Dispositif électromagnétique destiné notamment<B>à</B> la reproduction des sons. La présente invention se rapporte<B>à</B> un dispositif électromagnétique du type dans<B>le-</B> quel une armature oscille dans un champ magnétique et destiné notamment<B>à</B> la repro duction des sons.
En traçant la courbe représentant la pro portion entre le rendement et la fréquence d'un dispositif électromagnétique reproduc teur de sons d'un type connu quelconque, en particulier d'un dispositif du type qui est employé dans les haut-parleurs, on trouvera que cette courbe tombe rapidement<B>à</B> partir d'environ<B>1000</B> cycles, ce qui indique que le dispositif n'est efficace que pour certaines fréquences, les fréquences plus basses n'étant pas reproduites. C'est le but de la présente invention de permettre notamment la cons truction d'un dispositif reproducteur de sons capable de reproduire exactement et efficace ment toutes les vibrations de la série des fré quences des sons et, en particulier, les vibra tions<B>à</B> basses fréquences.
Suivant l'inv#ention, le dispositif comporte des moyens élastiques pour équilibrer sensi blement dans toutes les positions de l'arma- ture la traction magnétique exercée sur celle-ci.
Plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention sont représentées,<B>à</B> titre d'exem ple, dans le dessin annexé, toutes les formes d'exécution représentées se rapportant<B>à</B> des dispositifs électromagnétiques reproducteurs de sons.
Dans le dessin: La fig. <B>1</B> est une vue, partiellement une coupe verticale de la première forme d'exé cution; La fig. 2 en est une coupe transversale; La fig. <B>3</B> est une coupe suivant la ligne <B>3-3</B> de la fig. <B>1;</B> La fig. 4 est un diagramme explicatif; La fig. <B>5</B> est une vue de la deuxième forme d'exécution;
La fig. <B>6</B> est une coupe suivant la ligne <B>6-6</B> de la fig. <B>5;</B> La fig. <B>7</B> est une vue en plan, partielle ment en coupe, de la troisième forme d'exé- cution, destinée<B>à</B> être appliquée<B>à</B> un réeep- teur téléphonique; La fig. <B>8</B> en est une vue frontale; La fi,.<B>9</B> est une vue en plan de la qua trième forme d'exécution; La<U>fi-.</U><B>10</B> en est une vue frontale, par tiellement en coupe verticale transversale;
La fig. <B>Il</B> est une variante de la qua- irième foime d'exécution.
Dans la reproduction de langage ou de musique, les fréquences au-dessous<B>de</B> la, fré- quellee de résonance d'un récepteur on d'un appareil reproducteur électromagnétique sem- Mable sont, en général, reproduites d'une manière mauvaise par suite de la haute réac tance élastique de l'appareil pour ces fré quences.
Cette réactance élastique provient, d'une part, du champ magnétique constant et, d'autre part, d'une force élastique de rap pel (ic,,sort cu lame élastique par exemple) (-t a moins que ces deux forces n'aient pas Ît peu près des caractéristiques identiques, la réactance élastique ne peut pas être rendue petite et la fréquence naturelle de l'appareil reproducteur lie peut pas être réduite<B>à</B> une fréquence basse audible.
En se référant aux courbes représentées à la fig. 4, dans laquelle<B>0</B> est l'origine des coordonnées et dans laquelle on a porté en abscisses les déplacements de l'armature<B>ii,</B> pprtir de sa position neutre et en ordonnées <B>les</B> forces exercées sur cette armature,<B>A</B> montre la force provenant du champ colis- tarit et<I>B</I> la force de rappel d'une lame élas tique ou d'un ressort supportant l'armature.
Il résulte des courbes<B>-A</B> et B que la force représentée par la courbe B, lorsque la dis tance entre cette armature et l'une des pièces polaires; est nulle, doit être plus grande que celle représentée par la courbe<B>-1,</B> pour em pêcher l'armature de se coller sur les pièces polaires. La. réactance élastique de Farina- turc déterminant sa fréquence naturelle est égale<B>à</B> l'inclinaison de la courbe F dont les ordonnées sont la différence entre les ordoil- née.-; des courbes .4 et B.
Un appareil re producteur ayant une réactance élastique de <B>ce</B> caractère produit des déformations<B>de</B> re productions par suite de l'addition d'harnio- niques. Pour éviter ces déformations il est li11#ccssaire de rendre très petite et sensible- ment constante la réactance élastique, soit en employant un champ magnétique ayant la caractéristique repré>:
entée par la courbe<B>D,</B> sc,ii. en employant une force de rappel ayant les caractéristiques r(,pr##seni4s par la, courbe <B>C.</B> La courbe C est tracée par rapport<B>à,</B> la, courbe<B>A</B> du côV# opposé<B>à,</B> l'axe horizontal, parce que lit force représentée par <B>C</B> s'op pose<B>à,</B> celle<B>dit champ</B> Magnétique constant.
