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Instrument musical électrique
La présente invention se rapporte , d'une manière générale , aux instruments musicaux, et plus particulièrement aux instruments du type , dans lequel le son est produit par la, synthèse du son fondamental avec des proportions variées de ses harmoniques.
Divers essais ont été faits jusqu'ici pour produire un instrument de ce genre , mais aucun de ces essais n'a fourni le résultat cherché , du fait que l'on a omis d'incorporer , dans ces instruments, certains principes fondamentaux de son - struction qui se sont avérés essentiels pour permettre le fone- tionnement de dispositifs de ce genre , comme cela sera expliqué d'une manière plus complète dans la suite .
Il est un fait bien connu que tout son musical soutenu peut être analysé en ondes composantes sinusoïdales, un son donné pouvant être analysé en un son fondamental d'une certaine amplitude et en des amplitudes diverses des différents harmoni- q ues du son fondamental. On a trouvé que dans la plupart des sons
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musicaux les harmoniques prédominants sont ceux des fréquences basses, et que les harmoniques au-dessus du huitième ont très peu d'effet pour caractériser le son, particulièrement dans les registres moyens et hauts où les harmoniques d'un ordre supérieur se trouvent au-delà de la ganme des sons audibles.
La plupart des sons musicaux: peuvent être produits par des combinaisons définies du son fondamental avec des proportions différentes des huit premiers harmoniques.
L'instrument de la présente invention utilise la gamme musicale tempérée non seulement pour la production des sons fondamentaux, mais aussi pour la production des divers harmoniques. Il en résulte que l'on peut jouer toutes les notes voulues sans causer des battementh audibles.
Le premier objet de la présente invention est donc de fournir un instrument électrique pour la production de sons musicaux, sur lequel on peut jouer une composition musicale quelconque . A cet objet principal de l'invention se rattachent plusieurs autres objets, la réalisation de ces derniers objets contribuant d'une manière sensible à l'atteinte de l'objet principal.
Ces objets apparaissent d'une manière plus complète dans la description qui suit ; ils consistent dans la prévision des points suivants:
1/ Des moyens perfectionnés pour engendrer une série de courants de fréquences différentes, susceptibles d'être traduits en sons musicaux;
2/ Des moyens perfectionnés pour entraîner lesdits moyens engendrant les courants de fréquences différentes, à vi- tesse constante ;
3/ Des circuits perfectionnés permettant de combiner ou de réaliser la synthèse des courants provenant de divers générateurs ;
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4/ Des moyens perfectionnés pour éliminer le bruit produit au moment de la constitution ou de la suppression des divers circuits, bruit que l'on désigne quelquefois par " coup de clé" ou "oliquetis de clé";
5/ Un circuit électrique perfectionné dans lequel une série de courants provenant de sources différentes peuvent être combines additivement sans s'annuler ou se soustraire d'une manière sensible ;
6/ Un circuit électrique dans lequel des proportions choisies d'énergie éleotrique , obtenues à partir de sources de fréquences différentes, peuvent être combinées entre elles;
7/ Des moyens sélectifs pour changer la qualité des sons produits par l'instrument; 8/ Des moyens sélectifs pour changer les proportions relatives de l'énergie électrique prise aux générateurs, pour le son fondamental et pour les divers harmoniques de ce son;
9/ Des moyens sélectifs pour déterminer Simultanément la qualité de tous les sons produits lorsque l'on actionne les clés d'un clavier;
10/ Des moyens pour mettre rapidement l'instrument en état de produire des sons d'un ou d'une série de qualités choi- sies à l'avance ,
11/ Des moyens pour changer facilement les qualités des sons, ainsi choisies; 12/ Des moyens pour régler les courants produits par les générateurs pour compenser les défauts inévitables dans les moyens utilisés pour traduire les courants en sons; 13/ l'arrangement d'une série de générateurs de fréquen- ces différentes, réduisant le couplage inductif entre les géné- rateurs ;
14/ Un moyen perfectionné pour entraîner les gêné- rateurs aux diverses vitesses nécessaires pour la génération des
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courants de fréquence différente ;
15/ Des moyens perfectionnés pour produire des effets de trémolo ;
16/ Des méthodes perfectionnées dans le cablage de l'instrument, un Certain nombre des conducteurs servant de moyens pour introduire des résistances élevées dans le circuit;
17/ Un instrument d'un type relativement léger et transportable ;
18/ Un instrument ayant un certain nombre de claviers à clés et comportant des moyens perfeotionnés pour changer la qualité des sons produits quand on joue sur les divers claviers;
19/ Des générateurs analogues pour une série de fré- quences différentes, dans lesquels on peut effectuer aisément la compensation pour que les courants produits par les générateurs donnent, après transformation en énergie sonore, des sons d'égal volume;
20/ Une série de générateurs de courants de :fréquences différentes, un arbre unique, comportant une série de sections articulées, étant utilisé pour entrainer tous les générateurs;
21/ Un jeu de générateurs pour les courants de fréquen- ces différentes, disposés suivant une série d'unités reliées entre elles de manière flexible, chaque unité comprenant une sé- rie de générateurs de fréquences qui sont des multiples exacts l'une de l'autre , chacune des unités étant protégée des autres unités par un écran;
22/ Une série de générateurs pour produire des cou- rants de fréquences différentes, constituée par un certain nombre d'unités semblables, les arbres des rotors de deux uni- tés successives étant rapprochés entre eux, de manière que les arbres des rotors de deux unités voisines puissent avoir un pak lier en commun ;
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23/ Une connexion élastique perfectionnée d'entraî- nement entre le moteur synchrone et les générateurs;
24/ Un système perfectionné d'engrenages pour entraîner les rotors des générateurb à la, vitesse voulue ;
25/ Un instrument sur lequel on peut jouer des accords et dans lequel tout le courant électrique de la même fréquence, que ce courant soit utilisé dans les divers sons pour donner les sons fondamentaux ou les harmoniques, est pris sur une source commune ;
26/ Un instrument dans lequel la diminution de la puissance prise sur un générateur donné , est obtenue par une méthode qui diminue l'impédance du circuit de sortie ; 27/ Un instrument ayant une série de claviers, pré- sentant une variété de timbres, et dans lequel les sons de qua- lité différente peuvent être contrôlés par les divers 'claviers, de telle manière qu'en aotionnant les clés correspondantes sur deux ou plusieurs claviers on produise une combinaison vraie des sons individuels produits par les clés correspondantes, sans perte sensible d'énergie ;
28/ Un instrument comportant une série de générateurs à courant alternatif de fréquence différente pouvant engendrer des courants relativement forts, des résistances appropriées ser -vant à réduire les courants effectivement utilisés jusqu'à une valeur qui ne constitue qu'un poureentage relativement faible de la puissance que peuvent donner les générateurs, les courants produits, suivant des proportions relatives prédéterminées, par les divers générateurs choisis étant combinés entre eux, le courant composé étant ensuite amplifié et transformé en son.
29/ Des moyens pour compenser les différences dans l'énergie des courants produits par les générateurs des diverses fréquences.
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D'autres objets consistent dans la prévision d'un in- strument musical électrique pouvant être produit économiquement en grandes quantités, ne contenant qu'un nombre relativement réduit d'organes, les divers éléments pouvant être aisément as- semblés, l'appareil étant durable .
D'autres objets encore ressortiront de la description qui suit, en se référant aux dessins joints, dans lesquels : la fig.l est une vue en plan de l'instrument.
La fig.2 est une vue horizontale en section repré- sentant le clavier à pédales et la pédale de grossissement.
La figure 3 est une vue verticale en section des cla- viers supérieur et inférieur et de l'ensemble générateur.
La fig.4 est une vue agrandie , en section, de l' en- semble des générateurs.
Les figs.5, 5a et 5b constituent ensemble une vue en plan de l'ensemble des générateurs et du moteur synchrone ser- vant à entraîner les générateurs, diverses parties de ces organes étant représentées en section partielle pour mieux en faire voir les détails.
La figure 6 est une section verticale agrandie du moteur synchrone et de ses connexions d'entraînement.
La fig.7 est une section verticale prise suivant la ligne 7-7 de la fig.6.
La fig.8 est une section verticale fortement agrandie montrant le montage des rotors des générateurs.
La fig.9 est une section centrale verticale mon- trant la construction des paliers pour les sections de l'arbre principal et le couplage flexible reliant les sections dudit arbre principal.
La fig.10 est une section partielle prise suivant
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La figure 11 est une élévation du cote droit du mo - teur synchrone , certaines parties associées audit moteur ayant été arrachées pour montrer certains détails, la vue étant prise sensiblement sur le plan de la ligne 11-11 de la fig.6.
La figure 12 est une section verticale du moteur syn- chrone, prise suivant la ligne 12-12 de la figure 6.
La figure 13 est un plan partiel d'une section de commutateurs multiples, une partie de ces commutateurs étant représentés en section partielle.
La figure 14 est une section verticale partielle prise suivant la ligne 14-14 de la figure 13.
La figure 15 est une section partielle montrant la méthode utilisée pour le montage des organes de contact du commutateur.
La figure 16 est une section partielle prise suivant la ligne 16-16 de la figure 13 montrant les moyens utilises pour relier l'organe servant à actionner les commutateurs, aux organes de contact desdits oommutateurs.
La figure 17 est une section transversale prise suivant la ligne 17-17 de la figure 13.
La figure 18 est une section verticale du mécanisme sélecteur de timbres.
La figure 19 est une section prise suivant la ligne 19-19 de la figure 18.
La figure 20 est une section verticale du clavier à pédales, prise suivant la ligne 20-20 de la figure 2.
La figure 21 est une vue en plan d'une portion du cla- vier à pédales, les pédales étant enlevées.
La figure 22 est une section verticale de la pédale de grossissement et du mécanisme qui lui est associé, prise sui- vant la ligne 22-22 de la fig. 23.
La figure 23 est une section verticale de la pédale de
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grossissement, prise suivant la ligne 23-23 de la fig.22.
La figura 24 est une section verticale- du sélecteur à combinaison établie à l'avance , actionné par une clé d'arrêt.
La figure 25 est un plan partiel du mécanisme re- présenté dans la figure 24 , diverses parties ayant été arra- chées pour montrer les détails de construction.
La figure 26 est une section verticale de l'instrument, prise juste à l'intérieur de la paroi de droite et représentant la disposition générale du mécanisme .
Les figures 27 et 27a constituent ensemble un plan schématique de câblage de l'instrument, et
Les figures 28 et 28a constituent un tableau à uti- liser ensemble avec le plan de câblage pour indiquer les con- nexions non représentées dans ledit plan, ce tableau donnant le nombre de dents, eto. , dans les divers engrenages utilisés pour entrainer les générateurs.
Description générale.-
La description détaillée de l'instrument sera mieux comprise si on la lit en possédant déjà une notion générale de la fonction et du fonctionnement de l'instrument dans son ensemble . La description sommaire suivante est destinée à fournir cette notion générale de l'invention.
L'exemple de réalisation de l'invention représenté et décrit ici , comporte une console avec deux claviers à main, l'un de ces claviers présentant des touches allant d'un bout à l'autre de l'étendue usuelle de l'échelle musicale, et l'autre clavier présentant des touches pour les notes de la moitié su- périeure de ladite échelle . En plus des claviers à main,il y a un clavier à pédales couvrant une étendue réduite des notes basses. L'instrument fonctionne sur le principe de la production par synthèse , d'ondes électriques de la fréquence voulue,ces
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saires pour produire un son/de la qualité ou du timbre requis.
