Discussion sur la vitesse disque des Wurlitzers importés des USA

Les articles de mon site suscitent pas mal de questions et d'échanges intéressants. Un passionné de Finlande me contacte (en Français !) pour me demander de l'aider à déterminer la meilleure façon de mettre son juke box Wurlitzer à la bonne vitesse. En effet, bon nombre de machines sont importées directement des USA, et donc fonctionnent en 110VAC / 60Hz. Il est facile d'insérer un transformateur pour descendre la tension secteur mais changer la fréquence est une autre affaire quasi impossible et tout le moins couteuse. Mais en changeant le diamètre d’une des poulies de transmission, la vitesse doit pouvoir être corrigée.

Je regarde sur l'Americana 3700 que je suis en train de réparer, la plaque indique bien 240VAC / 50 Hz et le disque me semble tourner à la bonne vitesse, j'ai l'oreille je suis musicien. Je mesure précisément le diamètre des 4 poulies qui déterminent la vitesse de la platine : pignon moteur, poulie caoutchouc, poulie aluminium et platine.

Juste pour mon amusement, je calcule les rapports de vitesse induits par les diverses poulies, j'essaie de trouver la vitesse du moteur, mais je ne vois pas de plaquette sur le moteur. Je pose même un disque stroboscopique sur la platine, que je regarde avec une LED qui clignote à 50Hz, mais les stries ne se stabilisent pas. Bref calculs et mesures ne tombent pas juste et finalement, très occupé, je laisse tomber, je ne prends pas le temps de confirmer la bonne vitesse du moteur.

La machine a plusieurs graves problèmes (voir ci-dessus), et après plusieurs semaines, elle fonctionne de manière fiable et est reprise par mon partenaire pour le nettoyage et le chargement de disques final. En testant la machine son épouse lui dit "tient tes disques tournent trop lentement". Il en écoute un, le prend et le joue sur sa chaine stéréo, caramba, il joue plus vite sur la chaine !

Toujours obnubilé par la pose de nouveaux silent blocs et la remise de 2 nouvelles courroies, je pense que la nouvelle position du moteur tend trop les courroies et freine le plateau. Je lui conseille de régler la position du moteur pour relâcher un peu la tension des courroies mais rien n'y fait.

Subitement je me rappelle mes calculs et ma mesure qui ne tombaient pas juste et paf ça fait tilt dans ma tête : une nouvelle hypothèse apparaît ! Et si cette machine annoncée à 50 Hz avait quand même des poulies US pour 60 Hz en place ? Nomdijou, je me suis fait avoir comme un bleu ! Je vérifie mes calculs avec cette nouvelle hypothèse et évidemment, c'est bien ça, maintenant tous mes calculs tombent justes. Les voici. D'abord, quelles sont les vitesses possibles du moteur ? Source ici

Un moteur qui tourne à 1.800 tours/min à 60 Hz tournera à 1.500 tours/min à 50 Hz. Donc il tourne 20% plus lentement et il doit aussi chauffer plus. Une différence de vitesse de 20% équivaut à un demi-ton musical. En effet, une octave (fréquence double) divisée par 12 demi-tons donne 20%. Ce n’est pas beaucoup, et non gênant à l'écoute si on n'est pas attentif et qu'on n'a pas de comparaison.

Passons aux calcul des rapports de vitesse. La réduction de vitesse totale passe par 2 rapports :

• disque caoutchouc (vert) / poulie moteur (rouge) = 64,0 mm / 10,5 mm = 6,1
• platine (jaune) / poulie aluminium (bleu) = 123,0 mm / 18,7 mm = 6,6

Soit un rapport final de 6,1 x 6,6 = 40,1 (en théorie le rapport est 40, la différence est l’incertitude de mesure due aux instruments). Donc pour que la platine tourne à 45 tours/min, le moteur doit tourner à 45 X 40 = 1.800 tours/min. Donc la machine est bien montée mécaniquement pour un réseau 60Hz, CQFD !

Comme on est en 50Hz, le moteur tourne à 1.500 tours/min et la platine à 37 tours/min au lieu de 45. Le tableau ci-dessous calcule en 3 colonnes les vitesses en 60Hz, en 50Hz et l’adaptation à faire pour corriger la vitesse finale.

La solution la plus rapide et la plus simple pour augmenter la vitesse est d’augmenter le diamètre du poulie moteur (rouge), avec tube caoutchouc ou autre (plexi, métal), gaine thermo-rétractable, ruban adhésif (bof!) … ou remplacer totalement la poulie par un autre cylindre dur au bon diamètre. La poulie moteur actuelle fait 10,5 mm de diamètre et doit passer à 12,6 mm, il suffit donc de lui ajouter une épaisseur de 1,1 mm.

Comme le diamètre de la poulie moteur augmente, il faut éventuellement écarter la roue caoutchouc (vert) sinon la platine va tourner tout le temps et presser trop fort. Pour la reculer il faut régler avec les 2 vis (en haut à droite, « turntable adjustement plate mounting screws ») et ajuster la longueur de la tringle.

Avec le recul au lieu de faire une mesure stroboscopique complexe pour vérifier la vitesse, il aurait été plus simple de mettre un repère sur le bord de la platine et de compter le nombre de tours pendant une minute ! Cela ne m'arrivera plus, c'est comme cela qu'on apprend ! Je reste quand même surpris que cette machine prévue pour l'Europe n'ait pas eu son ressort installé d'origine.

Entre temps, j'ai trouvé mieux pour mesurer la vitesse de rotation de manière simple et précise. Il suffit de mettre un aimant au bord de la platine et d'utiliser un compte-tours magnétique : des applications gratuites pour smartphones existent, voir sur ma page "outils".