Brevet FR2572615A1 — publié le 19860502

La présente invention se rapporte de façon générale aux haut-parleurs pneumatiques du type à débit con- tinu de fluide sous pression s'écoulant à travers un cir- cuit pneumatique qui s'étend depuis une entrée de fluide Jusqu'à une sortie de fluide en passant par un col inter- médiaire annulaire au droit duquel des fluctuations modu- lées de débit autour d'une valeur moyenne sont provoquées par des déplacements axiaux d'un organe annulaire modula- teur de débit commandé par un transducteur électromagnétique piloté par un signal phonique. Un appareil de ce type est décrit dans le brevet U.S. 1.904.156 du 18 avril 1933o Dans ce brevet, l'organe modulateur de débit est constitué par un noyau torique à profilage aérodynamique suspendu par des fils métalliques entrecroisés tendus à travers la veine de fluide moteur dans laquelle baigne ce tore profilé et qui traverse de part en part le transducteur électromagnétique de commande. Les performances d'un tel haut-parleur sont li- mitées en fidélité et volume sonore. En effet, la perfec- tion de profilage aérodynamique n'existant pas, des pertur- bations parasites sont inéluctablement engendrées par la sur- face propre du tore modulateur qui baigne dans l'écoulement ainsi que par ses fils de suspension qui le traversent; ces perturbations viennent se surajouter à la modulation traduisant le signal phonique à transmettre et portent préjudice à la qualité du rapport signal/bruit. Par ailleurs, le parallélisme ou coaxialité de l'écoulement à moduler et du mouvement de son organe modulateur contraint de restreindre la veine de fluide moteur à une très mince lame si l'on veut que les déplacements axiaux du modulateur même minimes se répercutent par des modifications sensibles d'étranglement de la veine, Le brevet français 78 33178 publié sous le n 2 442 565 et déposé le 24 novembre 1978 permet de sur- monter ces inconvénients et d'offrir un haut-parleur du même type mais à performances fortement améliorées tant en fi- délité qu'en volume sonore. Selon ce dernier brevet, le circuit pneumatique d'une part et le transducteur électro- magnétique d'autre part sont séparés l'un de l'autre sur toute leur étendue par une paroi transversale formant cloison or- thogonale à l'axe de déplacement dans le col annulaire de l'organe annulaire, lequel est un obstacle en saillie sur ladite paroi transversale et mobile longitudinalement en travers dudit col annulaire, tandis que le fluide sous pression en provenance de l'entrée de fluide du circuit pneumatique arrive dans ce col annulaire tangentiellement par rapport à la paroi transversale, c'est-à-dire ortho- gonalement par rapport audit obstacle mobile longitudina- lement. La commande d'un écoulement de fluide sous pres- sion par un obstacle mobile est bien connue dans le domaine des sirènes et générateurs de bruit à haut niveau sonore, et l'on peut se référer à cet égard au brevet français 1.531.690 déposé le 25 mai 1967. Il convient de noter toutefois qu'il s'agit là d'un domaine technique différent o n'interviennent évidem- ment pas les concepts de fidélité et de rapport signal/bruit propres aux haut-parleurs pour lesquels il faut que: - d'une part, la plage de fonctionnement en fréquence couvre les spectre de la parole, c'est-à-dire l'intervalle 300 - 3000 Hz; - d'autre part, le rapport signal/bruit, qui traduit la clarté ou l'intelligibilité du signal transmis, ne soit pas inférieur à 10 dB pour toute la plage de fonc- tionnement ci-dessus. Dans le brevet français 1.531.690, l'obstacle mobile a deux positions: une position en saillie provo- quant la déviation d'un jet d'entrée et une position effa- cée ne provoquant aucune déviation. Cet obstacle a donc pour effet de hacher le Jet continu d'entrée en deux écoule- ments pulsatoires de sortie, par aiguillage alternatif dudit jet d'entrée vers l'un ou l'autre de deux conduits de sortie, ce qui donne en définitive un train d'ondes brutes --c'est- à-dire non modulées-- et par conséquent impropres à la transmission de messages complexes et en particulier vo- caux. Dans le haut-parleur faisant l'objet du brevet français 2 442 565, le mode de modulation mis en oeuvre pré- sente une faible inertie tout en assurant des amplitudes de modulation importantes, -c'est-à-dire qu'il permet simul- tanément de conserver la fidélité du timbre de la voix tout en assurant un haut niveau de retransmission avec un fort rapport signal/bruit de fond. La modulation de débit consiste dans ce cas en des fluctuations de débit autour d'un débit moyen qui est évacué par le même conduit qui transmet les ondes sonores à l'extérieur. Cette modulation est réalisée en un seul étage o le circuit pneumatique et le transducteur sont séparés par une paroi: d'un coté de ladite paroi, le circuit pneuma- tique