Générateur de sons On connaît des instruments de musique compor tant un tuyau sonore, fermé à une extrémité par une paroi susceptible d'être animée d'un mouvement vi bratoire de manière à mettre en vibration la masse d'air contenue dans ledit tuyau. Le son produit par un tel tuyau sonore est fonction de la longueur dudit tuyau.
Les instruments de ce genre sont essentiellement les tambours dans lesquels la paroi d'extrémité est constituée par une membrane de peau tendue qui a pour but, d'une part, sous l'effet de la percussion, d'emmagasiner de l'énergie et de la rendre sous forme de vibrations, sinusoïdales aussi peu amorties que possible, ce qui nécessite une membrane bien tendue, d'autre part, de mettre en vibration la masse d'air du tuyau avec une amplitude de: vibration aussi grande que possible. Les deux rôles, que doit jouer la membrane exigeraient donc pour celle-ci deux caractéristiques incompatibles, la tension éle vée limitant l'amplitude des vibrations.
La présente invention a pour objet un générateur de sons, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un tuyau sonore, fermé à l'une de ses extré mités par une paroi à laquelle un élément vibrant est susceptible de communiquer un mouvement vi bratoire dirigé dans le sens longitudinal du tuyau, de façon à mettre en vibration la masse d'air conte nue dans ledit tuyau, la fréquence de vibration du- dit élément vibrant étant sensiblement accordée avec celle du son fondamental du tuyau sonore.
Le dessin annexé représente plusieurs formes d'exécution du générateur objet de l'invention, à titre d'exemple.
La fig. 1 est une vue schématique en coupe lon gitudinale partielle d'une première forme d'exécu tion. La fig. 2 est une vue, semblable à la fig. 1, d'une deuxième forme d'exécution.
La fig. 3 est une vue, semblable à la fig. 1, d'une troisième forme d'exécution, présentant un dis positif assurant le réglage simultané des fréquences d'accord du tuyau acoustique et de l'élément vibrant.
La fig. 4 est une vue schématique en coupe lon gitudinale d'une quatrième forme d'exécution, fonc tionnant par percussion.
La fig. 5 est une vue schématique en coupe lon gitudinale d'une cinquième forme d'exécution, avec un schéma du dispositif électrodynamique, généra teur d'énergie vibratoire.
La première forme d'exécution représentée à la fig. 1, comprend un tube 1 sur lequel est monté un collier 2 coulissant et susceptible d'être immobilisé au moyen d'une vis 3. Le collier 2 présente deux prolongements latéraux 4, par exemple de section carrée, sur chacun desquels est susceptible de cou lisser, au moyen d'un collier de section correspon dante, un pilier 5 dont l'écartement latéral, par rap port au tube 1, est maintenue à une valeur désirée par la fixation des colliers à l'aide de vis 6.
L'extrémité supérieure du tube 1 est fermée par une membrane 7 dont la périphérie est serrée contre la surface extérieure du tube par un anneau 8. Au centre de cette membrane est fixé un piston, cons titué par une rondelle inférieure 9 et une rondelle supérieure 10 munie d'une tige 11. L'extrémité de la tige 11 est pourvue d'un évidement dans lequel est engagée une tige 12 constituant une tige vi brante, ou barre élastique. Pour faciliter son réglage et sa fixation, la tige 12 est filetée. A chacune de ses extrémités, la tige vibrante 12 est engagée dans une plaquette 13, formant ressort, et fixée par des écrous 14.
L'autre extrémité de chacune des pla quettes élastiques 13 est fixée rigidement à l'extré- mité supérieure des piliers respectifs au moyen d'une vis 15. La tige 12 est, en outre, engagée dans une plaquette élastique 17, appliquée contre la tige 11 du piston, ces éléments étant serrés ensemble, par exemple par des boulons 18. Une baguette de verre 19 est rendue solidaire de la plaquette élastique 17 par une bague 20, l'ensemble constituant un archet de verre. La tige 12 traverse également une équerre épaisse 21, serrée par un boulon.
