Dispositif pour la reproduction de sons. La présente invention a pour objet un dispositif pour la reproduction de sons, tel que par exemple un haut-parleur.
Ce dispositif comporte un aimant perma nent portant sur l'un de ses pôles une arma ture élastique qui est fixée rigidement et sur l'autre pôle une pièce polaire comportant un électro-aimant entre les pôles duquel s'étend l'armature élastique portée par le premier pôle de l'aimant permanent, les pôles de Télectro-aimant étant situés de part et d'autre du plan médian passant par les deux pôles de l'aimant permanent, et des organes étant prévus pour transformer en sons les mouve ments vibratoires de l'armature élastique.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple; une forme d'exécution de l'objet de l'in vention et une variante de détail.
La fig. 1 est une coupe verticale d'un haut-parleur construit selon cette invention; La fig. 2 est une coupe partielle d'une forme modifiée du diaphragme conique; Les fig. 3, 4 et 5 sont des vues de côté, respectivement par dessus et par derrière, du dispositif électromagnétique pour actionner le diaphragme; La fig. 6 est une vue partiellement en coupe transversale, à une échelle plus grande que les fig. 3, 4 et 5, du dispositif électro magnétique;
La fig. 7 en est une vue partiellement en coupe transversale selon la ligne 7-7 de la fig.6, et , La fig. 8 est une élévation par derrière du récepteur dont le dispositif électromagné tique est enlevé.
Le diaphragme conique 1 est de préfé rence de grand diamètre, par exemple de 23 cm et plus et est généralement fait entière ment ou en partie en papier rigide et par exemple en papier à longue fibre de structure poreuse et sans charge. Il -est avantageux que le cône soit fragile, pourvu que le papier présente une dureté suffisante pour résister au transport commercial et à la manutention ordinaire pendant l'usage.
On a trouvé par expérience que par exemple du papier datant de plusieurs années est meilleur que du papier fraîchement fabri- qué, probablement à cause d'une augmenta tion du raidissement des fibres dû au vieil lissement. Dans tous les cas, le papier em ployé pour le cône représenté doit être apte à être courbé sans casser, afin que l'on puisse former avec lui le ou les plis ou courbures sur lesquels on compte pour le mouvement du diaphragme, lorsqu'il travaille.
Le support pour le diaphragme et pour le dispositif électromagnétique comprend une pièce constituée par une feuille métallique en forme de tronc de cône présentant un bord incliné dont l'extrémité 4 est recourbée avec un bord comme représenté pour recevoir le diaphragme. La partie métallique recourbée 4 protège le bord du diaphragme contre des détériorations mécaniques. Le bord du dia phragme repose à plat contre le bord métal lique de la pièce 3 et y est de préférence cimenté. La pièce 3 présente une grande ou verture centrale 5 dans laquelle le dispositif électromagnétique est inséré de façon amo vible.
Un support fi, par exemple en fonte ou en laiton, est fixé à la pièce métallique 3 ainsi qu'à la base en métal fondu 7 au moyen d'une tige filetée 8 et d'un écrou 9. La pièce métallique 3 présente des ouvertures 10, Il et 12 destinées à faciliter le passage des ondes sonores de l'intérieur de l'instru ment à l'air ambiant. Le dispositif électro magnétique comporte un aimant permanent 13 en forme de<B>U,</B> dont les deux extrémités sont entaillées comme indiqué en 14 et 15. Une pièce polaire 16 en fer doux est fixée à l'un des pôles de l'aimant permanent au moyen d'une vis 17.
Des tiges filetées 18 et 19 constituent des pôles pour la pièce 16 et sont réglables sur celles-ci, de façon que l'on puisse les approcher et les éloigner l'une de l'autre. Un bloc 20 est inséré entre les bras de la pièce 16; ce bloc est en matière iso lante, telle que de la bakélite et présente des cavités de grandeur propre à recevoir les enroulements 21 et 22 de l'électro-aimant; chacun de ceux-ci entoure une des tiges 18 et 19. Les ouvertures centrales des enroule ments 21 et 22 sont dimensionnées pour s'adapter aux parties non filetées des tiges 18 et 19. Les enroulements 21 et 22 sont maintenus solidement à l'intérieur du bloc 20. Ils peuvent par exemple être cimentés en place.
