FR2613860A2 - Perfectionnements aux globes terrestres - Google Patents

Abstract

GLOBE-HORLOGE PERFECTIONNE INDIQUANT LA DATE ET L'HEURE EN TOUT LIEU EN PLUS DU JOUR ET DE LA NUIT. A CET EFFET, UN ANNEAU PLAN 40 SUSCEPTIBLE DE SELECTIVEMENT MATERIALISER L'ECLIPTIQUE OU L'EQUATEUR EST PREVU. IL COMPORTE SUR UNE FACE UN CALENDRIER ANNUEL ET SUR L'AUTRE UN CADRAN JOURNALIER. UNE TRINGLE 156 ET UN ERGOT 188 SONT PREVUS POUR SELECTIVEMENT SOLIDARISER ET DESOLIDARISER LE SOUS-ENSEMBLE HOROMETRIQUE 52 DU GLOBE ET SON SUPPORT 16-30. L'ANNEAU 40 ETANT DISPOSE EN ECLIPTIQUE DANS UN PLAN HORIZONTAL, L'ARBRE ANNUEL 56 VERTICAL ET LE SOUS-ENSEMBLE HOROMETRIQUE 52 BLOQUE L'IMAGE DU SOLEIL AU ZENITH PARCOURT EN UN AN LA TRANCHE DE L'ANNEAU 40. UN REGIME TRES RAPIDE, NORMAL OU INVERSE, PERMET UNE MISE AU JOUR EN MOINS DE DIX MINUTES. L'ANNEAU 40 ETANT EN EQUATEUR ET LE SOUS-ENSEMBLE HOROMETRIQUE 52 DEBLOQUE, L'IMAGE DU SOLEIL ETANT SUR LE MERIDIEN OU IL EST MIDI, UNE ROTATION MANUELLE DE LA SPHERE AMENE CE MERIDIEN SUR LA GRADUATION 12 DU CADRAN JOURNALIER DE L'ANNEAU 40 ET L'HEURE SOLAIRE EST ALORS INDIQUEE EN TOUT LIEU. APPAREIL D'ENSEIGNEMENT - OBJET D'AMEUBLEMENT.

Description

PERFECTIONNEMENTS AUX GLOSES TERRESTRES
Dans le brevet principal est décrit un globe terrestre comprenant: une sphère creuse à paroi translucide munie d'une représentation des continents terrestres montée sur un support, une source lumineuse -et un écran à contour circulaire coopérant ensemble pour créer sur la paroi de la sphère deux zones sensiblement hémisphériques respectivement éclairée et obscure et un sous-ensemble horornétrique comportant un arbre journalier creux disposé suivant l'axe des pôles, rigidement lié à la sphère, et un arbre annuel disposé suivant un diamètre du contour circulaire, rigidement lié à l'écran, les axes de ces arbres se coupant sensiblement au centre de la sphère suivant un angle sensiblemen. égal à l'angle d'inclinaison des plans de l'équateur et de l'écliptique; le sous-ensemble horométrique étant adapté en régime nominal, d'une part, à faire tourner l'un par rapport à l'autre l'écran et la sphère, à raison d'un tour par jour sidéral et, d'autre part, à faire tourner l'écran autour de l'axe de l'arbre annuel à raison d'un tour par année tropique, des moyens rigidement liés à l'arbre annuel étant prévus pour projeter sur la paroi de la sphère, une image représentative du soleil au zénith.

La présente invention concerne un perfectionnement au globe terrestre décrit dans le brevet principal et plus précisément des moyens pour le transf or- mer en un globe-horloge indiquant en tout lieu, d'une part, le jour et la nuit et, d'autre part, la date et heure.

Selon une forme de réalisation siinpliliée de l'invention, un globe terrestre, du genre décrit dans le brevet principal, est caractérisé en ce que ledit arbre journalier creux étant monté tournant sur un tube-palier rigidement lié au support de la sphère, le dit globe comporte, à l'intérieur dudit tube-palier, une tige établissant une liaison rigide entre ledit sous ensemble horométrique et ledit support, ledit arbre annuel étant disposé perpendiculaire au plan de l'écliptique, et, autour de la sphère, un anneau plan gradué en calendrier annuel, disposé dans le plan de l'écliptique et rigidement lié au support de la sphère.

Selon une forme de réalisation complète de l'invention, un globe terrestre. du genre décrit dans le brevet principal, est caractérisé en ce que ledit globe comporte, d'une part, des moyens pour solidariser ledit sousensemble horométrique et ledit support de la sphère lorsque ledit arbre annuel est disposé perpendiculaire au plan de l'écliptique et pour sélectivement les solidariser et désolidariser l'un de l'autre, et, d'autre part, un anneau plan gradué en calendrier annuel sur une lace et en cadran journalier sur l'autre, disposé autour de la sphère et monté basculant sur des moyens de soutien et d'appui rigidement llés audit support et adaptés à permettre de sélectivernent disposer ledit anneau dans les plans de l'équateur et de l'écliptique.

Grâce à ces deux dispositions, lorsque le sous-ensemble horométrique, alimenté en régime nominal, est solidaire du support la sphère terrestre,
L'arbre annuel étant perpendiculaire au plan de l'écliptique, et que l'anneau est disposé dans le plan de l'écliptique, L'arbre jo.lrnalier solidaire de la sphère tourne sur son tube-palier à raison d'un tour par jour sidéral cependant que l'image représentative du soleil au zénith parcourt la tranche interne de l'anneau en une année tropique. Dans ces conditions, si la position initiale de la sphère par rapport au sous-ensemble horométrique est correcte, la position de l'hémisphère éclairé du globe est en accord avec la saison et l'image du soleil apparaît à tout moment en face de la graduation de l'anneau indiquant le mois et le jour de l'année.Au cas où cette position relative initiale de la sphère ne serait pas correcte, il est aisé d'y remédier en faisant quelque temps fonctionner l'ensemble en régime rapide, comme cela est par ailleurs décrit dans le brevet principal.

