Brevet FR2008895A1 — publié le 19700130

La présente invention se rapporte à un tube de dimensions stables, en particulier pour être utilisé dans une "bobine mobile de haut-parleur et constitué par trois couch.es , une première couche ayant une cohésion de structure et des dimensions stables et une .5 seconde couche contribuant avec la première a maintenir la cohésion de la structureo Dans des applications variées, des éléments tubulaires d'une stabilité de dimensions exceptionnelle sont nécessaires. À titre d'exemple particulier, un tube de bobine mobile qui actionne 10 la membrane vibrante d'un haut-parleur ne peut pas accomplir correctement sa fonction s'i^'est pas constitué par un cylindre creux presque parfait et s'il ne conserve pas cette configuration pendant toute sa durée de vie. Dans la plupart des hauts-parleurs, tels que ceux qui sont/ùtilisés en radiophonie et en télévision 15 et dans les haut-parleurs d1électrophones à haute-fidélité ce tube de bobine mobile est relié à la membrane vibrante et un bobinage de fil électrique, enroulé autour du tube de bobine mobile est traversé par des impulsions provenant de l'ensemble de circuits électroniques du système. Ces impulsions électriques sont 20 transformées en des sons émanant du haut-parleur par action du tube de bobine mobil© sur la membrane. Si le tube prend une forme qui s'écarte légèrement de la section circulaire, il se produit une distorsion ou déformation des sons produits par le haut-par-leur. 25 On a utilisé jusqu'à présent, pour former ces tubes de bobines mobiles, deux procédés connus qui présentent certaines insuffisances, ainsi qu'il sera exposé ci-après avec plus dô détails. Dans le premier procédé, un flan était découpé dans une feuille d'aluminium relativement mince. Ge flan d'aluminium '30 recevait une forme cylindrique creuse par cintrage de façon à former le tube de bobine mobile. Toutefois, la formation d'une sec-• tion parfaitement circulaire était extrêmement difficile et, comme il était presque impossible de refa-rmer le flan, il y avait un grand gaspillage de matière. 35 Le second procédé connu utilisé consistait à enrouler en hélice du papier imprégné d'une matière plastique» Le tube résultant manquait à la fois de stabilité de dimensions et de stabilité dan^L'eau. L'imprégnation de matière plastique, si elle était maintenue dans les limites appropriées pour que le tube 69 16185 2 2008895 formé puisse fonctionner dans l'application voulue, ne donnait pas, au papierjune résistance suffisante à l'eau ou, à la structure , une raideur suffisante pour conférer au tube les propriétés nécessaires. 5 Conformément à l'invention il a été développé une struc ture pour un tube ou cylindre de bobine mobile qui peut être f ormé^économiquement et qui présente des dimensions stables et une structure cohérente même quand elle est soumise à la chaleur et à un degré d'humidité atmosphérique élevé. 10 Conformément à l'invention, il a été trouvé qu'on peut former un tube de dimensions stables, destiné en particulier à être utilisé avec des bobines mobiles, sous forme d'une structure à deux couches. La première couche du tube ou cylindre est constituée 15 par une matière conservant sa stabilité dimensionnelle et qui est relativement rigide et élastique. Il est nécessaire que la seconde couche présente plusieurs propriétés. Premièrement, elle doit avoir le type de surface qui contribue à l'adhérence de la bobine de fil enroulée autour du 20 tube ou cylindre définitif. Deuxièmement, elle doit être ther-miquement stable et présenter une résistance relative à l'humidité. Etant données ces deux dernières propriétés, elle contribue-à rendre stable les dimensions -totales du cylindre» Le tube ou cylindre peut avoir en particulier, quand il 25 est utilisé comme cylindre d'une bobine mobile une troisième couche en une résine thermodurcissable. Bien que chacune des couches puisse être mince, en particulier quand la structure doit être employéçteaMM cylindre d'unç^bobine mobile, cette dernière couche thermodurcissable est extrêmement mince. La fonction 30 principale de cette couche extérieure est de constituer-une surface qui est compatible avec l'isolation du fil métallique qui . est enroulé autour du tube. Elle doit aussi couvrir la seconde couche pour contribuer à donner de la stabilité à la structure totale en présence de l'humidité atmosphérique. 