包括设有周期性构型的磁化结构的旋转元件的钟表机芯 |
|||||||
| 申请号 | CN202010691556.5 | 申请日 | 2020-07-17 | 公开(公告)号 | CN112241120B | 公开(公告)日 | 2021-12-24 |
| 申请人 | 斯沃奇集团研究和开发有限公司; | 发明人 | G·迪多梅尼科; M·斯特兰策尔; B·雷格瑞特; R·皮盖; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种钟表 机芯 ，其包括由设有环形磁化结构(12A)的 磁性 擒纵轮 (6A)和擒纵叉形成的磁性 擒纵机构 ，擒纵叉的轴(18)由 铁 磁材料形成。可以观察到擒纵叉轴在擒纵轮上施加磁性干扰 力 矩，这是由于环形磁化结构具有限定它的至少一个物理参数的 角 度变化，使得磁性引力作为擒纵轮的角 位置 的函数而变化，并且具有切向分量。根据本发明，在钟表机芯中结合磁性补偿销(32)，该磁性补偿销布置成使得其施加在擒纵轮上的第二磁性干扰力矩相对于擒纵叉轴产生的第一磁性干扰力矩具有角 相移 ，以便很大程度上补偿该第一磁性干扰力矩。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种钟表机芯，包括由旋转元件(6A；36)和第一组磁性元件组成的机构，所述旋转元件设置有环形磁化结构(12A‑12B；38A)，所述环形磁化结构呈现出限定所述环形磁化结构的至少一个物理参数随角度的变化，所述第一组磁性元件由一个功能磁性元件(18)或多个功能磁性元件(18A，42)形成，所述第一组磁性元件不与所述旋转元件一体旋转，并且总体上与所述环形磁化结构具有第一磁性相互作用，该第一磁性相互作用在所述旋转元件上产生第一磁性干扰力矩(30；44)；其特征在于，所述钟表机芯还包括第二组磁性元件，所述第二组磁性元件包括不构成任何钟表机芯机构的一部分的一个磁性补偿元件(32；32A)或多个磁性补偿元件(32B，32C；50，52)，所述第二组磁性元件不与所述旋转元件一体旋转，并且总体上与所述环形磁化结构具有第二磁性相互作用，该第二磁性相互作用在所述旋转元件上产生第二磁性干扰力矩；并且，所述第二组磁性元件相对于所述第一组磁性元件布置成使得：所述第一磁性干扰力矩和第二磁性干扰力矩相加得到的最大绝对力矩值(34；46)低于所述第一磁性干扰力矩的最大绝对值。 |
||||||
| 说明书全文 | 包括设有周期性构型的磁化结构的旋转元件的钟表机芯技术领域[0001] 本发明涉及这样的钟表机芯：该钟表机芯设置有参与到钟表机芯的至少一个磁性系统的至少一个旋转元件，该旋转元件设置有环形磁化结构，该环形磁化结构具有限定该环形磁化结构的至少一个物理参数的角度变化。 背景技术[0003] 从现有技术中已知包括参与钟表机芯运行的至少一个磁性系统的各种钟表机芯。特别地，已知的钟表机芯装备有磁性系统形成的磁性擒纵机构，擒纵叉承载的至少一个磁体以及至少一个擒纵轮参与其中。这种磁性擒纵机构特别是在专利文献EP2887157、EP3128379、EP3208667、EP3217227和CH712154中有所描述。还有一些已知的钟表机芯具有不带止动装置的磁性擒纵机构，其中磁性系统的一部分由钟表机芯的机械谐振器承载，而另一部分由擒纵轮承载。这种钟表机芯特别是在专利文献CH709031和CH713070中有所描述。 发明内容[0004] 当旋转元件承载环形磁化结构并且环形磁化结构具有限定环形磁化结构的至少一个物理参数的角度变化时，发明人观察到，在存在至少一个尤其位于旋转元件外围的铁磁部件的情况下，不仅该铁磁部件在环形磁化结构上施加径向吸引力，使得在旋转元件的轴的轴承中产生寄生摩擦力，而且旋转元件还受到根据旋转元件的角位置而变化的磁性干扰力矩。