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DISPOSITIF POUR LA CONVERSION D'IMPULSIONS ELECTRIQUES VARIABLES EN MOUVMENT MECANIQUE
La présente invention concerne les mouvements @ électriques pour la , conversion d'impulsions électriques variables en mouvement mécanique et elle vise,en parti- culier, à offrir un mouvement électrique propre à être utilisé avec des hauts-parleursde postes radioré- cepteurs, des récepteurs sur fils, etc. Ce mouvement ' électrique pré'sente des avantages spéciaux lorsqu'il est associé avec dea diaphragmes du type à grand cône.
Cepen- dant, comme ce -sera ci-après expliqué en détail,, il con- vient à divers autres usages ainsi que le comprendront les personnes de la partie*
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Pour permettre de mieux comprendre le dispositif qui fait l'objet de. l'invention et la capacité qu'il a de coopérer avantageusement avec un diaphragme de haut-parleur du type conique,, on le décrira ici appliqua à un diaphragme de ce type et-, en particulier, à un diaphragme monté de manière à permettre le libre mouve- ment d'ensemble du cône que les auteurs de l'invention ont trouvé convenir le mieux à la production, ou repro- duction, exacte de sons.
On peut faire usage d'autres cônes et d'autres montures conjointement avec le mouvement électrique faisant l'objet de la présente invention; mais, pour l'obtention des meilleursrésultats,. il doit y avoir une coordination correcte entrele mouvement électrique et le diaphragme vibrant et l'on doit prendre en bonne considération les poids des divers éléments mobiles ainsi que les grandeurs de leurs mouvements
Dans la forme d'exécution préférée de l'invention, la disposition électrique est telle que la vibration de l'armature est de faible amplitude.
Le mouvement électrique faisant l'objet de la présente invention comprend une armature vibrante, très rigide, dont l'une des extrémités est solidement assujettie et dont l'autre extrémité est libre de vibrer. La partie extrême libre est normalement disposée à mi-chemin entre deux pôled'électroaimant qui sont, à leur tour, assujettis à l'un des pôles d'un fort ai- mant permanent, de telle sorte que les deux pôles d'élec- troaimant ont la même polarité et exercent normalement desforceségales, et s'opposant l'une à l'autre, sur l'extrémité libre de l'armature. Les deux pôles d'élec- troaimant sont ceux d'une unique pièce polaire en fer
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doux et* sur chacun d'eux, est.
montée une bobine à travers laquelle le courant de mise en mouvement, ou courant de parole, circule en produisant par cela même des différen- ces variables, d'attraction magnétique entre l'armature et les pâles d'électroaimants, Le dispositif peut être considéré comme comprenant une armature polarisée dont 1* extrémité libre est située entre des bobines de parole, s*opposant l'une à l'autre à travers l'une ou l'autre, ou l'une et l'autre,, desquelles le flux magnétique de ladite armature peut passer.
Des fluctuations de courant dans les bobines de parole font vibrer l'armature d'une façon correspondante et les vibrations ainsi développées dans l'armature peuvent être représentatives d'ondes sonores et être capablesd'être converties en ondes sonore Sa
Les auteurs de l'invention ont découvert que l'on obtient des. résultats nettement meilleurs, dans des mou- vements éleqtriques du type actuellement en cours de discussion, avec une armature très rigide dont la fré- quence naturelle est 'au-dessus d'une bonne audibilité. ou tout au moins plusélevée que 1* échelle musicale ordinai- re, et avec la bielle reliant. l'armature et- le diaphragme attachée à l'armature en un point situé entre l'extrémité fixe de cette armature et la;
partie de celle-ci qui est adjacente aux pôles d'électroaimant. Le point exao,t pour la meilleure attache à. l'armature peut être trouvé par tâtonnements* Dans cesconditions, l'amplitude de vibra- tion du diaphragme est moindre que l'amplitude de vibra- tion de cette partie de l'armature sur laquelle agit di- rectement l'électroaimant. Ceci est contraire à la dis- position de haut-parleur habituelle dans laquelle il est prévu un actionnement amplifié du diaphragme.
