Brevet FR2551573A1 — publié le 19850308

SIRENE ELECTRONIQUE. L'invention concerne une sirène électronique utilisable comme système d'alarme, notamment contre les cambrioleurs. Une sirène électronique conventionnelle,telle que montrée à la figure 1 comprend essentiellement une structure moulée en résine synthétique constituée par un carter ( 11) de section rectangulaire et une corne ( 12) formée intégralement et s'étendant à partir du carter ( 11) L'intérieur du carter ( 11) est divisé en deux chambres élémentaires ( 13) et ( 14) par une cloison de séparation ( 15) Un générateur de son ( 17) est disposé dans la chambre ( 13),alors qu'un circuit de commande ( 18) destiné à actionner l'ensemble générateur de son ( 17) est 15 disposé dans la chambre ( 14). L'unité génératrice de son ( 17) comprend essentiellement un aimant permanent ( 20) de section circulaire ayant une rainure annulaire ( 20 a) La portion centrale ( 20 b) et la portion périphérique ( 20 c) séparées par la 20 rainure annulaire ( 20 a) ont des polarités opposées Un diaphragme circulaire ( 21) de forme ondulée ayant une ouverture centrale ( 21 a) est fixé à sa périphérie à la paroi intérieure du carter ( 11) Un disque oscillatoire ( 22) est fixé à sa périphérie à l'arête de l'ouverture 25 ( 21 a) du diaphragme ( 21) Une bobine tubulaire ( 24) est fixée à son extrémité à l'arête périphérique du disque oscillatoire ( 22) et est positionnée librement dans la rainure annulaire ( 20 a) de l'aimant ( 20) Une bobine de voix ( 25) est enroulée autour de la bobine ( 24) La 30 bobine de voix ( 25) est connectée électriquement au circuit de commande ( 18) qui est connecté à une source de courant continu. En fonctionnement, la bobine ( 25) est excitée pour faire vibrer la plaque oscillatoire ( 22),de manière à 35 produire un son qui est transmis à l'extérieur de la sirène grâce à la corne ( 12). Dans cette réalisation toutefois le générateur de son ( 17) ne peut être réduit en dimension dans la direction d'oscillation de la plaque oscillatoire ( 22), de sorte que la dimension du carter ( 11) est susbstantielle. Il en résulte que la dimension hors tout d'une sirène conventionnelle est augmentée En outre, une telle sirène est plutôt lourde du fait de l'utilisation d'un aimant permanent ( 20) et est parfois compliquée dans sa structure, 10 ce qui conduit à un coût de fabrication élevé. Généralement, les sirènes électroniques conventionnelles du type décrit produisent une onde sonore ayant une fréquence constante qui est plutôt râpeuse Aussi, on recherche une onde qui ait une largeur de bande pré15 déterminée et soit modulable;afin d'être moins râpeuse. L'invention pallie ces inconvénients. Un des objets de l'invention est de réaliser une sirène électronique qui soit légère, compacte et peu coûteuse à fabriquer. Un autre objet est de fournir une sirène électronique qui soit capable de produire une onde sonore efficace, ayant une largeur de bande relativement importante. Selon l'invention, la sirène électronique comprend: une base ayant une ouverture centrale formée à 25 travers celle-ci; un élément piézoélectrique en forme de disque> fixé à une surface de la base;de manière à couvrir ladite ouverture; une corne dont l'extrémité ouverte opposée est fermement fixée à une extrémité de l'autre surface de la base et est disposée en communication avec l'ouverture; et des moyens de commande pour commander l'élément piezo-électrique, de manière à produire une onde sonore. La manière dont l'invention peut être réalisée et -3 les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple qui suit, donné à titre indicatif et non limitatif, à l'appui des figures annexées. La figure 1 est, comme déjà dit, une vue en coupe d'une sirène électronique conventionnelle. La figure 2 est une vue en coupe d'une sirène électronique conforme à l'invention. La figure 3 est une vue arrière de la sirène de la figure 2. La figure 4 est une vue en coupe de la base de la sirène électronique de la figure 2 et la figure 5 est une représentation schématique des circuits de commande de la sirène électronique de la figure 2. En se référant aux figures 2 et 3, la sirène élec15 tronique comprend une base circulaire ( 31) ayant une bosse tubulaire centrale ( 32) s'étendant perpendiculairement à partir de la face avant ( 31 a) de la base ( 31). Comme on le voit plus en détail à la figure 4, la base ( 31) a un repli ( 33) de forme semi-sphérique ou arrondie, 20 formé dans sa portion centrale et s'étendant dans la bosse tubulaire ( 32) La base ( 31) a deux rebords périphériques ( 34) et ( 35) formés respectivement sur l'avant ( 31 a) et sur l'arrière ( 