Selon la forme de réalisation simplifiée de l'invention, lorsque le globe-horloge est mis au jour de l'année, il suffit, pour le mettre à l'heure scolaire, d'amener en coincidence le méridien où il est midi et l'image du soleil. Pour ce faire, I'image du soleil étant initialement projetée entre les graduations du jour et de la veille du calendrier de l'anneau, on fera tourner la sphère en régime semi-rapide Jusqu'à ce que le méridien où il est midi occupe la position recherchée.De la sorte, la date du jour est indiquée par la graduation du calendrier de l'anneau en face de laquelle l'image du soleil est projetée et l'heure solaire en tout lieu peut être déterminée d'une manière relatlvement simple à partir du nombre de fuseaux horaires compris entre le méridien du heu et celui où il est midi. A l'inconvénient relatif d'une telle manière de déterminer l'heure, la forme de réalisation complète de l'invention apporte une solution.

Lorsque le globe-horloge selon la forme de réalisation complète de l'invention est mis au jour de l'année, pour le mettre à l'heure, I'opérateur doit tout d'abord faire basculer l'anneau dans la plan de l'équateur et désolidariser le sous-ensemble horométrique et le support de la sphère. De la sorte, le mouvernent relatif de la sphère terrestre et du sous-ensemble horométrique est inversé : si l'opérateur n'intervient plus, la sphère est fixe et le sousensemble est libre. Dans ces conditions, I'hémisphère éclairé et l'image du soleil font, à l'intérieur de la sphère, un tour par jour solaire moyen. L'opérateur fait alors tourner à la main la sphère et tout son contenu (comme cela est indiqué dans le brevet principal) jusqu'à ce que le méridien de référence du lieu où l'on est, soit placé en face de la graduation du cadran journalier indiquant l'heure solaire en ce lieu.Ensuite, I'opérateur fait avancer le sousensemble horométrique en régime semi-rapide, jusqu'à ce que l'image du soleil arrive sur le méridien où il est rnidi puis i' passe en régime nominal.

L'heure solaire en tout lieu est alors constamment indiquée par la graduation du cadran journalier de l'anneau situé en face du méridien du lieu, le méridien où il est midi ayant été - si besoin en est - préalablement ramené en face de la graduation 12 du cadran, par une rotation manuelle de la sphère et de son contenu.

Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront d'une manière plus précise à la suite de la description de la forme complète de réalisation de l'invention, faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue perspective d'un globe-horloge, selon l'invention, hémisphère Nord enlevé ; - la figure 2 représente en A et B les graduations des deux faces de l'anneau associé au globe et en C les détails de la fermeture de cet anneau ; - la figure 3 représente en A et B la vue de face et la vue latérale du corps du sous-ensemble horométrique du globe-horloge ; - la figure 4 représente en coupe les moyens de montage du globe-horloge sur son support et par ailleurs les détails d'un des éléments du sousensemble horométrique.

Selon la figure 1, un globe-horloge 10 selon l'invention comprend tout d'abord une sphère creuse 12 à paroi translucide, munie d'une représentation des continents terrestres, (omis sur la figure). Cette sphère terrestre cornporte au pôle Sud, une embase radiale 14 (visible seulement sur la figure 4) en appui tournant sur on arc de méridien 16 à deux branches inégales 18 et 20, rigidement fixé à l'intérieur et au milieu d'un arceau de soutien 22 sensiblement vertical, à deux branches symétriques 24 et 26, I'arc 16 et l'arceau 22 étant placés dans deux plans orthogonaux. L'arceau de soutien 22 est monté fixe en son milieu sur un pilier 28 rigidement lié à un socle 30.L'axe de l'embase 14 coupe le plan de symétrie longitudinal de l'arceau 22, suivant l'angle d'inclinaison des plans de l'équateur et de l'écliptique (23027'). Les deux branches 18 et ZCi de l'arc de méridien 16 mesurent respectivernent 90" et 66033 et elles sont respectivement terminées par deux petits plateaux 32 et 34, en forme de segment d'anneau plan d'environ 15 (le plateau 32 est visible seulement sur la figure 2A). Les branches 24 et 26 de l'arceau de soutien 22 comportent à leurs extrémités deux trous-paliers alignés suivant un diamètre de la sphère 12 situé dans le plan de l'équateur.

Dans ces trous-paliers est monté, pivotant sur deux bouts d'axe 36 et 38, un anneau plan 40.

Selon la figure 2, l'anneau 40 comporte une ouverture radiale 42 dont les bords sont adaptés à prendre appui sur les deux petits plateaux 32 et 34, qui forment ainsi deux butées haute et basse, respectivement.

La dimension longitudinale de l'ouverture 42 de l'anneau 40 est quelque peu plus grande que largeur transversale de l'arc de méridien 16. L'anneau plan 40 comporte sur l'une de ses faces les graduations d'un calendrier annuel (les douze mois et leurs quantièmes, avec 28, 25 jours pour février et, le cas échéant, les douze signes du zodiaque) et, sur l'autre, les graduations d'un cadran journalier (les 24 heures avec des repères intermédiaires, toutes les 5 minutes, par exeinple).Ces deux graduations apparaissent sur les figures 2A et 2B. Le pivot 36 matérialise le point vernal (point où se trouve le soleil au moment de l'équinoxe de printemps) de la sphère terrestre 12, les graduations qui lui font face sur le calendrier annuel et sur le cadran journalier étant "21 mars" et "0" heure respectivement.Les graduations qui apparaîssent en face du pivot 38 sont "21 septembre" et "12" heures. Les graduations portées sur le plateau de butée haute 32 encadrent le "22 décembre" et, celles du plateau de butée basse 34 encadrent "6" heures.

