CN113495473B - 包括配备有磁性系统的擒纵机构的钟表机芯 - Google Patents

Abstract

一种钟表机芯，包括配备有磁性系统的擒纵机构(12)，该磁性系统布置成能够产生磁力脉冲，从而维持与所述擒纵机构相关联的机械谐振器(2)的振荡。为了使由机械谐振器和擒纵机构形成的组件在发条盒上条期间能够在钟表机芯由于发条盒退绕而停止之后有效地自启动，擒纵轮(16)包括齿(42)，并且擒纵叉组件(14)包括两个机械擒纵叉瓦(28，29)，这两个机械擒纵叉瓦布置成能够在启动时接收擒纵轮经由其一个齿的至少一个机械力脉冲，所述机械力脉冲在擒纵叉组件上产生启动力矩，该启动力矩被传递到机械谐振器的摆轮，以开始所述机械谐振器的振荡，从而使得所述组件在启动阶段之后能够正常运转。

Description

包括配备有磁性系统的擒纵机构的钟表机芯

技术领域

本发明涉及钟表机芯，包括配备有磁性系统的擒纵机构。更具体地，本发明涉及一种擒纵机构，该擒纵机构配备有在擒纵轮和与机械谐振器分离的擒纵叉组件之间的磁耦合系统，所述擒纵叉组件的旋转轴不同于机械谐振器的旋转轴。对于瑞士型擒纵叉组件来说，擒纵叉组件具有与机械谐振器的周期性运动同步但不同的往复运动。磁性擒纵机构可以理解为配备有磁体的擒纵机构，这些磁体部分地布置在擒纵叉组件上，并且部分地布置在擒纵轮上，以便在擒纵叉组件和擒纵轮之间产生磁耦合。

背景技术

多种带有磁性擒纵机构的钟表机芯已经在专利申请中提出。关于包括与机械谐振器分离的擒纵叉组件的磁性擒纵机构，可以引用文献EP 3 208 667，该文献描述了一种磁性擒纵机构，该磁性擒纵机构具有机械地连接到机械谐振器并磁性地连接到擒纵轮的擒纵叉组件，所述擒纵轮具有由平坦且连续的磁化结构形成的两个环形磁性轨道，该磁化结构为擒纵叉组件的至少一个磁性擒纵叉瓦限定磁势能斜坡和磁势垒，该磁性擒纵叉瓦布置成交替地跟随两个磁性轨道的部段，所述磁性擒纵叉瓦由磁体形成。

磁性擒纵机构在启动时通常会有问题。当发条盒退绕并且钟表机芯停止时，擒纵轮停止被发条盒驱动旋转，机械谐振器的振荡显著地减弱，然后机械谐振器停止在对应于其休止位置或靠近休止位置的角位置。实际上，在给定擒纵轮与擒纵叉组件的磁耦合的情况下，当擒纵轮停止时，机械谐振器的停止位置可以根据擒纵轮的角位置在某一角度区域内围绕其休止位置变化。由于当所述谐振器最终不动时，机械谐振器的销位于擒纵叉组件的叉中，所以所述角度区域受到擒纵叉组件抵靠两个销的两个停止位置的限制，所述销用于限制其往复运动。

在启动时，当擒纵轮再次开始旋转并施加随着发条盒被上条而增加的力矩时，考虑到在一些磁性擒纵机构中提供的磁性系统，特别是在文献EP 3 208 667中描述的那些，擒纵机构很可能不是自启动的。由于机械谐振器还没有振荡，因此它不能执行解锁擒纵叉组件以驱动其往复运动的功能，从而擒纵机构不能向机械谐振器提供足够的能量来建立所述机械谐振器的正常振荡。此外，根据所提供的磁性系统，由于机械谐振器不振荡或还未正常振荡的事实，擒纵叉组件和擒纵轮可能通过擒纵轮的特定角位置处的磁斥力而相互锁定。因此，有必要找到一种解决方案，以确保在钟表机芯已经停止后的发条盒的上条过程中，配备有磁性系统的擒纵机构能够有效启动。

发明内容

总的来说，本发明涉及一种钟表机芯，其包括机械谐振器和相关联的擒纵机构，该擒纵机构包括擒纵轮和与机械谐振器分离的擒纵叉组件，该擒纵轮具有第一旋转轴，该擒纵叉组件具有不同于机械谐振器的旋转轴的第二旋转轴。所述机械谐振器如此连接到所述擒纵叉组件，使得当所述机械谐振器振荡时，所述擒纵叉组件能在两个休止位置之间往复运动，在所述两个休止位置，该擒纵叉组件在连续的时间间隔期间交替地停留。所述擒纵叉组件包括由磁体形成的至少一个磁性擒纵叉瓦，并且所述擒纵轮包括周期性磁化结构,该周期性磁化结构为所述磁性擒纵叉瓦限定了多个磁势能上升斜坡，每个所述磁势能上升斜坡设置成使得当所述擒纵叉组件处于所述两个休止位置中的相应休止位置时以及当提供给所述擒纵轮的力矩等于标称力矩或在为钟表机芯的正常运转所提供的力矩值的范围内时，所述磁性擒纵叉瓦能够爬上磁势能上升斜坡，所述磁性擒纵叉瓦和周期性磁化结构布置成使得在所述磁性擒纵叉瓦已经爬过任何一个所述磁势能上升斜坡之后，当该擒纵叉组件从使得所述磁性擒纵叉瓦能够爬上所述磁势能上升斜坡中的任何一个的所述两个休止位置中的一个休止位置摆动到另一个休止位置时，所述擒纵叉组件在其往复运动的方向上经受磁力脉冲。

