Générateur acoustique
L'objet de la présente invention est un générateur acoustique, dans lequel les sons sont produits par une membrane que fait vibrer une lame élastique allongée, excitée et entretenue en vibration à sa fréquence propre par un transducteur électromagnétique.
Dans les générateurs acoustiques connus de ce genre, la lame destinée à faire vibrer la membrane est fixée à un support par l'une de ses extrémités. Son autre extrémité frappe la membrane.
Pour assurer le fonctionnement du générateur, il faut cependant se livrer à des opérations de réglage délicates et laborieuses. La lame ou l'armature qu'elle porte doit être tenue à une distance précise de l'électro-aimant du transducteur, ce qui n'est pas aisé dans le cas d'une lame fixée uniquement par l'une de ses extrémités. L'intensité des sons décroît en effet rapidement en augmentant quelque peu cette distance. En la diminuant au contraire, l'armature reste collée au noyau de l'électro-aimant. En outre, la distance entre la lame et la membrane doit aussi être réglée dans des tolérances très serrées. A peine la membrane est-elle un peu trop éloignée de la lame, qu'elle n'est plus excitée convenablement par cette dernière et les sons sont beaucoup plus faibles.
En revanche, si la membrane est un peu trop proche de la lame, elle l'empêche de vibrer en la collant au noyau de l'électroaimant.
Par ailleurs, la matière de la lame doit être de très haute qualité. En particulier, la lame ne doit pas être sujette à la fatigue. Une trace de fatigue déréglerait en effet les distances de l'armature à l'électro-aimant et de la lame à la membrane et perturberait donc la sonnerie.
Du fait que c'est l'extrémité de la lame qui frappe la membrane dans les générateurs acoustiques connus, ceux-ci ont encore l'inconvénient d'être relativement encombrants, car la lame ne peut pas être maintenue à l'intérieur des limites de la membrane, à moins de donner des dimensions démesurées à cette dernière.
Le but de Invention est ainsi de créer un générateur acoustique qui puisse être réglé plus facilement en cours de fabrication et risque moins de se dérégler à l'usage, tout en étant moins encombrant que les générateurs connus du même genre.
Dans le générateur selon l'invention, la lame a, à cet effet, ses deux extrémités rigidement fixées à un support du générateur.
Une forme d'exécution et une variante du générateur selon l'invention sont représentées à titre d'exemple au dessin annexé, dans lequel:
la fig. 1 est une coupe diamétrale de cette forme d'exécution
la fig. 2 en est une vue en plan, certaines pièces étant enlevées et d'autres partiellement arrachées
la fig. 3 est une coupe de la variante, selon un plan diamétral perpendiculaire au plan de coupe de la fig. 1, et
la fig. 4 est le schéma du dispositif de commande électronique du générateur.
Le générateur représenté aux fig. 1 et 2 est monté dans un support 1. Ce support 1 présente un premier logement cylindrique 2 et un second logement allongé 3, dans le fond du logement 2. La fig. 2 montre que le logement 3 est disposé selon un diamètre du logement 2.
Le générateur lui-même présente tout d'abord une armature fixe, qui comprend: une plaque 4 (fig. 1) en matière ferromagnétique, disposée tout au fond du logement allongé 3; un noyau 5, également fait en matière ferromagnétique et fixé à la plaque 4, et deux aimants permanents 6, en forme de parallélépipède, posés sur la plaque 4, aux extrémités de celle-ci, dans le logement allongé 3. La hauteur des aimants 6 est égale à celle de la partie du noyau 5 qui fait saillie au-dessus de la plaque 4. Le générateur comprend, en outre, un corps 7 en matière synthétique, qui est placé dans un logement 8 s'étendant parallèlement au logement 3, de façon que ce corps 7 prenne place à côté de la plaque 4. De plus, le corps 7 arrive à fleur du fond du logement cylindrique 2.
Ce corps 7 porte les organes électriques qui assurent le fonctionnement du générateur. Ces organes sont cons titués par un transistor 9 et une résistance 10 enrobés tous deux dans le corps 7. Ils comprennent aussi deux bobines 11, 12, qui sont fixées rigidement au corps 7 (par exemple par collage) et qui prennent place autour du noyau 5, entre les aimants 6. Comme on le voit à la fig. 4 les bobines 11 et 12 sont montées respectivement dans les circuits d'entrée et de sortie du transistor 9, qui se met à osciller dès que sa ligne d'entrée 13 et sa ligne de sortie 14 sont mises sous tension.