Les courants engendrés dans l'instrument sont de basse tension et d'intensité réduite , ces courants étant appliqués, à travers un transformateur, à un amplificateur et transformés en son au moyen d'un haut-parleur approprié. les moyens pour engendrer les courants électriques des diverses fréquences comprennent une série d'alternateurs ,.un alternateur pour chacune des fréquences nécessaires pour pro - duire le son fondamental de la gamme musicale tempérée , les tensions des courants engendrés par les divers alternateurs étant ajustées de manière telle que les sons produits en agis- sant sur les touches individuelles soient d'intensité et de force égales.
Chacun des alternateurs comprend un aimant perma- nent sur lequel est enroulée une bobine , les bobines des géné- rateurs des fréquences basses ayant un nombre de tours plus élé- vé que celles des alternateurs des fréquences élevées, ce qui facilite l'ajustage des alternateurs pour leur faire donner des courants donnant, après transformation en énergie acous- tique , des sons d'égale intensité.
Les rotors des alternateurs sont entraînés à partir d'un moteur à vitesse constante , de préférence un moteur syn- chrone, lequel peut être alimenté soit en courant alternatif à partir d'une source dont la fréquence est réglée ou encore par un courant continu interrompu par un interrupteur à diapason.
Si l'on utilise le courant interrompu , on peut ajuster la fré- quence de vibration du diapason, cet ajustage de la fréquence ayant l'effet d'un "aocord" de l'instrument. Cette possibilité peut avoir son utilité lorsque l'instrument doit être utilisé dans un orchestre ou être accompagné par un autre instrument musical qui ne peut pas être facilement accordé.
Les alternateurs sont entraînés à partir d'un arbre
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principal relié au moteur synchrone par un couplage très fle- xible. L'arbre principal est composé de sections couplées entre elles par un joint universel de type simple, chaque section de l'arbre comportant une série d'engrenages menants fixés sur la section en question. Chacun des engrenages menants est en prise avec deux engrenages menés montés librement sur les arbres des rotors et entraînant le rotor par l'intermédiaire d'un ressort très léger.
Dans la forme de réalisation représentée et décrite iai , il y a 89 alternateurs et l'on a utilisé sept formes diffé- rentes de rotors, les rotors ayant respectivement 2, 4, 8, 16, 32, 64 et 128 points en saillie . D'une manière générale , il y a deux rotors sur chaque arbre de rotor, bien que, dans certains cas, il n'y en ait qu'un seul sur un arbre.Chaque touche commande une série de commutateurs, sept dans la présente forme de r éali- sation.Les sept contacts fermés quand on appuie sur une touche, ferment sept circuits distincte appartenant à sept alternateurs différents, les alternateurs développant des courants ayant la fréquence fondamentale n et les autres fréquences valant soit exactement soit très sensiblement 2n, 3n, 4n, 5n, 6n et 8n.
La fermeture de c es contacts par les touches relie ces généra- teurs respectivement à des barres omnibus correspondantes.Il y a une barre omnibus pour recevoir les courants de fréquence cor- respondant aux vibrations fondamentales des sons à produire, et des barres distinctes pour recevoir les courants dont les fré- quences correspondent (soit exactement, soit approximativement) à chacun des harmoniques énumérés. Ces barres sont disposées de manière à pouvoir être reliées au primaire d'un transformateur de sortie , un dispositif sélecteur étant prévu permettant de relier les barres omnibus à un nombre de spires, choisi, du pri- maire dudit transformateur.
Comme, d'une manière générale,l'aug- @tion apparente d'intensité d'un son musical ne varie pas
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directement avec l'augmentation d'énergie utilisée pour propager le son, le primaire du transformateur 'est pourvu de prises in- termédiaires à des intervalles comprenant un nombre de spires allant en augmentant, de manière à permettre d'augmenter la force apparente d'un son musical par degrés apparemment réguliers en faisant passer le courant à travers un nombre de spiresdu primaire du transformateur, allant en augmentant suivant une progression géométrique. Chacune des barres omnibus peut être reliée , par le dispositif sélecteur, à une prise quelconque du primaire du transformateur.
Un dispositif sélecteur, comme décrit ci-dessus d'une manière générale , est prévu pour le clavier à main principal ou inférieur, un autre pour le clavier supérieur et un troisième , avec de légères différences, pour les touches du pédalier. On a prévu , en outre , pour chacun des sélecteurs, un sélecteur à combinaison actionné préalablement, au moyen duquel les barres peuvent être reliées à peu près instantanément à des prises choisies d'avance sur le primaire du transformateur en appuyant simplement sur une clé unique fermant une série de contacts.
L'appareil brièvement décrit ci-dessus permet d'obte- nir un son musical de la qualité voulue (dans des limites raison -nables) simplement par le choix et la proportion convenables de l'énergie correspondant à la fréquence fondamentale du son et de celle correspondant à ses harmoniques. Les deux claviers à main et le pédalier utilisent le courant venant des mêmes alter- nateurs, et la disposition du circuit est telle que si l'on utilise le courant d'un seul générateur pour produire certaines parties dans un certain nombre de sons, une série de touches étant actionnées en même temps, le.
générateur fournit une quan- tité d'énergie plus élevée au primaire du transformateur, et ce, suivant le nombre de fois que le courant de la fréquence en question est présent, soit comme son fondamental soit comme
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harmonique. Comme tout le courant d'Orne certaine. fréquence est fourni par le même alternateur, les courants sont nécessai- rement en synchronisme absolu et en concordance de phase par- faite . Il en résulte que l'on peut jouer des accords sur l'in- strunent, tout en conservant la vraie qualité du son aux notes individuelles constituant l'accord.
Caractéristiques Générales de Construction.-
L'instrument de la présente invention peut être monté dans n'importe quelle console appropriée , celle-ci étant repré- sentée ici comme comprenant une paroi postérieure 200 (figures 1 et 2), des parois latérales 202 et 204 et un couvercle 206 du clavier supérieur, sur lequel on peut monter un support de mu- sique 208. L'instrument comporte un clavier supérieur 210 con- stitué par les touches allant de Ut3 à Ut6 inclus, un clavier inférieur 212 constitué par les touches allant de Fa0 à Ut6 inclus,et des pédales 214 , allant de Ut0 à Sol1 inclus, ainsi qu'une pédale 216 de contrôle de volume ou de grossissement.
L'instrument est relié au moyen d'un câble 218 à un haut-parleur 220 pouvant, si on le désire , être disposé à une certaine dis- tance de la console , ou pouvant être monté dans la console .
La qualité du son correspondant aux pédales de basse est con- trdée par les sélecteurs 222 , .la qualité des sons produits par les touches du clavier inférieur est contrôlée par les sé- lecteurs 224 , et la qualité du son produit par le clavier supérieur est contrôlée par les sélecteurs 226. Des clés sélec- trices 228 pour combinaisons établies au préalable ont été prévues pour changer la qualité du son du clavier inférieur pour donner à ce son une quelconque de six combinaisons établies à l'avance , entre le son fondamental et les harmoniques , ces clés correspondant à quelques-uns des jeux :sur un orgue conventionnel à tuyaux.
Les clés 230 sont des moyens de con -
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du clavier supérieur en lui /donnant une combinaison d'une série de combinaisons quelconques établies à l'avance .
Le Moteur Synchrone.-
La puissance nécessaire pour faire fonctionner l'in- strument est prise sur un moteur synchrone représenté dans les figures 6, 7 et 12, comprenant une série de tôles 240 ayant la forme d'un rectangle creux présentant des pôles 242 en saillie vers l'intérieur. Des tôles supplémentaires 244 ne présentant pas de pôles en saillie 242 , sont fixées de part et d'autre des tôles 240 , et deux paires de tôles imperforées 246 constituent une fermeture pour l'ouverture formée par les autres tôles, les tôles 240,244 et 246 étant serrées entre elles par les axes 250.
Les axes 250 sont pourvus, près des extrémités des tôles, de rondelles 252 et dépassent à travers une paire de plaques de support 254 dont les extrémités supérieures portent des rebords 256 vissés à une plaque de base 258 , des rondelles 260 en caoutchouc ou en une autre matière appropriée étant dispo- -sées de chaque côté des rebords 256 pour donner au moteur une suspension élastique .
Une paire de paliers 262 est fixée respectivement aux deux paires de lames 246 , un arbre de rotor 264 étant porté dans ces paliers. Un rotor laminé 266 à six pôles est convenable- ment fixé à l'arbre de rotor 264 en alignement avec les pôles en saillie 242 des tôles 240. Un arbre de démarrage 268 est monté dans les paliers 270 fixés dans les plaques de support 254, l'abre étant normalement poussé vers la droite ( figure 6 ) par un ressort de compression hélicoïdal 272 dont une extrémité s'appuie contre le palier 270 de gauche et l'autre extrémité contre un collier 274 fixé à l'arbre .
Un organe de couplage à mâchoire 276 est fixé à l'arbre de démarrage 268 et constitue le moyeu pour une roue dentée 278 pouvant entrer en prise avec un pignon 280 monté librement sur l'extrémité de l'arbre
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toumant 264, le pignon étant maintenu sur cet arbre par le collier 282 emmanché à force sur ledit arbre. Une roue à roohet 284 est fixée au pignon 280, un cliquet 286 à ressort pouvant s'engager dans ladite roue à rochet, le cliquet étant porté par un disque 288 fixé rigidement sur l'arbre 264.
Un pignon 290 est fixé à l'arbre 264 dans le voisi- nage du disque 288 pour entrainer le mécanisme de trémolo qui sera décrit dans la suite. L'extrémité gauche de l'arbre de rotor est pourvue d'un collier 292 emmanché à force sur cet arbre . Un élément d'inertie 294 monté sur un moyeu 296 peut tourner sur l'extrémité de l'arbre de rotor 264 , une rondelle de friction 298 étant interposée entre l'élément d'inertie 29@ et le collier 292 pour opposer une certaine résistance de fro tte- ment au mouvement relatif de l'élément d'inertie 294 par rapport à l'arbre 264.
le mouvement relatif de l'élément d'inertie par rapport à l'arbre 264 est limité d'une manière absolue par un axe 300 passant à travers le collier 292 et l'arbre 264 , les extrémités de cet axe faisant saillie sur le oollier et étant destinées à venir toucher les axes d'arrêt 302 fixés dans l'élé- ment d'inertie 294. Une paire de ressorts hélicoïdaux de tension 306 ont leur extrémité intérieure fixée à un disque 308 fixé au collier 292 et leur extrémité extérieure fixée aux axes 310 fixés dans l'élément d'inertie 294. Une section de l'arbre prin- cipal 312 est fixée au coussinet 296 de l'élément d'inertie 294 de manière à tourner avec celui-ci .
Générateurs de Courant alternatif et leur
Entraînement.¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
Les rotors en forme de roue phonique, des alternateurs sont montés dans un cadre unitaire convenable composé par une série de plaques ou de feuilles 314 représentées dans les figures 4,5, 5a et 5b. Les plaques 314 en matière magnétique sont main-
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sentant des encoches 318 dans lesquelles pénètrent les plaques 314. Les barres 316 dépassent à travers des fentes 320 formées dans les plaques 314 et sont maintenues en position, les en- coches 318 étant engagées par lesdites plaques, au moyen d'une paire de fils 322 ( figure 4 ) .
Les plaques 314 présentent chacune quatre ouvertures 324 obtenues par poinçonnage (figure 4) et à travers lesquelles passent des paires de barres 325,326 parcourant toute la lon- gueur de l'assemblage des générateurs. Une plaque de support 328 pour les aimants est disposée entre les barres 325, 326 et s'é- tend entre deux plaques 314 voisines, deux plaques-supports 328 pour les aimants étant contenues dans chacun des compartiments formés par les plaques 314. Chacune des plaques-supports 328 pour les aimants est maintenue en place par une paire de vis 329, 330. La vis 329 traverse une barre 331 parcourant longitudinale- ment toute la longueur de l'assemblage, à travers une ouver- ture appropriée dans une plaque latérale 332, et à travers une ouverture dans la barre 325, pour être vissée dans un trou taraudé ménagé dans la barre 326.