La figure 2C représente les détails de la fermeture de l'anneau 40 sur l'un de ses plateaux de butée. Chaque plateau 32 et 34 présente sur sa face inférieure deux entailles latérales 44 et 46, dont la profondeur égale les deux tiers de son épaisseur. Les bords de l'ouverture 42 de l'anneau 40 sont quant à eux, munis de tenons centraux 48 et 50 dont l'épaisseur égale le tiers de celle de l'anneau 40 et la largeur, celle des entailles 44 et 46.

Le socle 30 est creux et contient les circuits électriques et électroniques d'alimentation de la source lumineuse et du moteur pas à pas disposés à l'intérieur de la sphère 12. Ces circuits comportent un transformateur abaisseur de tension relié au secteur par un cordon non représenté. Le pilier 28, I'embase 14 et le segment d'arc de méridien 16 compris entre eux, sont creux pour laisser passage aux fils électriques nécessaires à cette alimentation.

En revenant à la figure 1, on voit à l'intérieur de la sphère creuse 12, un sous-ensemble horométrique 52 comportant un arbre journalier 54 et un arbre annuel 56. L'arbre journalier 54 est creux et rigidement lié au pôle sud de la sphère 12 et l'arbre annuel 56 également creux est rigidement lié à un écran 58 à contour circulaire, de diamètre légèrement inférieur au diamètre intérieur de la sphère 12. L'écran 58 comporte un élément principal 6G fixé à une extremite 55 de l'arbre annuel 56 et un élément complémentaire 62 fixé à l'autre extrémité. Les éléments 6G et 62 de l'écran 58 sont séparés l'un de l'autre par un couloir radial 64 occupé (pendant six mois) par l'arbre journalier 54.Les parois du couloir 64 comportent respectivement sur leurs bords les plus extérieurs, deux brosses en arc de cercle 66, se faisant face et s'interpénétrant quelque peu, de façon à autoriser le passage de l'arbre journalier 54 tout en formant écran à la lumière. Sur l'extrémité 55 de l'arbre annuel 56 est fixée, au voisinage du sous-ensemble horométrique 52, une potence rigide 70. Au sommet de cette potence 70, est montée fixe la douille 72 d'un lampe halogène miniature 74 alimentée en basse tension (12 volts). Sur cette potence 70, est par ailleurs montée fixe l'extrémité d'une hampe relativement rigide 78 dont l'autre extrémité est rigidement liée à un petit disque opaque 8G comportant en son centre une découpe dentelée 82. La lampe 74 et le disque 85 sont traversés en leur centre par l'axe de symétrie du contour circulaire de écran 58, le disque 80 étant placé au proche voisinage de la paroi de la sphère 12.

Les figures 3A et 3ss représentent les vues de face et de côté du
sous-ensemble horométrique décrit dans le brevet principal, aménagé selon la présente invention.

Selon les figures 3A et 3B, le sous-ensemble horométrique 52 comprend un mouvement d'horlogerie 92 et une boîte de démultiplication 94. Le mouvernent 92 est constitué par un moteur pas à pas 96 faisant un tour pour
96 impulsions de commande, associé à un réducteur 98 de rapport 1/20 muni
d'un arbre de sortie 100. De la sorte, l'arbre 100 fait un tour par jour solaire
v moyen lorsque le moteur 96 est alimenté par des impulsions dont la période
P est de 45 secondes.

La boîte de démultiplication 94 comporte un bâti formé de deux flasques 102 et 104 rigideriient liées ensemble par quatre entretoises parallélépipédiques 106, 108, 110 et 112 réalisées en matériau plastique semi-dur.

Le mouvement d'horlogerie 92 est fixé au flasque 104 par des rivets, L'arbre de sortie 100 pénétrant à l'intérieur de la boîte 94 par une ouverture non référencée, pratiquée dans le flasque 104.

A l'extrémité de l'arbre de sortie 100 du réducteur 98, sont rigidement fixés un pignon conique de vingt dents 120 et, entre ce pignon et le flasque 104, une roue dentée de vingt quatre dents 122. Le pignon 120 engrène avec un autre pignon conique de vingt dents 124 rigidement fixé à l'extrémité supérieure de l'arbre journalier creux 54. L'arbre journalier 54 est monté tournant dans des trous-paliers percés dans les entretoises 106 et 110. Un rnanchon 128 fixé par un rivet à l'arbre journalier creux 54 assure avec un léger jeu le maintien en place de cet arbre 54 entre les entretoises 106 et 110, de façon à permettre la libre rotation relative de cet arbre et de ces entretoises.

La roue dentée 122 engrène avec une roue dentée à 293 dents 130, rigidement liée à un arbre 132 monté tournant dans deux trous-paliers non référencés, percés ddns les flasques 102 et 104. A l'arbre 132, est rigidement fixée par goupille une vis sans fin 134 qui engrène avec une roue dentée à trente dents 136, rigidement fixée par rivet à l'arbre annuel creux 56.

L'arbre annuel 56 est monté tournant dans deux trous-paliers respectivement percés dans les entretoises 108 et 112, deux manchons 140 et 142 fixés par rivet à l'arbre creux 56 assurant avec un léger jeu le maintien en place de cet arbre 56 entre les entretoises 108 et 112, de façon à permettre sa libre rotation dans les trous-paliers pratiqués dans les entretoises.

Les quatres entretoises 106, 108, 110 et 112 sont disposées entre les'flasques 102 et 104 et les trous-paliers sont percés dans ces mêmes entretoises, de telle façon que l'axe de l'arbre annuel 56 et celui de l'arbre journdlier 54 se coupent suivant un angle sensiblement égal à 23027'. La hauteur de l'arbre journalier 54 à l'intérieur de la sphère 12 est par ailleurs choisie de façon que le point où se coupent les axes des arbres 54 soit le centre
C de cette sphère.