comprenant un col prolongé par un diffuseur lui-même prolongé par un pavillon acoustique; de l'autre côté de la paroi, le transducteur dont l'élément mobile commande un obstacle annulaire qui fait saillie, à partir de cette paroi, dans le plan du col de la tuyère annulaire, l'obstacle mobile étant lié à ladite paroi par une liaison élastique continue. En outre, cette paroi peut comporter des orifices qui laissent passer un écoulement d'air frais induit par l'écoulement de fluide moteur à la surface de ladite paroi (créant ainsi un effet d'éjecteur) de telle sorte qu'un re- froidissement efficace de la bobine est assuré naturellement, permettant l'utilisation de gaz chauds comme fluide moteur. Dans tous ces appareils de la technique anté- rieure, des difficultés posant problème peuvent surgir à l'usage. Ainsi notamment: - l'équipage mobile constitué du bobinage et de son support annulaire étant animés sans cesse d'oscillations de fréquence élevée, ces mouvements alternés risquent à la longue de provoquer des gauchissements du support et la dé- solidarisation du bobinage, mettant l'appareil hors service; - les connexions élastiques pour l'alimentation électrique du bobinage ont une fréquence propre qui vient interférer avec celle qu'on cherche à obtenir avec le haut- parleur, d'o manque de pureté sonore. La présente invention concerne des perfection- nements apportés aux haut-parleurs pneumatiques en vue d'améliorer la fiabilité et la tenue du bobinage, sans faire intervenir de fréquence propre perturbatrice au niveau des connexions électriques. Conformément à une particularité technique de la présente invention, on réalise une rigidification et une solidarisation poussées de l'ensemble mobile formé par le bobinage et son support. A cet effet, on pratique, dans le corps d'un support en matériau composite léger à base de fibres de verre ou de "Celoron" (amiante et résine phéno- lique), une échancrure en forme de gorge aplatie sur le fond de laquelle on applique une colle telle que le "Sili- trocol", puis on enroule les spires du bobinage au sein de ladite gorge pour les y loger sans saillie notable sur la surface du support et enfin on revêt le tout d'une colle telle que l'"Araldite", donnant à l'ensemble annulaire une grande rigidité avec solidarisation efficace du bobinage pris en sandwich entre les deux colles ci-dessus, cet ensemble annulaire présentant au surplus des surfaces unies bien lisses, la rugosité conférée par les spires étant noyée dans la couche d'"Araldite" Selon une autre particularité technique de la présente invention, la connexion électrique nécessaire pour le circuit d'excitation du bobinage comporte une tresse ayant du mou et qui ne saurait de ce fait perturber les fré- quences de fonctionnement. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réali- sée. La figure 1 est une vue en coupe selon l'axe d'un haut-parleur conforme à un mode de réalisation de la présente invention. La figure 2 est une vue partielle agrandie en plan. La figure 3 est une vue en coupe fragmentaire du support de bobinage montrant l'échancrure en forme de gorge aplatie usinée sur le corps cylindrique de ce support, le bobinage n'étant pas représenté. Les figures 4 et 5 sont des vues partielles sur lesquelles est représenté en place le bobinage avec ses connexions électriques. Sur la figure 1, on distingue de part et d'autre d'une paroi 1: d'un c8té, l'ensemble du circuit pneumatique 2 et, de l'autre c8té, le transducteur 3. L'ensemble du circuit pneumatique 2 comprend une tuyère 4 prolongée par un pavillon acoustique 5, cette tuyère 4 délimitant avec un diffuseur profilé 6 un conduit annulaire 7 comportant un col 8 dans le plan duquel est disposé un obstacle annulaire 9. A l'amont de ce col 8, un collecteur circulaire 10 est alimenté uniformément à partir d'une capacité 11 comportant des orifices 12 ré- partis régulièrement à sa base, ladite capacité 11 étant ali- mentée par un conduit d'admission 13. L'obstacle mobile 9 (voir également figure 2) est relié à la paroi 1 par une liaison élastique continue 22 (en élastomère), cette paroi 1 comportant une couronne extérieure 23 et une couronne in- térieure 24. Le transducteur 3 est constitué classiquement d'un aimant permanent 14 et des pièces polaires 31, 32 déli- mitant un entrefer annulaire 16 dans Iequel se déplace lon- gitudinalement l'équipage mobile 17 de la bobine électro- magnétique. Comme on le voit mieux sur les figures 3, 4 et 5, cet équipage mobile 17 comprend un anneau-support cylin- drique rigide 17A en fibres de verre ou en"Celoron", pré- sentant sur sa surface externe une échancrure 17B en forme de gorge aplatie dont le fond est revêtu de colle (par exemple du "Silitrocol"). Dans cette gorge 17B sont enroulées les spires du bobinage 18 sans saillie notable par