D'une manière analogue, la vis 330 traverse une barre transversale 333 et une ouverture dans la plaque latérale 332 , à travers une ouverture dans la barre, transversale supérieure 325, pour, être vissée dans un trou taraudé ménagé dans la barre transversale supérieure 326. Des tiges 334, 335 traversent des ouvertures convenables dans les plaques 314 et contribuent au maintien en alignement de-ses plaques.
L'ensemble du cadre des générateurs est porté , d'une manière convenable, par une planche 336 par une série. de paires d'axes 338 traversant une plaque supérieure 339 en ma - tière isolante , par l'intermédiaire de plaquettes appropriées 342 de feutre ou de matière analogue , et à travers des cornières convenables 344, 346 dont les faces supérieures sont pourvues
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de plaquettes de feutre 348, 350. Les plaques 314 se trouvent ainsi serrées entre les plaquettes de feutre 340 , 342 et 348 350. L'ensemble des générateurs se trouve espacé de la planche 336 par une paire de plaquettes de bois 352; 354 présentant des fentes 356 destinées à recevoir le câblage , comme cela apparai- tra dans la suite de la description.
Chacune des plaques 314 présente une fente centrale verticale 358, ces fentes étant prévues pour recevoir les paliers de l'arbre principal 360, ces paliers étant maintenus en place aux extrémités inférieures des fentes par des plaquettes de rem- plissage 362, ces dernières étant serrées en place par une paire de rondelles 364 et un axe 366. Le mouvement latéral du palier 360 est empoché par une rondelle 368 qui , ensemble avec un rebord prévu sur le palier, constitue une rainure annulaire des- tinée à recevoir le bord de la plaque 314 et l'extrémité de la plaquette de remplissage 362.
L'arbre principal présente une série de sections 370, 372, 34, 376, 378, 380 et 382 ( figures 5, 5a et 5b) , chacune de ces sections étant montée dans une paire de paliers 360.
Des engrenages menants 101 et 102 sont fixés à la section 382 de l'arbre principal; des engrenages menants 103, 104 et 105 à la section 380 ; des engrenages menants 106, 107, 108 et 109 à la section 378; des engrenages menants 110, 111,112 et 113 à la section 376; des engrenages menants 114, 115, 116 et 117 à la section 374 ;
des engrenages menants 118, 119, 120 et 121 à la section 372; et des engrenages manants 122 , 123 et 124 à la section 370. Les arbres principaux sont reliés entre eux d'une manière permettant un mouvement universel limité , au moyen de connecteurs 384 (figure 9) , chacun de ces connecteurs présentant une paire de projections 386 à chaque extrémité, ces projections s'adaptant d'une manière plutôt lâche dans des trous
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convenables ménagés dans les engrenages menants 101 à 124 dis- posés aux extrémités des sections de l'arbre principal. Celles des plaques 314 à travers lesquelles passent les connecteurs 384, présentent des ouvertures convenables 388 de manière à permet- tre la rotation libre des connecteurs.
La section 370 de l'arbre principal (figure 6) remporte un collier 390 fixé sur cette section, le collier présentant une paire de trous 391 destinés à recevoir les axes 392 portés par un manchon d'accouplement 394. Celui-ci s'adapte sur l'extrémité de l'arbre 370 et constitue un palier destiné à porter l'extré- mité voisine de la section 312 de l'arbre principal. Un ressort hélicoïdal de torsion 396 de longueur assez élevée à une de ses extrémités fixée, au manchon 394 et l'autre extrémité fixée à un sellier 398 claveté à l'arbre 312. le ressort hélicoïdal maintient le manchon 394 contre le collier 391 avec les axes 392 dans les trous 391.
Par suite de la grande longueur du res- sort 396 et du diamètre relativement réduit du fil utilisé, le ressort constitue une oonnexion d'entraînement extrêmement élas- tique entre les sections 312 et 370 de l'arbre principal. Le pa- lier de la section 312 de l'arbre principal dans le manchon 394 constitue un moyen de friction pour dissiper une légère quantité d'énergie lors de la rotation relative des sections 312 et 370 de l'arbre principal, dans le but d'amortir les oscillations de la vitesse. Le frottement développé entre les spires voisines du ressort 396 enroulé de manière serrée , produit également le même effet.
Dans chacune des plaques 314 on a monté, à la presse; , une paire de paliers 400 pour les arbres des rotors, comme le représente la figure 8. Les arbres 402 des rotors sont portés dans ces paliers 400 , une paire de manchons 404 étant emmanchés à force sur ces arbres.Les manchons 404 présentent des épaulement: 406 sur lesquels sont montés à force les rotors 1 à 89. Ces ro-
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tors ou roues phoniques présentent soit 2, 4,8, 16, 32, 64 ou 128 points en saillie , comme l'indique la troisième colonne du tableau des figures 28 et 28a.
Les rotors sont constitués en matière magnétique , et leur forme est calculée avec précision de manière que le cou- rant produit soit très sensiblement de forme sinusoïdale, comme on le verra dans la suite. Un engrenage mené (131 à 154 et 161 à 184 inclus) est monté sur chacun des arbres 402 des rotors,l'en- grenage étant pourvu d'une fente en forme de croissant 408 à travers laquelle passe un axe 410 , cet axe 410 passant également à travers des trous convenables 412 percés dans les rebords des manchons 404 et constituant une butée d'arrêt pour le mouvement entre les manchons et l'engrenage. Un fil fin à ressorts 414 traverse une petite ouverture 416 ménagée dans l'engrenage mené 149 (figure 8),
les extrénités du fil à ressort traversant des trous convenables 418 ménagés dans les rebords radiaux des man- chons 404, ces extrémités étant recourbées pour empêcher le fil de se déplacer. Dû au fait que le fil élastique 414 oblige le rotor de tourner avec l'engrenage mené 149 (bien qu'il puisse y avoir oscillation relative entre ces parties) , on peut appeler l'entraînement entre le rotor et l'engrenage connexion d'en- trainement élastique sans glissement.
Les manchons 404 présen- tent des parties cylindriques creuses 420 limitant le mouvement de glissement latéral de l'engrenage sur l'arbre ..Les arbres 402 des rotors ne sont pas en alignement, mais sont décalés dans un sens et dans l'autre rendant ainsi possible l'utilisation d'un organe de support 400 servant de palier aux extrémités de deux arbres voisins. L'organe de support 400 peut être constitué par une matière antifriction appropriée quelconque .
Dans certains cas, l'arbre rotor ne porte qu'un seul rotor. Dans ce cas on fixe au manchon 404 un disque inactif
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422 (figure 5) en matière non'magnétique, de manière à équilibrer 1-1,.autre rotor et à donner à tout l'ensemble le moment d'inertie de rotation convenable .
Une série d'aimants permanents 424 (figure 4) sont montés dans les manchons 426 fixés aux plaques latérales 332 , ces aimants dépassant à travers des ouvertures convenables mé- nagées dans les plaques-supports 328 pour les aimants. Chacun des manchons 426 est pourvu d'une vis de fixation 428 permettant de fixer l'aimant dans la position correspondant au réglage con- venable. Une bobine 430 est montée sur chacun des aimants 424 dans le voisinage de la pointe 432 de celui-ci, une des extrémités de la bobine étant mise à la terre et l'autre extrémité étant reliée, par un conducteur 434, à une cosse de, soudage 436 rivée à la plaque supérieure isolante 339. Dans la figure 5a, on a omis certaines parties des générateurs.
Les quatre rotors (trois dans certains cas.) montés entre une paire de plaques 314 voisines, sont destinés à fournir des courants dont les fréquences sont des multiples les uns des autres. Leur relation ressort de la troisième colonne du tableau des figures 28 et 28a. De cette manière le couplage inductif entre les générateurs d'un compartiment donné n'est pas très gênant, la présence d'un léger harmonique ne pouvant pas donner de dissonnanoe. Il convient de remarquer que chaque groupe de générateurs est protégé du groupe voisin par les plaques 314 constituées en matière magnétique , telle que des tôles de fer.
le courant engendré par chacun des générateurs ou al- ternateurs peut être contrôlé d'une manière très précise en rapprochant ou en éloignant l'aimant permanent 424 de la pé- riphérie du rotor de la roue phonique qui lui est associée.
Une fois amené dans la position voulue, l'aimant peut être fermement fixé dans cette position en serrant la vis de fixation 428
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Il est d'importance capitale que les rotors soient centrés avec une grande précision sur leurs arbres respectifs, de manière que l'entrefer minimum entre la pointe 432 de l'aimant et le rotor soit constant quand le rotor tourne. Pour atteindre ce résultat, il est préférable de former la roue phonique sur une machine à meuler, d'emmancher ensuite cette roue sur son man- chon 404 et de la centrer avec précision au moyen d'une bague entourant sa périphérie et de percer enfin le manchon .De cette manière, le trou du manchon sera centré avec une grande pré- cision par rapport à la périphérie de la roue. le manchon est ensuite emmanché sur l'arbre .
Une deuxième condition très importante est de faire tourner les roues phoniques à une vitesse aussi constante que possible . Dans la forme de construction décrite ci-dessus, cette vitesse de rotation constante est obtenue , en premier lieu-, en utilisant un moteur synchrone. On sait que la plupart des compagnies de distribution de force règlent aujourd'hui la vi- tesse de leurs alternateurs avec un grand degré de précision, de sorte que la variation de fréquence dans le courant engendré et fourni aux consommateurs ne s'écarte pas de la fréquence standard de plus d'une fraction d'un pourcent, ces légères variations de fréquence n'étant, de plus, pas subites, mais ayant lieu graduellement sur de grands intervalles de temps.
Ainsi, le moteur synchrone tournera à une vitesse très sen- siblement constante - Le moteur synchrone a cependant tendance à présenter de légères oscillations de vitesse.Ces oscillations sont pratiquement éliminées ou se trouvent, du moins réduites dans une large mesure en utilisant une roue d'inertie 294.
Si le rotor tend à présenter des oscillations de vitesse, la roue d'inertie , ou volant 294 se déplace par rapport à l'arbre moteur, et, par suite de l'interposition de la rondelle de
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friction 298, la majeure partie de l'énergie tendant à faire osoiller le moteur se trouvera dissipée .
L'arbre 312 ne sera cependant pas encore entraîné à une vitesse suffisamment constante pour permettre d'obtenir de bons résultats de l'instrument, et l'on a interposé , pour cette raison, des moyens de couplage élastiques ou flexibles et de frottement, sous la forme d'un long ressort de torsion 396. Ce ressort sert encore de moyen pour absorber l'énergie qui serait autrement dépensée pour accélérer et décélérer l'arbre principal.
Les seotions 370 etc. de l'arbre principal sont donc entraînées à vitesse très sensiblement constante. Il est, cependant, pratiquement impossible de produire des engrenages et des pignons capables de transmettre , lorsqu'ils sont en prise , la puissance d'un arbre à un autre arbre, avec le degré voulu de précision. Si l'on suppose par exemple qu'un engre- nage de diamètre extérieur donné est tel que son cercle primitif vrai présente une excentricité égale à un millième dudit diamètre extérieur, il en résulte que l'engrenage mené sera alternative- ment accéléré et décéléré, pendant chaque révolution de l'engre- nage menant, d'une quantité telle , que la basse vitesse comparée à la haute vitesse soient dans la proportion de 499 à 501.
