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DE19725373A1 - Permanent magnet electrodynamic drive - Google Patents

Permanent magnet electrodynamic drive

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Publication number
DE19725373A1
DE19725373A1 DE1997125373 DE19725373A DE19725373A1 DE 19725373 A1 DE19725373 A1 DE 19725373A1 DE 1997125373 DE1997125373 DE 1997125373 DE 19725373 A DE19725373 A DE 19725373A DE 19725373 A1 DE19725373 A1 DE 19725373A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
permanent magnet
magnetic
ring
washers
drive coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE1997125373
Other languages
German (de)
Inventor
Andreas Nuske
Edmund Prof Dipl Phy Schiessle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE1997125373 priority Critical patent/DE19725373A1/en
Publication of DE19725373A1 publication Critical patent/DE19725373A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/066—Electromagnets with movable winding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H04R9/02—Details
    • H04R9/025—Magnetic circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2209/00—Details of transducers of the moving-coil, moving-strip, or moving-wire type covered by H04R9/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2209/026—Transducers having separately controllable opposing diaphragms, e.g. for ring-tone and voice

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Abstract

The drive consists of four magnetically axially polarised, permanent magnetic, annular discs, two soft magnetic, intermediate annular discs, and at least one electric drive coil. The two inner (1.1,1.2) and two outer permanent magnet discs (1.4,1.5) are so geometrically and magnetically located that their geometric centre axes coincide. In the radial direction their uneven magnetic poles oppose each other. The electric drive coil (1.7) is fitted between the outer disc inner diameter and the inner disc outer diameter in such geometrical manner that the centre axes of the discs and coil coincide the coil normal position lies at the level of the soft magnetic, intermediate, annular discs (1.3,1.6).

Description

Stand der Technik und Grund der ErfindungState of the art and reason of the invention

Es ist ein Antriebssystem für akustische Informationssysteme bekannt, beschreiben in der Pa­ tentschrift DE 37 30 305 C1, das den oben dargestellten Merkmalen am nächsten kommt. Die in diesem Patent beschriebene Erfindung stammt von A. Ziegenberg und E. Schiessle. Beim Stand der Technik ist ein Magnetsystem im Inneren der Schwingspule koaxial angeordnet. Das Magnetsystem besteht aus zwei axial magnetisierten Magnetscheiben die über eine weichmag­ netische Zwischenscheibe, geeigneter Dicke, so angeordnet sind, daß sie sich hinsichtlich ihrer magnetischen Polarisation eine Abstoßung ergibt. Dieses jochlose Magnetsystem zeichnet sich durch eine kleine flache und leichte Bauweise aus.A drive system for acoustic information systems is known, described in Pa tentschrift DE 37 30 305 C1, which comes closest to the features shown above. The The invention described in this patent is by A. Ziegenberg and E. Schiessle. At the State of the art, a magnet system is arranged coaxially inside the voice coil. The Magnet system consists of two axially magnetized magnetic disks which are soft-mag netische intermediate washer, suitable thickness, are arranged so that they are in terms of their magnetic polarization results in repulsion. This yoke-less magnet system stands out by a small flat and light construction.

Die Patentschriften DE 39 29 266 C1 und DE 40 21 651 C1 (Erf. A. Ziegenberg und E. Schiessle) beschreiben Antriebssysteme, bestehend aus mehreren Spulen und mehreren Magneten, geeig­ net als Antriebssysteme für digitale und analoge mehrkanalige akustische Informationssysteme. Diese Patente wirken sich aber auf den neuen Erfindungsgegenstand nicht neuheitsschädlich aus.The patents DE 39 29 266 C1 and DE 40 21 651 C1 (A. Ziegenberg and E. Schiessle) describe drive systems consisting of several coils and several magnets net as drive systems for digital and analog multichannel acoustic information systems. However, these patents do not affect the novelty of the invention out.

Die Patentschriften DE 39 29 266 C1 (Erf. A. Ziegenberg und E. Schiessle) und DE 43 17 775 C2 (Patentinhaber: Fa. Foster Co. Tokio) sowie die Offenlegungsschriften DE 41 30 460 A1 (Pat­ entinhaber Fa. Nokia Pforzheim) und die europäische Offenlegungsschrift EP 0 618 752 A1 (Ka­ bushiki Kaisha Kenwood) beschreiben in den Patentansprüchen Aufhängungsmechanismen zwischen Schwingspule und Lautsprechermembranen, sie wirken somit auch nicht neuheits­ schädlich für den Erfindungsgegenstand.The patents DE 39 29 266 C1 (Erf. A. Ziegenberg and E. Schiessle) and DE 43 17 775 C2 (Patent owner: Foster Co. Tokyo) and the published documents DE 41 30 460 A1 (Pat owner of Nokia Pforzheim) and the European patent application EP 0 618 752 A1 (Ka bushiki Kaisha Kenwood) describe suspension mechanisms in the claims between voice coil and loudspeaker diaphragms, so they don't look new either harmful to the subject of the invention.

