Brevet FR2328945A1 — publié le 19770520

La présente invention est relative à un rapporteur d'angles. Elle concerne plus particulièrement un tel dispositif destiné à la construction mécanique; au bâtiment et aux autres activités du génie civil , au cours desquelles on a fréquemment besoin de contrôler ou d'établir des pentes. Actuellement, on utilise à cet effet un niveau à bulle , qui présente l'inconvénient de n'indiquer que l'horizontale et la verticale, et parfois la pente à 45 O lorsqu'il est prévu à cet effet une ampoule supplémentaire orientée à 45 par rapport à la semelle du niveau. Pour d'autres orientations, on utilise des alidades généralement formées d'une règle indiquant une direction de référence, et par exemple munie à cet effet d'un niveau d'eau, et d'une deuxième règle articulée sur la première de façon à pouvoir prendre toute pente voulue par rapport à celle-ci ; les diverses pentes sont alors lues sur un secteur gradué solidaire de l'une ou l'autre règle. Si de tels dispositifs présentent par rapport au niveau à bulle l'intérêt d'indiquer toutes les orientations voulues, iS se révèletpar contre beaucoup plus fragiles du fait notamment de la présence de l'articulation et des possibilités de déformation de leurs différents constituants, dont chacun est généralement réalisé de façon beaucoup plus lègère qu'un niveau d'eau traditionnel pour des raisons de poids de l'ensemble. Ils sont de plus délicats et coûteux à fabriquer et se révèlent parfois peu précis du fait de la difficulté que l'on rencontre pour ajuster et immobiliser la règle mobile dans une position parfaitement déterminée par rapport à la règle de référence. Le but de la présente invention est de remédier à l'ensemble des inconvénients de ces dispositifs actuellement connus et de proposer un nouveau dispositif rapporteur d'angles qui permette de définir avec précision toute pente voulue tout en présentant une robustesse et une simplicité comparables à celle des niveaux d'eau traditionnels. Comportant essentiellement une règle présentant une semelle plane susceptible par exemple d'être appliquée sur une surface dont on desire mesurer la pente et un pendule monté à rotation sur la règle de façon à conserver une orientation fixe par rapport à la verticale quelle que soit l'orientation de la semelle, des moyens de repérage tels que des graduations indiquant l'orientation relative du pendule et de cette semelle, le rapporteur d'angles selon l'invention se révèle particulièrement simple à la fois de réalisation et d'emploi. De plus, on peut avantageusement disposer le pendule à l'intérieur d'une enceinte étanche disposée en retrait vers l'ensemble de la règle par rapport à sa semelle, cette enceinte étant par exemple noyée dans la masse de la règle et parfaitement protégée par celle-ci, et le dispositif selon l'invention présente une grande robustesse. Selon ce mode de réalisation préféré, il peut en outre être réalisé à partir de règles semblables à celles qu l'on utilise pour les niveaux à bulles traditionnels , en remplaçant 1 ' en- ceinte cylindrique qui renferme généralement l'ampoule dans de tels niveaux par l'enceinte renfermant le pendule du rapporteur selon l'invention ; ce dernier se révèle alors particulièrement économique de fabrication. Deplus, le mouvement du pendule étant de préférence amorti par un fluide enfermé dans l'enceinte, le dispositif selon llin- vention se révèle particulièrement pratique et rapide d'emploi car la pente de la semelle par rapport à l'horizontale ou à la verticale est affichée instantanément. En règle générale, le rapporteur d'angles selon l'invention présente par rapport aux alidades connues l'avantage d'un affichage direct de la pente, sans report mécanique à une orientation de référence, qui est toujours une source dtimprécisions et d'erreus. Le rapporteur d'angles selon l'invention est caractérisé en ce qu?il comporte une regle longitudinale présentant au moins une semelle plane, un pendule monté à rotation libre par rapport à la règle au moins autour d'un axe transversal parallèle à la semelle de façon à définir avec le dit axe un plan conservant une orientation fixe par rapport à la verticale quelle que soit l'orienta- tion de la dite semelle, et les moyens de repérage de la position angulaire du pendule par rapport au plan de la semelle au moins suivant un plan perpendiculaire au dit axe. L'invention sera mieux comprise si l'on se réfère à la description ci-dessous, relative à un mode de réalisation non limitatif, ainsi qu'aulx dessins annexés qui font partie intégrante de cette description. La figure 1 montre une vue du tronçon