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Perfectionnements aux appareils traducteurs de son
La présente invention est relative à des organes traducteurs dé son et se rapporte plus particu- lièrement à des perfectionnements et à des méthodes de fabrication des récepteurs téléphoniques du type à aimant permanent.
Suivant l'invention un organe traducteur de son est prévu dans lequel les éléments constituant le champ magnétique sont montés sur un support sensiblement non magnétique mais conducteur qui est couplé avec le circuit magnétique des éléments créant le champ de telle sorte qu'une partie de la composante alternative du flux dé- veloppé au cours du fonctionnement de l'appareil soit
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empêchée d'être en liaison avec le bâti.
L'invention sera mieux comprise d'après la descrip- tion suivante d'une réalisation de l'invention représentée aux plans par les figures 1 à 6. La fige 1 est une vue en élévation de côté représentée en coupe d'un organe traducteur de son. La fig. 2 est une vue en élévation de la partie avant de l'organe représenté à la fig, l, le diaphragme étant enlevé. La fig. 3 est une vue développée représentant la méthode de montage de l'organe repré- senté à la fig, 1. Les figs. 4 et 5 sont des vues détaillées de certains des éléments représentés aux figs.
1 et 3, et la fige 6 représente schématiquement la méthode de magnétisation de l'aimant permanent faisant partie des éléments du champ magnétique de l'organe re- présenté à la fig. 1. Un organe traducteur de son est représenté aux figs. 1, 2 et 3 sous la forme d'un récepteur téléphonique qui comprend un boitier 10 sous magnétique mais forme de cuvette construit en matériau non/conducteur tel que l'aluminium par exemple et dans lequel sont montés les éléments créant le champ magnétique de l'appa- reil. Le bord du boîtier 10 est prévu avec un rebord extérieur 11 formé d'une seule pièce avec un anneau 12, dont la surface extérieure est plane pour servir de surface de support au diaphragme 13 du récepteur.
De préférence le diaphragme 13 a une épaisseur de 0,020 centimètre approximativement et est construit en matériau magnétique, tel que par exemple l'acier au silicium, ayant une grande perméabilité aux courants alternatifs.
Les éléments du champ magnétique comprennent une paire de pièces polaires 14 et 15, sur lesquelles sont en- roulées les bobines 16 et 17 du récepteur recevant le
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courant à fréquence vocale, et un aimant permanent 18 sous forme de barre qui avec le diaphragme 13 et les pièces polaires 14 et 15 forment un circuit magnétique sensiblement fermé interrompu seulement par l'étroit 'entrefer à air existant entre les faces polaires des pièces 14 et 15 et le diaphragme 13, Les pièces polaires 14 et 15 sont prévues avec des prolongements extérieurs 14a et 15a respectivement qui s'adaptent parfaitement dans les ouvertures 19 et 20 pratiquées dans le fond du boitier 10, et qui dépassent le boitier 10 pour re- cevoir l'aimant permanent 18.
Danw le but de maintenir l'aimant 18 entre les prolongements 14a et 15a dee pièces polaires, les coins supérieurs, et plus 'particulièrement les bords, de l'électro-aimant sont biaisés comme indiqué . en 18a et 18b, et la partie supérieure des coins des pro- longements 14a et 15a des pièces polaires sont recourbées pour s'appliquer sur les bords biaisés de l'aimant de la manière indiquée à la fig. 5. De préférence la longueur de la barre est légèrement supérieure à l'écart entre les prolongements 14a et 15a des pièces polaires de telle sorte que les faces opposées des prolongements 14a et 15a des pièces polaires s'appliquent fermement sur les-faces de l'aimant afin d'obtenir un joint de faible reluctance entre les pièces polaires et l'aimant.
Il est à remarquer que le type d'assemblage qui vient d'être décrit sert à maintenir l'aimant 18 pour l'em- pécher de se déplacer-dans une direction quelconque et par conséquent cet aimant est maintenu fixement en place lorsque l'assemblage de l'appareil est terminé.