Die erste Gruppe des Erfindungsgegenstand (Einspulen-Antriebssystem) hat, unter Beibehal­ tung der vorteilhaften flachen und leichten eisenjochlosen Bauweise, eine, im Vergleich zum Stand der Technik, weitere Erhöhung der akustischen Leistung zur Aufgabe.The first group of the subject matter of the invention (single-coil drive system), while maintaining tion of the advantageous flat and light iron yoke-less construction, one in comparison to the State of the art, further increase in acoustic performance to the task.

Bei aus mehreren zusammengeschalteten Lautsprechern bestehenden akustischen Informations­ systemen soll, unter Beibehaltung der vorteilhaften flachen und leichten eisenjochlosen Bau­ weise mit einer hohen akustischen Leistungsabgabe, eine sehr kleine elektrische Gesamtschal­ tungsimpedanz (kleiner als die Impedanzwerte die dem Stand der Technik entsprechen) reali­ siert werden. Dies wird durch die zweite Gruppe des Erfindungsgegenstandes gattungsgemäß gelöst.With acoustic information consisting of several interconnected loudspeakers systems, while maintaining the advantageous flat and light iron yoke-less construction wise with a high acoustic power output, a very small overall electrical scarf  tion impedance (less than the impedance values that correspond to the state of the art) reali be settled. This is made generic by the second group of the subject matter of the invention solved.

2. Aufbau und physikalische Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes2. Structure and physical mode of operation of the subject matter of the invention

In Fig. 1 ist der konstruktive Aufbau eines permanentmagnetelektrodynamischen Antriebes be­ stehend aus vier Permanentmagnetringscheiben (1.1, 1.2, 1.4, 1.5), zwei weichmagnetischen Zwischenringscherben (1.3, 1.6) und einer elektrischen Antriebsspule (1.7) dargestellt. Die beiden inneren Permanentmagnetringscheiben (1.1, 1.2) sind axial magnetisch polarisiert und geometrisch konzentrisch, distanziert durch eine hochpermeable weichmagnetische Zwi­ schenringscheibe (1.3), so angeordnet, daß ihre magnetischen Nordpole einander entgegenge­ richtet sind. Die beiden äußeren Permanentmagnetringscheiben (1.4, 1.5) sind axial magnetisch polarisiert und geometrisch konzentrisch, distanziert durch eine hochpermeable weichmagne­ tische Zwischenringscheibe (1.6), so angeordnet, daß ihre magnetischen Südpole einander ent­ gegengerichtet sind.In Fig. 1, the structural design of a permanent magnet electrodynamic drive consisting of four permanent magnet washers ( 1.1 , 1.2 , 1.4 , 1.5 ), two soft magnetic intermediate ring shards ( 1.3 , 1.6 ) and an electric drive coil ( 1.7 ) is shown. The two inner permanent magnet washers ( 1.1 , 1.2 ) are axially magnetically polarized and geometrically concentric, spaced by a highly permeable soft magnetic intermediate ring washer ( 1.3 ), arranged so that their magnetic north poles are directed against each other. The two outer permanent magnet washers ( 1.4 , 1.5 ) are axially magnetically polarized and geometrically concentric, spaced by a highly permeable soft magnetic intermediate washer ( 1.6 ), arranged so that their magnetic south poles are mutually opposite.

Das innere Permanentmagnetsystem (1.2, 1.3, 1.4) ist über eine Haltebolzenkonstruktion (1.9) mit der Bodenplatte (1.11) mechanisch verbunden. Das äußere Permanentmagnetsystem (1.4, 1.5, 1.6) ist über einen Haltering (1.10) mechanisch mit der Bodenplatte (1.11) verbunden. Die elektrisch Antriebsspule (1.7) ist mechanisch mit einem nichtmagnetischen Zylindermantel der akustischen Membran (1.8) verbunden.The inner permanent magnet system ( 1.2 , 1.3 , 1.4 ) is mechanically connected to the base plate ( 1.11 ) via a retaining bolt construction ( 1.9 ). The outer permanent magnet system ( 1.4 , 1.5 , 1.6 ) is mechanically connected to the base plate ( 1.11 ) via a retaining ring ( 1.10 ). The electric drive coil ( 1.7 ) is mechanically connected to a non-magnetic cylinder jacket of the acoustic membrane ( 1.8 ).

