Brevet FR2382034A1 — publié le 19780922

La présente invention concerne des perfectionnements aux cadrans solaires équatoriaux. Les cadrans solaires sont connus depuis des temps immémoriaux et se divisent principalement en trois catégories : les cadrans verticaux, les cadrans horizontaux et les cadrans équatoriaux. Les cadrans solaires verticaux et horizontaux sont constitués par une surface plane verticale ou horizontale sur laquelle est scellée, parallèlement à l'axe de la terre, une tige ou style dont l'ombre se projette sur ladite surface sur laquelle sont tracées des lignes indiquant les heures. Les cadrans solaires de ce genre sont aujourd'hui peu utilisés car leur exécution doit tenir compte d'impératifs très stricts s'opposant à leur vulgarisation et à leur industrialisation. En effet, l'inclinaison du style par rapport à 1a,.surface de marquage des heures et le tracé des lignes matérialisant les divisions du temps doivent être déterminés en fonction du lieu où doit être installé le cadran solaire, de sorte que ce dernier,ne peut être utilisé qu'en ce lieu et ne peut plus être déplacé. En outre, il n'est pas possible dtadapter ou régler le cadran so- laire pour tenir compte des changements d'horaires'pratiqués par certains pays pour satisfaire à des besoins économiques ou autres. De plus, les divisions marquées sur ce type de cadran doivent e- tre calculées et réalisées sur place et ne peuvent, pratiquement, excéder douze heures, ce qui est insuSìsant si -l'ononsidére que durant certains mois (mais juin et juillet par exemple) la durée de l'ensoleillement atteint 15à & 16 heures. Les cadrans solaires équatoriaux connus présentent, par rapport aux précédents, l'avantage de pouvoir être déplacés et d'être aptes à marquer un nombre d'heures supérieur à douze. En effet, les règlages selon leslatitudes s'effectuent Bacile- ment en inclinant le style de manière couvenable pour qu'il se trouve placé parallèlement à l'axe de la terre. Certains auteurs de cadrans solaires équatoriaux ont prévu des moyens de règlage de la position du disque ou cercle équatorial sur lequel se projette l'ombre du style, de manière que cette dernière soit projetée sur des repères indiquant l'heure légale et non pas l'heure solaire, en fonction de la longitude du lieu d'utilisation. Il s'agit cependant de dispositifs théoriques qui n'ont pu être vulgarisés en raison de leurs imperfections. Selon l'une de ces réalisations, le style est porté par une tige diamétrale solidaire du cercle équatorial rotatif. Dans ces conditions, la rotation dudit cercle modifie l'orientation du style, de sorte qu'un tel appareil ne semble pas pouvoir fonctionner correctement en tous lieux, mme au prix de calculs compliqués. Un tel cadran ne paratt pas non plus pouvoir autre réglé lors des changements d'horaires. Ces inconvénients se trouvent éliminés par le cadran solaire équatorial perfectionné selon l'invention. Un but visé par l'objet de ladite invention est de réaliser un cadran solaire susceptible d'entre aisément et instantanément réglé en fonction du lieu d'utilisation. Un autre objet de l'invention est 11 exécution d'un cadran solaire apte à être rapidement et commodément réglé pour tenir compte de la différence entre le temps solaire vrai et l'heure locale officielle. Un autre but atteint par le cadran solaire suivant l'invention est d'autoriser un réglage aisé et instantané dudit cadran solaire lors des changements d'horaires. Tous ces réglages peuvent s'opérer sans avoir recours à des tables ou notices. Selon une première caractéristique, l'inclinaison dn style et la position du cadran horaire sont réglables de manière indépendante l'une de l'autre. Selon une autre caractéristique, le cadran horaire est constitué par un ruban ayant la forme d'un cylindre ou d'une portion de cylindre entourant le style, de sorte que l'ombre de ce dernier se projette sur la surface cylindrique interne dudit cadran horaire. Selon une autre caractéristique, le style est porté par un berceausupport basculant