DE4021651C1 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Permanentmagnetsystem mit zugehö
riger Spulenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentan
spruches 1.
Es ist bereits ein Permanentmagnetsystem mit zugehöriger Spu
lenanordnung bekannt (DE 37 30 305 A1), wonach das Permanent
magnetsystem aus zwei axial polarisierten Permanentmagnetringen
besteht, die in axialer Richtung hintereinander angebracht sind
und deren gleichnamige Pole einander gegenüber stehen. Die
Permanentmagnetringe sind dabei durch eine weichmagnetische
Zwischenringscheibe distanziert. Dieses Permanentmagnetsystem
ist dabei von einer Spulenanordnung derart umgeben, daß die
Mittelachse der Spule identisch ist zu den Mittelachsen der
Permanentmagnetringe, wobei die Spule die Permanentmagnetringe
außen konzentrisch umgibt und wobei sich die Mitte der Spule in
Höhe der weichmagnetischen Zwischenringscheiben befindet.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Permanentmagnetsystem mit
zugehöriger Spulenanordnung so auszugestalten, daß ein mög
lichst großer Wirkungsgrad bei der Umsetzung einer mechanischen
Bewegung in eine elektrische Größe bzw. bei der Umsetzung einer
elektrischen Größe in eine mechanische Bewegung entsteht, wobei
gleichzeitig ein möglichst geringes Bauvolumen und ein mög
lichst geringes Gewicht des Permanentmagnetsystems mit zugehö
riger Spulenanordnung gegeben sein soll.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Permanentmagnet
system mit zugehöriger Spulenanordnung erfindungsgemäß mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die
Merkmale der Unteransprüche vorteilhafte Aus- und Weiterbil
dungen kennzeichnen.
Bei dem erfindungsgemäßen Permanentmagnetsystem mit zugehöriger
Spulenanordnung wird das durch das Permanentmagnetsystem ent
stehende Magnetfeld besonders optimal genutzt, indem zusätzlich
zu den die Permanentmagnetringe außen umgebenden Spulen in die
innere Öffnung der Permanentmagnetringe Spulen eingebracht
werden. Somit wird auch das sich innerhalb der Permanentma
gnetringe ausbildende Magnetfeld ausgenutzt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
schematisch dargestellt und wird im folgenden näher be
schrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine erste Darstellung eines erfindungsgemäßen Perma
nentmagnetsystems mit zugehöriger Spulenanordnung,
Fig. 2 eine zweite Darstellung eines erfindungsgemäßen Per
manentmagnetsystems mit zugehöriger Spulenanordnung,
Fig. 3 eine dritte Darstellung eines erfindungsgemäßen Per
manentmagnetsystems mit zugehöriger Spulenanordnung,
Fig. 4 eine vierte Darstellung eines erfindungsgemäßen Per
manentmagnetsystems mit zugehöriger Spulenanordnung,
Fig. 5 eine erste Verwendungsmöglichkeit eines
erfindungsgemäßen Permanentmagnetsystems mit zugehö
riger Spulenanordnung in einem analog betriebenen
Lautsprecher,
Fig. 6 eine zweite Verwendungsmöglichkeit eines
erfindungsgemäßen Permanentmagnetsystems mit zugehö
riger Spulenanordnung in einem analog betriebenen
Lautsprecher,
Fig. 7 eine Verwendungsmöglichkeit eines erfindungsgemäßen
Permanentmagnetsystems mit zugehöriger Spulenanordnung
in einem digital betriebenen Lautsprecher,
Fig. 8 eine erste Verwendungsmöglichkeit eines
erfindungsgemäßen Permanentmagnetsystems mit zugehö
riger Spulenanordnung in einem Sensor,
Fig. 9 eine zweite Verwendungsmöglichkeit eines
erfindungsgemäßen Permanentmagnetsystems mit zugehö
riger Spulenanordnung in einem Sensor,
Fig. 10 eine dritte Verwendungsmöglichkeit eines
erfindungsgemäßen Permanentmagnetsystems mit zugehö
riger Spulenanordnung in einem Sensor.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht das Permanentmagnetsy
stem 1.1 aus einem ersten axial polarisierten Permanentmagnet
ring 1.1.1 und einem zweiten in axialer Richtung hinter diesem
ersten Permanentmagnetring 1.1.1 angeordneten Permanentmagnet
ring 1.1.2, wobei sich gleichnamige Pole der Permanentmagnet
ringe 1.1.1 und 1.1.2 gegenüber liegen. Im Ausführungsbeispiel
der Fig. 1 sind dies die Nordpole der Permanentmagnet
ringe 1.1.1 und 1.1.2. Die beiden Permanentmagnetringe 1.1.1
und 1.1.2 sind durch eine weichmagnetische Zwischenringschei
be 1.1.3 distanziert, die in einer besonders vorteilhaften
Ausführungsform einen geringeren Durchmesser der Innenöffnung
aufweist als die Permanentmagnetringe 1.1.1 und 1.1.2 und einen
größeren Außendurchmesser aufweist als die Permanentmagnet
ringe 1.1.1 und 1.1.2. Dadurch kann eine besonders hohe
Bündelung des Magnetfeldes erzielt werden, da dadurch der Aus
tritt von das Magnetfeld repräsentierenden Magnetfeldlinien in
radialer Richtung aus den Permanentmagnetringen 1.1.1 und 1.1.2
weitgehend verhindert wird.
Zu diesem Permanentmagnetsystem 1.1 gehörend ist eine Spulen
anordnung 1.2 angebracht, die aus den Spulen 1.2.1 und 1.2.2
besteht. Die Spule 1.2.1 befindet sich dabei konzentrisch in
nerhalb der Innenöffnung des aus den Permanentmagnet
ringen 1.1.1 und 1.1.2 sowie der weichmagnetischen Zwischen
ringscheibe 1.1.3 bestehenden ringförmigen Permanentmagnetsy
stems 1.1, wobei sich in Normallage die Mitte der Spule 1.2.1
in Höhe der weichmagnetischen Zwischenringscheibe 1.1.3 befin
det. Die Spule 1.2.2 umgibt dabei das ringförmige Permanentma
gnetsystem 1.1 konzentrisch von außen, wobei sich in Normallage
die Mitte der Spule 1.2.2 in Höhe der weichmagnetischen Zwi
schenringscheibe 1.1.3 befindet.
An der Innenmantelfläche der Spule 1.2.1 und an der Außenman
telfläche der Spule 1.2.2 können dabei jeweils dünne
Ringe 1.3.1 und 1.3.2 aus einem amorphen, hochweichmagnetischen
und nichtmagnetostriktivem Material, insbesondere einer Me
tallfolie, angebracht sein. In besonders vorteilhafter Weise
kann eine weitere Verbesserung der Führung des magnetischen
Flusses erzielt werden, indem die Ringe 1.3.1 und 1.3.2
rechtwinklige Verlängerungen 1.4.1, 1.4.2, 1.4.3 und 1.4.4 er
fahren, die derart ausgebildet sind, daß das Magnetfeld weit
gehend ohne Streuung von einem Pol zu dem anderen geleitet
wird.
Aufgrund des geringeren Gewichtes der Spulenanordnung 1.2 ge
genüber dem Permanentmagnetsystem 1.1 wird dabei in
vorteilhafter Weise das Permanentmagnetsystem 1.1 fest und die
Spulenanordnung 1.2 beweglich angebracht, so daß sich bei einer
Verwendung in einem Lautsprecher oder einem Sensor eine größere
Empfindlichkeit des Permanentmagnetsystems 1.1 mit zugehöriger
Spulenanordnung 1.2 ergibt. Grundsätzlich ist es allerdings
auch möglich, die Spulenanordnung 1.2 fest und das Permanent
magnetsystem 1.1 beweglich anzubringen.