为了克服上述缺点并确保配备有磁性系统的擒纵机构的有效且快速的自启动，所述磁性系统设置为通过擒纵叉组件向机械谐振器提供磁力脉冲，所述擒纵轮包括相对于所述第一旋转轴的至少一个第一远侧部分，该擒纵叉组件包括相对于所述第二旋转轴的至少一个第二远侧部分。接下来，当所述机械谐振器休止时，对于所述擒纵轮的任何角位置，该擒纵叉组件在停止时具有取决于所述角位置的平衡角位置。根据本发明，对于所述擒纵轮的至少一个角位置范围内的任何角位置，所述第一远侧部分和所述第二远侧部分在所述机械谐振器休止并且所述擒纵叉组件处于对应的平衡角位置时彼此接触，所述第一远侧部分和所述第二远侧部分布置成使得在该擒纵轮的所述至少一个角位置范围中的每个角位置范围的至少一个部分上，所述擒纵叉组件的平衡角位置是所述擒纵轮的角位置的单调函数，所述擒纵轮随着为所述擒纵轮提供的旋转方向上的所述角位置的变化而远离所述擒纵叉组件的中间位置，所述中间位置为所述擒纵叉组件限定了与该擒纵叉组件的所述两个休止位置等角距离的零角位置；并且在所述至少一个角位置范围内，所述擒纵叉组件的平衡角位置的最大绝对值严格小于所述两个休止位置的绝对角度值。

根据第一特定实施例，在垂直于所述第一旋转轴并且中心位于其上的极坐标系中，所述至少一个第一远侧部分中的每个第一远侧部分具有第一倾斜表面，使得当所述擒纵轮经过所述至少一个角位置范围中的对应的角位置范围并且当所述擒纵叉组件随角度跟随由对应的平衡角位置限定的曲线时，所述至少一个第二远侧部分中的每一个能够在所述第一倾斜表面的至少一部分上滑动。

根据可以与第一特定实施例相结合的第二特定实施例，在前述极坐标系中，当擒纵叉组件处于对应于所述至少一个角位置范围中的角位置范围的任何一个角位置的任何平衡角位置时，所述至少一个第二远侧部分中的每个第二远侧部分具有第二倾斜表面，其中所述第二远侧部分与所述至少一个第一远侧部分中的第一远侧部分接触，该第二倾斜表面构造成使得当擒纵轮经过所述至少一个角位置范围中的角位置范围时以及擒纵叉组件在角度上遵循由相应的平衡角位置限定的曲线，所述至少一个第一远侧部分中的每个第一远侧部分可以在所述第二倾斜表面的至少一部分上相对于所述第一远侧部分和第二远侧部分滑动。

根据一般实施例，擒纵叉组件的所述至少一个第二远侧部分由两个机械擒纵叉瓦形成，擒纵轮包括构成所述至少一个第一远侧部分的多个远侧部分，所述多个远侧部分分别与所述多个磁势能上升斜坡相关联。随后，两个机械擒纵叉瓦分别与两个磁性擒纵叉瓦相关联，这两个磁性擒纵叉瓦由两个磁体形成，这两个磁体布置成各自至少周期性地与擒纵轮的周期性磁化结构磁性排斥地耦合。在一个主要变型中，多个远侧部分由多个齿形成，并且两个机械擒纵叉瓦构造成在机械机芯的正常运转中形成用于所述多个齿的机械止挡，从而改善擒纵机构的操作或者使得擒纵轮能够逐步旋转，该旋转与擒纵叉组件的往复运动同步，并且因此与机械谐振器的振荡同步。

在一般实施例的改进变型中，擒纵叉组件和擒纵轮布置成当擒纵叉组件具有所述往复运动并且提供给擒纵轮的力矩等于所述标称力矩或者处于正常运转中提供的所述力矩值范围的至少一个上部中时，并且在两个磁性擒纵叉瓦之一已经紧接着在擒纵叉组件在其相应的休止位置摆动爬上任何一个所述磁势能上升斜坡之后，与所述磁势能上升斜坡中的所述任一个相关联的擒纵轮的齿在擒纵叉组件的两个机械擒纵叉瓦之一上经受至少一次第一冲击。在擒纵叉组件的下一次摆动之前，所述第一冲击暂时防止擒纵轮旋转越过由所述第一或第二机械擒纵叉瓦限定的角向抵接位置，并且发生该冲击以至少部分地耗散在所述摆动之后获得的擒纵轮的动能。在优选的变型中，擒纵轮布置成使得在第一次冲击之后并且在擒纵叉组件的下一次摆动之前，擒纵轮暂时停止。

附图说明

下文将使用附图更详细地描述本发明，附图以非限制性示例的方式给出，其中:

图1A至1I部分地示出了根据本发明的一个实施例的在连续的位置中的钟表机芯，其具有混合擒纵机构，该混合擒纵机构被构造成确保擒纵机构自启动；

图2示意性地示出了此时钟表机芯处于正常运转中并且当机械谐振器处于休止状态并且擒纵轮停止时图1A的混合擒纵机构的擒纵叉组件的周期性角路径β(θ)，该路径取决于擒纵轮的角位置θ。

具体实施方式

使用附图，下面将描述根据本发明的钟表机芯的一个实施例，该钟表机芯是机械类型的，并且包括机械谐振器2，其中仅示出了心轴4、具有凹口的安全圆盘6和销10。钟表机芯包括与机械谐振器相关联的擒纵机构12，机械谐振器的安全圆盘和销是形成所述擒纵机构的元件。擒纵机构12还包括擒纵轮16和擒纵叉组件14，擒纵叉组件14是与机械谐振器分离的构件，并且其旋转轴不同于所述机械谐振器的旋转轴。