La présente disposition convient particulièrement pour'être utilisée
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avec un diaphragme conique qui est très rigide et très léger et est retenu aussi peu que possible à sa périphé- rie,de sorte qu'il peut vibrer sensiblement tout entier au lieu de se courber ou de s'inflechir à la manière d'un diaphragme ordinaire..'Bien que les meilleurs résultats dans des récepteurs pour la téléphonie sans fil et sur fils ne puissent être obtenus qu'avec un diaphragme très rigide., léger et librement =bile* on peut cepen- dant obtenir encore de bons résultats avec un diaphragme qu'on ne pourrait pas regarder comme réunissant ces qualités et ]-*invention ne doit, par conséquent, pas être considérée comme limitée à ces égards* Sur les dessins ci-Joints :
Fig. 1 est'une élévation en coupe d'un haut-parleur construit conformément à l'invention ;
Fig. 2 est une coupe d'un fragment d'une autre dis- position de diaphragme conique
Fige 3, 4 et 5 sont une vue de côté un plan et une vue d'arrière, respectivement, du mouvement électri- que dont il est fait usage pour actionner le diaphragme;
Fig. 6 est une vue, partie en coupe transversale suivant 6-6, fig. 4 et à plus grande échelle que figs 3, 4 et 5, du mouvement électrique ;
Fig. 7 est une vue partie en coupe suivant 7-7. fig. 6 et
Fig. 8 est une élévation d'arrière du récepteur, le mouvement électrique étant enlevé.
Le diaphragme conique 1 est de préférence de grand diamètre, habituellement plus de vingt trois centimètres, et lest fait , en totalité ou en partie, en papier afin d'en assurer la légèreté. Le papier doit être, raide Un papier a longues fibres, de ,
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structure poreuse, sans " charge. ", remplira bien le but et tout encollage doit être effectué sur les fibres avant feutrage et non sur la feuille une fois formée. Une couche de vernis ou autre matière analogue, appliquée à un cône fini risque de nuire à ses bonnes qualités productrices de sons .La fragilité dans le cône est une caractéristique désirable, pourvu que le papier ait, en même temps, une résistance suffisante pour supporter un transport commercial et une manipulation ordinaire pendant l'usage.
Inexpérience des auteurs de l'invention leur a montré que du papier,vieux de plusieurs années est meilleur que du papier de fabrication récente, probablement à cause de la rigidité plus grande des fibres, due au vieillisse- ment. En tout cas, le papier dont il est fait usage pour le cône doit être capable d'être plié sans se casser, afin qu'on puisse former dedans le ou lesplis circonfé- rentiels sur lesquels les auteurs de l'invention comptent pour le libre mouvement d'ensemble du diaphragme lorsqu'il est en usagea
Pour faire le diaphragme représenté, on coupe d'abord une feuille de papier plate pour former; un secteur du rayon et de l'angle voulus.
On fait ensuite dans ce secteur en papier un ou plusieurs plis, circonférentiellement., à un ou plusieurs rayons moindres, pour marquer la ou les lignes suivant lesquelles le papier peut être plié à angle vif pour produire les résultats désirés..
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Au coursde la formation du secteur plat en un cône, celles des parties de la feuille de papier qui doivent former le bord de support sont pressées dans un sens ou dans l'autre, suivant le cas, de façon à les amener dans le plan qu'elles doivent occuper On colle ensuite le cône
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@ suivant son joint radial. En formant le cône completde cette façon, le bord, ou ondulation circonférentielle, est formé sans aucune déformation notable du papier, défor- mation qui pourrait être cause que la partie principale du diaphragme se gondoleraiten certains points, ou se trou- verait inégalement tendue.