Der Fig. 2 ist eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Perma
nentmagnetsystems 2.1 mit zugehöriger Spulenanordnung 2.2 zu
entnehmen, die gegenüber der Darstellung der Fig. 1 in axialer
Richtung verlängert ist. Dabei besteht das Permanentmagnetsy
stem 2.1 aus einem ersten axial polarisierten Permanentmagnet
ring 2.1.1, einem zweiten in axialer Richtung hinter diesem
ersten Permanentmagnetring 2.1.1 angeordneten Permanentmagnet
ring 2.1.2 und einem dritten ebenfalls in axialer Richtung
hinter dem ersten und dem zweiten Permanentmagnetring 2.1.1
und 2.1.2 angeordneten Permanentmagnetring 2.1.3, wobei sich
jeweils gleichnamige Pole der Permanentmagnetringe 2.1.1, 2.1.2
und 2.1.3 gegenüber liegen. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2
sind dies die Nordpole der Permanentmagnetringe 2.1.1 und 2.1.2
sowie die Südpole der Permanentmagnetringe 2.1.2 und 2.1.3. Die
beiden Permanentmagnetringe 2.1.1 und 2.1.2 sowie die beiden
Permanentmagnetringe 2.1.2 und 2.1.3 sind durch jeweils eine
weichmagnetische Zwischenringscheibe 2.1.4 und 2.1.5 distan
ziert, die in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform
einen geringeren Durchmesser der Innenöffnung aufweisen als die
Permanentmagnetringe 2.1.1, 2.1.2 und 2.1.3 und einen größeren
Außendurchmesser aufweisen als die Permanentmagnet
ringe 2.1.1, 2.1.2 und 2.1.3. Dadurch kann eine besonders hohe
Bündelung des Magnetfeldes erzielt werden, da dadurch der Aus
tritt von das Magnetfeld repräsentierenden Magnetfeldlinien in
radialer Richtung aus den Permanentmagnetringen 2.1.1, 2.1.2
und 2.1.3 weitgehend verhindert wird.
Zu diesem Permanentmagnetsystem 2.1 gehörend ist eine Spulen
anordnung 2.2 angebracht, die aus den Spu
len 2.2.1, 2.2.2, 2.2.3 und 2.2.4 besteht. Die Spulen 2.2.1
und 2.2.2 befinden sich dabei konzentrisch innerhalb der In
nenöffnung des aus den Permanentmagnetringen 2.1.1, 2.1.2
und 2.1.3 sowie den weichmagnetischen Zwischenringschei
ben 2.1.4 und 2.1.5 bestehenden ringförmigen Permanentmagnet
systems 2.1, wobei sich in Normallage die Mitte der Spule 2.2.1
in Höhe der weichmagnetischen Zwischenringscheibe 2.1.4 befin
det und wobei sich in Normallage die Mitte der Spule 2.2.2 in
Höhe der weichmagnetischen Zwischenringscheibe 2.1.5 befindet.
Die Spulen 2.2.3 und 2.2.4 der Spulenanordnung 2.2 umgeben da
bei konzentrisch das ringförmige Permanentmagnetsystem 2.1 von
außen, wobei sich in Normallage die Mitte der Spule 2.2.3 in
Höhe der weichmagnetischen Zwischenringscheibe 2.1.4 befindet
und wobei sich in Normallage die Mitte der Spule 2.2.4 in Höhe
der weichmagnetischen Zwischenringscheibe 2.1.5 befindet.
An den Innenmantelflächen der Spulen 2.2.1 und 2.2.2 sowie an
den Außenmantelflächen der Spulen 2.2.3 und 2.2.4 können dabei
jeweils dünne Ringe 2.3.1 und 2.3.2 aus einem amorphen, hoch
weichmagnetischen und nichtmagnetostriktivem Material, insbe
sondere einer Metallfolie, angebracht sein. In besonders vor
teilhafter Weise kann eine weitere Verbesserung der Führung des
magnetischen Flusses erzielt werden, indem die Ringe 2.3.1
und 2.3.2 rechtwinklige Verlängerungen 2.4.1, 2.4.2, 2.4.3
und 2.4.4 erfahren, die derart ausgebildet sind, daß das Ma
gnetfeld weitgehend ohne Streuung von einem Pol zu dem anderen
geleitet wird.
Die Anordnung entsprechend der Fig. 2 weist gegenüber der An
ordnung entsprechend der Fig. 1 wegen der Verwendung von vier
anstatt zwei Spulen die doppelte Empfindlichkeit auf, wobei
allerdings die Baugröße um einen Faktor kleiner als zwei
zunimmt, da der Permanentmagnetring 2.1.2 sowohl zur Erzeugung
des Magnetfeldes für die Spulen 2.2.1 und 2.2.3 als auch für
die Spulen 2.2.2 und 2.2.4 verwendet wird. Grundsätzlich ist es
auch möglich, die Ansprechempfindlichkeit des erfindungsgemäßen
Permanentmagnetsystems mit zugehöriger Spulenanordnung weiter
zu steigern, indem das Permanentmagnetsystem mit zugehöriger
Spulenanordnung weiterhin in axialer Richtung verlängert wird
entsprechend dem Übergang von dem Ausführungsbeispiel der
Fig. 1 zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2.
Aufgrund des geringeren Gewichtes der Spulenanordnung 2.2 ge
genüber dem Permanentmagnetsystem 2.1 wird dabei in vorteil
hafter Weise das Permanentmagnetsystem 2.1 fest und die Spu
lenanordnung 2.2 beweglich angebracht, so daß sich bei einer
Verwendung in einem Lautsprecher oder einem Sensor eine größere
Empfindlichkeit des Permanentmagnetsystems 2.1 mit zugehöriger
Spulenanordnung 2.2 ergibt. Grundsätzlich ist es allerdings
auch möglich, die Spulenanordnung 2.2 fest und das Permanent
magnetsystem 2.1 beweglich anzubringen.
Die Fig. 3 zeigt eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Per
manentmagnetsystems 3.1 mit zugehöriger Spulenanordnung 3.2,
die gegenüber der Darstellung der Fig. 1 in radialer Richtung
erweitert ist. Dabei besteht das Permanentmagnetsystem 3.1 aus
einem ersten axial polarisierten Permanentmagnetring 3.1.1
einem zweiten in axialer Richtung hinter diesem ersten Perma
nentmagnetring 3.1.1 angeordneten Permanentmagnetring 3.1.2
sowie einem dritten Permanentmagnetring 3.1.3, der einen
solchen Durchmesser aufweist, daß er den Permanentmagnet
ring 3.1.1 außen umgibt, wobei gleichnamige Pole der Perma
nentmagnetringe 3.1.1 und 3.1.3 unmittelbar benachbart sind,
sowie einem vierten Permanentmagnetring 3.1.4, der einen
solchen Durchmesser aufweist, daß er den
Permanentmagnetring 3.1.2 außen umgibt, wobei gleichnamige Pole
der Permanentmagnetringe 3.1.2 und 3.1.4 unmittelbar benachbart
sind, wobei sich jeweils gleichnamige Pole der Permanentma
gnetringe 3.1.1 und 3.1.2 sowie 3.1.3 und 3.1.4 einander ge
genüber liegen. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind dies die
Nordpole der Permanentmagnetringe 3.1.1 und 3.1.2 sowie die
Nordpole der Permanentmagnetringe 3.1.3 und 3.1.4.