Le pignon conique 124 rigidement fixé à l'extrémité supérieure de l'arbre journalier creux 54 cornporte un trou axial non référencé, traversé par une tige creuse 144, le diamètre extérieur de cette tige 144 étant nota blement inférieur au diamètre intérieur de ce trou. A l'extrémité supérieure de la tige 144, est monté un collecteur électrique 146 comportant six pistes conductrices circulaires et sept rondelles isolantes. En face du collecteur 146 sont disposés six balais doubles 148 enserrant les six pistes du collecteur, montés sur un support 150 rigidement fixé sur le flasque 102. Quatre de ces balais sont connectés aux quatre bornes d'entrée du moteur pas à pas 96, par quatre liaisons électriques non représentées.

Sur l'arbre annuel 56, est monté un autre collecteur électrique 152 comportant deux pistes conductrices et trois rondelles isolantes. En face de ce collecteur 152 sont disposés deux balais doubles 154 enserrant les deux pistes du collecteur, montés sur un support 156 rigidement fixé au bord supérieur du flasque 152. Ces deux balais 154 sont connectés aux deux derniers balais 148 montés sur le support 150. Les deux pistes du collecteur 152 sont connectées par les liaisons électriques non représentées, aux bornes de la douille électrique 72 de la lampe halogène miniature 74.

Le collecteur électrique 146 comporte en outre un passage axial prolongeant la tige creuse 144. Ce passage axial et cette tige creuse sont traversés sans frottement par une tringle 156 dont l'extrémité supérieure est rigidement liée au corps du sous-ensemble horométrique 52 par une colonnette 158 rigidement fixée à la tringle 156 par une vis de serrage et au flasque 102 par un rivet.

La figure 4 représente en coupe les moyens de montage de la sphère terrestre 12 sur l'arc de méridien 16, ainsi que des éléments du collecteur électrique 146 et de la tringle 156. Selon la figure 4, sur l'extrémité inférieure filetée de l'arbre journalier creux 54, est engagée par vissage une bague 170 présentant une face inférieure convexe. La sphère terrestre 12 comporte au pôle sud une ouverture circulaire 172 à travers laquelle est engagé l'arbre journalier 54. Un manchon 174 à face supérieure concave est engagé par vissage sur l'extré nité inférieure de l'arbre journalier 54, de telle manière que la face inférieure du manchon 174 et la tranche de cette extrémité soient dans un même plan. La bague 170 est vissée de façon que la paroi de la sphère 12 soit fortement serrée entre la face convexe de la bague 170 et la face concave du manchon 174.Ce manchon 174 constitue l'élément externe de l'embase 14 de la sphère terrestre 12.

Dans le segment de l'arc de méridien 16, qui sert d'appui à l'embase 14 de la sphère 12, est aménagé un passage radial 176, dans lequel est engagé un tube-palier 178 comportant un épaulement 177 en appui sur la face interne de l'arc de méridien 16. L'extrémité inférieure du tube-palier 178 est filetée et un écrou de blocage 180 y est vissé. L'extrémité supérieure du tube-palier 178 aboutit au voisinage de l'entretoise 110 et son diamètre intérieur est un peu inférieur à celui du passage axial aménagé dans le pignon conique 124. L'arbre journalier creux 54 est monté tournant sur le tube-palier 178, la face inférieure du manchon 174 étant en appui glissant sur la face interne de l'arc de méridien 16.

L'extrémité inférieure de la tringle 156 est filetée, un disque épais 182 est vissé sur cette extrémité et un écrou 184 assure son blocage. Le disque 182 cornporte sur sa périphérie une couronne 186 dans laquelle un passage fileté 187 a été pratiqué. Dans ce passage 187 est engagée une vis 188 constituant un ergot de blocage. A cet effet, la vis 188 présente une pointe constituée par une bille escamotable 190 poussée par un petit ressort logé dans une cavité axiale. L' enfoncement de la vis 188 dans la couronne 186 étant ajusté de telle façon que la bille 190 puisse à la fois être poussée et engagée dans une cuvette 192 aménagée dans l'arc de méridien 16 et derneurer dans cette cuvette.

Dans cette configuration l'arbre 56 doit être perpendiculaire au plan de l'écliptique. Pour ce faire, au cours du montage en atelier du globe-horloge 10, I'ouvrier placera tout d'abord l'ergot de blocage 188 dans la cuvette 192, le disque 182 étant libre par rapport à la tringle 156, puis il fera tourner le globe à la main jusqu'à ce que l'arbre annuel 56 soit dans une position verticale. Ceci étant fait, il serrera l'écrou 184 de façon à rendre solidaires le disque épais 182 et l'extrémité inférieure de la tringle 156 puis il bloquera cet écrou au moyen d'une goutte de colle par exemple.

Le collecteur électrique 146 est formé de sept disques isolants et de six disques conducteurs, tels aue 192 et 194, représentés en B et C sur la figure 4. Ces disques cornportent six trous disposés à 450 sur un cercle.

Le diamètre des six trous des disques isolants et de cinq trous des disques conducteurs a été déterrniné pour assurer un passage aisé de la gaine des fils électriques isolés, tels 196 et 198, à relier au collecteur 146. Le sixième trou des disques conducteurs est de diamètre inférieur à celui des cinq autres, il correspond au diamètre de l'âme des fils électriques utilisés. Le sixième trou de chaque disque conducteur est décalé de 450 par rapport au précédent et il est soudé à un des fils électriques. Les disques isolants et les disques conducteurs du collecteur 146 sont maintenus serrés par une vis 200 en matériau isolant, engagée dans l'extrémité supérieure filetée de la tige creuse 144, un passage axial traversé par la tringle 156 étant pratiqué dans la vis 200. Les six fils électriques tels 196 et 198 sont liés à la tige creuse 144 par des frettes telles que 202 et 204. La tige creuse 144 ainsi munie de fils électriques et de frettes est engagée à force dans le tube-palier 178. Les six fils électriques traversent une découpe 206 pratiquée dans le tube-palier 178 et débouchent dans une rainure 208 aménagée dans la face externe de l'arc de méridien 16, entre le passage 176 et le pilier 28.

