CN102566394A - 磁性和/或静电抗震装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于保护钟表的部件(1)的抗震装置(10)，所述部件(1)在第一端部(2)和第二端部(3)之间可枢转地安装在腔室(1A)内。所述部件(1)在极部(4、6)之间自由地安装在所述腔室(1A)内，所述极部(4、6)与所述部件(1)相区别并且位于所述腔室(1A)的附近，所述装置(10)包括用于吸引所述第一端部(2)以保持所述第一端部(2)仅贴靠第一极部(4)的机构，以及用于朝向第二极部(6)吸引所述第二端部(3)的机构，所述第一端部(2)和第二端部(3)的所述吸引机构为磁性和/或静电性质，并且能够沿轴向(D)在止动构件之间移动。

Description

磁性和/或静电抗震装置

技术领域

本发明涉及一种用于保护钟表部件的抗震装置，所述钟表部件由至少部分可导磁/透磁的或者至少部分磁性的材料制成，和/或由至少部分导电或者至少部分起电的材料制成，其中所述部件可枢转地安装在位于所述部件的第一端和第二端之间的腔室内。

本发明还涉及一种用于保护钟表部件的上述类型的抗震装置，所述钟表部件在第一端部和第二端部处由至少部分可导磁的或者至少部分磁性的材料制成。

本发明还涉及一种用于保护钟表部件的上述类型的抗震装置，所述钟表部件在第一端部和第二端部处由至少部分导电或者至少部分起电的材料制成。

本发明还涉及一种磁性和/或静电枢转组件(枢轴，pivot)，包括由以下材料制成的钟表部件：即，在第一端部和第二端部处至少部分可导磁的或至少部分磁性的材料，或者在第一端部和第二端部处至少部分导电或至少部分起电的材料。

本发明还涉及一种钟表机芯，所述钟表机芯包括至少一个上述类型的抗震装置，和/或至少一个上述类型的磁性和/或静电枢转组件。

本发明还涉及一种钟表，所述钟表包括至少一个上述类型的钟表机芯，和/或至少一个上述类型的抗震装置，和/或至少一个上述类型的磁性和/或静电枢转组件。

本发明涉及微机械、尤其是钟表学领域，对于所述领域本发明特别适用。

背景技术

钟表学技术采用传统的方案来确保钟表部件例如摆轮的抗震功能。这些方案是基于具有抗震功能的部分的弹性和粘弹性特性，以及基于抗震装置和待保护部件之间的机械摩擦。传统的抗震装置的特征尤其在于加速阈值——在该加速阈值以下抗震装置不发生变形——以及在震动之后沿径向使所述部件重新对中的功能，这种功能不是很精确。

因此，要解决的问题如下：

-确保在震动之后精确地沿径向重新对中。

-实现与机械摩擦无关的抗震方案，机械摩擦的缺陷是在正常操作期间，即在没有任何震动的情况下，降低了部件的效率/品质因数。

SIEMENS AG名下的德国专利1211460是已知的，其公开了一种由销钉形成的部件，所述销钉与插入外部管形磁体的内部管形磁体成一体。所述外部管形磁体可在与这两个磁体同轴的筒(cartouche)内在一端相对于邻接的支承表面以及在另一端相对于被套管保持的弹簧移动。所述部件还在与所述套管成一体的心轴上沿轴向被引导。在每个轴向端，所述部件包括用于由内部磁体形成的易碎陶瓷芯部的保护性护套。用于引导枢转的机构通过所述内部和外部两个管形磁体之间的协作来形成。但是，将部件保持在第一极部上并不等同于支承，这是因为在所述部件与内部管形磁体之间经由凸缘和两个护套之一而具有连接。因此，此专利中的所述部件相对于由内部管形磁体形成的第一极部是不自由的，而仅相对于由外部磁体形成的第二极部是自由的。

VLADIMIR JAGMANN名下的另一专利DE19854063A1是已知的，其公开了一种由漂浮在两个极部之间的可磁化材料制成的部件，所述两个极部产生总是在重力的垂直方向上的磁场，工作方向总是相同的。

发明内容

为了克服现有技术的限制，本发明提出一种用于保护部件、尤其是钟表部件的构造，所述部件可枢转地安装在保持机构之间并且与所述保持机构接触或者不接触。

主要特征在于所述保持机构的移动性(mobility)，所述保持机构的常规操作位置是稳定平衡的位置，所述保持机构可以在由震动产生的强烈加速的作用下相对于一个结构移动，从而维持所述部件及其环境的完整性。

因此，本发明涉及一种用于保护钟表的部件的抗震装置，所述部件由至少部分可导磁的或者至少部分磁性的材料制成，和/或由至少部分导电的或者至少部分起电的材料制成，其中所述部件可枢转地安装在所述部件的第一端部和第二端部之间的腔室内，其特征在于，在所述第一端部和第二端部两侧，所述抗震装置一方面包括用于吸引所述第一端部以保持所述第一端部贴靠第一极部的机构，另一方面包括在第二极部附近的用于朝向所述第二极部吸引所述第二端部的机构；一方面用于吸引所述第一端部的所述机构以及另一方面用于吸引所述第二端部的所述机构能够沿轴向在止动构件之间移动；所述第一极部和所述第二极部与所述部件相区别(distinctfrom)，并且均位于所述腔室的周边或附近，并且均由至少部分磁性或者至少部分可导磁的材料制成，和/或由至少部分起电的或者至少部分导电的材料制成；所述部件在所述极部之间自由地安装在所述腔室内，以便仅在所述极部之一附近停靠在支承表面上。