Die beiden Permanentmagnetringe 3.1.1 und 3.1.2 sowie die bei
den Permanentmagnetringe 3.1.3 und 3.1.4 sind durch jeweils
eine weichmagnetische Zwischenringscheibe 3.1.5 und 3.1.6 di
stanziert, wobei in einer besonders vorteilhaften Ausführungs
form die weichmagnetische Zwischenringscheibe 3.1.5 einen ge
ringeren Durchmesser der Innenöffnung aufweist als die Perma
nentmagnetringe 3.1.1 und 3.1.2 sowie einen größeren Außen
durchmesser aufweist als die Permanentmagnetringe 3.1.1
und 3.1.2. Ebenso kann entsprechend der Darstellung der Fig. 3
in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform die weichma
gnetische Zwischenringscheibe 3.1.6 einen geringeren Durchmes
ser der Innenöffnung aufweisen als die Permanentmagnet
ringe 3.1.3 und 3.1.4 sowie einen größeren Außendurchmesser
aufweisen als die Permanentmagnetringe 3.1.3 und 3.1.4. Dadurch
kann eine besonders hohe Bündelung des Magnetfeldes erzielt
werden, da dadurch der Austritt von das Magnetfeld repräsen
tierenden Magnetfeldlinien in radialer Richtung aus den Perma
nentmagnetringen 3.1.1 und 3.1.2 sowie 3.1.3 und 3.1.4 weitge
hend verhindert wird.
Zu diesem Permanentmagnetsystem 3.1 gehörend ist eine Spulen
anordnung 3.2 angebracht, die aus den Spulen 3.2.1, 3.2.2,
3.2.3 und 3.2.4 besteht. Die Spule 3.2.1 befindet sich dabei
konzentrisch innerhalb der Innenöffnung des aus den Permanent
magnetringen 3.1.1 und 3.1.2 sowie der weichmagnetischen Zwi
schenringscheibe 3.1.5 bestehenden Innenteiles 3.1.7 des
Permanentmagnetsystems 3.1. Die Spulen 3.2.2 und 3.2.3 der
Spulenanordnung 3.2 umgeben dabei konzentrisch den Innenteil
des ringförmigen Permanentmagnetsystems 3.1 von außen und be
finden sich gleichzeitig innerhalb der Innenöffnung des aus den
Permanentmagnetringen 3.1.3 und 3.1.4 sowie der weichmagne
tischen Zwischenringscheibe 3.1.6 bestehenden Außenteiles 3.1.8
des Permanentmagnetsystems 3.1. Die Spule 3.2.4 umgibt dabei
konzentrisch den aus den Permanentmagnetringen 3.1.3 und 3.1.4
sowie der weichmagnetischen Zwischenringscheibe 3.1.6 beste
henden Außenteil 3.1.8 des Permanentmagnetsystems 3.1. Die
Spulen 3.2.2 und 3.2.3 sind dabei durch einen dünnen Ring 3.3.1
aus einem amorphen, hochweichmagnetischen und
nichtmagnetostriktivem Material, insbesondere einer Metallfo
lie, separiert. In Normallage befinden sich die Mitten der
Spulen 3.2.1 und 3.2.2 in Höhe der weichmagnetischen Zwischen
ringscheibe 3.1.5, sowie die Mitten der Spulen 3.2.3 und 3.2.4
in Höhe der weichmagnetischen Zwischenringscheibe 3.1.6.
Ebenso können derartige, den Magnetfluß verbessernde
dünnwandige Ringe 3.3.2 und 3.3.3 an der Innenmantelfläche der
Spule 3.2.1 und sowie an der Außenmantelfläche der Spule 3.2.4
angebracht sein. In besonders vorteilhafter Weise kann eine
weitere Verbesserung der Führung des magnetischen Flusses er
zielt werden, indem die Ringe 3.3.1, 3.3.2 und 3.3.3
rechtwinklige Verlängerungen 3.4.1, 3.4.2, 3.4.3, 3.4.4, 3.4.5,
3.4.6, 3.4.7 und 3.4.8 erfahren, die derart ausgebildet sind,
daß das Magnetfeld weitgehend ohne Streuung von einem Pol zu
dem anderen geleitet wird. Die Anordnung entsprechend der
Fig. 3 weist gegenüber der Anordnung entsprechend der Fig. 1
wegen der Verwendung von vier anstatt zwei Spulen die doppelte
Empfindlichkeit auf, wobei die Zunahme der Baugröße in radialer
Richtung erfolgt, so daß die sehr geringe Bauhöhe des
erfindungsgemäßen Permanentmagnetsystems in besonders vorteil
hafter Weise erhalten bleibt.
Aufgrund des geringeren Gewichtes der Spulenanordnung 3.2 ge
genüber dem Permanentmagnetsystem 3.1 wird dabei in vorteil
hafter Weise das Permanentmagnetsystem 3.1 fest und die Spu
lenanordnung 3.2 beweglich angebracht, so daß sich bei einer
Verwendung in einem Lautsprecher oder einem Sensor eine größere
Empfindlichkeit des Permanentmagnetsystems 3.1 mit zugehöriger
Spulenanordnung 3.2 ergibt. Grundsätzlich ist es allerdings
auch möglich, die Spulenanordnung 3.2 fest und das Permanent
magnetsystem 3.1 beweglich anzubringen.
Grundsätzlich ist es auch möglich, die Ansprechempfindlichkeit
des erfindungsgemäßen Permanentmagnetsystems mit zugehöriger
Spulenanordnung entsprechend einer in Fig. 4 dargelegten Aus
führungsform weiter zu steigern, indem das Permanentmagnetsy
stem mit zugehöriger Spulenanordnung in axialer Richtung ver
längert wird entsprechend dem Übergang von dem Ausführungsbei
spiel der Fig. 1 zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2, so daß
eine optimale Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Einbau
raumes durch das erfindungsgemäße Permanentmagnetsystem mit
zugehöriger Spulenanordnung sowohl in axialer als auch in ra
dialer Richtung möglich ist. Ebenso zeigt die Fig. 4, daß an
stelle einzelner Spulen entsprechend den Darstellungen der
Fig. 1-3 auch mehrere Spulen ineinander liegen können. Dadurch
ist eine größere Flexibilität bei der Ansteuerung des
erfindungsgemäßen Permanentmagnetsystem mit zugehöriger Spu
lenanordnung gegeben. Fig. 4 zeigt, daß anstelle einer Spule in
der Spulenanordnung jeweils zwei Spulen eingebracht sind.
Ebenso sind weitere Abänderungen dahingehend denkbar, daß die
einzelnen Spulen der Darstellungen der Fig. 1-3 durch eine an
dere Anzahl von Spulen ersetzt werden. Ebenso können auch nur
einige der einzelnen Spulen der Fig. 1-3 durch mehrere Spulen
ersetzt werden.
Die Fig. 4 zeigt nun eine Darstellung eines erfindungsgemäßen
Permanentmagnetsystems 4.1 mit zugehöriger Spulenanordnung 4.2,
die gegenüber der Darstellung der Fig. 3 in axialer Richtung
erweitert ist und sich außerdem durch eine größere Anzahl von
Spulen auszeichnet. Dabei besteht das Permanentmagnetsystem 4.1
aus einem Innenteil 4.1.6 und einem Außenteil 4.1.7.