擒纵叉组件14一方面由杆20形成，杆20终止于叉头18和叉头钉8，叉头18包括两个角状部19a和19b，另一方面，杆20终止于两个臂24和26，两个臂24和26的自由端分别形成两个机械擒纵叉瓦28和29。两个机械擒纵叉瓦分别支承形成擒纵叉组件14的两个磁性擒纵叉瓦的两个磁体30和32。机械谐振器2如此连接到擒纵叉组件，即当机械谐振器正常振荡时，所述擒纵叉组件在由两个限位钉21和22限定的两个休止位置之间进行往复运动，该往复运动与机械谐振器的振荡同步，其中擒纵叉组件在连续的时间间隔期间交替停留。

擒纵轮16包括布置在盘34上的周期性磁化结构36，盘34优选由非磁性材料制成(不产生磁场)。周期性磁化结构36具有整圈的圆形磁化部分38，其为两个磁性擒纵叉瓦30、32限定磁势能上升斜坡，每个磁性擒纵叉瓦具有与周期性磁化结构的轴向磁化相反极性的轴向磁化，从而在磁性擒纵叉瓦和磁化结构之间产生磁排斥。每个磁化部分38具有单调增加的宽度。特别地，磁化部分的宽度在其整个有用长度上根据在中心处的角度以线性方式增加。根据有利的变型，周期性磁化结构36布置成使得其外周是圆形的，所述磁化结构的圆形部分38的圆弧具有相同的构型，并且围绕擒纵轮的旋转轴以圆形布置。

通常，每个磁势能上升斜坡设置成使得当擒纵叉组件处于其两个休止位置中的给定的休止位置时，并且当在擒纵轮处提供的力矩基本上等于标称力矩(配备有用于驱动擒纵轮的恒力系统的机械机芯的情况)或者在为确保钟表机芯的正常运转而提供的力矩值的范围内(传统的机械机芯的情况，该传统的机械机芯具有取决于一个发条盒或多个发条盒(串联提供多个发条盒)的上条等级而施加到擒纵轮的可变力矩)时，两个磁性擒纵叉瓦中的每一个可以从其两个休止位置爬上斜坡。当擒纵叉组件在其两个休止位置之间进行往复运动时，并且当提供给擒纵轮的力矩等于所述标称力矩或者在正常运转中为所述力矩提供的数值的范围内时，第一磁性擒纵叉瓦和第二磁性擒纵叉瓦中的每一者相继爬升磁性势能上升斜坡，并且当擒纵叉组件分别处于第一休止位置和第二休止位置时，在擒纵叉组件的往复运动期间由所述第一磁性擒纵叉瓦和第二磁性擒纵叉瓦交替爬升磁性势能上升斜坡。两个磁性擒纵叉瓦和磁性势能上升斜坡布置成，使得在两个磁性擒纵叉瓦中的任何一个已经爬上所述磁性势能上升斜坡中的任何一个之后，当擒纵叉组件从对应于所述任何一个磁性势能斜坡的休止位置摆动到其另一个休止位置时，擒纵叉组件可以在其运动方向上经受磁力脉冲。图2所示的曲线52给出了钟表机芯正常运行时擒纵叉组件的角位置β_FN(θ)，该擒纵叉组件的角位置取决于擒纵轮的角位置θ。曲线52的水平部段对应于擒纵叉组件14在其两个休止位置(角位置+/-β_MAX)中的一个或另一个中，并且上升和下降侧面对应于所述擒纵叉组件在其两个休止位置之间的交替摆动，在此期间，擒纵叉组件连续经受磁力脉冲，这使得擒纵叉组件能够通过叉头18向机械谐振器提供持续的脉冲。

周期性磁化结构36还为两个磁性擒纵叉瓦中的每一个限定了磁势垒46，磁势垒46分别位于由磁化部分38限定的磁势能上升斜坡之后，所述磁势垒尤其由结构36的磁化区域46形成，其径向尺寸基本上等于或大于形成擒纵叉组件的磁性擒纵叉瓦的两个磁体30和32中的每一个的纵向尺寸。当所述擒纵轮处于施加在其上的力的平衡角位置时，每个磁化区域/磁势垒被布置成在擒纵轮16上施加磁力矩，该磁力矩的方向与提供给所述擒纵轮的所述力矩的方向相反，同时两个磁性擒纵叉瓦中的一个或另一个位于磁势能斜坡的顶部/位于所述磁势垒/磁化区域46之前的磁化部分38的最宽端。磁势垒的布局设置成使得在力的每个平衡角位置施加在擒纵轮上的磁力矩大于在擒纵轮到达力的平衡角位置之前由所述的磁势垒前面的磁势能斜坡/磁化部分38产生的最大磁力矩。

擒纵轮还包括分别与磁势能上升斜坡相关联的突出部分。所述突出部分由从圆盘40径向延伸的齿42形成，圆盘40与擒纵轮成一体并位于支承磁化结构36的盘34上方。所述齿分别位于相应的磁化部分38之后，位于其最宽端的一侧，并且部分叠加在相应的磁化区域46上。齿42布置成在启动时与机械擒纵叉瓦28和29配合，这将在随后更详细地披露。齿和机械擒纵叉瓦由非磁性材料形成。

