Moving Magnet Lautsprecher

[JFA]

• [0020]
  Bei einem derzeit auf dem Markt verfügbaren Subwoofer-Bass von z. B. 450 mm Nenndurchmesser und 13 mm linearer Auslenkung der Membran gibt das Datenblatt eine maximale Leistungsaufnahme von 1000 Watt bei gleichzeitigem mittlerem Schalldruck in Höhe von 93 dB/Watt/Meter. Damit gehört dieser Subwoofer-Treiber bereits zu den „lauten” bzw. wirkungsgradstarken Lautsprechern im Heimmusikbereich mit extrem tiefer möglicher Frequenzwiedergabe.
• [0021]
  Mein Versuchsaufbau eines Lautsprechers mit dem oben zum Patent angemeldeten Antrieb, erzeugt einen identischen Hub bei ähnlichen Membranabmessungen und mindestens identischer Tiefbasswiedergabe mit zwei Elektromagneten als Antrieb, welche gemeinsam eine Nennleistung von lediglich 40 Watt konsumieren.
• [0022]
  Dies ergebe rechnerisch einen um den Faktor 25 höher liegenden Wirkungsgrad gegenüber herkömmlichen Antrieben von elektrodynamischen und hier speziell bei Basslautsprechern

Ernsthaft jetzt?



Und ich verstehe das richtig? Wir nehmen den schweren Magneten eines normalen elektrodynamischen Lautsprechers und tun ihn auf die Membran, um einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen?


Was ist eigentlich mit der Verlustleistung im Elektromagneten?



Hier gibt es ein alternatives Modell: http://www.powersoft-audio.com/en/technologies/m-system

[newmir]

interessant find ich die Möglichkeit die Compliance zu ändern oder die Null Lage bei nem Downfire zu kompensieren..

Du meinst mit einem konstanten Strom? Interessante Idee .... aber das koennte man doch auch mit einem herkoemmlichen Lautsprecher machen.

[JFA]

Dann wird aber die Schwingspule unnötig beheizt. Hier nur der "Magnet".

Was aber auch eines der Probleme dieser Konstruktion ist. Denn für ein taugliches Magnetfeld braucht es entweder viele Windungen oder viel Strom. In jedem Fall wird in den Spulen Leistung im Innenwiderstand verbraten. Es sei denn er verwendet Supraleiter, was ich nicht glaube.

Edit: Für die Focal Grande Utopia EM habe ich für das Netzteil 1 - 75 W Ausgangsleistung gefunden. Und bei der ersetzt der Elektromagnet nur den normalen Ferrit, hat also nur einen engen Luftspalt zu überbrücken.

[Gabrie]

Hi,
ich merke nur, da wird sehr viel vermutet! Vielleicht sind die Detail-Lösungen viel simpler! Es beschäftigt mich auch gedanklich, werde mich aber gedulden. Ich glaube auch, das Franky genug technisches Verständnis besitzt, um den neuen Moving-Magnet-L, im konkreten Fall, richtig einschätzen zu können! Man darf auch nicht vergessen, die ersten Glühbirnen "brannten" auch nur sehr kurze Zeit! Da wird, im Prototypen, auch noch Potenzial schlummern! Es wäre ein Wunder, wenn das alles sofort perfekt ....!
Ich muss das einfach aus dem Kopf ...
Gruß Gabriel

[EMP]

ich merke nur, da wird sehr viel vermutet!

Was anderes können wir ja nicht tun

Aber wenn Franky das nicht gewollt hätte, hätte er ja den Thread nicht aufgemacht

[Franky]

Mich interessieren Meinungen, Bemerkungen usw. dazu. Ich weiß auch nicht wie groß und schwer der Magnet ausfallen muss. Vielleicht reicht da ja ein dünnes Neodymblättchen.

[EMP]

Mich interessieren Meinungen, Bemerkungen usw. dazu.

Hab ich auch gemeint

Ich bin auf jeden Fall sehr gespannt. Wie lange müssen wir uns eig. noch gedulden () ?

Was hältst du eig. von den M-Tec Franky?