Une telle variation de vitesse de l'ensemble mené serait la cause de variations de vitesse inadmissibles des rotors menés abîmant complètement la qualité de la musique produite.
C'est pour cette raison que de légères différences dans ce qui pourrait paraître comme des mesures de construction sans importance, peuvent avoir pour effet de rendre le fonction- nement de l'instrument non satisfaisant pour produire des com- positions musicales convenables, et c'est encore pour la même raison qu'il est nécessaire de décrire la construction des di-
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verses parties et des constantes physiques impliquées,avec plus de détail qu'il ne serait nécessaire d'une manière courante.Il est probable que le manque des autres expérimentateurs dais ce champ, d'apprécier ces facteurs limitatifs,-constitue,dans une grande mesure,.la raison pour laquelle aucun desdits expérimenta- teurs n'a réussi à produire un instrument satisfaisant de ce type.
Dans les premiers essais de réalisation d'une machine de ce genre, on a pensé qu'il serait possible d'effectuer l'en- trainement des générateurs avec des engrenages rigides du com- merce. Tous les efforts de ce genre ont donné des échecs,malgré les précautions les plus soigneuses dans le taillage précis des engrenages. L'on ne doit pas perdre de vue , en effet,que le ro- tor de l'alternateur, par sa disposition dans la voisinage immé- diat du pôle correspondant, constitue un microphone de type magné- tique, dans lequel toute variation du mouvement de la roue est traduite en un courant, lequel est amplifié en même temps que le courant que l'on veut obtenir.
Par suite de l'imperfection de tous les engrenages susceptibles d'être, produits par les procé- dés d'atelier courants, l'engrenage mené tournera nécessairement à une vitesse variable. Cette vitesse variable ne sera pas seu- lement due à l'excentricité des cercles primitifs, à l'irré - gularité des dents, et analogues, mais encore au fait que l'en- grenage mené sera accéléré et retardé par l'effet des Chocs dus au jeu existant entre les dents. De plus, ce n'est pas l'amplitude d'un tel mouvement relatif qui compte, mais plutôt les forces développées pendant ce mouvement.
Pour bien comprendre l'importance de ce point, il convient de considérer le fait que la tension d'un: courant en- gendré dans la bobine est proportionnelle à la vitesse de varia- tion du flux dans l'aimant. La vitesse de variation du flux est
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ment de la roue. La vitesse de variation du mouvement de la. roue est proportionnelle aux forces agissant sur la roue, ce qui est très différent du mouvement que ces forces produisent. Cet effet est illustré d'une manière remarquable en frappant une roue phonique avec un petit objet dur. Le coup peut être suffi- samment faible pour produire un mouvement insignifiant de la roue, mais il aura pour effet de produire un bruit extrêmement puissant à la sortie de l'appareil.
Ainsi les chocs entre les dents d'engrenages reliés rigidement, produiront des bruits indé- sirables dans la sortie de l'appareil, en même temps que des va- riations dans le mouvement des roues, troublant la qualité des sons produits.
Il y a un certain degré de friction entre l'engrenage mené 404 (figure 8) et l'arbre 402 de rotor, les rotors et les manchons auxquels ils sont fixés ayant,d'autre part, un certain moment d'inertie de rotation. L'élasticité du ressort est telle, que la période des oscillations de vitesse pouvant avoir lieu entre l'engrenage 149 et les rotors, soit relativement lente.
Ainsi, toute oscillation susceptible de se produire,aura une fréquence située au-dessous de la gamme audible, et si les varia -tions résultantes du courant produit par les générateurs sont suffisantes pour être audibles dans le son produit,le seul effet sera celui d'un léger trémolo qui n'enlèvera rien à la qualité du son produit, mais aura plutôt pour effet de relever ce son.
Il est évident que , une fois le ressort introduit en- tre l'engrenage mené et le rotor, la valeur maximal la force due à l'accélération et à la décélération pouvant être transmise aux roues, est limitée à la force nécessaire pour fléchir le res -sort d'un angle suffisant pour compenser les inexactitudes des engrenages. Si cette force est ainsi limitée, il s'ensuit que la vitesse de variation du flux et, par conséquent,la tension
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d'une fréquence indésirable, se trouvent limitées à une valeur extrêmement réduite.
L'importance d'une vitesse de .rotation uniforme des roues ne peut pas être trop soulignée . La disposition du moteur synchrone et de l'entraînement qui viennent d'être décrits , constituent l'équivalent mécanique d'un circuit filtre électrique, dans lequel la vitesse relativement mal déterminée du rotor du moteur synchrone est transmise au volant libre 294 de manière telle que la variation de vitesse du volait soit moins prononcée que celle de l'inducteur de l'alternateur.La vitesse plus uni- forme du volant est alors communiquée à travers l'entraînement élastique au système d'arbre principal, de manière telle que les variations dans la vitesse de celui-ci $oient moins pronon- cées que celles du volant.
L'entraînement élastique entre les roues phoniques elles-mêmes et l'engrenage mené fait tourner les roues phoniques d'une manière encore plus uniforme.
Dans la construction desensembles rotors et des moyens pour entraîner les rotors, il est nécessaire d'obtenir un degré élevé de précision dans la fabrication et l'assemblage des diverses parties, mais en utilisant la construction du rotor et l'entraînement pour celui-ci , suivant la présente invention, le besoin de précision n'atteint pas un point suffi- sant pour empêcher la fabrication de l'instrument sur une base de production commerciale. Sans l'entraînement élastique pour les roues phoniques, il serait impossible d'envisager la fabri- cation d'un instrument de ce genre sur une base commerciale et il est douteux qu'un dispositif puisse être construit sur une base expérimentale, avec une précision suffisante pour at- teindre le résultat voulu.
Avec la construction de la présente invention, le- cadre qui supporte le générateur est relativement flexible dans
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élevé pour son montage. Le cadre peut même éprouver un g auchisse- ment considérable sans nuire au fonotionnement satisfaisant des générateurs. Cela est dû au fait que chacun des compartiments compris entre deux plaques 314 successives est construit comme une unité , et chacun des générateurs individuels peut être réglé pour donner l'intensité de courant désirée sans affecter le réglage des autres générateurs.
Comme indiqué dans ce qui précède, les insuccès des expérimentateurs précédents, avec un instrument de ce genre, étaient dus, dans une large mesure , au manque de prévoir des moyens pour entraîner les générateurs avec une vitesse oon- stante . Par exemple , dans un générateur entraîné directement par des engrenages,les irrégularités dans la vitesse du généra- teur, dues aux irrégularités, inévitables dans les dents des engrenages, même si ces engrenages ont été taillés à la machine avec des outils de précision, seraient tellement grandes qu'elles feraient varier la hauteur des sons produits d'une quantité telle que la "musique" produite serait intolérable.
De même dans les dispositifs expérimentaux dans lesquels les générateurs étaient entraînés au moyen de courroies, le léger glissement des courroies ou même les légères variations dans la tension et dans l'épaisseur de la courroie , dues aux variations de la température et de l'humidité produisent des variations tellement excessives dans la hauteur du son produit, que l'instrument n'a plus aucune valeur, excepté toutefois comme moyen pour émettre un son à la fois.
On remarquera que dans la construction suivant la présente invention, les rotors sont montés près des extrémités des arbres correspondants, et que seulement deux rotors sont montés sur un seul arbre. Il est donc possible de rendre l'ar- bre rotor droit de manière que les deux rotors tournent con-
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centriquement.
Fonctionnement des Touches et Commutateurs des Touches.
En se référant à la figure 1, le clavier à main in- férieur comprend les tauehes allant de Fa0 à Ut6, les touches portant, sur le dessin, des références correspondant aux notes ,de, la gamme musicale. Comme on le voit sur la figure 3 , oha - aune des -touches noires du clavier comporte un corps 440 présen- tant une rainure 442 à son extrémité arrière pour recevoir un support 444 auquel elle est pivotée par une tige 446 pouvant parcourir toute .la longueur du clavier. Les supports 444 s'adap- tent dans des fentes ménagées dans des réglettes 448 et 450 con- venablement fixées au cadre du clavier. Les extrémités avait des corps 440 des touches sont pourvues de creux 452 dans les- quels pénètrent des axes 454 servant de guide -pour la compression de ressorts à boudin 456.
Le mouvement vers le haut, des touches noires est limité par un ruban 458 de feutre ou d'autre matière convenable .
Chacune des touches blanches comprend un corps 460 dont l'extrémité arrière est pivotée de la même manière que les touches noires, le corps de la touche étant pourvu, à son extré- mité avant, d'un prolongement 462 dirigé vers l'avant. La touche est normalement maintenue dans sa position la plus haute par un ressort de compression hélicoïdal 464 maintenu dans la position convenable par un axe 466 et dont l'extrémité supérieure dépasse à travers une ouverture ménagée dans le, prolongement 462. Le mouvement vers le haut, des touches blanches est limité par un ruban 468 de feutre fixé au rebord tourné vers l'intérieur de, la plaque terminale antérieure 470.
Le mouvement vers le bas des touches blanches est limité par une butée 472 recouverte de feutre parcourant la longueur du clavier, tandis que le mouve-
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474 recouverte de feutre et parcourant également la longueur du clavier. Chacune des touches noires, ainsi que chacune des touches blanches est pourvue d'une vis de réglage 476 pour ac- tionner les commutateurs de contact.
En se référant aux figures 3, et de 13 à 17 inclus, les commutateurs de contact 477 sont portés par une série de plaques verticales 478 comportant des axes 479 fixés à une plaque -support horizontale 480, celle-ci étant convenablement fixée à la plaque supérieure 336 (figure 3). Les plaques-support verti- cales 478 sont munies chacune d'une paire de fentes verticales allongées 482 pour recevoir une série de plaquettes 484,486 en matière isolante. Ces plaquettes présentent chacune des entailles espacées lelong d'un de leurs bords et dans lesquelles doivent s'engager les plaques 478, ces pièces étant maintenues dans cet état d'engagement par un nombre de fils 488,490 maintenant les plaquettes 484 et 486 respectivement aux extrémités supérieure et inférieure des fentes 482.
Comme le représente la figure 14 , les plaquettes 484 486 sont munies chaoune d'une série de rangées d'ouvertures 492, une rangée verticale étant prévue pour chacune des touches du clavier. Les éléments de contact 494 des commutateurs sont portés, comme le représentent le mieux les figures 13 et 15, dans les plaquettes de support 484,486. Les organes de contact 494 ont une forme telle qu'ils puissent être glissés à travers les ouvertures 492, à partir de la gauche (figures 13 et 15),les organes étant maintenus contre tout recul par l'engagement de la plaquette isolante 484 dans une encoche 498.
L'extrémité de l'organe de contact 494, voisine de l'encoche 498 présente une fente longitudinale 500, de manière que l'extrémité dudit organe puisse être recourbé comme l'indique la figure 15 pour permettre aux extrémités de s'écarter élastiquement vers le dehors pour
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produire l'engagement de la laquette 484 avec l'encoche 498.
L'organe 494 est de préférence en bronze flexible.
L'extrémité de l'organe 494 présente un prolongement 502 à en- coche pour faciliter l'établissement d'une connexion soudée avec un fil. Chasune des rangées verticales d'organes de contact 494 est pourvue d'un organe de commande 504 convenablement fendu pour entourer les organes de contact, et maintenu en position par une paire d'épaulements 506 formés sur chacun des organes de contact, ainsi que par une plaquette 508 de matière isolante reposant sur la rangée la plus basse des organes de contact.
La plaquette isolante 508 traverse les fentes 510 ménagées dans les organes de contact 494 intermédiaires,non enlèvement étant empêché par l'organe de contact 494 le plus haut puisque la fente ménagée dans celui-ci n'est pas aussi longue que les fentes 510 ménagées dans les organes de contact intermédiaires.