En référence aux figures 3A et 3B, le globe-horloge 1O étant alimente, la lampe 74 et l'écran 58 à contour circulaire coopèrent pour créer un hémisphère éclairé sur la paroi de la sphère 12 et le disque opaque 80 à découpe centrale dentelée 82 projette sur cette paroi une image représentative du soleil au zénith.

Selon le brevet principal, lorsque la période des impulsions d'alimentation du moteur pas à pas 96 est la période nominale Pn = P x (365,25/366,25), l'image du soleil au zénith fait sur la sphère 12 un tour par jour solaire moyen. On rappellera que selon le brevet principal, les circuits électroniques contenus dans le socle 3G du globe-horloge 10 sont adaptés à produire des impulsions de régime nominal et de régime rapide, deux régimes très rapides, respectivement norrnal et inverse, étant ajoutés dans le cadre de la présente invention.

Pour mettre le globe-horloge 10 au jour de l'année, deux opérations préalables -sont à réaliser : s'assurer que l'anneau 40 est en appui sur le plateau de butée haute 32 et sinon l'y placer, puis faire tourner à la main la sphère 12 jusqu'à ce que la bille escamotable 90 de l'ergot de blocage 188 soit engagée dans la cuvette 192 aménagée dans l'arc de méridien 16, l'arbre annuel 56 étant, dans ce cas, vertical par construction. Lorsqu'une telle mise en place de l'anneau est nécessaire, on fait à la main basculer l'anneau plan 40 autour de ses axes 36 et 38 : son ouverture 42 passe le long de l'arc de méridien 16 et les tenons 48-50 viennent prendre appui dans les entailles 44 et 46, pratiquées dans le plateau de butée haute 32.

A la fin de cette opération, l'anneau 40 est horizontal et définit le plan de l'écliptique de la sphère terrestre 12, les graduations visibles depuis le pôle Nord de la sphère 12 étant celles du calendrier annuel.

Quant à la seconde opération préalable (rotation à la main de la sphère 12), elle est rendue aisée du fait des aménagements au globe terrestre décrit dans le brevet principal, prévus selon la présente invention. Un premier aménagement concerne les moyens de liaison électrique entre la lampe 74 et le moteur 96 contenus dans la sphère 12, d'une part, et leurs circuits respectifs d'alimentation disposés dans le socle 3O du globe-horloge 10, d'autre part. Un second aménagement concerne les moyens de montage tournant de l'arbre journalier 54 sur son support.

Grâce à l'utilisation du collecteur électrique 146 un découplage méca nique est établi entre, d'une part, la lampe 74 et le moteur 96 alimentés par les balais 148 du collecteur 146 et, d'autre part, les fils électriques tels 196 et 198 qui relient les pistes conductrices du collecteur aux circuits d'alimentation de la lampe et du moteur.En outre, grâce au passage axial relativement large aménagé dans le pignon conique 124 d'entraînement de l'arbre journalier creux 54 et à la tige creuse 144 qui supporte le collecteur électrique 146 et est montée fixe dans le tube-palier 178 rigidement lié à l'arc de méridien 16 (et au socle 30 de la sphère 12 par le pilier 28), les six fils électriques d'alimentation de la lampe 74 et du moteur 96, qui courent le long de la tige creuse 144 et lui sont liés par des frettes 202 et 204, sont maintenus libres de tout contact avec les éléments tournants du globehorloge 10 (à savoir le sous-ensemble horométrique 52 et l'arbre journalier 54 solidaire de la sphère 12), et relient sans risque d'entrainement ou de frottement glissant, le collecteur électrique i46 et les circuits d'alimentation de la larnpe 74 et du moteur 96 disposés dans le socle 30.

Grâce à l'utilisation du tube-palier 178 dont la longueur est de peu inférieure à celle de l'arbre journalier 54, cet arbre 54 est bien soutenu au cours de ses rotations. En outre, comme le tube-palier 178 est monté fixe sur l'arc de méridien 16 par son épaulement 177 et par l'écrou de blocage 180, le couple exercé sur la sphère 12 par les mains de l'opérateur entraîne en rotation l'arbre journalier creux 54 et son manchon de fixation 174. Cette rotation de l'arbre 54 se lait dans les meilleures conditions autour de son tube-palier 178 et en appui sur la face Interne de l'arc de méridien 16.

Grâce à ces dispositions, la rotation manuelle de la sphère 12 et de l'arbre journalier 54, du fait du blocage que subit dans ce cas l'arbre de sortie 100 du réducteur 98, entraîne la rotation forcée du sous-ensemble horométrique 52 et de la tringle 156 autour de l'axe des pôles : une rotation forcée de tout le contenu de la sphère 12 est ainsi réalisée, qui rend la rotation manuelle de la sphère 12 sans influence aucune sur la position de l'image du soleil sur la paroi de cette sphère.

La rotation manuelle de la sphère 12 entraînant celle de la tringle 156, à un moment donné la bille escamotable 190 de l'ergot de blocage 188 de la tringle 156 arrive au contact de l'arc de méridien 16 : la bille s'efface alors sous l'effet de cet entraînement puis s'engage dans la cuvette 192 pratiquée dans l'arc de méridien 16. L'opérateur perçoit cette mise en place et arrête alors son action : le sous-ensemble horométrique 52 est devenu solidaire du socle 30 du globe-horloge 10. On notera Ici que les ernplacements de l'ergot de blocage et de la cuvette de maintien peuvent être inversés (ergot sur le méridien et cuvette sur un bossage du disque solidaire de la tringle) sans rien changer à l'action de ces organes de blocage à fonctionnement complémentaire.