在所示的有利变型中，齿在总平面中延伸，擒纵叉组件的两个机械擒纵叉瓦28、29也在总平面中延伸。两个磁体30、32分别由两个机械擒纵叉瓦支承，并且也位于所述总平面内。图中只显示了位于总平面下方的下部磁化结构。然而，在有利的变型中，擒纵轮还包括上部磁化结构，该上部磁化结构具有与下部磁化结构相同的构造，并且由优选由非磁性材料形成的上部圆盘支承。上部磁化结构和下部磁化结构一起形成周期性磁化结构。上部磁化结构和下部磁化结构具有相同的磁极性，与擒纵叉组件的两个磁体的磁极性相反，并且布置在几何平面的两侧，形成两个磁性擒纵叉瓦的所述两个磁体在几何平面中优选以相同的距离定位。

在更详细地描述本发明的主要目的之前，将描述所考虑的有利实施例的擒纵机构的特定特征，这使得能改善其正常运转(也就是说稳定运转：发生在启动阶段之后，基本上被提供给擒纵轮的力矩M_RE等于标称力矩或在为确保钟表机芯的正常运转——特别是擒纵轮的正确逐步旋转——而提供的值的范围内)。擒纵叉组件14和擒纵轮16布置成使得在正常运转中，在两个机械擒纵叉瓦中的一个或另一个已经紧接着擒纵叉组件的摆动爬上任何一个磁性势能上升斜坡之后，擒纵轮的齿42中的一个在相应的磁性擒纵叉瓦上经受至少一次冲击。发生所述冲击是为了至少部分耗散在所述摆动之后获得的擒纵轮的动能。擒纵轮的齿设置成在在擒纵机构中积累磁势能用于机械谐振器的下一个持续脉冲之后的擒纵轮的每一步中吸收所述擒纵轮的动能，并因此在其逐步旋转的每一步期间限制末端振荡。

在传统的机械钟表机芯的情况下，即没有用于以恒定力驱动擒纵轮的系统的情况下，规定对于在正常运转中提供给擒纵轮的力矩M_RE的整个值P_VM范围，在对应的磁性擒纵叉瓦已经爬上与所述对应的磁性擒纵叉瓦相关联的磁势能上升斜坡之一并且齿已经经历了至少一次第一冲击之后，在擒纵轮的任何一个齿42和擒纵叉组件的任何一个机械擒纵叉瓦之间发生至少一次第一冲击。

在一个主要的变型中，擒纵机构布置成在两个机械擒纵叉瓦中的任何一个抵靠擒纵轮的任何一个齿的所述至少一次第一冲击之后，并且在擒纵叉组件的下一次摆动之前，擒纵轮固定在根据定义对应于存在的力的平衡位置的角向停止位置，其中所述第一冲击暂时停止擒纵轮旋转越过角向抵接位置。

在优选的变型中，在正常运转中，一旦擒纵轮暂时停止，齿42压靠由两个机械擒纵叉瓦中的一个或另一个形成的擒纵叉组件的机械止挡。因此，擒纵机构是一种混合擒纵机构，也就是说是磁性和机械的混合擒纵机构。因此，对于传统的机芯，在正常运转中，对于力矩M_RE的值P_VM的整个范围，在擒纵轮的任何一个齿抵靠两个机械擒纵叉瓦中的任何一个的至少一次第一冲击之后，并且在擒纵叉组件的下一次摆动之前，擒纵轮暂时固定在角向停止位置，其中所述齿中的任何一个齿压靠所述机械擒纵叉瓦中的任何一个机械擒纵叉瓦。因此，每个角向停止位置由靠在机械擒纵叉瓦上的齿限定。

在一般变型中，对于在正常运转中提供给擒纵轮的所述力矩M_RE的所述值P_VM范围的至少一个上部，在对应的磁性擒纵叉瓦已经爬上与所述对应的磁性擒纵叉瓦和相关的齿相关联的磁势能上升斜坡之一之后，在擒纵轮的任何一个齿和擒纵叉组件的任何一个机械擒纵叉瓦之间发生至少一次第一冲击。在一般变型的特定变型中，当力矩M_RE在值P_VM范围的所述上部的至少一个上部区域中具有值时，在这种情况下已经经受所述至少一次第一冲击的齿，一旦在相应的角向停止位置暂时不动，则压靠在它所邻接的机械擒纵叉瓦上。

随后，将更具体地描述本发明的目的。通常，擒纵轮包括相对于其旋转轴的至少一个第一远侧部分，擒纵叉组件包括相对于其旋转轴的至少一个第二远侧部分。在所示实施例中，擒纵轮包括由齿42形成的多个第一远侧部分，擒纵叉组件包括分别由第一机械擒纵叉瓦28和第二机械擒纵叉瓦29形成的两个第二远侧部分。当钟表机芯由于退绕的发条而停止时，擒纵轮16也停止，机械谐振器2迅速休止(也就是说，它是非振荡的，并且没有任何动能)。随后，对于擒纵轮16的任意角位置θ(角向停止位置)，擒纵叉组件14处于取决于所述角位置的相应平衡角位置β_ER(θ)。通常，当机械谐振器休止时，它不一定位于其休止位置(摆轮游丝放松时的最小机械能位置)，因为由于本发明范围内提供的机械装置的磁性系统和/或擒纵机构，擒纵叉组件可以在该机械谐振器上施加一定的力，并在所述机械谐振器的摆轮游丝随后稍微拉紧的角位置移动该机械谐振器，从而施加小的恢复力。在这种情况下，对于擒纵轮的每个角位置θ，通常为由擒纵机构和机械谐振器组成的组件确定平衡位置，并且为擒纵叉组件确定平衡角位置β_ER(θ)。图2中的曲线50给出了取决于擒纵轮16的角位置θ的擒纵叉组件14的平衡角位置β_ER(θ)，该曲线50在中间位置具有基本上水平的区段，限定了擒纵叉组件14的零角位置，处于与所述擒纵叉组件的两个休止位置相等的角距离，擒纵叉组件的两个休止位置对应于擒纵叉组件往复运动的两个极限角值+/-β_MAX。当擒纵叉组件14处于中间位置‘0’时，机械谐振器2处于其休止位置，因此其平衡不会受到摆轮游丝的任何恢复力。通常，在所述后一种情况下，将会注意到，擒纵叉组件的平衡角位置β_ER(θ)在接近中间值或在所述中间值处可能存在一定的不确定性，但是所述不确定性(或可能的角平衡区域)非常小，数量级为擒纵叉组件的叉头18的两个角状部19a和19b之间的销10的间隙的数量级。然而，在所示的实施例中情况并非如此，因为擒纵机构12的磁性系统在处于机械谐振器的休止位置的不动的机械谐振器不向擒纵叉组件施加力的情况下将擒纵叉组件基本保持在角位置“0”。