Comme variante,on peut découper le secteur dans la feuille de papier plate et le coller pour en former un cône puis, au moyen d'un outil convenable, faire un pli dans le cône près de son bord et pousser la périphérie en avant jusqu'à ce que, en se pliant brusquement à l'endroit du pli 2, elle prenne la position représentée à la fig. 2.
Un pliage circonférentiel similaire suivant les lignes 2' et 2" produira lei triple pli ou ondulation de fig. 1.
L'expérience a montré qu'avec un seul pli, comme celui représenté à la fig.2, le bord, allant en s'évasant d'ar- rière en avant, du cône prend naturellement une position. faisant le même angle-avec la verticale que le corps prin- cipal du cône.. Cette caractéristique est importante parce qu'elle soustrait le cône à des efforts irréguliers et parce qu'elle contribue, à cette liberté de mouvement d'ensem- ble du cône que les auteursde l'invention ont trouvé être si vitale pour la production, ou reproduction, la plus satisfaisante des sons..
En vertu du ou des plis circonférentiels et de la rigidité du papier dont est fait le diaphragme, la partie principale de ce dernier est à même de vibrer sensiblement en son entier, c'est-à-dire avec peu ou pas de flexion du cône. Il oeil résulte une reproduction beaucoup plus exacte que celle qu'il est possible d'obtenir avec un diaphragme
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soumis à une action de flexion. On obtient les meilleurs résultats en ayant une partie, mais non la totalitédu bord du cône assujettie à un supporta la partie restante, ou partie interne du bord étant celle qui assure la fle- xibilité en donnant au cône proprement dit le support et la retenue nécessaires tout en permettant en même temps à ce cône de se mouvoir axialement d'une façon ressemblant beaucoup à ce qu'il ferait s'il était sans support.
On peut employer une disposition quelconque pour supporter le diaphragme de façon'qu'il soit capable d'un mouvement d'ensemble avec peu de retenue, au lieu de plier ou d'ondu- ler la partie périphérique du diaphragme comme cela a été décrit ci-dessus; mais la disposition représentée est peu coûteuse, présente un bon aspect et remplit bien son but.
Le support pour le diaagme et pour le mouvement électrique, ou mécanisme d'actionnement électromagnétique, comprend une pièce de tôle 3, repoussée au tour ou embou- tie, de forme tronconique, ayant un rebord en retrait avec un bord roulé 4,formé comme c'est représenté pour recevoir le diaphragme. Le bourrelet métallique 4, protège le bord du cône contre une détérioration mécanique. Le bord du diaphragme porte à plat contre le rebord métallique et est de préférence collé à celui-ci, mais est suffisam- ment plus large que ledit rebord pour offrir au cône le support élastique désiré. La pièce de tôle 3 est pourvue d'une grande ouverture centrale 5 dans laquelle le mouve- ment électrique est introduit de façon à pouvoir en être retiré.
Un montant 6, qui peut-être en fonte ou en laiton,
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est rivé ou assujetti autrement à la pièce de tôle 3 et est, à son tour, assujetti au pied en métal fondu 7 au moyen d'une tige filetée 8. et d'un écrou 9. La pièce en tôle 3 est de préférence pourvue d'ouverture-s, comme c'est représenté en 10, 11 et 12, dans le but de faciliter le passage d'ondes sonores de l'intérieur de l'appareil à l'air libre. Les ouvertures 10, 11 et 12 peuvent avoir une forme décorative. Le mouvement électrique comprend un ai- , niant permanent 13 , en forme de U, dont les deux extrémités sont fendues comme cela est .indiqué en 14 et 15.
A l'un des pôles de l'aimant permanent est assujettie, au moyen d'une vis 17, une pièce polaire en fer doux 16 pour laquelle des pôles sont constitués par des tiges filetées 18 et 19 qui sont ajustables dedans en se rapprochant et s'éloignant l'une de l'autre. Entre les branches de la pièce polaire
16 est introduit un bloc de forme spéciale, 20, en matière . isolante telle que la bakélite, ayant desévidements de la dimension voulue pour recevoir les bobines d'électroaimant
21 et 22 dont chacune entoure une des tiges 18 et 19. Les ouvertures centrales existant à travers les bobines 21 et
22 sont de la dimension voulue pour s'adapter sur les parties non filetées des tiges 18 et 19.
