CN107111277A - 用于钟表机芯的振荡器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于钟表机芯的振荡器(1)，该振荡器(1)包括轴杆(12)，该轴杆(12)刚性地连接至平衡轮(4)，该平衡轮(4)承载与所述轴杆(12)间隔开的第一双极磁体(20)和第二双极磁体(40)，该第一双极磁体(20)和该第二双极磁体(40)能够根据平衡轮(4)的角位置交替地定位在由固定双极磁体(28)产生的磁场的范围内，该固定双极磁体定位在该第一双极磁体(20)和该第二双极磁体(40)的轨迹上并且以如下方式布置，即：当其中一个双极磁体(20，40)接近固定双极磁体(28)时，相同极性彼此相对地定位以产生排斥力。该振荡器进一步包括用于在所述钟表机芯的能量源和平衡轮轴杆(12)之间建立运动链的棘爪组件(32)和擒纵轮(30)，该棘爪组件(32)和该擒纵轮(30)被布置成使得所述平衡轮(4)能够具有幅度大于90度的持续周期性振荡运动。

Description

用于钟表机芯的振荡器
技术领域
本发明涉及一种用于钟表机芯的振荡器，该振荡器包括心轴，该心轴旨在安装在钟表机芯的框架的元件上以限定平衡轮的旋转轴线，该平衡轮包括固定至成角度地延伸的悬浮质量的毂，该悬浮质量承载与所述心轴相距一段距离布置的第一双极磁体，该第一双极磁体的磁极关于所述心轴基本定向在切向方向上并且能够根据所述平衡轮的角位置而定位在由固定至支撑件的至少一个固定双极磁体产生的磁场的范围内，该支撑件旨在装配到所述钟表机芯的所述框架，所述固定双极磁体位于所述第一双极磁体的由所述平衡轮的旋转限定的轨迹上，同时被布置在所述支撑件上，使得当所述第一双极磁体接近所述固定双极磁体时，相同的极性彼此面对从而引起作用在所述平衡轮上的回复力矩。
背景技术
在涉及电磁类型的振荡器的不同替换实施方式的实用新型DE 1789976U中，已经偶然描述了多少对应于以上阐述的特征的振荡器。图2的实施方式涉及包括臂的钟摆，该臂的自由端承载一磁体，该磁体旨在与卷轴相配合，以维持钟摆的振荡。该臂进一步在其中央部分中承载附加磁体，该附加磁体旨在与固定磁体相配合，可关于钟表机芯的框架调整该固定磁体的位置，从而通过修改该固定磁体相对于由钟摆的臂支撑的磁体的轨迹的位置可对振荡的具体频率进行精细调节。该文献阐述了实现另选方案的可能性，根据该另选方案，该钟摆在理论上能够以持续方式振荡，而无需存在卷轴并且因此无需图示实施方式中的维持钟摆振荡的电磁相互作用。
相反，本发明涉及包括平衡轮的振荡器的领域，该振荡器旨在实现在便携类型的钟表(诸如怀表或腕表)中。该平衡轮通常与旨在引起交替回复力矩以产生振荡运动的平衡弹簧相关联。
然而，弹簧平衡类型的振动器的制造难以掌握，特别是生产平衡弹簧需要并不非常普遍的非常精确的诀窍，这证明搜寻替代方案是合理的。
举例来说，专利EP 1,805,565 B1描述了振荡器的不同实施方式，其中通过一个或若干个永磁体来产生回复力。更具体地说，该文献描述了振荡器的构造，该振荡器包括平衡轮或棘爪，该平衡轮或棘爪承载与至少一个固定双极磁体相关联的至少一个可动双极磁体，以在平衡轮上或在棘爪上产生旨在作用在振荡元件上的回复力，并且特别是在关于平衡轮的实施方式的情况下，使与平衡弹簧相关联的平衡轮重复产生典型运动。图11示出了其中小型磁化杆用作平衡轮的实施方式。该杆布置在引导通道中以在两侧被固定永磁体的磁极排斥的同时进行来回运动。磁化杆与位于与该磁化杆的运动平面相邻的平面内的棘爪的相配合模式没有清晰地规定，并且总体上该实施方式看起来更属于概念性而不是实用的功能性实施方式。图15的实施方式规定：棘爪本身承载两个小型永磁体，这两个小型永磁体被布置成与两个固定磁体相配合以在棘爪上产生回复力。这种构造被认为引起棘爪高频振荡，为此可能难以确保良好水平的等时性。一般来说，该文献中提出的实施方式打破了传统的构造，并且为了结合它们需要对现有的钟表表芯进行重大改变。
发明内容
本发明的一个主要目的是提出一种如上所述的可以生产用于钟表机芯的振荡器的构造，该振荡器不包括平衡轮弹簧，并且提供良好的精密计时结果同时具有对于环境温度变化或冲击不是非常敏感的简单、健壮结构。本发明的一个附加目的是可以将根据本发明的振荡器容易地集成到现有钟表表芯中。