根据本发明的一个特征，所述抗震装置包括用于阻尼所述极部中的至少一个或者每一个的运动的机构，和/或用于使所述极部中的至少一个或者每一个弹性返回的机构，所述阻尼机构和/或所述弹性返回机构设置为在震动的情况下吸收传递给所述极部的能量，以及在所述震动之后使所述极部中的至少一个或者每一个返回到在所述震动之前所占据的稳定平衡的位置。良好的定位和定中心是通过磁性或静电力建立的，而不是通过弹性返回力。

在一个特定的实施例中，提出基于磁性相互作用为钟表部件例如摆轮轴制造抗震系统。对于典型的钟表尺寸/规格和使用市售的微磁体，可以产生大于重力和运行期间施加在部件上的力矩的磁性力。由磁性力控制的系统预期将能够在震动之后精确地返回其磁性平衡位置。

因此，本发明还涉及一种上述类型的用于保护钟表的部件的抗震装置，所述部件在第一端部和第二端部处由至少部分可导磁的或者至少部分磁性的材料制成，其特征在于，在所述第一端部和第二端部两侧，所述抗震装置包括相距一段气隙距离的第一极部的第一表面和第二极部的第二表面，所述气隙距离比所述第一端部和第二端部之间的中心距离大确定的操作间隙的值，其中所述磁性极部均设置为：被所述部件的所述第一端部或第二端部之一发射的磁场吸引，或者产生吸引所述部件的所述第一端部或第二端部之一的磁场，并且其中，所述磁场在所述第一端部和第二端部处具有不同的强度，以便在这两个端部处施加在所述部件上的磁性吸引力具有不同的强度，从而经由这两个端部之一吸引所述部件仅与所述极部的所述表面之一直接或间接接触；所述第一极部和所述第二极部均能够在两个止动构件之间的腔室内移动。

本发明还涉及一种上述类型的用于保护钟表的部件的抗震装置，所述部件在第一端部和第二端部处由至少部分导电的或者至少部分起电的材料制成，其特征在于，在所述第一端部和第二端部两侧，所述抗震装置包括相距一段气隙距离的第一极部的第一表面和第二极部的第二表面，所述气隙距离比所述第一端部和第二端部之间的中心距离大确定的操作间隙的值，其中所述磁性极部均设置为：被所述部件的所述第一端部或第二端部之一发射的静电场吸引，或者产生吸引所述部件的所述第一端部或第二端部之一的静电场，并且其中，所述静电场在所述第一端部和第二端部处具有不同的强度，以便在这两个端部处施加在所述部件上的静电吸引力具有不同的强度，从而经由这两个端部之一吸引所述部件仅与所述极部的所述表面之一直接或间接接触；所述第一极部和所述第二极部均能够在两个止动构件之间的腔室内移动。

本发明还涉及一种磁性和/或静电枢转组件，其包括钟表的部件以及包括上述类型的抗震装置，所述部件在第一端部和第二端部处由至少部分可导磁的或者至少部分磁性的材料制成，或者在第一端部和第二端部处由至少部分导电的或者至少部分起电的材料制成。

本发明还涉及一种钟表机芯，其包括至少一个上述类型的抗震装置，和/或至少一个上述类型的磁性和/或静电枢转组件。

本发明还涉及一种钟表，其包括至少一个上述类型的钟表机芯和/或至少一个上述类型的抗震装置，和/或至少一个上述类型的磁性和/或静电枢转组件。

附图说明

通过参考附图阅读下面的说明，将会看到本发明的其它特征和优点，在附图中：

图1示出沿着根据本发明的装置的第一实施例的枢转轴线的示意性纵向剖视图，所述装置用于保护钟表部件；

图2示出钟表的示意性透视图，所述钟表包括集成有根据本发明的装置的机芯；

图3示出根据本发明的另一实施例的装置的操作原理的示意性平面图；

图4示出沿着根据本发明的装置的第一实施例的一种变型的枢转轴线的示意性纵向剖视图，所述装置设有阻尼机构；

图5示出图4的阻尼机构的示意性局部透视图。

具体实施方式

因此，本发明涉及一种用于保护钟表部件1的抗震装置10，所述部件1可枢转地安装在第一端部2和第二端部3之间。

在所述第一端部2和第二端部3两侧，所述抗震装置10一方面包括用于引导第一端部2的枢转的机构或者用于吸引第一端部2保持贴靠与部件1相区别的第一极部4的机构，另一方面包括在与部件1相区别的第二极部6附近的用于引导第二端部3的枢转的机构或者用于朝着第二极部6吸引第二端部3的机构。

部件1至少在其第一端部2和第二端部3附近优选由可导磁和/或导电材料制成。在本发明的一个特定实施例中，所述材料也可以是磁化和/或起电的。

部件1可以在腔室1A内移动。“极部(pole piece)”是指至少在腔室1A附近由可导磁和/或导电材料制成的物块(mass)，或者在本发明的一个特定的优选实施例中，由磁化和/或起电的材料制成的物块。极部4或6并不形成部件1的一部分，因而位于腔室1A的周边或者附近。

-在第一实施例中，例如图1和4所示，极部通过支柱与腔室1A隔开，所述支柱包括用于部件1的支承或止动表面。因此在图1中，第一极部4通过支柱18与部件1隔开，所述支柱18包括上述类型的第一支承表面5；第二极部6通过支柱19与部件1隔开，所述支柱19包括上述类型的第二止动表面7。在此变型中，尽管这些极部与部件1没有直接接触，但是这些极部根据具体的情况经由磁性和/或静电吸引或排斥与部件1相互作用：部件1在轴向D上的一个轴向端被磁化或起电，并且与最接近的极部协作，所述最接近的极部在磁性或静电力的作用下是可导磁的或导电的；或者相反地，部件1在轴向D上的一个轴向端是可导磁的或导电的，并且与最接近的极部协作，所述最接近的极部是磁化或起电的。