31 b) de la base ( 31). La sirène électronique ( 30) comprend un générateur 25 de son ( 36) sous forme d'un élément piezo-électrique Cet élément piezo-électrique ( 36) comprend une plaque ou un disque oscillatoire ( 37) en laiton, un disque de céramique ( 38) de plus petit diamètre,fixé à une surface de la plaque oscillatoire ( 37) et un film électrode ( 39) 30 de section circulaire, lié au disque de céramique ( 38). Un alésage circulaire ( 40) est formé dans la face arrière ( 31 b) de la base ( 31) immédiatement au voisinage du repli ( 33) La plaque oscillatoire ( 37) est positionnée dans cet alésage ( 40) et est fixée à la base ( 31), la face arrière de la plaque oscillatoire ( 37) reposant au ras de la surface arrière ( 31 b) de la base ( 31) La plaque oscillatoire ( 37), le disque de céramique ( 38) et le film électrode ( 39) sont disposés coaxialement par rapport au repli ( 33) et par rapport à la bosse ( 32). 5 Comme élément piézo-électrique, on peut utiliser un élément fabriqué et vendu par Nihon Tokushu Tougyo Limited (Japon) sous la marque PZ-R 45 On peut également utiliser un élément comprenant une plaque oscillatoire et un film piézoélectrique lié à la plaque et réalisé 10 à partir d'un matériau composite flexible polymère. La plaque oscillatoire ( 37) et le film électrode ( 39) servent d'électrodes de l'élément piézo-électrique ( 36). Deux conduits électriques,non montréssont reliés électriquement à chaque extrémité de la plaque oscillatoire ( 37) et de l'électrode ( 39),alors que les autres extrémités des connections électriques sont reliées au circuit de commande qui sera décrit ultérieurement. Comme on le voit à la figure 4, la face intérieure de la bosse tubulaire ( 32) est taillée de manière à pré20 senter une embase ( 41) Une corne intérieure ( 42) est commodément mise en place et fixée à une extrémité de ce tube ( 32), de sorte que l'extrémité vienne s'appliquer contre l'embase ( 41) La corne intérieure ( 42) a son extrémité opposée ouverte, libre et dirigée vers l'exté25 rieur Trois supports en forme d'oreille ( 43) sont formées et s'étendent perpendiculairement sur ia face avant ( 31) de la base ( 31) en relation circonférentielle régulièrement espacée, les supports ( 43) étant disposés autour de l'ensemble tubulaire ( 32) Chacune des oreilles 30 ( 43) comprend une entaille ( 43 a) formée sur sa face extérieure au voisinage de son extrémité et présente un orifice ( 43 b) disposé au voisinage de cette extrémité. Une corne intemédiaire ( 45) en forme de coupe, est fixée à ces trois oreilles ( 43),de sorte que son extré35 mité ouverte ( 45 a) soit accolée contre les entailles ( 43 a) 22551573 de manière à recouvrir la corne intérieure ( 43) La corne intermédiaire ( 45) est fixée aux oreilles ( 43) par des vis non montrées passant à travers l'extrémité ouverte ( 45 a) dans les orifices appropriés ( 43 b) des oreilles support ( 43) La corne intermédiaire ( 45) est disposée coaxialement avec et espacée circonférentiellement de la corne intérieure ( 42) et l'extrémité ( 42 a) de la corne intérieure ( 42) est espacée de l'extrémité ( 45 b) de la corne intermédiaire ( 45), de manière à trans10 mettre l'onde sonore à travers la corne intermédiaire. Une corne extérieure ( 47) comprend deux extrémités ouvertes opposées et a un rebord radial ( 47 a) formé à une extrémité et fixé sur la base ( 31) grâce à un rebord radial ( 47 a) qui coopère avec la face arrière ( 31 b) de la base ( 31), la corne extérieure ( 47) étant ouverte vers l'extérieur. Un disque de protection ( 50) est fixé à l'extrémité du second rebord ( 35) de la base ( 31) Un carter en forme de coupe ( 51) est fixé sur le rebord ( 35) de la base ( 31) 20 à une extrémité ouverte et cette extrémité ouverte du carter ( 51) est engagée dans le rebord ( 47 a) de la corne extérieure ( 47). Le carter ( 51) comprend le circuit de commande ( 53) pour générer le son ( 36) comprenant l'élément piézo25 électrique. Chacune des cornes, intérieure, intermédiaire, extérieure ( 42,45 et 47) est en résine synthétique et comprend une portion exponentielle dont la section augmente exponentiellement avec la distance axiale. Comme on le voit aux figures 2 et 3, un élément support ( 60) est fixé au carter ( 51) pour faciliter l'installation de la sirène ( 30) Cet élément support ( 60) est par exemple en métal et présente une paire de bras ( 60 a) Le boitier ( 51) comporte une attache ( 51 a) qui 35 est interposée et fixée aux bords ( 60 a) par un boulon ( 61) passant à travers eux. Comme on le voit à la figure 5, le circuit de commande ( 53) comprend un oscillateur ( 54) destiné à générer un signaljayant par