Brevet FR2106378A1 — publié le 19720505

La présente invention concerne un dispositif pour la représentation de l'indication de temps en heures et en minutes, avec utilisation d'une configuration qui varie constamment en fonction du temps, se prêtant à une illumination avec une surface lumineuse dosée (c'est-g-dire avec une surface lumineuse totale qui ne dépasse pas 15 ffi de la surface totale d'affichage). A l'heure actuelle, on utilise presque exclusivement deux modes de représentation de l'indication de temps : la représentation digitale, dans laquelle le temps horaire indiqué, exprimé en chiffres (par exemple "11.35") ou en mots (par exemple "onze heures trente-cinq"), apparat dans un panneau indicateur; d'au- tre part, la représentation de l'indication de temps par le cadran chiffré à deux aiguilles, où les heures et les minutes sont lues sur une unique échelle graduée en cercle complet au moyen de deux aiguilles de longueurs différentes qui tournent autour du point central de cette échelle. Le cadran chiffré à deux aiguilles représente chaque temps horaire indiqué par une figure géométrique associée à ce temps horaire, et cela de manière continue, c'est-à-dire de telle sorte que les figures géométriques de temps horaires successifs dérivent les unes des autres de façon continue. C'est pourquoi on peut parler, dans le cas d'un cadran horaire à deux aiguilles, d'une représentation géométrique et continue de l'indication de temps. Contrairement au cadran chiffré à deux aiguilles, la représentation digitale n'est ni géométrique, ni continue. Le temps horaire instantané est ici présenté sous la forme d'information numérique isolée, sans référence aux temps horaires précédents et suivants. La représentation digitale de l'indication de temps est, on le sait, utilisée beaucoup moins souvent que la représentation par le cadran chiffré à deux aiguilles. Par ailleurs, ce n'est que dans des cas isolés qu'on a fait appel à l'indication sur une échelle au moyen d'une seule aiguille, soit avec une échelle en cercle complet, soit avec une échelle non fermée, comme dans le cas du cadran solaire; on citera pour mémoire les indications digitales et géométriques combinées. I1 existe des méthodes applicables pour l'illumination de cadrans chiffrés à deux aiguilles ou de panneaux indicateurs digitaux. Ou bien la majeure partie de la surface du cadran chiffré ou du panneau indicateur est claire et le reste de la surface est sombre, ou bien, à l'inverse, la majeure partie de la surface est sombre et le reste de la surface est clair. Le seoond type d'illumination sera appelé pour abréger "illumination à surface lumineuse dosée et, pour en donner une défini- tion précise, on considèrera ci-après que 85 % ou plus de la surface d'affichage est sombre et que le reste est clair. Si l'on veut illuminer un cadran chiffré à deux aiguilles avec une surface lumineuse dosée, on doit rendre lumineuses les deux aiguilles. Cela entratne quelques complications techniques (il nty a pas lieu de prendre ici en considération l'illumination extrêmement médiocre, couramment adoptée, au moyen de peintures fluorescentès). Par contre, s'agissant d'une horloge digitale, on parvient à peu de frais à l'illumination à surface lumineuse dosée en faisant appel à des caches profilés. Cette technique ne peut pas être appliquée dans le cas du cadran chiffré à deux aiguilles; en effet, les deux aiguilles lumineuses ne sauraient être représentées par des caches profilés. Le dispositif selon l'invention permet 1. (de même que le cadran-chifrré à deux aiguilles) l'affichage du temps horaire par une configuration gdométrique qui se modifie de façon continue; 2. (ce qui n'est pas possible avec le cadran chiffré d deux aiguilles) l'illumination de l'indication de temps par une surface lumineuse dosée ou, plus précisément, par une surface lumineuse totale qui ne dépasse pas 15 de la surface totale d'affichage - en utilisant des caches profilés. Le dispositif selon l'invention fait appel, pour la lecture des heures et des minutes respectivement, à des échelles en cercle complet, munies de divisions équidistantes. Les deux échelles circulaires se trouvent danse même plan, leurs diamètres sont différents, la petite échelle circulaire est située à l'intérieur de la grande et est constamment tangente à l'intérieur de celle-ci. La position relative des deux échelles circulaires varie en continu; l'une d'entre telles conserve en permanence sa position angulaire (par rapport à une dire c- tion de référence extérieure) et est parcourue par le point de contact