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CA 02233916 1998-04-01
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DISPOSITIF SYNTHETISANT UN RAPPORTEUR, UN COMPAS,
UNE RE6LE ET UNE EQUERRE
La présente invention concerne les instruments de dessin
composites, pouvant réunir en un seul instrument plusieurs instruments
~ élémentaires, tels que une règle, un comas, une équerre et un
rapporteur.
De tels instruments composites sont déjà connus, par
exemple des documents US-A-5 497 558, FR-A-2 617 440 ou FR-A-2 705
280, ou encore US-A-1 979 047~ GB-A-717 327. DE-U-7 802 919 ou FR-A-2
271 055. Ces documents divulguent des instruments qui sont soit
encombrants, soit d'un maniement complexe, ou encore qui ne permettent
que de tracer des cercles ayant pour rayons des valeurs discrètes.
La présente invention se place dans ce contexte et a pour
objet de proposer un instrument de dessin composite, qui soit peu
encombrant, qui soit facile à transporter et à utiliser, et qui
permette de tracer des cercles ayant tout rayon voulu.
Dans ce but, la présente invention a pour objet un
instrument de dessin, comportant au moins une branche formant règle
graduée pour tracer des segments de droite et pour mesurer des
longueurs, la branche comportant des moyens pour repérer le centre
d'un cercle et des moyens pour coopérer avec un instrument à écrire
destiné à tracer la circonférence de ce cercle, un élément transversal
étant disposé perpendiculairement à la branche pour former une
équerre.
~EllILLE MODIFIEE
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Selon l'invention, l'élément transversal est rectiliqne. la
première branche et l'élément transversal rectiligne comportent des
qraduations proportionnelles à des fonctions trigonométriques~ et la
première branche et le élément transversal rectiligne forment un
rapporteur pour mesurer ou tracer des angles de valeur quelconque.
Selon une caractéristique de l'invention, l'élément
transversal est supporté par un curseur susceptible de coulisser le
long de la branche et d'être immobilisé par rapport à cette branche.
Selon un mode de réalisation avantageux, la branche
comporte des graduations proportionnelles à la fonction
trigonométrique cosinus, et l'élément transversal comporte des
graduations proportionnelles à la fonction trigonométrique sinus.
En variante, on pourra prévoir que l'instrument de dessin
comporte une deuxième branche, la branche et la deuxième branche étant
articulées l'une sur l'autre par leurs extrémités.
Dans ce cas, on pourra également prévoir que les moyens
pour coopérer avec un instrument à écrire destiné à tracer la
circonférence du cercle soient formés sur la deuxième branche.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente
invention ressortiront plus clairement de la description qui suit
d'exemples de réalisation donnés à titre illustratif, en référence aux
dessins annexés sur lesquels:
- La Figure l est une vue en plan d'un premier mode de
réalisation d'un instrument de dessin réalisé conformément à la
présente invention;
FEUILLE MOD~FIE
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" 7 ~ ~ ? ~
- La Figure 2 représente une vue en coupe selon la ligne C-C de
la Figure l;
- La Figure 3 représente une vue en coupe selon la ligne D-D de
la Figure 4;
- La Figure 4 représente une vue en plan d'un deuxième mode de
réalisation d'un instrument de dessin selon la présente invention;
- La Figure 5 représente une vue détaillée d'une partie de
l'élément transversal de l'instrument de la Figure 4;
- La Figure 6 représente un exemple de réalisation d'une
.: 10 graduation;
- La Figure 7 représente une vue en plan d'une des branches de
l'instrument de la Figure l;
- La Figure 8 représente une vue en coupe selon la ligne A-A de
la Figure 7;
- La Figure 9 représente une vue en plan de la branche unique de
l'instrument de la Figure 4;
- La Figure 10 est un schéma illustrant le mode d'obtention des
graduations portées sur l'une des branches de l'instrument des figures
1 ou 4;
- Les Figures 11 et 1 lA représentent respectivement une vue en
plan et une vue latérale de la chape de l'instrument de dessin
représenté sur la Figure l;
- Les Figures 12 et 12A représentent respectivement une vue en
plan et une vue latérale d'une branche de l'instrument de dessin
représenté sur la Figure l;
- La Figure 13 représente une vue en coupe selon la ligne B-B de
la Figure 12A, et représentant le dispositif de support de crayon de
l'instrument de dessin de la Figure l;
- Les Figures 14 et 14 A représentent respectivement des vues en
plan et de dessous d'un élément transversal équipant l'instrument de
dessin de la Figure l;
- CA 02233916 1998-04-01
: .