Les bobines 21 et 22 'doivent être solidement saisiesdans le bloc 20 et, si c'est nécessaire, elles peuvent être collées en place. Le bloc 20 doit s'adapter à frottement dur entre les branches 'de la pièce polaire 16 et les parties non filetées des tiges 18 et 19 doivent s'adapter à frottement dur dans les trous des bobines 21 et 22. Une armature en fer doux, très rigide, 23, est solidement boulonnée par une de ses extré- mités à l'un des pôles de l'aimant permanent et son extré- mité libre est normalement située à mi-chemin entre les extrémités des pôles formés par les tiges 18 et 19.
Norma-
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lement, la polarité de ces pâles est la même et ils sont réglés de telle sorte que leurs attractions magnétiques sur l'armature 23 soient égales et s'opposent l'une à l'autre.
Une tige 24 est rigidement attachée, par l'une de ses extrémités, à l'armature 23 en un point situé entre l'extrémité assujettie de cette armature et la partie de celle-ci qui se trouve entre les pôles d'électroaimant.
L'autre bout de la tige 24 est'attaché au centre du diaphragme au moyen d*une vis de. serrage 25. La tige 24
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forme une bielle reliant'1*'armature 23 au diaphragme 1 et fonctionne pour transmettre à celui-ci les vibrations de celle-là.. Pour assurer une fixation au point d'attache solide au centre du diaphragme, celui-ci est renforcé au moyen d'une paire de'rondelles coniques 26 assujetties ensemble, avec le diaphragme entre elles, au moyen d'un rivet creux 27 à travers lequel la tige 24 passe.
Les bobines 21 et 22 sont enroulées de telle sorte que du courant passant dans un sens produit une attrac- tion de l'armature 23 vers l'un despôles d'électroaimant et vice versa..
Le mécanisme d'actonnement du diaphragme, comprenant l'aimant permanente l'armature, la bielle et les bobines, forme un ensemble monobloc qui est montésur une plaque métallique 28 par l'intermédiaire d'un bloc de bois 29 auquel l'aimant,permanent est assujetti au moyen d'une plaque de serrage à trois bras, 30, qui embrasse l'aimant permanent, et d'une paire de vis à bois 31. La plaque 28 est assujettie à la pièce de support en tôle 3 au moyen de quatre vis 32 . Une poignée 33, attachée à la plaque 28, offre un moyen commode de transporter l'appareil.
Bien que les auteurs de l'invention désirent n'être limités par aucune théorie pour les résultats hautement
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satisfaisants obtenus par eux dans la reproduction des sons par L'usage de l'appareil sus-décrit comme un haut-parleur pour radiorécepteurs et récepteurs fonction-* nant sur circuits à fils, voici néanmoins les idées qu'ils ont actuellement sur la question. Comme l'armature 23,est en acier et est relativement épaisse et rigide, elle a une période de vibration naturelle au-dessus de l'audibilité.
Le flux magnétique émanant de celui des pôles de l'aimant permanent auquel l'armature est rigide- ment-attachée passe en travers de l'armature vers l'artre pôle de l'aimant permanent et,, à 1* extrémité libre,ou vibrante. de cette armature, ou près de cette extrémité ce flux se divise en, deux parties dont une passe, par le pôle 18, à la pièce polaire en fer doux 16 et, de là, à l'aimant- permanent tandis que l'autre partie passe à travers le pôle 19. Les poules 18 et 19 sont réglables et on peut, par un mouvement longitudinal, leur donner une position telle que le flux magnétique se trouve norma- lement/divisé en deux portions égales.
Ce réglage peut se faire à la fabrique et on peut serrer les pôles, d'une façon permanente, dans la position de réglage voulue par dès boulons transversaux convenables passant à travers la, pièce polairefendue 16.