Le bloc 20 s'adapte exactement entre les bras de la pièce polaire 16 et les parties non filetées des tiges 18 et 19 dans les ou vertures à travers les enroulements 21 et 22. Une armature 23 très rigide, par exemple en fer doux ou en acier, est solidement bou lonnée par une extrémité à un pôle de l'ai mant permanent et son extrémité libre est normalement placée à mi-chemin entre les extrémités des pôles formés par les tiges 18 et 19. Normalement la polarité de ces pôles est la même et ils sont ajustés de façon que leurs attractions magnétiques sur l'armature 23 soient égales et opposée.
Une tige 24 est fixée rigidement à une extrémité de l'armature 23 en un point entre son extrémité fixe et la partie qui est dispo sée entre les pôles de l'électro-aimant. L'autre extrémité de la tige 24 est fixée au centre du diaphragme au moyen d'une vis de ser rage 25. La tige 24 forme une biellette de liaison entre l'armature' 23 et le diaphragme 1 et fonctionne de façon à transmettre les vibrations de l'armature au diaphragme. Afin d'avoir une fixation sûre au centre du dia phragme, ce dernier est renforcé au moyen d'une paire de rondelles coniques 26, fixées l'une à l'autre et maintenant le diaphragme entre elles, au moyen d'un rivet creux 27 à travers lequel passe la tige 24.
Les enroulements 21 et<B>22</B> sont bobinés de telle façon que du courant passant dans un sens provoquera mie attraction de l'arma ture 23 vers l'un des pôles de l'électro aimant et vice-versa.
Le mécanisme d'actionnement du dia phragme comprenant l'aimant permanent, l'armature, la biellette et les enroulements foi-nient une unité pour elle-même qui est montée sur une plaque métallique 28 au moyen d'un bloc en bois 29 auquel l'aimant permanent est fixé à l'aide d'une plaque de serrage 30 à trois bras qui embrasse l'aimant permanent, et d'une paire de vis à bois 31. La plaque 28 est fixée à la pièce de support 3 au moyen de quatre vis 32. Une poignée de levée 33 est fixée à la plaque 28.
Les essais pratiques permettent d'expliquer comme suit le fonctionnement du dispositif: L'armature 23 étant, par exemple, en acier est relativement épaisse et rigide, pré sente une période vibratoire naturelle au-des sus de celle des sons que l'on peut entendre. Le flux magnétique du pôle de l'aimant per manent, auquel l'armature est fixée rigidement, passe à travers l'armature vers l'autre pôle de l'aimant permanent et ce flux est partagé en deux parties à ou près de l'extrémité libre ou vibrante de cette armature, une des parties allant à travers le pôle doux 18 vers le sabot 16 en fer doux et ensuite à l'aimant permanent et l'autre partie passant à travers le pôle 19.
Les pôles 18 et 19 sont réglables et peuvent être amenés par un mouvement longitudinal d'une position telle que le flux magnétique soit partagé normalement en deux . parties égales. Ce réglage peut être effectué à la fabrique, et les pôles peuvent être em- boités de façon permanente dans leur position réglée au moyen de boulons appropriés trans versaux passant à travers le sabot rainuré.
Une impulsion électrique passant à travers les bobines 21 et 22, l'armature 23 se dé place par exemple vers le pôle 18 et réduit par son mouvement la fente d'air, en augmen tant le flux à ce pôle et en augmentant la traction magnétique de ce pôle sur l'arma ture. L'élasticité naturelle de l'armature 23 est suffisante pour permettre son fléchisse ment, mais l'armature est assez rigide et est supportée à une extrémité de telle façon qu'elle ne peut heurter le pôle réglable vers lequel elle se déplace. Un courant électrique passant à travers les bobines 21 et 22 dans la direction opposée produira un fléchisse ment de l'armature vers le pôle 19. La barre 24 est fixée rigidement à l'armature 23 entre l'extrémité vibrante et l'extrémité supportée de cette armature. Il y a ainsi gain en force, mais perte en grandeur du mouvement.
