L'orgue de barbarie de Bernard et Philippe

L'orgue de barbarie de Bernard et Philippe

La flute de pan: les trous carrés, réglage latéral et obturation

trou noir.jpg

 

La flûte de pan est une tête de lecture du carton. Elle a pour fonction de transformer une information binaire (trou ou présence du carton) en action pneumatique (l'air passe ou est bouché), ce qui va actionner le système de commande de l'air de la flûte par l'intermédiaire d'un conduit qui la relie à la chambre d'un moteur (soupape Erman, pillbox, wurlitzer, ou préférentiellement pour nous une vanne à membrane).

C'est un élément qui demande  une grande précision d'usinage et qui est facilité si on possède un outillage particulier comme une fraiseuse et une table d'avancement croisée, mais on peut bricoler un montage pour faire autrement...

 

- Espacement des trous

 

Les trous  d'une flûte de pan sont alignés sur une rangée avec un espacement rigoureux de 4.2 mm

 

 

- Forme des trous

 

Ils peuvent être ronds de diamètre 3mm. les notes longues avec un poinçon rond peuvent être constituées d'une succession de trous ronds avec des petits ponts ou encore de trous oblongs sans petit ponts, ils sont alors considérés comme des trous ronds pour ce qui concerne l'attaque et la fermeture. Mais si il a des petits ponts il faut vérifier la non répétition

 

Ils peuvent aussi être rectangulaires ou carrés. un carré de 2.66*2.66 mm fait la même surface qu'un cercle de 3mm de diamètre.

Ils ont alors une profondeur (dans le sens du défilement de 3mm). Ils sont le plus souvent percés avec des petits ponts.

Ils ont une largeur de l'ordre de 3mm qui est quelques fois légèrement variable entre 2.7 et 3.5 mm, selon les dimensions du poinçon qui a perforé le carton et selon ce que l'on veut privilégier:

soit la sécurité de tolérance de guidage pour la lecture, ou favoriser le débit du passage de l'air du conduit pour améliorer la rapidité de vidange de la chambre pour garantir la précision des répétitions.

 

 

- Marge entre le bord de référence et l'axe du premier trou

 

 Le bord de référence est toujours coté flûtes par convention (sauf si vous faites défiler le carton de droite à gauche).

Nécessaire à un bon maintient du carton contre le bord de référence (surtout lors du passage d'une note longue une blanche par exemple).  

 la distance entre le bord de référence et le bord du premier trou varie avec la largeur du poinçon et change donc avec le noteur. Elle ne devrait donc pas être utilisée pour éviter des confusions.

 

 En pneumatique et 27t=10.5mm pour les noteurs et 10mm pour le facteur Jean-Paul Erman

 et en 42t= 6.3mm non standard

 

 

 La différence entre le standard et les noteurs dans le standard 27 pneumatique vient d'une tolérance d'usure du bord de référence voir l’article sur le guidage du carton et l’anti-wouaps.

Ce point est aussi influencé par le fait que les noteurs percent généralement les cartons par empilement de 6 à la fois avec des risques de décalages transversaux si les largeurs des bobines ne sont pas exactement identiques. Pour rattraper ce genre de défauts il suffit de prévoir des flûtes de pan avec un réglage fin (de + ou- 2mm) perpendiculairement  au sens de défilement  du carton.

 

 

Une partie de nos cartons présentent des décalages latéraux par rapport au bord de référence ce qui ne nous a jamais gêné puisque l'on fabrique nos flûtes de pan avec une possibilité de réglage latéral. Mais pour atteindre cet objectif la flûte de pan doit être mobile.

 

La vis de réglage:

 

FdP-carre-3.jpeg

 

 

Avec un ressort à l'arrière on n'a besoin que d'un déplacement de + ou- 2mm maximum.

 

FdP-carre-4.jpeg

 

FdP-carre-5.jpeg
 

 

 

 et le réglage par tournevis

On pourrait penser qui faut faire bouger simultanément le rouleau presseur cannelé avec la flûte de pan mais ce n'est pas indispensable si il est en dehors de l'axe des trous.

 

 

 

 

 

- numérotation des trous

 

 Si pour un 27t pneumatique on numérote les flûtes de la plus grave (donc la plus longue) à la plus aiguë (donc la plus courte) de 1 à 27 il faut les raccorder à la flûte de pan dans le même ordre en commençant par la N°1 raccordée au premier trou (celui le plus près du bord de référence).

Pour savoir à quelle note correspond chaque flûte:

chargez le tableau du diapason.
ou plus simplement le tableau-flûte/note.

 et l'article différences et incompatibilité des cartons

Rappel le bord de référence est du coté du montant du chemin des cartons le plus près des flûtes pour un carton qui défile de gauche à droite du tourneur avec le carton posé normalement (l'image de départ à l'endroit).