commun des deux échelles circulaires, tandis que l'autre tourne constamment autour de son propre centre. Le centre de l'une des deux échelles circulaires est touJours fixe.La lecture sur l'échelle à position angulaire fixe s'effectue à la position instantanée du point de contact commun des deux échelles, la lecture sur l'échelle tournante sst effectuée en utilisant la posi-: tion angulaire - momentanée de celle-ci. Ia petite échelle circulaire peut être disposée au bord d'un disque circulaire, la grande échelle au bord d'un trou circulaire foro dans une plaque, des traits de graduation et/ou des chiffres pouvant autre formés par découpage. Si alors on place ce dispositif devant une surface lumineuse, le disque circulaire et la plaque se comportent comme des caches profilés et on obtient une illumination de l'indication de temps avec une surface lumineuse dosée, pourvu que les échelles soient dimensionnées de façon appropriée. ta fig. 2 illustre à titre d'exemple un mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Les surfaces hachurées repré sentent les deux caches profilés, dans lesquels les deux échel les sont formes par découpage. Lors de l'illumination, les surfaces hachurées restent sombres. Dans l'exemple d'exécution du dispositif illustré par la fig. 2, la grande échelle au bord du trou du disque en couronne est immobile et sert à l'indication des minutes. La petite échelle circulaire au bord du disque circulaire sert à l'indi- cation des heures. Le disque circulaire tourne autour de son centre qui est déplacé. Sur la petite échelle des heures, la lecture est effectuée au moyen du repère au sommet de la grande échelle des minutes. Sur cette dernière, la lecture est effec tuée, selon le principe décrit ci-dessus, à la position instan tante du point de contact commun des deux échelles circulaires. Sur les fig. 1 et 2, l'indication de quatre temps horaires successifs a été représentée à titre de démonstration, telle qu'elle s'effectue dans le présent exemple du dispositif. Fig. la : 11.00", fig. lb : "11.15't, fig. 2 : "11.35", fig. lc "11.50". Dans une version tout à ait particulière de ce mode de réalisation, le rapport des diamètres des deux échelles circu laires est égal à 12:13 et la petite échelle circulaire roule dans la grande, sans glisser sur celle-ci. Cette caractéristi que peut autre mise à profit pour produire mécaniquement, de manière simple, le mouvement du disque circulaire.A cette fin, il est formé, sur le bord du trou du disque en couronne, treize encoahes équidistantes et, au bord du disque circulaire, douze dents équidistantes qui stengagent dans les encoches lors du mouvement de roulement du disque circulaire, comme le montre la fig. 3. I1 nty a plus alors qu'à suspendre le disque circulaire en son centre de sorte qu'il puisse tourner librement et à faire parcourir un cercle à ce centre, de sorte que le disque circulaire reste en contact avec le bord du trou circulaire. L'engrènement des dents dans les encoches oblige le disque circulaire à effectuer un mouvement de roulement. Pour constater que la forme d'exécution du dispositif dont les caractéristiques viennent d'être décrites remplit effectivement son rôle, on doit vérifier deux choses. En premier lieu, il faut vérifier que la lecture sur l'échelle mobile des heures est effectivement possible au moyen du-repère situé au sommet de échelle fixe des minutes. Cela n'est pas évident; en effet, si l'on donne des dimensions suffisamment petites au disque circulaire, cela n'est manifestement pas possible. En second lieu, il faut vérifier que la forme d'exécution particu lièvre du dispositif ici considérée permet une illumination dans des conditions telles que la surface lumineuse représente au maximum 15 On considérera la fig. 4. I1 y a lieu de démontrer que x = x(U) # O et y = r(U) # 0 pour tous les angles 0 # U 4 On a : y(U) = x(2# - U) et, étant donné que r/R - 12/13, x(U) = [sin (U/12) - (1/12) sin (u)J . I1 est manifeste que x(U) a O pour toutes les valeurs de U entre # et 27r; en effet, dans cette gamme d'angles, sin (U/12) O et (1/12) sin(U) # O. Soit donc U0 un angle entre 0 et. -Il y a lieu de vérifier que x(U0) # O. Dans le plan (U,V), V = g(U) = 12 . sin (wu/12). (U/UO) décrit la droite qui passe par l'origine (0,0) et par le point (U0/12, sin (Uo/12)). Par suite de la convexité de la courbe du sinus V = sin (U) dans la gamme en question O # U 3 # il est manifeste que g(U) 4 sin (U) pour 0 # U 4 U0/12 et sin (U) # g(U) pour U0/12 # U 4 7r . I1 en résulte donc que sin (UO) # g(UO), c'est-à-dire que sin (UO) 4 