-在另一个实施例中，如图3所示，极部可以包括形成腔室1A的其中一个侧面的表面，部件1的第一端部2或者第二端部3能够到达所述表面的附近或者与所述表面接触。优选地，当部件1是围绕枢转轴线D枢转的部件时，极部的所述表面位于所述轴线D的延续部分上。磁性和/或静电相互作用如在前面的示例中那样发生，但是不具有支柱：则部件1与其中一个极部直接接触。

-其它实施例涉及在部件1的每个端部的不同变型：在一侧上直接接触，在另一个侧上具有间接排斥或吸引力。

第一极部4和第二极部6与部件1相区别，均位于腔室1A的周边或附近，并且均由至少部分磁性或至少部分可导磁的材料制成，和/或由至少部分起电或至少部分导电的材料制成。部件1在极部4和6之间自由地安装在腔室1A内，从而仅在这些极部4、6之一的附近停靠在支承表面上。

根据本发明的一个具体特征，用于第一端部2的枢转引导机构或吸引机构以及用于第二端部3的枢转引导机构或吸引机构能够沿轴向D在止动构件之间移动。

在本发明的优选实施例中，在第一端部2和第二端部3两侧，所述抗震装置10一方面包括用于吸引第一端部2以保持所述第一端部2贴靠第一极部4的机构，另一方面包括在第二极部6附近的用于朝着第二极部6吸引所述第二端部3的机构，并且用于吸引第一端部2的机构以及用于吸引第二端部3的机构能够沿轴向D在止动构件之间移动。

在附图示出的特定示例中，所述轴向D是直线的。它也可以是曲线的。但是移动性的方向必须与磁场或静电场的流动方向一致。

有利地，所述抗震装置10优选地包括用于阻尼至少其中一个极部4、6或者每个极部4、6的运动的机构，和/或用于使至少其中一个极部4、6或者每个极部4、6弹性返回的机构。所述阻尼机构和/或弹性返回机构设置为在发生震动的情况下吸收传递给极部4、6的能量，并且在震动之后，使得至少其中一个极部4、6或者每个极部4、6更容易地返回到在震动之前所占据的稳定平衡的位置。

通过磁性或静电力确保了在稳定位置的良好的重新定位。

在图1所示的一个特定实施例中，抗震装置10设置为使得至少第一极部4或者第二极部6包括引导机构14、16，所述引导机构14、16设置为经由发生震动情况下赋予部件1的强烈加速作用、通过沿轴向D滑动而与包含在装置10的结构元件12、13中的互补的固定引导机构15、17协作。优选地，第一极部4和第二极部6分别包括所述引导机构14、16。

在一个具体实施例中，抗震装置10包括所述阻尼机构，其中所述阻尼机构是粘滞摩擦类型的。

在一个具体实施例中，抗震装置10包括所述阻尼机构，其中所述阻尼机构包括在相关的极部4、6和止动构件42、44之间的可压缩流体，这限制了极部4、6朝着部件1的相对侧的行程。

特别地，根据本发明，如图1所示，第一极部4和第二极部6可以分别在两个止动构件41和42、43和44之间的腔室内移动。

优选地和有利地，抗震装置10包括用于阻尼每个极部4、6在其相应腔室内的运动的机构。

在一个特定实施例中，如图1所示，抗震装置10包括阻尼机构，所述阻尼机构包括可变形的形状记忆震动吸收器23、24，所述震动吸收器23、24设置为消散震动的动能以及在震动之后缓慢回复到其初始形状。

优选地，所述可变形的形状记忆震动吸收器23、24由氯丁橡胶(neoprene)制成。

在一个具体实施例中，抗震装置10可以包括阻尼机构和弹性返回机构两者，它们的区别在于其时间常数，利用所述阻尼机构返回到稳定平衡的位置慢于利用所述弹性返回机构返回到稳定平衡的位置。

在一个具体实施例中，除了磁性极部以外或者作为磁性极部的替代，抗震装置10可以包括由具有形态记忆(form memory)的磁性材料制成的一个或多个阻尼机构；在此情况下仅一个部件就确保了阻尼功能和产生磁性力二者。在另一个具体实施例中，除了磁性极部以外或者作为磁性极部的替代，抗震装置10可以包括可压缩的磁性流体或磁性泡沫，以确保阻尼功能和产生磁性流的渠道系统(canalization)二者。

在一个优选实施例中，如附图中所示，所述轴向D是直线的。

在一个优选实施例中，部件1由在第一端部2处和在第二端部3处至少部分可导磁的或者至少部分磁性的材料制成。

根据本发明，在第一端部2和第二端部3两侧，抗震装置10包括相距一段气隙距离的第一极部4的第一表面5和第二极部6的第二表面7，所述气隙距离比第一端部2和第二端部3之间的中心距离大确定的操作间隙J的数值。

这些极部4、6设置为分别被部件1的第一端部2或第二端部3之一发出的磁场所吸引，或者分别产生吸引部件1的第一端部2和第二端部3之一的磁场。这些磁场在第一端部2和第二端部3处具有不同的强度，以便在两个端部2、3处施加在部件1上的磁性吸引力具有不同的强度，从而经由两个端部2、3之一吸引部件1直接或间接接触极部4、6的单独一个表面5、7。

所述流体或泡沫也可以是弱磁性的(amagnetic)。具有形态记忆的可变形阻尼器也可以是弱磁性的。

优选地，第一极部4和第二极部6均由磁性或可导磁材料制成，并且在部件1不为磁性的情况下，所述第一极部4和第二极部6是磁性的。第一极部4和第二极部6优选地共同限定轴向D，当部件1被插入第一极部4和第二极部6之间时，联接第一端部2和第二端部3的部件1的纵向心轴在所述轴向D上对中。