 

 le standard est le 27T. Les cartons 29T utilisent les marges pour rajouter 2 notes mais elles ne sont pas toujours les mêmes pour les noteurs et surtout chez les constructeurs amateurs en fonction des airs notés.
Conclusion un carton 27 passe sur les orgues 27 et 29 un carton 29 uniquement sur un orgue 29 mais pas sur tous les orgues 29. Si on les passe sur un 27 il va fonctionner quand même mais il va manquer 2 notes qui justement justifiaient de faire la notation en 29

 

 

On peut aussi se représenter comme ça en numérotant de 1 à 29 dans l'ordre des fréquences des notes. Le tableau de Jean-Claude Augiron:

 

Fdp-numerotation.jpg

 

 

 

 

 

Pour un 29 trous on peut numéroter de 0 à 28 le 0 est le plus près du bord de référence mais troué dans la marge (donc le N°1 reste à la même place) et le 28 à l'opposé.

Nota: les flûtes 0 et 28 ne sont pas toujours les mêmes pour tous.

 

 avec généralement la flûte la plus grave raccordée à l'emplacement 0 de la flûte de pan et l'autre au 28:

 

incompatible4.jpg

 

Ce qui permet de conserver les N° de 1 à 27 comme pour les notes du standard 27.

 

 

 

 

 

Une autre remarque sur l'utilisation des marges des cartons 27 touches pour "élargir" à 29 touches voir 31 mais avec des risques de fragilité et d'erreur de guidage, en faisant des pistes supplémentaires dans ces espaces disponibles. Ça ne coute rien de  faire des flûtes de pan à 31 trous qui ne sont branchés qu'en 27 standard et qu'on utilisera que par la suite soit pour des flûtes supplémentaires, soit pour commander des automates, ou des registres de changements de jeux, ou encore pour commander des percussions.

FdP-numerotation2.jpg

 

 

 - méthode ancienne abandonnée

 

Les flûtes de pan des orgues Erman sont généralement faites avec un perçage par forets donc en trous ronds sur une barre de laiton de section hexagonale.

FdP exagonale.png

 

On perce les trous de lecture jusqu'au centre, puis alternativement de part et d'autre en partant de l'extérieur des faces inférieures pour rejoindre le trous de lecture correspondant. Ces trous sont agrandis sur 8 mm de profondeur pour y coller un canon de laiton pour emmancher le tuyau de commande. Cette méthode est abandonnée car le foret a facilement tendance à dévier et même en pointant rigoureusement l'emplacement des perçages le canal de lecture tombe quelques fois à coté du premier perçage vertical et la pièce doit être jetée et refaite.

De plus les trous de lecture sont ronds et nous avons un nette préférence pour les trous carrés

 

 

- Pourquoi des trous carrés plutôt que des trous ronds?

 

Pour la différence entre trous ronds ou carrés, voici un topo qui vient de Pierre pénard ou Jipé pour justifier notre position:

 

Le but: Comprendre comment évolue la surface découverte du canal d'une flûte de pan en fonction de la géométrie de ce canal d'une part, et de la géométrie de la perforation du carton d'autre part.

On part du principe que ces géométries peuvent être carrées ou circulaires. L'extrapolation à une zone rectangulaire se déduisant du carré.

 

Trois cas peuvent donc se présenter: circulaire sur circulaire, carré sur carré, ou carré sur circulaire.

trou1.gif
 
Les calculs se basent sur une dimension de 3 mm. Le carré fera donc 3 mm de côté, et la perforation circulaire, 3 mm de diamètre.

 

Résultats:

trous carrés résultats.png


Comme on peut le constater si le carton a des trous carré pour exploiter au mieux le temps (assez rapide) de réaction des VMT ou VMC un bon complément sera une flûte de pan à trous carrés.
par exemple à 1mm de recouvrement la surface de passage de l'air du trou carré/carré est deux fois plus importante que rond/rond.

 Les déclenchements d'ouvertures sont plus francs ainsi que ceux de fermetures.

 

Même s'il existe des mortaiseuses à mèches carrées elles ne sont pas approvisionnées dans les dimensions que nous pratiquons, donc pour obtenir un tel résultat il faut usiner autrement qu'avec un foret.

 

Il existe aussi des machines qui font des trous carrés mais pas dans les petites dimensions dont nous avons besoin et ces machines ne font pas partie de l'outillage courants d'un bricoleur:

 

 

 

 

Pour fabriquer une flûte de pan à trous carrés il existe plusieurs méthodes.