lequel est doté, dans sa partie médiane ou intermédiaire, d'une coulisse dans laquelle est monté le cadran horaire avec une aptitude de rotation sur luimemAe. Ces buts et caractéristiques et d'autres encore ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une vue en perspective d'une première forme d'exécution intéressante du cadran solaire selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe axiale de ce cadran solaire. La figure 3 est une vue de c8té et de détail des moyens permettant de déterminer l'angle d'inclinaison du style. La figure 4 est une vue en coupe axiale d'une seconde forme de réalisation du cadran solaire. La figure 5 est une vue en plan de ce cadran solaire dont on a pivoté le berceau-support intérieur pour une meilleure compréhension. La figure 6 est une vue arrière de l'embase supportant le berceausupport externe du cadran solaire. La figure 7 est une vue en plan dune variante d'exécution du cadran horaire et de son support. La figure 8 est une coupe suivant la ligne 8-8 de la figure 7. La figure 9 est une vue de c8té d'une autre forme d'exécution du cadran solaire selon l'invention. La figure 10 est une vue de cEté d'un autre mode de réalisation de ce cadran solaire. La figure 11 est une vue semblable à la figure 10, à plus petite échelle, montrant différentes position du style du cadran solaire. La figure 12 est une vue de cEté d'une variante d'exécution de la réalisation représentée aux figures 10 et Il. On se reporte auxdits dessins pour décrire des òrmes de réalisation intéressantes, bien que nullement limitatives, du cadran so- laire équatorial selon la présente invention. Ce cadran est notamment remarquable en ce que l'inclinaison du style 1 et la position du cadran horaire 2 peuvent etre réglés de manière indépendante l'une de l'autre. Selon une autre disposition caractéristique, le cadran horaire 2 est constitué par un ruban rigide ayant la forme d'un cylindre ou d'une portion de cylindre entourant le style I dont l'ombre se projette sur la surface interne cylindrique dudit cadran horaire. Selon une autre caractéristique, le style 1 est disposé parallèlement aux génératrices intérieures du cadran horaire 2. Ainsi, comme le montre les figures 1 et 2 qui représentent une première forme d'exécution du cadran solaire suivant l'invention, ce dernier comporte une semelle 3 sur laquelle est articulée la base d'un berceau-support 4 ayant avantageusement la forme générale d'un V très ouvert ou une forme sensiblement demi-circulaire. Le style 1 est fixé, par ses extrémités opposées et de toute manière connue, à la base et au sommet de ce berceau-support 4. A l'opposé de l'articulation 5 du berceau-support 4, est installée fixement, sur la semelle 3, une colonne 6 laquelle comporte un évidement 6a sur sa face orientée en direction dudit berceausupport. Cet évidement autorise le passage et le coulissement, à l'intérieur de la colonne 6, d'un coulisseau 7 solidaire de la face extérieure de la demi-partie supérieure du berceau-support 4. Le coulisseau 7 porte un écrou 8 immobilisé en rotation et dans lequel se visse une tige filetée 9 immobilisée en translation axiale. La tige filetée traverse la plaquette 6b constituant le sommet de la colonne 6 et son immobilisation en translation axiale est, par exemple, obtenue au moyen d'une butée fixe 9a dont est dotée ladite tige au voisinage de sa tete de manoeuvre 9b, cette butée étant placée du cdté interne de la plaquette 6b. On comprend que la rotation de la tige 9 se traduit par un mouvement ascendant ou descendant de l'écrou 8 et du coulisseau 7 solidaire de ce dernier, à l'intérieur de la colonne 6 et, par conséquent, par un mouvement de pivotement vers le haut ou vers le bas, respectivement, du berceau-support 4. il est ainsi facile de régler rapidement l'inclinaison du style en fonction de la latitude du lieu d'utilisation du cadran solaire. Dans ce but, la demi-partie supérieure da berceau-support 4 est solidaire d'une aiguille ou flèche indicatrice 10 se déplaçant en face