对所述装置计算为使得第一表面5和第二表面7之间的气隙距离的尺寸设定为：确保在使用抗震装置10和部件1的整个温度范围内的确定的操作间隙J。

图3示出用于部件1的磁性抗震结构的原理，所述部件1在优选的但非限制性的应用中以摆轮轴的形式示出。部件1的心轴设置在两个极部4和6之间，所述心轴由可导磁材料特别是软铁磁材料制成，或者由磁性材料制成。所述心轴也可以包括由上述材料制成的两个半轴，这两个半轴分别在部件1的端部2、3处。在部件1没有磁化的情况下，所述极部4和6是磁化的，而在部件1被磁化的情况下，所述极部4和6可以是可导磁的或者磁化的。

特别地，所述极部4、6可以由极性相符的微磁体形成，所述微磁体限定了部件1的心轴的枢转。所述心轴由插入所述心轴和所述极部或磁体之间的两个宝石支承，或者通过所述极部或磁体的表面硬化处理来支承。

根据本发明，两个极部4和6可以分别在由止动构件41、42以及43、44限制的腔室内移动。它们的运动分别根据轴向间隙h₁和h₂发生。

在极部4和6之间的最小距离由最靠近所述部件的止动构件41和43设定，而最大距离由最远离部件1的止动构件42和44设定，所述止动构件42和44在这里是由腔室的底部形成的。

两个极部4和6以及部件1设置为使得施加在部件上的磁性力和力矩是趋向于朝着接触表面5和7吸引部件1的吸引力，所述接触表面5和7包含在极部4和6或者支柱18、19中，所述支柱18、19插入这些极部和部件1之间。

所述极部的常规位置是在图1和3中示出的位置，在此位置，磁场不平衡地围绕部件1建立，以便所述部件仅与表面5或7之一接触(即在附图中与表面5接触)，并且与另一个所述表面保持距离J，所述距离J等于预定的操作间隙。

极部4和6的移动性优选地被阻尼机构或者弹性返回机构所阻碍。优选的阻尼机构可以采用各种形式。图1示出极部4和6的粘滞摩擦机构，所述粘滞摩擦机构位于它们能在其中移动的腔室内，其中由于在极部4、6和最远离部件1的极部4、6的止动构件42、44之间存在可压缩流体而能够实现粘滞摩擦。

或者，如图1所示，在一个优选实施例中，所述阻尼机构包括震动吸收器23、24，所述震动吸收器23、24设置为通过允许极部4或6中的一个或另一个沿图1中的方向Z或者沿图3中的轴向枢转方向D的轴向移动性来吸收震动，并且将所述极部缓慢地返回到震动之前的位置。因此，也可以设想弹性返回机构例如弹簧，但是其刚度必须进行计算以避免过于快速返回和在部件1上产生不希望的相反的震动效果。

在用于钟表学的一个优选实施例中，特别是为了阻尼如图3中所示的摆轮轴，所述震动吸收器23和24由氯丁橡胶或硅制成，或者包括至少一个氯丁橡胶或硅部分，这是由于这些形状记忆材料的缓慢形状恢复特性。

设置在极部4和6的引导腔室的内壁上以及所述止动构件内侧的这些震动吸收器还用于消散来自震动的动能，并且防止所述极部或磁体在受到冲击时与所述壁或后部止动构件42、44碰撞，或者在震动之后与最靠近部件1的止动构件41、43碰撞。

所述震动吸收器也可以设计为自身形成端部止动构件，如图3中的情况一样，其中所述震动吸收器固定到互补引导机构15和17的端部，所述互补引导机构15和17在此处为孔，其与包含在极部4和6中的引导机构14和16协作，所述引导机构14和16在此处为圆柱形肩部的形式。

然而，如果磁体的轴向间隙和能量足够大，以及如果磁体受到确保能量被消散的在腔室内部的粘滞摩擦，则震动吸收器的使用是不必要的。

图3中所示的传统的径向抗震构件32和33有利地沿着心轴围绕部件1的肩部34、35设置，以防止部件1的心轴在发生震动的情况下离开磁场最强的区域。这些径向抗震构件32和33在部件1正常操作时与部件1没有接触。

对于在极部4和6内或部件1内、或者在极部4和6内和部件1内所使用的磁体的尺寸和能量以及部件1的心轴的轮廓进行优化，以产生朝向其中一个或两个极部的相当大的磁性吸引力。

此处更具体地描述其中极部4和6为磁性的优选示例。它们也将被称为“磁体”。

磁性力的值与磁化强度M_axe(r，z)以及由两个磁体产生的磁场的梯度H成比例：

${\stackrel{\→}{F}}_m={\mathrm{\μ}}_0\underset{V_{\mathrm{axe}}}{\∫}d\stackrel{\→}{r}{\stackrel{\→}{M}}_{\mathrm{axe}}\·\stackrel{\→}{\▿}H$

在心轴的体积V_axe上进行积分。因而对于钟表(此后称为“表”)的所有位置，心轴贴靠相同的磁体。所述心轴也受到磁性力矩C_m：

${\stackrel{\→}{C}}_m=-{\mathrm{\μ}}_0\∫d\stackrel{\→}{r}{\stackrel{\→}{M}}_{\mathrm{axe}}\×\stackrel{\→}{H}$

只有心轴像场线一样取向——因此沿方向Z——时，所述磁性力矩C_m才为零。如果心轴的取向从方向Z偏离，则返回力矩C_m使心轴沿适当方向重新定向。

因此，图1示出具有轴向对称性的磁性摆轮的一个实施例：由软的可磁化材料或磁性材料制成的摆轮轴1定位在两个永久磁体4和6之间，所述两个磁体4和6的磁性极化作用沿相同的方向定向，其在图3中为方向Z，此处称为轴向D并且对应于部件1的枢转轴线。摆轮轴的支承可以由插在所述磁体和摆轮轴之间的两个宝石18、19确保，或者通过磁体的表面处理确保。

