Procédé pour convertir des vibrations mécaniques en vibrations acoustiques, et dispositif pour sa mise en oeuvre. L'invention se rapporte à un procédé pour convertir des vibrations mécaniques en vibrations acoustiques, caractérisé en ce due des variations de pression sont pro duites, en concordance avec la fréquence des sons à obtenir, par les vibrations mécanique:, clans une colonne gazeuse, en ce que ces variations de pression sont transformées en vibrations mécaniques, et en ce que ces dernières sont transmises à. un dia phragme de, dimensions relativement brande et suffisantes pour produire des sons du vo lume désiré sans autre amplification.
Le procédé suivant l'invention peut en particulier s'appliquer à tous appareils à re produire les sons.
L'invention se rapporte également à un dispositif pour la. mise en pauvre du procédé. Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, deux formes d'exécution du dis positif appliqué à des appareils à reproduire les sons, et un schéma .des éléments qu'il com porte. Les mêmes signes de référence dési- bnent les orbancs correspondants dans les di verses fibres.
La 1 est une ,coupe verticale sclié- matique d'un dispositif monté dans un men ble de salon; La fib. 2 est une vue en perspective d'un dispositif monté clans un appareil .de table, et La. fig. 3 est un schéma représentant les éléments constitutifs des deux formes d'exé cution précédentes.
La fig. 1 représente une machine parlante du type .destiné à reposer sur le sol. Un meuble 10 est pourvu d'une tablette 11 sup portant un moteur 12. Un couvercle à char nière 13 ferme ledit meuble. Au-dessus @de la tablette portant le moteur, est disposée une plaque tournante 14 qui reçoit un disque en- reâzstré 15 présentant un sillon ondulé sur ses faces.
Un organe générateur de vibrations G est disposé pour être actionné par le disque enregistré 15. Comme le montre la fig. 3, cet organe générateur est une boîte sonore du type employé jusqu'ici pour la repro duction des sons enregistrés; l'enveloppe 16 .de cette boîte renferme un diaphragme 17 tendu à sa périphérie, et en contact, en son centre, avec un style 18, monté de façon à pouvoir osciller.
Ce style est disposé pour re cevoir une pointe 19 qui suit le sillon enre gistré sur le disque et qui convertit les -on- dulations de ce sillon en mouvements vibra toires du diaphragme 17.
Pour ce dernier, on peut employer, .de préférence, un ,diaphragme ayant un dia mètre de l'ordre de grandeur de 65 millimètres, et pourvu de stries circu laires concentriques :donnant -de la rigidité à sa partie centrale. Ce diaphragme est afrné- nagé sur son pourtour de manière à pouvoir se déplacer axialement et à agir en quelque sorte omme un piston, grâce à son mouve ment oscillatoire.
L'espace situé :derrière le diaphragme communique avec un tube de transmission T, qui est fait par exemple en métal ou en verre, et dont la section intérieure est .de pré férence constante. Cette section peut toute fois varier dans des limites considérables, -d'un mode de réalisation à l'autre, suivant les différences dans les dimensions des autres organes. Un diamètre de 12,5 millimètres donne généralement -des résultats satisfai sants.
Ce tube aboutit à un récepteur compor tant un diaphragme amplificateur de dia mètre relativement grand A, qui est dis posé contre la paroi de face du meuble<B>10</B> en dessous de la tablette 11 .du moteur. Comme on le voit en fig. 1, le tube de trans mission T, à partir @de l'organe générateur, se dirige d'abord, vers l'arrière au-dessus de la plaque tournante 14; puis il forme un coude sensiblement à angle droit, traverse la tablette 11 et descend jusqu'à la hauteur ,du centre du diaphragme amplificateur. Là il fait un nouveau coude à peu près droit et aboutit, par une partie horizontale à l'or gane moteur M :du récepteur.
Une articulation tubulaire disposée sur le tube T permet au générateur G de parcourir le disque 15 et d'avoir :des mouvements .de montée et de -descente par rapport à la sur face plane du disque; une première section 20 du tube transmetteur T est reliée à un manchon horizontal 21 qui décrit des mou vements de rotation alternatifs dans un au tre manchon 22 présentant un évidement ?3 de la dimension nécessaire pour laisser oscil ler le tube 20. Ce manchon 22 porte un ap pendice tubulaire 24 monté :de manière à tourner autour .d'un axe vertical à l'intérieur d'une gaine verticale tubulaire 2,5 fixée sur la tablette 11.
Le canal intérieur de l'appendice tubu laire 24 et .de la ,gaine 25 communique avec une branche verticale 26 du tube de trans mission T, située au-dessous .de la tablette 11, et cette branche est prolongée par une branche horizontale 27 du même tube qui aboutit à l'organe moteur M. La -communica tion établie par les organes 21, 22, 23, 24. 25 permet au générateur G de se déplacer horizontalement au-dessus .du disque enregis treur 15 et aussi d'avoir l'amplitude .de dé placement nécessaire dans le sens vertical. Le canal constitué par les différents orga nes formant l'articulation tubulaire n'offre pratiquement ni rétrécissement, ni élargisse ment par rapport aux autres sections du tube de transmission T.