这种磁性干扰力矩干扰了旋转元件所参与的磁性系统的正常运行，特别是在具有前述旋转元件类型的擒纵轮的磁性擒纵机构的情况下。 [0005] 在注意到这个技术问题之后，发明人寻求技术解决方案。首先想到的是移除旋转元件附近的磁性元件(磁体和由铁磁材料制成的元件)，或者将它们移动到距旋转元件足够远的地方，使得它们与环形磁化结构的相互作用可以忽略不计。然而，改变为钟表机芯的各种部件和元件选择的材料通常并不容易。因此，尽管已知用于制造旋转元件的心轴/轴的非铁磁性材料，但出于其他技术原因或制造成本问题，有时优选的是保留钢，特别是用于这种心轴/轴。其次，在不改变钟表机芯的设计的情况下，通常不可能将磁性元件移离所讨论的旋转元件的环境。例如，具有钢质轴的磁性擒纵叉必须保留在磁性擒纵轮的外围，该磁性擒纵叉与该磁性擒纵轮是关联的。因此，发明人决定寻求一种技术解决方案来克服该特定的技术问题，即，所表现出的磁性干扰力矩，这要求既不必改变设有具有至少一个物理参数的角变化的磁化结构的旋转元件的环境中的磁性元件的性质，也不必修改钟表机芯的设计，即其各种功能部件和它们之间的相互作用。 [0006] 为此，本发明涉及一种钟表机芯，该钟表机芯包括由旋转元件和第一组磁性元件形成的机构，该旋转元件设置有环形磁化结构，该环形磁化结构呈现出限定该环形磁化结构的至少一个物理参数的角度变化，该第一组磁性元件由一个功能磁性元件或多个功能磁性元件组成，该第一组磁性元件不与旋转元件一体旋转，并且总体上与环形磁化结构具有第一磁性相互作用，该第一磁性相互作用在旋转元件上产生第一磁性干扰力矩。该钟表机芯还包括第二组磁性元件，该第二组磁性元件由不构成任何钟表机芯机构的一部分的一个磁性补偿元件或多个磁性补偿元件组成，该第二组磁性元件不与旋转元件一体旋转，并且总体上与环形磁化结构具有第二磁性相互作用，该第二磁性相互作用在旋转元件上产生第二磁性干扰力矩。第二组磁性元件相对于第一组磁性元件布置成使得：由第一磁性干扰力矩与第二磁性干扰力矩相加得到的最大绝对力矩值低于第一磁性干扰力矩的最大绝对值。 [0007] 根据一个主要实施例，作为旋转元件的角位置的函数的第一磁性干扰力矩限定了第一正弦类型曲线，该曲线具有等于350°/N或360°/N的角度周期，其中N是大于1的整数(N>1)。此外，第二组磁性元件相对于第一组磁性元件布置为使得：作为旋转元件的角位置的函数的第二磁性干扰力矩限定了同样具有所述角度周期的第二正弦类型曲线，并且第一和第二磁性干扰力矩之间具有基本上等于180°的角相移/相位差。 [0008] 根据一个改进的实施例，第二组磁性元件由基本上具有相同配置的K个磁性补偿元件或K组磁性补偿元件组成，K是大于1的整数(K>1)。所述K个磁性补偿元件或K组磁性补偿元件布置成使得：由所述K个磁性补偿元件或K组磁性补偿元件分别在旋转元件上产生的K个磁性干扰力矩分别相对于第一磁性干扰力矩具有K个角相移，这些角相移分别基本上等于J·360°/(K+1)，其中J是从1到K的整数，即J＝1，...，K。 [0009] 由于本发明主题的特征，通过在围绕旋转元件的空间中添加至少一个磁性补偿元件，减小了由至少一个功能磁性元件施加在设置有环形磁化结构的旋转元件上的总的磁性干扰力矩。 [0011] 下面将结合附图以非限制性示例的方式更详细地描述本发明，其中: [0012] ‑图1是专利文献EP3208667中公开的设有磁性擒纵机构的机械钟表机芯的局部简化视图。 [0013] ‑图2是专利文献EP3208667中所公开类型的磁性擒纵机构的横截面图。 [0014] ‑图3是图2的磁性擒纵机构的局部水平截面图。 [0015] ‑图4示出对于图2和3的磁性擒纵机构，由磁性擒纵叉轴根据擒纵轮的角位置而在擒纵轮上产生的干扰力矩的曲线。 [0016] ‑图5部分示出了根据本发明的机械机芯的第一实施例。 [0017] ‑图6示出了在第一实施例中施加在擒纵轮上的剩余干扰力矩的曲线，该曲线是擒纵轮的角位置的函数。 [0018] ‑图7部分示出了根据本发明的机械机芯的第二实施例。 [0019] ‑图8A和8B分别示出了在第二实施例中，由擒纵叉轴和中间轮副的心轴分别在擒纵轮上产生的干扰力矩的两条曲线，这两条曲线是擒纵轮的角位置的函数。 [0020] ‑图8C示出了在第二实施例中由功能磁性元件总体施加在擒纵轮上的干扰力矩，该功能磁性元件是擒纵叉轴和中间轮副的心轴。 [0021] ‑图8D示出了在第二实施例中作为其角位置的函数施加在擒纵轮上的剩余干扰力矩。 [0022] ‑图9部分示出了根据本发明的机械机芯的第三实施例。 [0023] ‑图10示出了在第三实施例中作为其角位置的函数施加在擒纵轮上的剩余干扰力矩。 [0024] ‑图11部分示出了根据本发明的机械机芯的第四实施例。 [0025] ‑图12示出了在第四实施例中作为其角位置的函数施加在擒纵轮上的剩余干扰力矩。 具体实施方式[0026] 参考图1至图4，下文将描述现有技术的机械钟表机芯2，以便更好地凸显由这种钟表机芯引起的技术问题，这种钟表机芯设置有摆轮4和磁性擒纵机构，该磁性擒纵机构由磁性擒纵叉8和擒纵轮形成，该擒纵轮在图1的变型中用标号6表示，在图2和图3的变型中用标号6A表示。磁性擒纵叉设有布置在两个臂的自由端的两个磁性擒纵叉瓦9、10。 [0027] 在图1的变型中，擒纵轮6包括非磁性支承件11，其上设置有结构化磁化层12，该结构化磁化层12单独形成擒纵轮的环形磁化结构。该结构化磁化层具有磁化轨道14，该磁化轨道14沿着总体圆形但是具有凸出部分(即向外的部分)14a和凹入部分(即向内的部分)14b的线围绕擒纵轮的心轴20。此外，结构化磁化层12具有外部磁化区域16和内部磁化区域 17，它们分别位于磁化轨道14的两侧，并且为擒纵叉8的磁性擒纵叉瓦限定了磁屏障。这种磁性擒纵机构的运行在以上本发明“背景技术”中引用的文献中有所描述，因此可以参考这些文献来理解。 [0028] 在图2和图3的变型中，擒纵轮6A包括两个结构化磁化层12A和12B，每个磁化层都与图1的层12相同，并且轴向地面对彼此布置，层12A的区域16和17叠置在层12B的相应区域上。两个层12A和12B布置在由非磁性材料制成的两个相应的支承件11A和11B上，支承件11A和11B固定地安装在心轴20上，心轴20包括擒纵轮6A的驱动小齿轮22。所述两个结构化磁化层位于由两个支承件11A、11B限定的中间空间一侧，并且该中间空间被擒纵叉8的两个臂的两个相应端部穿入，从而允许擒纵叉的磁性擒纵叉瓦与两个层12A和12B之间的磁性相互作用。所述两个结构化磁化层12A、12B一起形成磁性擒纵轮6A的环形磁化结构。两个层12A、12B均具有恒定的厚度，使得环形磁化结构也具有恒定的轴向厚度。 [0029] 如“发明内容”中所述，由于各种原因，擒纵叉轴18在这里由铁磁材料制成。总体而言，在本发明的上下文中，考虑一种钟表机芯，其包括由旋转元件和第一组磁性元件形成的机构，该旋转元件设置有环形磁化结构，该环形磁化结构具有限定该环形磁化结构的至少一个物理参数的角度变化，该第一组磁性元件由至少一个功能磁性元件组成，该第一组磁性元件不与旋转元件一体旋转，并且与环形磁化结构总体上具有第一磁性相互作用。在本发明“具体实施方式”部分所考虑的例子中，所述旋转元件是磁性擒纵轮。然而，所述旋转元件可以是其它部件，尤其是摆轮。