Un rivet 512, de préférence en argent, mais pouvant également être constitué par un autre métal approprié , est fixé à l'extrémité de chacun des organes de contact 494, for- mant un point de contact pour l'engagement avec les barres om- nibus 514,515, 516, 517, 518,519 et 520, chacune de ces barres portant de préférence une bande d'argent 522. La bande d'argent est de préférence fixée par soudure autogène à la barre omnibus qui peut être constituée par un métal ordinaire. A chacune des barres 514 à 520 est associée une bande 524 de matière isolante, les barres et les bandes étant fixées à la plaque de support.ho- rizontale 480 au moyen de vis 526 convenablement isolées des barres.
De la description ci-dessus des commutateurs de con- tact, il ressort que , bien qu'il en faille un grand nombre pour un seul instrument, ces commutateurs peuvent être construits et
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à leur place tous les organes de contact 494 sauf l'organe su- périeur, jusqu'à ce que la plaquette 484 s'engage dans leurs encoches 498, ensuite , après avoir introduit la plaquette iso- lante 508, on peut pousser l'organe de contact supérieur 494 à sa place, de manière à verrouiller l'organe de commande 504 dans sa position, puisque l'enlèvement de la plaquette isolante 508 est empêché par l'organe de contact supérieur.Les barres omnibus 514 à 520 doivent, bien entendu , simplement être assemblées sur les vis 526 et serrées en place en serrant les écrous de ces vis.
Chacun des organes de contact 494 est relié par un fil de résistance élevée 528 à l'une descosses de soudure 436 (figure 4) rivées à la plaque supérieure isolante 339 et cons- tituant une des bornes de chacun desgénérateurs. Les fils 528 ont tous une longueur sensiblement égale de manière à présenter la même résistance, ces fils étant conduits, à travers des fentes 356 ménagées dans des plaquettes en bois 352,354 (figure 4), à un peigne oentral 530 disposé en longueur et rivé à une pla- quette isolante 532 fixée à la plaque 336.
En faisant passer les fils 528 à travers les fentes 356 et à travers les fentes du peigne 530, on peut supprimer le mou des fils et les rendre tous tendus, de manière à ce qu'ils ne tendent pas à s'entremêler. le clavier supérieur à main 210, comprenant les touches allant de Ut3 à Ut6 inclus, est construit d'une manière ana - logue au clavier inférieur; on ne le décrira donc pas en détail.
Les diverses parties du clavier supérieur, correspondant à celles du clavier inférieur ont été désignées par les mêmes références (excepté toutefois les barres omnibus, désignées ici par 514a à 520a au lieu de 514 à 520), une autre description n'est donc plus nécessaire.
Le pédalier (figures 1, 20 et 21) comprend vingt pé- dales, dont douze blanches 536 et huit dièzes ou bémols, c'est-
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à-dire noires 537, les pédales ayant été désignées par les sons qu'elles commandent, soit de Ut0 à Sol1. Comme le représente la figure 20, les pédales sont maintenues contre une paire de bu- tées recouvertes de feutre 538, 539 par un ressort hélicoïdal relativement puissant 540. Le mouvement latéral de chacune des pédales est empêché par un axe 541 dont les extrémités sont fi- xées respectivement dans la plaque de base 542 et dans la butée 538, l'axe passant à travers une fente oonvenable 543 ménagée dans l'extrémité de la touche.
L'extrémité avant de chaque touche est guidée par un axe 544 pénétrant dans un trou 545 percé dans la touche et entouré d'un bourrage de feutre 546.
Des butées de feutre convenables 547, 548 et 549 ont été prévues pour limiter le mouvement vers le bas des pédales.
Sept commutateurs de contact 550 ont été prévus pour chacune des pédales, ces commutateurs étant disposés par groupes de quatre et de trois, disposés en tandem. Les commutateurs de contact du groupe de trois sont destinés à compléter, quand on appuie sur la pédale, un circuit allant à une barre omnibus 551, tandis que le groupe de quatre complète un circuit allant à une barre 552.
On remarquera que l'une des barres fournit ainsi le circuit de retour pour trois générateurs (le générateur du son fondamental et ses deuxième et troisième harmoniques), tan- dis que l'autre barre fournit un circuit de retour pour quatre générateurs (à savoir les quatrième , cinquième , sixième et huitième harmoniques) . les commutateurs peuvent être de la con- struction générale décrite plus haut à l'occasion du clavier inférieur, les barres ayant de préférence des surfaces de con- tact en argent et les pointes de contact aux extrémités des or- ganes de contact étant de préférence des rive.ts en argent, comme indiqué plus haut.
Les pointes de contact des organes de contact 550
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551,552 respectivement, par un plongeur pressé en dehors de son logement 554 par un ressort de compression hélicoïdal 555.
Le degré de compression de ce ressort peut être modifié au moyen d'une cheville réglable 556. La force nécessaire pour fermer les deux groupes de contacts pour une seule pédale est légèrement inférieure à la force néoessaire pour comprimer le ressort 555.
En fonctionnement normal, quand une pédale se trouve enfoneée de part et d'autre du ressort 540 , le plongeur 553 ne bougera p.as, normalement, dans son logement 554. En plaçant, cependant, son pied sur le centre de la pédale, directement au-dessus du ressort 540 , l'organiste peut déplacer la pédale en entier dans un mouvement de translation vers le bas, la portion centrale de la pédale se trouvant ainsi déplacée d'une distance à peu près deux fois plus grande que si l'on appuie sur la pédale d'un côté ou de l'autre de son centre . Dans ces circonstances, le plongeur 553 est forcé vers l'intérieur de son logement 554 en comprimant le ressort 555, prévenant ainsi la détérioration des organes de contact 550.
En enfonçant l'extrémité avant de la pédale , on voit que la butée arrière 538 servira de pivot,tandis que si l'on appuie sur la pédale en un point situé en arrière du ressort 540 , c'est la butée avant 539 qui servira de pivot pour la touche .
Le mécanisme de la pédale de grossissement (figures 22 et 23 ) comprend une plaque 664 formant la pédale proprement dite , montée de minière pivotante sur un arbre 566, cet arbre étant porté par un boîtier métallique 568 convenablement fixé à la plaque de base de l'instrument. Un segment denté 570 est fixé à la pédale 564. Le mouvement pivotant de la pédale 564 est freiné par les rondelles de friction 571, 572 entourant l'arbre 566 et pressées respeotivement contre l'extrémité de la pédale 564 et contre le segment denté 570 par un ressort de compression
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plissant 574 entourant l'arbre'566 et dont la tension peut être réglée par un écrou 576 vissé sur l'extrémité de l'arbre 566.
Le boîtier 568 est suffisanment flexible pour que le ressort 574 exerce une pression suffisante sur la pédale pour la maintenir dans n'importe quelle position dans laquelle elle a été amenée, et à s'opposer par friction au mouvement de la pédale , de ma- nière à permettre à celle-ci d'être convenablement actionnée au pied. Le segment denté 570 engrène avec un pignon 577 fixé à l'arbre tournant 578 d'un potentiomètre- 580. Le potentiomètre est monté sur une plaque isolante 582 fixée au boîtier 568 par une vis 584. On a prévu un écran 586 enfermant le potentiomètre 580. Le mouvement d'oscillation de la pédale 564 est limité par une paire de tiges 581 recouvertes de feutre, montées dans le boîtier 568.
Explication du tableau, figures 28 et 28a.-
Il convient, arrivé en ce point de la description , de se référer au tableau des figures 28 et 28a, permettant de déterminer aisément les connexions allant aux divers commuta- teurs des touches et aux divers générateurs. ]Ce tableau indique également les chiffres de référence des engrenages menants et menés pour chacun des rotors, ainsi que le nombre de dents sur ces engrenages.
Dans la huitième colonne , on a indiqué la fréquence du courant produit par chacun des rotors, Cette fréquence peut aisément être comparée à la fréquence théorique de la note dans la gamme musicale uniformément tempérée (la - 440) appa- raissant dans la neuvième colonne .
Dans la dixième colonne on a donné le chiffre de ré - férence du rotor utilisé pour produire le deuxième harmonique (2n, ou deux fois la fréquence du courant engendré par le rotor de la fondamentale n).
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quinzième colonnes donnent, d'une manière analogue, les chiffres de référence des rotors utilisés pour engendrer respectivement les troisième, quatrième, cinquième, sixième et huitième harmo- niques du son fondamental de chacune des touches envisagées.
Les harmoniques 2, 4 et 8 sont des harmoniques exacts du son fan - demental, tandis que les harmoniques 3, 5 et 6 sont aussi près de la valeur théorique , que le permet la gamme musicale tempérée.
A titre d'exemple , le tableau peut être lu de la manière suivante :
La ligne commençant par C3 (Ut3) indique que lorsque l'on appuie sur la touche correspondante , on établit une connexion avec le générateur ayant le rotor 37. Le rotor 37 présente seize points en saillie et est entraîné par un engrenage 102 à 85 dents sur l'arbre principal et par un engrenage 162 à 104 dents sur l'arbre du rotor. Le générateur ayant le rotor 37 engendre- un courant ayant une fréquence de 261, 538 périodes par seconde, ce qui est très près de la fréquence théorique 261,625 de la note C3 dans la gamme uniformément tempérée (La = 440).
En actionnant la touche C3 on établit également un circuit allant aux générateurs dont les rotors portent les numé- ros 49,56, 61,65, 68 et 73, ces générateurs fournissant res- pectivement très sensiblement les harmoniques 2,3,4,5,6 et 8 (les harmoniques 3,5 et 6 ne sont pas exactement les valeurs vraies, mais leur fréquence correspond aux notes de la gamme mu- sicale uniformément tempérée.
Circuits électriques allant des Générateurs aux Touches.
Dans les figures 27 et 27a, le moteur synchrone et l'arbre principal ont été représentée schématiquement comme en- traînant sept rotors, A titre d'exemple , les rotors choisis sont ceux utilisés pour produire le son Ut3, ces rotors étant ceux désignés par les chiffres de référence 37, 49,56, 61,65,
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68 et 73.
Les enroulements 430 des générateurs, entourant les aimants permanents 424 de ces générateurs, ont chacun une de leurs extrémités reliée à un conducteur commun représenté comme étant la terre. Chacun de ces enroulements 430 a été établi pour avoir la même impédance à la fréquence qu'il engendre dans les conditions normales, dans le présent instrument environ quatre ohms. Les enroulements des générateurs fournissant les fréquences plus élevées auront, par conséquent, un nombre de spires moins important que ceux des fréquences plus basses. A l'autre extré- mité de l'enroulement de chacun des générateurs est reliée une série de fils à haute résistance 528.
Le générateur 37 est re- lié, comme il ressort du tableau des figures 28 et 28a, à huit commutateurs différents, de touches, à savoir, au commutateur pour la pédale C0, aux commutateurs pour les touches Fa0, So10 (Solo dièze), Ut1, Fa1, Ut2 et Ut3 du clavier inférieur, et pour la touche Ut3 du clavier supérieur.
Dans le schéma (figures 27 et 27a) la touche Ut3 du clavier supérieur, la touche Ut3 du clavier inférieur et la pédale Ut1 ont été choisies pour représenter les autres touches.