Du fait de ce blocage du sous-ensemble horornétrique 52, I'alimentation du moteur pas à pas 96 par des irnpulsions de commande en régime nominal a pour effet d'entraîner la rotation de l'arbre journalier creux 54 autour de son tube-palier 178, à raison d'un tour par jour sidéral. II en résulte que la sphère terrestre tourne à la même vitesse par rapport à son contenu, à savoir le sous-ensernble horométrique 52, l'écran 58, la lampe 74 et le disque solaire 80.En outre, du fait du blocage concomitant de l'arbre annuel 56 dans une position verticale, I'image du soleil produite par la lampe 74 à travers le disque solaire 80 disposé sur l'axe de l'écran 58 et entraîné par l'arbre annuel 56, est constamment projetée sur la paroi de la sphère 12, en face de la tranche Interne de l'anneau plan 40 qui, en appui sur le plateau de butée haute 32, est horizontal et matérialise le plan de l'écliptique
de la sphère 12. En régime nominal, cette image fait le tour de l'anneau 4ú en une année tropique.

Dans ces conditions, I'application au moteur pas à pas 96 d'impulsions de commande en régirne très rapide (une année simulée en vingt minutes environ et un jour en trois secondes), normal ou inverse suivant la position alors occupée par l'image du soleil par rapport au graduations en calendrier annuel affichées par l'anneau 40, amène en moins de dix minutes l'image du soleil sur la date du jour où l'on est.

Le globe-horloge 10 étant alors remis en régime nominal, indique constamment le mois et son quantièrne. Il reste à lui faire indiquer l'heure.

Pour ce faire, l'opérateur fait à nouveau basculer l'anneau 40 et l'amène en appui sur le plateau de butée basse 34. Dans cette position l'anneau 4G matérialise le plan de l'équateur de la sphère terrestre 12. Ensuite l'opérateur désolidarise le sous-ensemble horométrique 52 de l'arc de méridien 16 et pour ce faire, repousse hors de la cuvette 192 la bille escamotable 190 de telle façon que la tringle 156 redevienne libre de tourner à l'intérieur de la tige creuse 144.

Dans ces conditions, du fait que les frottements de l'arbre journalier creux 54 dans les trous-paliers pratiqués dans les entretoises 106 et 110, sur le tube-palier 178 et sur l'arc de méridien 16 sont a priori notablement supérieurs aux frotternents des balais 148 sur les pistes conductrices du collecteur 146, la sphère 12 est relativement fixe et le sous-ensemble horométrique 52 est entraîné en rotation à raison d'un tour par jour sidéral autour de l'arbre journalier 54 cependant que l'arbre annuel 56 tourne autour de son axe à raison d'un tour par année tropique. L'écran 58 à contour circulaire, la larnpe 74 et le disque solaire 80 rigidement liés à l'arbre annuel 56 sont entraînés à la même vitesse.Il en résulte, comme cela est décrit dans le brevet principal, que l'image du soleil et de l'hémisphère éclairé tournent alors dans la sphère terrestre 12, à raison d'un tour par jour solaire moyen.

Dans ces conditions, il suffit pour mettre à l'heure le globe-horloge 10 préalablement mis à jour, tout d'abord, de faire tourner à la main la sphère terrestre 12 de façon à amener le méridien où il est midi -au soleil en face de la graduation 12 du cadran journalier de l'anneau 40 et ensuite d'appliquer au moteur pas à pas 96 des impulsions de commande en régime rapide (un jour simulé en trois minutes environ) jusqu'à ce que l'image du soleil apparaîsse sur le méridien en question. Dès que ce résultat est obtenu, on applique à nouveau au moteur 96 des impulsions de commande en régime nominal. A cet instant, L'heure solaire est indiquée en tout lieu de la terre par la graduation du cadran journalier placée en face du méridien de référence de ce lieu.Au cas où l'on désirerait connaître l'heure légale (d'hiver ou d'été) en un lieu déterminé, on fera préalablement tourner à la main la sphère terrestre 12 Jusqu'à ce que l'image du soleil apparaisse en face du chiffre 13 ou 14 du cadran journalier de l'anneau 40. Par la suite, L'image du soleil ayant tourné sur la paroi de la sphère 12, pour connaître à nouveau l'heure solaire ou l'heure légale en lieu déterminé, on agira à nouveau à la main sur la sphère 12 de manière à ramener l'image du soleil sur la graduation 12, 13 ou 14 du cadran journalier et on lira l'heure recherchée sur la graduation située en face du méridien de référence de ce lieu.

II résulte de ce qui précède que le globe terrestre décrit dans le brevet principal et perfectionné selon la présente invention, devient un globehorloge à la fois simple, rigoureux, économique, didactique et esthétique, indiquant en tout lieu et à tout mornent, d'une part, I'état de jour ou de nuit et, d'autre part, la date et l'heure.

On notera ici que si l'affichage de l'hure sur le globe-horloge 10 nécessite des interventions manuelles répétées, I'affichage de la date ne demande qu'un réglage initial unique. Le mode de fonctionnement usuel du globe-horloge selon la présente invention est en conséquence de marcher en calendrier : anneau 40 en butée haute 3 2 matéralisant l'écliptique, ergot de blocage 188 engagé dans la cuvette 192 et régime nominal pour le moteur 96.Si dans un tel cas, au lieu de rechercher un fonctionnement en régime nominal, on alimentait le rnoteur 96 en régime rapide on obtiendrait une rotation de la sphère 12 à la vitesse d'un tour toutes les trois minutes environ et un déplacement de l'image du soleil le long du calendrier annuel de l'anneau 40, à la vitesse d'un tour en un peu plus de dix huit heures. On transformerait dans ce cas le globe-horloge selon l'invention en un objet d'ameublement particullèrement Intéressant.

Si maintenant, après avoir mi, le globe-horloge 10 au jour et à l'heure,
L'anneau 40 étant dans le plan de l'équateur, on fait à nouveau tourner à la main la sphère terrestre 12 jusqu'à ce que l'ergot de blocage 188 soit à nouveau engagé dans son logement 192, deux autres informations sont immédiatement disponibles, à savoir les coordonnées équatoriales du soleil.