Des essais effectués avec un transistor 9 du type AC 129, une résistance 10 de 400 ohms, une bobine 1 1 de 420 et une bobine 12 de 840 spires ont été concluants.
Dans une variante, le transistor et la résistance de l'amplificateur pourraient être intégrés dans un seul et unique corps solide. Les bobines 11 et 12 sont enroulées simultanément; leurs spires sont collées de façon à former un bloc rigide qui est lui-même collé au corps 7 dans lequel les autres éléments de circuit sont enrobés. Les fils extrêmement fins (dont le diamètre est de l'ordre de 51100mu), qui sortent des bobines 11 et 12 et qui sont reliés au transistor 9 et à la résistance 10, sont également enrobés dans le corps 7 et, par conséquent, protégés.
Les lignes d'entrée 13 et de sortie 14 de cet oscillateur peuvent aboutir à des bornes 15, 16 (fig. 3) du support du générateur en passant à travers ce support. Si ce dernier est, par exemple, en matière synthétique, les lignes 13, 14 peuvent être simplement noyées dans la masse constituant les parois du support.
Pour retenir les aimants 6 ainsi que le corps 7 en place dans le logement 2, un cadre 17 en matière amapné- tique, qui s'étend au-dessus des aimants 6 et des bobines 11, 12, est fixé par ses extrémités au support 1 à l'aide de deux vis 18. Celles-ci servent, en outre, à fixer les extrémités d'une lame élastique allongée 19 par-dessus le cadre 17, de façon que la lame 19 soit encastrée à ses deux extrémités et s'étende au-dessus des aimants 6, des bobines 11, 12 et du noyau 5. Une armature 20 en matière ferromagnétique est fixée à la lame 19 et s'étend à l'intérieur d'une ouverture centrale 17a du cadre 17, toutefois sans jamais entrer en contact, ni avec les aimants 6, ni avec le noyau 5.
Aussitôt que les lignes 13 et 14 sont sous tension, les oscillations de courant produites par le transistor 9 dans les bobines 11, 12 ont pour effet d'attirer périodiquement l'armature 20 et de faire vibrer la lame 19 à sa fréquence propre, qui peut être comprise entre 600 et 900 Hz.
En son centre, la lame 19 porte une protubérance 21 frappant une membrane conique 22 faite en matière synthétique, qui produit un son audible lorsque l'oscillateur à transistor est sous tension. Cette membrane 22 présente un rebord périphérique plat 23 qui est fixé (par exemple par collage) à une bague filetée 24 engagée dans une ouverture taraudée 25 du support 1. La face externe de la bague 24 présente des trous 26 dans lesquels peuvent être engagées des pointes d'un outil approprié, destiné à permettre le vissage de la bague 24 dans l'ouverture 25. Un couvercle perforé 27, présentant un rebord fileté, est vissé dans l'ouverture 25 par-dessus la bague 24. Le couvercle 27 protège la membrane 22 en évitant que des corps étrangers n'entrent en contact avec elle et ne la déchirent. Les perforations du couvercle 27 laissent passer librement les sons produits par la membrane 22.
Pour que cette membrane 22 soit excitée dans les meilleures conditions possibles, il est avantageux que la protubérance 21 de la lame 19 la frappe en un point situé le plus près possible de son sommet, c'est-à-dire au voisinage de son centre. Grâce au fait que la lame 19 est encastrée à ses deux extrémités, c'est aussi son point central qui a l'amplitude maximum lorsque l'oscillateur à transistor est sous tension et qui est appelé à frapper la membrame 22. L'utilisation d'une lame 19 encastrée aux deux extrémités, a l'avantage de permettre une construction ramassée du générateur. En particulier, il est possible de disposer la lame 19 à l'intérieur des limites de la membrane 22, puisque cette lame est disposée selon un diamètre de la membrane.
La place à disposition sous la membrane est en outre utilisée plus rationnelllement que dans les générateurs connus dont la lame est placée selon un rayon de la membrane, laissant ainsi inoccupé un secteur important de l'espace situé sous la membrane.