为此，本发明更具体地涉及一种上述类型的振荡器，其特征在于，所述平衡轮的所述悬浮质量承载具有与所述第一双极磁体的布置类似的布置的第二双极磁体，从而所述第一双极磁体和所述第二双极磁体能够与所述固定双极磁体交替地相配合以引起相反的相应回复力矩。此外，根据本发明的振荡器包括旨在于所述钟表机芯的能量源和所述平衡轮之间建立运动链的棘爪和擒纵轮，该棘爪和该擒纵轮被布置成使得所述平衡轮能够具有幅度大于90度的持续周期性振荡运动。
由于这些特征，并且出乎意料地，在接近彼此的两个磁体(具有彼此相对的相同极性)之间的发生的排斥的基本原理使得可以产生适合于实现用于钟表机芯的振荡器的回复力。此外，固定磁体直接执行机械堤防功能，因而消除了在冲击情况下平衡轮卡住的任何风险。
有利地，所述平衡轮可以基本位于第一平面内，所述固定双极磁体位于与所述第一平面分开的第二平面内。
此外，根据本发明的振荡器可以包括承载平衡轮心轴的枢轴安装轴承的平衡轮夹板，所述固定磁体的所述支撑件安装至所述平衡轮夹板。
在这种情况下，所述支撑件可以被安装至所述平衡轮夹板，使得所述支撑件得位置和/或取向能够关于所述平衡轮夹板进行调节。
根据一个非限制性优选实施方式，可以设置成这样，即：所述平衡轮承载被布置成与所述棘爪相配合以维持所述平衡轮的振荡的销。
由于这些特征，根据本发明的振荡器能够关于现有钟表表芯容易实现，而无需过多的修改。
一般来说，可以设置成这样，即：所述第一双极磁体和所述第二双极磁体具有位于二者之间的角间隔，所述角间隔包含在20和180度之间。在这种情况下，有利的是，设置成这样，即：所述第一双极磁体和所述第二双极磁体中的至少一个双极磁体被组装至所述平衡轮，使得该至少一个双极磁体能够移动以调节所述角间隔的值。
本发明还涉及包括与以上特征对应的振荡器的钟表机芯以及设置有这种钟表机芯的钟表。
附图说明
通过阅读如下参照附图对一个优选实施方式进行的详细描述，本发明的其他特征和优点将更清楚地显现，这些附图是作为非限制性示例提供的，其中：
图1示出了包括根据本发明的一个优选实施方式的振荡器的钟表机芯的简化立体图；以及
图2示出了图1的钟表机芯的简化分解立体图。
具体实施方式
图1示出了包括根据本发明的一个优选实施方式振荡器1的钟表机芯的简化立体图，而图2以类似但是分解的视图示出了图1的钟表机芯以示出一些构造细节。
在这些附图中对钟表机芯的图进行了简化以方便理解根据本发明的振荡器的特征。
钟表机芯可以是略微修改以在其中安装根据本发明的振荡器的现有表芯，或者另选地，该钟表机芯可以是特别开发的新的表芯，这些都不超出本发明的范围。
该钟表机芯包括框架，在这里特别是板2，该板2以传统方式机加工以支撑该机芯的所有的轮或部分的轮。具体地说，该板典型地支撑诸如容纳在钟表盒(未示出)中的弹簧之类的能量源，该能量源旨在经由运转轮系(未示出)维持振荡器1的振荡。
振荡器1包括具有基本传统总体形状的平衡轮或平衡轮4，也就是说，该平衡轮4包括毂6，至少一个臂8从该毂6延伸出，从而使得能够将轮缘10连接至该毂。
平衡轮4固定至心轴(也称为“轴杆”)12，通过该心轴12，平衡轮12被安装成在钟表机芯的框架上枢转。
这里，心轴12的第一端14在布置于板2中的第一轴承中枢转，而该心轴的另一端16在布置在平衡轮夹板18上的第二轴承中枢转，该夹板18又被组装至板2。
根据本发明，平衡轮4承载至少一个第一双极磁体20，该至少一个第一双极磁体20布置在与心轴12相距一段距离处。更具体地说，这里的磁体20容纳在延伸部21中，该延伸部21布置在平衡轮4的轮缘10上的过厚部中。磁体20具有关于平衡轮4基本相切的磁性取向，也就是说，该磁体20的第一端面22和第二端面24具有相反极性。例如，第二端面22可以与磁体20的北极相关联，而第二端面24可以与磁体的南极相关联。
此外，平衡轮夹板18承载支撑件26，该支撑件26布置在该夹板上，从而出于稍后将说明的目的，可以调整该支撑件相对于夹板的角取向。支撑件26承载固定双极磁体28，固定双极磁体28被布置成位于平衡轮4的轮缘10附近。
因而，基于平衡轮4的角位置，第一双极磁体20能够定位在由固定双极磁体28产生的磁场范围内。