因而，在所考虑的例子中，第一组磁性元件包括由铁磁材料制成的至少一个心轴，特别是与擒纵轮相关联的擒纵叉轴和/或位于该擒纵轮附近的中间轮副的心轴，该中间轮副形成将力矩从发条盒传递到擒纵轮的传动系。应当理解，本发明不仅仅局限于由铁磁材料制成的心轴，而是可适用于能够布置在紧邻相关旋转元件(特别是磁性擒纵轮)的周边处并且能够表现出与其环形磁化结构的显著磁性相互作用的任何其他磁性元件。“磁性元件”是指磁体、铁磁元件或这两者的组合。 [0030] 应当注意，在图2和3所考虑的变型中，实际上环形磁化结构的两个物理参数都呈现出角度变化，这两个物理参数是每个结构化磁化层12A、12B的径向宽度和每个结构化磁化层到擒纵轮6A的旋转轴线21的平均距离。两个层12A、12B的和因而环形磁化结构的径向宽度和到旋转轴线的平均距离的角度变化是周期性的，使得环形磁化结构具有等于360°/N的角度周期，其中N是大于1的整数(N>1)。特别地，在所考虑的变型中，环形磁化结构具有等于360°/N且N＝6的角度周期PA，即60°或π/3[rad]的角度周期。 [0031] 铁磁性轴18形成回转体，使得不管擒纵叉8的角度位置如何，铁磁性轴18所限定的磁性材料的体积都保持不变。因此，由于轮6A包括周期性的环形磁化结构，所以磁性轴18与轮6A的环形磁化结构12A‑12B之间的第一磁性相互作用在所述轮上产生第一磁性干扰力矩，该第一磁性干扰力矩基本上仅取决于轮6A的角度位置，并且作为轮6A的角度位置的函数而周期性变化，在所考虑的变型中，轮6A具有与环形磁化结构12A‑12B相同的角度周期PA，这里为60°或π/3[rad]。图4中示出了第一磁性干扰力矩曲线30的一部分。 [0032] 虽然没有精确定义函数F(θ)＝A˙sinθ，但是曲线30属于正弦类型。“正弦类型曲线”是指正负交替变化的曲线，其中各个正极值接近——通常相同，但可能略有不同，并且各个负极值接近——通常相同，但可能略有不同。此外，正极值和负值在绝对值上彼此接近，优选几乎相同，但是它们可以在一定程度上——例如10％到20％——不同。在这种曲线中，其中周期是两个正极值或(以同等方式)两个负极值之间的角度距离，可以识别出一种周期性特征。最后，形成这种曲线的周期的两个半周期可以具有不同的值，如图4中曲线30的情况，但是两个半周期具有基本相同的值是有利的。 [0033] 在图5所示的本发明的第一实施例中，钟表机芯在其组成机构方面类似于上述现有技术中的钟表机芯，并且它还包括形状类似于磁性轴18的磁性补偿元件32，或者更一般地说，该磁性补偿元件32配置成在环形磁化结构上——特别是在形成环形磁化结构的结构化磁化层12A上——产生与轴18所产生的力矩(图4)强度基本相同的力矩。该磁性补偿元件32在此由磁性销构成，该磁性销布置在磁性擒纵轮的外围并且由铁磁材料形成，并且该磁性补偿元件32布置成相对于磁性轴具有一定的角度偏移，该角度偏移被添加到周期性结构化磁化层12A的角度周期，并且因此被添加到周期性环形磁化结构的角度周期。由磁性销32产生的第二磁性干扰力矩限定了与图4的曲线30相似的曲线，但是第一和第二磁性干扰力矩之间具有大约180°的相移/相位差，优选为180°。此180°相移对应于磁性轴18与磁性销32之间的角相移，该角相移等于[(2M‑1)/N]·180°，其中N是环形磁化结构的角度周期的数目，在所示的例子中N＝6，并且M是小于或等于N的正整数。 [0034] 优选地，磁性销32布置在功能性磁性轴18的直径相对侧，以便还在很大程度上补偿由轴18施加在擒纵轮6A上的磁性吸引力。由第一和第二磁性干扰力矩相加产生的力矩如图6所示。首先，可以观察到该合成力矩的最大绝对值V2小于图4所示的第一磁性干扰力矩的最大绝对值V1。在这里讨论的例子中，该合成力矩的最大绝对值V2略小于第一磁性干扰力矩的最大绝对值V1的一半。