rapport à la surface externe du support 17A. L'ensemble est alors re- vêtu extérieurement d'une couche lisse de colle (par exemple "Araldite") noyant lesdites spires et formant un assemblage support/bobinage à la fois solidaire et rigide. Le bobinage 18 se termine par une extrémité torsadée 18A reliée à une borne d'alimentation 19 d'un signal électrique par des tresses conductrices 21 (voir aussi figure 2). Ledit signal électrique, résultant de la trans- formation d'un signal d'entrée vocal 55 par un microphone 56 ou un enregistreur magnétique 57 et de son amplification dans l'amplificateur 58,. est acheminé vers les bornes d'a- limentation 19 par un câble 20 (voir figure 1) L'ensemble du transducteur pourra être logé dans un bottier cylindrique 25. Le haut-parleur pneumatique qui vient d'être décrit fonctionne comme suit: Sous l'influence du signal parcourant le bobi- nage 18, l'obstacle mobile 9 se déplace dans le plan du col 8 et modifie ainsi la section de passage de l'écoulement de puissance autour d'un débit moyen déterminé par la posi- tion au repos, en l'absence de signal, de l'obstacle 9 dans le plan du col 8. L'amplitude du signal à transmettre est ainsi modulée par ces fluctuations de débit. Il va de soi que le mode de réalisation décrit n'est qu'un exemple et qu'on pourrait le modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Haut-parleur pneumatique à débit continu de fluide sous pression s'écoulant à travers un circuit pneu- matique qui s'étend depuis une entrée de fluide jusqu'à une sortie de fluide-en passant par un col intermédiaire annulaire au droit duquel des fluctuations modulées de débit autour d'une valeur moyenne sont provoquées par des déplacements axiaux d'un obstacle annulaire modulateur de débit commandé par un transducteur électromagnétique piloté par un signal phonique, dans lequel le circuit pneumatique (2) d'une part et le transducteur électromagnétique (3) d'autre part sont séparés l'un de l'autre sur toute leur étendue respective par une paroi transversale (1) formant cloison orthogonale à l'axe de déplacement dans le col annulaire (8), de l'obstacle modu- lateur (9) qui est en saillie sur ladite paroi transversale (1) et mobile longitudinalement en travers dudit col annu- laire (8), dans lequel le fluide sous pression en provenance de l'entrée de fluide (13) du circuit pneumatique (2) arrive dans ce col annu- laire (8) tangentiellement par rapport à la paroi trans- versale (1), c'est-à-dire orthogonalement par rapport au- dit obstacle mobile longitudinalement (9), et dans lequel ce dernier constitue un prolongement terminal libre d'un équipage mobile à bobine électromagnétique (17) faisant partie intégrante du transducteur (3) et située par consé- quent du c8té de la paroi transversale (1) opposée au cir- cuit pneumatique (2), ledit équipage mobile (17) étant sup- porté par une membrane élastique annulaire continue (22) qui est incorporée à ladite paroi transversale (1) et que traverse de façon étanche ledit obstacle modulateur (9),' caractérisé en ce que ledit équipage mobile (17) comprend un support annulaire à paroi cylindrique (17A) et un bobinage (18) logé dans une échancrure en forme de gorge aplatie (17B) pratiquée dans le corps dudit support (17A), le bobinage (18) et son support (17A) formant un ensemble solidaire rigide. 2. Haut-parleur pneumatique selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le bobinage (18) est pris en sandwich entre une première couche de colle revêtant le fond de l'échancrure en forme de gorge aplatie (17B) et une se- conde couche de colle noyant les spires du bobinage (18) et conférant à l'ensemble (17) une surface lisse et unie. 3. Haut-parleur pneumatique selon la revendica- tion 1 ou 2, caractérisé en ce que le support (17A) est en matériau composite léger à base de fibres de verre ou d'un mélange d'amiante et de résine phénolique. 4. Haut-parleur pneumatique selon la revendica- tion 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la connexion du bobinage (18) avec son circuit d'excitation externe (20) comporte l'interposition d'une tresse électrique (21) présentant du mou et aboutissant à une borne (19). Haut-parleur pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la mem- brane élastique annulaire continue (22) est montée en inter- position entre une couronne extérieure (23) et une couronne intérieure (24), l'ensemble de ces trois pièces (22, 23t 24) constituant la paroi transversale (1) qui sépare le circuit pneumatique (2) du transducteur électromagnétique (3). 6. Haut-parleur pneumatique selon la revendica- tion 5, caractérisé en ce que la membrane élastique continue (22) est réalisée par deux Joints annulaires en élastomère disposés dans le même plan transversal mais de part et d'autre de l'équipage mobile longitudinalement (17).