On remarquera que le générateur ayant le rotor 37 est relié à travers une résistance 528 à un organe de contact du commuta- teur pour la touche Ut3 du obvier supérieur, à travers une résistance analogue 528 à un organe de contact du commutateur de la touche Ut3 du clavier inférieur et à travers une troisième résistance analogue 528, à l'organe de contact de la pédale de basse Ci. Les autres organes de contact, contrôlés par la touche du clavier supérieur C3 sont reliés au moyen de fils résistants 528 respectivement aux générateurs 49,56, 61,65, 68 et 73 ( le chiffre de référence du rotor servant ici, pour
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Les autres organes de contact de la touche Ut3 du clavier inférieur sont reliés , d'une manière analogue , au moyen de fils résistants 528, respectivement aux générateurs qui viennent d'être énumérés.
La pédale de basse Ut1 a un de ses contacts relié au générateur 37 au moyen d'un fil résistant 528 comme déjà indiqué, et un autre organe de contact relié au générateur 49. Les autres connexions aux organes de contact de la pédale Ut1 n'ont pas été représentées dans le schéma de câblage, ses organes étant reliés respectivement aux générateurs 13, 25 32, 41 et 44 ( voir tableau ,figures 28 et 28a).
Sélecteur de Synthèse.-
Comme le r,eprésentent en détail les figures 24 et 25, une série de clés d'arrêt 588 sont prévues, au moyen desquelles on peut contrôler les proportions relatives de l'énergie élec- trique prise sur les générateurs des divers harmoniques, pour produire un son ayant le timbre ou la qualité désirée .
Comme le montre la figure 1, on voit qu'il y a quatre clés d'arrêt 588 dans un groupe pour contrôler la. qualité du son pour le clavier supérieur, et sept clés d'arrêt 588 pour contrôler la qualité du son pour le clavier inférieur .Les clés d'arrêt 588 sont montées de manière pivotable sur une tige 590 portée sur des plaques verticales 592 (figure 24) portant des doigts 594 servant à fixer les plaques à une plaque-support ho- rizontale 596. Les plaques verticales 592 supportent, à leur tour, des rangées verticales d'organes de contact 494 actionnés par un organe de commande 504. La construction du commutateur est sensiblement identique à celle qui a été décrite dans ce qui précède , et il n'est donc pas nécessaire de la décrire avec plus de détails.
Les rivets de contact 512 de cescommutateurs pour le clavier inférieur sont disposés de manière à établir des contacts respectivement avec les barres omnibus 598,599, 600,
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601,602, 603 et 604. Ces barres sont reliées, par des conduc- teurs appropriés , respectivement aux barres 514 et 520 inclus, comme le représente le schéma de câblage des figures 27 et 27a.
Chacune des clés d'arrêt porte une vis de réglage 606 vissée dans la clé et destinée à agir sur l'extrémité de l'or- gane de commande 504 , la clé étant, en outre , pourvue d'une fente 608 dans laquelle pénètre l'organe de verrouillage 610.
Il y a un organe de verrouillage 610 pour chaque clé d'arrêt de chacun. des groupes, les organes de verrouillage de chaque groupe étant fixés à un arbre 612 monté sur des supports d'angle 614 au moyen d'un collier 615 et de vis de fixation 616, comme le montre la figure 25.
Un ou plusieurs ressorts de torsion 618 ont été prévus pour pousser normalement tous les verrous 610 d'un groupe dans le sens opposé au mouvement des aiguilles d'une montre (fig.24), de sorte que lorsque l'on appuie sur l'une des clés d'arrêt 588, le verrou 610 se meut, quand la olé a atteint sa position la plus basse , dans le sens opposé des aiguilles d'une montre,pour main- tenir ainsi la olé d'arrêt dans la position enfoncée. On remarque- ra que le mouvement vers le bas, d'une clé d'arrêt quelconque, aura pour effet le mouvement dans le sens des aiguilles d'une montre de tous les verrous 610 d'un même groupe, à une dis- tance au-delà de celle nécessaire pour libérer les autres clés d'arrêt pouvant se trouver dans la position enfoncée , et ce , par suite de la forme donnée au nez 620 du verrou.
Le gouvernent vers le haut, des clés d'arrêt, se trouve limité par une butée 622 recouverte de feutre et fixée sous la panneau de couverture 624 fixé à son tour à la plaque horizontale 596 au moyen de vis 626,'un bloc d'espacement 628 étant interposé entre le panneau de couverture 624 et les bords supérieurs des plaques verticales de support 592, contribuant ainsi à maintenir l'ensemble des oom-
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Neuf poteaux de liaison 630 sont vissés dans la base 632 et fixés sur celle-ci par un écrou 634 qu'un axe 636 empêche de tourner.
Une série de fils flexibles 638 ont, chacun., une extrémité reliée à l'un des organes de contact 494 (figure 24), ces fils étant fixés, par leur autre extrémité, à une rondelle en laiton 640 relativement épaisse , dont un certain nombre peut être placé sur l'un quelconque des poteaux de liaison 630 et y être serré par un écrou à oreilles 643.
Les poteaux de liaison 630 sont reliés, comme l'indo- que le schéma de câblage , figures 27 et 27a, à diverses prises du primaire 644 d'un transformateur ayant un noyau 646 . En reliait ainsi la sortie des générateurs du son fondamental et des harmo- niques, de manière à faire passer les courants engendrés dans ces générateurs, à travers des nombres de spires différents du transformateur, la qualité du son produit peut être aisément va- riée. Les fils 638 permettent au propriétaire de l'instrument d'utiliser les clés d'arrêt 588 pour amener rapidement l'instru- ment dans l'état de produire des sons de toute qualité désirée, et de changer, à son gré , les combinaisons prédéterminées, pomme il ressortira plus clairement de ce qui va suivre .
Comme le montrent les figures 27 et 27a , l'une des clés d'arrêt 588a, représentée à la droite de la figure 27, est destinée à relier les barres omnibus 598 à 604 inclus res- peotivement aux glissières 648 à 650 inclus.
Comme le représentent les figures 18 et 19, les glis- sières 648 à 654 comprennent chacune une barre 656 présentant une poignée 658 tournée vers le haut. La surface supérieure de ces barres est marquée par les chiffres de 0 à 8 inclus. Les barres peuvent coulisser longitudinalement dans une paire de pla- ques de guidage 660,662, pourvues d'ouvertures convenables pour recevoir les barres, et fixées à un bloc 664 de matière
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isolante . Chacune des barres coulissantes 656 est pourvue d'un contact coulissant élastique 666 destiné à établir un contact avec l'un quelconque d'une série de conducteurs 668 à 676 incluse en forme de barres, ces conducteurs étant, à leur tour, reliés aux différentes prises sur le primaire 644 du transformateur.
Le mouvement coulissant de la barre 656 est limité par une paire d'axes-butées 678,679 fixées à la barre.
A chacune des barres coulissantes 656 est fixé un conducteur flexible 680 , la fixation ayant lieu à l'extrémité intérieure de la barre et le conducteur étant suffisamment élastique pour permettre à la barre de se mouvoir librement en arrière et en avant, de manière à amener le contact glissant 666 en contact électrique avec l'une quelconque des barres conductrices 668 à 676. Ces dernières barres sont enfouies à une profondeur suffisante dans le bloc isolant 664 pour que des parties de celui-ci viennent faire saillie au-dessus de la surface supérieure des barres permettant ainsi au conducteur agissant 666 d'agir comme une détente élastique pour les barres coulissantes en les maintenant dans une position fixée contre un déplacement accidentel dans le cas d'un choc donné par mé- garde à l'instrument.
Les conducteurs 680 sont reliés par des fils 682 à la rangée verticale des organes de contact de la clé d'arrêt 588a représentée à la droite de la figure 27a. Quand cette clé est enfoncée , les barres 514 à 520 des commutateurs du clavier inférieur se trouvent reliées, à travers les barres conductrices 598 à 604 inclus, respectivement aux barres coulissantes 648 à 654 inclus .
La position des barres coulissantes peut alors' être choisie de manière à faire passer tous les courants engen- drés dans les divers générateurs des harmoniques des touches enfoncés du clavier inférieur, aux prises vaulues sur le pri -
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produit par le générateur 37 quand on actionne la touche Ut3,par exemple , peut être conduit à travers un nombre de spires plus ou moins grand, du primaire du transformateur , en déplaçant la barre coulissante 648.
De même , le courant provenant des gé- nérateurs 49,56, 61,65, 68 et 73 peut être conduit à travers le nombre de spires voulu , du transformateur, en actionnant convenablement les barres coulissantes 649 à 654 inclus,respec- tivement, Les proportions relatives des courants du générateur de son fondamental et des générateurs des divers harmoniques peuvent ainsi être facilement réglées pour produire un son musi- cal de la qualité désirée.
Circuit de Sortie.-
Les diverses barres omnibus 668 à 676 inclus sont re- liées à des prises sur le primaire du transformateur. La barre 668 est mise à la terre . Le nombre de tours du primaire du trans- formateur, entre les barres 669 à 676 inclus, respectivement, et la barre 668, sont indiqués dans le tableau suivant dans lequel on a donné aussi l'impédance maxima du circuit de sortie,vue dans le primaire du transformateur, pour les divers nombres de spires :
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<tb> Nombre <SEP> de <SEP> spires <SEP> Impédance.
<tb>
<tb>
668-669 <SEP> 6 <SEP> 0,0075 <SEP> ohms
<tb>
<tb> 668-670 <SEP> 8 <SEP> 0,015 <SEP> "
<tb>
<tb> 668-671 <SEP> 11 <SEP> 0,031 <SEP> "
<tb>
<tb> 668-672 <SEP> 16 <SEP> 0,0625 <SEP> "
<tb>
<tb> 668-673 <SEP> 22 <SEP> 0,125 <SEP> "
<tb>
<tb> 668-674 <SEP> 32 <SEP> 0,25 <SEP> "
<tb>
<tb> 668-675 <SEP> 45 <SEP> 0,5 <SEP> "
<tb>
<tb> 668-676 <SEP> 64 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> "
<tb>
On remarquera que l'impédance du transformateur,vue dans l'enroulement primaire , est relativement basse , comparée à l'impédance de chacune des bobines 430 des générateurs,l'impédance
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de celles-ci étant environ 4,0 ohms. Ainsi, même si un générateur est relié à la barre 6@6, l'impédance fournie par le primaire 644 du transformateur ne sera que le quart de celle de l'enroulement 430 du générateur.
Les raisons des avantages de cette relation entre les impédances seront indiquées plus en détail dans ce qui va suivre .
Le circuit de sortie comprend une résistance de 100.000 ohms, constituée- par le potentiomètre 580 relié, somme il ressort de la figure 27a directement aux bornes de l'enroule- ment secondaire 700. Le secondaire 700 du transformateur 646 devra avoir environ 447 fois plus de spires que le primaire 644, pour réfléchir convenablement la charge de sortie, dans le pri- maire , dans le but de donner les valeurs de l'impédance, indi- quées ci-dessus.
Reliée en série sur les bornes de l'enroulement se- condaire 700, se trouve encore un élément de résistance 704 et un condensateur 706. A titre d'exemple, l'élément 704 peut avoir une résistance de 9. 000 ohms, et le condensateur 706 une capaci- té de 0,01 mfd.
L'organe de contact mobile 708 du potentiomètre 580, actionné par la pédale de grossissement 564, est relié, par un conducteur 710 sous écran, à la grille d'un-tube à vide consti- tuant une partie d'un amplificateur 712, le filament du tube constituant le premier étage de l'amplificateur étant relié à la terre. L'amplificateur peut être de construction quelconque, sa sortie étant conduite à un h aut-parleur 220 par un câble 218.
Mécanisme de Circuits de Trémolo.-
En se référant aux figures 5b, 6 et 11, le pignon 290 déjà indiqué , fixé sur l'arbre rotor 264 du moteur synchrone (figure 6) engrène avec un engrenage 718 fixé à un arbre 720 tournant dans des paliers montés dans la plaque de cadre latérale
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solidairement un excentrique 722, l'excentrique pouvant agir sur un organe de contact élastique flexible 724 qui,ensemble avec la partie associée 726, est monté dans un bloc isolant 728 fixé à la plaque de cadre latérale 254 du moteur synchrone .