[JFA]

Zumindest finde ich die Idee interessant, auch konstruktiv. Mal folgende Überlegungen:
der Antrieb basiert nicht auf der Lorentzkraft, sondern auf der Anziehung zweier Magneten. Die Anziehung basiert dabei nicht auf dem magnetischen Feld an sich, sondern auf dessen Gradienten. Deswegen die Maxwell-Spule, die bei passend gewählten Dimensionen einen ziemlich linearen Magnetfeldgradienten erzeugt: https://de.wikipedia.org/wiki/Helmho...#Maxwell-Spule
Dabei gilt: Spulenabstand D=Wurzel(3)*R (Spulenradius)
Der Gradient ist dann: grad(B)=3*0,64*u0/D²*(N*I)
Die Kraft auf den Permanentmagneten ist:
F=m*grad(B)
Dabei ist m das magnetische Dipolmoment. Das ist ziemlich knifflig zu berechnen, ich schätze es ab über die magnetische Spannung:
V=Hc*l*A
l ist die wirksame Länge des Magneten, A dessen Fläche, und Hc die Koerzitivfeldstärke. Normalerweise darf man die nicht so nehmen, sondern einen kleineren Wert, aber der ist von der Geometrie des Magneten abhängig.
Die gesamte Kraft ist somit:
F=Hc*l*A*1.92*u0/D²*(N*I)
Setzen wir mal ein paar Werte ein:
Hc für NdFeB40 ist ca 1MA/m
l: Da die Membran flach ist, sollte sie für ordentlich Stabilität ein wenig stärker sein, sagen wir 5mm. Das ist dann auch die Länge des Magneten
Dann möchte ich +/- 10 mm lineare Auslenkung (ist ja ein Subwoofer). Damit das wirklich linear wird, müssen die Spulen etwas weiter auseinander stehen, aus den im Wikipedia-Artikel ersichtlichen Grafiken nehme ich mal 30 mm. Macht mechanisch mögliche +/- 12,5 mm (Membranstärke beachten!)
Der Spulenradius wird damit R=17,3 mm. Größer dürfte der Magnet auch nicht sein (außerhalb des Spulendurchmessers geht die Flussdichte rapide abwärts), macht A=942mm²
Daraus folgt:
F=0,013 * (N*I)
Für 10 N/A Kraftfaktor müsste man schon 770 Windungen (pro Spule!) aufbringen. Hmmm..... rechne das mal einer nach, nicht das ich mich irgendwo mit einer Größenordnung verhaue

Edit: ich bin ziemlich gut, mit FEMM komme ich auf 0,0139 N/A

Mit der Annahme von oben, dass Magnet- und Spulenradius gleich sind, lässt sich die Formel noch weiter vereinfachen:

F=Hc*l*pi*0.64*u0*(N*I)

[JFA]

Wenn meine Rechnung und Simulation stimmt, dann ist der Kraftfaktor natürlich äußerst gering (ist bei dem Luftspalt ja zu erwarten). Das ist natürlich auch gleichbedeutend mit einer geringen elektromagnetischen Kopplung, und deshalb auch einer geringen elektrischen Dämpfung bei der Resonanzfrequenz. Es könnte also sein, dass Qes gleich oder sogar größer als Qms ist. Als reiner Subwoofer wäre das durchaus interessant.

Ein weiterer Nebenaspket des Antriebs: weil der Magnet immer dem steilsten Gradienten folgt, der auf der Mittelachse liegt, erreicht man dadurch eine zweite Führung neben der Sicke. Ich hatte die Zentrierspinne vermisst, ohne die die Membran zum Taumeln neigen müsste. Hat sich damit erledigt.

[fosti]

Hi,
ich merke nur, da wird sehr viel vermutet! ....

Nö, keine Vermutungen: http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/s...6&postcount=15

Viele Grüße,
Christoph

[JFA]

Hallo Frank,

Ich habe Kontakt mit dem Entwickler und bekomme demnächst ein Testmuster mit einem 18" Chassis. Bin hochgespannt.

wie sieht es aus, schon ein Muster in der Hand?

Auch wenn ich begründete Zweifel habe (s. o.) bin ich doch gepspannt. Entweder darauf, Recht zu behalten ( ), oder auch einfach falsch zu liegen.

[Franky]

Dauert noch ein wenig. Ich werde Bescheid geben wenn es soweit ist. Aber ich denke das Du falsch liegst. Ich habe das Patent mittlerweile schon mal prüfen lassen und ich habe da noch keine negativen Rückmeldungen erhalten. Aber ich stelle das Ding in den Messraum und dann wird man sehen!