Das Innenteil 4.1.6 des Permanentmagnetsystems 4.1 besteht aus
einem ersten axial polarisierten Permanentmagnetring 4.1.1,
einem zweiten in axialer Richtung hinter diesem ersten Perma
nentmagnetring 4.1.1 angeordneten Permanentmagnetring 4.1.2 und
einem dritten ebenfalls in axialer Richtung hinter dem ersten
und dem zweiten Permanentmagnetring 4.1.1 und 4.1.2 angeord
neten Permanentmagnetring 4.1.3, wobei sich jeweils gleichna
mige Pole der Permanentmagnetringe 4.1.1, 4.1.2 und 4.1.3 ge
genüber liegen. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 sind dies die
Nordpole der Permanentmagnetringe 4.1.1 und 4.1.2 sowie die
Südpole der Permanentmagnetringe 4.1.2 und 4.1.3. Die beiden
Permanentmagnetringe 4.1.1 und 4.1.2 sowie die beiden Perma
nentmagnetringe 4.1.2 und 4.1.3 sind durch jeweils eine weich
magnetische Zwischenringscheibe 4.1.4 und 4.1.5 distanziert,
die in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform einen ge
ringeren Durchmesser der Innenöffnung aufweisen als die Perma
nentmagnetringe 4.1.1, 4.1.2 und 4.1.3 und einen größeren Au
ßendurchmesser aufweisen als die Permanentmagnet
ringe 4.1.1, 4.1.2 und 4.1.3. Dadurch kann eine besonders hohe
Bündelung des Magnetfeldes erzielt werden, da dadurch der Aus
tritt von das Magnetfeld repräsentierenden Magnetfeldlinien in
radialer Richtung aus den Permanentmagnetringen 4.1.1, 4.1.2
und 4.1.3 weitgehend verhindert wird.
Das Außenteil 4.1.7 des Permanentmagnetsystems 4.1 besteht aus
einem vierten Permanentmagnetring 4.1.8, der einen solchen
Durchmesser aufweist, daß er den Permanentmagnetring 4.1.1
außen umgibt, wobei gleichnamige Pole der Permanentmagnet
ringe 4.1.1 und 4.1.8 unmittelbar benachbart sind, sowie einem
fünften Permanentmagnetring 4.1.9, der einen solchen Durchmes
ser aufweist, daß er den Permanentmagnetring 4.1.2 außen um
gibt, wobei gleichnamige Pole der Permanentmagnetringe 4.1.2
und 4.1.9 unmittelbar benachbart sind, sowie einem sechsten
Permanentmagnetring 4.1.10, der einen solchen Durchmesser auf
weist, daß er den Permanentmagnetring 4.1.3 außen umgibt, wobei
gleichnamige Pole der Permanentmagnetringe 4.1.3 und 4.1.10
unmittelbar benachbart sind. Entsprechend dem Ausführungsbei
spiel der Fig. 4 liegen sich somit bei dem Außenteil 4.1.7 des
Permanentmagnetsystems 4.1 die Nordpole der Permanentmagnet
ringe 4.1.8 und 4.1.9 sowie die Südpole der Permanentmagnet
ringe 4.1.9 und 4.1.10 einander gegenüber. Auch in dem Außen
teil 4.1.7 des Permanentmagnetsystems 4.1 sind die beiden Per
manentmagnetringe 4.1.8 und 4.1.9 sowie die beiden Permanent
magnetringe 4.1.9 und 4.1.10 durch jeweils eine weichmagne
tische Zwischenringscheibe 4.1.11 und 4.1.12 distanziert, wobei
in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform die weichma
gnetische Zwischenringscheibe 4.1.11 einen geringeren Durch
messer der Innenöffnung aufweist als die Permanentmagnet
ringe 4.1.8 und 4.1.9 sowie einen größeren Außendurchmesser
aufweist als die Permanentmagnetringe 4.1.8 und 4.1.9. Ebenso
kann entsprechend der Darstellung der Fig. 4 in einer besonders
vorteilhaften Ausführungsform die weichmagnetische Zwischen
ringscheibe 4.1.12 einen geringeren Durchmesser der Innenöff
nung aufweisen als die Permanentmagnetringe 4.1.9 und 4.1.10
sowie einen größeren Außendurchmesser aufweisen als die Perma
nentmagnetringe 4.1.9 und 4.1.10. Dadurch kann eine besonders
hohe Bündelung des Magnetfeldes erzielt werden, da dadurch der
Austritt von das Magnetfeld repräsentierenden Magnetfeldlinien
in radialer Richtung aus den Permanentmagnetringen 4.1.8
und 4.1.9 sowie 4.1.9 und 4.1.10 weitgehend verhindert wird.
Zu diesem Permanentmagnetsystem 4.1 gehörend ist eine Spulen
anordnung 4.2 angebracht, die aus den Spulen 4.2.1 und 4.2.2
sowie 4.2.3 und 4.2.4 sowie 4.2.5 und 4.2.6 sowie 4.2.7
und 4.2.8 sowie 4.2.9 und 4.2.10 sowie 4.2.11 und 4.2.12 so
wie 4.2.13 und 4.2.14 sowie 4.2.15 und 4.2.16 besteht. Die
Spulen 4.2.1-4.2.4 befinden sich dabei innerhalb der Innenöff
nung des Innenteiles 4.1.6 des Permanentmagnetsystems 4.1. Da
bei liegt die Spule 4.2.1 innerhalb der Spule 4.2.2 und die
Mitte der Spulen 4.2.1 und 4.2.2 liegt in axialer Richtung in
Höhe der weichmagnetischen Zwischenringscheibe 4.1.4. Die Spu
le 4.2.3 liegt innerhalb der Spule 4.2.4 und die Mitte der
Spulen 4.2.3 und 4.2.4 liegt in axialer Richtung in Höhe der
weichmagnetischen Zwischenringscheibe 4.1.5.
Die Spulen 4.2.5-4.2.12 der Spulenanordnung 4.2 umgeben dabei
den Innenteil 4.1.6 des Permanentmagnetsystems 4.1 von außen
und befinden sich gleichzeitig innerhalb der Innenöffnung des
Außenteiles 4.1.7 des Permanentmagnetsystems 4.1. Die Spu
len 4.2.5, 4.2.6, 4.2.9 und 4.2.10 liegen dabei ineinander und
die Mitte der Spulen 4.2.5, 4.2.6, 4.2.9 und 4.2.10 liegt in
axialer Richtung in Höhe der weichmagnetischen Zwischenring
scheiben 4.1.4 und 4.1.11. Die Spulen 4.2.7, 4.2.8, 4.2.11
und 4.2.12 liegen ebenfalls ineinander und die Mitte der Spu
len 4.2.7, 4.2.8, 4.2.11 und 4.2.12 liegt in axialer Richtung
in Höhe der weichmagnetischen Zwischenringscheiben 4.1.5
und 4.1.12.
Die Spulen 4.2.13-4.2.16 der Spulenanordnung 4.2 umgeben dabei
den Außenteil 4.1.7 des Permanentmagnetsystems 4.1 von außen.
Die Spulen 4.2.13 und 4.2.14 liegen dabei ineinander und die
Mitte der Spulen 4.2.13 und 4.2.14 liegt in axialer Richtung in
Höhe der weichmagnetischen Zwischenringscheibe 4.1.11. Ebenso
liegen die Spulen 4.2.15 und 4.2.16 ineinander und die Mitte
der Spulen 4.2.15 und 4.2.16 liegt in axialer Richtung in Höhe
der weichmagnetischen Zwischenringscheibe 4.1.12.
Die Spulen 4.2.6 und 4.2.9 sowie die Spulen 4.2.8 und 4.2.11
sind dabei durch einen dünnen Ring 4.3.1 aus einem amorphen,
hochweichmagnetischen und nichtmagnetostriktivem Material,
insbesondere einer Metallfolie, separiert. Ebenso können der
artige, den Magnetfluß verbessernde dünnwandige Ringe 4.3.2
und 4.3.3 an den Innenmantelflächen der Spulen 4.2.1 und 4.2.3
sowie an den Außenmantelflächen der Spulen 4.2.14 und 4.2.16
angebracht sein. In besonders vorteilhafter Weise kann eine
weitere Verbesserung der Führung des magnetischen Flusses er
zielt werden, indem die Ringe 4.3.1 und 4.3.2 rechtwinklige
Verlängerungen 4.4.1, 4.4.2, 4.4.3, 4.4.4, 4.4.5, 4.4.6, 4.4.7
und 4.4.8 erfahren, die derart ausgebildet sind, daß das Ma
gnetfeld weitgehend ohne Streuung von einem Pol zu dem anderen
geleitet wird.