de repères portés par la colonne 6 et constituant une échelle 19 des différentes latitudes de 0 à 900. Dans sa partie médiane, le berceau-support 4 est pourvu d'une coulisse il portant le cadran horaire 2 constitué par un ruban rigide ayant la forme d'une portion de cylindre ou d'un cylindre dont la surface interne porte les repères désignant les heures et, éventuellement, les fractions ou divisions d'heures. Le berceau-support 4 porte encore un dispositif de blocage du cadran horaire dans la position souhaitable. Ce dispositif de blocage 12 comporte, par exemple, une plaquette 12a montée sur une vis ou sur une tige filetée 12b et susceptible d'3tre pressée, au moyen de la tête de la vis ou un écrou se vissant sur la tige filetée, contre le bord du cadran horaire, de manière à réaliser un coincement énergique de ce dernier entre la dite plaquette et la face correspondante du berceau-support 4 ou de la coulisse 11. On conçoit que le réglage de ce cadran sol aire, en fonction de son lieu d'utilisation, est particulièrement rapide et commode. On place le cadran solaire de façon que le style soit compris dans un plan vertical passant par l'axe Nord-Sud de la terre, la base du style étant orientée au Sud. On règle l'inclinaison du style 1 au moyen de la tige de réglage 9 laquelle permet d'amener l'aiguille indicatrice 10 en face du repère matérialisant la latitude du lieu (par exemple : Bastia 42.50 de latitude Nord ; Lyon - 45,70 de latitude Nord ; Ouessant - 48.50 de latitude Nord ; Calais 51.- de latitude Nord), de manière que ledit style soit exactement disposé parallèlement à 1' axe géographique Nord-Sud de la terre. Ainsi, si le cadran solaire est utilisé sur l'Equateur, le style doit avoir une position horizontale, tandis que son inclinaison doit former un angle de plus en plus ouvert, au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'Equateur, pour atteindre 90 aux Pâles. L'immobilisation du style dans la position désirée est obtenue au moyen d'un écrou mobile 9c monté sur la tige filetée 9 du côté extérieur de la plaquette 6b et dont le vissage a pour conséquence de plaquer la butée fixe 9a contre la face interne de ladite plaquette, en réalisant de la sorte le blocage en rotation de ladite tige et, par suite, le verrouillage du style dans la position où on l'a placé. il est ensuite nécessaire de régler la position du cadran horaire en fonction de la longitude du lieu où l'on se trouve et de l'heure légale. En effet, si l'on considère les quatre villes susmentionnées, lorsqu'il est midi (12h.) suivant l'heure officielle française, l'heu- re solaire vraie est de - 12.00 h. à Bastia ( longitude GMT : 9.5e E) - 11.42 h. & Lyon ( longitude GMT : 5.-e E) - 11.30 h. à Calais ( longitude GMT : 2.-e E) - 11.01 h. à Ouessant ( longitude GMT : 5.2e W). Pour que le cadran solaire marque l'heure officielle, il est donc nécessaire de positionner le cadran horaire 2, en le faisant glisser dans la coulisse 11, de manière que l'ombre du style soit projetée sur le repère correspondant à l'heure légale. Les repères matérialisant les heures sont espacés de 150 compte tenu du fait que la demi-rotation de la terre autour de son axe Nord-Sud correspond à 1800 et à 12 heures. Si l'on suppose qutil est midi (12 h.) suivant l'heure officielle et selon l'heure solaire vraie à Bastia, ltombre du style se trouve projetée sur le chiffre 12 du cadran horaire placé à l'aplomb dudit style. Pour marquer l'heure officielle à Ouessant, il suffit de déplacer le cadran horaire de façon que le chiffre 12 soit éloigné dsenvi- ron 14.70 (différence entre les méridiens des deux lieux) par rapport à l'aplomb du style pour que l'ombre de ce dernier soit projetée sur ledit chiffre. On conçoit également que, lors des changements d'horaires (horaires d'Eté et horaires dtHiver pratiqués par certains pays par exemple), il suffit, pour mettre le cadran solaire en situation de marquer l'heure officielle, de faire glisser le cadran horaire sur luiw e suivant un angle et dans un sens correspondant