Gruß Frank

[EAQS Rolf]

Hallo Zusammen,
Franky hatte mich auf diesen sehr interessanten Thread aufmerksam gemacht, weshalb ich beschlossen habe, mich hier auch anzumelden, und mich an dieser sehr fachlichen Diskussion zu beteiligen.

Einleitend ist es mir wichtig zu sagen, dass ich mit dem DCMM keinen Anspruch stelle, die Lautsprecherwelt zu revolutionieren.
Es geht eher in die Richtung, wie Franky auch schon einmal als Frage hier bemerkt hatte...im ungefähren Wortlaut wie "wenn es denn funktioniert, warum hat denn zuvor niemand gemacht?"

Kurzversion Status heute: Ich habe es einfach mal gemacht...und..es schwingt, und es funktioniert tatsächlich...

Ich beschäftige mich schon sehr lange, mit der Idee, dieser Umsetzung, und habe diese, als ich erste schwingende und tönende Erfolge hatte, zum Patent angemeldet.

Besonders treffend beschreibt es Grabiel, mit dem Wunder, wenn es denn sofort perfekt funktionieren würde..

Das hat es in der Tat nicht sofort perfekt, und ich bin seit der Patentanmeldung 2013 bis zur Erteilung des Patentes im Juni 2017 und auch der Erstvorstellung in der K+T 2017- 2, intensiv daran gewesen, die Schwächen basierend auf dem "Gucken, ob's geht" Muster, Stück für Stück ins Positive und Brauchbare zu modifizieren.

Das optisch noch vorserielle KT Fotomodell ist ein Labormuster, bei dem ich sehr schnell einfach mal die Spule und / oder die Membran tauschen kann.

Parallel liefen selbstverständlich auch optische Modifikationen,
welche heute in einem Design münden, welches durchaus ansprechend die vielen technischen Verbesserungen in sich umbaut.

Aktuell lasse ich eigene Magnete fertigen und auch noch noch einmal optimierte Spulen wickeln, weshalb ich auf meiner Webseite die voraussichtliche Verfügbarkeit auf August 2017 gesetzt habe.

Es kann und wird früher soweit sein; macht aber keinen Sinn, hier "falsche Hoffnungen" zu wecken, die immer wieder korrigiert werden müssen, und dadurch künstlich "Stress" erzeugen.

Es ist eine Neuentwicklung, bei der ich persönlich den Anspruch stelle, dass bei einer ersten öffentlichen Messungen alles passt.
...und sei es nur eine letzte Membranresonanz, die dann bei einem derart neuen Antrieb, diesem eventuell geschuldet wird,
während er bei herkömmlichen Treibern aufgrund spezieller Membranmaterialien eventuell in der Art akzeptiert wird, dass diese Spitzen per Saugkeis rechtzeitig "einfach in den Griff zu bekommen sind", bevor sie im gesamten Frequenzsprektrum störend auftreten.

Eine Neuentwicklung wird immer genauer unter die Lupe genommen als ein weiterer Herkömmlicher.

Ich sehe die Berechtigung des DCMM als Ergänzung des aktuellen Lautsprechertreiberfeldes, nicht als Ablöse oder Ersatz.

Die klaren Vorteile liegen in seiner geringen Einbautiefe, den freiliegenden stationären Spulen und dem im Vergleich zu equivalenten Treibern, geringeren Gewicht.

Die Frage nach dem Datenblatt kann ich beantworten, sobald ich mit den neuen Magneten einen finalen Serientreiber in der Hand halte, und bitte auch gleichzeitig um Verständnis, dass ich zu den Zwischenschritten bis dahin, keine Angaben zu den bisherigen Parametern mache.

Die Frage nach dem Preis lässt sich ebenfalls dann beantworten.
Mein Ziel war es immer, mit jeder technischen / akustischen Verbesserung, im gleichen Schritt auch die Kosten zu verringern,
was mir sehr gut gelungen ist.
Dennoch bleibt es im Moment eine Neuentwicklug, welche dann je nach Markterfolg wie jedes andere Produkt (Beispiel der Glühlampe von Gabriel) anfangs sicher teuerer sein wird als ein herkömmlicher Treiber mit ähnlichen TSP.