L'aimant 18 est de préférence constitué par un alliage composé de 24 - 26% de nickel, 11 - 13% d'alla- minium et 61 - 65% de fer, tel que par exemple l'alliage connu sous le nom d'Alnic ; tandis que les pièces poires
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14 et 15 sont de préférence constituées par un alliage comprenant approximativement 45% de nickel et 55% de fer tel que par exemple l'alliage connu sous le nom de "Alle- gheny Electric Metal". Lorsqu'il est constitué par de l'alliage " Alnic " l'aimant 18 après magnétisation possède une force coercitive de plus de 400 oersteds et une énergie de plus de 1 x 106 ergs par c.c., cette énergie étant le maximum de la rémanence mesurée en gauss et de la force coeraitive mesurée en oersteds.
L'enroulement magnétisant 16 est enroulé sur la pièce polaire 14 entre les deux joues 21 et 22 constituées par un matériau isolant et est isolé de la pièce polaire 14 par une feuille en matériau isolant 23 qui peut par exemple être constituée par une toile vernie. Les ex- nt trémités de l'enroulement 16 passe/à l'extérieur à travers des trous pratiqués dans la paroi intérieure des joues 21 et 22 pour être attachées aux pièces de connexion 21a et 22a faisant corps respectivement avec les joues 21 et 22 et débordant par rapport à ces joues. D'une manière analogue, l'enroulement 17 est enroulé sur la pièce polaire 15 entre les deux joues 24 et 25 et est isolé de cette pièce polaire 15 par une couche en matériau isolant 26.
Les extrémités de cet enroulement passent à l'extérieur à travers des trous pratiqués dans la paroi interne des joues 24 et 25 pour être accrochées à des pièces de connexion 24a et 25a faisant corps respectivement avec les joues 24 et 25 et débordant par rapport à celles-ci.
Les deux enroulements 16 et 17 sont connectés en série en soudant ensemble les extrémités de ces enroulements aboutissant aux pièces de connexion 22a et 24a. Les deux autres pièces de connexion se prolongent vers l'extérieur et sont connectées aux bornes de connexion de l'appareil,
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qui dans la disposition représentée comprend un boitier
27 conducteur 10 et une pièce de contact/on forme de U dont les deux branches sont à califourchon sur l'aimant 18 et fixées au boitier 10. Les extrémités de ces branches de la pièce de contact 27 sont recourbées vers l'extérieur et munies de trous 28a et 28b qui correspondent aux trous 29a et 29b pratiqués dans le boitier 10.
La pièce de contact 27 est fixée au boitier 10 au moyen de rivets 30a et 50b passant à travers les ouvertures res- pectives 28a, 29a et 28b, 29b, et est.- isolée du boitier 10 par des rondelles isolantes 31a, 31b, 32a et 32b de la manière représentée.
Comme indiqué ci-dessus, le boitier 10 à travers nt lequel passe/les prolongements 14a et 15a des pièces polaires est couplé d'une façon serrée au circuit magné- tique des éléments créant le champ et constitue effective- ment un conducteur en court-circuit entourant chacune des deux pièces polaires 14 et 15. Le couplage inductif serré entre le boitier et le circuit magnétique des élé- ments créant le champ résulte du fait que les parois latérales des ouvertures 19 et 2D sont très bien adaptées aux prolongements 14a et 15a des pièces polaires afin de servir de support à ces éléments créant le champ et afin d'empêcher la poussière et l'humidité de pénétrer à l'intérieur de boitier 10.
Avec cette disposition, un flux alternatif ou ondulé traversant les pièces polaires 14 et 15 et l'aimant 18 provoque:¯, nécessairement des tensions induites dans le boitier'conducteur 10 de sorte qu'une partie de l'énergie du courant alternatif produisant le flux alternatif est nécessairement dissipée par hystérisis et courants de Foucault dans le boitier. Afin d'empêcher que le flux alternatif produit au cours du fonctionnement
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de l'appareil ne soit dérivé par le boitier 10, on a prévu à l'intérieur du boitier un chemin auxiliaire pour le flux afin de le faire passer d'une pièce polaire à l'autre. Ce chemin auxiliaire du flux comprend les saillies 14b et 15b faisant corps avec leur pièce polaire respective 14 et 15,et se dirigeant l'une vers l'autre.