1er Méthode sans table d'avancement ni fraiseuse

Le principe est simple on fabrique un "peigne" avec une fraise de  2.8 à 3mm avec une table d'avancement croisée qui n'a pas  de jeux dans un matériaux comme une feuille de pléxy de 3 à 4mm d'épaisseur sur une longueur de 15 à 25mm.
entre-axe de 4.2mm bien sûr.

on prépare deux moitiés de flûte (en bois dur type chêne de 2cm de large mini et 35 à 45mm de hauteur) pour les support des canons en laiton . On trace les trous en appliquant le peigne coté intérieur de chaque demi flûte (un trous sur deux de chaque coté).


on perce l'arrivée du tuyau de commande avec un foret de 3mm de l'intérieur vers l'extérieur  des demies flûtes de pan (de cette façon il n(y a pas de déviations indésirables). On agrandit à l'extérieur le trou de 3 à 6mm sur 1cm pour les canons.

on recouvre l'intérieur des demi flûtes de cuir pour boursette collée avec le coté pelucheux coté peigne et le coté lisse coté FdP et on repasse un coup de foret pour déboucher les canaux obstrués par le cuir.

il ne reste plus qu'à assembler le tout avec un boulon à chaque extrémité et un ou deux dans le travers sous les saignées du peigne. L'immense avantage c'est que l'on peut déplacer légèrement chaque dent du peigne pour l'aligner sur le carton d'essais pour obtenir exactement les intervalles avant de serrer à fond.

Le cuir assure l'étanchéité de l'ensemble par serrage.

Fdpcarré3.gif


Pour le  réglage des non répétitions on ponce le peigne sur un coté jusqu'à obtention de répétitions sans coupures sur les petits ponts du carton.

L'avantage avec le plexiglas c'est qu'en éclairant par en dessous on voit si l'alignement du rouleau cannelé est correct en regardant de l'extérieur de la boîte (fermée) des presseurs.

un peigne fait à l'arrache avec une scie sur table:
peigne2.gif

 

 


2ème Méthode avec une table d'avancement et une fraiseuse:

 

 

Dans de la résine est en acrylique ici du corian utilisé pour les plans de travail des cuisines et des hôpitaux. on  récupère (gratuitement) les chutes des évidements pour éviers auprès des professionnels de la pose.

Il faut impérativement travailler avec une fraiseuse équipée d'une table d'avancement croisée et de préférence avec lecture à affichage digital (par exemple en utilisant un pied à coulisse digital et des aimants) dont le confort de lecture évite les erreurs. Une fois les réglages et serrages de la fraiseuse terminés, la flûte de pan ne demande qu'une demi-heure de travail! On peut donc en profiter pour en faire plusieurs et approvisionner les BOB mal équipés.

 

On fait des rainures dans une moitié de flûte de pan en résine.

Les rainures font 3mm de large et sont espacées de 4.2mm en utilisant une fraise de 3mm, les cloisons entre les trous font donc 1.2mm.

En réglant la profondeur qui correspond à la largeur de lecture de la flûte de pan (par exemple entre 2.7 mm et 3 mm), On obtient des trous rectangulaires de 3*2.7 mm à 3*3 mm, qui font de 11% à 25% de surface de plus qu'un trou rond. La mise en place d'un martyre au contact de la sortie évite les éclats.

Cette profondeur doit satisfaire deux objectifs opposés sur les réactions de vanne à membrane:

faire couper sur les ponts normaux et ne pas couper sur les petits ponts voir l ’article sur les non répétions.

 

 

Fdp-trous-carrés.jpg


on perce l'arrivée du tuyau de commande avec un foret de 3mm ou 3.4 mm de l'intérieur vers l'extérieur, donc de la face rainurée jusqu'à la partie non rainurée (de cette façon il n'y a pas de déviations indésirables). On agrandit sur la face lisse les trous de 3 à 6mm sur quelques mm pour la mise en place des canons.
On assemble avec une autre moitié sur laquelle on étale un film de colle. On assemble et c'est prêt.
ce qui donne:

Fdp-trous-carrés1.jpg   

 

 

Un exemple de FdP pour lecture 42 touches compatible 27/29 en double étage:

16.jpeg

 

et une autre loupée (la dernière rangée est décalée) comme quoi il faut être attentif jusqu'à la fin:

FdP.jpg

 


Les canons sont tous du même coté pour permettre au rouleau entraineur d'être très près de l'autre ce qui permet une boîte de presseur réduite cumulant  un effet anti-wouaps.

Mais il est possible de répartir les départs des canons sur chaque cotés en augmentant la hauteur de la FdP:

 

 

FdP-abaisement.png
Dans cette configuration la flûte est collée et il n'est pas nécessaire d'intercaler un joint cuir. La profondeur des passages de fraise permet de régler les coupures sur petits ponts. voir l'article sur le carton de non-répétition.
Les décalages des canons (sur trois rangs) permettent aux tuyaux de commande d'être emboités sans aucune gêne.

 

FdpP-fraisage.jpg

 

 

 

 

 

La matière de cette FdP est une résine acrylique que l'on colle avec une colle type époxy ou cyano (ou mieux à la colle acrylique) en l'étalant uniformément sur la face lisse.