à la période de temps servant de base à l'avancenent ou au retardement de l'heure officielle. Le cadran solaire perfectionné selon la présente invention peut etre instantanément et aisément mis en état de marquer l'heure légale ou l'heure solaire vraie en tous lien, aussi bien dans l'hé misphére Nord que dans l'hémisphère Sud. Dans l'hémisphère Nord, les repères indiquant l'heure sur le cadran horaire progressent (6 h.,..., 12 h., ..., 18 h.) de gauche à droite, alors que, dans l'hémisphère Snd, lesdits repères progressent de droite à gauche. On décrit ci-après d'autres exemples intéressants d'exécution du cadran solaire selon la présente invention. Selon les figures 4 à 6, le cadran horaire équatorial 2 est solidaire d1un berceau-support 13 ayant avantageusement une forme demi-circulaire et monté pivotant autour de ses extrémités, dans un second berceau-support 14 ayant, de préférence, une forme analogue complémentaire. Les style 1 est, par exemple, solidaire en rotation du berceausupport 13 et sert d'axes d'articulation audit berceau-support qui peut donc pivoter autour de l'axe dudit style lequel tourillonne, par ses extrémités, dans des orifices que présentent la base et le sommet du berceau-support 14. On comprend que la position angulaire du cadran équatorial 2 de marquage des heures peut être réglée commodément et instantanément en faisant pivoter le berceau-support 13 autour de l'axe du style. Un moyen de blocage, par exemple constitué par un écrou se vissant sur une extrémité filetée de la tige constituant le-style et prenant appui sur la face extérieure du sommet ou de la base du berceau-support 14, permet d'immobiliser l'ensemble 1-2-13 dans la position voulue. Le règlage de l'inclinaison du style 1 peut être réalisé de différentes manières, à l'aide de tous moyens connus, à partir de sa base ou de son sommet, par exemple de façon comparable au mode d'exécution précédemment décrit. Selon l'exemple de réalisation représenté, ce règlage est obtenu par le basculement du berceau-support demi-circulaire 14 reposant sur le sommet de forme complémentaire d'une embase 15 rigidement fixée sur la semelle de l'appareil (non représentée). Sur sa face postérieure, le berceau-support 14 est doté d'une courte tige filetée logée dans une fente longitudinale 15a que présente la partie supérieure de l'embase 15. Un écrou 16 se vissant sur la tige 14a et prenant appui contre les bords de la fente 15a permet d'immobiliser l'ensemble 1-2-13-14 dans la position souhaitable de façon que le style soit convenablement incliné. De manière générale, selon ce mode d'exécution, le règlage de l'in- clinaison du style s'obtient par le basculement ou la rotation du berceau-support extérieur 14 dans un plan perpendiculaire au plan de pivotement du berceau-support intérieur 13. Les figures 7 et 8 illustrent une variante de réalisation du cadran horaire équatorial. Selon ce mode d'exécution, ledit cadran de marquage des heures 2 est solidaire, par moulage ou autrement, d'une couronne circulaire 17 laquelle est portée, avec une aptitude de rotation, par une couronne circulaire fixe 18 disposée concentriquement. La couronne fixe est solidaire rigidement du berceau-support (tel que berceau-support 4, non représenté) portant le style 1 dont l'inclinaison peut être réglée à l'aide du dispositif illustré à la figure 2 ou autrement. Des moyens connus en soi, permettent d'immobiliser la couronne mobile et le cadran horaire à la position désirable. Suivant le mode d'exécution représenté à la figure 9, le berceau support 4 du cadran horaire équatorial 2 est articulé, par l'une de ses extrémités, sur le sommet dtune colonnette 20 solidaire de la semelle 3 de l'appareil. A son extrémité opposée ou sommet, le berceau-support pivotant 4 est pourvu d'une aiguille ou flèche indicatrice 21 susceptible d'être positionnée en regard de l'un des repères portés par un cadran fixe en forme de secteur 22 et constituant l'échelle des latitudes de 0 à 900. Ce cadran gradué est, par exemple, solidaire, par