35 &a cohésion de la structure toute entière et lq stabilité des dimensions du tube sont notablement accrues quand les deux premières couches sont faites par enroulage en hélice. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivrejfaite en 40 regard des dessins annexés et donnant,a titre explicatif, mais 69 16185 5 2008895 nullement limitatif, une forme de réalisation conforme à l'inven-- tion : Sur ces dessins : - la figure 1 est une coupe d'un tube ayant la structure 5 , selon l'invention formé par enroulement en hélice; - la figure 2 est une vue de la paroi du tube de la figure 1j a une échellçfclus grande que celle de cette dernière figure; - la figure 3 est une vue de bout avec coupe du tube, 10 tel qu'il est découpé pour être utilisé dans une bobine mobile de haut-parleur; et - la figure 4 représente un haut-parleur comprenant un . tronçon du tube de la figure 1, découpé à la dimension lui permettant d'être utilisé dans l'application. 15 Ainsi qu'il a été indiqué précédemment, le tube selon l'invention est formé de préférence par une opération d'enroulement en hélice. Une telle opération et l'équipement nécessaire -sont décrits généralement dans la demande de brevet-des Etats-Unis d'Amérique n° 554<>287 du 26 Mai -1966, déposée par Rocco FALCOMATO 20 Zdenek KRAJCA. - *. - - On se référera à ce brevet pour avoir des détails complémentaires. En général,1'opération d'enroulement en hélice fait intervenir l'utilisation d'un mandrin lisse ayant un diamètre égal au diamètre intérieur voulu du tube ou cylindre à former. 25 La première couche de matière à enrouler en hélice autour du mandrin est entraînée par une courroie sans fin. De préférence, le côté de la bande qui vient en contact avec le mandrin est enduit d'un lubrifiant inerte pour faciliter le mouvement de glissement de la bande sur le mandrin. La seconde couche enroulée 30 en hélice est ensuite placée par-dessus la première ét la structure mixte est déplacée par une courroie sans fin. La surface ' inférieure de la seconde couche enroulée en hélice peut être enduite d'une colle avant son application sur le tube formé en premier pour faciliter l'adhérence entre les deux couches. 35 De même, chacune des surfaces à joindre peut être enduite d'une colle avant 1'enroulement d'une seconde couche. Conformément à l'invention, un tube ou cylindre 1 est formé par une opération d'enroulement en hélice semblable à celle qui a été décrite précédemment. Une première couche 2 de la ma-40 tière raide et élastique de dimensions stables est d'abord en- 69 16185 4 2008895 ; roulée sur le mandrin. Cette couche 2 forme ainsi la couche in-1 térieure du tube formé. La largeur de la bande utilisée pour former cette couche est comprise généralement entre 2,9 cm et 7,6 cm, mais elle est comprise de préférence entre 2,9om et 3,8:em. 5 Le diamètre du mandrin sur lequel la première couche est placée et, par suite, le diamètre intérieur du tube formé, est généralement compris entre 1,3 cm et 7,6 cm. De préférence ,pojir l'utilisation dans des tubes de bobines mobiles, ce diamètre intérieur est compris entre 1,9 cm et 2,8 cm. 10 L'angle d'approche de la bande de cette première'couche, . par rapport au mandrin, est compris par exemple entre 25° et 70° mais de préférence, le plus souvent il est de l'ordre de'4-5°• Cet angle d'approche détermine évidemment l'angle 3 des différentes spices de la matière dans le tube« La tension exercée sur la bande 15 au fur et à mesure qu'elle est enroulée sur le mandrin est généralement comprise entre 1,8 kg et 4,54 kg, et le degré de tension varie directement en fonction de l'épaisseur et de la largeur de la couche enroulée* On forme la couche sur le mandrin en disposant la bande suivant des spires jointives successives, sans colle. 