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"Photo-phonographe."
L'invention concerne les reproducteurs de films sonores, et plus spécialement ceux couramment employés pour la reproduction photo-électrique du son à partir d'une bande-son photographique formée sur un bord du film, bien qu'elle ne soit pas limitée à ces appareils et s'applique aussi aux appareils d'enregistrement et d'impression du son.
Elle peut aussi être employée avec des disques de gramophone.
L'invention concerne particulièrement un appareil et une méthode pour faire passer le film devant le point de reproduction sans aucune variation sensible ou appréciable de vitesse. On obtient ce résultat en gardant à tous moment s
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la partie active du film sous le contrôle d'un amortisseur à liquide, servant à amortir toute tendance à osciller, et en formant de chaque côté du point de reproduction une boucle de film de forme telle que l'élasticité de cette boucle serve à compenser toutes les inégalités du mouvement qui .autrement seraient transmises au point de reproduction.
Un des buts de l'invention est de réaliser un dis- positif pour mouvoir le film à une vitesse parfaitement uniforme devant le point de reproduction.
Un autre but de l'invention est de réaliser une construction dans laquelle l'élasticité de la boucle du film même, est employée pour amortir les inégalités du mouvement de celui-ci.
Un autre but de l'invention est de réaliser un mode de construction, dans lequel la tension appliquée au film soit minimum.
Un autre but de l'invention est de procurer un appa- reil dans lequel le film est entraîné sur un tambour devant le point de reproduction, et où tout glissement est empêché sans qu'on doive utiliser un pignon sur ce tambour.
Un autre but de l'invention est de réaliser un nouveau dispositif de contrôle à inertie.
Un autre but de l'invention est de fournir des moyens s'opposant à toute variation de vitesse du film, dans une mesure proportionnelle à cette variation.
Ces différents buts sont atteints par la construc- tion montrée sur les dessins ci-joint, dans lesquels:
La figure 1 est une vue de côté, partie en coupe axiale, de la forme d'exécution préférée de l'invention;
La figure 2 est une vue du côté gauche de la figure 1 montrant l'appareillage optique et le chemin suivi par le film;
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la figure 3 est une forme modifiée de l'amortisseur à liquide pouvant remplacer celle de la figure 1; la figure 4 montre la façon d'accoupler, pour l'en- trainement, un di sque à courant s de Foucault, à la cons- truction de la figure 1; la figure 5 mont re une variante de construction employant un volant à entraînement magnétique au lieu de l'entraînement à fluide;
la figure 6 montre une construction modifiée du volant servant à corriger les variations de viscosité du fluide, et la figure 7 montre une variant e du volant amorti permettant une accélération rapide.
Des volants servant à la régularisation du mouve- ment d'un film ou d'une bande de papier dans un gramophone, ou appareil reproducteur de son du même genre, sont connus depuis longtemps, et se sont montrés assez satisfaisants compte tenu des limitations de l'enregistrement sonore à cette époque. Quand la reproduction photo-électrique du son devient pratiquement réalisable, à la suite de l'emploi industriels d'amplificateurs thermoi@niques, les limites de re- production des fréquences furent largement reculées, et il devint nécessaire de prévoir un contrôle plus précis de la vitesse du film au point de reproduction.
Ceci fut réa- lisé, dans une certaine mesure, par une construction où le volant est entraîné par le film, et où le brin de film, entre le volant et le pignon d'entraînement; absorber par son élasticité, les variations de vitesse qui lui sont im- primées par le pignon d'entraînement lui-même.
D'autres constructions ont été proposées; celle par exemple dans laquelle des galets à ressorts placés entre
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le volant et le pignon d'entraînement sont censés' absorber toute irrégularité de mouvement du film mais une telle cons- truction a forcément une période propre, à laquelle les galets à ressorts et le volant forment ensemble un sys- tème oscillant, qui peut aggraver certaines irrégularités périodiques au lieu de les absorber.