Les extrémités voisines des saillies 14b et 15b sont séparées par un entrefer à air 33 qui est proportionné de telle sorte que l'aimant 18 n'est pas effectivement court-circuité et qu'une quantité sensible du flux permanent produit par l'aimant 18 soit obligéede traverser le diaphragme 13.
De préfé- rence, cet entrefer à air est de l'ordre de 0,159 cm., Les pièces polaires 14 et 15 sont de préférence pro- duites par estampage d'une pièce plane et au cours de 1' estampage elles sont découpées avec les parties 14b et 15b dans lesquelles sont pratiquées plusieurs ouvertures 34 et 35, qui sont utilisées pour fixer les pièces polaires au boitier 10 par l'intermédiaire de rivets ou boulons 36 et 37 passant à travers les ouvertures 34 et 35 res- pectivement, et à travers les ouvertures 38 et 39 pra- tiquées dans le fond du boîtier 10 et espacées pour correspondre aux ouvertures 34 et 35.
L'assemblage du diaphragme comprend en plus du diaphragme 13 une plaque interne 40, un pavillon 41, un anneau de support 42 et un anneau d'assemblage 43.
La plaque interne 40 détermine avec le diaphragme 13 et l'anneau 12 une chambre d'assourdissement voisine de la surface interne du diaphragme 13, tandis que le pavillon détermine avec le diaphragme 13 une chambre de résonance voisine de la surface extérieure du dia- phragme. Les dimensions de la chambre d'assourdissement
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et des passages rétrécis qui y communiquent sont pro- portionnées de telle sorte que la pointe dans la carac- téristique de réponse de l'appareil produite pour la fréquence de vibration naturelle du diaphragme 15 soit sensiblement réduite de manière à -aplatir la caractéris- tique de réponse de l'appareil aux différentes fréquences.
Plus particulièrement, la plaque interne 40 qui est con- stituée.d'un matériau non-magnétique tel que l'aluminium par exemple est munie de six ouvertures 44 et un anneau plat 45 est monté sur cette plaque à une certaine dis- tance de manière à déterminer un passage annulaire 46 relativement long, étroit et rétréci pour communiquer entre l'intérieur du boitier 10 et la chambre formée entre la plaque 40 et le diaphragme 13.
En propor- tionnant convenablement la dimension des trous 44 et la longueur et la largeur du passage rétréci 46, l'im- pédanoe acoustique de la chambre voisine de la surface interne du diaphragme 13 peut être convenablement pro- portionnée pour donner l'effet d'assourdissement maximum désiré dans la bande de fréquence comprenant la fré- quence de vibration naturelle du diaphragme 13, cette bande provoquant le plus facilement de la distorsion dans la caractéristique de réponse de l'appareil. La couche d'air de cette chambre sert à augmenter arti- ficiellement la rigidité du diaphragme 13 et améliore de ce fait la fidélité de reproduction de l'appareil.
Les dimensions suivantes de la chambre d'assourdisse- ment et des passages communiquantsont été trouvées les plus satisfaisantes en pratique Diamètre de la chambre 4,275 cms.
Profondeur de la chambre 0,076 cms.
Diamètre des trous 44 0,193 cms.
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Profondeur du passage 46 0,0076 cms. à
0,0102 cms
Largeur de l'anneau 45 0,810 cms.0. 10102
Diamètre extérieur de l'anneau 45 5,667 cms.
Comme représenté à la fige 4 l'anneau 45 est sé- paré de la plaque interne 40 par l'intermédiaire de ron- delles minces 47 et est montée sur la plaque 40 au moyen de rivets 48 passant à travers les rondelles et des ou- vertures correspondantes respectives 49 et 50 prévues dans la plaque 40 et l'anneau 45. Comme représenté à la fige 3, les ouvertures 49 et 50 au travers des- quelles passent les rivets de fixation 48, sont flexibles de telle sorte que l'assemblage comprenant la plaque 40 et l'anneau 45 soient empêchés de se courber. La plaque 40 possède une paire de rainures 40a et 40b à travers lesquelles les extrémités des pièces polaires 14 et 15 passent. Une rainure transversale 40c reliant les deux rainures 4oa et 40b est également prévue pour empê- cher la circulation des courants de Foucault dans la plaque 40.
