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" Dispositif producteur de son "
La présente invention est relative à des dispositifs avertisseurs ou cornet actionnés par de l'air et elle concerne particulièrement un cornet ou trompe du type pouvant être employé sur les automobiles, les bicyclettes les bateaux ou des véhicules de toute sorte pour avertir de l'approche du véhicule . Le cornet suivant l'invention comprend une soupape et est du type dans lequel le son est produit par la rapide ouverture et la rapide fermeture d'une soupape, le mouvement vibratoire de la soupape étant produit au moyen d'air sous pression.
L'invention a pour objet principal un appareil avertis- seur du type spécifié ci-dessus actionné par l'air, simple,
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peu coûteux et perfectionné, lequel appareil ne nécessi- te pas de frais d'entretien et est assez durable pour pouvoir être employé pendant longtemps.
L'invention a encore pour objet un cornet du type spécifié ci-dessus, qui émet un son mélodieux de volume suffisant pour avertir de l'approche du véhicule.
Plus spécialement, l'invention a pour objet un siège de soupape élastique tendant à actionner la soupa- pe sous l'influence d'une pression d'air, permettant ainsi à la fois à la soupape et au siège de la soupape d'agir sur la colonne d'air pour en augmenter la turbu- lence.
Suivant ces objets, la forme de réalisation pré- férée de l'invention comprend un siège de soupape flexible et entrêmement élastique Le passage d'air à travers un orifices de siège et contre la soupape pro- duit un résultat entièrement nouveau, dû principalement au fait que, dans chaque cycle de mouvement, le siè'e est en contact avec la soupape jusqu'à ce que soit atteinte uns pression suffisante pour écarter la soupape de son siège .
En conséquence, lorsque la soupape quitte son siège, elle le quitte très brusquement et l'action est beaucoup plus explosive, c'est-à-dire que chaque vibration est plus aiguë et s'accompagne d'un bruit plus sec Il en résulte qu'on peut produire un volume de' son plus grand avec un très petit appareil , du fait qu'un effet vibratoire plus important se produit à la suite de la flexion du siège et du mouvement de la soupape plus soudain que celui réalisé jusqu'à présent.
Plus spécialement, suivant cette forme de réalisation préférée de l'invention, le dispositif comprend un boîtier et un siège de soupape en matière élastique, de préférence en caoutchouc ou en une matière équiva- lente analogue en caoutchouc, fixé à l'intérieur du/
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boîtier, de préférence perpendiculairement à l'axe de celui-ci . Le siège de soupape compend une ouverture située à quelque distance du boîtier, de préférence sensiblement au centre du siège et la soupape est supportée au voisinage de son siège, de façon à être en contact avec celui-ci par le bord de l'ouverture .
La soupape est montée de façon à être sollicitée élastiquement contre le siège de soupape, de telle sorte qu'elle se soulève de son siège sous l'effet de la pression, appliquée par l'ouverture du siège de soupape, lorsque celui-ci est ipcurvé contre la soupape . Un passage d'admission consti- tuée de préférence par un tube en matériau flexible, est ordinairement prévu pour amener à la soupape un courant ou une colonne d'air sous pression .
Suivant l'invention, il est courant de combiner un sys tème de ce type avec une chambre de projection du son, partant de la soupape et entourant celle-ci. Il est également souhaitable de comprendre dans la combinaison des moyens, par exemple une poire à pression élastique pour établir l'écoulement d'air à travers l'ouverture du siège de soupape .
Suivant une particularité de l'invention,on prévoit deux ou plus de deux dispositifs à soupape à l'intérieur d'un seul appareil producteur de son présentant des chambres de projection du son des passages d'amenée d'air de différentes longueurs condui- sant aux soupapes respectives, et des moyens pour obliger l'air à passer à travers les tubes d'amenée pour former une colonne d'air sous pression dirigée vers chacune des différentes soupapes, afin de produire,au même mo- ment- , plusieurs sons de tons différents. Suivant une autre forme de réalisation préférée du système de soupape, un disque est fixé dans le boîtier pour.suppor- ter la soupape .
