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"CLOCHES ET CARILLONS ELECTRIQUES"
La présente invention a pour objet un dispositif électro-acoustique destiné à remplacer les cloches et carillons en tous lieux'et dans toutes les applications possibles, notamment comme cloches et carillons pour clo- chers, pour le théatre, les concerts, la musique de films,et
Ce dispositif, comporte essentiellement une' verge en métal magnétique dont le régime vibratoire est déterminé par certaines formes ou courbures qui sont choisies de :
telle manière que lorsqu'on .frappe la verge en un point déterminé la vibration de cette verge contienne certains partiels, certains sons harmoniques semblables auw partiels et aux harmoniques d'une cloche déterminée, les vibrations propres à cette verge, ainsi déterminées par sa forme, par exemple sa section, ses dimensions, ainsi que par la conformation qui lui est donnée, puis, le. cas échéant, pard'autres moy- ens auxiliaires, ainsi que par l'endroit où cette verge est
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frappée ou. heurtée, étant transformée en un courant élec- trique modulé qui est utilisé pour alimenter un ou des hauts-parleurs, ou encore un ou des groupes de hauts- parleurs, de façon à reproduire le son de cloches ou de carillons désiré.
La mise en vibration de la verge peut être réa- lisée de diverses manières, de même que les vibrations de cette verge peuvent être utilisées de différentes façons pour produire le courant électrique modulé destiné à agir sur le ou les hauts-parleurs, la lecture de ces oscilla- tions pouvant se faire par voie électro-magnétique, électro- dynamique, électro-statique, photo-électrique, etc...
Des sélecteurs d'harmoniques peuvent être combi- nés ces systèmes de lectnre pour agir sur les dourants électriques bruts produits, afin que le ou les hautsè parleurs émettent des sons rectifiés correspondant exacte- ment à celui des cloches et carillons véritables que le dispositif électrique de l'invention est destiné à remplacer
De nombreuses autres caractéristiques ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit.
Des formes de réalisation de l'objet de l'inven- tion sont représentée,s, à -Litre d'exemples, sur les des- sins annexés.
La fig. 1 est une vue en perspective schématique d'une cloche électrique selon l'invention.
Les fige 2, 3, et 4 représentent des exemples de formes suivant des variantes de verge vibrante,
La fige 5 est un schéma d'une installation de cloche selon 1'invention.
La fig. 6 représente une disposition de hauts- parleurs dans un clocher.
La fig. 7 est un schéma expliquant une variante permettant de modifier électriquement la sonorité de la cloche.
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La fig. 8 représente un système photo-électrique de lecture et de transmission des vibrations de la verge.
La fig. 9 représente un système électro-statique de lecture.
La fige 10 illustre un système électro-dynamique de lecture.
Suivant la fig. 1, une verge 1, à laquelle une courbure ou conformation désirée quelconque est donnée pour modifier sa sonorité, est serrée, à une extrémité 2, dans un dispositif de serrage 3 comportant, par exemple, deux machoires 4, 5 serrées à l'aide d'une vis 6 et d'un écrou 7; l'autre extrémité 8 de la verge est entièrement libre. Un organe de frappe 9 est destiné à heurter la verge en 10.
Dans une région 11, la verge vibrante 1 induit des vibra- tions électriques dans un circuit comprenant une bobine 12 entourant un aimant 13. La bobine 12 est reliée, par coupla- ge 14, à un amplificateur 15 monté devant un haut-parleur 16
Pour obtenir des sons de cloches de timbre voulu, la verge est recourbée ou conformée de diverses manières qui sont déterminées par l'expérience et le calcul. Cette verge peut être façonnée depuis son point de fixation sui- vant une infinité de courbes, ce qui donne le moyen d'obte- nir, à partir d'une même verge vibrante, une très grande quantité de sons différents pouvant être modifiés à volonté puisqu'il suffit de changer la forme de. la v erge pour faire varier son son. Un artiste peut ainsi créer et harmoniser tout son de cloches suivant son propre goût.
Le fonctionnement ressort de la description qui précède. En effet, lorsque l'organe de frappe 9 heurte la verge 1 eh 10, celle-ci vibre etses oscillations induisent dans le circuit comprenant le bobinage 12, le couplage 14, l'amplificateur 15, et le haut-parleur 16, des oscillations électriques de même fréquence qui émettent, par suite, le son désiré.
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Les fig. 2, 3 et 4 représentent trois exemples de variantes de la forme donnée à la verge vibrante. Dans ces figures, on a tracé, pour plus de clarté, les coordon- nées dans l'espace OX, OY, 02, afin de situer la verge par rapport au plan horizontal et au plan vertical.
La verge 17 de la fige 2 est courbée de façon à former une boucle irrégulière 18. La verge 19 de la fig. 3 est simplement rabattue versson point de fixation par une branche en porte-à-faux 20. La verge de la fig. 4 comporte trois parties rectilignes 21,22, 23 formant entre elles des angles obtus.