 

L'extrait de l'article sur la colle acrylique:

C'est typiquement la colle pour la flûte de pan à trous carrés en résine acrylique. Elle est soumises aux même conditions et recommandations que la colle époxydique mais encore plus chère mais utilisée aussi en moindre quantité.

Donc en seringue à double pistons comme la colle époxydique avec une résine et un durcisseur de couleur rose et verte au départ.

mélanger très énergiquement sinon la prise n'est pas uniforme. La quantité préparée doit être utilisée dans le délai indiqué car le surplus est perdu. Il vaut mieux préparer une quantité un peu plus importante en une seule fois dont on va perdre la partie non utilisée dans le délai de prise plutôt que se retrouver avec une quantité insuffisante au moment de coller.



Pour éviter à coup sûr d'avoir des coulures dans les canaux une solution simple des cordons dans les canaux que l'on doit retirer avant la prise de la colle mais après l'assemblage.


Dsc00017.jpg



C'est cette solution que l'on préconise maintenant.

 

3ème Méthode

 

Une dernière méthode a été évoquée en perçant avec un foret rond, puis en passant un emporte pièce carré taillé dans une queue carrée de taraud pour agrandir dans les angles avec une presse. Mais cette technique demande un outillage peu courant et un usinage difficile de l'outil tranchant dans de l'acier très dur.

 

 

 

 

Une dernière remarque pour  un orgue multistandard 42/29T il faut une Flûte de pan à double entrées dans ce genre:

 

Un exemple sur le premier orgue multistandard pneumatique 27/29 et 42 et  42 mécanique plus midi

FdP-carre-1.jpeg

 

 

La flûte de pan à double entrée avec le registre permet de passer les cartons 27/29 sur le même chemin des cartons mais l'ordre des flûtes n'est plus naturel de 1 à 42 comme dans le 42!

 

Les 29 flûtes qui sont raccordées lors du passage en 27/29 sont dans l'ordre des N°42  en partant du bord de référence axe de la première perforation a 6.3 mm du bord de référence, entre axe entre perforations : 4,2 mm!

10, 1, 3, 6, 8, 13, 15, 17, 18, 19, 20, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 39, 21, les autres ne sont pas utilisées.

 

Et un autre sur l'orgue de Bernard multistandard 27/29 et 42 plus midi:

 

FdP-carre-2.jpg

 

 

 

- réglages en hauteur de l'ensemble Flûte de pan entraineur et les presseurs

 

Par contre il faut aussi penser à faire plaquer le carton sur la flûte de pan puisqu'on travaille en pression ce qui a naturellement tendance à le soulever. Pour ça voir l’article sur l’ anti-wouaps.

On a trois possibilités :

- d'un coté un rouleau cannelé de diamètre environ 30mm

- de l'autre deux petits rouleaux de 10 à16mm de diamètre de part et d'autre de l'axe des trous.

- un seul petit rouleau et un presseur

 

 

Pour le rouleau entraineur la hauteur est déterminée ainsi:

avec les deux petits rouleaux l'entraineur avec son revêtement antidérapant en étant (légèrement) plus haut, a tendance à plaquer le carton sur la FdP par effet de levier et ce n'est pas intuitif!
 Avec un rouleau cannelé placé en avant des trous il faut au contraire le positionner un peu plus bas pour obtenir le placage du carton sur la FdP.

Cette méthode implique aussi d'avoir une cage pour chaque rouleau presseur avec des paliers sur ressorts dans une cage individuelle et orientable fixée dans la boîte à presseurs qui peut être réduite.

avec un seul petit rouleau l'entraineur doit être légèrement plus bas, et une flûte de pan bombée seulement coté entraineur.

c'est la solution recommandée actuellement!

pas de rouleau cannelé un seul et simple rouleau lisse avant les trous de la flûte de pan et un entrainement placé bas avec une flûte de pan bombée coté entraineur pour assurer l'étanchéité des trous en réglant la hauteur de la flûte de pan par rapport à l'entraineur.

 

 

 

 

 

anti wouaps3.png - les presseurs en cages

FdP-carre-6.jpeg

 

FdP-carre-7.jpeg

 

FdP-carre-8.jpeg

 

FdP-carre-9.jpeg

 

 

 

 

 

 

Enfin on n'arrête pas le progrès JCA (Jean-Claude Augiron) nous propose une  flûte de pan spéciale pour un orgue midifié qui permet une obturation sans mettre en place un carton pour basculer du carton au midi sans peine.

 

Fdp-carre-10.JPG

 

 

 

Les fichiers en .stl pour la  flûte de pan et le  rouleau cannelé pour les imprimer en 3D



09/10/2014
2 Poster un commentaire

Inscrivez-vous au blog

Soyez prévenu par email des prochaines mises à jour

Rejoignez les 126 autres membres