Brevet FR2346166A1 — publié le 19771028

La présente invention concerne en général les instruments de dessin et en particulier les compas destinés à tracer des ellipses, des polygones et d'autres figures géométriques analogues. Il existe déjà des ellipsographes ou compas elliptiques destinés à tracer des ellipses de caractéristiques variables, par exemple ceux que décrivent les brevets des Etats-Unis d'Amérique NO 3 719 996, NO 2 690 013 et NO 2 498 798, mais ces instruments ne sont pas entièrement satisfaisants pour un certain nombre'de raisons. Ils sont assez instables, de sorte que la pression exercée pour tracer la figure tend à les dérégler. En outre, leur réglage n1 est pas facile, car il est empirique et exige plusieurs essais pour permettre de parvenir au rayon de courbure désiré de 11 ellipse. Dans les instruments de la technique antérieure qui comportent un bras multiplicateur, comme celui que décrit le brevet précité des E.U.A. NO 2 498 798, l'angle fait par le bras multiplicateur varie en fonction de la variation de celui fait par la came, de sorte que l'ellipse tracée n'est pas symétrique, ce qui ne convient pas. Il serait donc utile de disposer d'un instrument de dessin ne présentant ni les insuffisances niles inconvénients des instruments existants. La présente invention concerne en général un nouveau compas perfectionné qui, destiné à tracer des figures géométriques et notamment des ellipses et des polygones, présente une grande stabilité afin d'assurer la précision des figures tracées, et peut à cette fin être réglé rapidement en une seule opération en permettant d'obtenir le rapport de multiplication choisi entre les rayons de courbure respectifs de la came et de la figure à dessiner, et cela sans nuire à la symétrie de cette dernière. En bref, le compas selon l'invention comporte une branche porteuse dont, lorsqu'elle est debout, la surface à marquer supporte l'extrémité inférieure. La partie médiane de cette branche porteuse supporte un porte-came dans lequel peut pivoter une came discoidale annulaire et amovible dont la périphérie forme un chemin de roulement et dont l'orientation peut être déterminée au moyen d'une biellette qui la relie à un plongeur mobile le long de la branche porteuse sur laquelle il est monté. L'extrémité supérieure de la branche porteuse supporte une tête tournante à laquelle est suspendu au moyen d'un parallélogramme de Watt le support d'un toucheau qui est en contact avec la périphérie de la came précitée. Un ressort relié à la tête et au parallélogramme de Watt pousse ce toucheau contre le chemin de roulement de la came.La tête supporte une biellette multiplicatrice qui pivote autour d'un axe séparé de l'axe de la branche porteuse par une distance supérieure au plus grand rayon de la came. Un curseur, dont une des extrémités se déplace sur un guide vertical qui longe le support du toucheau de came, permet de régler la position angulaire de la biellette multiplicatrice le long de laquelle un organe permet de le bloquer dans la position choisie. Une biellette intermédiaire supporte de façon réglable à l'extré- mité inférieure de la biellette multiplicatrice un doigt qui supporte lui-même un marqueur ou traceur. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels la figure 1 représente en élévation latérale le compas selon l'invention dont la branche traceuse est située par rapport à la branche porteuse le long du plus grand axe de l'ellipse dessinée; la figure 2, analogue à la figure 1, montre la branche traceuse située par rapport à la branche porteuse le long du plus petit axe de l'ellipse; et la figure 3 est une élévation latérale du compas selon la ligne 3-3 de la figure 2. Sur ces figures, le compas selon l'invention porte la référence générale 10. L'extrémité inférieure de sa branche porteuse cylindrique 11 supporte un cône massif 12 dont la pointe 13 est destinée à être placée sur la surface à dessin au centre de la figure géométrique à tracer. 