Aufgrund des geringeren Gewichtes der Spulenanordnung 4.2 ge
genüber dem Permanentmagnetsystem 4.1 wird dabei in vorteil
hafter Weise das Permanentmagnetsystem 4.1 fest und die Spu
lenanordnung 4.2 beweglich angebracht, so daß sich bei einer
Verwendung in einem Lautsprecher oder einem Sensor eine größere
Empfindlichkeit des Permanentmagnetsystems 4.1 mit zugehöriger
Spulenanordnung 4.2 ergibt. Grundsätzlich ist es allerdings
auch möglich, die Spulenanordnung 4.2 fest und das Permanent
magnetsystem 4.1 beweglich anzubringen.
Der Fig. 5 ist eine erste Verwendungsmöglichkeit eines
erfindungsgemäßen Permanentmagnetsystems mit zugehöriger Spu
lenanordnung entsprechend der Beschreibung zu den Darstellungen
der Fig. 1-4 in einem analog betriebenen Lautsprecher 5.1 zu
entnehmen. Dabei weist der Lautsprecher 5.1 nach Fig. 5 zwei
Membrane 5.2 und 5.3 auf, die mit unterschiedlichen Teilen 5.4
und 5.5 der Spulenanordnung 5.6 verbunden sind. Die Ausfüh
rungsform der Spulenanordnung 5.6 ergibt sich entsprechend ei
ner der Ausführungsformen einer Spulenanordnung 1.2, 2.2, 3.2
oder 4.2 entsprechend den Darstellungen mit den zugehörigen
Beschreibungen der Fig. 1-4. Die elektrische Verschaltung der
Spulen der Teile 5.4 und 5.5 der Spulenanordnung 5.6 ergibt
sich dabei so, daß bei einer Anregung der Spulen durch ein
elektrisches Signal die durch die Wechselwirkung zwischen den
Magnetfeldern der Spulen und den durch die den jeweiligen Spu
len zugeordneten Zwischenringscheiben übertragenen Magnetfel
dern entstehenden Kräfte immer dasselbe Vorzeichen aufweisen.
In vorteilhafter Weise ist die Verschaltung der Spulen der
Spulenanordnung 5.6 parallel, so daß durch unterschiedliche
Spulendurchmesser auftretende Impedanzunterschiede in besonders
einfacher Weise durch Vorschaltung eines Widerstandsnetzwerkes
ausgeglichen werden können. Die Teile 5.4 und 5.5 der Spulen
anordnung 5.6 ergeben sich zweckmäßigerweise so, daß radial
innenliegende Spulen der Spulenanordnung 5.6 als Schwingspulen
der innenliegenden Membran 5.2 verwendet werden, während radial
außenliegende Spulen der Spulenanordnung 5.6 als Schwingspulen
der außenliegenden Membran 5.3 verwendet werden. Somit lassen
sich in einem Lautsprecher zwei Membrane 5.2 und 5.3 mit un
terschiedlichen Schallabstrahlspektren unterbringen, wobei die
innenliegende Membran 5.2 aufgrund ihres geringeren Durchmes
sers gegenüber der äußeren Membran 5.3 vorwiegend im Hochton
bereich arbeitet, während die Membran 5.3 aufgrund ihres grö
ßeren Durchmessers gegenüber der inneren Membran 5.2 vorwiegend
im Tieftonbereich arbeitet. Durch eine geeignete Aufteilung der
Spulen der Spulenanordnung 5.6 zu den Teilen 5.4 und 5.5 läßt
sich somit durch die Verwendung nur eines Permanentmagnetsy
stems 5.7 bei einer geringen Baugröße eine vorteilhafte Aus
führungsform eines Lautsprechers realisieren. Fig. 5 zeigt nun
ein Ausführungsbeispiel eines solchen Lautsprechers, bei dem
die innere Membran 5.2 an einem Korb 5.8 angebracht ist, wobei
dieser Korb 5.8 mittels des Permanentmagnetsystems 5.7 an der
Grundplatte 5.9 des Lautsprechers 5.1 abgestützt ist. Die Mem
bran 5.2 bildet somit mit dem inneren Teil 5.4 der Spulenan
ordnung 5.6 ein schwingungsfähiges Gebilde, mittels dessen
vorwiegend Töne im Hochtonbereich wiedergegeben werden. Die
äußere Membran 5.3 ist mit den Seitenwänden 5.10 des aus der
Grundplatte 5.9 und den Seitenwänden 5.10 bestehenden Laut
sprechergehäuses 5.11 schwingungsfähig verbunden. Weiterhin ist
diese äußere Membran 5.3 fest mit dem Teil 5.5 der Spulenan
ordnung 5.6 verbunden.
Fig. 6 zeigt eine Darstellung einer zweiten Verwendungsmög
lichkeit eines erfindungsgemäßen Permanentmagnetsystems mit
zugehöriger Spulenanordnung entsprechend der Beschreibung zu
den Darstellungen der Fig. 1-4 in einem analog betriebenen
Lautsprecher 6.1, bei dem im Unterschied zu dem Lautspre
cher 5.1 der Darstellung entsprechend der Fig. 5 die Mem
bran 6.2 nicht unterteilt ist. Das bedeutet, daß die Mem
bran 6.2 aus einem Stück besteht und daß somit auch keine Auf
teilung der Spulenanordnung 6.3 vorliegt sondern daß die Mem
bran 6.2 in einem Stück an der Spulenanordnung 6.3 befestigt
ist. Auch in dem Ausführungsbeispiel entsprechend der Fig. 6
ergibt sich die elektrische Verschaltung der Spulen der Spu
lenanordnung 6.3 so, daß bei einer Anregung der Spulen durch
ein elektrisches Signal die durch die Wechselwirkung zwischen
den Magnetfeldern der Spulen und den durch die den jeweiligen
Spulen zugeordneten Zwischenringscheiben übertragenen Magnet
feldern entstehenden Kräfte immer dasselbe Vorzeichen aufwei
sen. In vorteilhafter Weise ist die Verschaltung der Spulen der
Spulenanordnung 6.3 parallel, so daß durch unterschiedliche
Spulendurchmesser auftretende Impedanzunterschiede in besonders
einfacher Weise durch Vorschaltung eines Widerstandsnetzwerkes
ausgeglichen werden können.
Der Fig. 7 ist eine Darstellung einer dritten Verwendungsmög
lichkeit eines erfindungsgemäßen Permanentmagnetsystems mit
zugehöriger Spulenanordnung entsprechend der Beschreibung zu
den Darstellungen der Fig. 1-4 in einem digital betriebenen
Lautsprecher 7.1 zu entnehmen. Die Membran 7.2 des Lautspre
chers 7.1 ist dabei nicht unterteilt und insgesamt mit der
Spulenanordnung 7.3 verbunden. Um Verzerrungen im Frequenzgang
des Lautsprechers zu vermeiden, können dabei in vorteilhafter
Weise zunächst die Schwingspulen der Spulenanordnung 7.3 un
tereinander verbunden werden, wie dies in dem Ausführungsbei
spiel der Fig. 7 durch die Verbindungsplatte 7.4 dargestellt
ist. Die Membran 7.2 kann dann an der Verbindungsplatte 7.4
befestigt werden. Entsprechend der symbolischen Darstellung der
Fig. 7 besteht die Spulenanordnung 7.3 aus mehreren
Schwingspulen, so daß aufgrund der Zuordnung eines bits pro
Schwingspule eine hinreichend gute Auflösung des digital be
triebenen Lautsprechers 7.1 gegeben ist. Es bietet sich dabei
insbesondere die Verwendung eines Permanentmagnetsystems mit
zugehöriger Spulenanordnung entsprechend der Darstellung der
Fig. 4 an, bei der 16 Schwingspulen vorhanden sind. D. h., daß
ein 16-bit Lautsprecher realisiert werden kann. Die
Schwingspulen werden dabei in dem Ausführungsbeispiel der
Fig. 7 über die Signalleitungen 7.5.1-7.5.16 angesteuert. Weist
die Spulenanordnung 7.3 eine andere Anzahl als 16 Schwingspulen
auf, ändert sich die Anzahl der Signalleitungen entsprechend.