Die Akzeptanz und auch der Bedarf am Markt wird dann sicher irgendwann einmal den Preis für einen solchen Treiber im Markt justieren.

Um noch auf einige Details aus diesem Thread einzugehen:
..es geht hier tatsächlich um die Nutzung des Gradienten...und.....einen Vorteil der außen liegenden Spulen sehe ich zum Einen in der Thermik (Thema thermische Kompression) und auch in der in gewissem Rahmen Freiheit der Gestaltung der Antriebsspulen.
Ich kann hier kraftoptimierte kurze Spulen einsetzen, da der Hub an anderer Stelle definiert wird.
Günstige Nebeneffekte sind die ausbleibende Gefahr einer verkannteten Schwingspule, sei es elektrisch bedingt oder durch mechanische Einwirkungen.
Ich schlage gerne mal mit der Faust auf meine Membran oder drücke diese unsymmetrisch ins Lautsprecherinnere, um genau diesen Vorteil zu demonstrieren.

Eine Analogie zu dem Power Soft Antrieb, welcher hier ebenfalls per Links teils zitiert wird, gibt es eventuell auf den ersten Blick,
jedoch handelt es sich dabei um einen völlig anderen Antrieb, nämlich um einen Linearmotor, der über eine mechanische,
so sieht es jedenfalls aus, Schub / Zug- Stange die Membran antreibt. Die magnetische Kopplung ist dabei enorm und auch die kleine Induktivität absolut interessant.

Mein Ziel war es, einen Treiber zu entwicklen, der von der Einbautiefe und dem Gewicht eine Berechtigung im Markt findet,
und dabei ohne mechanische Kopplung von Spule, Spulenträger oder "Motor" usw. auskommt. Dabei galt es die auf die Membran wirkenden Kräfte direkt "zu liefern", ohne jegliche belastende und belastete Mechanik.

Ein weiterer Nebeneffekt ist, solange der Korb entsprechend konstruiert ist, ein schnelles Reconing, falls aus irgendeinem Grund doch einmal erforderlich, innerhalb von wenigen Minuten durchzuführen.

Soweit einmal von meiner Seite :-)

Ich freue mich auf eine rege Forsetzung Eurer Diskussion,
und schaue von Zeit zu Zeit immer mal wieder vorbei.

In diesem Sinne...

Lieben Gruß,

Rolf

[Lionheart]

Hallo Rolf,

danke dir für deine sehr ausführlichen Informationen.
Interessant ist der Ansatz allemal und Respekt vor deinem Durchhaltevermögen, so eine Idee letztendlich auch in die Tat umzusetzen.
Ich bin schon gespannt und freue mich auf die Dinge die da noch kommen.

Gruß und viel Erfolg bei den weiteren Schritten
Yves

[fosti]

Hallo Rolf,

auch von mir besten Dank für Deine direkte Beteiligung. Ist immer besser als über Dritte.

Der Tauchspulmotor ist von seinem Antriebsprinzip (Lorentzkraft) ja von Hause aus "linear" (F~ i). Nichtsdestotrotz muss man auch hier auf Nichtlinearitäten achten, dass diese nicht über die Hörschwellen kommen. Der Antrieb Deiner Idee ist von Hause aus nichtlinear. Man könnte die äußeren Spulen als Helmholtzspulenpaar anordnen, um ein halbwegs homogenes Feld in der Mitte zwischen Ihnen zu bekommen. Allerdings muss ich Dir ehrlich sagen, bin ich da sehr skeptisch. Aber vielleicht belehrst Du mich da ja eines Besseren.

Viele Grüße,
Christoph

[Longwood]

Ich bin super auf das erste fertige Modell gespannt. Klingt alles sehr interessant. Naja bis August kann ich gerade noch warten

[hoschibill]

Moin Rolf
Ich finde es großartig, dass Du Dich als Entwickler der direkten Diskussion stellst. Vielen Dank dafür.

Gruß Olli

[EAQS Rolf]

Moin Rolf
Ich finde es großartig, dass Du Dich als Entwickler der direkten Diskussion stellst. Vielen Dank dafür.

Gruß Olli

Hallo Zusammen,

vielen Dank für Eure unterschiedlichen Reaktionen :-)

Da ich sehr offen mit dem Thema umgehe, ist es mir wichtig, hier einen kleinen Beitrag zur Klärung / Aufklärung leisten zu können...bei gleichzeitig, und hier werbe ich um Verständnis, Zurückhaltung in einigen Details.