Cette première forme d'exécution fonctionne de la manière suivante En déplaçant le collier 2, on règle tout d'abord la tension de la membrane 7, ledit collier étant immobilisé sur le tube 1 par des vis 3. On accorde la tige 12 en déplaçant latéralement les. écrous de fixation 14 et en faisant coulisser simultanément les piliers 5 sur les supports latéraux 4. La longueur du tube 1 est déterminée en vue de réaliser l'accord de l'ensemble du dispositif avec un maximum de ren dement acoustique.
Si l'on agit alors sur l'archet de verre en le frot tant longitudinalement, celui-ci met en vibration la tige 12 et donne au piston, formé par les rondelles 9, 10, et à la membrane 7, un mouvement alternatif en phase, produisant des pressions et des dépressions dans la masse d'air contenue dans le tuyau 1.
Le générateur décrit pourrait également être excité par des percussions sur la surface supérieure de l'équerre 21.
Il est évident que le générateur décrit peut être constitué soit par un seul dispositif donnant une seule note, soit par plusieurs dispositifs semblables, accor dés sur les différentes notes.
La deuxième forme d'exécution représentée dans la fig. 2 comprend un tuyau 22 sur lequel est fixé un manchon 23, solidaire du bâti 24 de l'appareil, bâti qui comporte notamment une barre rigide 25. Le tuyau est immobilisé en position dans le man chon 23 par une vis 26. L'extrémité supérieure du tuyau 22 est fermée par une membrane 27, fixée par une bague de serrage 28. Le centre de la mem brane 27 est serré entre une rondelle 29 et une ron delle 30 qui se prolonge par une tige 31, ladite tige étant constituée par une plaque ajourée fonctionnant comme une tige de piston.
Une tige 32 vibrante, constituant le générateur de vibrations de l'instrument, est vissé à l'une de ses extrémités dans un taraudage de la barre 25 du bâti et fixée au moyen d'un écrou de blocage 33. La tige 32 est engagée dans un perçage de la tige de piston 31, ladite tige étant solidaire à son extrémité d'une masselotte 34. Cette masselotte 34 est reliée à la barre 25 par une tige 35, plus rigide que la tige 32, la tige 35 traversant un évidement de la tige de piston 31.
Une plaquette élastique 36 est rendue solidaire de la tige vibrante 32 par deux écrous 37, qui serrent ladite plaquette élastique et l'extrémité de la tige de piston 31 l'une contre l'autre. Sur cette plaquette 36 est montée, à l'aide d'un boulon 38, une bague 39, formant embase, destinée à loger l'extrémité d'une baguette de verre 40.
En outre, un faisceau de verges vibrantes 41, constitué par des cordes à piano de longueur voulue, est fixé sur la barre 25, par exemple par une vis 42.
La position du tuyau 22 est réglée de manière à assurer une tension convenable de la membrane 27. En agissant par frottement longitudinal sur la ba guette de verre 40, la tige vibrante 32 entre en vi bration et les vibrations, transversales de ladite tige sont transmises, par la tige de piston 31, les rondel les 29, 30 et la membrane 27, à la masse d'air en fermée dans le tuyau 22. Dans cette disposition d'or ganes, une partie de l'énergie vibratoire de la tige 32 est transmise, sous forme de vibrations de faible amplitude mais de pression élevée, à la barre 25 et, par celle-ci, au faisceau 41 de cordes à piano.
Ces cordes à piano prennent une vibration qui leur est propre et restituent une partie de l'énergie vibratoire à la barre 25 avec un certain retard et avec l'intro duction d'harmoniques. Cette énergie vibratoire res tituée est adaptée par le tuyau sonore 22 avec un retard permettant d'assurer un phénomène d'écho.