Die magnetische und geometrische Anordnung der äußeren und inneren Permanentmagnet­ ringe, sowie der zugehörigen hochpermeablen weichmagnetischen Zwischenringscheibe führt zu einem hochkonzentrierten radialen magnetischen Fluß durch die elektrische Antriebsspule (1.7). Wird nun die elektrische Antriebsspule von einem niederfrequenten Steuerstrom durch­ flossen, so tritt das dadurch erzeugte niederfrequente magnetische Spulenwechselfeld mit dem hochkonzentrierten konstanten magnetischen Feld der beiden Permanentmagnetsysteme in magnetische Wecheslwirkung. Die dadurch erzeugten mechanischen Hub-Bewegungungen, der elektrischen Antriebsspule, erzeugen, durch die mechanische Kopplung zwischen der elektri­ schen Antriebsspule und der akustischen Membran, mechanische Hub-Bewegungen der aku­ stischen Membran im Rhythmus des niederfrequenten Steuerstromes, und damit Membran- Abstrahlungen akustischer Informationen mit hoher Intensität.The magnetic and geometric arrangement of the outer and inner permanent magnet rings, as well as the associated highly permeable soft magnetic intermediate ring disc leads to a highly concentrated radial magnetic flux through the electric drive coil ( 1.7 ). If a low-frequency control current flows through the electric drive coil, the low-frequency magnetic coil alternating field thus generated interacts with the highly concentrated constant magnetic field of the two permanent magnet systems. The mechanical stroke movements generated thereby, the electric drive coil, generate, through the mechanical coupling between the electrical drive coil and the acoustic membrane, mechanical stroke movements of the acoustic membrane in rhythm with the low-frequency control current, and thus membrane emissions of acoustic information high intensity.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform des oben beschrieben permanentelektrodynamischen Antriebes dargestellt. Damit bei flacher Bauweise auch bei großen mechanischen Hüben eine längere elektrische Antriebsspule ausgenutzt werden kann, wird die innere hochpermeable Zwischenringscheibe (2.3) und die äußere hochpermeable Zwischenringscheibe (2.6) mit pol­ schuartigen Innen- bzw. Außenflächen versehen.In Fig. 2 shows another embodiment of the described above permanent electrodynamic drive mechanism is shown. So that a longer electric drive coil can be used with a flat design even with large mechanical strokes, the inner, highly permeable intermediate ring washer ( 2.3 ) and the outer, highly permeable intermediate ring washer ( 2.6 ) are provided with pole-like inner and outer surfaces.

In Fig. 4 ist der konstruktive Aufbau eines permanentmagnetelektrodynamischen Antriebes bestehend aus zwei Permanentmagnetringscheiben (4.1, 4.2) mit zwei weichmagnetischen Polringscheiben (4.3, 4.4) und einer elektrischen Antriebsspule (4.5) dargestellt. Die beiden inneren Permanentmagnetringscheiben (4.1, 4.2) sind radial magnetisch polarisiert und geometrisch konzentrisch, so angeordnet, daß der magnetische Nordpol der inneren Per­ manentmagnetringscheibe und der magnetische Südpol der äußeren Permanentmagnetscheibe gegeneinander gerichtet sind.In FIG. 4, the structural design of a permanent-magnet electrodynamic drive mechanism consisting of two permanent magnet ring discs (4.1, 4.2) with two soft magnetic Polringscheiben (4.3, 4.4) and an electrical drive coil (4.5) is shown. The two inner permanent magnet disks ( 4.1 , 4.2 ) are radially magnetically polarized and geometrically concentric, arranged so that the magnetic north pole of the inner magnetic ring and the magnetic south pole of the outer permanent magnet disk are directed towards each other.

Die magnetische und geometrische Anordnung der äußeren und inneren Permanentmagnet­ ringe, führt zu einem hochkonzentrierten radialen magnetischen Fluß durch die elektrische Antriebsspule (4.5), bei extrem flacher und leichter Bauweise. The magnetic and geometric arrangement of the outer and inner permanent magnet rings leads to a highly concentrated radial magnetic flux through the electric drive coil ( 4.5 ), with an extremely flat and lightweight design.

Wird nun die elektrische Antriebsspule von einem niederfrequenten Steuerstrom durchflossen, so tritt das dadurch erzeugte niederfrequente magnetische Spulenwechselfeld mit dem hoch­ konzentrierten konstanten magnetischen Feld der beiden Permanentmagnetsysteme in magneti­ sche Wechselwirkung. Die dadurch erzeugten mechanischen Hub-Bewegungungen der elektri­ schen Antriebsspule erzeugen, durch die mechanische Kopplung zwischen der elektrischen An­ triebsspule und der akustischen Membran, mechanische Hub-Bewegungen der akustischen Membran im Rhythmus des niederfrequenten Steuerstromes, und damit einer Membran-Ab­ strahlungen akustischer Informationen mit hoher Intensität.If a low-frequency control current flows through the electric drive coil, so the low-frequency magnetic coil alternating field thus generated occurs with the high concentrated constant magnetic field of the two permanent magnet systems in magneti interaction. The mechanical stroke movements generated by the electri generate drive coil by the mechanical coupling between the electrical An drive coil and the acoustic membrane, mechanical stroke movements of the acoustic Membrane in the rhythm of the low-frequency control current, and thus a membrane Ab radiation of acoustic information with high intensity.

In Fig. 3 ist der konstruktive Aufbau eines permanentmagnetelektrodynamischen Antriebes be­ stehend aus zwei Permanentmagnetringscheiben (3.4, 3.5), drei hochpermeablen weichmag­ netischen Ringscheiben (3.1, 3.2, 3.3) und drei elektrischen Antriebsspule (3.6, 3.7, 3.8) darge­ stellt.In Fig. 3, the structural design of a permanent magnet electrodynamic drive consisting of two permanent magnet washers ( 3.4 , 3.5 ), three highly permeable soft magnetic ring disks ( 3.1 , 3.2 , 3.3 ) and three electric drive coils ( 3.6 , 3.7 , 3.8 ) is Darge.