Pour de petites distances entre l'armature et <I>les</I> pièces polaires du récepteur, la traction exercée par le champ magnétique sur J'arni#t- fure est, approximativement inversement pro- j#c1l1ioiine]le au de ladite distance.<B>Les</B> deux courbes<B>A</B> et C sont, par conséquent, approximativement des paraboles.
La pre mière solution, représentée par les courbes B et<B>D</B> a pour conséquence, en général, une perte de rendement, parce qu'elle exige une distance relativement grande des pièces po laires pour changer le champ magnétique<B>de</B> façon<B>à</B> obtenir une caractéristique telle que celle représentée par la courbe<B>D.</B> On s'arrê tera donc, dans<B>la</B> suite,<B>à</B> la deuxième solu tion représentée par les courbes<B>A</B> et<B>C.</B> Dans toutes les formes d'exécution, la réac- i1unce élastique du dispositif est rendue très petite et sensiblement constante.
Dans<B>la</B> première forme d'exécution (fig. à 3# représentant un récepteur de baut- parleur, un noyau<B>11 à</B> deux bras 12 et<B>13</B> porte une bobine 14 produisant, lorsqu'elle est connectée avec une source d'énergie élec trique, un champ magnétique constant. Si on le préfère, on pu-Lit remplacer le noyau<B>Il</B> et la bobine<B>Il</B> par un aimant permanent convenable.
Le noyau<B>Il</B> est monté dans une boîte<B>15,</B> dont le dessin il(, montre qu'une partie, au moyen de boulons;<B>16</B> et d'écrous<B>17.</B> Aux ex trémités (les bras 12 et<B>13</B> sont fixées les pièces polaires<B>18</B> et .19 en forme de fourches consistant de préfirence en fouilles de fer doux laminées.
Entre les pièces polaires<B>18</B> et<B>19</B> sont fixées deux bobines<B>290</B> et<B>2l.</B> Fil support 22 en forme d'un<B>E</B> en matière lion- magnétique portant une armature<B>23</B> (lui s'é tend<B>à</B> travers les ouvertures centrales des bobines 20 et 21 et les espaces libres entre les extrémités des pièces polaires<B>18</B> et<B>19</B> esL fixé au moyen de boulons<B>35</B> dans la boîte <B>15.</B> Les bras 24 et 25 du support 22 sont pourvus d'encoches<B>26</B> respectivement<B>27</B> et le bÉas intermédiaire<B>28</B> d'une encoche<B>29.</B> L'armature<B>23</B> s'engage dans ces encoches des bras 24,<B>25</B> et<B>28</B> et est fixée sur les bras 24,
25 au moyen de lames élastiques ou ressorts <B>30, 31.</B> Ces ressorts sont courts et calculés de façon<B>à</B> opposer au mouvement de l'arma ture 22 une résistance variant sensiblement de la même, manière que la traction magné tique exercée sur l'armature. Cette résistance varie de la manière indiquée par la courbe<B>C</B> de la fig. 4.<B>Il</B> a<B>été</B> trouvé qu'on obtient des résultats satisfaisants en employant, clans un dispositif du genre décrit dans le quel le mouvement maximum de l'armature est<B>de 0,035</B> cm, des ressorts ayant une épais# seur <B>de 0,005</B> cm et une longueur librement oscillant de<B>0,15</B> cm.
L'armature<B>23</B> est sup portée par une cheville 34, dont une extré mité s'engage librement dans l'armature pour éviter un effort initial sur les ressorts<B>30</B> et <B>31,</B> l'autre extrémité étant fixée dans le bras <B>28.</B> La partie médiane de la cheville 34 a un diamètre réduit pour diminuer sa rigidité. E'Ile a pour but d'offrir<B>à</B> l'armature un cen tre d'oscillation déterminé et on peut la sup primer dans le cas où les ressorts<B>30</B> et<B>31</B> sont exactement égaux et disposés d'une ma nière exactement symétrique par rapport aux pôles. Un diaphragme<B>33</B> du type usuel est relié<B>à</B> l'armature par l'intermédiaire d'une tige<B>32;</B> le diaphragme travaille dans un pa villon.
La tige<B>32</B> est<B>de</B> préférence ajustée de manière que le diaphragme ne puisse pas exercer un effort sur l'armature lorsque celle-ci se trouve dans sa position neutre.