sa base, de la semelle 3 du cadran solaire. Des moyens connus en soi permettent d'immobiliser l'ensemble 1 2 - 4 - 77 dans la position souhaitable, de façon que le style conserve l'inclinaison nécessaire. Le tracé en traits continus illustre une position du style inclinée à 900 convenant à l'utilisation du cadran solaire en France, tandis que les tracés en traits interrompus inférieur et supérieur représentent le positionnement du style pour 11 emploi dudit cadran à l'Equateur et aux Pôles, respectivement. Le réglage de la position du cadran horaire 2 en fonction de la longitude s'opère selon la réalisation illustrée aux figures 1 et 2. Suivant la réalisation représentée aux figures 10 et 11, le berceau-support 4 du cadran horaire équatorial 2 est articulé, par l'une de ses extrémités, sur un support vertical 23 solidaire de la semelle 3 du cadran solaire destinée à être placée en appui horizontal sur toute surface appropriée (sol, dallage, table, etc...). Le berceau-support pivotant 4 est solidaire, dans sa demi-partie disposée du cté de son articulation, d'un secteur 24 portant les repères constituant l'échelle des latitudes, de 0 à 900. Le pivotement du berceau-support 4 entrasse donc le basculement du secteur gradué 24 dont l'un des repères peut ainsi titre positionné en regard d'une aiguille indicatrice 25 solidaire du support vertical 23 ou autre élément fixe du cadran solaire. On comprend qu'il est de la sorte aisé de régler rapidement l'inclinaison du style 1 du cadran solaire, le règlage de la position du cadran horaire 2 s'opérant comme indiqué précédemment par rotation dudit cadran monté avec une possibilité de glissement dans la coulisse 11. Des moyens connus en soi permettent d'immobiliser l'ensemble 1- 2 - 4 - 11 - 24 dans la position désirable pour que le style garde l'inclinaison appropriée à la latitude du lieu d'utilisation. Le tracé en traits continus de la figure Il illustre la position du style pour l'utilisation du cadran solaire en un lieu situé à l'Equateur, tandis que les tracés en traits interrompus intermédiaire et supérieur représentent les positions du style lors de l'emploi dudit cadran en un lieu situé à la latitude 45 et aux Pâles, respectivement. Le mode d'exécution du cadran solaire montré à la figure 12 est comparable à la réalisation précédente mais, dans ce cas, ledit cadran est destiné à être fixé sur un support vertical (mur, poteau, etc....). Le berceau-support 4 du cadran horaire 2 et du style 1 est articulé, par l'une de ses extrémités, sur une console 26 apte à être fixée, par tous moyens connus, sur le support vertical choisi. Le berceau-support pivotant 4 est aussi solidaire, dans sa demipartie disposée du cSté de son articulation, d'un secteur 24 portant les repères constituant l'échelle des latitudes de 0 à 900. Le pivotement du berceau-support 4 entrain le basculement du secteur gradué 24 dont l'un des repères peut ainsi autre placé en regard d'une aiguille ou flèche indicatrice fixe 27, par exemple solidaire de la semelle de fixation 26a de la console 26 ou autre partie fixe du cadran solaire. Des moyens de blocage appropriés de tous types connus (non représentés) permettent d'immobiliser l'ensemble 1-2-4-11-24 dans la position désirable, en fonction de la latitude du lieu d'utilisation du cadran solaire. Le tracé en traits continus de la figure 12 illustre la position du style pour l'emploi du cadran solaire en un lieu situé à la latitude 45, tandis que les tracés en traits interrompus inférieur et supérieur représentent la position du style pour l'utilisation dudit cadran aux Pâles et à l'Equateur, respectivement. Le réglage de la position du cadran horaire 2, en fonction de la longitude, s'effectue de la manière indiquée précédemment. L'intérêt et les avantages du cadran solaire selon la présente invention ressortent bien de l'exposé ci-dessus et des dessins. Entrent également dans le cadre de l'invention, les modifications ou substitutions susceptibles d'être apportées par l'homme de