<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
Il Perfectionnements aug dispositifs lectro-drnamiquas " -------------------.----------------------------------- Priorité d'une demande de brevet déposée aux E.U.A. le 4.8.1926, aa nom de: Albert, Laaris l'haras.
La présente invention se rapporte aux dispositifs électro-dynamiques et pins particulièrement à un dispo- sitif acoustique comprenant un organe vibrant actionné
EMI1.2
électrodynamiquement, ce dispositif étant propre à être utilisé comme récepteur pour des haut-parleurs ou ana- logaes.
L'invention a pour but d'accroitre l'efficacité de fonctionnement des dispositifs électro-dynamiques, et plus particulièrement de transformer l'énergie électri- que en énergie acoustique avec une efficacité élevée et sensiblement uniforme dans des limites étendues de fréquences.
EMI1.3
Il a dâjà été mg3orë jusqcllici dans des disposi- tifs acoustiques, des diaphragmes qui sont actionnés par une bobine reliée au diaphragme. Il a également
<Desc/Clms Page number 2>
déjà été employé, dans des appareils électriques, des bobines qui sont formées en enroalant an conducteur plat de champ sur an mandrin, de sorte que le condacteur, dans chacune de ses différentes spires, soit sitaé ap- proximativement suivant des plans perpendiculaires à l'axe de la bobine.
Conformément à une forme de réalisation de la présente invention,'on obtient on accroissement d'effi- cacité ,dans un champ étenda de fréquence dans on dis- positif acoustique comprenant an diaphragme léger et une bobine légère et rigide fixée à celai-ci pour l'ac- tionner. Un circuit magnétique, comprenant on entrefer qui est formé de préférence par des pièces polaires annulaires concentriques, sert à fournir le flux pola- risant pour la bobine qui est placée dans cet entrefer.
La bobine est constituée par an conducteur en forme de raban, enroulé de champ (c'est-à-dire de telle manière que le plan du. raban soit perpendiculaire à l'axe de la bobine), le conducteur en raban étant isolé par une matière qui sert également à donner de la rigidité à la bobine et qai occupe on espace si faible que l'in- tervalle entre les pièces polaires du circuit magnéti- que est sensiblement rempli par la matière conductrice dont est faite la bobine. Le diaphragme comprend de préférence une partie périphérique flexible, dans laquel- le sont formées de petites zones rendues rigides, et une partie centrale rendue rigide, à la périphérie de laquelle la bobine est de préférence attachée ; les deux parties da diaphragme étant mises en vibration par la bobine lorsque celle-ci est excitée.
La masse effec- tive da diaphragme est de préférence égale à la masse de la bobine, et la matière conductrice de la bobine
<Desc/Clms Page number 3>
possède de préférence une faible valeur pour le pro- duit de sa masse par 'sa résistivité.
Dans sa forme de réalisation préférée, l'appareil suivant l'invention comprend un diaphragme et une cham- bre acoustique présentant la construction décrite dans la demande de brevet,déposée le 29 Juin 1927 pour : Perfectionnements aux dispositifs acoustiques " par l'emploi de laquelle la limite supérieure de fréquence du conduit acoustique correspond à une fréquence supé- rieure à la limite habituelle des fréquences employées dans la parole et la musique. La limite inférieure de fréquences d'un système haut-parleur, employant la cons- truction suivant la présente invention, est déterminée en grande partie par la longueur et le diamètre de l'em- bouchure du pavillon à travers/lequel le son est trans- mis.
Il est préférable d'employer un pavillon allant en s'évasant suivant une courbe exponentielle, compor- tant un conduit acoustique d'environ 3.4 mètres de long dans le but de transmettre uniformément des fréquences allant jusqu'à 80 cycles. En augmentant la longueur du pavillon, on peut abaisser cette fréquence limite jusqu'à toute fréquence désirée quelconque .
L'invention est décrite ci-après en détail en référence au dessin ci-joint, sur lequel:
La fig. 1 est une vue en coupe d'un haut-parleur suivant l'invention.
La fig. 2 est une vue à échelle agrandie d'une partie du diaphragme et de la bobine attachée à celui- ci, et
La fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la fig. 1.