Ce disque comprend un bras flexible sensiblement perpendiculaire à l'axe de la soupape et
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du siège, la soupape étant supportée par le bras flexible et agencée de manière à prendre appui sur lui de façon que le bras soit plié lorsque la soupape est soulevée de son siège
D'autres objets et avantages de l'invention apparaî- tront plus complètement au cours de la description sui- vante en référence aux dessins ci-annexés, dans lesquels est illustrée une forme de réalisation préférée de l'inven- tion, et dans lesquels : la figure 1 est une coupe longitudinale d'un cornet suivant l'invention, comprenant deux dispositifs produc- teurs de son, chacun produisant une note différente mais en harmonie avec l'autre;
vue la figure 2 est une/dissociée , montrant en coupe les différentes parties d'un des dispositifs producteurs de son; la figure 3 est une coupe, suivant un plan diamétral du dispositif assemblé, montrant la position de celui-ci par rapport auxarties restantes du dispositif; la figure 4 est une vue de face de la soupape et de ses moyens de support ; la figure 5 est une coupe transversale suivant la ligne 5-5 de la figure 2) montant le siège de soupape en détail; la figure 6 est une coupe diamétrale comme la figure 3, mais montant la soupape en action, le siège incurvé étant @ et la soupape venant de quitter le siège;
la figure 7 est une vue de face semblable à la figure 4, mais montrant un autre type de moyens de support de la soupape, et la figure 8 est une coupe suivant la ligne 8-8 de la figure 7.
A la figure 1, les dispositifs producteurs de son sont indiqués en 10. Dans l'exemple représenté , on en emploie deux. Il est évident que le nombre de dispositifs
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employé peut varier suivant le désir . En \ employant deux ou plus de deux dispositifs 10, le fabricant peut four- nir un cornet émettant un son plus harmonieux .
Les dispositifs producteurs de sonO sont montés à l'intérieur d'un boîtier indiqué généralement par la nota- tion de référence 11 . Le boîtier est généralement cylin- drique et sa paroi latérale est indiquée en 12. Il com- prend une partie terminale intérieure 13 et une paroi extérieure ou antérieure 14 se présentant sous forme d'une grille 15. Cette paroi antérieure est fixée de manière amovible à l'extrémité antérieure du boîtier grâce à un rebord annulaire 16, adapté par pression sur le bord antérieur de la paroi latérale 12 du boîtier.
Les dispositifs 10 sont supportés par la paroi posté- rieure 13 grâce à des ouvertures 17 ménagées dans cette paroi 13. Les tubes 18, qui constituent les éléments d'in- troduction d'air dans les dispositifs et qui sont, de préférence, en un matériau flexible, par exemple en caoutchouc naturel ou en caoutchouc synthétique, passent à travers ces ouvertures et sont disposés à l'intérieur de la poire élastique à pression 19, grâce à laquelle est fournie la pression d'air. Cette poire est agencée pour être pressée de la manière habituelle, en sorte qu'elle comporte une soupape d'admission d'air à sens unique 20 dans sa paroi latérale . Lorsqu'on presse la poire, la soupape 20 se ferme et l'air est alors envoyé par les tu- bes aux dispositifs producteurs de son.
Le bord métalli- que des ouvertures 17 est tronconique et les dispositifs à force sont fixés en place, en enfonçant/les tronçons,de tube en caoutchouc dans ces ouvertures tronconiques. Les tubes sont de longueurs différentes, la longueur étant calculée de manière à produire des notes différentes. En d'autres termes, en modifiant la longueur de ces tubes d'admission, les dispositifs produisent des notes qui sont en harmonie.
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Chacun des dispositifs est constitué des parties représentées à la figure 2. Ainsi le corps 21 consiste en un boîtier en tôle mince , semblable à un dé et nourvu d'un court prolongement tubulaire 22 à une extrémité. Le tronçon de tube 18 est ajusté sur ce prolongement tubu- laire et permet ainsi l'admission d'air. Le boîtier en forme de dé comprend une partie arrondie ou hémisphérique 23 formant une chambre 24 que l'air traverse pour arriver au siège de soupape 25. Un rebord circulaire 26 est prévu perpendiculairement au boîtier en forme de dé. Comme indiqué ,le rebord circulaire fournit la surface sur laquelle est monté le siège de la soupape, le bord de ce siège reposant sur le rebord 26 .
Le siège est maintenu dans cette position au moyen d'une rondelle 27, qui prend appui contre le bord du siège de soupape et est maintenue dans cette position par une saillie annulaire à pression 28 ménagée sur la paroi cylindrique 29 du bottier .
