Brevet FR2321737A1 — publié le 19770318

La présenie invention concerne un générateur sonore électromagnétique du type comprenant une membrane fixée le long de sa périphérie à un châssis supportant un circuit électromagnétique dont l'induit est fixé à la membrane et dont les bobines peuvent être raccordées à une source de courant alternatif. L'invention a pour but de réaliser un générateur sonore du type ci-dessus adapté pour produire une intensité sonore particulièrement forte par rapport aux dimensions relativement réduites du générateur sonore et à la puissance électrique fournie, et ceci dans une large gamme de fréquence. A cet effet, l'invention a pour objet un générateur sonore du type ci-dessus, caractérisé en ce que la rigidité de la membrane est faible et en ce que l'induit consiste en une languette oblongue d'une matière non magnétique, une extrémité de la languette étant fixée à la membrane près du centre de ladite membrane et son extrémité libre s'étendant parallèlement aux faces polaires du circuit. On obtient ainsi en raccordant la source de courant alternatif aux bobines du circuit électromagnétique, une augmentation de l'intensité sonore par une coordination convenable entre le mouvement rotatif de la languette autour de la ligne nodale de la membrane disposée perpendiculairement au plan du mouvement de la languette et les mouvements de translation de la languette et de la membrane en direction et à partir des faces polaires, lesdits mouvements étant sensiblement synchrones avec les deux valeurs maximales du courant alternatif et étant limités seulement par les contraintes mécaniques dans la membrane et éventuellement par les heurts saccadés de la languette contre les faces polaires. Suivant une caractéristique de l'invention la languette comporte, sur sa face tournée vers la membrane, un bouton faisant saillie de sa surface. Cette caractéristique permet au bouton en saillie, qui présente une hauteur convenable perpendiculairement à la surface de la languette, d'appliquer une pression contre la membrane et d'augmenter la vitesse de la membrane dans son mouvement à partir des faces polaires,tandis que dans la direction de la membrane vers les faces polaires, une partie de la quantité de mouvement de la membrane peut être transmise par le bouton pour accélérer le mouvement rotatif de la languette vers au moins une des faces polaires. Suivant un autre mode de réalisation du générateur sonore selon l'invention, les faces polaires du circuit électromagnétique sont situées dans un plan perpendiculaire ou à peu près perpendiculaire au plan de la membrane. On obtient ainsi une construction sensiblement équivalente au point de vue-technique, à celle décrite en premier lieu ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparat- tront au cours de la description qui va suivre, faite en se référant au dessin annexé, sur lequel - les Fig. la à le sont des vues schématiques en coupe suivant le centre de la membrane du générateur sonore et l'axe longitudinal de la languette dans cinq positions différentes de la membrane.. pendant son mouvement entre ses deux positions extrêmes. - les Fig. 2a à 2e sont des coupes correspondantes d'un autre mode de réalisation du générateur sonore et - la Fig. 3 représente un oscillogramme montrant le mouvement de translation du centre de la membrane perpendiculairement au plan de cette dernière et une courbe de courant correspondante du courant alternatif d'alimentation. Les Fig. la à le et 2a à 2e représentent une membrane 1 d'une matière mince, de préférence non magnétique, d'une rigidité faible, par exemple d'un bronze laminé épais de 0,05 mm, ladite membrane étant fixée le long de sa périphérie circulaire, rectangulaire ou carrée à un châssis 2 mécaniquement rigide supportant un circuit électromagnétique 3 dont la bobine ou les bobines 3' peuvent être raccordées à une source de. courant alternatif non représentée, par exemple de 50 hertz.L'induit 4 a la forme d'une languette oblongue dont une extrémité 5 est fixée a' la membrane i près du centre géométrique 6 de la membrane et dont l'extrémité libre 7 s'étend parallè- lement aux faces polaires 8 et 9 respectivement du circuit électromagnétique 3, à une distance convenable de ces dernières. la fig. la représente la membrane 1 dans sa position initiale correspondant à l'instant a dans l'oscillogramme de la Fig. 3 où le courant alternatif est fourni.En premier lieu, la languette 4 tourne autour de son extrémité 5 fixée rigidement à la membrane 1, la membrane 1 se courbant autour de sa-ligne nodale perpendiculaire au plan du mouvement de la languette et traversant le centre 6 de la membrane, une moitié de la membrane se courbant en direction du circuit électromagnétique tandis que l'autre moitié se courbe dans la direction opposée. Le mouvement de l'extrémité libre 7 de la languette est arrêté par les contraintes mécaniques engendrées dans la membrane ou éventuellement par les chocs de l'extrémité 7 contre la face polaire 8, ce qui ressort au point b de l'oscillogramme qui correspond à la Fig. lb. Un petit mouvement vers l'arrière du centre 6 de la membrane au point b de l'oscillogramme (Fig. 3) indique le rebondissement de l'extrémité 7 contre la face polaire 8.Ensuite, en augmentant l'attraction magnétique, l'extrémité fixe 5 de la languette est attirée à grande vitesse vers la face polaire 9 par suite de la diminution progressive de la distance entre la languette 4 et cette face polaire tant que les contraintes engendrées dans la membrane le permettent, éventuellement jusqu'à ce que l'extrémité nfixe" 5 touche la face polaire 9, comme indiqué au point c sur la Fig. 3. A cet instant,la membrane passe aiors dans la position représentée sur la Fig. lo où elle