Ces formes ne sont d'ailleurs données qu'à titre d'exemples très généraux, car il est bien évident que l'on peut utiliser une infinité de formes, courbures ou enchevê- trements plus ou moins complqiâés suivant des plans divers.
De plus, les verges peuvent recevoir une section ronde, carrée, rectangulaire, ou autre quelconque; elles peuvent être régulières ou itrégulières sur le cours de leur longueur. C'estainsi que des verges pourraient avoir des sections différentes à leurs extrémités et en diverses régions comprises entre ces extrémités. Les diverses dimen- sions, telles que longueur, section, etc...de la verge, peuvent aussi être quelconques.
Le point de frappe 10 et la région d'induction 11 sont définis suivant le son de cloches obtenu et peuvent occuper des places différentes le long de la verge. L'ac- cord de cette dernière s'obtient en modifiant principale- ment des dimensions (longueur et section) et au besoin par le jeu des courbures.
Suivant la fige 5, on utilise un électro-aimant comportant un paquet de tôles 24 en forme de E et une bobi- ne 25. Une armature 26 est fixée par une attache souple à l'une de ses extrémités 27, par exemple au moyen d'une lame d'acier 28. Cette armature est maintenue relevée et appli- quée contre une butée 29 par un ressort 30, attaché à l'une
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de ses extrémités à une tige 31, et, à son autre extrémité, en 32, à l'armature 26.
Une pièce courbe 33, fixée en 34 par une lamelle d'acier 35 à l'aide d'un vissage 36, est placée dans le prolongement de l'armature. La vis 36 maintient aussi un ressort 37 qui applique la piède 33 contre l'extrémité libre recourbée 38 de'l'armature 26.
La verge vibrante 39 est serrée par son extrémité 39'dans un dispositif comportant deux machoires 40, 41 serrées par une vis 42 et un écrou 43. Un aimant droit 44 est placé près de la verge en 45; cet aimant est entouré par une bobine 46.
L'enroulement 25 de l'électro-aimant 24 est relié, par des conducteurs 47, à une source de courant 48 et un interrupteur 49 est monté dans le circuit de cette dernière.
De son c8té, la bobine 46 de l'aimant 44 est re- liée à un transformateur 50 alimentant un amplificateur 51, relié au haut-parleur 52.
Le dispositif fonctionne de la façon suivante : En fermant l'interrupteur 49, l'électro 24 attire l'arma- ture 26 et son prolongement 33. Lorsque cette armature ar- rive au contact de l'électro 44, l'extrémité x du prolonge- ment 33 vient se placer en x'; mais, par suite de l'impul- sion donnée et de l'articulation 34, cette extrémité dépasse le point x' et heurte la verge en 53, puis recule pour pren- dre la position x'. Quand on ouvre l'interrupteur 49, x' revient en x et le cycle précédent peut recommencer.
Par conséquent, à chaque attraccion de l'armature 26, l'amplificateur 52 émet un son de cloches.
La fig. 6 montre la disposition, dans un clocher 54', de deux hauts-parleurs, ou groupes de hauts-parleurs 55, 56, destinés à imiter les sonneries de cloches à la volée.
Ces deux hauts-parleurs ou groupes de hauts- parleurs sont fixés dans le clocher et sont reliés à un
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commutateur 57. -Lorsque le contact 58 de ce commutateur touche le contact 59, seul le haut-parleur 56 est branché.
Lorsque le contact 58 touche à la fois les contadts 59 et 60, les deux hauts-parleurs 55 et 56 sont branchés en paral- lèle. Enfin, lorsque le contact 58 touche le contact 60, seul le haut-parleur 55 est branché.
Pour sonner les cloches à la volée, on conjugue la manoeuvre de l'interrupteur de frappe 49 de la fig. 5 avec celle du commutateur 57 de la fig. 6, de façon que, pendantle temps normal que mettrait une véritable cloche pour accomplir son oscillation, le cycle suivant se produit se
1 - 56 touche 59 au moment oà l'on ferme 49;
2 - 58 touche 59 et 60 alors que 49 est ouvert;
3 - 58 touche 60; on ferme 49; 4 - 58 touche 59 et 60; 49 est ouvert.
Ensuite, le cycle recommence, 58 touchant 59, puis 49 étant fermé, etc...
Le son de la cloche est en conséquence émis suc- cessivement par lehaut-parleur 56, puis par les hauts- Parleurs'-,-,55 et 56, par le haut parleur 55, par leshaute- parleurs 55, 56, etc..., ce qui donne l'illusion du ba- lancement de la cloche.
La conjugaison de l'interrupteur 49 et du commu- tateur 57 peut êtreréalisé par un jeu de contacts actionnés par une même touche d'un clavier.
Pour faire tinter la cloche au repos, on laisse, par exemple, le commutateur 57 dans la position où les hauts-parleurs 55 et 56 sont branchés en parallèle.