20 L'épaisseur de la bande employée peut varier entre 25 mi crons et 50 microns. Celle-ci est liée aux dimensions totales de la bande, ainsi qu'il sera exposé ultérieurement. Les matières employées pour former cette couche du tube doivent, ainsi qu'il a été exposé précédemment, être pratiquement ra$des et élas-25 tiques. Des matières qui sont particulièrement propres à cet usage sont des oandes d'aluminium pelliculaire ayant une dureté de H-18 et des bandes de "Kapton", qui est une polyamide. Chacune de ces matières en plus d'autres qui ne sont pas mentionnées en particulier dans la présente description,' possède 30 les caractéristiques nécessaires de raideur et d'élàsticité en plus de la propriété de résister à la chaleur dégagée .lors du fonctionnement d'un tube de bobine mobile, qui la rendent .utile dans cette structure. . La seconde couche 4 dé matière du tube est aussi enroulée 35 en hélice sur le mandrin par-dessus la seconde couche 2. Les dimensions de la bande et des conditions d'enroulement sont les mêmes que celles qui ont été indiquées précédemment à propos de la première couche du tube. Toutefois, l'épaisseur de la pellicule utilisée pour la seconde couche varie généralement entre 50 mi-40 crons et 75 microns. La seconde couche 4 de bande est enroulée 69 16185 2008895 sur le mandrin de telle manière que les lignes de jonction en séparation des spires jointives ne se recouvrent pas et, de préférence, que les lignes de jonction de la seconde couche coïncident avec les axes des spires de la première couche. Comme 5 dans le cas de-la première couche les spires jointives sont fermées sans colle» Avant d'enrouler la seconde couche 4 sur la première couche 2, on enduit la surface inférieure de la "bande destinée à former la seconde couche 4 d'une colle 5* La présence de cette couche 10 de colle 5 est indiquée clairement sur la vue agrandie de la figure 2. Le type de colle employé varie en fonction de l'utilisation à laquelle le tube est destiné. Par exemple, lorfque le tube est porté à une température qui n'est pas considérée comme excessive, par exemple à une température ne dépassant pas 15 121°0., on emploie généralement une colle à base de polyester* La formule d'une colle typique à base de polyester destinée à une telle application est la suivante : 2056 de résine de téréphtalate de polyéthylène 50J6 de dichlorure d'éthylène 20 3056 de méthyï-éthyl-cétone Par exemple on peut employer la colle " du Pont 46 950". D'autre partr, quand le tube est soumis à un dégagement de chaleur plus important, on doit employer une colle qui résiste davantage à la chaleur» 25 Ainsi, quand le tube est soumis à un dégagement de chaleur tel qu'une température de l'ordre de 260°0 est produite, on emploie généralement une colle à base de" polyimide. Une formule typique d'une telle colle à base de polyimide est la suivante : 12# de résine de polyimide 30 88% d'un mélange de méthyl-pyrrolidine et d'acétamide. Par exemple on peut employer dans cette application la . colle " du Pont Pyre ML EK-692". Le but de la seconde couche 4 consiste à conférer de la résistance à la chaleur et à l'humidité et aussi à constituer 35 une surface pour faire adhérer des éléments électriques au tube» Des matières préférées destinées à être utilisées pour constituer cette couche sont une pellicule de^apton" décrite à propos de la première couche 2 et une bande faite en " Nomex". La matière "NoEex" est du papier à base defeolyamide et constitue ainsi une 40 matière fibreuse extrêmement résistante à des températures élevées» 69 16185 2008895 En. général» si la première couche 2 est constituée par une pellicule d'aluminium} la seconde couche 4 est constituée par une pellicule de "Kapton" ou par du papier "Nomex" tandis que, si la première couche est constituée par une pellicule de "kapton" 5 la seconde couche est constituée par du papier "Nomex". Toutefois, dans certaines applications spéciales, les deux couches peuvent être constituées par des pellicules de "kapton". _ Après que le tube à deux couches a été formé et avant que ce tube soit enlevé du mandrin, un enduit 6, en"une résine 10 thermodurcissable peut être appliquée par-dessus-la seconde couche 4.Les buts de cette couche thermodurcissable 6 sont de recouvrir la seconde couche 4 pour améliorer la résistance de la structure toute entière à l'humidité et aussi de constituer une surface qui soit compatible avec les éléments électriques à fixer. 