l' art, aux dispositifs décrits ci-dessus et qui, sans en altérer les dispositions originales, n'en seraient que de simples équivalents techniques. EVEND i CAT IONS 1. - Cadran solaire équatorial comportant un style dont l'inclinaison peut être réglée en fonction de la latitude du lieu d'utilisation et un cadran horaire mobile dont la position peut égale- ment être réglée suivant la longitude dudit lieu de façon que l'ombre du style soit projetée sur le repère dudit cadran marquant l'heure légale, caractérisé en ce que l'inclinaison du style et la position du cadran horaire sont réglables de manière indépendante. 2. - Cadran solaire équatorial selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de blocage du style dans la position désirée et des moyens de blocage ;u cadran horaire dans la position souhaitée. 3. - Cadran solaire équatorial selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le cadran horaire est constitué par un ruban rigide ayant la forme d'non cylindre ou d'une portion de cylindre entourant le style dont l'ombre se projette sur la surface cylindrique interne dudit cadran horaire. 4. - Cadran solaire équatorial selon la revendication 3, caractérisé en ce que le style est disposé parallèlement aux génératrices intérieures du cadran horaire. 5. - Cadran solaire équatorial selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le style est porté par un berceau-support basculant lequel est pourvu, dans sa partie médiane ou intermédiaire, d'une coulisse dans laquelle est monté le cadran horaire avec une aptitude de rotation sur lui-mtme. 6. - Cadran solaire équatorial selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de réglage de l'inclinaison du style comprennent une tige filetée immobilisée en translation coopérant avec un écrou immobilisé en rotation guidé dans une colonne et so- lidaire du berceau-support dudit style ; le verrouillage dans la position choisie étant, de préférence, obtenu au moyen d'un écrou mobile monté sur la tige filetée, sur le ceté extérieur d'une plaquette constituant le sommet de ladite colonne, et d'une butée fixe solidaire de ladite tige et placée du côté intérieur de ladite plaquette ; le berceau-support étant encore solidaire d'une flèche ou aiguille indicatrice se déplaçant en face de repères portés par la colonne et constituant l'échelle des latitudes. 7. - Cadran solaire équatorial selon la revendication 5, caractérisé en ce que la coulisse est constituée par une couronne circulaire portant le cadran horaire rotatif. 8. - Cadran solaire équatorial selon la revendication 5, caractérisé en ce que le berceau-support portant le style et le cadran horaire est articulé par l'une de ses extrémités, par exemple au sommet d'une colonnette solidaire de la base ou semelle du cadran solaire, tandis que son extrémité opposée porte une flèche ou aiguille indicatrice susceptible d'être positionnée en regard de l'un des repères portés par un cadran fixe en forme de secteur et constituant l'échelle des latitudes. 9. - Cadran solaire équatorial selon la revendication 5, caractérisé en ce que le berceau-support portant le style et le cadran horaire est articulé, par l'une de ses extrémités, sur un support destiné à être placé en appui horizontal ou vertical, la demipartie dudit berceau-support disposée du c8té de son articulation étant solidaire d'un secteur portant les repères constituant lté- chelle des latitudes, le pivotement du berceau-support entraînant le basculement du secteur gradué et permettant d'amener l'un des repères en face d'une aiguille ou flèche indicatrice fixe solidaire du support ou autre partie fixe du cadran solaire. 10. - Cadran solaire équatorial selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le cadran horaire est so- lidaire dtun premier berceau-support monté avec une aptitude de pivotement autour de l'axe du style, dans un second berceausupport monté avec une aptitude de basculement ou de rotation dans un plan perpendiculaire au plan de pivotement dudit premier berceau-support.