在心轴和磁体之间的磁性相互作用导致朝向磁体4的净吸引力，其大于重力。

所述磁体分别具有由止动构件41、42和43、44确定的轴向间隙h₁和h₂。所述轴向间隙使得来自震动的能量能够通过磁体的运动而消散。径向震动吸收器32和33的功能是防止心轴离开磁性影响的区域，并且在部件1正常操作时与部件1没有接触。这种特性对于所有的表位置——因而也对于竖直位置——是有效的。

对所述部分的几何特征进行优化具有两个结果：

-在心轴1和磁体4之间的净吸引力大于重力，并且大于由与心轴协作的机械设备施加在图3中所示的部件1上的最大力；

-在两个磁体4和6之间的磁性吸引力足够大，总是能够在震动之后将所述磁体带入最小距离位置，即，使两个磁体与止动构件接触。

这两个特性确保在没有任何震动的情况下所示的构造处于稳定的平衡，以及在震动之后再次获得这种稳定平衡的位置。

在发生径向震动的情况下，心轴被抗震构件32和33保持在磁性影响的区域：在震动之后，通过磁性相互作用确保重新定中心，所述磁性相互作用通过优选在方向Z上使心轴对中而使心轴精确地返回到磁体的中心。

在轴向震动期间两种情况可能发生：

-系统在方向Z＞0上经受加速度a＝n g：在此情况下，受到相同加速作用的磁体4和心轴共同移动，由于磁性吸引保持接触，而磁体6被其止动构件43阻止。来自震动的动能通过磁体对腔室的侧壁的摩擦和/或设置在止动构件44上的震动吸收器而被消散。在震动之后，磁性吸引使磁体4和心轴1进入平衡的位置。摩擦和/或止动构件内侧的震动吸收器的功能是防止在磁体4和止动构件之间的过度有力碰撞，这可能涉及在心轴和磁体4之间失去接触以及心轴对磁体4的有力冲击。一旦磁体再次与止动构件接触，则心轴被磁性力和力矩返回到准确的平衡位置。

-或者，系统在方向Z＜0上经受加速度a＝n g：在此情况下，磁体6和心轴1移动，而磁体4被其止动构件41锁定。心轴1与极部4失去接触，但是它快速与极部6进入接触。然而，即使对于大的加速度例如a＝3500g，在心轴和磁体4之间的撞击仍具有非常小的能量，这是因为初始距离非常小，大约0.02mm。与前面的示例类似，来自撞击的能量通过磁体6的运动被消散，这是由于摩擦和/或震动吸收器24或者极部6的移动性腔室。在震动之后，仍与心轴接触的磁体6移回至抵靠止动构件。在此情形下，心轴受到朝向磁体4的净吸引力并从而返回至与磁体4接触。

由于消散构件作用在磁体的运动上而不是作用在心轴上，因此在正常操作中由于摆轮枢转组件摩擦导致的消散几乎是零。因而调整器的品质因数与抗震功能无关并且可以大大高于传统的机械系统。

在一个可选构型中，部件的心轴本身可以是永久磁体，从而使磁性力和力矩最大化。

显著的优点来自于本发明的以下特征：

-在震动之后总是能够确保心轴的精确的径向重新定中心；

-在震动之后总是能够恢复轴向平衡和理想操作的位置；

-震动阻力大于传统抗震装置的震动阻力；

-摩擦和能量的消散被最小化；

-与其它方案相比部件的数量得以限制；

-系统可以集成在其它磁性元件中。因此系统有利地包括屏蔽机构20，如图1所示。

所述确定的操作间隙J严格地为正。优选地，所述确定的操作间隙J大于或等于0.020mm。

对部件1的材料的导磁率优选地进行选择，以及一方面对第一极部4和第二极部6和/或另一方面对部件1的磁化作用(根据具体情况)优选地进行设定：使得吸引第一端部2和第二端部3的磁场分别在所述部件上施加吸引力，所述吸引力是在部件1上的重力吸引力的十倍以上。

优选地，在第一表面5和第二表面7附近的磁场强度大于或等于100000A/m。

抗震装置10还有利地包括屏蔽机构20，所述屏蔽机构20设置为防止在第一和第二接触表面5和7附近相对于轴向D具有径向分量的任何磁场起作用。

在图1的实施例中，所述屏蔽机构20包括至少一个管形部分21、22，所述管形部分21、22在轴向D上定心并且围绕第一极部4和第二极部6以及至少部件1的第二端部3。

在一个具体实施例中，至少第一表面5包括硬质涂层或者由插在第一极部4和部件1之间的支柱18的硬质表面形成。类似地，支柱19可以插在第二极部6和部件1之间。

在一个特定变型中，抗震装置10包括在第一极部4和第二极部6之间的磁场环路机构。

在另一个实施例中，在极部4、6和部件1之间的吸引力在性质上是静电的。则相对电容率或介电常数的概念代替了导磁率的概念，并且静电场的概念代替了磁场的概念。抗震装置10的设计完全类似，并且根据在部件1和极部4、6之间建立的永久静电场来设定尺寸。

在这种方案中，抗震装置10涉及保护钟表部件1，所述部件1由在第一端部2和第二端部3处至少部分导电或者至少部分起电的材料制成。根据本发明，在所述第一端部2和第二端部3两侧，所述抗震装置10包括第一极部4的第一表面5和第二极部6的第二表面7，所述第一表面5和第二表面7之间的气隙距离比第一端部2和第二端部3之间的中心距离大确定的操作间隙J的值，其中，磁性极部4、6设置为分别被部件1的第一端部2或第二端部3之一发射的静电场所吸引，或者分别产生吸引部件1的第一端部2或第二端部3之一的静电场，并且其中，所述静电场在第一端部2和第二端部3处具有不同的强度，以便在两个端部2、3处施加在部件1上的静电吸引力具有不同的强度，从而经由部件1的两个端部之一吸引部件1仅与极部4、6的表面5、7之一直接或间接接触。所述第一极部4和第二极部6可以分别在两个止动构件41、42或43、44之间的腔室内移动。