Die beiden Permanentmagnetringscheiben (3.4, 3.5) sind axial magnetisch polarisiert und geo­ metrisch konzentrisch, distanziert durch eine hochpermeable weichmagnetische Zwischenring­ scheibe (3.2), so angeordnet, daß ihre magnetischen Nordpole einander entgegengerichtet sind. Die beiden äußeren hochpermeablen weichmagnetischen Deckringscheiben (3.1, 3.3) bilden den magnetischen Abschluß des Permanentmagnetsystems, sie sind über den jeweiligen magne­ tischen Südpolen der Permanentmagnetringscheiben angeordnet.The two permanent magnet washers ( 3.4 , 3.5 ) are axially magnetically polarized and geo metrically concentric, spaced apart by a highly permeable, soft-magnetic intermediate ring ( 3.2 ), arranged so that their magnetic north poles face each other. The two outer, highly permeable, soft magnetic cover ring disks ( 3.1 , 3.3 ) form the magnetic termination of the permanent magnet system, they are arranged above the respective magnetic south poles of the permanent magnet ring disks.

Die magnetische und geometrische Anordnung der Permanentmagnetringscheiben, sowie der hochpermeablen weichmagnetischen Zwischenringscheibe und der beiden hochpermeablen weichmagnetischen Deckscheiben führt zu einem hochkonzentrierten radialen magnetischen Fluß durch die elektrischen Antriebsspulen (3.6, 3.7, 3.8).The magnetic and geometrical arrangement of the permanent magnet washers, as well as the highly permeable soft magnetic intermediate ring washer and the two highly permeable soft magnetic cover washers lead to a highly concentrated radial magnetic flux through the electric drive coils ( 3.6 , 3.7 , 3.8 ).

Die drei Antriebsspulen (3.6, 3.7, 3.8) sind mechanisch in Reihe geschaltet. Aufgrund der je­ weiligen Magnetflußrichtung zwischen der mittleren und den äußeren hochpermeablen weich­ magnetischen Deckringscheiben, muß der Wickelsinn der mittlere Antriebsspule (3.7) entgegen dem Wickelsinn der oberen und unteren Antriebsspule (3.6, 3.8) sein. Die Antriebsspulen (3.6, 3.8) sind elektrisch seriell geschaltet. Die Serienschaltung der Antriebsspulen (3.6, 3.8) ist pa­ rallel zur Antriebsspule (3.7) geschaltet. Die elektrische Mischschaltung der Antriebsspulen ermöglicht, unter Verwendung von Leichtmetalldrahten, vorzugsweise mit rechteckigem Quer­ schnitt, die Spulenwindungszahl im magnetomechanischen Wechselwirkungsbereich zu erhö­ hen, ohne Erhöhung der elektrischen Impedanz. Man kann die Antriebsspulen (3.6, 3.8) mit anderen Windungszahlen aufbauen als die mittler Antriebsspule (3.7). Die drei Antriebsspulen können geometrisch getrennt oder, mit Hilfe spezieller Wickeltechniken unter Berücksichti­ gung des jeweiligen Wickelsinns, geometrisch als Einheit gewickelt werden. Bei geeigneter Auslegung und Mischschaltung der Antriebsspulen kann die elektrische Impedanz sogar be­ wußt minimiert werden, bei gleichzeitiger Maximierung der mechanischen Antriebskräfte. Eine weitere Möglichkeit bei der getrennten Spulenanordnung besteht auch darin, daß man die einzelnen Schwingspulen mit unterschiedlich angepaßten Wickelprofilen herstellen kann. Da­ mit ist eine Linearisierung der Antriebskinematik, durch Anpassung der konstruktions- oder fertigungsbedingten jeweils aktuelle herrschenden Kraftverhältnissen möglich.The three drive coils ( 3.6 , 3.7 , 3.8 ) are mechanically connected in series. Due to the respective magnetic flux direction between the middle and the outer highly permeable soft magnetic cover washers, the winding direction of the middle drive coil ( 3.7 ) must be opposite to the winding direction of the upper and lower drive coil ( 3.6 , 3.8 ). The drive coils ( 3.6 , 3.8 ) are electrically connected in series. The series connection of the drive coils ( 3.6 , 3.8 ) is connected in parallel to the drive coil ( 3.7 ). The electrical mixed circuit of the drive coils allows, using light metal wires, preferably with a rectangular cross-section, to increase the number of coil turns in the magnetomechanical interaction area without increasing the electrical impedance. The drive coils ( 3.6 , 3.8 ) can be constructed with different numbers of turns than the middle drive coil ( 3.7 ). The three drive coils can be geometrically separated or, with the help of special winding techniques, taking into account the respective winding direction, geometrically wound as a unit. With a suitable design and mixed circuit of the drive coils, the electrical impedance can even be deliberately minimized while maximizing the mechanical drive forces. Another possibility with the separate coil arrangement is that the individual voice coils can be manufactured with differently adapted winding profiles. This makes it possible to linearize the drive kinematics by adapting the current or prevailing force relationships due to the design or production.