On a aussi proposé d' amortir, au moyen d'un fluide visqueux, les oscillationsd'une pièce tournante telle qu'un plateau de gramophone; mais pour le type de reproducteur de sons sur film considéré ici, avec une masse réliée di- recteraent au tambour du film, un tel amortissement appli- qué à la masse, ou à l'ensemble rotatif, exerce une tension anormale sur les perforations d'entraînement du film et tend à le faire glisser sur le tambour, lors d'une brusque variation de la vitesse d'entraînement.
On a aussi proposé pour certains usages, l'emploi de volants, dans lesquels la masse principale du volant était accouplée par friction à la pièce tournante, mais une telle construction n'est pas toujours satisfaisante, à cause de la différence entre les coefficients de frottement statiques et dynamiques.
Par contre la présente construction ne provoque pas d'action retardatrice excessive sur le démarrage de l'appa- reil et réalise en même temps un contrôle précis du mou- vement du film sans aucune tendance à l' oscillation.
La présente invention comprend donc un appareil pour faire passer un film élastique, en un point déterminé., à une vitesse constante, caractérisé par une pièce tournante pour supporter le film en ce point, un dispositif pour en- traîner le film sur la pièce tournant e, et un moyen de main- tenir le film incurvé en une boucle libre entre la pièce
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tournante et le dispositif d'entraînement.
Les principes appliqués et le mode opératoire se- ront mieux compris en se référant aux figures 1 et sur lesquelles 1 représente un tambour faisant passer le film 2 devant le point de reproduction 3. Un système optique 4 envoie une ligne lumineuse étroite sur la bande-son du film au point 3; ce rayon est réfléchi après son passage à travers le film, par le réflecteur 5, vers la cellule photo- électrique 6, d'où le courant est amplifié et reproduit de la manière habituelle.
Le tambour 1 est porté par un arbre 7; il est à remarquer que cet arbre est porté par des roulements à bil- les 8, et 9,. Ces roulements à billes sont choisis pour don- ner le point de frottement possible sous la charge qui leur est imposée, ce qui constitue un facteur important de l'in- vention.
L'arbre 7 porte l'enveloppe 10, qui renferme le volant 11, l'espace intermédiaire étant rempli par de l'huile ou par un autre fluide indiqué en 12. Le volant 11 est monté sur des roulements à bille 13, de façon à pouvoir tourner librement sur l'arbre 7 à l'intérieur de 1'enveloppe 10; il n'y a pas entre ces pièces de connexion mécanique autre que celle assurée par l'huile; le frottement du palier 13 étant négligeable.
Ce frottement peut encore être réduit en évidant une grande partie du volant comme indiqué par les lignes pointillées 14 ; cette manière le poids du volant est sensiblement celui de l'huile déplacée, sa masse est concen- trée à son bord extérieur, ce qui soulage les roulements à billes du poids du volant et tend à maintenir ce dernier entré dans le récipient.
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L'ensemble comprenant le tambour 1, l'arbre 7 et le récipient 12 est fait aussi léger que le permet une forme de réalisation mécanique. Le récipient 12 peut par exemple être une boite en fer blanc emboutie ou autrement formée, le couvercle 10' y étant soudé ou attaché de tout e autre façon équivalente et adéquate. La construction et le fonc- tionnement de l'appareil ne dépendent pas de la forme du récipient; celui-ci doit uniquement garder un jeu cons- tant par rapport au volant., et retenir l'huile.
Comme le montre la figure 2, le film 2 quittant le dévidoir ou le pignon inférieur d'un appareil ciné- matographique, passe sous le galet de guidage 15 qui le maintient encontact avec la surface du tambour 1. Le film passe ensuite autour du tambour, devant le pointde re- production 3, descend au pignon 16 contre lequel il est maintenu par le galet 17; en fonctionnement normal le film a la courbure que montre la figure 2.