简而言之，在依赖于静电力和力矩的此实施例中，如果极部4和6被永久起电和充载/充电足够的能量，则对于部件1可以使用导电材料，或者如果部件1被起电和充载，则对于极部4和6可以使用导电材料：所述导电材料由于被永久充载的部分而在接触或间隔一定距离时通过感应被极化。通过使用绝缘或半导体电介质而不是导体可以获得一种类似的变型：此时极化作用限于电介质的表面，并且吸引力和力矩小于当材料导电时产生的吸引力和力矩，但是仍然可以用于表。

在另一个实施例中，也可以将静电力和力矩与磁性力和力矩的作用相组合。

图4和5示出包括震动吸收器组件的一个有利实施例，其由于高度紧凑和总厚度小而是有利的。

支承表面18A是在宝石18内形成的一个被抛光的、凹形的、球面区段。所述宝石被压在永久磁体4上，所述磁体4在其表面上产生大约1特斯拉(Tesla)或高于1特斯拉的残余磁场。在相对于磁体4的宝石18对面，设有具有被抛光的凸形轮廓的支承宝石43。宝石18、磁体4和支承宝石43一起插在托座40中，所述托座40例如由弱磁性材料如黄铜或钛制成，或者由铍铜合金制成。优选地，宝石19和支承宝石46通过紧固或粘合、或者通过确保大于1N的保持力的保持机构安装在托座40内。所述托座40在块41内自由滑动，所述块41具有用于部件1的第一端部2通过的开口34，所述部件1此处由摆轮组件形成。所述块41在开口34附近包括径向抗震构件或径向震动吸收器32，其特别地由围绕轴线D旋转的肩部形成。

所述组件组装成使得部件1的第一端部2能够贴近在凸形拱顶18A中移动，以及使得支承宝石43的凸形区段位于另一端。所述外部块41用作在部件1受到震动时的止动构件。

优选地，部件或摆轮1的第一端部2具有小于宝石18的凹形曲面的曲率，以便确保在单独一个桥夹板上接触。宝石18的凹形拱面18A使得在极部6和部件1的第一端部2之间的气隙距离减小，从而还形成储油槽。

在部件1的第二端部3处设有类似的组件。支承表面19A是在宝石19内形成的被抛光的、凹形的、球面区段。所述宝石被压在永久磁体6上，所述磁体6在其表面上产生大约1特斯拉(Tesla)或高于1特斯拉的残余磁场。在相对于磁体6的宝石19对面，设有具有被抛光的凸形轮廓的支承宝石46。宝石19、磁体6和支承宝石46一起插在托座44中，所述托座44例如由弱磁性材料如黄铜或钛制成，或者由铍铜合金制成。所述托座44在块45内自由滑动，所述块45具有用于部件1的第二端部3通过的开口35。所述块45在开口35附近包括径向抗震构件或径向震动吸收器33，其特别地由围绕轴线D旋转的肩部形成。所述组件组装成使得部件1的第二端部3能够在工作期间在没有震动的情况下贴近在凸形拱顶19A中移动但不与之接触，以及使得支承宝石46的凸形区段位于另一端。图4示出在第二端部3处的此端部组件被弹性耐震臂50形成的震动吸收器所阻尼。如图5中所示，弹性臂50固定到机板30或桥夹板31。所述弹性臂50具有经由至少一个接触表面——在此优选示例中是经由设置成三角形的三个接触区域51、52、53——贴靠支承宝石46的凸形曲面的自由端。因此，力被很好地分布，并且确保了对第二极部6的托架组件的轴向保持。这种类型的弹性安全臂优选地以大约0.5N的预应力进行安装。如果要求在没有任何触发阈值的情况下与震动能量无关地进行抗震干预，则所述预应力可以选择为等于零。

清楚的是，在部件1的第一端部2附近，可以贴靠支承宝石43对称地定位相同的组件。

磁体4和6优选地是永久Nd-Fe-B磁体，例如Vacuumschmelze GmbH的Vacodym

在一个有利的实施例中，每个极部的磁化强度或静电充载/充电在空间上是可变的并且对大小进行设定，以便对施加给部件1的磁性力或静电力的平均值(norm)和/或方向进行优化。

本发明还涉及一种磁性和/或静电枢转组件100，包括钟表部件1和上述类型的抗震装置10，所述钟表部件1由以下材料制成：即，在第一端部2和第二端部3处至少部分可导磁的或者至少部分磁性的材料，或者在第一端部2和第二端部3处至少部分导电或者至少部分起电的材料。

优选地，所述磁性和/或静电枢转组件100包括用于将部件1插入气隙中的进入机构，或者能够拆分成若干部分，所述若干部分包括用于彼此配合和/或与桥夹板31和/或机板30配合的机构，以便能够在组装第二部分之前使部件1经由其第一端部2贴靠地组装在第一部分上，所述第一部分包括第一表面5和第一极部4，所述第二部分包括第二表面7和第二极部6。

有利的，如图1中所示的磁性和/或静电枢转组件100包括具有围绕直线的轴向D旋转的纺锤形(spindle-shaped)部分的部件1，所述部件1的截面从部件1的重力中心朝着第二端部3减小，以便提高第二表面7附近的磁场梯度，以及有助于第二端部3在轴向D上定中心。

如果部件1通过围绕轴向D的枢转运动产生活动，则磁性和/或静电枢转组件100有利地包括这样的部件1，即，所述部件1对于其最大的枢转速度围绕联接第一端部2和第二端部3的纵向心轴是动态平衡的。

