Brevet FR2573559A1 — publié le 19860523

" Procédé pour la commande sans contact de la fréquence motrice de l'armature oscillante d'un klaxon électro magnétique ". Etat de la technique L'invention part d'un procédé pour la commande sans contact de la fréquence motrice de l'armature oscillante, fixée à une membrane, d'un klaxon électromagnétique, en fonction du déplacement de la membrane. Un klaxon fonctionnant selon ce procédé est par exemple connu dans le document FR-PS 1 428 483. Dans ce cas, un amplificateur auto-oscillant, accordé sur la résonance propre des parties mobiles du klaxon, commande l'alimentation de l'enroulement d'excitation et donc la fréquence motrice de l'armature oscillante en résonance propre. Une tension alternative obtenue simultanément à partir du déplacement de la membrane par induction, par effet capacitif ou bien piézo-électrique, est introduite en coincidence de phase dans le circuit de résonance de l'amplificateur pour servir d'éventuels écarts entre la fréquence électrique d'oscillation et la fréquence mécanique effective de fréquence de résonance du circuit électrique oscillant. A partir du document DE-OS 25 57 711, il est en outre connu de coupler par l'intermédiaire d'un organe de compensation à 1 'entrée de commande d'un circuit de bascule un détecteur, qui lors de l'excitation de l'armature oscillante délivre à un noyau de fer une impulsion de tension, ce circuit à bascule bloquant pour un temps de basculement prédéfini un dispositif d'interruption du courant d' excitation de la bobine d'induit lors de l'apparition d'une impulsion en provenance du détecteur. Le document DE-OS 24 48 685 décrit un circuit interrupteur sans contact pour un klaxon électromagnétique, dont la membrane reliée mécaniquement à l'armature oscillante oscille librement à sa résonance propre et qui, pour exciter l'oscillation, établit ou coupe le circuit d'excitation pour l'enroulement d'armature en fonction de deux positions momentanée de l'armature oscillante par rapport à son noyau de fer, ces deux positions momentanées, déterminant les processus de commutation de l'armature oscillante, étant détectées par un capteur inductif et étant converties par modulation d'une oscillation auxiliaire en signal de commande pour le circuit interrupteur. De tels circuits pour la commande sans contact de la fréquence motrice de l'armature oscillante sont certes un peu plus coûteux que le circuit interrupteur classique d'un interrupteur de contact branché en série avec la bobine excitatrice de l'armature oscillante du type de ce que l'on appelle le marteau de Wagner. Cependant, un tel interrupteur de contact classique est sujet à des perturbations, notamment du fait de la'usure importante à laquelle il est soumis. Mais précisément dans le cas des klaxons, on doit attacher une grande importance à un mode de fonctionnement sur et à une durée de vie prolongée, surtout à la neutralisation de la source mécanique perturbatrice.En utilisant des dispositifs de commande sans contact tels qu'ils sont décrits ci-dessus, la durée de vie du klaxon, dont la constitution est par ailleurs inchangée, peut être multi pliée. A côté d'une durée de vie plus longue, il y a lieu de veiller dans le cas d'un klaxon électromagnétique à la pureté du signal acoustique obtenu; Ce signal est produit par l'impact périodique de l'armature oscillante sur un noyau de fer. De ce fait, la membrane reliée à l'armature et le disque oscillant sont amenés à effectuer des oscillations propres. La succession périodique de l'impact de l'armature oscillante détermine la fréquence de base du signal (300 à 500 Hz). La fréquence du son est définie par la fréquence propre de la membrane ou bien du disque oscillant. Elle se situe à un ordre de grandeur d'environ 3000 Hz. Si la fréquence propre de la membrane ou bien du disque oscillant est un multiple entier de la fréquence de base, le son du klaxon est alors pur.Pour garantir cela, il était jusqu'ici nécessaire d'adapter sur chaque klaxon individuel lors de la fabrication la fréquence de base à la fréquence propre du disque oscillant et de la membrane par modification de la-raideur du ressort de l'armature oscillante. Ce processus d'ajustement demande beaucoup de temps et entraîne des dépenses supplémentaires. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients et l'invention prévoit à cet effet qu'à partir de la fréquence propre de la membrane, une succession d'impulsions électriques de même fréquence est obtenue, cette succession d'impulsions étant exploitée pour obtenir une fréquence de commande subdivisée dans un rapport de nombres entiers pour l'alimentation d'une bobine d'excitation de l'armature oscillante. Avantages de l'invention Le procédé conforme à l'invention pour la commande sans contact de la fréquence motrice de l'armature oscillante apporte par contre un avantage qu'il n'y ait plus besoin d'un ajustement supplémentaire de la fréquence de base pour obtenir la pureté du son du signal du klaxon, car la fréquence de commande pour l'alimenta- tion de la bobine excitatrice de l'armature oscillante est obtenue à partir de la fréquence propre de la membrane ou bien du disque oscillant.L'exploitation de la succession d'impulsions produite par la membrane pour obtenir une fréquence de commande subdivisée selon un rapport entier pour l'armature oscillante, peut être réalisée avec un circuit électrique relativement simple quoi fonctionne en commutation de façon correspondante au type de fonctionnement d'un interrupteur de contact mécanique et qui présente en conséquence peu de perte et une sécurité de fonctionnement D'autres caractéristiques de l'invention permettent d'envisager d'autres formes avantageuses des améliorations du klaxon caractérisé en ce qu'à partir de la fréquence propre de la membrane, une succession d'impulsions électriques de même fréquence est obtenue, cette succession d'impulsions étant exploitée pour obtenir une fréquence de commande subdivisée dans un rapport de nombres entiers pour l'alimentation d'une bobine d'excitation de l'armature oscillante ; la succession d'impulsions électriques obtenue à partir de la fréquence proprement de la membrane est produite par un convertisseur réagissant au déplacement de la membrane, de préférence un convertisseur piézo-électrique ; le convertisseur est disposé sur la membrane elle-même, de préférence sur une face interne de cette membrane tournée vers le boitier du klaxon ; le convertisseur, revêtant la forme d'un disque perforé, est disposé sur un'prolongement de l'armature oscillante, de préférence entre la membrane et un disque oscillant relié à celle-ci ; un capteur d'accélération, de préférence constitué d'un matériau piézo-électrique, est utilisé comme convertisseur et est- ancré sur. le bottier du klaxon ; la succession d'impulsions électriques obtenues à partir de la fréquence propre de la membrane est mise en mémoire dans un circuit d'exploitation comportant un compteur de présélection et un étage de déclenchement, et délivrant les impulsions de commande pour l'alimentation de la b-obine d'excitation de l'armature oscillante ; la succession d'impulsions électriques obtenue à partir de la fréquence propre de la membrane commande un aiguillage de signaux branché en amont du circuit d'exploitation, cet aiguillage étant relié à la sortie d'un générateur de fréquence raccordé au circuit d'alimentation en courant du klaxon. Des particularités des caractéristiques de l'invention découlent de la description ci-après et des dessins dans lesquels est représenté un exemple de réalisation de l'invention. - la figure 1 est un schéma par blocs du branchement électrique du klaxon. - la figure 2 est une coupe longitudinale du klaxon. Description de l'exemple de réalisation Le klaxon 10 représenté sur la figure 1 est destiné à être utilisé sur un véhicule automobile non représenté et comporte en conséquence un élément de fixation 11 portant le boitier 12 du klaxon. Ce bolier 12 est constitué d'une tôle ayant partout la meme épaisseur, de préférence d'une tôle d'acier. Il a une section transversale circulaire et il est fermé par une membrane 13. Sur le fond 14, opposé à la membrane 13, du boîtier 12 est ancré un noyau 15 fixé aux transversales circulaires et qui fait saillie dans le boîtier 12 et qui est constitué d'un matériau présentant une conductibilité magnétique, de préférence du fer doux.L'ancrage du noyau 15 sur le boîtier 12 s'effectue par un goujon fileté 16 se raccordant au noyau, et qui a un diamètre inférieur à celui du noyau et traverse le fond 14 du boîtier 12 ainsi que l'élément de fixation 11. Un écrou 17 vissé sur le goujon 16 maintient ensemble les parties 11, 12 et 15. Sur le noyau 15 est placé une bobine excitatrice 18 qui pendant le fonctionnement attire la membrane 13 contre le noyau 15 au rythme d'impulsions de courant successives. A cet effet, la face frontale libre du noyau 15 est placée, en ménageant un entrefer, en face de l'extrémité en forme de goujon 19 d'une armature oscillante fixée sur la membrane 13. Pour fixer l'armature 20 sur la membrane 13, cette armature comporte un goujon central de rivetage 21 avec un plus petit diamètre, qui traverse la membrane 13, un disque-entretoise 22 ainsi qu'un disque oscillant 25 monté entre des rondelles 23, 24, et qui maintient ensemble par une tête de rivet 26 formée à son extrémité les parties 13, 20, 22, 23, 24, 25. a bobine excitatrice 18 est susceptible d'être raccordée à une source de courant 28 par l'intermédiaire d'un circuit électronique de commande sans contact,. décrit plus en détail ci-après ainsi que par l'intermédiaire d'un câble de raccordement 27 indiqué seulement d'une façon symbolique sur la figure 2. Le circuit électronique de commande est constitué essentiellement d'un circuit d'exploitation 29 avec un compteur de présélection et un étage de déclenchement pour la succession d'impulsions électriques obtenue à partir de la fréquence propre de la membrane 13, d'un étage