. ,. ,. y
- La Figure 15 représente une vue en plan et une vue
latérale d'un curseur équipant l'instrument de dessin de la Figure l;
- La Figure 16 représente une vue en plan de l'élément
transversal de l'instrument des figures 1 ou 4;
- La Figure 17 représente divers éléments de la pointe sèche
utilisée dans l'instrument de la Figure 4;
- La Figure 18 est un schéma illustrant le mode d'obtention des
graduations portées sur l'une des branches de l'instrument des Figures
1 ou 4;
- Les Figures 19, 20 et 20A représentent les graduations portées
sur l'une des branches et sur l'élément transversal de l'instrument de
la Figure 1, ces graduations étant simples;
- La Figure 21 représente deux courbes de proportionnalité entre
les graduations portées sur l'une des branches et sur l'élément
transversal associé, et les valeurs trigonométriques des angles
correspondant à ces graduations;
- La Figure 22 représente deux courbes donnant les valeurs des
fonctions trigonométriques sinus et cosinus en fonction des valeurs
des angles;
- La Figure 23 illustre la méthode de mesure ou de tracé d'un
angle quelconque avec le rapporteur de l'instrument de mesure des
Figures 1 ou 4 ;
- La Figure 24 représente les graduations portées sur une branche
de l'instrument de la Figure 1, ainsi que sur l'élément transversal
associé, ces graduations étant doubles.
En référence aux Figures 1. 2. 7. 8. 12 et 12A, on voit que
l'instrument de dessin comporte deux branches rectilignes 10 et 6,
articulées l'une sur l'autre par leurs extrémités 14 au moyen d'un
pivot ll. Le pivot ll tourillonne librement dans une chape 12,
représentée plus en détail sur les Figures ll et llA, et solidaire
d'un organe de manoeuvre 13.
FE~'~LLE MOD~F~E
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La branche 10 est munie, à son extrémité opposée à
l'extrémité 14, d'un dispositif de support 8, pour un crayon 9,
représenté plus en déta;l sur la Figure 13~ Le support 8 est un
système usuel avec un écrou bloquant le crayon et permettant le
placage du crayon contre cette branche 10, de telle façon que le
crayon 9 soit parallèle au plan d'un feuille sur laquelle l'instrument
est dispositif est posé. La branche 10 est de plus graduée sur l'un
et/ou l'autre de ses bords en unités de longueur, par exemple en
centimètres, pour pouvoir servir de règle graduée.
La branche 6 est munie, à son extrémité opposée à
l'extrémité 14, d'un dispositif de support pour une pointe sèche 2,
pouvant être immobilisée par un écrou 3. On pourra avantageusement
prévoir que la pointe sèche soit rétractile à l'intérieur de la
branche 6, de façon à protéger celle-ci des chocs, et à protéger
l'utilisateur lorsque la pointe sèche n'est pas utilisée.
La branche 6 est formée avec une saillie ou une nervure
longitudinale 1 le long de laquelle est susceptible de coulisser un
curseur 5, représenté plus en détail sur les Figures 2, 15 et 15A. Le
curseur 5 peut être immobilisé sur la nervure longitudinale 1 au moyen
d'une vis 15, et il supporte un élément transversal 4, représenté plus
en détail sur les Figures 2. 14. 14A et 16.
L'élément transversal 4, peut être immobilisé sur le
curseur 5 au moyen d'un écrou 16 coopérant avec la tige de la vis 15,
une rondelle 17 pouvant être intercalée entre l'élément transversal
4 et le curseur 5 De façon à assurer la bonne perpendicularité entre
la branche 6 et l'élément transversal 4, on pourra prévoir de former
sur la branche 6 un épaulement longitudinal 7 servant de guide pour
l'élément transversal 4.