Les dimensions des rainures 40a et 40b sont sensiblement plus grandes que les dimensions de la section des extrémités des pièces polaires 14 et 15 de telle sorte que des entrefers à air relativement grands sont prévus entre les surfaces voisines de la pièce polaire et de la plaque 40 de façon à ce que le couplage entre le circuit magnétique des éléments du champ magnétique et la plaque 40 soit extrêmement lâche et que la production de courants de Foucault dans la plaque soit sensiblement empêchée.
Le pavillon 41 est prévu avec une ouverture centrale 51 à travers laquelle les ondes sonores sont transmises de la chambre de résonance à l'extérieur de l'appareil. Le pavillon 41 est également prévu
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avec.une saillie annulaire 52 ayant une surface supérieure plane qui est combinée pour agir de même que la surface inférieure opposée de la partie annulaire 12 du boitier entre elles 10 pour serrer/à la périphérie,le diaphragme 13 pour que la périphérie de ce diaphragme 13 soit serrée sous une pression uniforme en tous ses points le long de sa circonférence extérieure.
De préférence, les dimensions de la chambre de résonance extérieure et du passage 51 sont proportionnées de telle sorte que la fréquence de vibration naturelle de la chambre se trouve approximativement être de 2.700 cycles par seconde, d'où il s'ensuit que la réponse du système mobile se trouve élevée.du fait de sa constitution jusqu'aux fréquences comprises dans la bande de fréquence de 2.400 à 2.800 cycles par seconde. Pour réaliser cette réponse à une fréquence plus élevée dans la bande de fréquence indiquée, on a trouvé en pratique que les dimensions suivantes de la chambre de résonance et du passage 51 sont satisfaisantes:
Diamètre extérieur de la chambre voisine du diaphragme 4,287 cms.
Profondeur maximum de la chambre 0,084 cms.
Diamètre du passage 51 ' 0,635 cms.
Profondeur du passage 51 0,129 cms.
Dans la construction de l'appareil décrit ci- dessus; la borne de connexion 27 est d'abord montée sur le boitier 10 d'une manière précédemment indiquée, et les prolongements 14a et 15a des pièces polaires 14 et 15 sont Introduites respectivement à travers les ouvertures 19 et 20. Cette dernière opération est exécutée lorsque les enroulements 16 et 17 sont complè- tement assemblés sur les pièces polaires 14 et 15.
Après que les prolongements 14a et 15a des pièces polaires
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sont introduits à travers les ouvertures 19 et 20, l'aimant 18 qui à ce moment n'est pas magnétisé, est introduit de force entre les faces des prolongements des pièces polaires, et les prolongements sont amenés par pression à se rapprocher nt l'un de l'autre pour que leur face interne vienne s'appliquer fermement sur les faces polaires de l'aimant 18. Simul- tanément, les prolongements 14b et 15b des pièces polaires 14 et 15 sont amenés par pression contre la paroi du fond du boitier 10 et les rivets 36 et 37 sont introduits à travers les ouvertures pratiquées dans le boitier 10 et les pièces polaires, et leurs extrémités sont aplaties de la manière habituelle, pour fixer rigidement les élé- ments créant le champ au boitier 10.
En même temps que les forces indiquées ci-dessus sont appliquées aux pièces polaires 14 et 15, les parties supérieures des coins des prolongements 14a et 15a des pièces polaires sont recourbées contre les bords biaisés 18a et 18b de l'aimant 18. La plaque interne 40 est introduite de'force et s'adapte parfaitement aux parois latérales de l'anneau 12 pour venir s'appliquer contre le rebord formé par la face inférieure du bord 11 du boitier.
Cette opération est exécutée lorsque l'anneau plat 45 est monté sur la,plaque 40. La plaque interne 40 est rigidement maintenue dans la partie annulaire 12 du boitier 10 en donnant des coups de pointeau sur la surface interne de la partie annulaire 12 et en des points écartés l'un de l'autre le long de la circonfé- rende de la manière bien connue.