L'ascension droite (alpha) est en effet constamment fournie par la graduation horaire en face de laquelle se trouve le méridien où il est rnidi au soleil et la déclinaison (delta), fournie par la latitude de l'image du soleil.

En conclusion, on voit qu'un globe-horloge selon l'invention tel que décrit ci-dessus, c'est-à-dire équipé d'une part d'un anneau susceptible de sélectivement matérialiser les plans de l'écliptique et de l'équateur et, d'autre part, d'une tringle pour sélectlvement bloquer ou débloquer le sous-ensemble horométrique est un appareil scientifique particulièrement bien adapté à l'enseignement des lois du système Terre-Soleil.

Au cas où l'on désirerait disposer non plus d'un tel appareil scientifique mais plutôt d'un objet d'ameublement, on pourra le simplifier par construction en ne conservant qu'un seul mode de fonctionnement pour l'anneau et pour la sphère. L'anneau sera fixe dans un plan horizontal et matérialisera le plan de l'écliptique. A cet effet, il sera rigidement lié à des bras de soutien, tels que 24 et 26 eux-mêmes rigidement liés au socle 30 du globe. Quant à la sphère 12, elle sera adaptée à tourner autour de l'axe des pôles à raison d'un tour par jour sidéral. A cet effet, le sous-ensemble horométrique 52 sera fixe par rapport au socle 30 de la sphère, L'arbre annuel 56 étant vertical.Ce double résultat sera obtenu en supprimant la tringle 156 et la tige creuse 144 et en les remplaçant par une tige pleine, les extrémités de cette tige pleine étant rigidement liées au bâti du sous-ensemble 52 et à la base du tube-palier 178, respectivement, le blocage de l'une de ces extrémités n'étant realisé qu'après calage à la verticale de l'arbre annuel 56. Dans ces conditions, le collecteur électrique 146 devient inutile, les fils électriques d'alimentation du moteur 96 et de la lampe 74, frettés sur la tige de liaison étant directement reliés aux bornes du moteur, d'une part, et aux balais 154 du second collecteur électrique 152, d'autre part.

On notera pour finir que le fait d'utiliser une lampe halogène miniature cornme source lumineuse du globe-horloge selon l'invention, présente deux avantages. Le premier est de fonctionner en bassc tension (12 volts), ce qui est un facteur de sécurité et en outre permet de faire appel à un transformateur abaisseur de tension ayant deux fonctions : I'alimentation de la lampe 74 et celle des circuits électroniques de commande du moteur pas à pas 96. Le second avantage provient du montage de la lampe halogène 74 sur une potence 70. Grâce à cette disposition, d'une part, et à la brillance ponctuelle d'une lampe halogène miniature, d'autre part, la tache lumineuse projetée à travers la découpe centrale du disque solaire 80, est bien contrastée et notablement plus intense que l'éclairement moyen de l'hémisphère éclairé du globe. Ce qui a priori était souhaitable mais n'aurait pas pu être si aisément obtenu avec un autre type de lampe.

Claims (7)