~ - s~isC~L
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Ainsi décrit, on comprend comment l'instrument de dessin
peut être utilisé. La branche 10 sert de règle graduée pour tracer
des lignes droites et mesurer des longueurs. La branche 6, en
coopération avec l'élément transversal 4, forme une équerre pour
tracer des angles droits. Les deux branches 6 et 10, munies
respectivement de la pointe sèche 2 et du crayon 9, servent à la
manière d'un compas pour tracer des cercles de rayon quelconque.
De plus, la branche 6 et l'élément transversal 4 servent de
rapporteur, pour mesurer des angles ainsi qu'on va l'expliquer. La
branche 6 est formée avec deux graduations symétriques par rapport au
centre W de la branche 6. Le point W est destiné à former le centre du
rapporteur, est il est destiné à être placé au sommet de l'angle que
l'on désire mesurer.
Un rayon 20 est articulé sur la branche 6, de façon à
pivoter sur celle-ci autour d'un axe passant par le point W. Ce rayon
20 peut être constitué d'une lame mince, pouvant pivoter sur 180
degrés autour du point W.
De part et d'autre du point W sont portées des graduations,
représentées sur les Figures 6. 19, 20~ 20A et 24, obtenues ainsi
qu'on l'a représenté sur les Figures 10 et 18. Les points de cette
graduation représentent les projections orthogonales des points d'un
cercle de centre W, de rayon pris comme unité par hypothèse, ces
points étant espacés d'arcs de cercle de valeur constante, par exemple
10 degrés dans l'exemple représenté sur la Figure 18. Les points de la
graduation de la branche 6 forment ainsi une progression
trigonométrique, et sont proportionnelles au cosinus de l'angle à
mesurer, le rapport de proportionnalité étant égal au rayon du cercle
o~lFI-~E
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d'origine, comme on l'a représenté sur la courbe de la Figure 21, qu;
est linéaire.
De la même façon, l'élément transversal 4 est formé avec
des graduations représentant les projections orthogonales des points
d'un cercle de centre W, de rayon pris comme unité par hypothèse, ces
points étant espacés d'arcs de cercle de valeur constante, par exemple
10 degrés dans l'exemple représenté sur la Figure 18. Les points de la
graduation de l'élément transversal 4 forment ainsi une progression
trigonométrique, et sont proportionnelles au sinus de l'angle à
mesurer, le rapport de proportionnalité étant égal au rayon du cercle
d'origine, comme on l'a représenté sur la courbe de la Figure 21, qui
est linéaire.
Par contre, on sait que les variations des fonctions
trigonométriques sinus et cosinus en fonction des valeurs des angles
ne sont pas linéaires, ainsi qu'on l'a représenté sur la Figure 22,
les valeurs de la fonction cosinus variant très peu pour des angles
petits, et les valeurs de la fonction sinus variant très peu pour des
angles voisins de 90 degrés. Il y aura donc des zones d'incertitude
pour la mesure du cosinus d'angles petits ou de sinus d'angles voisins
de 90 degrés.
Pour mesurer un angle quelconque, comme on l'a représenté
sur la Figure 23, il suffit alors de reporter, sur un de ses côtés,
à partir de son sommet, une longueur égale à celle du rayon du cercle
d'origine pris pour unité (par exemple OA~ OB~ OC ou OD), puis de
projeter orthogonalement cette longueur sur l'autre côté de l'angle à
mesurer (par exemple R4. R5. R6 ou R8 respectivement). 0ette opération
peut être effectuée facilement à l'aide de l'équerre formée par la
branche 6 et par l'élément transversal 4.
FEUILL' ~ OD!~lE~
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~, . ., .. ~ ' .
En plaçant alors le point W au sommet de l'angle à mesurer,
et en plaçant simultanément la branche 6 par exemple en coïncidence
avec le côté de l'angle à mesurer sur lequel on a effectué la
projection orthogonale, on pourra alors lire sur la graduation portée
par la branche 6 la valeur de l'angle mesuré. Si cette valeur se situe
à l'intérieur des zones d'incertitude mentionnées plus haut, il suffit
alors d'utiliser par exemple l'élément transversal 4 au lieu de la
branche 6, et inversement.