11 extrémité supé rieure de cette branche 11 forme un bouton moleté plus large 14 par lequel l'utilisateur tient l'instrument. La partie médiane de cette branche porteuse est entourée d'un ensemble de guidage à came discoldale annulaire 16 et chemin de roulement périphérique 17. Un porte-came 18 en forme de C supporte, en lui permettant de pivoter, cette came amovible 16 sur la branche porteuse 11. Des flancs intérieurs de ce porte-came partent vers l'intérieur deux tourillons 19 et 20 qui reposent dans une boutonnière non représentée percée transversalement dans la branche porteuse. le porte-came supporte une nervure verticale 22 qui coulisse dans une longue cavité verticale 23 formée dans un des côtés de cette branche. Deux vis 24 et 25 assujettissent la came discoTdale à la face inférieure du porte-came. Un dispositif destiné à déterminer l'orientation de la came discoidale pour faire varier à volonté ltexcentricité de l'ellipse dessinée comprend un long plongeur cylindrique 27 coulissant dans un conduit longitudinal 28-formé intérieurement par l'extrémité inférieure de la branche porteuse. L'extrémité-supérieure de ce plongeur s'articule avec l'extrémité inférieure d'une biellette 29 qui passe par une fente verticale et latérale 32 de la branche porteuse et dont l'extrémité supérieure s'articule avec des pattes 31 qui partent de la came 16 vers le bas. Une bague moletée de réglage 33 vissée sur un filetage 34 d'une partie inférieure de la branche porteuse permet de faire monter et descendre le plongeur 27 dans le conduit interne de cette dernière.Un tenon transversal 36 qui part de 1' extrémité inférieure du plongeur fait saillie dans une rainure circulaire interne 37 de cette bague 33 qui,en se déplaçant verticalement,entratne ce tenon et par conséquent le plongeur le long de la branche porteuse en faisant pivoter la came discoidale. Une rainure verticale 35 d'un des flancs de la branche porteuse permet ce mouvement coulissant du tenon 36. le vissage de la bague 33 sur la branche porteuse assure le maintien de la came discoTidale dans l'attitude ou l'orientation désirée, ce qui permet de tracer la figure avec précision sur la surface sans dérégler l'instrument. Une tête rotative 38 percée d'un trou vertical 39 est montée sur la branche porteuse au-dessus d'un épaulement 40 formé par l'extrémité supérieure de cette branche. Cette tête supporte au-dessus d'elle un bouton moleté 42. Dtun flanc de cette tête part latéralement un bras 43 sur lequel s'articule au moyen d'une vis 46 l'extrémité supérieure dlune biellette multiplicatrice 44 qui fait partie de la branche traceuse 45 du compas et peut pivoter autour d'un axe horizontal. Un système articulé ou parallélogramme de Watt 48 supporte sous la tête 38, de façon à permettre son mouvement radial, le support 47 d'un toucheau de came. Ce système articulé comprend une première paire de bras 49 qui s'articulent au moyen de vis 50, 51, avec les extrémités intérieures de la tête et du support précités, ainsi qu'une seconde paire de bras 53 qui s'articulent au moyen de vis 54, 55 avec cette tête et ce support de l'autre côté de la branche porteuse. Une longue vis 58 retient sur le support 47 le toucheau en forme de rouleau 57 qui peut tourner autour d'un axe vertical.Une tige 60, qui relie un tenon 61 monté sur l'extrémité supérieure des bras 53-à une saillie inférieure 62 de l'extrémité extérieure de la tête, supporte un ressort de compression 59 qui pousse le rouleau 57 contre le chemin de roulement périphérique 17 de la came 16. A mesure que la tête tourne autour de la branche por-teuse du compas, le parallélogramme de Watt guide le support 47 qui se déplace radialement sans changer d'attitude pendant que le rouleau suit le contour du chemin 17. La- branche traceuse 45 du compas comporte Ta biellette multiplicatrice 44 qui s'articule en 46 avec la tête 38 à une distance de la branche porteuse 1 1 qui est supérieure au plus grand rayon de la came 16, de sorte que les ellipses dessinées restent symétriques quel que soit le- réglage de la position de la came. Un curseur 63 dont l'extrémité intérieure coulisse le long d'un guide vertical 64 formé par le support 47 permet de régler l'angle que fait la biellette multiplicatrice 44 avec la tête 38. Un tenon 66 qui part vers 11 intérieur de l'extrémité de ce curseur se déplace dans une fente verticale 67 qui longe le guide.;'extrémité extérieure du curseur est rainurée afin de coulisser le long du bord intérieur de la biellette multiplicatrice.Une vis de calage 68, actionnée à la main et vissée dans une pièce de support 69 dont la forme lui permet de coulisser le long du bord extérieur de cette biellette, permet de bloquer le curseur