Werden nun die drei elektrischen Antriebsspulen von einem niederfrequenten Steuerstrom durchflossen, so treten die dadurch erzeugte niederfrequente magnetische Spulenwechselfelder mit den hochkonzentrierten konstanten magnetischen Feld der beiden Permanentmagnetsys­ tems in magnetische Wechselwirkung. Die dadurch erzeugten mechanischen Hubbewegungen der elektrischen Antriebsspulen erzeugen, durch die mechanische Kopplung zwischen der elek­ trischen Antriebsspulen und der akustischen Membran, mechanische Hub-Bewegungen der akustischen Membran im Rhythmus des niederfrequenten Steuerstromes, und damit eine Mem­ bran-Abstrahlung akustischer Informationen mit hoher Intensität. Now the three electric drive coils are powered by a low frequency control current flowed through, the low-frequency magnetic coil alternating fields generated thereby occur with the highly concentrated constant magnetic field of the two permanent magnet systems tems in magnetic interaction. The mechanical lifting movements generated thereby generate the electric drive coils by the mechanical coupling between the elec tric drive coils and the acoustic membrane, mechanical stroke movements of the acoustic membrane in the rhythm of the low-frequency control current, and thus a mem Bran radiation of acoustic information with high intensity.  

In Fig. 5 ist der konstruktive Aufbau eines permanentmagnetelektrodynamischen Antriebes be­ stehend aus drei inneren Permanentmagnetringscheiben (5.1, 5,2, 5.3), drei äußeren Perma­ nentmagnetringscheiben (5.4, 5.5, 5.6) und drei elektrischen Antriebsspule (5.7, 5.8, 5.9) dar­ gestellt.In Fig. 5, the structural design of a permanent magnet electrodynamic drive consists of three inner permanent magnet washers ( 5.1 , 5.2 , 5.3 ), three outer permanent magnet washers ( 5.4 , 5.5 , 5.6 ) and three electric drive coils ( 5.7 , 5.8 , 5.9 ) posed.

Die sechs Pennanentmagnetringscheiben (5.1, 5.6) sind radial magnetisch polarisiert und geo­ metrisch konzentrisch, so angeordnet, daß der magnetische Nordpol der inneren mittleren Per­ manentmagnetringscheibe (5.2) und der magnetische Südpol der äußeren mittleren Permanent­ magnetscheibe (5.5) gegeneinander gerichtet sind, während die magnetischen Südpole der in­ neren oberen und unteren Permanentmagnetringscheibe (5.1, 5.3) und die magnetischen Nord­ pole der äußern oberen und unteren Permanentmagnetringscheibe (5.4, 5.6) gegeneinander ge­ richtet sind. Die magnetische und geometrische Anordnung der äußeren und inneren Perma­ nentmagnetringe, führt zu einem hochkonzentrierten radialen magnetischen Fluß durch die je­ weiligen elektrische Antriebsspule, bei sehr flacher und leichter Bauweise.The six Pennanentmagnetr discs ( 5.1 , 5.6 ) are radially magnetically polarized and geo metrically concentric, arranged so that the magnetic north pole of the inner central permanent magnet disc ( 5.2 ) and the magnetic south pole of the outer central permanent magnetic disc ( 5.5 ) are directed towards each other, while the Magnetic south poles of the upper and lower permanent magnet washers ( 5.1 , 5.3 ) and the magnetic north poles of the outer upper and lower permanent magnet washers ( 5.4 , 5.6 ) are directed towards each other. The magnetic and geometric arrangement of the outer and inner permanent magnet rings leads to a highly concentrated radial magnetic flux through the respective electrical drive coil, with a very flat and lightweight design.

Aufgrund der jeweiligen Magnetflußrichtung zwischen der mittleren inneren und mittleren äu­ ßeren Permanentmagnetscheibe (5.2, 5.5), sowie der oberen inneren bzw. unteren inneren Per­ manentmagnetringscheibe (5.1, 5.3) und der oberen äußeren bzw. unteren äußeren Permanent­ magnetringscheibe (5.4, 5.6), muß der Wickelarm der mittlere Antriebsspule (5.5) entgegen dem Wickelarm der oberen und unteren Antriebsspule (5.7, 5.9) sein.Due to the respective direction of magnetic flux between the middle inner and middle outer permanent magnetic disk ( 5.2 , 5.5 ), as well as the upper inner and lower inner permanent magnet disk ( 5.1 , 5.3 ) and the upper outer and lower outer permanent magnetic disk ( 5.4 , 5.6 ), the winding arm of the middle drive coil ( 5.5 ) must be opposite the winding arm of the upper and lower drive coil ( 5.7 , 5.9 ).

Die drei Schwingspulen (5.7, 5.8, 5.9) sind mechanisch in Reihe geschaltet. Die Antriebsspulen (5.7, 5.9) sind elektrisch seriell geschaltet. Die Serienschaltung der Antriebsspulen (5.7, 5.9) ist parallel zur Antriebsspule (5.8) geschaltet. Die elektrische Mischschaltung der Antriebsspulen ermöglicht, unter Verwendung von Leichtmetalldrähten, vorzugsweise mit rechteckigem Querschnitt, die Spulenwindungszahl im magnetomechanischen Wechselwirkungsbereich zu erhöhen, ohne Erhöhung der elektrischen Impedanz. Man kann die Antriebsspulen (5.7, 5.9) mit anderen Windungszahlen aufbauen als die mittlere Antriebsspule (5.8). Die drei Antriebs­ spulen können geometrisch getrennt oder, mit Hilfe spezieller Wickeltechniken unter Berück­ sichtigung des jeweiligen Wickelsinns, geometrisch als Einheit gewickelt werden.The three voice coils ( 5.7 , 5.8 , 5.9 ) are mechanically connected in series. The drive coils ( 5.7 , 5.9 ) are electrically connected in series. The series connection of the drive coils ( 5.7 , 5.9 ) is connected in parallel to the drive coil ( 5.8 ). The electrical mixing circuit of the drive coils enables the number of turns of the coil in the magnetomechanical interaction area to be increased without increasing the electrical impedance, using light metal wires, preferably with a rectangular cross section. The drive coils ( 5.7 , 5.9 ) can be constructed with different numbers of turns than the middle drive coil ( 5.8 ). The three drive coils can be geometrically separated or, with the help of special winding techniques, taking into account the respective winding direction, geometrically wound as a unit.