Une impulsion de courant à travers les bobines de parole 21 et 22 redistribue le flux magnétique qui passe de l'armature 23 dans les pôles réglables 18 et 19 de telle sorte que plus de la moitié de ce flux va à l'un des pôles, le pôle 18 par exemple. L'. armature 23 se meut alorsvers le pôle 18 et, par? son mouvement, diminue l'entrefer en augmentant par cela même le flux à ce pôle et en augmentant le tirage magnétique de ce pôle sur l'ar- mature. Les résultats sont, par conséquent, cumulatifs et
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le pôle qui attire tire magnétiquement avec de plus en plus de force tandis que le pôle opposé tire avec une force progressivement décroissante.
L'élasticité naturel- le de l'armature 23 est suffisante pour lui permettre de fléchir, mais l'armature est si raide et est supportée de telle sorte, à l'une desse extrémités, qu'elle ne peut venir frapper le pôle réglable vers'lequel elle se meut. Une impulsion de courant à travers les bobines de parole dans la direction opposée produit une flexion de l'armature vers le pôle 19 et l'armature oscillante est ainsi amenée à effectuer des mouvements qui, en fré- quence et en grandeur, représentent les variations de courant dans les bobines de parole. La tige 24 est rigi- dament attachée à l'armature 23 entre l'extrémité vibran- te et l'extrémité supportée de celle-ci. C'est là ce que les auteursde l'invention regardent comme une innova- tion importante.
Il y a un gain dans la puissance , mais une perte dans la grandeur du mouvement.
Le point exact en lequel la tige 24 peut être le mieux attachée à l'armature 23 se trouve à peu près au milieu de la longueur de celle-ci et dépend quelque peu de 1'.épaisseur et de la rigidité de l'armature, ainsi que du poids et d'autres caractéristiquesdu diaphragme auquel cette tige 24 est rigidement/attachée. On peut le mieux trouver ce-point par tâtonnements.
Le diaphragme qui convient le mieux pour être utilisé avec ce mouvement électrique est du type conique et de préférence, d'un diamètre non inférieur à 23 centimètres. La matière fibreuse dont le cône est fait doit être légère et relativement raide. Un papier poreux dont les fibres individuelles sont étroitement enchevêtrées les unes dans les autres et ont été rendues rigides par encollage ou vieillissement remplit bien
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le but. La raideur ou fragilité acquise par remplissage des interstices existant entre les fibres du papier avec un vernis par exemple n'apporte pas d'amélioration. La libre suspension du cône de façon qu'il puisse se mouvoir dans son entier, sans gauchissement ni flexion locale, est utile et importante.
Le fait de plier un bord circonféron- tiel sous un angle relativement vif et de permettre au bord de prendre son inclinaison naturelle propre par rapport à la verticale ( inclinaison qui se -trouve être sous un angle sensiblement égal à celui sous-tendu par le cône lui-même ) puisde fournir un supportmécanique au bord par l'intermédiaire d'une partie seulement de sa largeurs'donne au cône tout entier cette liberté de mouve- ment d'ensemble que les auteurs de l'invention ont trouvé si hautement désirable, tout en rendant en même temps le dispositif assez robuste pour être vendable*
En combinant ainsi le diaphragme avec le mouvement électrique, on peut obtenir un haut-parleur très satisfa,i- sant.
On peut faire varier quelque peu ses caractéristi- ques acoustiquesen changeant le poids ou la rigidité de l'armature vibrante ou en changeant le poids, la dimension ou l'épaisseur du cône fibreux. Pour la meilleure repro- duction de la parole, on doit accentuer fortement le sopra- no et pour la meilleure reproduction de la musique , accentuer fortement les tons graves* Quant aux tons plus bas de l'échelle musicale, le haut-parleur sus-décrit présente un grand avantage sur toute construction , que ses auteurs ont été à même d'observer, où le mouvement
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