Un joint scellé est également prévu entre la plaque 40 et les extré- mités des faces polaires des pièces polaires 14 et 15 en versant un compound isolant tel qu'un ciment de bakelite par exemple dans l'espace compris entre les
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parois latérales des rainures 40a et 40b et les faces latérales des pièces polaires 14 et 15 pour être assuré que la chambre d'assourdissement ne corresponde seule- ment qu'avec l'intérieur du boitier 10 par l'intermédiaire du passage rétréci 46 décrit ci-dessus.
Le diaphragme 13 est alors serré entre les surfaces de serrage des deux parties annulaires 12 et 52 et la bague 43 de maintien ainsi que l'anneau 42 sont introduits d'une manière télescopique sur le pavillon 41 jusqu'à ce que le rebord 43a s'engage sur la partie filetée du pavillon 41, d'où il s'ensuit que le rebord de la bague de maintien 43 est recourbé comme indiqué en 43b pour s'appliquer sur la partie inférieure du rebord 11 du 'boîtier 10.
L'étape finale dans la construction de l'appareil est celle de la magnétisation de l'aimant 18. A cette fin, comme indiqué à la fig. 6, l'appareil assemblé est placé de telle sorte que l'aimant 18 se trouve entre les p8les 53a et 53b d'un électro-aimant 53 ayant son enroulement 54 connecté à travers les contacts d'un Interrupteur 55 à une source à courant continu, non représentée, mais ayant ses bornes positive et négative connectées aux bornes 56. Afin d'accélérer la magné- tisation, les p8les 533. et 53b de l'électro-aimant 53 sont prévus avec des parties découpées 57a ef 57b dans lesquelles les branches de la pièce de contact 27 en forme de U et les têtes des'rivets 30a et 30b peuvent passer.
Par cette disposition, les prolongements 14a et 15a des pièces polaires peuvent être amenés très près des faces polaires respectivement des pôles 53b et 53a de telle sorte qu'un minimum de flux de fuite se présente. Lorsque l'aimant 18 est complètement magnétisé, la dernière étape de la construction de l'appareil est achevée et 'l'appareil est prêt à l'usager
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Dans le fonctionnement de l'appareil décrit et combiné de la maniera indiquée ci-dessus, une force d'attraction est normalement exercée sur le diaphragme 13 du fait du flux produit par le champ magnétique développé par l'aimant 18. A cause de la longueur de l'entrefe@ 33 l'aimant 18 n'est pas court-circuité et une partie im- portante du flux traverse le diaphragme 13.
Lorsque les courants de signalisation entrantstraversent les enroulements 16 et 17 pour les fréquences vocales, le flux permanent est augmenté et diminué de la manière habituelle suivant les variations des courants de signa- lisation. Les variations dans le flux traversant les pièces polaires 14 et 15 produisent des tensions in-
10 duites dans le boitier conducteur/couplé d'une manière serrée et les courants résultants qui circulent provo- quent la naissance de forces contre-électromotrices qui s'opposent aux variations du flux de la manière habituelle.
Par conséquent, la reluctance de la partie du circuit magnétique comprenant l'aimant 18 et les pro- longements 14a et 15a des pièces polaires est effective- ment augmentée de telle sorte que la plus grande partie de la composante alternative du flux traverse le parcours auxiliaire décrit ci-dessus et comprenant les saillies 14b et 15b des pièces polaires et n'est par conséquent pas dérivée par le boitier 10. Comme résultat, une petite partie seulement de l'énergie des courants de signalisation est dissipée par hystérisis et courant de Foucault dans le boitier 10.
Les variations du flux traversant le diaphragme 13 font vibrer ce diaphragme de la manière habituelle de telle sorte que des ondes sonores sont transmises par l'ouverture 31 vers l'ex-' térieur du pavillon 41 et l'existence de la chambre in-
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térieure d'assourdissement déterminée par la plaque 40 empêche une réponse excessive du diaphragme 13 aux fré- quences approchant de la fréquence de vibration naturelle du diaphragme. L'existence de la chambre de résonance déterminée par le pavillon 41 rehausse la fréquence de réponse du système mobile à des fréquences situées dans la partie supérieure de la bande de fonctionnement. Par conséquent une caractéristique de réponse sensiblement plate et spécifique de la fédilité de reproduction est obtenue.