Quand la force motrice est appliquée à l'appareil, le pignon 16 tourne en sens inverse des aiguilles d'une montre et tend le film dans la position qu'indique la ligne pointillée 18, par suite de l'inertie du tambour 1, de l'arbre 7 et du récipient 10. Ceux-ci sont rapidement ac- célérés à leur vitesse maximum en raison de la faible ré- sistance des paliers 8 et 9 et de la faible masse des piè- ces 1 et 10. Quand le film est tendu en 18, la boucle su- périeure s'agrandit momentanément. Le récipient 10 est presque istantanément entraîné à vitesse maximum, il en- traîne la masse d'huile intérieure et par suite de la viscosité de celle-ci, il applique ainsi un couple au vo- lant 11, surmonte son inertie, et l'oblige petit à petit à acquérir la vitesse du récipient tournant 10.
Si le jeu centre le volant et le récipient est convenablement choisi
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pour le fonctionnement avec du film cinématographique sonore ordinaire de 35 mm. , et,.si la viscosité de l'huile est choisie en conséquence, le volant 11 atteint la vites- se du récipient 10, en 5 à 10 secondes. Entretemps la boucle inférieure du film s'élève lentement de la position montrée ,par la ligne pointillée 18 à la position indiquée en 19, et pour laquelle l'élasticité du brin de film indiqué en 20 est suffisante pour vaincre le frottement des roulements à billes 8 et 9 et faire tourner l'ensemble du dispositif.
La boucle supérieure du film est tirée dans une po- sition où son élasticité équilibre celle du film en 20 et la résistance des paliers 8 et 9; cet état perdure aus- si longtemps que le pignon 16 est entraîné à une vitesse uniforme. Un changement dans la vitesse du pignon 16, des irrégularités des dents du pignon ou des perforations du film, raccourcissent ou allongent la boucle de film 19,
20, car l'accouplement visqueux entre le volaent 11 et l'enveloppe 10 est suffisant pour résister à toute varia- tion brusque de vitesse de l'enveloppe 10, et cette résis- tance aux variations de vitesse est grande comparée à la force nécessaire pour plier la boucle de film en 20.
Il est visible que la boucle de film en 20 peut absorber une brusque variation de mouvement de grande am- plitude, sans changer sensiblement la vitesse de rotation du tambour 1.
La figure 3 montre une autre forme de volant pou- vant remplacer celui de la figure 1 et qui ne fait pas por- ter le poids du ¯volant par les roulements à bille suppor- tant le tambour du film, ce qui permet une construction plus légère de ces palier-s. Dans cette figure le volant 11 /1 est supporté par un bout d'arbre 30 porté par une console
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fixe 31,le palier à billes 32 étant fixé à l'arbre immo- bile 30 et supportant tout le poids du volant. Le couver- cle 10' de l'enveloppe, est dans ce cas pourvu d'un joint appropria 33, étanche à l'huile, pour empêcher toute fuite d'huile à l'endroit où l'arbre 30 sort de l'enveloppe en rotation.
La figure 4 montre un disque à courants de Fou- cault 40 qui est actionné de la façon habituelle par des aimants 41 et 42 alimentés en courant alternatif; il en résulte un couple assez fort pour vaincre les légers frot- tements des roulements à billes; de cette manière les boucles du film peuvent être beaucoup plus étendues et ne doivent avoir que la tension nécessaire pour déterminer la vitesse moyenne de rotation du tambour.
La figure 5 montre une construction modifiée dans laquelle un disque à courants de Foucault 50 est monté sur l'arbre 7 au moyen d'une pièce appropriée 51, et coopère avec tout nombre voulu d'aimants 52, 53 placés sur le volant. Il. Dans ce cas tout mouvement relatif du disque conducteur 50 et des aimants 52, produit dans cette pièce 50 des courants de Foucault qui s'opposent à ce mouvement, de la même façon que l'huile de la figure 1; et cette réaction est proportionnelle à la vitesse du mouvement relatif.