La troisième force d'exécution représentée à la fig. 3, comporte un tube 43 sur lequel est fixé un collier 44 portant deux bras 45 dont chacune des extrémités forme une chape destinée à recevoir un axe 46, chacun des axes 46 formant l'articulation d'un bras de levier 47. A l'une de leurs extrémités, chacun des bras 47 porte deux galets 48 en caout chouc, chaque paire de galets enserrant l'une des extrémités d'une tige 49, la tige 49 formant la tige vibrante du générateur sonore.
Entre les deux points d'appui de la tige 49 ainsi constitués est monté un archet de verre 50 semblable à ceux décrits et repré sentés dans les fig. 1 et 2, le point médian de la tige 49 étant relié à un piston 51, solidaire d'une mem brane 52 dont le bord est serré de façon étanche sur la paroi extérieure du tube 43. Cette disposition d'organes est identique à celle décrite et représentée dans les fig. 1 et 2.
Un tube 53, susceptible de coulisser à frottement doux à l'extérieur d'un tube 43, est muni, sur deux génératrices opposées, de plaques radiales 54, le bord extérieur de chacune desdites plaques formant une came. Avec chacune des cames ainsi constituées Co- opère un galet 55 dont l'axe de rotation est fixé à l'extrémité libre respective de chacun des leviers 47. Un ressort 56,à boudin, est intercalé entre le col lier 44 et chacun des leviers 47, lesdits ressorts étant destinés à maintenir les galets 55 en appui sur les cames 54, respectivement.
Cette troisième forme d'exécution fonctionne comme celle décrite et représentée à la fig. 1. Lors- qu'il est frotté longitudinalement, l'archet de verre 50 met en vibration la tige 49 qui donne au piston 51 et à la membrane 52 un mouvement alternatif en phase, créant ainsi des pressions et des dépres sions en phase dans la masse d'air contenue dans le tuyau 1.
Toutefois, par rapport à l'instrument de la fig. 1, celui représenté à la fig. 3 permet de produire plusieurs notes différentes, mais à tout allongement du tuyau doit correspondre un allongement corres pondant de la longueur de la barre 49 entre les galets 48, ce qui est obtenu par les cames 54 et les leviers 47.
A titre indicatif, les longueurs L du tuyau formé par les tuyaux 43 et 53 et les longueurs l entre les galets sont les suivantes, pour un généra teur sonore ayant un diamètre de tuyau de 16 centi mètres et un poids de l'ensemble constitué par l'ar chet de verre 50 et le piston 51 d'une centaine de grammes, la tige 49 étant constituée par une tige d'acier de 6 millimètres de diamètre
EMI0003.0005
Ut <SEP> L <SEP> = <SEP> 150 <SEP> cm <SEP> l <SEP> = <SEP> 28 <SEP> cm
<tb> Ré <SEP> L <SEP> = <SEP> 127 <SEP> cm <SEP> l <SEP> = <SEP> 25 <SEP> cm
<tb> mi <SEP> L <SEP> = <SEP> 110 <SEP> cm <SEP> l <SEP> = <SEP> 23 <SEP> cm
<tb> Fa <SEP> L <SEP> = <SEP> 101 <SEP> cm <SEP> l <SEP> = <SEP> 22,5 <SEP> cm
<tb> <B>soi</B> <SEP> L <SEP> = <SEP> 88 <SEP> cm <SEP> l <SEP> = <SEP> 21,
2 <SEP> cm Le tracé des cames 54 est établi en conséquence et il est évident qu'on pourrait réaliser un tuyau sonore télescopique à plus de deux tubes, de manière à permettre d'étendre la portée musicale du généra teur sonore. Le même résultat pourrait être obtenu en modifiant l'accord du tuyau par l'ouverture de perforations réalisées dans la paroi de celui-ci.
La quatrième forme d'exécution, représentée à la fig. 4, comprend un tube 57 fonctionnant comme tuyau sonore, ledit tube étant fixé dans un man chon 58 dans lequel il est bloqué par une vis 59. Ce manchon 58 est porté par le châssis 60 de l'ins trument. L'extrémité supérieure du tuyau est fermée par une membrane 61, solidaire du piston 62, comme décrit ci-dessus.