Fig. 8 zeigt eine Darstellung einer ersten Verwendungsmöglich
keit eines erfindungsgemäßen Permanentmagnetsystems mit zuge
höriger Spulenanordnung entsprechend der Beschreibung zu den
Darstellungen der Fig. 1-4 in einem Sensor 8.1. In dem
Ausführungsbeispiel der Fig. 8 ist dieser Sensor 8.1 ein Be
schleunigungssensor. Es können beispielsweise Schwingungen von
Maschinen untersucht werden, indem die Unterseite 8.2 des Sen
sors 8.1 fest mit dem Gehäuse der Maschine verbunden wird.
Ebenso kann der Sensor 8.1 auch derart an einer Vorrichtung
befestigt werden, deren Beschleunigung gemessen werden soll,
daß aus der Auslenkung der Spulenanordnung auf die Beschleuni
gung geschlossen werden kann. Die schwingungsfähige Spulenan
ordnung 8.3 ist mittels einer Feder 8.4 mit der Unterseite 8.2
des Sensors 8.1 verbunden. Das Permanentmagnetsystem 8.5 weist
eine feste Verbindung mit der Unterseite 8.2 des Sensors 8.1
auf. Die in der Spulenanordnung 8.3 induzierte Spannung ist
unmittelbar der Beschleunigung proportional. Die Spulen der
Spulenanordnung 8.3 sind elektrisch in Reihe geschaltet, so daß
sich die aufgrund einer Bewegung der Spulenanordnung 8.3 durch
die den jeweiligen Spulen zugeordneten weichmagnetischen Zwi
schenringscheiben übertragenen Magnetfelder in den einzelnen
Spulen der Spulenanordnung 8.3 induzierten elektrischen Span
nungen addieren. Dabei muß der Wickelsinn der Spulen derart
sein, daß die Addition der elektrischen Spannungen vorzeichen
richtig erfolgt.
Fig. 9 zeigt eine Darstellung einer zweiten Verwendungsmög
lichkeit eines erfindungsgemäßen Permanentmagnetsystems mit
zugehöriger Spulenanordnung entsprechend der Beschreibung zu
den Darstellungen der Fig. 1-4 in einem Sensor 9.1. In dem
Ausführungsbeispiel der Fig. 9 ist dieser Sensor 9.1 ein
Schwingungssensor. Das Permanentmagnetsystem 9.3 ist dabei fest
mit dem Gehäuse 9.2 des Sensors 9.1 verbunden. Mittels einer
Stange 9.4 werden die Schwingungsbewegungen auf die Spulenan
ordnung 9.5 übertragen. Dabei ist darauf zu achten, daß die
Schwingungsamplitude unterhalb des Betrages liegt, der dazu
führen würde, daß die Spulenanordnung 9.5 an dem Gehäuse 9.2
anschlägt bzw. seine Lage relativ zu dem Permanentmagnetsy
stem 9.3 so verändert, daß keine Spannung mehr induziert wird.
Die in der Spulenanordnung 9.5 induzierte Spannung ist der Ge
schwindigkeit der Schwingungsbewegung proportional. Durch eine
Differentiation kann somit die Schwingungsbeschleunigung
erhalten werden und durch eine Integration die Auslenkung der
Schwingungsbewegung. Die Spulen der Spulenanordnung 9.5 sind
elektrisch in Reihe geschaltet, so daß sich die aufgrund einer
Bewegung der Spulenanordnung 9.5 durch die den jeweiligen Spu
len zugeordneten weichmagnetischen Zwischenringscheiben über
tragenen Magnetfelder in den einzelnen Spulen der Spulenanord
nung 9.5 induzierten elektrischen Spannungen addieren. Dabei
muß der Wickelsinn der Spulen derart sein, daß die Addition der
elektrischen Spannungen vorzeichenrichtig erfolgt.
Fig. 10 zeigt eine Darstellung einer zweiten Verwendungsmög
lichkeit eines erfindungsgemäßen Permanentmagnetsystems mit
zugehöriger Spulenanordnung entsprechend der Beschreibung zu
den Darstellungen der Fig. 1-4 in einem Sensor 10.1. In dem
Ausführungsbeispiel der Fig. 10 ist dieser Sensor 10.1 ein
Drucksensor. Die Seite 10.2 des Gehäuses des Sensors 10.1 weist
dabei eine Öffnung 10.3 auf, so daß bei Anbringen der Sei
te 10.2 des Gehäuses des Sensors 10.1 an die Oberfläche des
Volumens, indem der Druck zu bestimmen ist, ein Druckausgleich
zu dem Volumen 10.4 stattfindet. Dabei wirkt der zu messende
Druck auf die Membran 10.5, die mit der Spulenanordnung 10.6
fest verbunden ist. Diese Spulenanordnung 10.6 ist weiterhin
mittels einer Feder 10.7 an der Gehäuseunterseite 10.8 abge
stützt. Das Permanentmagnetsystem 10.9 ist fest mit der Gehäu
seunterseite 10.8 verbunden. Die in der Spulenanordnung 10.6
induzierte Spannung ist der zeitlichen Änderung des Druckes
proportional, so daß durch eine zeitliche Integration unmit
telbar der Druck erhalten werden kann. Die Spulen der Spulen
anordnung 10.6 sind elektrisch in Reihe geschaltet, so daß sich
die aufgrund einer Bewegung der Spulenanordnung 10.6 durch die
den jeweiligen Spulen zugeordneten weichmagnetischen Zwischen
ringscheiben übertragenen Magnetfelder in den einzelnen Spulen
der Spulenanordnung 10.6 induzierten elektrischen Spannungen
addieren. Dabei muß der Wickelsinn der Spulen derart sein, daß
die Addition der elektrischen Spannungen vorzeichenrichtig er
folgt.
Claims (18)
1. Permanentmagnetsystem mit zugehöriger Spulenanordnung,
- - wobei das Permanentmagnetsystem aus zwei axial polarisierten Permanentmagnetringen besteht, die in axialer Richtung hin tereinander angebracht sind,
- - wobei sich gleichnamige Pole der Permanentmagnetringe einan der gegenüber stehen,
- - wobei die beiden Permanentmagnetringe durch eine weichmagne tische Zwischenringscheibe voneinander distanziert sind,
- - wobei die Permanentmagnetringe außen durch eine Spule derart umgeben sind, daß die Spulenmittelachse mit der Mittelachse der Permanentmagnetringe zusammenfällt, wobei in Normallage der Spule sich in Höhe der weichmagnetischen Zwischenring scheibe die Mitte der Spule befindet,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich innerhalb des Innendurchmessers der Permanentmagnet
ringe (1.1.1, 1.1.2, 2.1.1, 2.1.2, 3.1.1, 3.1.2, 4.1.1, 4.1.2)
wenigstens eine Spule (1.2.1, 2.2.1, 3.2.1, 4.2.1) befindet
derart, daß die Spulenmittelachse der Spule(n) (1.2.1, 2.2.1,
3.2.1, 4.2.1) mit der Mittelachse der Permanentmagnetringe
(1.1.1, 1.1.2, 2.1.1, 2.1.2, 3.1.1, 3.1.2, 4.1.1, 4.1.2) zu
sammenfällt, wobei in Normallage der Spule(n) (1.2.1, 2.2.1,
3.2.1, 4.2.1) sich in Höhe der weichmagnetischen Zwischenring
scheibe (1.1.3, 2.1.4, 3.1.5, 4.1.4) die Mitte der Spule(n)
(1.2.1, 2.2.1, 3.2.1, 4.2.1) befindet.
