* Brevet découvert en Avril 2006 !!!

Certificat d'addition
au
BREVET   N° 8282
du 25 avril 1849

(Perfectionnements)

  
Description de divers perfectionnements
apportés aux arithmomètres de Monsieur Thomas de Colmar

Un brevet d’invention pour une machine à calculs appelée Arithmomètre a été délivré à Monsieur Thomas, de Colmar, le 6 juillet 1849 pour une durée de 15 ans.

L’invention originaire de cette machine remonte déjà à l’année 1820 ainsi que le constate le brevet qui avait été délivré à Mr Thomas le 23 janvier 1821. Jusqu’alors, malgré les recherches et les travaux auxquels s’étaient livrés les hommes les plus éminents, pendant l’espace de 200 ans, aucune machine multipliant plusieurs chiffres à la fois, n’avait pu être trouvée.

Le problème résolu, Mr Thomas a travaillé avec persévérance au perfectionnement de sa machine à calculer, et ce n’est qu’après trente années d’essais nombreux qu’il est parvenu à résoudre la difficulté de pouvoir par la modicité du prix mettre sa machine à la portée de toutes les classes et en faire un objet d’utilité publique. 

Description des perfectionnements

Dans la machine brevetée le 6 juillet dernier, le mécanisme consiste en des rouleaux ou cylindres cannelés transmettant le mouvement à des pignons qui le communiquent aux roues des cadrans.

Dans la machine perfectionnée, les cylindres cannelés sont remplacés par des cylindres à anneaux circulaires qui transmettent directement le mouvement aux roues des cadrans ; Ainsi se trouve supprimé l’emploi des pignons d’engrenage que nécessitaient les cylindres cannelés.
Au lieu d’être fixés sur leurs arbres comme les cylindres cannelés, les cylindres à anneaux sont mobiles et glissent en avant comme en arrière pour engrener ou désengrener sur la roue qui fait mouvoir les cadrans. Cette roue est traversée par l’arbre des cylindres, mais n’est mise en mouvement que lorsque le cylindre vient l’engrener ; Dans le cas contraire, l’arbre tourne sans faire tourner cette roue tout en faisant tourner les cylindres.

Cette roue sert à donner le mouvement aux cadrans qui sont les mêmes que ceux de la machine primitive.

Forme des cylindres

Neuf sections d’anneaux sont fixées en saillie autour de chaque cylindre, le coupent transversalement à angle droit et à égale distance les uns des autres.
Ces sections d’anneaux, de différentes longueurs, sont graduées dans la proportion de 1 à 2, de 2 à 3 et ainsi de suite jusqu’à neuf, de manière que le premier anneau correspond au numéro 1, le deuxième au N° 2 et le neuvième au numéro 9.
A l’extrémité du cylindre existe en outre une dixième section d’anneau de même dimension que la 1èere et servant aux retenues (Figures 3 et 4).

Mouvement

  La machine est recouverte par une platine percée de trous qui communiquent sur la longueur de chaque cylindre. En introduisant dans ces trous une cheville, comme chaque section d’anneau commence par un plan incliné, en tournant le cylindre ce plan incliné frotte contre la cheville et fait avancer le cylindre vers la roue du cadran qu’il engrène et qu’il force de tourner tout le temps que la cheville reste engagée derrière l’anneau.
Arrivée à l’extrémité de la section de l’anneau, un plan incliné fixé en dehors du cylindre le repousse et le fait désengrener.
Il résulte donc de ce mécanisme que si l’on place la cheville au trou qui correspond au N°1, le cylindre ne reste engrené que le temps nécessaire pour produire l’unité. Si la cheville est placée au N° 9, elle maintient le cylindre engrené neuf fois plus de temps afin de produite le chiffre neuf, c’est-à-dire pour ajouter au cadran 9 unités, de sorte que si le cylindre tourne neuf fois, on aura multiplié 9 par 9 et produit 81 unités.