实际上，将支撑件26布置在平衡轮夹板18上是使得固定双极磁体28位于第一双极磁体20的轨迹上，该轨迹由平衡轮4的枢转限定。该轨迹基本采取相邻于平衡轮4的轮缘10的圆环面部分的形式并且位于与轮缘10平行的平面中。
此外，固定双极磁体28布置在支撑件26上，使得当第一双极磁体20接近该固定双极磁体28时，相同的极性彼此面对而引起排斥力。该布置使得可以在平衡轮枢转时在该平衡轮上产生回复力，该回复力旨在使与平衡轮弹簧相关联的平衡轮重复产生典型的运动。
将注意到，延伸部21可以另选地径向地而不是在轴向方向上位于轮缘10上，这不会超出本发明的范围。这种另选布置可以减小平衡轮在其厚度方向上的尺寸，但是增加其总体直径。为了将延伸部21安装在平衡轮4上当然需要修改支撑件26的形状和尺寸，本领域技术人员在基于其自身需要而修改这些元件时不会遇到任何特殊困难。
此外，根据本发明的振荡器1包括旨在钟表机芯的能量源和平衡轮心轴12之间建立运动链的链接装置，该链接装置被布置成使得平衡轮能够具有持续的周期性振荡运动。
如上所述，该钟表机芯典型地包括提供能量源和振荡器之间的链接的运转轮系。
在图中仅示出了由该运转轮系驱动的擒纵轮30。擒纵轮30在由钟表机芯的能量源释放的能量作用下通过其小齿轮(未示出)连续地接收力矩，但是仍然倾向于使其在相同预定旋转方向上旋转。
擒纵轮以传统方式与在钟表机芯的框架上枢转的棘爪32相配合。棘爪32通常具有被布置成与擒纵轮30相配合的叉部34和被布置成与固定至平衡轮4的冲击销(未示出)相配合的镖部36。因而，平衡轮4周期性地致动棘爪32以枢转棘爪32并释放擒纵轮30，同时擒纵轮30又给棘爪提供小的冲击以维持平衡轮的振荡。
当然，关于链接机构可以考虑其他实施方式，而不会超出本发明的范围。
举例来说，可以设置在双向自动卷绕机构中使用的类型的机构，该机构实现了简单的换向器，该换向器与安装在杠杆上的中间轮一起工作以与第一和第二齿轮交替地啮合，其中与一个齿轮直接啮合，而经由中间轮与另一个齿轮啮合。例如，在由Fédérationdes Ecoles Techniques(瑞士)出版的C.-A.Reymondin等人的名称为“Théorie d'horlogerie”的书籍(ISBN 2-940025-10-X)中描述了这种机构(第178页，图8-30和8-31)，通过参考将该书籍的教导结合在该公开内容中。安装在杠杆上的中间轮在平衡轮每次改变旋转方向时改变其所啮合的齿轮，以允许在平衡轮的每次振动过程中将能量传递至平衡轮。
本领域技术人员可以没有困难地实现链接机构的另选实施方式，而不会超出本发明的范围。
一般来说，可以提供振荡器1的另选实施方式。
因而，例如，可以设置成这样，即：平衡轮4承载第二双极磁体40，该第二双极磁体40容纳在类似于延伸部21的第二延伸部41中。
第二磁体40于是具有与第一磁体20相同的取向，从而磁体20和40交替地与固定双极磁体28相配合，以便每个都轮流地引起排斥力，从而可以使平衡轮4的旋转反向。此外，在平衡轮上设置两个磁体使得可以通过修改两个磁体之间的角度间隔而调节平衡轮的振荡幅度。
优选地，可以设置大约20到180度的角度间隔，以便将平衡轮4的振荡幅度基本包含在180度和340度之间。仍然更优选的是，该角度间隔可以包含在40度和160度之间。
此外，这些附图示出了这里的平衡轮4包括单臂8，该单臂8具有大角度区域以确保平衡轮在质量方面的平衡，特别是平衡延伸部21和41的质量。当然，可以选择其他形式和/或方案来提供平衡轮的平衡，而不会超出本发明的范围。
支撑件26可以包括基部50，基部50设置有孔52以便将该支撑件26组装到夹板18，从该基部50延伸出第一臂54和第二臂56，第一臂54和第二臂56以关于平衡轮4适合的角度取向定位，平衡轮4又相对于棘爪32成角度地取向(在任何情况下，冲击销都定位成关于穿过平衡轮心轴和棘爪的旋转轴线的直线具有基本对称的振荡)。
与传统的擒纵索引类似，第一臂54使得可以便于支撑件26的夹持以便修改支撑件26在夹板18上的角度取向。
第二臂56具有用于固定双极磁体28的基床，在这里，该基床垂直于第二臂56的主方向布置，从而使得固定磁体28最终关于平衡轮4的轮缘10基本切向地取向。