Vu que la lame 19 est encastrée aux deux extrémités, on remarquera que sa position de repos est extrêmement stable et que l'amplitude de ses oscillations est relativement faible. De plus, pour que sa protubérance 21 frappe convenalbement la membrane 22, il faut que le sommet de cette dernière occupe une position très précise par rapport à la lame 19. Si la membrane 22 est trop éloignée de la lame 19, cette dernière ne l'atteint plus lorsqu'elle vibre. En revanche, si la membrane 22 est trop rapprochée de la lame 19, elle empêche cette dernière de vibrer, En faisant des essais, il est aisé de se rendre compte que la distance entre la membrane 22 et la lame 19 doit être réglée avec une précision de l'ordre de quelques centièmes de mm.
Ce réglage est assuré, dans l'exemple décrit, par le fait que la membrane 22 n'est pas fixée rigidement au support 1, dans une position bien déterminée. En vissant plus ou moins la bague 24 portant la membrane 22, on déplace cette dernière par rapport à la lame 19. La distance entre la lame 19 et la membrane 22 n'a manifestement pas besoin d'être mesurée. I1 suffit de faire vibrer la lame 19 en mettant l'oscillateur à transistor qui l'excite sous tension. L'ouvrier chargé du réglage peut alors aisément déplacer la membrane 22 en vissant plus ou moins la bague 24, puisque celle-ci est accessible dès que le couvercle 27 a été retiré. Pour placer la membrane 22 dans la position convenable, cet ouvrier se laissera simplement guider par la qualité des sons produits par cette membrane.
Lorsque le son sera optimum, il remettra en place le couvercle 27, qui tient lieu de contreécrou.
Pour éviter que la transpiration n'encrasse à la longue le générateur en passant à travers les filets de l'ouverture 25 et de la bague 24, une garniture d'étanchéité 28 est placée sous cette bague 24 qui, selon la position dans laquelle la membrane 22 est finalement réglée, comprime plus ou moins la garniture 28 sur un épaulement 29 du support 1. Afin que cette garniture 28 assure l'étanchéité, quelle que soit la position dans laquelle la membrane 22 est réglée, elle est choisie avec un profil qui se prête à des déformations relativement importantes.
Des essais ont montré qu'en soumettant le générateur décrit à des surpressions de l'ordre d'une atmosphère, la membrane 22 n'était pas sollicitée au-delà de sa limite d'élasticité. Quant à la garniture 28, elle continuait à assurer l'étanchéité du joint entre la bague 24 et le support 1.
Pendant tout le temps que les lignes 13, 14 restent sous tension, la membrane 22 produit un son continu.
Pour alimenter le circuit représenté à la fig. 4, il suffit de relier les lignes 13, 14 à une pile. Les piles miniatures qu'on trouve sur le marché conviennent parfaitement.
Un interrupteur sera branché dans le circuit afin de pouvoir exciter le générateur à volonté. Un interrupteur électronique, constitué par un transistor dont la base est polarisée par un multivibrateur bistable, peut aussi être utilisé à cet endroit. Par un choix approprié des constantes de temps du multivibrateur, il est possible de régler, d'une part, la fréquence des interruptions de courant produites dans le circuit du générateur, et, d'autre part, la longueur relative de ces interruptions par rapport à la durée du passage du courant.
Un tel interrupteur produit, par conséquent, un son intermittent. Grâce à lui, le fabricant peut ainsi à son gré provoquer de brèves interruptions du son, se succédant à des intervalles très rapprochés ou plus éloignés, ou alors ne faire vibrer la membrane 22 que par à-coups très brefs, à des intervalles de temps plus ou moins rapprochés.
Les dimensions du générateur décrit peuvent être réduites au point de permettre le montage des différents éléments de ce générateur à l'intérieur d'un espace cylindrique de diamètre n'excédant par 8 mm et de hauteur environ égale à 4 mm.
En vue de permettre une fabrication du générateur entièrement indépendante, il est enfin possible d'en monter les éléments dans une capsule 30, ainsi que le fait voir la variante représentée à la fig. 3, cette capsule étant ensuite logée dans un alvéole 31 d'un support la semblable au support 1. Pour établir les contacts électriques nécessaires entre les lignes 13, 14 et les autres éléments de circuit (pile, interrupteur), le support la est muni de fiches 32, 33 sur lesquelles vont se planter respectivement les bornes 15, 16 de la capsule 30, lorsque cette dernière est introduite dans l'alvéole 31 du support la.
Dans cette variante, le support la et la capsule 30 seront de préférence moulés en matière synthétique.