de la règle d'un rapport teur selon l'invention qui comporte le pendule et les moyens de repérage de sa position, suivant une direction transversale parallèle au plan général de la semelle. La figure 2 montre une vue du même rapporteur en coupe transversale par le plan II-II de la figure 1. Ces figures illustrent le cas particulier d'un rapporteur selon l'invention dont la règle 1 présente la forme d'un parallde- pipède rectangul délimité en particulier par deux semelles longitudinales 2 et 3, planes et parallèles, mais l'invention ne saurait naturellement être limitée à cette seule forme et l'on pourrait envisager en particulier toutes les formes connues pour les niveaux à bulle traditionnels. Dans l'exemple illustré, la règle 1 est en outre délimitée par deux faces latérales longitudinales 4 et 5, planes, parallèles entre elles et perpendiculaires aux semelles 2 et 3, et par deux faces transversales d'extrémités, par exemple planes, parallèles entre elles et perpendiculaires aux pr6cédentes ; cnes, faces d'extrémités ne sont pas visibles à la figure 1 où l'on a représenté que le tronçon de la ngle comportant le dispositif indiquant selon l'invention l'orientation de la semelle 3 ou de la semelle 2 par rapport à un plan horizontal ou vertical, c'est-à-dire par exemple le tronçon central de la règle 1. Selon l'invention, l'orientation des semelles 2 et 3 par rapport à un plan vertical ou horizontal est donnée par un pendule 6 monté à rotation libre par rapport à la règle 1 au moins autour d'un axe transversal 7 parallèle aux semelles 2 et 3,de façon à définir avec cet axe 7 un plan conservant une orientation fixe par rapport à la verticale quelle que soit l'orientation de la semelle station 2 ou 3. Cette orien définie par le pendule 6 et son axe 7 est généralement verticale et correspond, sur les figures, au plan de coupe II-II. Le rapporteur selon l'invention comporte en outre des moyens de repérage de la position angulaire du pendule par rapport au plan de la semelle 2 ou 3 au moins suivant un plan perpendiculaire à son axe de rotation 7, c'est-à-dire ici suivant un plan parallèle au plan de la figure 1, ou encore parallèle aux faces latérales 4 et 5 de la règle 1. Le pendule 6 peut se présenter sous différentes formes, mais il est de préférence placé en retrait vers l'intérieur de la règle par rapport à la semelle dont on désir e contrôler ltorientation, et par exemple logé intégralement à l'intérieur de la règle 1 dans l'exemple illustré, ainsi d'ailleurs que les moyens de repérage de la position angulaire relative de ce pendule et des semelles 2 et 3. Afin d'être de plus rendu insensible aux agents extérieurs tels que le vent, les poussières, et d'entre protégé contre les chocs, il est de plus de préférence logé à l'intérieur d'une enceinte étanche 8, au moins partiellement transparente afin que l'on puisse le situer à l-'intérieur. Dans l'exemple illustré, cette enceinte 8 présente par exemple la forme d'un boitier totalement transparent enchassé dans la règle 1 et délimité par une paroi périphérique 9 cylindrique de révolution autour de l'axe 7 et par deux parois latérales 10 et 11, planes et perpendiculaires à l'axe 7, dont chacune est ici parconséquent située parallèlement aux faces latérales 4 et 5 de la règle, en léger retrait vers l'intérieur de cette dernière par rapport à ces faces latérales 4 et 5 respectivement. En regard de chacune des parois 10 et 11 de l'enceinte 8, les faces latérales correspondantes 4 et 5 de la règle 1 sont percées d'une fenêtre latérale, respectivement 12 et 13, qui présente ici dans un plan longitudinal la forme d'un cercle centré sur l'axe 7 et d'un diamètre légèrement inférieur à celui des parois lot 11. A l'intérieur de cette fenêtre, respectivement 12 et 13, chaque paroi latéral0 et Il est porteuse d'une échelle telle que 14 graduée/en degrés d'angle ,ce qui permgttv en fonction de la position d'un index 15 porté par le pendule 6 qui se déplace en regard des graduations de cette échelle lors de la rotation du pendule, de lire directement l'orientation des semelles 2 et 3 par rapport à l'horizontale ou à la verticale. Des échelles telles que 14 peuvent être par exemple revêtir la forme de graduations gravées radialement sur les parois 10 et 11, le long d'un cercle centré sur l'axe 7 ; elles peuvent également être solidaire d'un élément rapporté sur ces parois, ou encore d'un élément logé à l'intérieur de l'enceinte 8 et solidaire de la paroi périphérique 9 de celle-ci. D'autres formes de réalisation pourraient naturellement être encore envisagées, et notamment un mode de réalisation selon lequel les