Pour tracer un angle de valeur donnée, comme on l'a
représenté sur la Figure 23, on utilisera une méthode semblable. A
l'aide de la branche 6 par exemple, on trace un segment de droite
ayant pour origine le point W. On repère sur la graduation de la
branche 6 la valeur de l'angle à tracer, qu'on reporte sur le segment
de droite. A partir du point obtenu, on élève une perpendiculaire au
segment de droite, puis, en prenant le point W pour centre, on trace
un cercle de rayon égal au rayon du cercle d'origine. Le point
d'intersection entre ce cercle et la perpendiculaire est relié au
point origine du segment de droite, ce qui donne le tracé de l'angle
recherché.
On a représenté sur les Figures 3. 4. 5 et 17 une variante
du mode de réalisation de l'instrument de dessin qui vient d'etre
décrit, selon laquelle l'instrument ne possède qu'une seule branche.
Cette branche unique 6 est rectiligne, et comporte sur l'un
de ses bords une graduation_en unités de longueur, de façon à servir
de règle pour tracer des segments de droite et pour mesurer des
longueurs.
L'élément transversal 4 est monté sur cette branche 6 de la
même façon que dans le mode de réalisation précédent, c'est à dire par
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,. , . , _
- _ ~ e
l'intermédiaire d'un curseur 5 susceptible de se déplacer le long
d'une nervure ou saillie rectiligne 1. L'ensemble constitué de la
branche 6 et de l'élément transversal 4 forme une équerre pour tracer
des angles droits. Cet ensemble forme également un rapporteur pour
mesurer ou pour tracer des angles, de la même façon que pour le mode
de réalisation précédent.
On voit sur les Figures 3 et 5 que le crayon 9 est porté
par l'élément transversal 4, qui est formé avec une ouverture 21
destinée à recevoir le crayon 9. L'ouverture 21 est traversée
latéralement par une ou deux vis 22 destinées à bloquer le crayon 9
dans cette ouverture 21, chaque vis 22 étant munie à son extrémité
pénétrant dans l'ouverture 21 d'une pièce en forme de portion de
cylindre pour repousser le crayon 9.
Une ouverture oblongue 18 est pratiquée dans la partie
centrale de la branche 6 pour permettre de déplacer le crayon 9 dans
cette ouverture oblongue 18. Un sillon 19 est pratiqué dans la branche
6 pour former un logement pour la pointe sèche 2 et/ou pour le crayon
9, un volet 25 (Figure 9) pouvant venir recouvrir ce sillon pour
protéger le ou les éléments qu'il contient.
-Une pointe sèche 2 peut être disposée de façon amovible à
l'une des extrémités de la branche 6 pour tracer des cercles de grand
rayon, ou au voisinage de l'extrémité de l'ouverture oblongue 18
située près du centre de la branche 6 pour tracer des cercles de
petit rayon. On pourra avantageusement prévoir un organe de manoeuvre
supplémentaire 24 à l'extrémité de la branche 6 opposée à celle qui
est susceptible de recevoir la pointe sèche 2, cet organe
supplémentaire étant destiné à faciliter le maniement du compas.
FElJlLLE ~ ,3~1FIEE
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~ ~ C
On a donc bien réalisé un instrument de dessin composite,
qui est peu encombrant, puisqu'il ne comporte qu'une seule branche,
ou deux branches pouvant être rapprochées l'une de l'autre pour
faciliter le transport de l'instrument. Cet instrument est facile à
utiliser, quelle que soit sa configuration, pour tracer des segments
de droite, des angles droits et des cercles de rayon quelconque, de
même que pour mesurer et tracer des angles de valeur quelconque.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de
. 10 réalisation qui ont été décrits, mais elle est susceptible au
contraire de recevoir de nombreuses modifications qui apparaîtront à
l'homme du métier.
' t'~l L ~ it'--