当钟表机芯的发条盒退绕时(也就是说，所述发条盒的发条被放松，使得其提供给擒纵轮的力矩不再能够驱动擒纵轮)，擒纵轮停止在任何一个角位置θ，并且在机械谐振器2的振荡衰减一段时间后，所述机械谐振器2处于休止状态，擒纵叉组件处于相应的角位置β_ER(θ)。在这种情况下，提供了擒纵轮16的角位置范围PC_P1和角位置范围PC_P2，其中第一机械擒纵叉瓦28和第二机械擒纵叉瓦29分别与擒纵轮的多个齿42中的相应齿接触。随后，齿42和两个机械擒纵叉瓦28、29布置成使得擒纵叉组件14的平衡角位置β_ER(θ)在每个角位置范围PC_P1和角位置范围PC_P2的至少一个第一部分上是远离擒纵叉组件的中间位置‘0’的擒纵轮的角位置θ的单调函数，所述角位置θ在为擒纵轮提供的旋转方向上变化，如图2所示。此外，擒纵叉组件在角位置范围PC_P1和角位置范围PC_P2上的平衡角位置β_ER(θ)的最大绝对值AM_E严格小于擒纵叉组件两个休止位置的绝对角度值β_Max，如图2所示。

由于上述特征，在发条的重新上条过程中，使得擒纵轮16能够沿所提供的旋转方向(图1A至图1I中的顺时针方向)恢复旋转，两个机械擒纵叉瓦28、29中的至少一个与擒纵轮的齿42接触，从而可以向擒纵叉组件14提供机械启动力矩，并因此提供机械启动脉冲。因此，擒纵机构12的快速自启动以及机械钟表机芯的快速自启动成为可能。

特别地，擒纵轮16和擒纵叉组件14布置成当擒纵轮在启动阶段通过受到小于或等于正常运转中提供的力矩的启动力矩而从任何一个角位置开始旋转时，在所述擒纵轮到达下一个角位置范围PC_P1或角位置范围PC_P2之前，特别是具有所述单调函数的所述下一个角位置范围的所述至少一个第一部分之前，该擒纵轮不会遇到任何可能使其停止的磁性或机械作用源的抵接。此外，齿42和机械擒纵叉瓦28、29配置成使得在所述下一个角位置范围内，经受所述启动力矩的擒纵轮16不会由于齿和相关的机械擒纵叉瓦之间的接触而停止，而是相关的齿可以将至少大部分所述启动力矩传递给擒纵叉组件。应当注意，由于擒纵机构的特定磁性系统，所示的变型是特定的。实际上，在没有齿42的情况下，擒纵叉组件的平衡角位置将在擒纵轮的磁周期P_RE内基本保持为零，因此在所述擒纵轮旋转一整圈内保持为零。在这些条件下，应当理解，如果没有为此目的提供特定的装置，机械谐振器和相关擒纵机构将不会启动，以使得机械谐振器能够再次被致动，并且擒纵叉组件能够产生往复运动。

在第一有利变型中，如图1A至1C、1E和1G所示，在垂直于擒纵轮16的旋转轴并且其中心位于该旋转轴上的极坐标系R，θ中(见图1A至1I)，每个齿42具有如此倾斜的第一倾斜表面SI₁，使得当擒纵轮经过角位置范围PC_P1或角位置范围PC_P2中的对应的角位置θ范围时，并且当擒纵叉组件14至少部分地跟随曲线50(由对应于所述角位置范围的平衡角位置β_ER(θ)限定)的一部分时，第一机械擒纵叉瓦28和第二机械擒纵叉瓦29中的每一个在启动阶段可以在所述第一倾斜表面上滑动。对于极坐标系中的“倾斜表面”，可以理解为该倾斜表面既不是径向的，也不是切向的表面。

在第二个有利的变型中，也在图1A至1C、1E和1G中示出，在与擒纵轮相关联的极坐标系统R，θ中，擒纵叉组件的两个机械擒纵叉瓦中的每一个具有第二倾斜表面SI₂，当擒纵叉组件处于与角位置范围PC_P1和角位置范围PC_P2中的角位置范围的任何一个角位置θ相对应的任何一个平衡角位置β_ER(θ)时，所述机械擒纵叉瓦与擒纵轮的其中一个齿42接触。第二倾斜表面SI₂构造成当擒纵轮经过角位置范围PC_P1和角位置范围PC_P2中的角位置θ范围(该角位置θ范围与所述的齿和机械擒纵叉瓦相关)，并且当擒纵叉组件14至少部分地跟随曲线50(该曲线50由对应于所述角位置范围的平衡角位置β_ER(θ)限定)的一部分，使得每个齿42在启动阶段能够在所述第二倾斜表面上滑动。