Bei geeigneter Auslegung und Mischschaltung der Antriebsspulen kann die elektrische Impe­ danz sogar bewußt mimiert werden, bei gleichzeitiger Maximierung der mechanischen An­ triebskräfte.With a suitable design and mixed circuit of the drive coils, the electrical Impe danz even be deliberately minimized, while maximizing the mechanical An drivers.

Werden nun die drei elektrischen Antriebsspulen von einem niederfrequenten Steuerstrom durchflossen, so treten die dadurch erzeugte niederfrequente magnetische Spulenwechselfelder mit den hochkonzentrierten konstanten magnetischen Feld der beiden Permanentmagnetsys­ tems in magnetische Wechselwirkung. Die dadurch erzeugten mechanischen Hub-Bewegungen der elektrischen Antriebsspulen erzeugen, durch die mechanische Kopplung zwischen der elek­ trischen Antriebsspulen und der akustischen Membran, mechanische Hub-Bewegungen der akustischen Membran im Rhythmus des niederfrequenten Steuerstromes, und damit eine Mem­ bran-Abstrahlung akustischer Informationen mit hoher Intensität.Now the three electric drive coils are powered by a low frequency control current flowed through, the low-frequency magnetic coil alternating fields generated thereby occur with the highly concentrated constant magnetic field of the two permanent magnet systems tems in magnetic interaction. The mechanical stroke movements generated thereby generate the electric drive coils by the mechanical coupling between the elec tric drive coils and the acoustic membrane, mechanical stroke movements of the acoustic membrane in the rhythm of the low-frequency control current, and thus a mem Bran radiation of acoustic information with high intensity.

Claims (5)