...und mich hier, Zitat Olli, der direkten Diskussion, stelle...
Danke Olli :-)

Die "Befürworter" stärken mich in meinem Vorhaben...die "Zweifler" treiben an...beides tut gut, weshalb ich mich über beide "Lager" sehr freue...das gehört zu einem professionellen Austausch.

Ich bin ein lösungsorientierter Praktiker, der sicher fernab jeglicher anfänglicher Formel auch einmal unlimitisiert das eine oder andere Thema angeht und einfach mal "probiert", um sich dann durch intensives Beschäftigen mit den verschiedenen Gewerken, sei es Magnetismus, das Kraftgewichtsverhältnis aus Membran und Antrieb usw. formelmäßig auseinandersetzt, um sich Schritt für Schritt dem gesteckten Ziel anzunähern.

Im Lautsprecherbau ist aus meiner Sicht erst einmal alles erlaubt....und wenn wir alle mal einen Blick z.B. auf höchstleistungskonsumierende Car- Woofer werfen, welche ganz klar die Regeln der Physik aufzeigen, oder auch auf Subwoofer im Tetrapak- Format mit der Berechtigung, dass hier das Design entscheidet und Leistung dank digitaler Endstufen in nahezu unbegrenzten "Resourcen" bezahlbar zur Verfügung steht, dann rufe ich gerne dazu auf, genau diesen Trend einmal zu betrachten bei der Bewertung einer Neuentwicklung, mit der Chance, die ein oder andere Lücke, im Fidelen Umfeld zu füllen.

Wo ist die Akzeptanz definiert?...eines Elektrostaten, eines Magnetostaten, eines Power Soft Antriebes mit bis zu 25kW Leistungsbedarf?
Alles hervorragende Konzepte....mit, und das gibt uns die Physik vor, zu akzeptierenden Kompromissen...welche aber im Gegenzug eine teils hervorragende Nieschenlösung bieten.

Und, und da sehe ich meinen DCMM, nun jemand hingeht, und einfach mal macht, und dann noch den Anspruch stellt, dass dieser Treiber sowohl von den Parametern und auch wirtschaftlich irgendwann einmal an herkömmlichen (diese Definition ist sicher breit gefächert) Verstärkern eine "TSP- Kompatibilität" aufweist, sehe ich persönlich hier eine absolute Berechtigung, diesen nach 80 Jahren ergänzenden Antrieb zum Tauchspulentreiber Lautsprecher, zu verwirklichen.

Mit meinem Schritt in die Öffentlichkeit möchte ich niemanden angreifen und auch nicht die Physik auf den Kopf stellen.
Ich halte es eher für eine "wir" Sache, was auch die Intension dieses Forums ist.

Tatsache ist, dass erste 500er Vorserienmodelle funktionieren, und genau das tun, was sie sollen, nämlich ordentlichen Bassdruck produzieren mit bis zu 20mm Hub in jede Richtung um den Nullpunkt.

Das Finetuning welches nun noch läuft, fasst alle Erkenntnisse, ja, auch Schwächen aus diesen Prototypen zusammen.

Bitte gebt mir noch einige Wochen bis zur endgültigen Präsentation....und begleitet mich gerne dahin...

Danke an Euch Alle.

Lieben Gruß mit Hoffnung auf weitere rege Diskussionen :-)

Rolf

[fosti]

Literatur:
https://www.researchgate.net/publica...t_linear_motor

http://www.powersoft-audio.com/en/do...datasheet/file

[EAQS Rolf]

Hallo zusammen,

ich habe sehr kurzfristig das Angebot erhalten, mein DCMM System auf der diesjährigen High End auf dem Messestand der Firma Ceratec Audio...Cerasonar mit auszustellen.
Gerne teile ich demnächst meine Eindrücke der wirklich spannenden 4 Tage,
würde jedoch vorerst folgenden Link mit Euch teilen.
http://ceratecaudio.de/high-end-2017-wir-sagen-danke/
Wenn Ihr da ein bisschen herunter scrollt, findet Ihr eine sehr schöne Zusammenfassung des erlebten.

Liebe Grüße,

Rolf