优选地，部件1的第一端部2设置为具有与第一表面5点状(punctual)接触的表面，所述点状接触表面局部为球形或圆锥形。

有利地，第一表面5包括设置为与第一端部2配合的接纳表面。所述接纳表面是中空的并且局部为球形或圆锥形。

在用于振荡器的一个优选应用中，部件1是摆轮，其枢转轴线与轴向D会合。

清楚的是，装有上述类型的抗震装置10的所述磁性和/或静电枢转组件100可以采用不同的构型：

-所述磁性和/或静电枢转组件100包括包含基本纺锤形部分的部件1，所述基本纺锤形部分由可导磁的或导电材料制成，并且所述第一极部4和第二极部6均由磁性材料或者至少部分起电的材料制成。

-所述磁性和/或静电枢转组件100包括包含基本纺锤形部分的部件1，所述基本纺锤形部分由磁性材料或者至少部分起电的材料制成，并且所述第一极部4和第二极部6均由可导磁的或导电材料制成。

-所述磁性和/或静电枢转组件100包括包含基本纺锤形部分的部件1，所述基本纺锤形部分由磁性材料或者至少部分起电的材料制成，并且所述第一极部4和第二极部6均由可导磁的或至少部分起电的材料制成。

当然，可以形成在部件1的两端具有不同性质的场的构型，即，一端磁性而另一端静电。

本发明还涉及一种钟表机芯1000，包括至少一个上述类型的抗震装置10和/或至少一个上述类型的磁性和/或静电枢转组件100。

本发明还涉及一种钟表，包括至少一个上述类型的钟表机芯1000和/或至少一个上述类型的抗震装置10，和/或至少一个上述类型的磁性和/或静电枢转组件100。

Claims (19)

1.一种用于保护钟表的部件(1)的抗震装置(10)，所述部件(1)由至少部分可导磁的或者至少部分磁性的材料制成，和/或由至少部分导电的或者至少部分起电的材料制成，其中所述部件(1)可枢转地安装在所述部件(1)的第一端部(2)和第二端部(3)之间的腔室(1A)内，其特征在于，在所述第一端部(2)和第二端部(3)两侧，所述抗震装置(10)一方面包括用于吸引所述第一端部(2)以保持所述第一端部(2)贴靠第一极部(4)的机构，另一方面包括在第二极部(6)附近的用于朝向所述第二极部(6)吸引所述第二端部(3)的机构；一方面用于吸引所述第一端部(2)的所述机构以及另一方面用于吸引所述第二端部(3)的所述机构能够沿轴向(D)在止动构件之间移动；所述第一极部(4)和所述第二极部(6)与所述部件(1)相区别，并且均位于所述腔室(1A)的周边或附近，并且均由至少部分磁性的或者至少部分可导磁的材料制成，和/或由至少部分起电的或者至少部分导电的材料制成；所述部件(1)在所述极部(4、6)之间自由地安装在所述腔室(1A)内，以便仅在所述极部(4、6)之一附近停靠在支承表面上。

2.根据权利要求1所述的抗震装置(10)，其特征在于，所述抗震装置(10)包括用于阻尼所述极部(4、6)中的至少一个或者每一个的运动的机构，和/或用于使所述极部(4、6)中的至少一个或者每一个弹性返回的机构，其中所述阻尼机构和/或所述弹性返回机构设置为在震动的情况下吸收传递给所述极部(4、6)的能量，以及在所述震动之后使所述极部(4、6)中的至少一个或者每一个返回到在所述震动之前所占据的稳定平衡的位置。

3.根据权利要求1所述的抗震装置(10)，其特征在于，至少所述第一极部(4)或所述第二极部(6)包括引导机构(14；16)，所述引导机构(14；16)设置为在发生震动的情况下给予所述部件(1)的强烈加速作用下通过沿轴向(D)滑动与包含在所述装置(10)中的互补的固定引导机构(15；17)协作。

4.根据权利要求1所述的抗震装置(10)，其特征在于，所述抗震装置(10)包括用于阻尼所述极部(4、6)中的至少一个或者每一个的运动的机构，所述阻尼机构设置为在震动的情况下吸收传递给所述极部(4、6)的能量，以及在所述震动之后使所述极部(4、6)中的至少一个或者每一个返回到在所述震动之前所占据的稳定平衡的位置；所述阻尼机构是粘滞摩擦类型的。

5.根据权利要求1所述的抗震装置(10)，其特征在于，所述抗震装置(10)包括用于阻尼所述极部(4、6)中的至少一个或者每一个的运动的机构，所述阻尼机构设置为在震动的情况下吸收传递给所述极部(4、6)的能量，以及在所述震动之后使所述极部(4、6)中的至少一个或者每一个返回到在所述震动之前所占据的稳定平衡的位置；所述阻尼机构包括在相关的所述极部(4、6)和止动构件(42、44)之间的可压缩流体，所述止动构件(42、44)限制所述极部(4、6)朝所述部件(1)的相反侧的行程。

6.根据权利要求1所述的抗震装置(10)，其特征在于，所述抗震装置(10)包括用于阻尼所述极部(4、6)中的至少一个或者每一个的运动的机构，所述阻尼机构设置为在震动的情况下吸收传递给所述极部(4、6)的能量，以及在所述震动之后使所述极部(4、6)中的至少一个或者每一个返回到在所述震动之前所占据的稳定平衡的位置；所述阻尼机构包括可变形的形状记忆震动吸收器(23、24)，所述可变形的形状记忆震动吸收器(23、24)设置为消散来自震动的动能以及在震动之后恢复初始形状。

7.根据权利要求6所述的抗震装置(10)，其特征在于，所述可变形的形状记忆震动吸收器(23、24)由固定到机板(30)或桥夹板(31)的弹性臂(50)形成，所述弹性臂(50)包括自由端，所述自由端在至少一个接触表面上贴靠支承宝石(46)的凸形拱面。