Le point exact auquel la barre 24 peut être le mieux fixée à l'armature 23 se trouve environ au milieu de la longueur de l'arma ture et dépend dans une certaine mesure de l'épaisseur et de la rigidité de l'armature et du poids et des autres caractéristiques du diaphragme auquel la barre 24 est rigidement fixée. Le point peut être le mieux trouve expérimentalement.
Le diaphragme qui peut être employé le plus avantageusement dans ce haut-parleur est du type conique et d'au moins 23 cm de diamètre. La matière fibreuse est de poids léger et relativement rigide. Un papier po reux dont les fibres individuelles sont être-' terrent enchevêtrées les unes avec les autres et ont été rendues rigides par collage ou vieillissement, sans utilisation de vernis, don nera de bons résultats. Le cône est suspendu de façon qu'il puisse se mouvoir comme un tout, sans gauchissement ou plissement local.
Le haut-parleur décrit est entièrement exempt du timbre déplaisant ou nasillard des hauts-parleurs du type à cornet.
Par "pôle" on entend, dans cette descrip tion, non seulement le point de l'aimant per manent présentant l'aimentation maximum, mais la région polaire, c'est-à-dire que l'ar mature élastique de même que la pièce po laire portés par cet aimant ne sont pas né cessairement fixés sur les extrémités de cet aimant, mais peuvent l'être à proximité de ces derniers.
Device for the reproduction of sounds. The present invention relates to a device for reproducing sounds, such as for example a loudspeaker.
This device comprises a permanent magnet carrying on one of its poles an elastic armature which is rigidly fixed and on the other pole a pole piece comprising an electromagnet between the poles of which extends the elastic armature carried by the first pole of the permanent magnet, the poles of the electromagnet being situated on either side of the median plane passing through the two poles of the permanent magnet, and organs being provided to transform the vibratory movements into sound of the elastic reinforcement.
The accompanying drawing represents, by way of example; an embodiment of the object of the invention and a variant of detail.
Fig. 1 is a vertical section of a loudspeaker constructed in accordance with this invention; Fig. 2 is a partial section of a modified form of the conical diaphragm; Figs. 3, 4 and 5 are side views, respectively from above and from behind, of the electromagnetic device for actuating the diaphragm; Fig. 6 is a view partially in cross section, on a larger scale than FIGS. 3, 4 and 5, of the electromagnetic device;
Fig. 7 is a view thereof partially in cross section taken along line 7-7 of FIG. 6, and, FIG. 8 is a rear elevation of the receiver with the electromagnetic device removed.
The conical diaphragm 1 is preferably of large diameter, for example 23 cm and more and is generally made entirely or in part of rigid paper and for example of long fiber paper of porous structure and without filler. It is advantageous if the cone is brittle, provided that the paper has sufficient hardness to withstand commercial transportation and ordinary handling during use.
It has been found by experience that, for example, paper which is several years old is better than freshly made paper, probably because of increased stiffness of the fibers due to aging. In all cases, the paper used for the cone shown must be able to be curved without breaking, so that the fold (s) or curvatures can be formed with it on which the movement of the diaphragm is counted when it is work.
The support for the diaphragm and for the electromagnetic device comprises a part formed by a metal sheet in the form of a truncated cone having an inclined edge, the end of which 4 is curved with an edge as shown to receive the diaphragm. The curved metal part 4 protects the edge of the diaphragm against mechanical damage. The edge of the diaphragm lies flat against the metal edge of part 3 and is preferably cemented there. Part 3 has a large or central opening 5 in which the electromagnetic device is removably inserted.
A support fi, for example made of cast iron or brass, is fixed to the metal part 3 as well as to the molten metal base 7 by means of a threaded rod 8 and a nut 9. The metal part 3 has openings 10, 11 and 12 intended to facilitate the passage of sound waves from the interior of the instrument to the ambient air. The electromagnetic device comprises a permanent magnet 13 in the shape of a <B> U, </B> whose two ends are notched as indicated at 14 and 15. A pole piece 16 of soft iron is attached to one of the poles of the permanent magnet by means of a screw 17.
Threaded rods 18 and 19 constitute poles for the part 16 and are adjustable on them, so that they can be brought together and away from each other. A block 20 is inserted between the arms of the part 16; this block is made of insulating material, such as bakelite and has cavities of a size suitable for receiving the windings 21 and 22 of the electromagnet; each of these surrounds one of the rods 18 and 19. The central openings of the coils 21 and 22 are sized to fit the unthreaded portions of the rods 18 and 19. The coils 21 and 22 are held securely inside. of block 20. They can for example be cemented in place.