terminal 30 raccordé à sa sortie et qui est disposé en même temps qu'un commutateur 31 sur le conducteur 27 reliant la source de courant 26 à la bobine excitatrice 18, d'un générateur de fréquence 32, dont les impulsions lors de la fermeture du commutateur 31 sont envoyées pendant un court instant dans le circuit d'exploitation 29 pour exciter l'armature 20, et d'un aiguillage de signal disposé entre le générateur de fréquence 32 et le circuit d'exploitation 29, cet aiguillage supprimant les impulsions du générateur après la mise en oscillation de la membrane et envoyant dans le circuit d'exploitation 29, au lieu des impulsions du générateur, la succession d'impulsions électriques obtenue à partir de l'oscillation de la membrane. Les conditions pour la pureté du son du signal acoustique produit par un klaxon électromagnétique font que la fréquence motrice de l'armature oscillante 20 sur le noyau 15 et la fréquence propre de la membrane 13 ou bien du disque oscillant 25 soient dans un rapport de nombres entiers. La fréquence propre de la membrane du disque oscillant est prédéfinie par leur construction et peut par exemple se situer à un ordre de grandeur de 3000 Hz. Si cette fréquence est un multiple entier de la fréquence motrice de l'armature oscillante 1, le son du klaxon est pur.Pour garantir ce résultat selon les opérations supplémentaires d'ajustement, il est prévu qu'une succession d'impulsions électriques est obtenue à partir de la fréquence propre de la membrane ou bien du disque oscillant, avec la- même fréquence, cette succession d'impulsions étant exploitée pour obtenir une fréquence de commande subdivisée selon un rapport entier pour l'alimentation de la bobine excitatrice 18 de l'armature oscillante 20. Dans l'exemple de réalisation représenté, la succession d'impulsions obtenue à partir du déplacement de la membrane, comme indiqué précédemment, est introduite par l'intermédiaire de l'aiguillage de signal 33 dans le circuit d'exploitation 29.Si l'on souhaite par exemple un rapport 1 : 8 entre la fréquence motrice de l'armature oscillante 20 et la fréquence de la membrane 13, alors, le compteur de présélection contenu dans le circuit d'exploitation 29 active. pour chaque huitième d'oscillation de la membrane,l'étage de déclenchement du circuit d'exploitation, qui de son côté connecte l'étage terminal 30. Ainsi, lorsque le commutateur 31 est fermé, une courte impulsion de courant parvient à la bobine excitatrice 18 et provoque l'attraction de l'armature oscillante 20 par la force magnétique et l'impact de l'armature sur le noyau 15. Pour obtenir à partir des oscillations de la membrane 13 ou bien'du disque oscillant 25 une succession d'impulsions électriques de même fréquence, on utilise de préférence des convertisseurs, notamment des convertisseurs piézo-électriques, qui réagissent à des modifications de forme et qui, pour de faibles dimensions, ont la propriété que leurs modifications de charge peuvent suivre des sollicitations alternatives même à des fréquences élevées. Dans l'exemple de réalisation représenté, un convertisseur piézo-céramique, sous la forme d'une plaquette plate 34 est disposé sur la face interne, tour nee vers le boîtier 12 du klaxon, de la membrane 13 au voisinage du bord du boîtier. La fixation de la plaquette 34 sur la membrane peut s'effectuer par collage.Au-dessous de la plaquette 34, est fixée sur le bottier 12 du klaxon une petite boite 35 dans laquelle sont logés des composants électroniques schématiquement représentés sur le schéma de la figure 1. L'impulsion de tension obtenue lors de l'impact de l'induit 19 sur les noyau 15 par déformation de la membrane 13, est amenée par l'intermédiaire du conducteur flexible 36 à l'aiguillage de signal 33 se trouvant dans la bolte 35. Au lieu du convertisseur 34 fixé a' la membrane 13, on pourrait également utiliser un convertisseur de pression disposé sur le goujon de rivetage 24 entre la membrane 13 et le disque oscillant 25. Cette disposition apporte l'avantage que le convertisseur de pression n'a pas besoin d'être relié à la membrane. Comme convertisseur de pression, on peut utiliser dans ce cas un disque piézo-céramique perforé, qui est mis en place au lieu du disque-entretoise 22 entre la membrane 13 et la rondelle 24. Pour la transmission des impulsions de tension délivrées par ce disque perforé à l'électronique de commande logée dans la botte 35, on peut utiliser des conducteurs en bande posés contre la face interne de la membrane 13. Une autre possibilité de détection des oscillations de la membrane 13 ou bien du disque oscillant 25 consiste à utiliser comme convertisseur un capteur piézo-électrique d'accélération. Un tel capteur d'accélération 37, indiqué en traits-points sur la figure 2, dont la construction et le mode de fonctionnement sont pré- sumés connus, est, dans l'exemple de réalisation représenté, rapporté à l'intérieur du boîtier 12 du klaxon à un emplacecment qui oscille en synchronisme avec la membrane 13 lorsque