Ce dispositif fonctionne donc d'une manière similaire à celui de la figure 1 et présente l'avantage d'être indifférent aux variations de température, et de ne pas présenter de risque de fuites d'huile. D'autre part le dispositif magnétique est d'une construction un peu plus coûteuse que l'envelop- pe de la figure 1.
La figure 6 montre une modification du volant, pré- vue pour compenser les variations dans le jeu entre le volant
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et l'enveloppe ou dans la viscosité de l'huile, dues à la température. Le corps 11 du volant y est pourvu d'un anneau 11' décrit plus en détail ci-dessus, et cet anneau est relié à 11 par des organes élastiques tels que des ressorts 60. Le jeu entre la périphérie de l'anneau 11' et l'enveloppe 10 est normalement le même que dans la figure 1, et l'enveloppe est aussi remplie d'huile.
L'anneau 11 peut être en métal thermo-sensible comme le balancier d'échappement d'une montre par exemple, et divisé pour que ses parties puissent s'approcher ou s'éloigner de l'enveloppe 10 en cas de changement de tem- pérature comme le fait la jante d'une roue d'échappement, de manière à compenser les variations de viscosité de l'huile. Une variante de cette forme de construction consiste à faire l'enveloppe 10 en une matière à faible coëfficient de dilatation telle que de l'acier par exemple, et l'anneau 11' en une matière à grand coëfficient de dilatation, telle que du bronze ou de l'aluminium par exemple.
Dans ce cas toute augmentation de température de l'ensemble, qui tend à diminuer la viscosité de l'huile, cause en même temps une dilatation de l'anneau 11', plus grande que la dilatation de la périphérie de l'enveloppe 10, et le jeu entre ces deux pièces est diminué. Le choix dematières ayant des coefficients de dilatation appropriés, et le choix d'une relation convenable de ces dilatations au jeu et au changement de viscosité de l'huile en fonction de la température, permettent d'obtenir un accouplement constant entre l'enveloppe 10 et le volant, et même, si on le désire, de compenser le changement de viscosité du lbrifiant dans les roulements à billes, bien qu'un t el
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raffinement ne soit pas commercialement nécessaire ac- tuellement.
La figure 7 montre une variante dans laquelle le volant 70 est fixé élastiquement à l'enveloppe 71 par l'intermédiaire de ressorts 72 qui tendent à maintenir les cloisons 73 au milieu des encoches en forme de V mé- nagées dans le volant. Ces cloisons s'étendent à peu près jusqu'au moyeu du volant, c'est-à-dire jusqu'à la base des encoches en forme de V, et sur toute l'épaisseur de l'en- veloppe, d'un fond à l'autre de celle-ci. L'espace vide est comme à la figure 1 rempli d'huile.
Les cloisons sont pourvues d'ouvertures 74 parlesquelles l'huile doit passer lors d'un mouvement relatif du volant 70 et de l'enveloppe 71, ce déplacement de l'huile dépend de sa viscosité et il en résulte que le dispositif fonctionne de la même manière qu'à la figure 1, avec la différence que l'accouplement entre le volant et son enveloppe est beaucoup plus rigide.
Cette construction sera donc surtout intéressante pour amor- tir des fortes variations de vitesse à assez haute fréquence, plutôt que dans le dispositif pour films de la figure 2 où les variations sont de basse fréquence et de faible intensité.
Dans les revendications ci-dessous, il doit être bien entendu que le terme "visqueux" s'applique à toute connexion ou toute matière donnant les mêmes résultats fonc- tionnels que l'huile de la figure 1, par exemple l'accou- plement magnétique de la figure 5.
On peut se rendre compte que l'invention procure un moyen nouveau et efficace d'obtenir une vitesse d'entraîne- ment constante d'un support d'enregistrement phonogr.aphique, ainsi qu'un certain nombre de variantes s'adaptant spécia- lement à des conditions particulières.