dans la position choisie le long de cette dernière. L'extrémité intérieure de cette vis 68 se visse dans le curseur. La biellette multiplicatrice porte sur un ou sur ses deux flancs une graduation qui fournit des repères permettant de l'orienter selon l'angle désiré. Comme le montre la figure 2, ces repères sont numérotés de 2 à 9. le blocage du curseur en face d'un de ces repères assure instantanément le réglage angulaire de la biellette multiplicatrice de façon à réaliser le rapport de multiplication correspondant entre les rayons de courbure respectifs de la ligne tracée par le compas et du chemin de roulement de la came avec laquelle est en contact le toucheau. A l'extrémité inférieure de la biellette multiplicatrice 44 articule en 72 une biellette intermédiaire 71. Cette ar-ticulation contient une vis de calage 77 qui permet le-montage et le démontage de la biellette intermédiaire. A l'extrémité inférieure de cette dernière articule en 76 un doigt 74 dont une vis de calage 77 logée dans cette articulation permet le montage et le démontage. Une autre vis de calage 79 permet de fixer dans l'extrémité inférieure du doigt 74 un marqueur convenable,par exemple une pointe encrée ou la mine de crayon 78 représentée.Ces articulations 72 et 76 maintiennent par frottement l'orientation désirée du doigt 74 et de la biellette 71 l'un par rapport à l'autre, cette orientation pouvant être déterminée à volonté par variation de l'angle e (figure 2). Pour utiliser le compas selon l'invention,il faut d'abord choisir une came discoïdale ayant la forme désirée. Par exemple, si lton désire tracer un cercle ou une ellipse, il faut choisir le disque circulaire représenté 16. Si l'on désirée tracer un polygone, il faudrait choisir un disque à périphérie polygonale. Ce disque est fixé sur le support 18 au moyen des vis 24 et 25, puis orienté selon l'angle désiré par rotation de la bague 33 afin de déplacer le plongeur 27 le long de la branche porteuse. Si la figure à tracer est un cercle, l'utilisateur fait pivoter la came de manière à amener son plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de la branche porteuse, et pour tracer une ellipse il oriente obliquement ce plan. Puis il place verticalement la branche porteuse sur la surface à dessin, sa pointe 13 fermement maintenue contre cette dernière par une pression exercée sur le bouton supérieur 14. Il règle alors le doigt 74 et la biellette intermédiaire 71 pour éloigner le traceur de la pointe suivant la distance désirée, le toucheau de came étant soit dans le plus grand soit dans le plus petit axe de l'ellipse.Par exemple, le réglage du compas est effectué comme le montre la figure 2, le traceur éloigné de 1 cm de la pointe si le rouleau est en face du bord supérieur de la came discordale. Cette distance de 1 cm correspond au rayon du plus petit axe de 11 ellipse à tracer. il est alors possible de déplacer le curseur 63 le long de la biellette multiplicatrice 44 et de le bloquer en face du repère désiré. l'utilisateur trace alors la figure en faisant tourner la tête 38 autour de la branche porteuse, le traceur 78 se déplaçant vers l'intérieur et l'extérieur en dessinant l'ellipse 80 pendant que le rouleau suit le chemin de roulement. Si l'utilisateur désire modifier l'excentricité de l'ellipse, il fait tourner la bague 33 pour déplacer le plongeur et modifier 11 obliquité de la came discoidale. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au compas décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Compas qui, destiné à tracer des figures géométriques sur une surface,est caractérisé en ce qu'un ensemble de guidage à came et chemin de roulement périphérique entoure la partie médiane de sa branche porteuse dont, lorsqu'elle est debout, l'extrémité inférieure le soutient sur ladite surface, l'extré- mité haute de sa branche traceuse, dont l'extrémité basse supporte un traceur, s'articule autour d'un axe horizontal, séparé de l'axe de la branche porteuse par une distance supérieure au plusgrand rayon de la came, avec une tête qui, montée sur et capable de tourner autour de la partie supérieure de la branche porteuse, supporte au moyen d'un tringlage le support d'un toucheau de came qui, en contact avec ledit chemin périphérique et relié à la partie inférieure de la branche traceuse, peut ainsi tourner autour de Itaxe de la branche porteuse en suivant le contour de la came qui le fait se déplacer radialement. 