1. RE VEN DICATIONS

   I. Globe-horloge du genre cornprenant une sphère creuse (12) à paroi translucide munie d'une représentation des continents terrestres montée sur un support (16-30), une source lumineuse (74) et un écran (58) à contour circulaire coopérant ensemble pour créer sur ladite paroi deux zones sensiblement hémisphériques respectivement éclairée et obscure et un sous-ensemble horométrique (52) comportant un arbre journalier creux (54) disposé suivant l'axe des pôles, rigidement lié à ladite sphère, et un arbre annuel (56) disposé suivant un diamètre dudit contour circulaire, rigidement lié audit écran (58), les axes desdits arbres (54-56) se coupant sensiblement au centre de ladite sphère (12) suivant un angle sensiblement égal à l'angle d'inclinaison du plan de l'équateur sur celui de l'écliptique ;; ledit sous-ensemble horométrique (52) étant adapté en régime nominal, d'une part, à faire tourner l'un par rapport à l'autre ledit écran (58) et ladite sphère (12) à raison d'un tour par jour sidéral autour de l'axe des pôles et, d'autre part, à faire tourner ledit écran (58) autour de l'axe de l'arbre annuel (56) à raison d'un tour par année tropique, des moyens (80-82) rigidement liés à l'arbre annuel (56) étant prévus pour projeter sur la paroi de la sphère (12) une image représentative du soleil au zénith; caractérisé en ce que ledit arbre journalier creux (54) étant monté tourna. t sur un tube-palier (178 > rigidement lié au support (16-30) de la sphère (12), ledit globe comporte à l'intérieur dudit tube-palier (178), une tige établissant une liaison rigide entre ledit sous-ensemble horométrique (52) et ledit support (16-30), ledit arbre annuel (56) étant disposé perpendiculaire au plan de l'écliptique, et, autour de la sphère (12), un anneau plan (40) gradué en calendrier annuel, disposé dans le plan de l'écliptique, rigidement lié au support (30) de la sphère (12) par des moyens de soutien (22).
2. 2. Globe-horloge du genre comprenant une sphère creuse (12) à paroi translucide munie d'une représentation des continents terrestres montée sur un support (16-30), une source lumineuse (74) et un écran (58) à contour circulaire coopérant ensemble pour créer sur ladite paroi deux zones sensiblement hémispheriques respectivement éclairée et obscure et un sous-ensemble horométrique (52) cornportant un arbre journalier creux (54) disposé suivant l'axe des pôles, rigidement lié à ladite sphère, et un arbre annuel (56) disposé suivant un diamètre dudit contour circulaire, rigidement lié audit écran (58), les axes desdits arbres (54-56) se coupant sensiblement au centre de ladite sphère (12) suivant un angle sensiblement égal à l'angle d'inclinaison du plan de l'équateur sur celui de l'écliptique ; ledit sous-ensemble horométrique (52) étant adapté en régime nominal, d'une part, à laine tourner l'un par rapport à l'autre ledit écran (58) et ladite sphère (12) à raison d'un tour par jour sidéral autour de l'axe des pôles et, d'autre part, à faire tourner ledit écran (58) autour de l'axe de l'arbre annuel (56) à raison d'un tour par année tropique, des moyens (80-82) rigidement liés à l'arbre annuel (56) étant prévus pour projeter sur la paroi de la sphère (12) une image représentative du soleil au zénith; caractérisé en ce que ledit arbre journalier creux (54) étant monté tournant sur un tube-palier (178) rigidement lié au support (16-30) de la sphère (12), ledit globe comporte, d'une part, des moyens (156-186) pour solidariser le sous-ensemble horométrique (52) et le support (16-30) lorsque l'arbre annuel (56) est disposé perpendiculaire au plan de l'écliptique et pour selectivernent les solidariser et désolidariser l'un de l'autre, et, d'autre part, un anneau plan (40) gradué en calendrier annuel sur une face et en cadran journalier sur l'autre, disposé autour de la sphère (12) et monté basculant sur des moyens de soutien et d'appui (24, 26, 32, 34) rigidement liés au support (16-30) et adaptés à permettre de sélectivement disposer ledit anneau (40) dans les plans de l'équateur et de l'écliptique de la sphère (12).
3. 3. Globe-horloge selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens pour sélectlvement solidariser et désolidariser le sous-ensemble horométrique (52) et le support (16-30) de la sphère (12) comprennent une tringle (156) axialement disposée dans le tube-palier (178), rigidement liée par son extrémité supérieure- au bâti (102) du sous-ensemble horométrique (52) et adaptée à tourner dans un passage radial (176) pratiqué dans un arc de méridien (16), ledit arc constituant avec un socle (30) ledit support de la sphère (12), et ladite tringle (156) comportant, à son extrémité inférieure, un premier organe de blocage (188) adapté à être amené en face d'un second organe (192) complémentaire du précédent solidaire de l'arc de méridien (16), lesdits organes (188-192) étant adaptés à être sélectivement engagés l'un dans l'autre et séparés l'un de l'autre par deux opérations manuelles contraires, ledit premier organe de blocage (188) étant disposé à la périphérie d'un support (182) dont la position angulaire par rapport à la tringle (156) et au sousensemble horométrique (52) peut être réglée en atelier.
4. 4. Globe-horloge selon la revendication 3, caractérisé en ce que la dite tringle (156) étant disposée à l'intérieur d'une tige creuse (144) I'extré mité supérieure de l'arbre journalier creux (54) est équipée d'un pignon (24) percé d'un trou axial traversé sans contact par la tige creuse (144), I'extrémité supérieure de la tige (144) étant équipée d'un collecteur électrique (146) formé de pistes conductrices (196) et ae rondelles isolantes (194) et comportant un passage axial traversé par ladite tringle (156), lesdites pistes conductrices étant respectivement connectées, d'une part, aux circuits d'alimentation dudit globe-horloge disposés dans le socle (30) par des fils électriques (196-198) frettés le long de la tige creuse (144) et, d'autre part, aux bornes du moteur (96) d'entrainement du sous-ensemble horométrique (52) et à la source lumineuse (74), par des balais (148) associés à d'autres fils électriques, lesdits balais étant montés fixes sur le bâti (102) du sous-ensemble horométrique (52).
5. 5. Globe-horloge selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de soutien et d'appui de l'anneau (40) cornprennent deux bras de soutien (24-26) rigidement liés au socle (30) de la sphère (12) et deux plateaux d'appui (32-34) respectlvement fixés aux extrémités d'un arc de méridien (16) monté fixe sur le socle (3G) entre les bras (24-26), ledit anneau (40) étant, d'une part, rnonté pivotant dans deux trous-paliers percés aux extrémités des bras (24-26), lesdits trous étant disposés suivant un diamètre de la sphère (12) situé dans le plan de l'équateur, ledit anneau (40) étant en outre rnuni d'une ouverture radiale (42), de largeur légèrement supérieure à la largeur transversale de l'arc de méridien (16), adaptée à être fermée par l'un ou l'autre desdits plateaux (32-34), I'arc de méridien (16) formant de part et d'autre d'un plan vertical passant par les trous-paliers deux branches inégales mesurant sensiblement 900 et 66033', le tube-palier (178) étant radialement disposé sur la plus grande desdites branches de manière à former avec ledit plan vertical un angle sensiblement égal à 23 27', les graduations en calendrier annuel de l'anneau (4G) étant visibles depuis le pôle nord de la sphère (12) lorsque ledit anneau est en appui sur le plateau de butée haute (32) et celles en cadran journalier, visibles dans les mêmes conditions, lorsqu'il est en appui sur le plateau de butée basse (34).
6. 6. Globe-horloge selon la revendication 5, caractérisé d'une part en ce que le plateau de butée haute (32) porte la graduation "22 décembre" du calendrier annuel de l'anneau (40) et le plateau de butée basse (34), la graduation "6 heures" du cadran journalier, les graduations de l'anneau placées en face de ses pivots (36-38) étant respectivement "21 mars" et "21 septembre" pour une face et "O heure" et "12 heures" pour l'autre.
7. 7. Globe-horloge selon les revendications I ou 2, caractérisé en ce que ladite source lumineuse étant une lampe halogène (74) à basse tension d'alimentation, montée sur une potence (7G) rigidement liée à l'arbre annuel (56), les moyens pour projeter sur la paroi de la sphère (12) une irnage représentative du soleil au zénith comprenant un petit disque opaque (80) muni d'une découpe centrale (82) fixé à l'extrémité d'une hampe (78) relativement rigide, montée fixe sur ladite potence (70) ; le disque (80) étant disposé au proche voisinage de la paroi de la sphère (12), I'axe du contour circulaire de l'écran (58) traverse ladite lampe et ladite découpe sensiblement en leur milieu.