<B>Il</B> est<B>à,</B> remarquer par rapport aux cour bes de la fig. 4 que l'armature a une réac tance élastique nulle et une période natu relle nulle pour tous les déplacements, si l'effort produit par les ressorts<B>30</B> et<B>31</B> va rie exactement de la même manière que l'ef fort produit par le champ magnétique; par conséquent, l'armature restera dans chaque position dans laquelle elle sera mise.
Comme dans ces conditions l'armature se collerait sur la pièce polaire correspondante si sa distance de cette dernière est zéro, il est préférable de prévoir une force de rappel un peu supé rieure<B>à,</B> la force exercée par le champ ma- gu6tique. Il a<B>été</B> trouvé qu'à l'aide d'une force de rappel résultante d'une valeur telle qu'elle -donne au dispositif vibratoire une fré quence d'environ<B>50 à</B> 200 cycles, on obtient des résultats très satisfaisants.
Une telle force de rappel empêche l'armature de se col ler sur les pièces polaires. PoLir les flexions très légère s des ressorts<B>30</B> et<B>31,</B> la force de rappel est très petite, mais elle va en aug mentant très rapidement<B>à</B> mesure que ces flexions augmentent et les ressorts<B>30</B> et<B>31</B> produisent alors une force de rappel qui sur passe la. traction magnétique d'une quantité proportionnelle au déplacement de l'armature de sa position neutre. La réactance élastique nette est alors constante et cette constante est choisie petite.
La forme d'exécution suivant les fig. <B>à</B> et<B>6</B> ne -diffère de celle qui vient d'être<B>dé-</B> crite que par la manière dont est montée l'ar mature. Un support 40, correspondant au support 22 des fig. <B>1</B> et 2, est muni<B>à</B> soli bras intermédiaire d'une surface convexe 41 contre laquelle l'armature 42 est appliquée<B>à</B> l'aide d'une pièce prismatique élastique 43 dont l'arête 44 s'engage clans une rainure transversale 45 de l'armature 42.<B>Il</B> a été trouvé que dans le dispositif représenté la surface convexe 41 a de préférence un rayon de courbure de<B>5</B> cm.
Si l'armature 42 os eille, la. distance entre le point de contact avec la pièce 43 et le point d'appui sur la surface 41 varie.
La force de rappel dépend de la. courbure <B>de</B> la, surface 41 et de la flexibilité de la pièce 43; on<U>-peut</U> la rendre égale<B>à</B> la force du champ magnétique.
Dans la forme d'exécution suivant les fig. <B>7</B> et<B>8,</B> la partie magnétique du disposi tif comprend un électro-aimant.<B>57</B> aux extré mités duquel sont rapport6es les pièces po laires magnétiques<B>58</B> et<B>59.</B> Chacune de ces pièces polaires est munie d'une paire de sail lies latérales<B>60, 60</B> entre lesquelles sont dis posées deux bobines<B>61, 61</B> placées<B>à</B> une cer taine distance l'une de l'autre.
Entre les d'èux bobines<B>61</B> s'étendent des ressorts de torsion<B>63</B> fixés aux pièces polaires au moyen des vis<B>62.</B> Ces ressorts de torsion<B>63</B> por tent l'armature 64 qui est solidement fi-.,,ée par brasure ou d'autre manière. La pièce polaire<B>58</B> est rapportée sur la face supé rieure de l'une des extrémités de l'électro aimant<B>57</B> et lit -pièce polaire<B>59 à</B> la. face in férieure de l'autre extrémité, de façon qu!# les saillies<B>60</B> de l'une des pièces polaires recouvrent celles de l'autre pièce polaire.
Les bobines<B>61</B> se trouvent aux côtés opposés des ressorts de torsion<B>68,</B> les extrémités<B>65</B> et <B>66</B> de l'armature s'étendant<B>à</B> travers les ou vertures centrales desdites bobines. Ces ou vertures sont dimensionnées de façon<B>à</B> per mettre<B>à</B> l'armature d'osciller librement pen dant le fonctionnement du récepteur.
Les ex trémités<B>65</B> et<B>66</B> de l'armature 64 s'étendent entre les paires opposées des saillies<B>60</B> des pièces polaires<B>58, 59</B> et l'extrémité<B>65</B> porte une tige<B>67</B> fixée au diaphragme vibrant<B>6,8.</B> Sur cette extrémité<B>65</B> est aussi fixée paral lèlement par rapport au diaphragme<B>68</B> une tige vibratoire<B>69.</B> Les extrémités de cette tige<B>69</B> s'engagent dans des coussins élasti ques<B>70</B> dont l'un est serré entre deux pièces <B>71, 72),</B> tandis que l'autre est serré entre les pièces<B>73,</B> 74.