8.根据权利要求6所述的抗震装置(10)，其特征在于，所述运动阻尼机构包括托座(40、44)在其中自由滑动的块(41、45)，所述托座(40、44)和块(41、45)共同保持宝石(18、19)，所述宝石(18、19)包括所述部件(1)的所述第一端部(2)或第二端部(3)的凹形的支承表面(18A、19A)，所述宝石(18、19)停靠在一个所述极部(4、6)上，所述一个所述极部(4、6)继而贴靠能够与一个所述可变形的形状记忆震动吸收器(23、24)协作的支承宝石(43、46)。

9.根据权利要求1所述的用于保护钟表的部件(1)的抗震装置(10)，所述部件(1)在第一端部(2)和第二端部(3)处由至少部分可导磁的或者至少部分磁性的材料制成，其特征在于，在所述第一端部(2)和第二端部(3)两侧，所述抗震装置(10)包括相距一段气隙距离的第一极部(4)的第一表面(5)和第二极部(6)的第二表面(7)，所述气隙距离比所述第一端部(2)和第二端部(3)之间的中心距离大确定的操作间隙(J)的值，其中所述磁性极部(4、6)均设置为：被所述部件(1)的所述第一端部(2)或第二端部(3)之一发射的磁场吸引，或者产生吸引所述部件(1)的所述第一端部(2)或第二端部(3)之一的磁场，并且其中，所述磁场在所述第一端部(2)和第二端部(3)处具有不同的强度，以便在这两个端部(2、3)处施加在所述部件(1)上的磁性吸引力具有不同的强度，从而经由这两个端部之一吸引所述部件(1)仅与所述极部(4、6)的所述表面(5、7)之一直接或间接接触；所述第一极部(4)和所述第二极部(6)均能够在两个止动构件(41、42；43、44)之间的腔室内移动。

10.根据权利要求9所述的抗震装置(10)，其特征在于，所述抗震装置(10)包括屏蔽机构(20)，所述屏蔽机构(20)设置为防止具有相对于所述轴向(D)的径向分量的任何磁场在第一接触表面(5)和第二接触表面(7)附近起作用。

11.根据权利要求10所述的抗震装置(10)，其特征在于，所述屏蔽机构(20)包括至少一个管形部分(21、22)，所述管形部分(21、22)在所述轴向(D)上定中心并且围绕所述第一极部(4)和所述第二极部(6)以及所述部件(1)的至少所述第二端部(3)。

12.根据权利要求1所述的用于保护钟表的部件(1)的抗震装置(10)，所述部件(1)在第一端部(2)和第二端部(3)处由至少部分导电的或者至少部分起电的材料制成，其特征在于，在所述第一端部(2)和第二端部(3)两侧，所述抗震装置(10)包括相距一段气隙距离的第一极部(4)的第一表面(5)和第二极部(6)的第二表面(7)，所述气隙距离比所述第一端部(2)和第二端部(3)之间的中心距离大确定的操作间隙(J)的值，其中所述磁性极部(4、6)均设置为：被所述部件(1)的所述第一端部(2)或第二端部(3)之一发射的静电场吸引，或者产生吸引所述部件(1)的所述第一端部(2)或第二端部(3)之一的静电场，并且其中，所述静电场在所述第一端部(2)和第二端部(3)处具有不同的强度，以便在这两个端部(2、3)处施加在所述部件(1)上的静电吸引力具有不同的强度，从而经由这两个端部(2、3)之一吸引所述部件(1)仅与所述极部(4、6)的所述表面(5、7)之一直接或间接接触；所述第一极部(4)和所述第二极部(6)均能够在两个止动构件(41、42；43、44)之间的腔室内移动。

13.根据权利要求1所述的抗震装置(10)，其特征在于，每个所述极部的磁化强度或者静电充载在空间上是可变的，并且大小设定为以便对施加给所述部件(1)的磁性或静电力的平均值和/或方向进行优化。

14.一种磁性和/或静电枢转组件(100)，包括钟表的部件(1)，所述部件(1)在第一端部(2)和第二端部(3)处由至少部分可导磁的或者至少部分磁性的材料制成，或者在第一端部(2)和第二端部(3)处由至少部分导电的或者至少部分起电的材料制成，其特征在于，所述磁性和/或静电枢转组件(100)包括根据权利要求1所述的抗震装置(10)。

15.根据权利要求14所述的磁性和/或静电枢转组件(100)，其特征在于，所述磁性和/或静电枢转组件(100)包括一个所述部件(1)，所述部件(1)包括基本纺锤形部分，所述基本纺锤形部分由可导磁的或者导电的材料制成；所述第一极部(4)和所述第二极部(6)均由磁性材料制成，或者由至少部分起电的材料制成。

16.根据权利要求14所述的磁性和/或静电枢转组件(100)，其特征在于，所述磁性和/或静电枢转组件(100)包括一个所述部件(1)，所述部件(1)包括基本纺锤形部分，所述基本纺锤形部分由磁性材料或者至少部分起电的材料制成；所述第一极部(4)和所述第二极部(6)均由可导磁的或者导电的材料制成。

17.根据权利要求14所述的磁性和/或静电枢转组件(100)，其特征在于，所述磁性和/或静电枢转组件(100)包括一个所述部件(1)，所述部件(1)包括基本纺锤形部分，所述基本纺锤形部分由磁性材料或者至少部分起电的材料制成；所述第一极部(4)和所述第二极部(6)均由可导磁的或者至少部分起电的材料制成。

18.一种钟表机芯(1000)，包括至少一个根据权利要求1所述的抗震装置(10)，和/或至少一个根据权利要求14所述的磁性和/或静电枢转组件。

19.一种钟表，包括至少一个根据前一权利要求所述的钟表机芯(1000)，和/或根据权利要求1所述的抗震装置(10)，和/或至少一个根据权利要求14所述的磁性和/或静电枢转组件(100)。

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