est tendue comme un arc ayant son sommet au centre 6 de la membrane entre ses points de fixation dans le châssis 2. Un petit mouvement vers l'arrière au point c de l'oscillogramme, Fig. 3, indique le rebondissement de l'extrémité 5 contre la face polaire 9.L'arrêt soudain du mouvement du centre de la membrane vers la face polaire 9, et éventuellement le choc contre celle-ci, a pour effet que la languette 4 et, par conséquent, la membrane 1 changent de direction de mouvement et sont repoussées à grande vitesse à partir des faces polaires 8 et 9, après quoi la membrane, passant par une position intermédiaire représentée sur la Fig. ld et montrée par le point d de l'oscillograrame, est amenée à une autre position extrême montrée sur la Fig. le et par le point e sur la Fig. 3. Cette position extrime est déterminée par les contraintes mécaniques engendrées dans la membrane et par l'action de la masse de la languette. Dans cette position la membrane fait un certain nombre d'oscillations libres, come montré entre les points e et e' où la force magnétique maximale force la languette 4 et la membrane 1 vers les faces polaires 8 -et a, après quoi un mouvement répété périodiquement à une fréquence double de celle de la tension alternative appliquée comme montré sur la Fig. 3, se perpétue aussi longtemps que la tension alternative est appliquée aux bobines 3'. les oscillations périodiques qui sont produites à vitesse élevée développent une intensité sonore particulièrement forte par rapport aux dimensions relativement réduites du générateur sonore et à la puissance de l'alimentation en courant alternatif. Des essais avec des prototypes du générateur ayant une membrane d'environ 6x cm ont prouvé qu'une alimentation de 2 ou 3 volt-ampères donne un signal de sonorité très perçante et comprenant beaucoup d'harmoniaues qui sont dûs aux oscillations libres de la membrane dans les positions montrées sur la Fig. le. Un tel générateur sonore peut ê- tre produit en masse et à un prix raisonnable, et il sera approprié pour une utilisation en plein air, par exemple comme avertisseur de vélomoteur.Si la puissance est augmentée jusqu'à environ 6 voltampères, l'intensité du signal est presque insupportable à l'oreille, surtout à cause des arrêts de la membrane contre les faces polaires, et le contenu en harmoniques est augmenté sensiblement. Le générateur est avantageux en ce qu'il ne comporte pas de contacts électriques et en ce qu'il fonctionne sans polarisation et avec doublement de fréquence. le générateur peut fonctionner aux fréquences allant de 16 hertz jusqu a environ 200 hertz. Les Fig. 2a à 2e représentent un mode de réalisation du générateur sonore selon l'invention où les faces polaires 8 et 9 du circuit électromagnétique3 sont placées sensiblement perpendiculaires au plan de la membrane 1. le fonctionnement de ce générateur sonore correspond sensiblement à celui décrit ci-dessus en regard des Fig. -la à le, et les parties correspondantes portent les mêmes références que celles utilisées sur lesdites figures. Pour plus de clarté, la fixation.de la membrane 1 et du circuit électromagnétique 3 est indiquée seulement par les parties hachures symbolisant la fixation au châssis 2. I1 est évident pour un homme du métier que les faces polaires 8 et 9 montrées sur les Fig. la à le et 2a à 2e peuvent être convenoblement inclinées par rapport à la position de repos de la languette de sorte qu'elles soient touchées par la languette simultanément dans la position d'attraction de la languette. La face polaire 9 peut, dans les Fig. la à le être avantageusement déplacée de manière qutelie soit touchée plus tard que la face polaire 8, ce qui permet une augmentation du mcuvement de translation de la membrane et par conséquent aussi de l'intensité sonore. le générateur sonore montré sur les Fig. 2a à 2e peut être dipensionné pour donner une intensité sonore moins énervante, par exemple pour une utilisation dans un local en remplacement des sonneries ordinaires par rapport auxquelles on obtient une grande sécurité de fonctionnement et un prix raisonnable par suite de la construction simple et robuste du générateur sonore et par suite de l'omission du contact vibrant électrique et des timbres qu'il faut souvent ajuster. Belon un mode de réalisation du générateur sonore selon 1 'in- vention, la languette 4 peut comprendre, sur sa face tournée vers la membrane 1, un bouton 10 d'une hauteur convenable faisant saillie de ladite surface et coopérant avec la membrane 1 dans une partie de son mouvement, comme représenté sur les Fig. ld et le,pour accé lérer respectivement les mouvements de la membrane et de la languette. - REVffiBJDICATIOIS b - Générateur sonore électromagnétique du type comprenant une membrane fixée le long de sa périphérie à un châssis supportant un circuit électromagnétique dont 11 induit est fixé à la membrane et dont les bobines peuvent être raccordées à une source de courant alternatif, caractérisé en ce que la rigidité de la membrane (1) est faible et en ce que l'induit (4) consiste en une languette (4) oblongue d'une matière non magnétique, une extrémité (5) de la languette étant fixée à la membrane (1) près du centre (6) de ladite membrane et son extrémité libre (7) s'étendant parallèlement aux faces polaires (8,9) du circuit (3). 2 - Générateur sonore électromagnétique selon la revendication 1,- caractérisé en ce que la languette (4) comporte, sur sa face tournée vers la membrane (1), un bouton (10) faisant saillie de sa surface. 3 - Générateur sonore électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les faces polaires (8,9) du circuit électromagnétique (3) sont situées dans un plan perpendiculaire ou à peu près perpendiculaire au plan de la membrane (1).