 Des retenues

Les retenues s’opèrent de la même manière que dans la machine à cylindres cannelés, mais par un moyen en harmonie avec les plans inclinés (Figures 1 et 2)
En passant du zéro au neuf ou du neuf au zéro, une goupille saillante fixée au cadran pousse un bras qui dégage une cheville disposée à produire le même effet que celles qu’on pose avec la main dans les trous pratiqués sur la platine.
Cette cheville est poussée par un ressort qui la fait descendre sur le cylindre de gauche pour opérer l’engrenage d’une unité retenue ; Le cylindre par un plan incliné fait remonter la cheville à la place où elle se trouve arrêtée par le bras, qui reçoit de nouveau une secousse par la cheville du cadran de droite chaque fois que du zéro il passe au neuf et du neuf au zéro.
Les chevilles des retenues sont poussées de haut en bas par un ressort, mais on les fera descendre et remonter par un plan incliné ; Ce mouvement produira ce qu’on appelle un engrenage continu et dispensera de l’action du ressort.

Afin d’éviter que les cadrans, livrés à eux-mêmes au moment du point d’arrêt, ne dépassent par la force acquise le chiffre indiqué, on a adopté à l’extrémité de chaque cylindre un anneau entier qui enveloppe toute la circonférence. Un(e) petit(e) équerre à la façon des mouvements de sonnettes est fixé(e) sur la sur la platine de manière à ce que qu’une des branches puisse s’abaisser entre deux dents de la roue et l’autre glisser au moyen d’une fente sur l’anneau.
Lorsque le cylindre engrène, le bras qui glisse sur l’anneau fait sortir l’autre branche d’entre les dents quand le cylindre désengrène ou produit l’effet contraire et la roue s’arrête instantanément.
Cet(te) équerre serait inutile si l’on faisait mouvoir lentement la machine, mais comme la rapidité avec laquelle elle doit fonctionner est une de ses qualités, l’équerre sera indispensable.

Autre perfectionnement

On peut appliquer une troisième espèce de cylindres qui ne sont ni cannelés ni avec des anneaux. Les neufs chiffres sont produits par des pleins et des vides ; Ce sont des cylindres dont la circonférence est parfaitement unie ; une plaque de cuivre de deux millimètres d’épaisseur est appliquée sur les 9/20èmes de la circonférence.

Quand le bouton du multipliant est poussé sur l’un des neufs chiffres et que le cylindre commence à tourner, l’épaisseur de la plaque de cuivre force le bras qui a été poussé sur un chiffre de se lever de deux millimètres ; Ce mouvement fait engrener le cylindre dans la roue qui communique le mouvement aux cadrans, et fait en même temps lever un petit bras qui retient cette roue au repos.
Si l’on veut obtenir une unité, le bras se trouve en prise par la première marche et ne reste levé que le temps nécessaire pour faire tourner la roue d’une dent. Si l’on veut obtenir le chiffre 9, il se trouve en face de la neuvième marche et il reste levé neuf fois plus longtemps. (Figure 5)

Des retenues 

Les retenues s’opèrent de la même manière qu’avec les cylindres à anneaux. Après la place de la neuvième marche du cylindre, il y a une marche placée à la douzième partie du cylindre, c'est-à-dire à son extrémité qui sert pour la retenue, un bras qui glisse sur la dixième division du cercle est poussé en cas de retenue à la douzième division où il est levé par cette marche qui produit une unité, et un plan incliné pratiqué sur le cylindre repousse ce bras à sa dixième division.

Pour le mécanisme de cette sorte de cylindres, il faut un arbre carré de plus que pour celui des cylindres à anneaux. Cet arbre carré porte trois bras nécessaires pour les mouvements ; Le premier peut glisser le long des 9/12ème du cylindre pour opérer les chiffres de 1 à 9.

Un second bras est en face de la dixième division du cylindre pour opérer le retenue ; Son mouvement est limité de la 10ème à la 12ème division pour le mettre hors d’atteinte de la marche qui produit la retenue.
Un troisième bras est fixé sur l’arbre ; Il ne peut produire qu’un va-et-vient à une poulie qui est placée sur l’arbre du cylindre pour la faire engrener ou désengrener au moyen d’un plan incliné dans la roue qui communique ce mouvement aux cadrans. Quand l’un des deux bras mobiles s’élève ou s’abaisse, l’arbre carré tourne en raison de l’élévation du bras, et le bras fixe frotte sur le plan incliné de la poulie et la force à avancer vers la roue pour y engrener.