2. Permanentmagnetsystem mit zugehöriger Spulenanordnung nach
Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Permanentmagnetsystem mit zugehöriger Spulenanordnung
eine axiale Verlängerung erfährt derart,
- - daß in dem Permanentmagnetsystem zu den beiden axial polari sierten Permanentmagnetringen (2.1.1, 2.1.2, 4.1.1, 4.1.2) sowie zu der weichmagnetischen Zwischenringscheibe (2.1.4, 4.1.4) ein weiterer axial polarisierter Permanentmagnetring (2.1.3, 4.1.3) sowie eine weitere weichmagnetische Zwischen ringscheibe (2.1.5, 4.1.5) vorhanden sind, wobei sich gleichnamige Pole des weiteren axial polarisierten Perma nentmagnetringes (2.1.3, 4.1.3) sowie des benachbarten Per manentmagnetringes (2.1.2, 4.1.2) gegenüber liegen und wobei der weitere axial polarisierte Permanentmagnetring (2.1.3, 4.1.3) durch die weitere weichmagnetische Zwischenringscheibe (2.1.5, 4.1.5) von dem benachbarten Permanentmagnetring (2.1.2, 4.1.2) distanziert ist und
- - daß die Permanentmagnetringe (2.1.1, 2.1.2, 2.1.3, 4.1.1, 4.1.2, 4.1.3) außen durch wenigstens eine weitere Spule (2.2.4, 4.2.7) derart umgeben sind, daß die Spulenmittelach se(n) mit der Mittelachse der Permanentmagnetringe (2.1.1, 2.1.2, 2.1.3, 4.1.1, 4.1.2, 4.1.3) zusammenfällt, wobei in Normallage der weiteren Spule(n) (2.2.4, 4.2.7) sich in Höhe der weiteren weichmagnetischen Zwischenringscheibe (2.1.5, 4.1.5) die Mitte(n) der weiteren Spule(n) (2.2.4, 4.2.7) befindet/befinden und
- - daß sich innerhalb des Innendurchmessers der Permanentma gnetringe (2.1.1, 2.1.2, 2.1.3, 4.1.1, 4.1.2, 4.1.3) wenig stens eine zusätzliche Spule (2.2.2, 4.2.3) befindet derart, daß die Spulenmittelachse(n) der zusätzliche(n) Spule(n) (2.2.2, 4.2.3) mit der Mittelachse der Permanentmagnetringe (2.1.1, 2.1.2, 2.1.3, 4.1.1, 4.1.2, 4.1.3) zusammen fällt/zusammenfallen, wobei in Normallage der zusätzliche(n) Spule(n) (2.2.2, 4.2.3) sich in Höhe der weiteren weichma gnetischen Zwischenringscheibe (2.1.5, 4.1.5) die Mitte(n) der zusätzliche(n) Spule(n) (2.2.2, 4.2.3) befindet.
3. Permanentmagnetsystem mit zugehöriger Spulenanordnung nach
Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Permanentmagnetsystem mit zugehöriger Spulenanordnung
eine radiale Verlängerung erfährt derart,
- - daß in dem Permanentmagnetsystem zu den vorhandenen axial
polarisierten Permanentmagnetringen (3.1.1, 3.1.2, 4.1.1,
4.1.2, 4.1.3) sowie zu der/den vorhandenen weichmagnetischen
Zwischenringscheibe(n) (3.1.5, 4.1.4, 4.1.5) weitere axial
polarisierte Permanentmagnetringe (3.1.3, 3.1.4, 4.1.8,
4.1.9, 4.1.10) sowie (eine) weitere weichmagnetische Zwi
schenringscheibe(n) (3.1.6, 4.1.11, 4.1.12) vorhanden sind,
- - wobei die Mittelachsen der weiteren Permanentmagnetringe (3.1.3, 3.1.4, 4.1.8, 4.1.9, 4.1.10) sowie der weiteren weichmagnetische(n) Zwischenringscheibe(n) (3.1.6, 4.1.11, 4.1.12) mit den Mittelachsen der vorhanden Permanentma gnetringe (3.1.1, 3.1.2, 4.1.1, 4.1.2, 4.1.3) zusammenfal len,
- - wobei die Innendurchmesser der weiteren Permanentmagnet ringe (3.1.3, 3.1.4, 4.1.8, 4.1.9, 4.1.10) einen derart größeren Betrag aufweisen als die Außendurchmesser der vorhandenen Permanentmagnetringe (3.1.1, 3.1.2, 4.1.1, 4.1.2, 4.1.3) und der vorhandenen weichmagnetischen Zwi schenringscheibe(n) (3.1.5, 4.1.4, 4.1.5), daß zwischen die weiteren Permanentmagnetringe (3.1.3, 3.1.4, 4.1.8, 4.1.9, 4.1.10) und die vorhandenen Permanentmagnetringe (3.1.1, 3.1.2, 4.1.1, 4.1.2, 4.1.3) sowie die vorhandene(n) weich magnetische(n) Zwischenringscheibe(n) (3.1.5, 4.1.4, 4.1.5) weitere Spulen einbringbar sind,
- - wobei der/die Innendurchmesser der weiteren weichmagne tischen Zwischenringscheibe(n) (3.1.6, 4.1.11, 4.1.12) ei nen derart größeren Betrag aufweist/aufweisen als die Au ßendurchmesser der vorhandenen Permanentmagnetringe (3.1.1, 3.1.2, 4.1.1, 4.1.2, 4.1.3) und der vorhandenen weichma gnetischen Zwischenringscheibe(n) (3.1.5, 4.1.4, 4.1.5), daß zwischen die weitere(n) weichmagnetische(n) Zwischenringscheibe(n) (3.1.6, 4.1.11, 4.1.12) und die vor handenen Permanentmagnetringe (3.1.1, 3.1.2, 4.1.1, 4.1.2, 4.1.3) sowie die vorhandene(n) weichmagnetische(n) Zwi schenringscheibe(n) (3.1.5, 4.1.4, 4.1.5) weitere Spulen einbringbar sind,
- - wobei gleichnamige Pole der weiteren Permanentmagnetringe (3.1.3, 3.1.4, 4.1.8, 4.1.9, 4.1.10) sowie der benachbarten vorhandenen Permanentmagnetringe (3.1.1, 3.1.2, 4.1.1, 4.1.2, 4.1.3) unmittelbar nebeneinander liegen und
- - daß die weiteren Permanentmagnetringe (3.1.3, 3.1.4, 4.1.8, 4.1.9, 4.1.10) außen durch wenigstens eine weitere äußere Spule (3.2.4, 4.2.13, 4.2.15) derart umgeben sind, daß die Spulenmittelachse mit der Mittelachse der weiteren Perma nentmagnetringe (3.1.3, 3.1.4, 4.1.8, 4.1.9, 4.1.10) zusam menfällt, wobei in Normallage der weiteren äußeren Spule(n) (3.2.4, 4.2.13, 4.2.15) sich in Höhe der weiteren weichma gnetischen Zwischenringscheibe(n) (3.1.6, 4.1.11, 4.1.12) die Mitte der weiteren äußeren Spule(n) (3.2.4, 4.2.13, 4.2.15) befindet und
- - daß sich innerhalb des Innendurchmessers der weiteren Perma nentmagnetringe (3.1.3, 3.1.4, 4.1.8, 4.1.9, 4.1.10) wenig stens eine weitere innere Spule (3.2.3, 4.2.10, 4.2.12) be findet derart, daß die Spulenmittelachse der weiteren inneren Spule(n) (3.2.3, 4.2.10, 4.2.12) mit der Mittelachse der weiteren Permanentmagnetringe (3.1.3, 3.1.4, 4.1.8, 4.1.9, 4.1.10) zusammenfällt, wobei in Normallage der weiteren in neren Spule(n) (3.2.3, 4.2.10, 4.2.12) sich in Höhe der weiteren weichmagnetischen Zwischenringscheibe(n) (3.1.6, 4.1.11, 4.1.12) die Mitte der weiteren inneren Spule(n) (3.2.3, 4.2.10, 4.2.12) befindet und
- - daß sich zwischen der/den weiteren inneren Spule(n) (3,2.3, 4.2.10, 4.2.12) und der/den die vorhandenen Permanentmagnetring (3.1.1, 3.1.2, 4.1.1, 4.1.2, 4.1.3) außen umgebenden Spule(n) (3.2.2, 4.2.5, 4.2.7) eine Schicht (3.3.1, 4.3.1) aus einem amorphen, hochweichmagnetischen und nichtmagnetostriktivem Material befindet.