参考图1A至1I，下文将最终描述根据本发明的混合擒纵机构12的启动顺序/启动阶段。图1A至1I示出了在包含所述组件的钟表机芯的发条盒上条期间，在钟表机芯由于其发条松弛而停止之后，在由机械谐振器2和擒纵机构12构成的组件启动时发生的一系列连续事件。在图1A中，钟表机芯停止，机械谐振器休止，擒纵叉组件处于相应的平衡角位置，该平衡角位置是擒纵叉组件的中间位置，限定了其零角位置。在不与齿42接触的情况下，产生等于“0”的所述平衡角位置(图2)，这是由于磁性擒纵叉瓦30、32与周期性磁化结构36的磁化部分38部分重叠的事实，每个磁化部分38处于对应于径向磁力的位置，该径向磁力在与擒纵轮相关联的极坐标系统中为正，这在擒纵叉组件上产生相互抵消的两个相反的磁力矩。

在图1B中，在启动时，用于驱动擒纵轮16的机构向所述擒纵轮施加力矩，使得其能够恢复所提供的顺时针旋转，并且齿42随后与机械擒纵叉瓦28接触(图1B中所示的事件)，从而在所述机械擒纵叉瓦上产生处于与擒纵叉组件14相关联的极坐标系r,β中的切向力F_TD，也就是说该切向力垂直于所述擒纵叉组件的旋转轴并且其中心位于其上。特别地，所述切向力F_TD通过齿和机械擒纵叉瓦之间的初始接触点位于两个倾斜表面SI₁和SI₂(见图1C)中的至少一个上这一事实获得，这两个倾斜表面在与擒纵轮相关联的极坐标系中分别由齿42和机械擒纵叉瓦28具有。擒纵轮由于施加到其上的启动力矩而继续旋转，然后齿的倒圆端部在机械擒纵叉瓦28的倾斜表面SI₂上滑动(在与擒纵轮相关联的极坐标系中倾斜)，直到接触点基本上位于所述倾斜表面SI₂的底部(图1C中所示的)，齿42在擒纵轮在图1B和图1C之间的整个旋转过程中施加切向力F_TD，并因此在擒纵叉组件14上施加启动力矩，擒纵叉组件14通过叉头18的角状部至少主要将启动力矩传递给机械谐振器2。因此，机械谐振器接收第一机械启动脉冲，通过启动振荡，使机械谐振器有可能再次被致动。在特定的变型中，倾斜表面SI₁和SI₂是倾斜平面。应该注意的是，在齿和机械擒纵叉瓦接触期间启动时，如图所示，具有与相应的倾斜表面SI₁和SI₂重叠的磁势垒46是有利的，以便能够在与和齿接触的机械擒纵叉瓦相关联的磁体上产生一定的磁斥力。所述磁斥力减小了齿和机械擒纵叉瓦之间的接触力，因此减小了一个在另一个上的滑动期间的摩擦力，其与擒纵轮的旋转以及由此产生的启动相反。对于施加到擒纵轮的更大范围的力矩来说，所述特定构造有助于自启动的发生。

在另一种变型中，该变型类似于所示的变型，但是其中擒纵叉组件具有较长的机械擒纵叉瓦，在启动阶段，当擒纵轮顺时针旋转时，机械擒纵叉瓦28的进瓦和机械擒纵叉瓦29的出瓦通过在齿的倾斜表面SI₁上滑动并且随后只有齿的倒圆端部在机械擒纵叉瓦的倾斜表面SI₂上滑动而启动，如上所述。因此，可以理解带有两个倾斜表面SI₁和SI₂的擒纵机构的结构具有好处，如图所示，其中倾斜表面SI₁的斜率略大于倾斜表面SI₂的斜率，同时在由擒纵机构和机械谐振器形成的组件的启动阶段，齿和机械擒纵叉瓦相接触。在上述有利的变型中，在启动阶段，每个角接触区域对应于两个倾斜平面SI₁和SI₂中的一个和/或另一个上的接触点。在一般变型中，只有齿或两个擒纵叉瓦各自具有倾斜表面，而相应地两个擒纵叉瓦或齿各自具有突出部分，该突出部分构造成能够在开始时在相应的角接触区域中沿着每个所述倾斜表面滑动。对于擒纵叉组件，在与其相关的极坐标系中，启动时的角接触区域，即启动时有接触的角位置区域β(θ)，基本上由先前定义的平衡角位置β_ER(θ)的曲线50在擒纵轮的相应角接触区域上给出(图2)。

在图1D中，可以看到机械谐振器2和擒纵叉组件14在其两个休止位置之一的振荡的第一振动的低振幅。随后，在图1E中，当销10再次位于擒纵叉组件的叉头18中时，通过机械擒纵叉瓦29和齿42之间的接触产生新的机械脉冲，该新的机械脉冲被施加到擒纵叉组件并经由叉头18和与摆轮成一体的销10传递到机械谐振器的摆轮。更具体地，齿的端部抵靠机械擒纵叉瓦29的倾斜表面SI₂，并可选地在所述倾斜表面的一部分上滑动，产生由擒纵机构的磁性系统产生的第一磁启动脉冲之外的机械脉冲。因此，一定的能量被再次传输到机械谐振器2，当擒纵轮旋转得稍快时，机械谐振器2的振荡幅度增加。结果，当相应的磁性擒纵叉瓦能够完全爬过磁势能斜坡38时，一个齿抵靠在机械擒纵叉瓦28的抵靠表面上，如图1F所示。从那一刻起，机械自启动系统可以停止活动，并允许连接到机械谐振器的摆轮的擒纵机构的磁性系统产生磁力脉冲，以维持机械谐振器的振荡。