15 En général, ces éléments électriques sont constitués par un fil électrique qui est enrobé dans une couche isolante d'une résine synthétique• Ainsi, la matière préférée pour constituer la couche 6 est .un système à base de résine synthétique à trame croisée du même type que celui qui est employé pour l'isolation 20 du fil. Par exemple, la matière peut être une résine phénoliquç* Ainsi qu'on l'a remarqué précédemment, la seule condition . imposée à la couche 6 de résine thermodurcissable est qu'elle recouvre la couche 4. Ainsi, elle est appliquée sous forme d'une couche aussi minee que possible pour atteindre ce but. En général, 25 l'épaisseur de cette couche thermodurcissable 6 doit être de l'ordre de 1 2 microns. Pour que lé tube soit utilisé dans une bobine mobile, l'épaisseur totale du tube doit être comprise en général entre. 75 microns et 150 microns selon l'emploi auquel le tube est des-30 tiné. Selon la spécification de l'épaisseur du tube, cette épaisseur, peut être maintenue avecytine tolérance de + 12 microns; et le .diamètre intérieur du tube doit être ijipintehu avec une tolérance de + 25 microns. On peut satisfaire au mieux à de telles tolérances précises en formant une structure selon l'invention» 35 Lorsqu'on utilise ^structure selon l'invention, le tube formé possède,par inhérence, les propriétés voulues de cohésion de structure et de stabilité de dimensions. Si l'épaisseur de la paroi est réduite au-dessous de la valeur voulue, la cohésion de la structure est insuffisante tandis que, si l'épaisseur est plus 40 grande que celle qui est spécifiée, le dégagpment de chaleur est 69 16185 7 2008895 excessif lors du fonctionnement à cause de la puissance excessive imposée pour engendrer les sons. L'exemple suivant illustre la formation d'un tube conforme à la structure selon l'invention. On a donné au tube on diamètre 5 intérieur de 3 58 cm, une paroi d'une épaisseur de 75 microns et une longueur de 46 cm. Ainsi, le mandrin utilisé pour former le tube enroulé en hélice avait un diamètre de 3,8 cm. On a enroulé . autour de ce mandrin, à titre de première couche, hhé pellict&e d1 • aluminium d'une épaisseur de 25 microns .. ayant une 10 dureté de H-18. Une tension de l'ordre de 2,7 kg» était exercée continuellement sur la bande pendant l'enroulement, et l'angle d'approche était de 65°. On a enduit la couche d'une colle à base de polyester ayant la formule donnée prédédemment, et on a amené cette colle à un état poisseux en vaporisant partiellement 15 les solvants qui la composaient. La seconde couche enroulée par-dessus la première avait une épaisseur de 50 microns et était constituée de papier "Nomex" ayant une largeur de 3,"8 cm. On a aussi enduit la surface inférieure de cette couche d'une colle à base de polyester que l'on 20 a partiellement séchée à nouveau pour amener cette colle à l'état poisseux. La tension s'exerçant sur cette bande-pendant son application était de l'ordre de 2,7 kg et son angle d'approche était égal à celui de la pellicule d'aluminium. Les deux côtés enduits de colle ont été joints de façon à coller la première 25 feuille en aluminium à la seconde feuille en papier "Nomex" de telle sorte que les lignes de jonction entre les spires du papier "Nomex" fussent situéçe/entre celles dfla feuille d'aluminium. On a ensuite fait passer le tube enroulé dans un dispositif d'application d'un revêtement à dosage dans lequel une résine à 30 base de phénol a été dépensée sur la surface suivant une quantité suffisante pour recouvrir la couche de papier "Nomex". Cette .résine phénolique a été ensuite séchée. Lorsque le tube- a été enlevé du mandrin, une