L'organe moteur M, avec lequel commu nique l'extrémité de la branche 27 :du tube de transmission, comprend une boîte 28 (fig. 3) et un diaphragme 29 dont la surface exposée au gaz en vibration est approxima tivement égale à celle du diaphragme<B>17.</B> Le diaphragme 29 est pratiquement le même que <B>le</B> diaphragme 17.
Dans la paroi .de face du meuble 10 est pratiquée une ouverture qui peut être fer mée par un ou plusieurs volets ou par d'au tres organes régulateurs ou modificateurs du son. Devant cette ouverture est placé l'am plificateur A .dont le diamètre est relative ment grand.
Cet organe est de préférence en une substance fibreuse: son diamètre peut être de l'ordre de .grandeur de 250 millimè tres; il comprend une partie centrale conique 30 légère et rigide, dont le rayon est à, peu près égal à la moitié du rayon total, et une partie extérieure annulaire plissée 31 .dont le pourtour est fixé à un cercle extérieur 32, 'fait d'une matière extrêmement flexible par lequel l'amplificateur se trouve porté et qui offre le minimum de résistance au mouve ment vibratoire linéaire de cet organe. Cet amplificateur vibre donc comme un tout ri de, c'est-à-dire qu'il est. animé -d'un mou vement analogue à celui d'un piston, parti culièrement pour les basses fréquences oscil latoires.
Entre le diaphragme 29 de l'organe mo teur<I>111 et</I> l'amplificateur<I>A</I> se trouve inter posé un levier 34 du second ,genre. Il y a avantage à ce que ce levier 3:1 soit relative ment rigide. Il est monté sur la boîte 28 et muni d'un prolongement en forme de ressort plat â5, attaché à la boîte 28. A son autre bout, le levier 34 est relié au centre du -dia phragme 29 ,par une pièce 36, et, en un point de sa longueur, il est relié au sommet -du cône 30 par un organe 37 (fig. 3).
On peut faire en sorte que l'amplitude :des vibrations communiquées à l'amplificateur par le dia- phra:b e de l'organe moteur soit diminuée, mais que la pression ou la puissance totale agissant sur l'amplificateur soit proportion nellement augmentée, et que l'amplificateur mette en vibrations un vblume d'air relative ment grand, capable de produire le volume de son désiré sans nouvelle amplification.
L'organe moteur<B>1</B>1 est monté sur un sup port, composé de plusieurs bras 38, dont les extrémités sont vissées à des blocs 39 situés autour de l'évidement recevant l'amplifica teur A. Ce support est pourvu, en son centre, d'un boîtier circulaire 40 qui constitue le ré ceptacle du diaphragme 29 -de l'organe mo teur.
Dans la forme d'exécution représentée par la fig. 2, la boîte 41 est du type géné ralement employé pour les .machines desti nées à reposer sur une table ou sur un sup port analogue. Cette boîte est munie .d'un couvercle 42. L'organe générateur G est en communication, par un long tube T, avec l'organe moteur N, agissant sur l'amplifica teur A, qui est monté sur la glande paroi verticale -de la boîte qui s'élève au-dessus de la tablette portant le moteur. Le tube de transmission T est moins long que dans le cas de la fig. 1. Un coude à angle -droit très court 43 est intercalé entre les éléments 21, 22, 23, 24, 25 de l'articulation tubulaire et l'organe moteur M.
Le tube peut contenir divers gaz, et sous différentes pressions; mais on .donne la pré férence à l'air à une pression sensiblement égale à la pression atmosphérique, ce qui permet de simplifier la construction de l'ap pareil, car des -défauts d'étanchéité entre l'in térieur et l'extérieur n'entraînent ni chute de pression, ni modification du milieu gazeux qui soient susceptibles de nuire au fonction nement -du dispositif.
La paroi du tube peut être par exemple en métal ou en verre. Comme ce tube a la tendance à accentuer certaines fréquences présentant des- rapports définis entre leur longueur d'onde et la, longueur -du tube, il est avantageusement pourvu -de coudes de ma nière à rendre plus uniforme le fonctionne ment du -dispositif aux différentes fréquen ces. Le fonctionnement du dispositif est le suivant: Les variations de pression transmises par la colonne de fluide gazeux engendrent, dans le .diaphragme de l'organe moteur<B>31,</B> .des vi brations ayant à peu près la même fréquence et la même amplitude que les vibrations -du diaphragme .du .générateur G.
De l'organe moteur 111, les vibrations sont transmises au -diaphragme de l'amplifica teur A. Ce diaphragme est de dimensions re lativement grandes.
Les vibrations du diaphragme de l'organe moteur 31 sont transmises au diaphragme de l'amplificateur A par le levier 34; les varia tions de pression, ainsi transmises au dia phragme moteur sont converties en variations de pression dans la masse d'air en contact avec la surface relativement grande du dia phragme amplificateur, dans des conditions où cette masse d'air se met effectivement à vibrer avec la même fréquence que celle des vibrations transmises au .diaphragme du gé nérateur et avec une amplitude plus faible mais une force plus grande et proportionnées à la charge portant sur le diaphragme am plificateur Ce dernier à cause du volume d'air relativement grand qu'il fait vibrer,
re produit les sons avec le volume .désiré.