Ainsi, chaque fois que le moteur synchrone tourne, les pointes de contact des organes 724 et 726 sont pressées l'une contre l'autre périodiquement par l'excentrique 722, à la cadence de cinq f,ois par seconde .
Les organes de contact 724, 726 reçoivent respective- ment des conducteurs 730, 732, le fil 730 (fig. 27a) étant relié à la terre et le fil 732 allant à l'une des armatures d'un con- densateur 734 ayant une capacité de 0,002 mfd. L'autre armatu- re du condensateur y34 est reliée à l'organe de contact mobile d'un rhéostat 736 ayant une résistance maxima de 10. 000 ohms, l'extrémité de l'enroulement de ce rhéostat étant reliée à la borne mise à la terre, du secondaire 700 du transformateur .
Un élément de résistance 738 de l'ordre de 2.000.000 ohms est relié entre les conducteurs 730, 732, formant un shunt pour les contacts de l'interrupteur 724 , 726.
Du fait du circuit utilisé , l'effet de trémolo sera plus prononcé dans les sons de fréquence élevée que dans ceux de basse fréquence.
Fonctionnement de l'Instrument sur Courant Continu.-
Dans les endroits où l'on n'a pas à sa disposition du courant alternatif de la fréquence convenable , le moteur synchrone peut être alimenté à partir d'accumulateurs ou à par- tir d'une autre source de courant, en utilisant un interrupteur diapason, représenté schématiquement dans la figure 27.
Quand on doit utiliser un courant autre que le courant alternatif convenable, on ouvre l'interrupteur de ligne 744 ser- vant à l'arrivée régulière du courant alternatif au moteur syn- chrone, et l'on ferme un interrupteur analogue 746 dont les pôles sont reliés à une source de courant continu. Un diapason
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1 748 a un organe de contact 750 fixé à l'une- de ses branches, cet organe portant une pointe destinée à venir en contact avec une pointe de contact portée par l'extrémité d'une vis de réglage 752 vissée dans un support fixe convenable 754 et bloquée dans la position convenable, par un écrou 756.
Un électro-aimant 758 est disposé entre les branches de la fourche, l'une des bornes de cet aimant étant reliée à une source de courant continu, et l'au- tre à l'organe de contact 750. La vis de réglage 752 est reliée à l'une des bornes du moteur synchrone, tandis que l'autre borne dudit moteur est reliée à la source de courant continu.
Le diapason est pourvu d'une paire de poids réglables 760, un sur chacune des branches, ces poids pouvant être dépla- cés longitudinalement sur les branches du diapason et fixés dans la position convenable au moyen des vis de fixation 762. En déplaçant les poids 760, on peut faire varier la fréquence de vibration du diapason, de manière à produire un courant pulsatoire de la fréquence convenable pour entraîner le moteur synchrone.
Lorsque l'instrument de la présente invention doit être utilisé ensemble avec d'autres instruments qui ne sont pas accordés à la même hauteur, il peut être utile d'alimenter le moteur synchrone à partir d'une source convenable de courant continu et de régler les poids sur le diapason jusqu'à ce que l'instrument se trouve accordé avec les autres instruments.
Fonctionnement.-
Pour mettre l'instrument en état de fonctionnement, en supposant qu'il soit branché sur une source convenable de courant alternatif, on ferme l'interrupteur 744 et l'on démarre le moteur en le faisant tourner à approximativement sa vitesse synchrone, au moyen de la manivelle de démarrage 764 représentée dans la fig.5b. Par suite de l'interposition de la roue à rochet 284 et du cliquet 286 , le moteur peut être entraîné seulement dans la direction convenable , par la manivelle de
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démarrage.
Avec un peu d'expérience, la personne effectuant le dé- marrage pourra aisément déterminer la vitesse convenable pour la mise en route du moteur. l'élément d'inertie 294,ensemble avec sa connexion élastique et à friction, avec l'arbre rotor du mo- teur, rend possible le démarrage du moteur quand celui-ci a été lancé à une vitesse supérieure à sa vitesse de synchronisme.
Si on le désire, on peut substituer un moteur auxiliaire con- venable de démarrage, à la manivelle pour le démarrage à la main.
Une fois le moteur démarré, on peut fermer l'interrupteur 766 pour mettre l'amplificateur sous tension. Si on le désire, on peut monter un interrupteur commun à la place des interrupteurs 744 et 766 . L'instrument est alors prêt pour être utilisé.
Le musicien enfonce alors l'une des clés d'arrêt 588 dans chacun des groupes 228 et 230 de manière à prédéter- miner la qualité du son de l'instrument poux chacun des claviers.
Les coulisses 222 peuvent ensuite être actionnées pour prédéter- miner la qualité des sons contrôlés par les pédales de basse.
Si l'on désire produire un effet de trémolo, on règle le bouton 768 dans la position donnant le degré voulu d'effet de trémolo, ce bouton 768 étant relié au contact mobile du rhéostat 736 (figure 27a) . On pe.ut ensuite jouer sur l'instru- ment comme sur un orgue avec, cependant,quelques légères diffé- rences dans la technique .
En vue du fait que le son est produit instantanément quand on actionne une touche, alors que dans un orgue à tuyaux ou à anches il s'écoule un certain intervalle de temps entre le moment de la dépression de la touche et le moment où se produit le son , il devient possible de jouer des trilles et des roula- des qu'il serait' impossible d'exécuter sur un orgue .
Les divers fils 638 (figure 24) allant aux commuta- teurs contrôlés! par les clés d'arrêt 588, peuvent être reliés de manière telle qu'en actionnant l'une des clés d'arrêt, les
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claviers soient mis en état de produire différentes qualités de son, comme par exemple les sons de la flûte, du hautbois, du cor de chasse, du violoncelle, du violon, du calliope ou de tout autre instrument produisant un son soutenu, par opposition aux instruments à percussion. La qualité du son peut être pré- déterminée pour imiter n'importe quel instrument dans lequel le son est constant en qualité , et dans lequel les sons sont produits sous la forme de notes séparées, par opposition aux notes produites par coulage,comme dans le trombone à coulisse .
Si le musicien qui se sert de l'instrument désire ob- tenir des qualités de sons autres que celles prédéterminées par les combinaisons pré-établies contrôlées par les clés d'arrêt 588, il peut agir sur les clés d'arrêt 588a et 588b et rechercher ensuite, en manipulant les sélecteurs coulissants 224, 226 , jus- qu'à ce qu'il ait obtenu la qualité désirée. Si le nouveau son ainsi produit est particulièrement agréable à l'oreilledu musi- cien, celui-ci peut, en changeant les connexions des fils 638 associés à l'une des clés d'arrêt 588, aux divers poteaux de liaison 630, retenir cette combinaison d'une manière permanente pour s'en servir instantanément à tout moment voulu, en enfon- gant simplement celle des clés d'arrêt à laquelle il a fait correspondre les nouvelles connexions.
D'une manière plus spécifique, le musicien, ayant ame- né les coulisses 224 du clavier inférieur dans une position produisant l'émission d'un son agréable, peut noter les numéros indiqués sur les coulisses. En supposant,par exemple, qu'il ait trouvé que la disposition, pour le clavier inférieur, repré- sentée en figure 19, produit un son très plaisant, il notera le nombre indiqué par les coulisses, soit 4.643.210.
Il peut alors déconnecter les fils 638 allant à une rangée verticale de commutateurs, des poteaux de liaison 630, et relier le fil 638 pour l'organe de contact le plus haut de la rangée, au po-
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teau de liaison 630 portant l'indice (4) (figure 25) ; le fil 638 du deuxième organe de contact au poteau de liaison (6) ; le troisième organe de contact au poteau de liaison (4); le quatri- ème au poteau de liaison (3); le cinquième au poteau de liaison (2); le sixième au poteau de liaison (1); et le septième au po,- teau de liaison (0).
On remarquera qu'il existe toujours des moyens per- mettant de relier une barre omnibus donnée quelconque de l'un des claviers, à la terre , en la reliant,par exemple , au poteau de liaison (0). Cette précaution doit toujours être prise quand on veut supprimer une série d'harmoniques , car au- trement on produirait l'interconnexion des divers générateurs, . ce qui aurait pour effet d'introduire des fréquences indésira- bles dans le circuit de sortie. Cela résulte du fait que si l'on enfonce simultanément une série de touches sur l'un des claviers, un certain nombre de gênérateurs se trouvent reliés à travers leurs résistances 528 en série à une barre commune se trouvant en circuit ouvert.
Les courants passant dans ces circuits sont alors réfléchis dans les autres barres qui ne se, trouvent pas en circuit ouvert, mais qui sont, au contraire, reliées au cir- cuit de sortie , ce qui nuit à la qualité des accords émis..
On comprendra que par le réglage des sélecteurs coulis- sants 224, on peut obtenir une sélection d'une quelconque parmi plusieurs centaines de mille qualités différentes de son. Le musicien peut ainsi, par des essais, conditionner l'instrument pour produire pratiquement un son de qualité désirée quelconque.
Il convient de remarquer que dans le présent instru- ment on peut jouer n'importe quelle composition musicale voulue, puisqu'il n'y a pratiquement aucune limitation pour les accords pouvant être joués ou pour la rapidité d'exécution des trilles ou analogue s .
Théorie du Fonctionnement.-
De la lecture de la description ci-dessus de la oon-
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struction et du fonctionnement de l'instrument suivant l'inven- tion il ressort que plusieurs principes nouveaux de construction et de fonctionnement ont été employés. Il y a un nombre de consi- dérations théoriques qu'il conviendrait d'indiquer ici avec quel- que détail,ces considérations étant fondamentales et devant être comprises si l'on veut bien saisir la nature de l'invention.
Il est bien connu que la qualité d'un son musical est déterminée par les amplitudes relatives du Son fondamental et des divers harmoniques de ce son. En d'autres moto,tout son ayant une forme d'onde se répétant régulièrement peut être ana- lysé en un son fondamental d'une certaine amplitude et en une série d'harmoniques du son fondamental, dont les amplitudes peuvent être nulles ou avoir toute autre valeur, et de même, tout son musical de forme d'onde se répétant régulièrement peut être reproduit en combinant par synthèse le son fondamental et les divers harmoniques de ce son, en proportions différentes.
En combinant le son fondamental avec ses harmoniques, les phases relatives de ces harmoniques sont sans importance en ce qui concerne l'effet produit sur l'oreille. L'oreille ana- lyse elle-même , apparemment, les ondes sonores en son fondamen- tal et en harmoniques de celui-ci , et la perception de la qua- lité du son est déterminée uniquement par les quantités relati- ves d'énergie des différentes fréquences.
Ce fait peut être- ai- sément démontré en faisant varier seulement les phases relatives des divers harmoniques d'un son musical: on modifie ainsi la forme de l'onde composée , cette modification étant tellement prononcée que , sauf pour une personne expérimentée , la nouvel- le forme parait être celle d'un son entièrement différent, et malgré cela, on a trouvé que toutes ces ondes produisent sur l'oreille l'effet d'un mêmeson.
Un autre principe devant être pris en considération
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dans la construction pratique d'un instrument du genre de celui décrit plus haut, est la loi connue sous le nom de Loi de WEbaer, laquelle , appliquée au son, veut que des augmentations égales dans l'intensité du son, jugées d'après leur effet sur l'oreille, se trouvent dans une relation définie avec l'intensité du son avant ladite augmentation. Ainsi des augmentations égales dans "l'intensité" du son sont produites par des augmentations, en énergie, croissant suivant une progression géométrique .