12 . sin (Uo/12). I1 résulte directement de cette dernière inégalité que x(UO) # 0. On considérera maintenant la fig. 2. te rapport de la surface en croissant entre le disque circulaire et la plaque en couronne à la surface du trou circulaire est (132 - 122)/132 = 14,8 c'est-à-dire inférieur à 15 %. ta fig. 5 montre que l'on nta pas besoin d'accentuer particulièrement le repère au-sommet de l'échelle des minutes pour la lecture sur l'échelle des heures; on peut simplement utiliser, pour la lecture sur l'échelle des heures, la graduation qui se trouve de toute façon au sommet de l'échelle des minutes. La fig. 9 illustre une autre possibilité de procéder pour produire le mouvement du disque circulaire. A cette fin, on reproduit sous la forme d'un engrenage le dispositif constitué par un disque circulaire et un disque en couronne et on fixe rigidement au disque circulaire la roue dentée qui correspond à celui-ci. Les fig. 7 et 8 illustrent un autre mode de réalisation du dispositif de 11 invention, selon lequel la petite échelle circulaire est disposée sur un disque circulaire, la grande échelle est imprimée sur une plaque et le disque circulaire se déplace en avant de la plaque. Enfin, la fig. 6 illustre une autre possibilité pour procéder à la lecture sur l'échelle tournante (3) au moyen d'un repère (4) qui se trouve constamment au sommet instantané de l'échelle tournante (3). Le dispositif selon l'invention peut être utilisé dans tous les cas où une indication géométrique et continue du temps horaire est souhaitable. La lecture du temps horaire nssexige nullement de modifier les habitudes : les minutes sont lues dans les mêmes positions que sur le cadran chiffré à deux aiguilles et la méthode très simple de lecture des heures, à savoir la lecture sur une échelle qui passe en regard d'un repère fixe, peut être considérée comme familière. Une application particulièrement intéressante peut être l'utilisation du dispositif en vue d'une illumination de l'indication de temps avec une surface lumineuse dosée, c'est-àdire en vue d'une illumination pour laquelle la maJeure partie de la surface d'affichage est sombre. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, 11 invention ne se limite nullement à ceux de ses modes dtapplieation, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant été plus spécialement indiqués; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1.- Dispositif pour la représentation de l'indication de temps en heures et en minutes avec utilisation dune configuration qui varie constamment dans le temps, caractérisé par le fait qu'un disque circulaire (1) muni à sa périphérie d'une échelle à graduations équidistantes est constamment tangent intérieurerement à la circonférence, plus grande que la sienne et également munie d'une échelle à graduations- équidistantes, d'un trou circulaire formé dans une plaque (2) située dans le mSme plan que ce disque, et par le fait que la position relative du disque circulaire (1) et de la plaque à trou circulaire (2) varie constamment dans un plan fixe de sorte que le centre du disque circulaire (1) ou du trou circulaire formé dans la plaque (2) reste constamment fixe et que l'un des deux éléments, soit le disque circulaire (1), soit la plaque à trou circulaire (2), conserve en permanence sa position angulaire (par rapport à une quelconque direction fixe extérieure) et est parcouru, sur sa circonférence à échelle circulaire, par le point de contact des deux éléments, tandis que l'autre élément effectue une rotation, les heures et les minutes étant lues respectivement à partir de l'une des deux échelles circulaires et la lecture de celle des deux échelles circulaires qui conserve constamment sa position angulaire étant effectuée à la position instantanée du point de contact des deux éléments (1) et (2), tandis que la lecture sur l'échelle circulaire tournante est effectuée en utilisant la position angulaire instantanée de celle-ci. 2.