在图1G中，可以看到擒纵机构提供了第一个完全磁性的持续脉冲，在擒纵叉组件的摆动已经变得比之前振动期间更快的情况下，没有齿接触机械擒纵叉瓦28的倾斜表面。图1H和1I示出了由机械谐振器2和擒纵机构12形成的组件，该组件处于出现对应于钟表机芯的正常运转的静止运行阶段之前的短暂的过渡阶段，该钟表机芯的发条已经再次上条。

Claims (11)

1.一种钟表机芯，包括机械谐振器(2)和与所述机械谐振器相关联的擒纵机构(12)，该擒纵机构包括擒纵轮(16)和与该机械谐振器分离的擒纵叉组件(14)，所述擒纵轮具有第一旋转轴，所述擒纵叉组件具有不同于该机械谐振器的旋转轴的第二旋转轴；所述机械谐振器如此连接到所述擒纵叉组件，使得当所述机械谐振器振荡时，所述擒纵叉组件能在两个休止位置之间往复运动，该擒纵叉组件在相继的时间间隔期间交替地停留在所述两个休止位置；所述擒纵叉组件包括由磁体形成的至少一个磁性擒纵叉瓦，并且所述擒纵轮包括周期性磁化结构(36),该周期性磁化结构为所述磁性擒纵叉瓦限定了多个磁势能上升斜坡(38)，每个所述磁势能上升斜坡设置成使得当所述擒纵叉组件处于所述两个休止位置中的相应休止位置时以及当提供给所述擒纵轮的力矩等于标称力矩或处于为钟表机芯的正常运转所提供的力矩值的范围内时，所述磁性擒纵叉瓦能够爬上所述磁势能上升斜坡，所述磁性擒纵叉瓦和周期性磁化结构布置成使得在所述磁性擒纵叉瓦已经爬上任何一个所述磁势能上升斜坡之后，当该擒纵叉组件从使得所述磁性擒纵叉瓦能够爬过所述磁势能上升斜坡中的任何一个的所述两个休止位置中的一个休止位置摆动到另一个休止位置时，所述擒纵叉组件在其往复运动的方向上经受磁力脉冲；

其特征在于，所述擒纵轮包括相对于所述第一旋转轴的至少一个第一远侧部分(42)，该擒纵叉组件包括相对于所述第二旋转轴的至少一个第二远侧部分(28，29)；其中，当所述机械谐振器休止时，对于所述擒纵轮的任何角位置(θ)，该擒纵叉组件在停止时具有取决于所述角位置的平衡角位置(β_ER(θ))；其中，对于所述擒纵轮的至少一个角位置范围(PC_P1，PC_P2)内的任何角位置，所述第一远侧部分和所述第二远侧部分在所述机械谐振器休止时并且所述擒纵叉组件处于对应的平衡角位置(β_ER(θ))时彼此接触，所述第一远侧部分和所述第二远侧部分布置成使得在该擒纵轮的所述至少一个角位置范围中的每个角位置范围的至少一个第一部分上，所述擒纵叉组件的平衡角位置(β_ER(θ))是所述擒纵轮的角位置(θ)的单调函数，所述擒纵轮随着为所述擒纵轮提供的旋转方向上的所述角位置(θ)的变化而远离所述擒纵叉组件的中间位置，所述中间位置为所述擒纵叉组件限定了与该擒纵叉组件的所述两个休止位置等角距离的零角位置；并且在所述至少一个角位置范围内，所述擒纵叉组件的平衡角位置(β_ER(θ))的最大绝对值(AM_E)严格小于所述两个休止位置的绝对角度值(β_Max)。

2.根据权利要求1所述的钟表机芯，其特征在于，所述擒纵轮(16)和所述擒纵叉组件(14)布置成使得当所述擒纵轮在启动阶段通过受到小于或等于所述力矩的启动力矩而从所述角位置(θ)中的任何一个开始旋转时，在所述擒纵轮到达所述至少一个角位置范围(PC_P1，PC_P2)中的下一个角位置范围之前，所述擒纵轮不会遇到任何可能使其停止的磁性或机械作用源的抵接，在所述下一个角位置范围的至少一部分上，所述至少一个第一远侧部分和所述至少一个第二远侧部分随后接触；并且所述至少一个第一远侧部分和所述至少一个第二远侧部分构造成使得在所述下一个角位置范围内，受到所述启动力矩的擒纵轮不会由于所述第一远侧部分和所述第二远侧部分之间的接触而停止，而是所述第一远侧部分能够将至少大部分所述启动力矩传递给所述擒纵叉组件。

3.根据权利要求1或2所述的钟表机芯，其特征在于，在垂直于所述第一旋转轴并且其中心位于该第一旋转轴上的极坐标系(R，θ)中，所述至少一个第一远侧部分中的每个第一远侧部分(42)具有第一倾斜表面(SI₁)，使得当所述擒纵轮经过所述至少一个角位置范围(PC_P1，PC_P2)中的对应的角位置范围时，并且当所述擒纵叉组件在角度上跟随由对应的平衡角位置(β_ER(θ))限定的曲线(50)时，所述至少一个第二远侧部分(28，29)中的每一个能够在所述第一倾斜表面上滑动。