Il est donc possible de produire un son de la même qualité mais d'intensité plus forte , en disposant tout s imple- ment les sélecteurs de manière telle, que chaque chiffre dépasse d'une unité le chiffre correspondant au réglage précédent.
Si le sélecteur à coulisses pour l'un des claviers présente une disposition donnée, et si l'on dispose le sélecteur à coulisses de l'autre clavier de manière que chacune des coulisses se trouve déplacée d'une unité , dans le sens croissant,par rapport à la coulisse correspondante de l'autre clavier, les sons pro- duits par les claviers seront d'intensité différente mais de même qualité de son.
Prenant en considération la Loi de Weber, les prises sur le transformateur, comme indiqué plus haut, correspondent res- pectivement à 6,8, 11,16, 22, 32, 45 et 64 spires. Cette série de nombres est constituée par les nombres entiers les plus pro- ches d'une série géométrique commençant avec 6 et ayant pour rai -son, la racine carrée de 2. Comme la tension est proportionnelle au nombre de spires, et comme l'énergie est proportionnelle au carré du nombre de spires, et comme,d'autre part, c'est l'éner- gie qui détermine l'intensité du son produit en fin de compte, on voit qu'en reliant un générateur à une prise sur le transfor- mateur, occupant un rang supérieur d'une unité à la prise utili- sée en premier lieu , on doublera sensiblement l'intensité du
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son produit.
Elimination des Harmoniques "Naturels"et du "Cliquetis de Clé".-
Le bruit connu sous le nom de "cliquetis de clé" ou " coup de clé" et se produisant lors de la fermeture et de l'ouverture des circuits comprenant les générateurs si des moyens ne sont pas prévus pour l'empêcher, est un bruit de fréquence variable ayant, d'une manière générale, des composantes puissantes de fréquence relativement élevée. Cette source de troubles a été entièrement éliminée dans les circuits décrits plus haut, en prévoyant, en particulier, le by-pass 704, 706 aux bornes de la résistance 702 dans le circuit de sortie .
Ce bypass n'est pas, à proprement parler, un circuit filtre, puisqu'il laisse passer une partie des courants de toutes fré- quences. Le by-pass oppose cependant une impédance plus élevée pour les courants de basse fréquence que pour les courants de fréquences plus élevées.
Bien que les formes d'onde des périphéries des rotors aient été calculées avec beaucoup de soin et que les rotors aient été taillés avec un degré de précision très élevé dans le but d'obtenir un courant aussi près de la forme sinusoïdale que possible il est probable que , par suite d'inexactitudes inévitables dans la forme des rotors et probablement aussi au couplage inductif, ainsi que par suite d'autres raisons secon- daires, les courants engendrés ne sont pas des ondes sinusoïdales absolument parfaites, ces courants contenant des composantes harmoniques de fréquences plus élevées.
Ces composantes seraient des "harmoniques naturels", c'est à dire des harmoniques mathéma- tiquement exacts, par opposition aux harmoniques de la gamme mu - sicale tempérée utilisés dans l'instrument.Comme les fréquences des "harmoniques naturels" peuvent, dans beaucoup de cas, présen- ter des différences suffisantes par rapport aux fréquences des
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à un battement audible, il convient d'éliminer ces harmoniques naturels parasites, même si leur amplitude est relativement faible .
Le by-pass 704, 706 permettra à une grande partie de l'énergie des harmoniques naturels de contourner la résistance
702, puisque , pour ces harmoniques, l'impédance du by-pass est bien inférieure à celle opposée au courant du son fondamental.
Le by-pass 704, 706 constituera, bien entendu , une voie à basse impédance pour les harmoniques tempérés, mais bien qu'une très grande proportion du courant engendré par les alternateurs des fréquences plus élevées se trouve ainsi dissipée , des r é- glagee peuvent aisément être faits dans ces alternateurs, de la manière déjà décrite , pour que le courant passant dans la résistance 702 du potentiomètre 580 ait une intensité suffisante pour produire un son de même intensité apparente que ceux pro- duits par les générateurs des fréquences basses.
En admettant que la clé d'arrêt 588a (figure 27) ait été abaissée et verrouillée dans cette position abaissée , les coulisses 648 à 654 du sélecteur inférieur 228 à coulisses se trouveront reliées respectivement aux barres 514 à 520 inclus et, suivant les positions occupées par les barres coulissantes 648 à 654, celles-ci se trouveront reliées à certaines prises convenablement choisies sur le primaire 644 du transformateur, le circuit de retour étant constitué par un conducteur commun représenté dans le schéma de câblage comme étant une terre .
Le courant induit dans le secondaire 700 du transfor- mateur passe en partie à travers la résistance 702 du potentio- mètre 580 et en partie à travers le circuit by-pass comprenant la résistance 704 et le condensateur 706. Le circuit by-pass offre une impédance moins élevée aux courants de haute fréquence qu'aux courants de basse fréquence. Il en résulte que si le cou- rant produit par un générateur donné comprend des "harmoniques
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naturels" ( dont les fréquences sont des multiples exacts de la fréquence du son fondamental), il passera à travers le circuit by-pass 704, 706 un pourcentage beaucoup plus élevé des courants correspondant à ces harmoniques que du courant correspondant au son fondamental.
Comme conséquence , le courant harmonique se trouvera réduit dans la résistance 702 du potentiomètre 580.
Par suite de la grande perte d'énergie des fréquences élevées, occasionnée par le circuit by-pass 704, 706, les gêné - rateurs des fréquences plus élevées ont été établis pour donner une puissance beaucoup plus élevée que les générateurs des fré- quences basses. De cette manière , bien qu'une grande quantité d'énergie se trouve dissipée dans le circuit b y -pass , il reste encore suffisamment d'énergie pour que toutes les notes soient émises avec une égale intensité .
Quand la machine est mise en fonctionnement peur la première fois après sa construction, on trouvera que les diffé- rentes notes produites sur un clavier présentent des degrés d'intensité différents. L'intensité de chaque note dépend d'un grand nombre de facteurs comprenant, entre autres, les caracté- ristiques du haut-parleur, sa résonance aux différentes fré - quences, les défauts d'amplification de l'amplificateur pris dans son ensemble , et les variations dans les tensions engen- . drées par les divers alternateurs.
On peut effectuer une compen- . sation pour toutes ces variations en déplaçant les aimants des divers alternateurs de manière à rendre les entrefers plus ou moins grands et à augmenter ou à diminuer ainsi la tension engen-- drée à chaque fréquence dans le but d'obtenir l'effet désiré, d'égale intensité po;ur l'oreille , pour toutes les notes.
On évite ainsi complètement les difficultés de distorsion de fré- quence qui se présentent dans toutes les formes de transmission ou d'enregistrement de musique ou de paroles, dans le cas de la
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qualité de la musique produite dépend directement du jugement ar- tistique d'une personne écoutant l'instrument, cette personne pouvant changer la composition du courant électrique fourni à l'amplificateur, de manière à obtenir l'effet désiré tel qu'il est déterminé par son oreille , par opposition avec d'autres dispositifs musicaux électriques, dans lesquels on s'efforce de modifier l'appareil et les circuits de manière à reproduire d'une manière précise un son engendré par des moyens acoustiques.
On comprendra qu'en vue du fait de rendre tous les générateurs de dimensions générales identiques,lesalternateurs engendrant les fréquences plus élevées fourniront une puissance bien plus élevée que les générateurs des fréquences basses.
Ce fait est dû à ce que l'énergie du générateur dépend du change -ment de flux et du nombre de fois que ce changement a lieu dans un intervalle de temps donné. Comme les aimants sont tous les mêmes, le flux total tend à être à peu près le même,comme aussi le changement de flux. L'énergie fournie par le générateur tend, par suite, à être proportionnelle à la fréquence. Dans le cir- cuit de sortie, on a besoin de moins d'énergie pour les hautes fréquences que pour les basses fréquences, cet effet étant obtenu au moyen du by-pass 704, 706 déjà décrit.
Elimination du "Vol".-
Quand on abaisse une touche, par exemple la touche Ut3 du clavier inférieur, on ferme sept circuits à peu près simultanément, au moyen des sept contacts du commutateur multiple .associé à la touche envisagée. Chacun de ces circuits comprend l'enroulement 430 d'un générateur, ainsi qu'une résistance élevée 528. La résistance du fil 528 est tellement élevée par rapport à l'impédance de la partie restante du circuit, que c'est pratiquement elle saule qui déterminera la valeur du courant qui passera dans le circuit. L'impédance de l'enroulement 430 du gé-
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nérateux peut être, par exemple, de 4,0 ohms, et la résistance du fil 528, de 15,0 ohms.
L'impédance de la partie restante du air- ¯ cuit est très faible,puisque même si le générateur se trouve relié à toutes les spires du primaire 644 du transformateur,l'impédance ne sera que de un ohm.
On voit donc que même si un grand nombre de circuits d'un même générateur sont fermés en même temp, la valeur du courant à travers chacun des divers circuits sera sensiblement la même que si un seul circuit avait été fermé pour le générateur en question. En d'autres mots, la fermeture de circuits supplé- mentaires pour un générateur donné, ne tend pas à diminuer, d'une manière appréc iab le , le courant passant dans le circuit établi en premier. On peut dire que les circuits ne se "volent" pas les uns les autres. Bien que les circuits soient reliés en parallèle au générateur, les résistances individuelles de chacun des circuits sont tellement élevées par rapport à l'impédance du générateur, que seule une faible proportion de l'énergie élec- trique pouvant être produite par le générateur, est utilisée , en fait, par un circuit donné.
En fait, même si tous les circuits étaient fermés en même temps, le générateur aurait encore une grande réserve . Présenté d'une autre manière , cela veut dire que les générateurs ont une puissance beaucoup plus grande qu'il n'est nécessaire pour produire le signal désiré, ou encore, que les circuits peuvent être regardés comme des conducteurs extrê- mement peu efficaces pour la quantité d'énergie nécessaire.
Un grand. nombre de changements, de substitutions et de modifications peuvent être effectués dans l'instrument décrit sans départir des principes plus fondamentaux de la présente in- vention. La présente description comprend donc ces modifications. équivalents et substitutions pouvant venir à l'esprit des hommes du métier.
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On a, par exemple , employé dans la description et dans le résumé ci-dessous, les termes "moyens pour traduire" et "moyens pour traduire les pulsations électriques en son", dans leur sens général, puisque l'instrument suivant l'invention meut être relié directement à un appareil de radiodiffusion, les moyens pour traduire étant alors l'appareil récepteur de T.S.F. De même, là où l'on a parlé d'"alternateurs" ou de "générateurs de courant alternatif", ces termes ne doivent pas être considérés dans leur sens restrictif, mais doivent, au contraire, comprendre des sub- stitutions telles que des générateurs de courant continu pulsa- toire, des tubes à vide oscillateurs, des tiges vibrantes, ou autres moyens pour produire un courant ayant une composante al- te rnativ e .
Dans le courant de la description, on a indiqué diffé- rentes constantes. Ces constantes,comme la valeur des impédances des résistances et des capacitances utilisées dans les circuits, ainsi que la valeur des dimensions des différentes parties et, par exemple le nombre de dents des engrenages, peuvent être mo- difiêes, surtout si des changements de compensation sont effectués sur d'autres organes de l'instrument, etc'est pourquoi l'inven- tion ne doit pas être limitée aux détails précis indiqués ici, mais doit être considérée comme comprenant toutes les construc- tions équivalentes pouvant être utilisées pour atteindre les mêmes résultats par des moyens analogues.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.