scie mobile a découpée le tube en des tronçons de 5 centimètres de long, propres à être utilisés comme 35 tubes de bobines mobiles de haut-parleur. L'utilisation des tronçons plus courts du tube dans line bobine mobile est illustrée par la figure 4. Le tube découpé 7 pourvu de couches 2,4^, et 6 est fixé à une -membrane, en forme de cône, 8 d'un haut-parleur. Autour du tube est enroulé,'suivant plu-40 sieurs couches, un fil isolé 9 qui transmet des impulsions élec- 69 16185 s 2008895 triques provenant du système électronique d'un poste radioph.on.ique ou de télévision, d'un électrophone à haute-fidélité ou d'un autre système analogue.» Ainsi, l'invention fournit un tube d'une structure perfectionnée ayant une cohésion de structure et deMlimen-sions stables. Ces tubes sont supérieurs à ceux réalisés par des procédés connus, et peuvent être formés plus facilement. Il va de soi que la présente invention a été décrite à titre illustratif, mais nullement limitatif et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. 69 16185 2008895 REVENDICATIONS 1 - Tube à structure cohérente et à dimensions stables, caractérisé en ce qu'il comprend deux couches à savoir une première couche en une matière raide élastique et une seconde cou- 5 che en une matière stable en présence de chaleur et résistant à l'humidité. 2 - Tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que les première et seconde couches, sont enroulées suivant des hélices. 10 3 - Tube selon la revendication 2, caractérisé en ce que les spires successives de la matière enroulée en hélice sont jointives en l'absence de colle et les lignes de jonction des spires de la seconde couche se situent à l'intérieur des proj 15 4 - Tube selon la revendication 1, caractérisé en ce qu© les première et seconde couches sont collée^ar une colle susceptible de supporter des températures élevées» 5 - Tube selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il couche de comporte en outre une troisième/matière à base de résine thermo» 20 durcissable. 6 - Tube à structure cohérente et à dimensions stables caractérisé en ce qu'il comprend une première couche en une pellicule d'une matière constituée par de l'aluminium dur ou par une polyimide, une seconde couche constituée par une pellicule 25 en une matière qui est soit du papier à base de polyamide soit une polyimide; et une couche à base de résine phénolique thermodurcissable» 7 - Tube selon la revendication 6, caractérisé en ce que les première et seconde couches sont enroulées suivant des hé- 50 lices. 8 - Tube selon la revendication 6, caractérisé en ce que les spires successives de la matière enroulée en délice sont jointives en l*absence de colle et les lignes de jonction des spires de la seconde couche sont situées à l'intérieur des pro- 35 jections des contours des spires de la première couche. 9 - Tube à structure cohérente et à dimensions stables, destiné à être utilisé dans une bobine mobile fixéé à la membrane vibrante d'un haut-parleur, ce tube étant caractérisé- en ce qu'il comprend une première couche enroulée en hélice en une 4-0 pellicule d'une matière qui est soit de l'aluminium, soit une 69 16185 2008895 polyimide et qui présente une épaisseur comprise entre 25 microns et 50 microns, une seconde couche enroulée en hélice constituée par une pellicule en une matière qui est soit du papier à hase de polyamide soit une polyimide, et qui présente une épaisseur 5 comprise entre 50 microns et 75 microns, et une couche de résine phénolique thermodurcissable, dont l'épaisseur est seulement suffisante pour couvrir la seconde couche, l1épaisceu/totale du tube étant comprise entre 75 microns et 150 microns. 4.G - Tube selon la revendication 9 , caractérisé en ce 10 que les spires adjacentes des premiè^et seconde, couches sont jointives, les lignes de jonction des spires de la seconde couche étant surjacentes aux spires de la première couche. il - .Tube selon la revendication 9, caractérisé en ce que les première et seconde couches sont collées par une colle 15 à base de polyimide.