Le piston 62 est solidaire, par une tige 63, avec l'extrémité d'une barre 64 qui est elle-même fixée sur le châssis 60 par un bout d'axe 65 dont la lon gueur est réglable. A son autre extrémité, la barre 64 comporte une masselotte 66.
La période vibratoire du piston 62, de la barre 64 et du bout d'axe 65 est susceptible d'être réglée en agissant sur la longueur de ce bout d'axe 65 et sur le poids ou la position de la masselotte 66, de manière que cette période soit en accord avec la fréquence de résonance du tuyau sonore 57. Le générateur sonore est excité en frappant, au moyen d'un maillet 67, sur la masselotte 66 ou sur la barre 64. Les vibrations de la barre 64 sont transmises, comme décrit ci-dessus, par le piston 62 à la masse d'air enfermée dans le tuyau sonore 57.
Plusieurs tuyaux sonores, tels que le tuyau 57, avec leurs, générateurs correspondants pourraient être montés sur un même châssis.
La cinquième forme d'exécution, représentée à la fig. 5, est du genre à excitation électromagnétique. Elle comprend un bâti 68 qui porte, par un collier 69, un tuyau sonore 70 autour duquel est monté un deuxième tuyau 71, coulissant à frottement doux, de manière à donner les différentes périodes d'ac cord du tuyau correspondant aux différentes notes. L'extrémité supérieure du tuyau 70 est fermée par une membrane 72, fixée comme décrit ci-dessus et comportant un piston 73. Ce piston est solidaire d'une tige 74, elle-même solidaire d'un noyau 75, coopérant avec un moteur électrodynamique 76.
Le moteur électrodynamique est alimenté à partir d'un oscillateur 77,à basse fréquence, d'un type connu, dont l'organe de réglage de la fréquence est accou plé avec le déplacement du tuyau 71.
Dans la forme d'exécution représentée, l'oscilla teur est du type Hartley, à réglage par condensa teur. Le condensateur réglable est constitué par une armature fixe 78,à deux ou plusieurs lames paral lèles; entre lesquelles coulissent une ou plusieurs lames 79 portées par le tuyau mobile 71, avec inter position d'un élément isolant 80.
Les lames 79 ont une largeur croissante, de ma nière que la valeur de la capacité croisse avec la longueur du tuyau sonore.
On a représenté dans la fig. 5 un mode de réa lisation particulier de l'oscillateur 77 et de la capa cité variable, mais il est évident qu'on pourrait utili ser n'importe quel autre dispositif équivalent.
On voit donc que les formes d'exécution décrites sont basées sur l'utilisation d'un tuyau sonore, dont la longueur est accordée sur la note à obtenir et d'une paroi libre de vibrer avec une grande ampli tude dans la direction longitudinale du tuyau à la quelle l'énergie vibratoire est fournie par un élément vibrant dont la fréquence est sensiblement accordée avec celle du tuyau sonore.
En outre, dans certains cas, la hauteur de la note est réglable, par modifi cation de la fréquence d'accord du tuyau, avec mo dification simultanée de la fréquence caractéristique de l'élément vibrant.
La fréquence d'accord du tuyau est susceptible d'être modifiée de toutes manières connues, par exemple par un système télescopique ou par l'ou verture et la fermeture de trous échelonnés le long dudit tuyau.
L'élément vibrant pourrait être un élément mé canique constitué, notamment, par des tiges, métal liques vibrantes, encastrées à une extrémité ou fixées en deux points, lesdites tiges étant mises en vibra tion, par exemple, par percussion, par des moyens électromagnétiques donnant des vibrations sensible ment en phase avec la période propre de la tige vi brante, ou à l'aide d'archets de types divers.
L'élément vibrant pourrait également être cons titué par un élément électrique tel qu'un dispositif électromagnétique à vibreur ou à circuit d'accord.