4. Permanentmagnetsystem mit zugehöriger Spulenanordnung nach
einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich an der Innenmantelfläche der innenliegenden Spulen
und/oder an der Außenmantelfläche der außenliegenden Spulen
eine Schicht (1.3.1, 1.3.2, 2.3.1, 2.3.2, 3.3.2, 3.3.3, 4.3.2,
4.3.3) aus einem amorphen, hochweichmagnetischen und
nichtmagnetostriktivem Material befindet.
5. Permanentmagnetsystem mit zugehöriger Spulenanordnung nach
einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schicht (3.3.1, 4.3.1, 1.3.1, 1.3.2, 2.3.1, 2.3.2,
3.3.2, 3.3.3, 4.3.2, 4.3.3) eine einen dünnwandigen Ring bildende
Metallfolie ist.
6. Permanentmagnetsystem mit zugehöriger Spulenanordnung nach
einem der Ansprüche 3, 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schicht (3.3.1, 4.3.1, 1.3.1, 1.3.2, 2.3.1, 2.3.2,
3.3.2, 3.3.3, 4.3.2, 4.3.3) an ihren Endpunkten eine Verlängerung
(1.4.1, 1.4.2, 1.4.3, 1.4.4, 2.4.1, 2.4.2, 2.4.3, 2.4.4,
3.4.1, 3.4.2, 3.4.3, 3.4.4, 3.4.5, 3.4.6, 3.4.7, 3.4.8, 4.4.1,
4.4.2, 4.4.3, 4.4.4, 4.4.5, 4.4.6, 4.4.7, 4.4.8) in Richtung
der Pole des entsprechenden Permanentmagnetringes erfährt.
Permanentmagnetsystem mit zugehöriger Spulenanordnung nach
einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die weichmagnetische(n) Zwischenringscheibe(n) (1.1.3,
2.1.4, 2.1.5, 3.1.5, 3.1.6, 4.1.4, 4.1.5, 4.1.11, 4.1.12) einen
geringeren Innendurchmesser und einen größeren Außendurchmesser
aufweist/aufweisen als die Permanentmagnetringe, die
durch die jeweilige weichmagnetische Zwischenringscheibe
(1.1.3, 2.1.4, 2.1.5, 3.1.5, 3.1.6, 4.1.4, 4.1.5, 4.1.11,
4.1.12) distanziert werden.
8. Permanentmagnetsystem mit zugehöriger Spulenanordnung nach
einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine oder mehrere der einzeln bezüglich der weichmagnetischen
Zwischenringscheiben (1.1.3, 2.1.4, 2.1.5, 3.1.5,
3.1.6, 4.1.4, 4.1.5, 4.1.11, 4.1.12) angebrachten Spulen durch
eine Mehrzahl von ineinanderliegenden Spulen (4.2.1, 4.2.2;
4.2.3, 4.2.4; 4.2.5, 4.2.6; 4.2.7, 4.2.8; 4.2.9, 4.2.10;
4.2.11, 4.2.12; 4.2.13, 4.2.14; 4.2.15, 4.2.16) ersetzt werden,
wobei diese Mehrzahl insbesondere zwei betragen kann.
9. Verwendung eines Permanentmagnetsystems mit zugehöriger
Spulenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einem analog
angesteuerten Lautsprecher.
10. Lautsprecher nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Membrane (6.2) des Lautsprechers aus einem Stück besteht
und mit der Spulenanordnung (6.3) fest verbunden ist,
derart, daß die Spulenanordnung (6.3) die Lautsprechermembran
als Schwingspulenanordnung antreibt.
11. Lautsprecher nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spulenanordnung (5.6) unterteilt ist in radial innen
liegende Spulen (5.4) und radial außenliegende Spulen (5.5) und
daß die Membran entsprechend der Unterteilung der Spulenanord
nung (5.6) unterteilt ist in mehrere Teile (5.2, 5.3), von de
nen jeder Teil (5.2, 5.3) der Membran mit einem Teil (5.4, 5.5)
der Spulen der Spulenanordnung (5.6) verbunden ist.
12. Verwendung eines Permanentmagnetsystems mit zugehöriger
Spulenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einem di
gital angesteuerten Lautsprecher, wobei die Spulenanordnung
(7.3) derart unterteilt ist, daß jedes Ansteuersignal zu einer
Spule einem bit entspricht.
13. Lautsprecher nach Anspruch 10 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spulen der Spulenanordnung (6.3,7.3) untereinander
durch eine Verbindungsplatte (7.4) fest verbunden sind und daß
eine feste Verbindung der Membran (6.2, 7.2) mit der Verbin
dungsplatte (7.4) besteht.
14. Verwendung des Permanentmagnetsystems mit zugehöriger Spu
lenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einem Sensor
zur Bestimmung einer bewegungsabhängigen Größe,
wobei eine Bewegung der Spulenanordnung gegenüber dem Perma
nentmagnetsystem eine Spannung in den Spulen der Spulenanord
nung induziert.
15. Sensor nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spulenanordnung (9.5) fest verbindbar ist mit einem
eine Schwingung ausübenden Körper (über 9.4), wobei das Perma
nentmagnetsystem (9.3) in einer ortsfesten Position angeordnet
ist.
16. Sensor nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß das Permanentmagnetsystem (8.5) mit einem eine Bewegung ausführenden Sensierungsobjekt durch das Gehäuseunterteil (8.2) fest verbindbar ist und
- - daß die Spulenanordnung (8.3) durch eine Feder (8.4) an dem Gehäuseunterteil (8.2) abgestützt ist, derart, daß sich bei einer Auslenkung der Spulenanordnung (8.3) aus ihrer Ruhelage eine dieser Auslenkung proportionale Rückstellkraft ergibt.
17. Sensor nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spulenanordnung (10.6) unmittelbar einem Druck ausgesetzt
ist, der zu einer dem Druck proportionalen Auslenkung der
Spulenanordnung (10.6) relativ zu dem Permanentmagnetsystem
(10.9) führt, wobei das Permanentmagnetsystem (10.9) in einer
ortsfesten Position angeordnet ist.
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