Le siège de soupape est en un matériau élastique et flexible , par exemple en caoutchouc naturel ou en caoutchouc synthétique, et est, de préférence, constitué par un élément de siège mince, extrêmeent élastique et flexible et se présentant sous la forme d'un disque à ouverture 30 située centralement et axialement. L'élé- ment de soupape 31 est maintenu contre la face antérieure du siège en regard de l'ouverture 30 et peut être consti- tué par un disque en une matière dure quelconque, telle que métal, matière plastique, ou toute autre matière convenable . La soupape est maintenue dans sa position relative par rapport au siège, grâce à un ressort 32 à trois bras 33.
La partie centrale du ressort est attachée au centre de la soupape au moyen d'un rivet 34 disposé dans l'axe du disque de la soupape, une rondelle
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35 étant maintenue contre la face antérieure du ressort tripode 32 . Les extrémités extérieures des bras du res- sort 32 sont maintenues contre la saillie 28 au moyen d'un anneau en caoutchouc 36 et l'anneau est maintenu, à son tour, en position au moyen d'un capuchon 37. Le capuchon 37 comprend une paroi cylindrique et a une ou- verture 28 dans sa paroi antérieure, la matière qui entoure l'ouverture maintenant l'anneau de caoutchouc 36 contre le ressort.
Un élément amplificateur 39 peut être fixé sur tout l'assemblage comme montré aux figures 1 et 2, Cet élément en forme de dé est beaucoup plus grand que le cornet proprement dit . Il comprend des lames de ressort intérieures 40 s'engageant à frottement sur le cornet assemblé . Un jeu convenable est ménagé sur le pourtour du dispositif formant capuchon , dans la zone, engagée sur l'ensemble,de manière à permettre l'émission de son entre 1''élément amplificateur et le dispositif produgteur de son principal et à travers la grille pré- vue à l'avant du bottier, qui renferme ces dispositif comme . représenté à la figure 1.
Une forme modifiée de support de soupape peut être prévue, comme montré aux figures 7 et 8 . Dans cette forme, un disque 41 en métal mince et flexible, est formé de manière à présenter une rebord annulaire 42. La face du disque est découpée' de manière à former un flasque de support 43, qui est sensiblement situé perpendiculairement et transversalement à l'axe du disque . Ce flasque est fendu de manière à présenter un prolongement flexible 44 à l'intérieur dudit flasque.
Une soupape 45 est montée dans ce prolongement flexible, exactement dans l'axe du disque . Elle consis- te en un élément comportant une partie plate formant soupape 46 et un goujon 47 traversant le flasque,
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L'extrémité du goujon peut être refoulée ou matée pour former une tête 48, destinée pour maintenir librement la soupape en place . La tête du goujon est disposée par rapport à la partie formant soupape de telle manière que la soupape soit libre de flotter ou d'osciller dans l'ouverture , dans laquelle elle est montée On remarque- ra que le prolongement 44, qui supporte la soupape, est flexible et que le flasque 43, dont il est formé, est également flexible .
Ainsi, la soupape a un montage extrêmement flexible et elle est libre de s'ajuster dans toutes les directions dans des limites convenables, de façon à permettre un contact efficace avec son siège.
Il est évident que le disque et la soupape qu'il supporte peuvent remplacer la soupape et le ressort tripode des vues précédentes, lorsque l'on emploie la forme modifiée décrite ci-avant.
On notera que la soupape de la forme modifiée com- prend une partie arrondie, à l'endroit où le corps du goujon rejoint la soupape . En conséquence, comme indi- qué dans le dessin, l'adaptation de cette partie au trou du prolongement 44 provoquera un léger décalage de la tête de la soupape par rapport au prolongement.
Ainsi, le prolongement 44 s'incurvera sous l'action de la soupape, lorsqu'elle est soulevée de son siège.
On remarquera en se reportant à nouveau aux vues principales, que lorsque, par pressage de la poire, on fournit de l'air sous pression au cornet, le disque 25 formant le siège flexible de la soupape s'incurve vers l'extérieur, comme montré à la figure 6. Cette action du(siège entraîne la soupape vers l'extérieur, puisque la soupape est soumise à la tension d'un ressort Cependant , la soupape ne quittera pas son siège avant que les propriétés...élastiques du disque n'aient atteint
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une tension exigeant pour continuer une pression plus grande que celle nécessaire pour soulever la sou- pape. Lorsque cette tension est atteinte, la soupape rompt brusquement son contact avec le disque , en sorte que l'échappement de l'air est sensiblement explosif.