The block 20 fits exactly between the arms of the pole piece 16 and the unthreaded parts of the rods 18 and 19 in the or openings through the windings 21 and 22. A very rigid frame 23, for example in soft iron or in steel, is securely bolted from one end to a pole of the permanent magnet and its free end is normally placed midway between the ends of the poles formed by the rods 18 and 19. Normally the polarity of these poles is same and they are adjusted so that their magnetic attractions on the frame 23 are equal and opposite.
A rod 24 is rigidly fixed to one end of the frame 23 at a point between its fixed end and the part which is arranged between the poles of the electromagnet. The other end of the rod 24 is fixed to the center of the diaphragm by means of a clamping screw 25. The rod 24 forms a connecting rod between the armature 23 and the diaphragm 1 and operates so as to transmit the vibrations from the armature to the diaphragm. In order to have a secure fixation in the center of the diaphragm, the latter is reinforced by means of a pair of conical washers 26, fixed to each other and maintaining the diaphragm between them, by means of a hollow rivet 27 through which the rod 24 passes.
The windings 21 and <B> 22 </B> are wound in such a way that current flowing in one direction will attract the armature 23 towards one of the poles of the electromagnet and vice versa.
The diaphragm actuation mechanism comprising the permanent magnet, the armature, the link and the windings form a unit for itself which is mounted on a metal plate 28 by means of a wooden block 29 to which the permanent magnet is fixed using a three-armed clamping plate 30 which embraces the permanent magnet, and a pair of wood screws 31. The plate 28 is fixed to the support piece 3 at the means of four screws 32. A lifting handle 33 is attached to the plate 28.
The practical tests make it possible to explain the operation of the device as follows: The frame 23 being, for example, made of steel is relatively thick and rigid, presents a natural vibratory period above that of the sounds that can be obtained. hear. The magnetic flux from the pole of the permanent magnet, to which the armature is rigidly attached, passes through the armature to the other pole of the permanent magnet and this flux is split into two parts at or near the free or vibrating end of this armature, one of the parts going through the soft pole 18 to the soft iron shoe 16 and then to the permanent magnet and the other part going through the pole 19.
The poles 18 and 19 are adjustable and can be brought by a longitudinal movement to a position such that the magnetic flux is normally split in two. equal parts. This adjustment can be made in the factory, and the poles can be permanently locked in their adjusted position by means of suitable transverse bolts passing through the grooved shoe.
An electrical impulse passing through the coils 21 and 22, the armature 23 moves for example towards the pole 18 and by its movement reduces the air gap, increasing the flux at this pole and increasing the magnetic traction of this pole on the armature. The natural elasticity of the frame 23 is sufficient to allow it to flex, but the frame is stiff enough and is supported at one end such that it cannot strike the adjustable pole towards which it is moving. An electric current passing through coils 21 and 22 in the opposite direction will cause the armature to flex towards pole 19. The bar 24 is rigidly attached to the armature 23 between the vibrating end and the supported end of the armature. this frame. There is thus a gain in strength, but a loss in size of the movement.
The exact point at which bar 24 can best be attached to frame 23 is approximately in the middle of the length of the frame and depends to some extent on the thickness and stiffness of the frame and weight and other characteristics of the diaphragm to which the bar 24 is rigidly attached. The point may be best found experimentally.
The diaphragm which can be most advantageously employed in this loudspeaker is of the conical type and at least 23 cm in diameter. The fibrous material is light in weight and relatively stiff. A porous paper the individual fibers of which are entangled with each other and have been made rigid by gluing or aging, without the use of varnish, will give good results. The cone is suspended so that it can move as a whole, without local warping or wrinkling.
The described loudspeaker is entirely free from the unpleasant or nasal tone of horn type loudspeakers.
By "pole" is meant, in this description, not only the point of the permanent magnet exhibiting the maximum supply, but the polar region, that is to say the mature elastic artery as well as the. piece carried by this magnet are not necessarily attached to the ends of this magnet, but can be close to them.