4.根据权利要求1或2所述的钟表机芯，其特征在于，在垂直于所述第一旋转轴并且其中心位于该第一旋转轴上的极坐标系(R，θ)中，所述至少一个第二远侧部分中的每个第二远侧部分(28，29)具有第二倾斜表面(SI₂)，当所述擒纵叉组件(14)处于与所述至少一个角位置范围中的角位置范围内的任一角位置对应的所述平衡角位置β_ER(θ)中的任一个时，其中所述第二远侧部分与所述至少一个第一远侧部分(PC_P1，PC_P2)中的第一远侧部分接触，所述第二倾斜表面构造成使得当所述擒纵轮经过所述至少一个角位置范围中的角位置范围时，并且当所述擒纵叉组件在角度上跟随由相应的平衡角位置β_ER(θ)限定的曲线(50)时，所述至少一个第一远侧部分中的每个第一远侧部分(42)能够在所述第二倾斜表面上相对于所述第一远侧部分和所述第二远侧部分上滑动。

5.根据权利要求1所述的钟表机芯，其中所述磁性擒纵叉瓦是第一磁性擒纵叉瓦(30)，并且所述第二远侧部分是与所述第一磁性擒纵叉瓦相关联的第一机械擒纵叉瓦(28)；其特征在于，所述擒纵叉组件包括第二磁性擒纵叉瓦(32)和与所述第二磁性擒纵叉瓦相关联的第二机械擒纵叉瓦(29)，所述周期性磁化结构(36)和所述擒纵叉组件(14)布置成使得所述多个磁势能上升斜坡(38)也被限定用于第二磁性擒纵叉瓦，当提供给所述擒纵轮的力矩等于所述标称力矩或处于为钟表机芯的正常运转所提供的力矩值的范围内时，所述第一磁性擒纵叉瓦和所述第二磁性擒纵叉瓦中的每一个相继爬过所述磁势能上升斜坡，当所述擒纵叉组件周期性地分别处于所述两个休止位置中的第一休止位置和第二休止位置时，在所述擒纵叉组件的往复运动期间所述第一磁性擒纵叉瓦和所述第二磁性擒纵叉瓦交替爬过所述磁势能上升斜坡；所述第二磁性擒纵叉瓦(32)和所述多个磁势能上升斜坡布置成使得当所述擒纵叉组件从该第二休止位置摆动到该第一休止位置时，在所述第二磁性擒纵叉瓦已经爬过任何一个所述磁势能上升斜坡之后，所述擒纵叉组件(14)在其运动方向上经受磁力脉冲；并且其中所述多个磁势能上升斜坡中的每个磁势能上升斜坡与不同于构成所述至少一个第一远侧部分的多个突出部分(42)的突出部分相关联。

6.根据权利要求5所述的钟表机芯，其特征在于，所述擒纵叉组件(14)的所述第一机械擒纵叉瓦(28)和所述第二机械擒纵叉瓦(29)在正常运转中为所述多个突出部分限定两个机械止挡；并且所述擒纵叉组件和所述擒纵轮布置成使得当所述擒纵叉组件进行所述往复运动并且提供给该擒纵轮的所述力矩等于所述标称力矩或者处于所述力矩值范围的至少一个上部中时，并且在所述第一磁性擒纵叉瓦或所述第二磁性擒纵叉瓦随着所述擒纵叉组件在对应的第一休止位置或第二休止位置摆动而爬过任何一个所述磁势能上升斜坡之后，与所述磁势能上升斜坡中的所述任一个磁势能上升斜坡相关联的擒纵轮(16)的突出部分(42)在所述擒纵叉组件的所述第一机械擒纵叉瓦或所述第二机械擒纵叉瓦上经受至少一次第一冲击，所述第一冲击暂时停止所述擒纵轮旋转越过由所述第一机械擒纵叉瓦或所述第二机械擒纵叉瓦(28，29)限定的角向邻接位置，并且所述第一冲击的发生至少部分地耗散在所述摆动之后所述擒纵轮获得的动能。

7.根据权利要求6所述的钟表机芯，其特征在于，所述擒纵轮(12)布置成在所述第一冲击之后并且在所述擒纵叉组件(14)的下一次摆动之前，所述擒纵轮暂时静止在角向停止位置。

8.根据权利要求7所述的钟表机芯，其特征在于，当提供给所述擒纵轮的力矩等于标称力矩或处于所述力矩值范围的所述上部的至少一个上部区域内时，一旦所述擒纵轮在所述角向停止位置暂时不动，已经经受所述第一冲击的突出部分(42)则压靠在所述第一机械擒纵叉瓦或所述第二机械擒纵叉瓦上，使得所述角向停止位置为所述角向抵接位置。

9.根据权利要求7所述的钟表机芯，其特征在于，对于所述力矩值范围内的任何力矩，所述至少一次第一冲击由与任何一个所述磁势能上升斜坡相关联的擒纵轮的突出部分(42)经受；并且一旦所述擒纵轮暂时停止，所述突出部分则压靠在所述第一机械擒纵叉瓦或所述第二机械擒纵叉瓦上。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的钟表机芯，其特征在于，所述周期性磁化结构(36)布置成使得其外周基本上是圆形的，分别限定所述磁势能斜坡的所述周期性磁化结构的圆弧部分(38)围绕所述第一旋转轴呈圆形布置。

11.根据权利要求5至9中任一项所述的钟表机芯，其特征在于，所述突出部分由齿(42)形成，所述齿在总平面中延伸，支承所述磁体中的一个磁体的第一机械擒纵叉瓦(28)和支承另一磁体的第二机械擒纵叉瓦(29)也在所述总平面中延伸，所述另一磁体形成也位于该总平面中的第二磁性擒纵叉瓦(32)。

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