On a indiqué, ci-dessus, que le timbre de la cloche peut être modifié simplement par la courbure ou conformation donnée à la verge et, dans ce cas, la bobine
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d'aimant 46 de la fig. 5 est directement reliée à l'entrée de l'amplificateur 51 en passant par le transformateur 50.
Suivant une variante, le timbre peut être modifié par la conjugaison des courb@@@de la verge et de circuits- filtres ou de sélecteurs d'harmoniques. La fig. 7 repré- sente un exemple de réalisation de ce cas. La bobine 46 de l'aimant 44 de la fig. 5 est alors reliée à l'entrée 61 d'un sélecteur d'harmoniqees comprenant une chaine de trans- formateurs 62, 63, 64 dont les secondaires, branchés en série sur la grille 65 d'une lampe 66, peuvent être court- circuités individuellement à 1!aide d'interrupteurs 67, 68, 69. Le jeu de ces interrupteurs agit sur le timbre des vi- brations transmises à l'amplificateur 70 alimentant le haut-parleur 71. On peut ainsi modifier, électriquement, la sonorité de la cloche. Un potentiomètre 72 permet de contrôler la puiseace sonore de l'ensemble.
Au lieu d'utiliser, pour recevoir des vibrations de la verge dans la région 11 de la f ig. l, par exemple, un aimant entouré d'une bobine, c'est-à-dire un système électromagnétique, il est possible, sans sortir du cadre de l'invention, d'utiliser un système photo-électrique, électro-statique, ou électro.-;dynamique.
La fig. 8 montre l'exemple d'un système photo- électrique. 73 est une source de lumière, 74, 75 sont des lentilles, 76 est un cafhe opaque .' présentant une fenêtre 77; ce cache est disposé à faible distance au-dessus de la verge vibrante 78, immobilisée à l'une de ses extrémités en 79.80 est une cellule photo-électrique reliée à un am- plificateur 81 alimentant un haut-parleur 82. Les rayons lumineux issus de la source 73 viennent éclairer la fénêtre partiellement dans la région 78' de la verge vibrante.
La cellule 80 reçoit ainsi une certaine quantité de lumière modulée par la vibration de la verge et envoit dans l'ampli- ficateur un courant électrique modulé de façon correspondante,
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La fig. 9 montre un système électro-statique dans lequel deux plaques 83, 84 sont placées 8. très faible distance de la verge 85, qui est reliée, en passant par une résistance 86, au pôle positif d'un générateur haute tension 87. La vibration de la verge entendre des varia- tions de capacité entre le; plaques 83, 84 et la verge 85.
Le courant modulé correspondant est transmis à l'amplifi- cataur 88 alimentant le haut-parleur 89.
La fig. 10 montre un système électro-dynamique dans lequel la région 90 de la verge 91 vibreentre les pôles d'un électro-aimant 92. Le courant engendré dans la partie x-y de la verge est recueilli au moyen de deux connexions, l'une au point de fixation, l'autre en y par un fil très souple, et il est transmis à l'amplificateur 93 alimentant le haut-parleur 94.
Dans les +rois cas des fige 8, 9, 10 il n'est pas nécessaire que la verge soit en métal magnétique.
Selon les cas, on montera, d'après les indice- tions données dans ce qui précède, un appareillage corres- pondant, soit à une seule cloche, soità plusieurs clodhes.
Des carillons pourront, par exemple, être réalisés en groupant un certain nombre de dispositifs à son de cloches accordés suivant une gamme déterminée.
Les contacts des interrupteurs commandant les électro-aimants de frappe sont avantageusement disposés sous les touches d'un clavier, mais ils peuvent être montés de toute manière; ils peuvent, si on le désire, être actionnés par un mouvement réalisant une sonnerie automatique de cloches.
Des carillons de concerts pourront être réali- sés avec un ou plusieurs octaves de cloches commandés par un clavier. Une pédale expressive agit alors sur le po- tentiomètre 72 de la fige 7.
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Les verges de ces carillons peuvent être cour- bées de telle manière que le son émis par l'appareil soit voisin de celui des carillons de cloches véritables ou différent, plus purs, par exemple, rappelant le son du piano ou du célesta. Dans ces instruments, la frappe pourrait être commandée par le doigt de l'exécutant au lieu d'être électrique. Par exemple, des sélecteurs d'harmoniques dont les courts*circuits sont actionnés par des registres peuvent permettre des variations de timbre au gré de l'exécutant.
On pourra, évidemment, recourir, le cas échéant, à d'autres modes et à d'autres formes d'exécution, sans sortir du cadre de cette invention.
On pourra, également, selon les circonstances et les applications, modifier les détails de construction et de montage.
D'autre part, les divers organes, moyens élé- ments constitutifs de ce dispositif pourront être rem- placés par d'autres équivalents, jouant le même rôle ou donnant le même résultat.