On a trouvé que la transmission des vi brations par variations de pression dans une colonne gazeuse n'a donné lieu à aucune des difficultés inhérentes à l'emploi d'une co lonne liquide. Quand on fait usage d'air à la pression atmosphérique, le poids des organes en mouvement est réduit, ce qui diminue le coût de l'appareil, en même temps que le fait qu'il n'est pas essentiel que le tube renfer mant la colonne fluide soit hermétiquement clos; en effet, de petites fuites entre la co lonne gazeuse et l'atmosphère ambiante sont de peu d'importance puisque le fluide enve loppant la colonne est le même que celui que cette colonne contient et qu'ils ont, l'un et l'autre, la, même pression normale.
L'emploi d'un fluide :gazeux a encore cet avantage qu'une colonne de gaz, compressible et élasti que, est capable -d'absorber plus ou moins complètement les actions réflexes que le grand diaphragme amplificateur peut à cer tains moments exercer.
Par exemple, si ce grand diaphragme était rigidement relié aux organes sur les quels agit le disque enregistré, soit par des moyens mécaniques, soit par un milieu li quide doué d'une rigidité relative, une note soutenue ayant approximativement une fré quence égale à la fréquence naturelle de l'am plificateur pourrait amener celui-ci, par suite de son inertie, à réagir sur ces organes et à produire ce .qu'on appelle un souffle. Mais .dans un appareil tel que décrit, l'élas ticité et la compressibilité de la colonne ga zeuse permettent d'absorber tous les effets de ce genre dans la colonne transmetteuse elle-même, et la production de souffles est réduite au minimum, sinon entièrement éli minée.
La longueur et la forme de la colonne fluide peuvent être modifiées dans de larges limites, suivant la position que l'on adopte pour l'amplificateur, eu égard aux modalités d'après lesquelles a été effectué l'enregistre ment .du disque et d'après les dimensions et la nature de l'appareil pris dans son ensem ble.
Comme il a été signalé précédemment, le tube de transmission T présente quelques-uns des caractères d'un tube de résonance, de telle sorte que certaines fréquences se trou vent plus accentuées que d'autres. Il a été re connu, en -déterminant les caractéristiques d'un dispositif de transmission sans coude et en notant les irrégularités dans la courbe des intensités du son pour des fréquences diffé rentes, que les plus sensibles de ces irrégula rités peuvent être atténuées en plaçant des coudes à .des points où ils peuvent accentuer les fréquences qui ont une tendance à faiblir, ou affaiblir les fréquences qui tendent à être excessives.
Chaque coude du tube constitue une surface -de réflexion, de telle sorte qu'il se forme, à partir de chaque coude. une co lonne fluide qui possède sa fréquence natu relle propre. En donnant à ces colonnes par tielles des longueurs mesurées à partir des coudes, propres à accentuer -des fréquences données, on peut renforcer celles-ci et rendre la transmission ,des sons plus exactement uni forme.
La nature -du levier interposé entre le diaphragme moteur et le diaphragme am plificateur peut varier, et les longueurs relatives des bras de ce levier varie ront aussi selon le cas. Ces bras de levier sont avantageusement proportionnés de telle façon que, eu égard à la puissance dévelop pée par la mise en mouvement des organes qui agissent sur le disque enregistré et la ré sistance au mouvement vibratoire due à la brande surface du diaphragme, l'amplitude des vibrations soit diminuée, et la force qui met en mouvement le diaphragme relativement grand soit accrue,
de telle sorte que ce de@- nier organe soit mis en vibration sans alté ration appréciable .dans la production fidèle et nette -de sons du volume désiré. Il a été reconnu, due, dans un dispositif tel que!décrit, la. puissance développée par le disque enregistré de la. machine parlante type, quand on fait tourner ce disque à.
vi tesse normale, est capable de faire vibrer un diaphragme d'un diamètre de l'ordre de gran deur de 225 mm de manière à produire des sons ayant approximativement le même vo lume due ceux produits par la machine -type, sans qu'il soit fait usage d'un cornet ou d'un autre amplificateur.
On peut donner la pré férence à un levier semblable à celui que re présente le dessin; mais le rapport entre les longueurs :des bras du levier peut varier avec la dimension et la, nature du diaphragme Pour un dispositif :donné, il est bon de déter miner le point d'attache du levier à l'ampli ficateur qui assure l'effet le plus agréable, c'est-à-dire qui reproduit le plus fidèlement les sons :des disques de la machine parlante, avec le volume qui. répond aua besoins d'une machine de cette espèce. Dans ce but, on peut rendre variable à. volonté le. point d'attache du diaphragme amplificateur au levier.
Il est bien entendu que le procédé reven diqué est susceptible d'être appliqué égale ment à. .des appareils générateurs d'ondes so nores amplifiées dans lesquels les vibrations mécaniques à convertir en ondes acoustiques lie proviennent pas fini disque enregistré.