1. Permanentmagnetelektrodynamischer Antrieb, bestehend aus vier magnetisch axial polari­ sierten Permanentmagnetringscheiben, zwei weichmagnetischen Zwischenringscheiben und mindestens einer elektrischen Antriebsspule,
wobei die beiden inneren Permanentmagnetringscheiben und die beiden äußeren Permanent­ magnetringscheiben geometrisch konzentrisch ineinanderliegend angeordnet sind so, daß die gleichnamigen magnetischen Pole in axialer Richtung einander gegenüberstehen,
wobei die vier Permanentmagnetringscheiben durch je eine weichmagnetische Zwischenring­ scheibe voneinander distanziert sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden inneren Permanentmagnetscheiben (1.1, 1.2) und die beiden äußeren Perma­ nentmagnetseheiben (1.4, 1.5) geometrisch und magnetisch so angeordnet sind, daß ihre geo­ metrischen Mittelachsen zusammenfallen und sich in radialer Richtung ungleichnamige mag­ netische Pole gegenüberstehen,
wobei sich zwischen dem Innendurchmesser der beiden äußeren Permanentmagnetringscheiben und dem Außendurchmesser der beiden inneren Permanentmagnetringscheiben mindestens eine elektrische Antriebsspule (1.7) befindet, geometrisch so gelagert, daß die Mittelachsen der äu­ ßeren und der inneren Permanentmagnetringscheibe und der Antriebsspule zusammenfallen,
wobei sich die Normallage der Antriebsspule in Höhe der weichmagnetischen Zwischenring­ scheiben (1.3, 1.6) befindet.1. permanent magnet electrodynamic drive, consisting of four magnetically axially polarized permanent magnet washers, two soft magnetic washers and at least one electric drive coil,
wherein the two inner permanent magnet washers and the two outer permanent magnet washers are arranged geometrically concentrically one inside the other so that the magnetic poles of the same name face each other in axial direction,
the four permanent magnet washers being spaced apart by a soft magnetic intermediate ring washer,
characterized in that the two inner permanent magnetic disks ( 1.1 , 1.2 ) and the two outer permanent magnet disks ( 1.4 , 1.5 ) are arranged geometrically and magnetically in such a way that their central geometric axes coincide and oppose magnetic poles of the same name in the radial direction,
at least one electric drive coil ( 1.7 ) is located geometrically between the inner diameter of the two outer permanent magnet ring disks and the outer diameter of the two inner permanent magnet ring disks, such that the central axes of the outer and inner permanent magnet ring disks and the drive coil coincide,
the normal position of the drive coil is at the level of the soft magnetic intermediate ring washers ( 1.3 , 1.6 ). 2. Permanentmagnetelektrodynamischer Antrieb, bestehend aus vier magnetisch axial polari­ sierten Permanentmagnetringscheiben, zwei weichmagnetischen Zwischenringscheiben und mindestens einer elektrischen Antriebsspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere hochpermeable Zwischenringscheibe (2.3) und die äußere hochpermeable Zwi­ schenringscheibe (2.6) mit polschuartigen Innen- bzw. Außenflächen versehen sind. 2. Permanent magnet electrodynamic drive, consisting of four magnetically axially polarized permanent magnet ring disks, two soft magnetic intermediate ring disks and at least one electric drive coil according to claim 1, characterized in that the inner highly permeable intermediate ring disk ( 2.3 ) and the outer highly permeable intermediate ring disk ( 2.6 ) with pole shoe-like inner or outside surfaces are provided. 3. Permanentmagnetoelektrischer Antrieb, bestehen aus drei hochpermeablen weichmagneti­ schen Ringscheiben, drei elektrischen Antriebsspule und zwei Permanentmagnetringscheiben, welche axial magnetisch polarisiert sind und geometrisch konzentrisch, distanziert durch eine hochpermeable weichmagnetische Zwischenringscheibe, so angeordnet, daß ihre magnetischen Nordpole einander entgegengerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren hochpermeablen weichmagnetischen Deckringscheiben (3.1, 3.3) den magnetischen Abschluß des Permanentmagnetsystems bilden, wobei sie über den jeweiligen magnetischen Südpolen der Permanentmagnetringscheiben (3.4, 3.5) so angeordnet sind, daß die Mittelachsen der drei weichmagnetischen Ringscheiben (3.1, 3.2, 3.3) und der zwei Perma­ nentmagnetringscheiben (3.4, 3.5) zusammenfallen, wobei die drei elektrischen Antriebsspulen (3.6, 3.7, 3.8) mechanisch in Reihe geschaltet sind und der Wickelsinn der mittlere Antriebs­ spule (3.7) entgegen dem Wickelsinn der oberen und unteren Antriebsspule (3.6, 3.8) ist, wo­ bei die Antriebsspulen (3.6, 3.8) elektrisch seriell und die Serienschaltung der Antriebsspulen (3.6, 3.8) parallel zur Antriebsspule (3.7) geschaltet sind, und geometrisch so angeordnet, daß sich die Normallagen der elektrischen Antriebsspulen (3.6, 3.7, 3.8) in Höhe der weichmagne­ tischen Ringscheiben (3.1, 3.2, 3.3) befinden.3. Permanent magnetoelectric drive, consist of three highly permeable soft magnetic ring disks, three electric drive coils and two permanent magnet ring disks, which are axially magnetically polarized and geometrically concentric, spaced apart by a highly permeable soft magnetic intermediate ring disk, arranged so that their magnetic north poles face each other, characterized in that that the two outer, highly permeable soft magnetic cover ring disks ( 3.1 , 3.3 ) form the magnetic termination of the permanent magnet system, being arranged above the respective magnetic south poles of the permanent magnet ring disks ( 3.4 , 3.5 ) so that the central axes of the three soft magnetic ring disks ( 3.1 , 3.2 , 3.3 ) and the two permanent magnet ring disks ( 3.4 , 3.5 ) coincide, the three electrical drive coils ( 3.6 , 3.7 , 3.8 ) being mechanically connected in series and the winding direction of the central drive coil ( 3.7 ) is opposite to the winding direction of the upper and lower drive coil ( 3.6 , 3.8 ), where the drive coils ( 3.6 , 3.8 ) are electrically connected in series and the series connection of the drive coils ( 3.6 , 3.8 ) are connected in parallel to the drive coil ( 3.7 ), and geometrically so arranged that the normal positions of the electric drive coils ( 3.6 , 3.7 , 3.8 ) at the level of the soft magnetic ring disks ( 3.1 , 3.2 , 3.3 ). 