Comme représenté sur le dessin, un électro-aimant comprenant le noyau annulaire creux 10, l'enroulement 11 et les pièces polaires annulaires 12 et 13, consti-
<Desc/Clms Page number 4>
tue an champ magnétique dans lequel est placée la bobi- ne 14. La partie 15 da noyau magnétique 10 est amovi- ble pour permettre le montage de l'enroulement 11 sur le noyaa, cette partie 15 étant assemblée aa noyau.,par les vis 16. Le diaphéargem, auquel la bobine 14 est at- tachée, comprend une partie rigide en forme de cuvette
17, une partie ondulée flexible 18, et une partie plane
19, qui est serrée entre l'enveloppe 20 et la partie 15 da noyaa.
Le diaphragme est séparé de la partie 15 du dispositif magnétique et de l'enveloppe 20 par les ba- gues de serrage 21, et il est maintena dans une posi- tion de serrage par des ..vis, passant à travers le re- bord de l'enveloppe 20, les bagues de serrage 21 et la partie plane 19 da diaphragme et vissées dans la partie extérieure 15 da dispositif magnétique
Le boachoa métallique 23, présentant la forme drun secteur sphérique , est fixé à l'enveloppe 20 par les oreilles en saillie 24 et les vis 25.
le rayon da boa- chon 23 est légèrement plus faible que celai de la sur- face adjacente de la partie 17, rigide et en forme de cuvette, da diaphragme , de sorte que la section du con- duit acoustique formé entre ces surfaces augmente gra- daellement à partir da centre da diaphragme et à partir de se partie périphérique vers le conduit acoustique commun formé par l'enveloppe 20 et le bouchon 23. Les sections transversales de ces conduits acoustiques sont telles que l'air, déplacé à partir de chacun des con- duits convergents, s'écoule dans le conduit acoustique comman approximativement à la même vitesse.
Le reste du conduit acoustique est également de préférence pro- filé de façon à augmenter graduellement de section à
<Desc/Clms Page number 5>
partir du diaphragme, jusqu'à 1* embouchure du pavillon
26.
La cavité dans la partie médiane du noyau 10 est fermée à chaque extrémité par une matière ayant une ré- sistance acoustique en série, telle que les pièces en toile. métallique à mailles fines 27 et 28, et une ma- tière absorbant le son 29, telle que de la laine est employée pour remplir la cavité entre ces toiles métal- liques. Une telle disposition supprime sensiblement la resonnance acoustique dans cette partie du dispositif.
Comme le grand gain dans l'efficacité de fonction- nement d'un récepteur -construit conformément à l'in- vention est dû. à la construction particulière de ,la bobine et da. diaphragme , le mode de construction de la bobine et le mode de fixation de cette bobine au diaphragme présentent une importance considérable. Bien .que les grandeurs relatives des différents facteurs, entrant dans la construction de l'organe vibrant da récepteur , aient souvent ane importance plus grande que les valeurs spécifiques des différentes grandeurs, il parait toutefois désirable, en vue de la clarté, d'indiquer les grandeurs spécifiques par l'emploi des- quelles les résultats désirés ont été obtenus.
Le procédé de fabrication de la bobine 14 consiste à enduire an raban d'aluminium propre, présentant une épaisseur d'environ Q,005 cm. et une largeur d'environ 0,Q36 cm, d'une mince solution de bakélite dans de l'acétone . Le raban enduit est alors soumis à une tem- pératare d'environ 350 C pendant une courte période dans le bat de durcir complètement l'enduit. On fait alors passer le condactear ainsi endait à travers une seconde solution de bakélite, qui est de préférence
<Desc/Clms Page number 6>
légèrement plus visqueuse que la précédente solution d'enduisage, après quoi on soumet le conducteur ainsi endait à une température d'environ 2500 C.,
dans le bat de produire l'évaporation diane partie du solvant.
Ceci laisse 1 tendait dans an état relativement sec, mais non durci. Le ruban endait est alors enroulé de champ sur un mandrin pouvant se replier sur lai-même de façon à former une bobine d'environ 5 cm. de diamè- tre, qui est cuite à une température d'environ 2500 C et graduellement refroidie jusqu'à la température am- biante. La bobine , alors rigide et sensiblement exem- pte de tensions. internes, est enlevée du mandrin et est ramenée jusqu'à environ 50 spires, ce qui donne à la bo- bine une hauteur d'environ 0,267 cm. La surface inté- rieure de la bobine est enduite d'une matière liante, telle que de la bakalite ou de la laque, et on bord d'u- ne'bande 30 de tissa, tel que de la soie hailée, est attaché à la bobine au moyen da liant.