Ces mouvements de la soupape ont naturellement lieu à une vadence extrêmement grande . La vibration de la soupape et les mouvements du siège sont produits même avec une très faible pression. L'orifice, qui a eu ten- dance à s'élargir, puisque le disque est devenu convexe, mais qui en a été empêché du fait de son contact à friction avec la soupape se détend maintenant ou pour parler plus exactement , atteint par une déformation brusque un plus grand diamètre . A cause de son moindre p poids et de sa moindre inertie, le disque du siège retour- ne à son état normal plus vite que la soupape . L'éner- gie développée est absorbée par le ressort et fait faire retour à la soupape .
Cependant, comme le retour de la soupape se produit plus tard, dans le cycle que le re- tour du siège à sa position normale, il y a plus de jeu et, dès lors, lorsque la soupape se place sur son siège, elle le fait brusquement et avec un choc considéra- ble . Cette énergie de choc, transférée au dis- que de caoutchouc, est transformée en énergie de rebon- dissement pour la ramener la soupape à son point de dé- part pour un nouveau cycle.
Il est évident que l'assemblage de la soupape re- présente un poids bien défini et doit ainsi être pris en considération dans tous les calculs. Il existe un certain nombre de facteurs,qui contribuent ou concourent de façon rythmique à la création du son, tels que les pul- sations sonores engendrées dans le bottier par l'effet de pompage ou les vibrations sous le disque, ainsi A
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que la force ou charge du son, qui communique une poussée intermittente à la face extérieure du disque, les deux actions étant décalées l'une par rapport à l'autre d'un demi cycle.
Le but recherché est de produire une série de petites explosions engendrant une onde porteuse de qualité semi-musicale , à laquelle on peut conférer de la résonance, des harmoniques et des tons supplémen- taires . Le résultat est une note musicale effective- ment articulée et capable de larges variations dans sa production . Ces variations sont le résultat d'altéra- tions telles que celles consistant à permettre au res- sort de battre, en sorte qu'il émet ainsi un son carac- téristique propre à un ressort à vibrations amorties, ou à monter sur la soupape de vibration un morceau de fil de syntonisation .
Il est bien connu qu'une colonne d'air sous une certaine pression constitue un bon conducteur du son et est,de sa propre nature, extrêmement sensible, tout en ayant pour capacité d'amplifier un grand. nombre de fois un son faible . Pour régler la hauteur de son du cornet, on peut allonger ou raccourcir les tronçons de tube 18. En les allongeant, la hauteur du son est plus basse, en les raccourcissant elle est élevée. Les tron- çons de tube 18 forment des résonnateurs à hauteurs de son bien définies.
Par exemple, la hauteur du son peut varier entre celle obtenue en n'employant pas de tube du tout et celle obtenue avec un tube de quatre pouces de long , en sorte qu'on peut obtenir une gamme de plus d'une octave Si l'on désire un ton encore plus bas, l'assemblage à soupape peut être rendu plus lourd et les mêmes variations peuvent être employées dans la longueur des tronçons de tube ou tubulures 18l.
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Lorsqu'on emploie de l'air pour actionner l'appareil producteur de soon, il faut utiliser un élément de coupla- ge de plus grande aire, -tel que celle de la poire 19 .
La raison de cette condition réside dans le fait que le boîtier de l'appareil producteur de son, y compris la tubu- lure, est sympathique à la période de vibration représen- tée par sa résonance propre. C'est pourquoi , si la tubulu- re se termine dans un réceptacle de plus grandes dimensions et par conséquent capable d'une hauteur de son différente, l'appareil producteur de son s'isolera lui-même et l'harmonie régnera . Si on désire employer une source d'air provenant d'une longue manche, il sera encore nécessaire d'interposer un réceptacle d'un pouce cubique, au moins, de capacité, entre la source d'air et l'appareil producteur de son. Si ceci n'était pas réalisé, la vibra- tion de l'air engendrée dans l'appareil producteur de son et la tubulure tendrait à se transmettre le long du manche d'alimentation et le principe cesserait d'exister.
Il pourrait se produire des sons mais tant de variables en feraient une pure affaire de hasard. C'est pourquoi un filtre quelconque comme celui décrit devrait être expressé- ment établi .
Une bonne méthode d'évaluation à employer consiste à considérer qu'un jet d'air est libéré pendant la période de un degré au sommet de la courbe sinusoïdale , d'où l'expression "explosion instantanée" . Un amplificateur de son ou cornet peut être attaché à l'appareil produc- teur de son, si l'on doit avoir un ton de hauteur très faible.
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