Lorsque le ressort fait retomber les bras, la poulie recule, désengrène et remet tout au repos.

Le reste du mécanisme est le même des autres machines. Celle-ci a été confectionnée avant celle des cylindres à anneaux ; Les anneaux sont un perfectionnement plus avantageux. 

Voir les dessins

Perfectionnement d’une autre nature

Machine pour l’addition et la soustraction seulement

Une platine de 4 ½ cm sur 7 ½  cm contient en dessous un cadran sur lequel sont tracés les dix chiffres de 0 à 9 ; Entre le zéro et le neuf est une cheville que fait sauter d’un dixième un autre cadran afin d’opérer les retenues à chaque tour, ce qu’on obtient par une roue divisée en en dix dents d’étoiles ;  un sautoir placé entre deux dents fait arrêter le cadran à chaque chiffre.

Sur la platine sont marqués dix points ; Une petite manivelle menée par le doigt d’un point à l’autre fait voir les chiffres par une petite lucarne pratiquée dans les platines. Pour l’addition, on tourne la manivelle de gauche à droite et pour la soustraction de droite à gauche ; Pour opérer il n’y a qu’à tourner la manivelle du point où elle se trouve en passant sur autant de points que le chiffre a d’unités ; Si l’on veut ajouter « Un » à un chiffre quelconque, on passe au point suivant ; Si on veut ajouter neuf, on passe neuf points.

Pour faciliter l’opération, on a marqué des traits entre les points ; Un trait part de chaque point et s’arrête au troisième point ; D’autres traits coupent le cercle en deux pour indiquer les « cinq ».

Les « trois » et les « cinq » étant indiqués par des traits, les « quatre » et les « six » se trouvent très facilement, ainsi que les « sept », « huit » et « neuf », Il suffit d’avoir fait deux ou trois additions pour en avoir l’habitude.

Mais celui qui se sera appliqué pendant quelques temps fera les additions les plus longues et les plus fatigantes avec promptitude.
Ce mécanisme est le premier pas des machines à calculer ; Il est si simple que personne n’a encore pensé à le mettre à exécution ; Il ne transmet pas les retenues au-delà d’une dizaine. Quand on l’exécute pour plusieurs chiffres, chaque cadran se trouve isolé, la retenue est indiquée sur un mémento ; A chaque dizaine, on doit comprendre la retenue indiquée pour l’ajouter à l’addition du chiffre de gauche.

Faites pour un chiffre, ces petites machines peuvent servir de marques pour différents jeux tel que le wist, le piquet, on obtient 99 points ; Si on veut aller plus loin, on peut marquer les centaines à part. (Figures 6 et 7)

Perfectionnement de ce premier mécanisme

On a vu que les reports ne pouvaient se communiquer qu’à un seul chiffre de gauche ou de dizaines que pour additionner des sommes de plusieurs chiffres. Il fallait comprendre les retenues, indiquées par le mémento, dans l’addition des chiffres de gauche, faute de communication entre les chiffres qui composent une somme.

En ajoutant à ce mécanisme une roue intermédiaire, on établira la communication entre plusieurs chiffres, en mettant sous chaque cadran une roue dentée qui engrène avec une pareille roue laquelle porte un doigt ayant double longueur du diamètre de la roue ; Ce doigt est placé de manière à faire avancer ou reculer d’une dent l’étoile du cadran de gauche ; Toutes les fois que l’on passe du 9 au 0 ou du 0 au 9, le report s’opère sur la dizaine. La double longueur du doigt laisse le cadran de gauche libre de telle sorte que le mouvement ne puisse se transmettre de gauche à droite, mais seulement de droite à gauche.

Comme ce doigt a une double longueur, il a une double vitesse qui pourrait faire sauter deux dents par sa force acquise. On a établi des sautoirs ou volets d’un double effet ; Pendant que d’un côté le sautoir est enlevé, d’un autre côté une pointe s’abaisse entre deux dents ; Si le coup est trop fort, une des roues heurte la pointe et arrête la course de la roue.
(Voir le dessin Figure 8)

Fait double à Paris le 28 décembre 1849

Thomas

* Document transcrit à partir du brevet manuscrit par Valéry Monnier, France 2006