由于这些特征以及调节支撑件26的取向的可能性，因此不仅使得能够将固定磁体28精确地定位在由平衡轮支撑的磁体的轨迹上，而且进一步使得可以限定机械堤防，该机械堤防提供了防止冲击情况下平衡轮卡住的安全性。
将注意，用于执行本发明的双极磁体能够由商业上可获得的标准磁体制成，并且本领域技术人员在选择适合于其需要的磁体时不会遇到任何特别困难。
还将注意，根据本发明的构造使得可以相对于已知方案简化振荡器的设计，并且进一步使得振荡器对环境温度的变化更不敏感。
以上描述努力描述了作为非限制性例示的一个具体实施方式，但是本发明不限于以上描述的一些具体特征(例如，用于平衡轮的所示和所描述的形式或者针对不同磁体描述的各种支撑件)的实施方式。还将注意，本领域技术人员还可以修改该教导以生产满足其自身需要的位于钟表机芯的平衡轮和能量源之间的链接装置，而不会超出本发明的范围。
通常，本领域技术人员在修改该公开的内容以适合于其自身需要并且实现用于钟表机芯的振荡器时不会遇到任何特殊困难，并且不会超出本发明的范围，其中该钟表机芯包括支撑至少一个第一磁体的平衡轮，该至少一个第一磁体与布置在由该平衡轮承载的磁体的轨迹上的固定磁体相关联，以在平衡轮的旋转过程中产生作为回复力作用的排斥力。

Claims (9)

1.一种用于钟表机芯的振荡器(1)，该振荡器(1)包括心轴(12)，该心轴(12)旨在安装在所述钟表机芯的框架(2)的元件上以限定平衡轮(4)的所述旋转轴线，该平衡轮(4)包括固定至成角度地延伸的悬浮质量的毂，该悬浮质量承载与所述心轴(12)相距一段距离布置的第一双极磁体(20)，该第一双极磁体(20)的磁极关于所述心轴基本定向在切向方向上并且能够根据所述平衡轮(4)的角位置而定位在由固定至支撑件(26)的至少一个固定双极磁体(28)产生的磁场的范围内，该支撑件旨在装配到所述钟表机芯的所述框架(2)，所述固定双极磁体(28)位于所述第一双极磁体(20)的由所述平衡轮(4)的旋转限定的轨迹上，同时被布置在所述支撑件(26)上，使得当所述第一双极磁体(20)接近所述固定双极磁体(28)时，相同的极性彼此面对从而引起作用在所述平衡轮上的回复力矩，
其特征在于，所述平衡轮(4)的所述悬浮质量承载具有与所述第一双极磁体(20)的布置类似的布置的第二双极磁体(40)，从而所述第一和第二双极磁体(20，40)能够与所述固定双极磁体(28)交替地相配合以引起相反的相应回复力矩；并且
该振荡器(1)包括旨在于所述钟表机芯的能量源和所述平衡轮(4)之间建立运动链的棘爪(32)和擒纵轮(30)，该棘爪(32)和该擒纵轮(30)被布置成使得所述平衡轮(4)能够具有幅度大于90度的持续周期性振荡运动。
2.根据权利要求1所述的振荡器(1)，所述平衡轮(4)基本位于第一平面内，其特征在于，所述固定双极磁体(28)位于与所述第一平面分开的第二平面内。
3.根据权利要求1或2所述的振荡器(1)，其特征在于，该振荡器(1)包括承载所述心轴(12)的枢轴安装轴承的平衡轮夹板(18)，所述支撑件(26)安装至所述平衡轮夹板(18)。
4.根据权利要求3所述的振荡器(1)，其特征在于，所述支撑件(26)被安装至所述平衡轮夹板(18)，使得所述支撑件(26)的位置和/或取向能够关于所述平衡轮夹板(18)进行调节。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的振荡器(1)，其特征在于，所述平衡轮(4)承载被布置成与所述棘爪(32)相配合以维持所述平衡轮(4)的振荡的销。
6.根据前述权利要求中任一项所述的振动器(1)，其特征在于，所述第一和第二双极磁体(20，40)具有位于二者之间的角间隔，所述角间隔包含在20和180度之间。
7.根据权利要求6所述的振荡器(1)，其特征在于，位于所述第一和第二双极磁体(20，40)中的至少一个双极磁体被组装至所述平衡轮(4)，使得该至少一个双极磁体能够移动以调节所述角间隔的值。
8.一种钟表机芯，该钟表机芯包括根据前述权利要求中任一项的振荡器(1)。
9.一种钟表，该钟表包括根据权利要求8的钟表机芯。
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