graduations seraient portées par une couronne solidaire du pendule et défileraient, lors de la rotation de celui-ci autour de son axe 7, devant un index fixe porté par la règle 1 ou par un élément solidaire de celle-ci. Dans le cas particulier du mode de réalisation illustré, la commodité d'emploi du dispositif peut en outre être -améliorée si l'on prévoit, dans les semelles 2 et 3, des fenêtres supplémentaires 16 et 17 aménagées en regard de la périphérie cylindrique 9 de enceinte 8, laquelle comporte alors à ce niveau des graduations permettant le repérage angulaire de l'index 15 du pendule 6.Naturellement, on pourrait prévoir un rapporteur d'angles selon l'invention muni de ces seules fenêtres ou, s'il présente une seule semelle telle que par exemple 3, de la seule fenêtre 16 ici aménagée dans la deuxième semelle 2, mais de telle s fenêtres présentent l'inconvénient de ne couvrir qu'unie gamme dlorientationsres- treinte si on les compare aux fenêtres latérales 12 et 13, qui permettent de situer la position de l'index 15 sur 360 . L'index 15 est, dans l'exemple illustré, défini par une extrémité d'une aiguille rectiligne-de longueur inférieure au rayon intérieur de la paroi 9 de l'enceinte 8 et dont l'autre extrémité est solidaire d'un manchon 20 présentant un perçage intérieur cylindrique de révolution autour de l'axe 7 ; à l'intérieur de ce perçage cylindrique s'engage un arbre 18 également cylindrique de révolution autour de l'axe 7, qu'il définit, chaque extrémité de cet arbre 18 étant rendue solidaire par tout moyen approprié de l'une des parois latérales 10 et 11 de l'enceinte 8. Le diamètre intérieur du manchon 20 étant voisin du diamètre extérieur de l'arbre 18, I'index 15 conserve tou jours une position radiale par rapport à l'arbre 7 et définit la verticale soit par gravité, étant a 1 o rs constamment orienté vers le bas sous l'ac- tion de son propre poids, soit par tendance à flotter à l'intérieur d'un fluide, généralement un liquide, dont est emplie l'enceinte 8 comme dans l'exemple illustré ; dans ce cas, le pendule 6 indique la verticale vers le last A cet effet, le pendule 6 comporte alors, outre l'aiguille qui définit l'index 15,un flotteur 19 solidaire de cette aiguille et qui rend sa densité inférieure à celle du fluide et place son centre de gravité en dehors de l'axe 7. I1 est à noter que dans ce cas, le fluide contenu dans l'en- ceinte 8 joue également un rôle amortisseur du mouvement de nta- tion du pendule, accélérant son immobilisation en position verti cale lorsque 1 lton change 1 'orientation du rapporteur. Dans le cas d'un pendule s'orientant par gravité, on peut également amortir le mouvement en plaçant ce pendule en ambiance fluide, de préfé- rence liquide. L'effet amortisseur peut éventuellement être accru en remplaçant l'aiguille définissant l'index 15 par une palette présentant unmaitre couple plus important dans une direction circonférentielle par rapport à l'axe 7.On peut en outre choisir le fluide contenu dans l'enceinte 8 en fonction de sa viscocité pour influer sur cet effet amortisseur ; on a toutefois obtenu de bons résultats aux essais en utilisant de l'eau comme fluide. Les matériaux utilisés pour réaliser les autres constituants du rapporteur selon l'invention peuvent également varier dans une grande mesure, ainsi d'ailleurs que leur forme. En particulier, si on a décrit un mode de réalisation du dispositif selon l'invention plus particulièrement adapté à réaliser des mesures sur des plans dont on connaît a priori les lignes de plus grande pente , il est possible de réaliser un dispositif selon l'invention permettant à la fois de déterminer , en une zone donnée, l'orientation de la ligne de plus grande pente, et de chiffrer la pente correspondante.Le pendule 6 est dans ce cas l ndex monté à rotation autour d'un point5 et se déplace alors face à des graduations portées par une surface sphérique centrée sur ce point ; ces graduations sont alors définies par des cercles correspondant à l'intersection de la surface sphérique avec des surfaces côniques de révolution autour d'un même axe orienté verticalement lorsque la semelle du dispositif est par exemple horizontale, le sommet du cône étant situé au point autour duquel tourne le pendule. Naturellement, dans ce cas comme dans l'exemple décrit plus haut, le pendule peut prendre une position verticale soit par gra vité, soit en flottant à l'intérieur d'une bulle emplie d'un fluide. Naturellement, quel que soit le mode de réalisation adopté , l'échelle graduée 14 peut être établie en fonction d'une référence à lthorizontale, à à la verticale, ou à tout autre