Brevet FR2065618A1 — publié le 19710730

X 2065618 On connaît extrêmement bien les échelles logarithmiques coulissantes ou mobiles qui coopèrent, pour réaliser une simple multiplication ou division, pour élever des nombres à des puissances, et pour extraire des racines, les échelles 5 peuvent être rectilignes et parallèles, circulaires ou en spirale . Un problème se présente dans le tracé des échelles logarithmiques coulissantes qui doivent être utilisées pour résoudre un certain nombre d'équations dans lesquelles entrent 10 différentes constantes qui ne sont pas de simples entiers ou ont des valeurs numériques si rapprochées qu'il est difficile d'indiquer à l'oeil, avec précision, leur identité séparée sur les échelles. Un exemple de ce problème se présente dans les échei— 15 les logarithmiques courtes conçues pour faciliter la conversion de quantités physiques d'un système à l'autre. Une solution connue consiste à prévoir plusieurs échelles circulaires coulissantes, une pour chaque quantité à convertir, toutes ces échaLles étant lues contre une seule échelle circulaire sta— 20 tionnaire. Oes échelles sont d'une utilisation difficile, car on ne peut placer les différences échelles en correspondance directe avec l'échelle contre, laquelle elles doivent être lues, et ne peut en prévoir qu'un petit nombre. Un des objets ;de ltinvention est une règle à calcul 25 dans laquelle on peut disposer avec une grande précision une échelle logarithmique fixe, et les utiliser pour résoudre de nombreuses équations séparées comportant chacune différentes constantes de valeurs numériques complexes et souvent rapprochées. 30 Selon l'invention, on place des paires de repères qui coopèrent, un par échelle, de façon que lorsqu'on met en regard les deux repères d'une paire, les échelles soient en place pour la résolution d'une équation simple. On lace l'une des paires de repères arbitrairement sur l'échelle, et les deux 35 repères de chaque paire sont identifiés par un symbole commun indiquant la constante de l'équation à résoudre. 70 39209 2 2065618 Bien que l'on puisse appliquer l'invention aux règles à calcul rectilignes, elle est particulièrement applicable aux règles à calcul dans lesquelles les deux échelles sont circulaires, ou cercles à calcul. 5 la description détaillée qui va suivre, et les dessins annexés donnés uniqusment à titre d'exemples non limitatifs, feront bien comprendre comment l'invention peut être réaliséâ. . Sur les dessins annexés : - les figures 1 et 2 représentent une règle à calcul 10 courte dans deux positions différentes de l'échelle coulissante ; - la figure 3 représente une partie d'une règle à calcul courte ; - les figures 4 et 5 représentent respectivement les 15 échelles immobile et coulissante d1 une règle à calcul circulaire , et - la figure 6 représente la règle à calcul circulaire complète„ Les figures 1 à 3 doivent être considérées comme vi-20 sant essentiellement à axpliqùer'le principe de l'invention. Dans les règles représentées, le corps* de la règle comportant l'échelle immobile- est désigné par la référence 11 et l'échelle mobile Par la référence 10., Dans la position représentée sur la figur® 1? les échelles sont placées pour résoudre l'é— 25 quation simple : ' y = AX où À est une constante, en fait égale à 3. L'échelle mobile 10 comporte des repères désignés par des symboles B et 0, et l'échelle' fixe comporte des repères désignés par les symboles B-^, 30 et B et B-, constitue Ht deux repères qui coopèrent, et G et 0^ une autre ■ paire 3e tels repérés. On place B arbitrairement sûr l'échelle mobiles en n'importe quelle position appropriée, et place B-j de façon que,-lorsque B et sont en correspondant ce, les nombres 1 sur lséchelle mobile et 3 sur l'échelle fixe 35 soient aussi en correspondance» Lorsqu'on utilise normalement 70 39209 3 2065618 une règle à calcul de ce type pour résoudre l'équation en question, il faut amener en correspondance 1 sur l'échelle mobile et 3 sur l'échelle fixe. Dans 11 invention, on.fait correspondre B et 3-^. 5 On verra apparaître clairement l'avantage que permet d'obtenir l'invention en considérant les repères C et 0-^. On place, de même, 0 arbitrairement sur l'échelle, et détermine la position de C-^ Par l'équation que G et 0-^ doivent résoudre. Dans l'exemple considéré, on doit utiliser C et C-^ lorsqu'on doit IO convertir, des yards en mètres, auquel cas la constante A est égale à 0,9144 . Un coup d'oeil à 1g. figure 2 montrera combien il est difficile d1ajuster avec précision l'échelle mobile potr que le nombre 1 qu'elle porte soit en correspondance avec 9144 sur l'échelle fixe, par de l'oeil l'utilisateur. Il est 15 cependant facile d'amener G et C-^ en correspondance, et la règle à calcul est alors ajustée pour convertir des ys.rds en mètres. Si l'on doit maintenant utiliser une seule règle à calcul pour résoudre des équations numériques comportant des 20 constantes différentes au moyen des mêmes échelles, il ett clair qu'il serait avantageux de prévoir un repère pour chaque constante, de façon à faciliter la localisation de la constante par l'oeil. Mais si les constantes ne sont pas très différentes, les repères sont très voisins. C'est spécifiquement 25 le cas lorsqu'on doit utiliser la règle à calcul pour convertir des quantités numériques de différents types d'unités britanniques ou "technical metric" en unités métriques "ISO" (Organisation Internationale de normalisation), lorsqu'on convertit, par exemple, des yards en mètres, des kilogrammes-force par milli-30 mètre carrés en hectobars et des unités thermiques anglaises en kilo joules, les constantes sont, respectivement, 0,9144, ûj980665 et 1,05506. les repères véritables seraient extrêmement proches 1rs uns des autres et constitueraient une source de confusion pour l'ceil, en particulier sur une échelle de faible 35 longueur. Gela ressort clairement de la figure 3, où les véritables reprères qui pourraient fort bien être prévus sont identifiés par les constantes en question. OHIGIHAL y 70 39209 4 2065618 La règle à calcul représentée sur la figure 3 comporte trois paires de repères qui coopèrent, DD-^, EE-^ et pour les trois conversions en question., les positions des repères D^,. E-^ et E-^ sont choisies .arbitrairement pour leur présentation non— 5 ambiguë à l'oeil et pour un groupement commode des paires qui coopèrent. La règle préférée -conforme à l'invention est circulaire et est représentée sur les figures 4 à 6. L'échelle fixe représentée sur la figure 4 est imprimée sur un disque circu-10 laire 2, qui peut être avantageusement en matière plastique blanche. L'échelle mobile représentée sur la figure 5 est imprimée sur un disque transparent 13, avantageusement en matière plastique transparente. Les deux disques sont maintenus ensemble par un rivet 14 qui sert également à fixer un curseur trans— 15 parent rotatif 15, également avantageusement en matière plastique transparente, et comportant une ligne radiale 16 qui fait correspondre les deux échelles» La règle à calcul circulaire est conçue pour faciliter la conversion des unités britanniques en unités métriques indi— 20 quées plus bas, le symbole pour chaque conversion étant également indiqué. Dans ce cas, les symboles d'une paire qui coopèrent ne sont pas seulement communs (comme 3 et En), mais iden- Symbole g d f D C E h BAD ORIGINAL 25 tiques. Unité Longueur Densité de co ur ant GD Surface à convertir en m ft yû miles mm m m km A/fV in2 ft2 yd2 ^ '2 A/dm cm 2 m 2 m 70 39209 5 2065618 Unité À convertir en Symbole Concentration oz/US gai oz/UK. gai g/1 g/1 G H Volume 10 Masse yd^ ft5 in^ US gai UK.gai oz (av) oa (iroy) "lb UK ton m m cm litres litres kg t B S P J h X Y M K Force lbf UK tonf kM R a 15 Contrainte UK tonf-in' 2 kgf/mm* lbf/in2 lO^xlbf/in2 libar hbar kîl/m2 hbar Q H V Œ 20 Puissance hp CV ou PS Btu/h k¥ kW ¥ U Y c Energie 25 cal btu ft lbf kgf m J kJ J J e ¥ Z À Cette information est imprimée, au dos du disque 12. 70 39209 e 2065618 On voit que chacun des repères est identifié à la fois par un symbole et par l'unité à laquelle le symbole est relatif. Sur chaque échelle, certaines unités sont britanniques,, et les autres sont métriques. Sur -l'échelle fixe, les repères 5 des quantités d'une espèce, par exemple longueur, force, contrainte, etc. sont groupées ensemble de façon qu'il soit facile pour 11 utilisateur de trouver le symbole qu'il désire. Sur l'échelle mobile, les symboles sont disposés dans l'ordre alphabétique, de sorte que, là aussi, le symbole désiré est fa— 10 cile à trouver. En supposant que l'on veuille convertir des livres—fdrce par pouce carré (Ibf/ip. ) en hectobars, l'utilisateur regarde au dos de l'échelle, voit que le symbole dont il a besoin est T, trouve T sous "Contrainte" sur l'échelle fixe, et met en correspondance les deux repères T. Il observe 15 que l'unité à partir de laquelle il doit effectuer la conver-sion (lbf/in ) se trouve sur l'échelle mobile, de sorte qu'il doit lire la réponse sur l'échelle fixe. Tout ce qu'il a à faire, c'est de faire tourner le curseur de façon que la ligne 16 qu'il comporte soit en correspondance, par exemple, avec le 20 nombre 3 de lséchelle mobile pour Voir que l'équivalent de 3 3*10 livres-force par pouce carré, lu sur l'échelle fixe, est 2,07 hectobars. 70 39209 7 2065618 EEÏBlDIOATICflS 1". Règle à calcul-, comprenant une échelle logarithmique fixe et une échelle logarithmique mobile qui coopère avec la première, ladite règle étant caractérisée en ce que des 5 paires de repères qui coopèrent, un par échelle, sont pla cés de façon que, lorsque les deux repères d'une paire sont en correspondance, les deux échelles sont ajustées pour la résolution d'une équation simple, l'un des repères de chaque paire étant placé arbitrairement sur l'échelle, et 10 les deux repères de chaque paire étant identifiés par un symbole comnun indiquant la constante de l'équation à résoudre. 2. Règle à calcul selon la revendication 1, destinée à des conversions d'unités, caractérisée en ce que chaque repère 15 est également identifié par l'unité à laquelle le symbole se rapporte. 3. Règle à calcul selon l'une des revendications 1 ou 2, destinée à la conversion de quantités de différentes natares, caractérisée en ce que les repères des quantités d'une 20 nature sont groupées ensemble sur l'échelle fixe. 4o Règle à calcul selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les échelles sont circulaires. 5. Règle à calcul selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend un disque circulaire portant l'échelle 25 fixe, un disque transparent portant l'échelle mobile et un curseur transparent portant une ligne radiale chevauchant les deux échelles, les disques transparente et le curseur étant chacun montés rotatif autour du centre du disque fixe.