le commutateur 30 est fermé. Pour la mise en circuit du klaxon 10, le commutateur 31 est fermé. De ce fait, le générateur de fréquence 32 reçoit du courant et délivre une succession d'impulsions avec une fréquence constante prédéfinie qui peut correspondre à la fréquence d'oscillation de la membrane 13 ou bien du disque oscillant 25. Les impulsions du générateur parviennent par l'intermédiaire de l'aiguillage de signal 33 au circuit d'exploitation 29 qui de son côté commande l'étage terminal 30 au rythme des impulsions de déclenchement délivrés par le circuit 29. Ainsi, la bobine excitatrice 18 du klaxon reçoit du courant et attire l'armature 20, de sorte que celle-ci vient frapper le noyau 15 et déclenche l'oscillation propre de la membrane 13 et du disque oscillant 25. A partir de cette oscillation propre, une succession d'impulsions électriques de même fréquence est obtenue à l'aide du convertisseur piézo-électrique 34, cette succession d'impulsions étant introduite par l'intermédiaire de l'aiguillage de signal 33 dans le circuit d'exploitation 29. Les impulsions engendrées par le convertisseur 34 font que l'aiguillage de signal 33 est commuté et que les impulsions sortant du générateur de fréquence 32 sont bloquées. En conséquence, seuls les signaux du convertisseur piézo-électrique 34 sont traités, le compteur de présélection captant ces impulsions, du circuit d'exploitation 29 autorisant après respectivement n impulsions le déclenchement de l'étage terminal 30. De cette façon, la séquence de base déterminée par la fréquence d'impact de l'armature oscillante 20 sur le noyau 15 est prédéfinie par la fréquence propre de la membrane 13 ou bien du disque oscillant 25 et peut à l'aide du circuit d'exploitation 29 être subdivisée selon un rapport entier quelconque par rapport à la fréquence de la membrane. L'oscillateur 32 peut être réalisé de façon très simple car il sert uniquement à activer pendant un court instant le circuit d'exploitation 29 pour amorcer l'oscillation de la membrane 13. Dès que cela a lieu et que l'aiguillage de signal 33 reçoit des impulsions du convertisseur piézo-électrique 34, cet aiguillage commute e-t bloque le passage de la succession d'impulsions en provenance du générateur de fréquence 32. Des constructions de klaxon avec des fréquences de bases variées peuvent être réalisées avec un seul et même circuit lorsque la fréquence de base est réglable sur le circuit d'exploitation. Par un réglage approprié du seuil de déclenchement du circuit d'exploitation, il est en outre possible non seulement de détecter toutes les oscillations de la membrane mais également tous les paliers intermédiaires d'une amplitude, de sorte que par le choix du seuil de déclenchement, il peut être tenu compte du retard du circuit magnétique du klaxon. REVENDICATIONS 10) Procédé pour la commande sans contact de la fréquence motrice de l'armature oscillante, fixée à une membrane, d'un klaxon electromagnétique, en fonction du déplacement de la membrane, procédé caractérisé en ce qu'a partir de la fréquence propre de la membrane (13), une succession d'impulsions électriques de même fréquence est obtenue, cette succession d'impulsions étant exploitée pour obtenir une fréquence de commande subdivisée dans un rapport de nombres entiers pour l'alimentation d'une bobine d'excitation (18) de l'armature oscillante (20). 20) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la succession d'impulsions électriques obtenue à partir de la fréquence proprement de la membrane (13) est produite par un convertisseur réagissant au déplacement de la membrane, de préférence un convertisseur piezoélectrique (34). 30) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le convertisseur (34) est disposé sur la membrane (13) elle-même, de préférence sur une face interne decette membrane tournée vers le boîtier (12) du klaxon. 40) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le convertisseur, revêtant la forme d'un disque perforé, est disposé sur un prolongement (21) de l'armature oscillante (20), de préférence entre la membrane (13) et un disque oscillant (25) relié à celle-ci. 50) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu-'un capteur d'accélération 60) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la succession d'impulsions électriques obtenue à partir de la fréquence propre de la membrane (13) est mise en mémoire dans un circuit d'exploitation (29) comportant un compteur de présélection etun étage de déclenchement, et délivrant les impulsions de commande pour l'alimentation de la bobine d'excitation (18) de l'armature oscillante (20). 70) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la succession d'impulsions électriques obtenue à partir de la fréquence propre de la membrane (13) commande un aiguillage de signaux (33) branché en amont du circuit d'exploitation (29), cet aiguillage étant relié à la sortie d'un générateur de fréquence (32) raccordé au circuit d'alimentation en courant du klaxon (10).