- Dispositif pour la représentation de l'indication de temps en heures et en minutes, avec utilisation d'une configuration qui varie constamment dans le temps, caractérisé par le fait qu'un disque circulaire (7), muni à sa périphérie d'une échelle à graduations équidistantes,.est déplacé devant une plaque immobile (9) qui porte une échelle circulaire (8) à graduations équidistantes, ou encore en arrière d'une telle plaque pourvu que celle-ci soit transparente, et ce parallèlement à cette dernière, à distance fixe de celle-ci et suffisamment près d'elle pour que les deux échelles circulaires puissent être considérées comme étant pratiquement situées dans un plan; de telle sorte en outre que la périphérie du disque circulaire (7) soit constamment tangente intérieurement à la circonférence plus grande de l'échelle circulaire (8), et que le point de con tact de la périphérie du disque circulaire (7) et de échelle circulaire (8) circule le long de cette dernière pendant que le disque circulaire (7) tourne en un mouvement continu, les heures et les minutes étant lues respectivement à partir de l'une des deux échelles circulaires et la lecture de l'échelle (8) tracée sur la plaque (9) étant effectuée à la position instantanée du point de contact commun du bord du disque circulaire (7) et de l'échelle (8), tandis que la lecture de l'échelle portée sur le disque circulaire (7) est effectuée en utilisant la position angulaire momentanée de cette dernibre. 3.- Dispositif pour la représentation de l'indication de temps en heures et en minutes selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la lecture sur l'échelle circulaire tournante (1) est effectuée au moyen d'un repère (6) au sommet de ltéchel- le non rotative (2), le repère (6) pouvant être particulièrement marqué, mais il est aussi possible d'utiliser simplement la graduation (6) qui se trouve de toute façon au sommet de l'échel- le non rotative (2). 4.- Dispositif pour la représentation de l'indication de temps en heures et en minutes selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la lecture sur l'échelle tournante (3) est effectuée au sommet instantané de celle-ci, au moyen d'un repère (4) qui définit le sommet de cette échelle et dont la connexion au centre de l'échelle circulaire tournante (5) conserve en permanence sa direction ainsi que sa longueur. 5.- Dispositif pour la représentation de l'indication de temps en heures et en minutes selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la plaque à trou circulaire (2) n'est pas mise en mouvement, que l'échelle circulaire sur le bord du trou de cette plaque sert à l'indication des minutes et l'échelle circulaire sur le bord du disque circulaire (1) sert à l'indication des heures, que le mouvement du disque circulaire (1) est un mouvement de roulement pur (sans composante de glissement) au point de contact commun de la plaque à trou circulaire et du disque circulaire, et que le rapport des diamètres du disque circulaire (1) et du trou circulaire dans la plaque (2) s'élève à 12:13. 6.- Dispositif pour la représentation de ltindication de temps en heures et en minutes selon la revendication 5, caractérisé par le fait que des traits de graduation et/ou des chiffres des deux échelles circulaires sont formés par découpage au bord du disque circulaire (1) et au bord du trou de la plaque (2); le disque circulaire (1) et la plaque à trou circulaire (2) sont disposés à la manière de caches profilés devant une surface lumineuse. 7.- Dispositif pour la représentation de l'indication de temps en heures et en minutes selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le disque circulaire (1) est muni à sa périphérie de douze dents équidistantes et la plaque à trou circulaire (2) est munie, au bord de son trou, de treize encoches équidistantes, et que les dents engrènent dans les encoches lors du mouvement de roulement du disque circulaire (1). 8.- Dispositif pour la représentation de l'indication de temps en heures et en minutes selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le mouvement du disque circulaire (1) est produit de la manière suivante : le disque circulaire est monté en son centre sur un axe qui lui est perpendiculaire et cet axe peut tourner librement et est entraîné en un mouvement circulaire perpendiculairement à lui-même, de sorte que le bord du disque circulaire (1) soit constamment en contact de tangence avec le bord du trou de la plaque (2), le mouvement de roulement du disque circulaire (1) étant produit forcément par l'engrènement des dents dans les encoches. 9.- Dispositif pour la reDrésentation de l'indication de temps en heures et en minutes selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le mouvement du disque circulaire (1) est produit par le fait que celui-ci est fixé rigidement à une roue dentée (11) qui lui est parallèle et a les mêmes dimensions, de sorte que la connexion du centre du disque circulaire (1) et de la roue dentée (11) soit perpendiculaire au plan du disque circulaire (1) et par le fait que la raoue dentée est entratnée le long de la denture intérieure d'une roue dentée fixe (12) dont le diamètre est égal à celui du trou circulaire.