4. Permanentmagnetelektrodynamischer Antrieb, bestehend aus zwei magnetisch radial polari­ sierten Permanentmagnetringseheiben, zwei weichmagnetischen Polringscheiben und mindestens einer elektrischen Antriebsspule, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden inneren radial magnetisch polarisierten Permanentmagnetringscheiben (4.1, 4.2) geometrisch konzentrisch so angeordnet sind, daß ihre Mittelachsen geometrisch zusammen­ fallen und der magnetische Nordpol der inneren Pennanentmagnetringscheibe (4.1) und der magnetische Südpol der äußeren Permanentmagnetscheibe (4.2) radial gegeneinander gerichtet und mit je einer weichmagnetischen Polringscheibe (4.3, 4.5) versehen sind, wobei der weich­ magnetische Polring (4.3) auf dem Außendurchmesser der Permanentmagnetringscheibe (4.1) und die weichmagnetische Polringscheibe (4.4) auf dem Innendurchmesser der Permanentmag­ netringscheibe (4.2) angeordnet ist, wobei sich zwischen dem Innendurchmesser der äußeren Polringscheibe (4.4) und dem Außendurchmesser der inneren Polringscheibe (4.3) mindestens eine elektrische Antriebsspule (4.5) befindet, geometrisch so gelagert, daß die Mittelachsen der äußeren und der inneren Polringscheibe und der Antriebsspule zusammenfallen, wobei sich die Normallage der Antriebsspule in Höhe der Polringscheiben (4.3, 4.4) befindet.4. Permanent magnet electrodynamic drive, consisting of two magnetically radially polarized permanent magnet washers, two soft magnetic pole washers and at least one electric drive coil, characterized in that the two inner radially magnetically polarized permanent magnet washers ( 4.1 , 4.2 ) are arranged geometrically concentrically so that their central axes are geometrically together fall and the magnetic north pole of the inner pennant magnetic ring disc ( 4.1 ) and the magnetic south pole of the outer permanent magnet disc ( 4.2 ) are directed radially towards each other and each have a soft magnetic pole ring disc ( 4.3 , 4.5 ), the soft magnetic pole ring ( 4.3 ) on the outer diameter of the Permanent magnet ring disc ( 4.1 ) and the soft magnetic pole ring disc ( 4.4 ) on the inner diameter of the permanent magnet ring washer ( 4.2 ) is arranged, with between the inner diameter of the outer pole ring disc ( 4.4 ) and the outer diameter of the inner pole ring disc ( 4.3 ) is at least one electric drive coil ( 4.5 ), geometrically mounted so that the central axes of the outer and inner pole ring discs and the drive coil coincide, the normal position of the drive coil at the level of the pole ring discs ( 4.3 , 4.4 ) is located. 5. Permanentmagnetelektrodynamischer Antrieb bestehend aus drei inneren magnetisch radial polarisierten Pennentmagnetringscheiben, drei äußeren magnetisch radial polarisierten Per­ manentmagnetringscheiben, distanziert durch vier nichtmagnetische Zwischenringscheiben, und drei elektrischen Antriebsspule, dadurch gekennzeichnet, daß die sechs radial magnetisch polarisiert Permanentmagnetringscheiben (5.1 bis 5.6) geo­ metrisch konzentrisch, so angeordnet sind, daß ihre Mittelachsen zusammenfallen und die bei­ den oberen und unteren äußeren Permanentmagnetringe (5.4, 5.6) mit den oberen und unteren inneren Permanentmagnetringen (5.1, 5.3) sowie der mittlere äußere Permanentmagnetring (5.5) mit dem mittleren inneren Permanentmagnetring (5.2) eine geometrische Ebene bilden, wobei der magnetische Nordpol der inneren mittleren Permanentmagnetringscheibe (5.2) und der magnetische Südpol der äußeren mittleren Permanentmagnetscheibe (5.5) gegeneinander gerichtet ist, während die magnetischen Südpole der inneren oberen und unteren Permanent­ magnetringscheiben (5.1, 5.3) und die magnetischen Nordpole der äußern oberen und unteren Permanentmagnetringscheibe (5.4, 5.6) gegeneinander gerichtet sind, wobei die elektrischen Antriebsspulen (5.7, 5.8, 5.9) geometrisch so angeordnet sind, daß sich ihre Normallagen der Ebene und zwischen den Innendurchmessern der äußeren und den Außendurchmessern der inneren Permanentmagnetringscheiben befinden, wobei der Wickelsinn der mittlere elektrischen Antriebsspule (5.5) entgegen dem Wickelsinn der oberen und unteren elektrischen Antriebs­ spule (5.7, 5.9) ist, wobei die drei elektrischen Antriebsspulen (5.7, 5.8, 5.9) mechanisch in Reihe geschaltet sind, und die seriell elektrisch verschalteten Antriebsspulen (5.7, 5.9) mit der Antriebsspule (5.8) parallel geschaltet sind.5. Permanent magnet electrodynamic drive consisting of three inner magnetically radially polarized magnetic ring washers, three outer magnetically radially polarized permanent magnet washers, spaced by four non-magnetic intermediate ring washers, and three electric drive coils, characterized in that the six radially magnetically polarized permanent magnet washers ( 5.1 to 5.6 ) are geometrically concentric , are arranged so that their central axes coincide and those of the upper and lower outer permanent magnet rings ( 5.4 , 5.6 ) with the upper and lower inner permanent magnet rings ( 5.1 , 5.3 ) and the middle outer permanent magnet ring ( 5.5 ) with the middle inner permanent magnet ring ( 5.2 ) form a geometric plane, the magnetic north pole of the inner central permanent magnet disc ( 5.2 ) and the magnetic south pole of the outer central permanent magnet disc ( 5.5 ) facing each other, wä while the magnetic south poles of the inner upper and lower permanent magnetic ring disks ( 5.1 , 5.3 ) and the magnetic north poles of the outer upper and lower permanent magnet ring disks ( 5.4 , 5.6 ) are directed towards each other, the electrical drive coils ( 5.7 , 5.8 , 5.9 ) being arranged geometrically in this way that their normal positions of the plane and between the inner diameters of the outer and the outer diameters of the inner permanent magnet washers, the winding direction of the middle electric drive coil ( 5.5 ) being opposite the winding direction of the upper and lower electric drive coil ( 5.7 , 5.9 ), the three electric drive coils ( 5.7 , 5.8 , 5.9 ) are mechanically connected in series, and the drive coils ( 5.7 , 5.9 ), which are electrically connected in series, are connected in parallel with the drive coil ( 5.8 ).
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