La bobine est alors placée sur an mandrin, dont le diamètre est in- férieur à celui du mandrin précédemment utilisé, d'une quantité égale à l'épaisseur de la bande de soie, et la bobine est chauffée à environ 1500 C. dans le but de sécher complètement la matière liante ; le bord op- posé de la bande de soie ha.ilée est ensuite attaché au diaphragme près de la périphérie de la partie 17 ren- due rigide de celui-ci et les parties d'extrémités 35 et 36 du tuban sont isolées et fixées saivant les fonds des ondulations de la partie flexible 18 du diaphragme aa moyen d'une couche de laque. Le dispositif assemblé est à nouveau chauffé à une température d'environ 1500 C, après quoi il est prêt à être monté dans le récep- teur.
La bobine est placée à mi-distance entre les pièces
<Desc/Clms Page number 7>
polaires annulaires 12 et 13, qui sont écartées l'une de l'autre d'environ Q,090 cm., et les extrémités du. raban sont attachées aux vis 31 et 32, qui sont reliées électriquement aux' bornes 33 et 34, recp ectivement, Com- me la largeur de la bobine et du tissa est d'environ 0,043 cm, il reste un jeu d'environ 0,024 cm. seulemnt entre l'une ou l'autre pièces polaire et la bobine. En employant le conducteur en forme de ruban et les couches très minces de matière isolante et augmentant la rigi- dité, on obtient une bobine compacte et regide ayant le nombre désiré de spires.
Les pertes mécaniques et électriques combinées de la bobine sont réduites à un minimum en employant une matière qui possède une faible valeur pour le produit de sa résistivité par sa masse. De bons résultats ont été obtenus en employant l'aluminium, pour lequel le produit de sa résistivité, en miorohms par centimètre cube, par sa masse, en grammes par centimètres cube, est approximativement égal à 8,0. Par suite de la présence d'impuretés, cette valeur peut être légèrement accrue, mais ne doit enaucun cas être supérieure à 9,0.
Pour obtenir une efficacité élevée il est en outre nécessai- re d'employer un diaphragme dont la partie vibrante est suffisamment étendue pour produire un grand déplacement de volume lorsqu'elle vibre et, dans le but d'obtenir un diaphragme ayant une partie rigide d'une rigidité suffisante, il est nécessaire d'employer une matière d'une certaine épaisseur minimum. De bons résultats ont étéobtenus en utilisant un diaphragme en aluminium d'une épaisseur d'environ 0,005 cm. et ayant une partie rigide d'environ 5,0 cm. de diamètre,.
Les masses ef- fectives faibles et sensiblement égales de la bobine et du diaphragme produisent une efficacité mécanique maxi- mum, tandis que le faible entrefer, entre les pièces
<Desc/Clms Page number 8>
@ polaires de 1'électro-aimant et la bobine compacte rem- plissant la totalité de l'espace disponible entre celles- ci a pour résultat une efficacité électrique maximum.
Il est également important de noter que les centres de gravité de la bohine et du diaphragme sont voisine l'an de l'autre ce qui pratiquement élimine la tendance de la bobine à vibrer indépendamment du diaphragme.
La partie flexible 18 du diaphragme consiste de préférence en des ondulations sensiblement rect il ignés, s'étendant perpendiculairement à des rayons tracés à partir des extrémités intérieures des ondulations , com- me décrit dans le brevet anglais n 363.411 du 17 mars
EMI8.1
1927.
La réactance due à la Itcomplianoe Ir de cette par- tie du diaphragme est de préférence approximativement égale en grandeur à la réactance de masse de l'air que le diaphgme met en vibration. lorsqu'on emploie un;pavillon ne possédant pas de pertes propres, en combinaison avec le récepteur cons- trait suivant l'invention, on obtient on. rendement d'environ 30% mesuré par le rapport entre la puissance acoustique et la puissance électrique fournie, ce qui constitue -un gain notable par rapport à d'autres ré- cepteurs. lorsqu'on emploie un pavillon ayant une em-
EMI8.2
bouchure suffisamment grande et une longueur suffisante, le rendement du dispositif est sensiblement uniforme dans des limites de fréquences allant d'environ 80. cy- cles à plus de 5000 cycles.
EMI8.3
R E V E 1; DI G A 2 l 0 { S.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.