orientation pri- vilégiée. L'index peut être solidaire du pendule et l'échelle graduée fixe par rapport à la règle ou 1 l'inverse, tout moyen indiquant ltorientation relative de l'un par rapport à l'autre pouvant être utilisé sans que l'on sorte du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1) Rapporteur d'angles, caractérisé en ce qutil comporte une règle longitudinale présentant au moins une semelle plane, un pendule monté à rotation libre par rapport à la règle au moins autour d'un axe transversal parallèle à la semelle de façon à définir avec le dit axe un plan conservant une orientation fixe par rapport à la verticale quelle que soit l'orientation de la dite semelle, et des moyens de repérage de la position angulaire du pendule par rapport au plan de la semelle au moins suivant un plan perpendiculaire au dit axe. 2) Rapporteur d'angles selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de repérage angulaire comportent au moins une échelle graduée disposée dans un plan perpendiculaire au dit axe et fixe respectivement par rapport à la règle ou au pendule, et un index porté respectivement par le pendule ou par la règle, la dite échelle et le dit index se déplaçant en regard l'un de l'autre lors de la dite rotation du pendule. 3) Rapporteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pendule, son axe de rotation et les moyens de repérage angulaires sont disposés en retrait vers la règle par support à la semelle. 4) Rapporteur selon l'une quelconque-des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour amortir le mouvement du pendule. 5) Rapporteur selon 1 'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ce qutil comporte une enceinte étanche au moins partiellement transparente et en ce que le pendule est logé en totalité à l'intérieur de la dite enceinte. 6) Rapporteur selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les moyens pour amortir le mouvement du pendule comportent un fluide remplissant au moins partiellement la dite enceinte. 7) Rapporteur selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, actérisé en ce que l'axe de rotation du pendule est défini par l'axe d'un arbre cylindrique de révolution disposé dans la dite enceinte. 8) Rapporteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'enceinte est délimitée par une paroi périphérique cylindrique de révolution autour du dit axe et par deux parois latérales perpendiculaires au dit axe, et en ce que le dit arbre est solidaire par chacune de ses extrémités de l'une des dites parois latérales, respectivement. 9) Rapporteur selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la dite enceinte est logée à l'intérieur de la règle et en ce que cette dernière présente au moins une fenêtre en regard d'au moins une position de l'index et en regard de laquelle sont disposés des moyens de repérage angulaires de la dite position. 10) Rapporteur selon les revendication s 8 et 9, caractérisé en ce que la dite enceinte présente une fenêtre circulaire en regard de l'une au moins des parois latérales, qui est transparente au moins à ce niveau. 11) Rapporteur selon les revendications 8 et 9, caractérisé au moins en ce que la dite enceinte présente/une fenêtre en regard de la paroi périphérique, qui est transparente au moins à ce niveau. 12) Rapporteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que la règle présente une deuxième semelle plane parallèle à la première et symétrique de cette dernière par rapport au dit axe, et en ce qu'elle comporte dans chacune des dites semelles une fenêtre en regard de la dite paroi périphérique, qui est transparente au moins à ce niveau. 13) Rapporteur selon l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ce que le pendule conserve constamment une postion verticale par gravité, son centre de gravité étant situé en dehors de l'axe. 14) Rapporteur selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, caractérisé en ce que le pendule présente une densité inférieure à celle du fluide, son centre de gravité étant situé en dehors de l'axe. 15) Rapporteur angles selon l'une quelconque des revendications 1, 3, 4 5 6, 9, 13, 14, caractérisé en ce que le pendule est monté à rotation libre autour d'un point fixe par rapport à la semelle et en ce que les moyens de repérage angulaire comportent au moins une échelle graduée disposée suivant une surface sphérique centrée sur le dit point et fixe respectivement par rapport à la ggle ou au pendul, et un index porté respectivement par le pendule ou par la règle, la dite échelle et le dit index se dépla çant en regard l'un de l'autre lors de la dite rotation du pendule.