exemple une fréquence de 2,9 K Hz, 5 un amplificateur ( 55) destiné à amplifier le signal reçu de l'oscillateur ( 54) et un transformateur ( 56) pour appareiller l'impédance de l'amplificateur ( 55) avec l'impédance de l'élément piézo-électrique ( 36) Une bobine secondaire ( 56 a) du transformateur ( 56) est con10 nectée électriquement à la plaque oscillatoire ( 37) et de l'électrode film ( 39) de l'élément piézoélectrique ( 36) par des connections ( 59 a) et ( 59 b) Le transformateur ( 56) est protégé par un boitier ( 57) de manière à le protéger contre des interférences électromagnétiques, 15 ce boitier ( 57) étant relié à la terre. Comme représenté en traits discontinus dans la figure 5, un signal modulé, peut être envoyé à l'oscillateur ( 54) pour varier la fréquence du signal de sortie de l'oscillateur ( 54) dans une gamme prédéterminée. Lorsqu'un courant alternatif ou un courant pulsé est envoyé depuis le circuit de commande ( 53) à l'élément piézo-électrique ( 36), l'élément piézo-électrique oscille ou vibre à une fréquence égale à la fréquence du courant alternatif du courant pulsé, de manière à produi25 re une onde sonore Cette onde sonore est transmise à travers l'intérieur, par l'intermédiaire ( 45) et la corne extérieure ( 47) dans une manière très efficace. Un coin ( 62) ménagé à la surface du repli ( 33) à l'endroit o ce repli rejoint la portion tubulaire ( 42) 30 a un rayon de courbure de 3,5 mm Grâce à ce rayon de courbure, la sirène électronique ( 30) peut efficacement augmenter le rendement de l'onde sonore générée par l'élément piézo-électrique ( 36) avec moins de perte dans une gamme de fréquences. Une expérimentation a été effectuée pour déterminer l'efficacité du rendement sonore de cette sirène ( 30). Les caractéristiques de cette sirène étaient les suivantes: rayon de courbure de la portion ( 62): 3,5 mm diamètre du repli ( 33) à son arête depuis la partie tubulaire ( 32): 28 mm rayon de courbure de la surface du repli ( 33): 22 mm Le signal avec une fréquence de 2,9 K Hz généré par 10 l'oscillateur ( 54) était modulé de manière à avoir une largeur de bande suffisante, et le circuit de commande actionnait l'élément piézoélectrique ( 36) La sirène ( 30) produisait un son de sortie à une fréquence dont la gamme était comprise entre 800 Hz à 4 K Hz. Dans une autre forme de réalisation, le rayon de courbure du coin ( 62) était de deux millimètres Dans ce cas, la sirène produisait un son de sortie avec des pertes réduites dans une gamme de fréquences limitée de 1 à 3 K Hz. Dans une variante, la corne intérieure ( 42) peut également former partie intégrante de la base ( 31) de manière à former un ensemble monobloc. L'invention est particulièrement adaptée comme sirène d'alarme, notamment pour les cambriolages. REVENDICATIONS 1/ Sirène électronique ( 30), caractérisée en ce qu'elle comprend: une base ( 31) ayant une ouverture centrale ( 32) formée à travers celle-ci; un élément piézo-électrique ( 36) en forme de disque fixé à une surface ( 31 b) de ladite base ( 31) de manière à couvrir ladite ouverture ( 32); une première corne ( 42) avec des extrémités oppo10 sées ouvertes, fermement fixées par une de ces extrémités à l'autre face ( 31 a) de ladite base ( 31) et en communication avec ladite ouverture ( 32); et des moyens de commande ( 53) de l'élément piézoélectrique ( 36) pour produire une onde sonore. 2/ Sirène électronique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend une seconde corne ( 45) ayant une forme générale en forme de coupe fixée à ladite base ( 31) par son ouverture ( 45 a) et recouvrant la première corne ( 42), et une troisième corne ( 47) ayant ses deux extrémités opposées ouvertes et qui est fixée à ladite base ( 31) par une de ses extrémités ( 47 a) et entourant la seconde corne ( 45). 3/ Sirène électronique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément Piézo-électrique ( 36) 25 comprend un disque oscillatoire ( 37) fixé à ladite base ( 31), un disque de céramique ( 38) d'un diamètre plus petit fixé à une face du disque oscillatoire opposé à ladite ouverture ( 32) et un film électrode ( 39) fixé audit disque de céramique ( 38). 4/ Sirène électronique selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite ouverture ( 32) est reliée à ladite base ( 31) de manière à former un raccord semisphérique ( 33). / Sirène électronique selon la revendication 4, 35 caractérisée en ce que le raccord semi-sphérique ( 33) _ 9 comprend également un coin ( 62) de liaison avec l'ouverture ( 32). 6/ Sirène électronique selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit coin a un rayon de courbure de 3,5 mm.