Les coussins sont constitiié# par des feuilles en matière mince, telle que par exemple des feuilles d'aluminium ou de, papier, un nombre égal de feuilles étant dis posé sur chaque côté de la tige vibratoire<B>69.</B> Les extrémités de celle-ci ainsi que chaque coussin sont perforés pour recevoir les vis de serrage<B>75.</B> Les pièces<B>71 à 7-1</B> sontéchan- crées en<B>99</B> sur les faces entre lesquelles les coussins sont serrés, ces échancrures avant pour but d'offrir aux extrémités intérieures des coussins un espace plus large que celui dans lequel sont disposées les extrémités extérieures des coussins.
Par conséquent, aux extrémités intérieures des coussins les feuilles ne sont que légèrement en contact entre elles, de sorte que des couches d'air se trouvent entre elles, qui donnent auxdites parties des cous sins une certaine élasticité. Pour des vibra tions ÎÏ, basse fréquence, cette élasticité est petite parce que l'air peut entrer librement entre les feuilles et en sortir.<B>A</B> mesure que la fréquence augmente, l'air sort moins libre ment des coussins et les couches d'air entre les feuilles deviennent, pour ainsi dire, de plus en plus riffides. Cette variation d'élasti cité avec, la fréquence peut être -une fonction assez compliquée suivant qu'un nombre plus grand ou plus petit de couches d'air se trou vent en mouvement pour différentes fré quences.
Pour compenser la traction magné tique sur l'armature produite par le champ magnétique constant, on n'a qu'à tenir compte de l'élasticité, des feuilles qui agissent les unes sur les autres, sans avoir égard<B>à</B> l'élas ticité due aux couches d'air. Toutefois, pour faire osciller les éléments vibratoires avec la plus grande amplitude pour toutes les fré quences qui leur sont transmises, on profitera, <B>de</B> l'élasticité des couches d'air se trouvant entre les feuilles adjacentes des coussins.<B>Il</B> es'( bien connu que, lorsqu'une plaque est placée tout près en regard d'un diaphragme -vibrant, l'élasticit6 de la. couche d'air entre plaque et diaphragme augmente proportion nellement au carré de la fréquence.
Pour ob tenir cet effet, il est nécessaire que la couche d'air ait une épaisseur d'environ 0,0012 em. Comme le déplacement de l'organe vibrant des récepteurs de haut-parleur, des enregis treurs électro-magnétiques et des reproduc teurs surpasse considérablement cette valeur, il est nécessaire, pour obtenir cette même va riation d'élasticité par rapport<B>à</B> la. fréquence, de prévoir plusieurs couches d'air dont eha- cune peut être plus mince -que la couche sus mentionnée, mais qui ont une épaisseur to tale suffisant<B>à,</B> permettre aux organes vi brants de ces dispositifs de réagir exactement sur les plus grandes quantités d'énergie qui peuvent être employées.
Dans la modification suivant les fig. <B>9</B> et <B>10,</B> on a, prévu un piston<B>81</B> relié avec Fiiiie des extrémités de l'ai-mature par l'intermé- diaire d'une tige<B>80</B> et travaillant dans une chambre cylindrique<B>82</B> rapportée sur une plaque<B>83</B> qui de son côté est fixée sur l'ai mant<B>57.</B> Sur un des côtés, du piston<B>81</B> -sont disposés plusieurs disques minces 84, par exemple des feuilles d'aluminium ou de pa pier,
et sur le côté opposé du piston se trou vent plusieurs disques semblables<B>85</B> perforés au centre pour laisser passer la tige<B>80.</B> Le fonctionnement de cette forme d'exécution est le même que celui du dispositif suivant les fig. <B>8</B> et<B>7.</B>
La variante présentée<B>à</B> la, fig. <B>11</B> ne dif fère de la forme d'exécution suivant les fig. <B>9</B> et<B>10</B> que par le fait que des disques plus lourds<B>86</B> et<B>87</B> d'épaisseur différente sont intercalés entre les disques d'aluminium 84, <B>85,</B> cette disposition ayant pour effet de faire varier la masse effective aussi bien que l'élasticité avec la fréqLtence.
Un coussin approprié peut être construit en employant cent feuilles circulaires de pa pier, -dont chacune a une superficie d'ap- proximativement <B>3,2</B> cm', la disposition étant telle que la fraction du volume total occupée par le papier est de 0,2.<B>'</B> Ci-dessus, on a supposé que le dispositif décrit est appliqué<B>à</B> un récepteur téléplioni- que; il est évident qu'il peut aussi être ap pliqué<B>à</B> un dispositif électro-magnétique quelconque ayant une armature vibrante.