2. Compas selon la revendication 1, caractérisé en ce que sa branche traceuse comporte une biellette multiplicatrice qui s'articule par son extrémité haute avec la tête et un dispositif capable de donner à cette biellette l'orientation angulaire choisie en la faisant pivoter autour dudit axe horizontal afin d'établir un rapport de multiplication prédéterminé entre le rayon de la courbe tracée sur la surface par la pointe de la branche traceuse et le rayon dudit chemin périphérique avec lequel le toucheau est en contact. 3. Compas selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit dispositif comporte un long guide vertical que supporte le porte-toucheau et le long duquel coulisse l'une des extrémités d'un curseur dont autre extrémité coulisse le long de ladite biellette sur laquelle un organe permet de le bloquer dans la position choisie. 4. Compas selon la revendication 1, caractérisé en ce que la came est un disque circulaire qui, monté sur la branche porteuse, peut y pivoter autour d'un axe horizontal, ce qui permet à volonté, en inclinant plus ou moins le disque à partir de l'horizontale, de faire tracer sur la surface par la branche traceuse soit des cercles, soit des ellipses. 5. Compas selon la revendication 1, caractérisé en ce que le toucheau est un rouleau qui tourne autour d'un axe vertical sur son support, et le tringlage comprend un parallélogramme de Watt qui relie la tête à ce support, de sorte que ce dernier et par conséquent le rouleau ne changent pas d'orientation en se rapprochant ou en s'éloignant de la branche porteuse. 6. Compas selon la revendication 4, caractérisé en ce que 11 ensemble de guidage comporte un plongeur mobile le long de la branche porteuse et relié par un organe au disque de façon à faire varier l'orientation de ce dernier par rapport à cette branche lorsqu'il se déplace, un dispositif de blocage permettant d'immobiliser ce plongeur dans la position choisie le long de cette branche. 7. Compas selon la revendication 4, caractérisé en ce que la monture du disque sur la branche porteuse est amovible afin de permettre d'y monter des disques ayant des chemins de roulement de formes différentes et de pouvoir ainsi tracer sur la surface diverses figures géométriques, cette monture amovible comportant un porte-came monté sur la branche porteuse de façon à pouvoir pivoter autour d'un axe horizontal et sur lequel la came est montée de façon amovible au moyen d'organes de fixation. 8. Compas selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tringlage comporte deux groupes parallèles et espacés de bras qui s'articulent d'une part à la tête et d'autre part au toucheau de came qui peut ainsi se déplacer radialement par rapport à la branche porteuse sans changer d'orientation et qu'un organe élastique pousse contre le chemin de roulement de la came. 9. Compas qui, destiné à tracer des figures géométriques sur une surface à dessin, est caractérisé en ce que sa branche porteuse, dont l'extrémité inférieure le soutient sur cette surface, supporte d'une part autour de sa partie médiane une came annulaire amovible dont la périphérie constitue un chemin de roulement de forme prédéterminée et qu'un dispositif permet de faire pivoter autour d'un axe horizontal pour lui donner l'orientation choisie, et d'autre part sur sa partie supérieure une tête capable de tourner autour de son axe longitudinal et sous laquelle un parallélogramme de Watt supporte un porte-toucheau de came qui peut ainsi se déplacer radialement par rapport à la branche porteuse, un organe pousse ce toucheau contre la came, une biellette multiplicatrice s'articule par son extrémité supérieure avec la tête précitée autour d'un axe horizontal séparé radialement de la branche porteuse par une distance supérieure au plus grand rayon de la came, le porte-toucheau forme longitudinalement une glissière verticale dans laquelle coulisse l'une des extrémités d'un curseur dont l'autre extrémité est mobile le long de la biellette multiplicatrice et un dispositif permet de bloquer le curseur dans la position choisie le long de cette dernière à l'extrémité inférieure de laquelle est relié au moyen d'un joint articulé un doigt dont l'extrémité inférieure supporte un organe de marquage.