其次，还可以观察到合成力矩曲线34的周期等于结构化磁化层12A的角度周期PA的一半，因此等于环形磁化结构的角度周期PA的一半。这很容易解释，因为180°相移补偿轴的设置产生了对于擒纵轮6A的一个半周期PA/2旋转来说相同的磁性配置。如果曲线30被分解成傅立叶级数，则两个这样的180°相移曲线的相加会抵消n＝1阶的谐波(也称为基频)，但是使n＝2阶的谐波——其周期等于基频周期的一半——加倍，该基频周期等于第一磁性干扰力矩的曲线30的周期PA。 [0035] 通常，钟表机芯还包括第二组磁性元件，该第二组磁性元件由不构成任何钟表机芯机构的一部分的一个磁性补偿元件或多个磁性补偿元件组成，该第二组磁性元件不与旋转元件一体旋转，并且总体上与环形磁化结构具有第二磁性相互作用，该第二磁性相互作用在旋转元件上产生第二磁性干扰力矩。根据本发明，第二组磁性元件相对于第一组磁性元件布置成使得由第一和第二磁性干扰力矩的相加产生的最大绝对力矩值低于第一磁性干扰力矩的最大绝对值。 [0036] 在与上述第一实施例相对应的主要实施例中，作为旋转元件的角位置的函数的第一磁性干扰力矩限定了第一正弦类型曲线，该曲线具有等于350°/N或360°/N的角度周期，其中N是大于1的整数(N>1)。此外，第二组磁性元件相对于第一组磁性元件布置成使得作为所述旋转元件的角位置的函数的第二磁性干扰力矩限定了同样具有所述角度周期的第二正弦类型曲线，并且使得第一和第二磁性干扰力矩之间具有基本上等于180°的角相移。 [0037] 下面将参照图7和8A至8D描述同样对应于前述主要实施例的第二实施例。在图7中部分示出的钟表机芯包括磁性擒纵轮36，该擒纵轮36设置有环形磁化结构，其如图2所示由两个结构化磁化层形成，在图7中仅出现下层38A。该擒纵轮包括心轴20和承载下磁化层38A的非磁性支承件40。该擒纵轮布置成围绕旋转轴线21旋转。它与磁性擒纵叉8A相关联，磁性擒纵叉8A由磁性轴18A和以虚线表示的两个非磁性臂组成，这两个非磁性臂在其自由端分别承载两个磁化擒纵叉瓦9、10。结构化磁化层38A和由该结构化磁化层形成的环形磁化结构与层12A以及图5的环形磁化结构的不同之处在于新的配置。 [0038] 由结构化磁化层38A形成的或如图2所示由两个这样叠加的层形成的环形磁化结构限定了对于磁性擒纵叉的磁屏障17A，这些磁屏障17A以角度周期PA在角度上偏移。应当注意，在所考虑的有利变型中，仅提供了内部磁化区域17A。层38A具有恒定的厚度，并且限定了具有可变径向宽度的磁化轨道14A。优选地，该环形磁化结构配置成使得其外部轮廓基本是圆形且连续的，如图7的有利变型的情况。在具有两个结构化磁化层的结构的情况下，“圆形外部轮廓”意味着每个层具有基本上圆形的外部轮廓。在这种情况下，优选地，两个结构化磁化层的直径相等，使得这两个层的外部轮廓限定圆筒形几何表面。环形磁化结构的这种布置使得一方面可以减小由擒纵轮36外围处的一个或多个功能磁性元件产生的第一磁性干扰力矩，另一方面可以减小合成力矩(来自第一磁性干扰力矩和由补偿销产生的磁性干扰力矩的相加)的最大绝对值与第一磁性干扰力矩的最大绝对值之间的比值。 [0039] 第二实施例与第一实施例的不同之处还在于，在紧邻擒纵轮的外周处具有两个磁性功能元件，这里是擒纵叉8A的磁性轴18A和一个中间轮副的磁性心轴42，该中间轮副形成擒纵轮和钟表机芯的发条盒之间的传动系，并与擒纵轮的小齿轮啮合。图8A和8B表示分别由两个磁性心轴18A和42(至少部分由铁磁材料制成)产生的单独的磁性力矩。图8C表示除了位于擒纵轮36的环形磁化结构附近的擒纵叉的磁性擒纵叉瓦以外，由这些功能磁性元件总体上产生的第一磁性干扰力矩的曲线44。可以观察到，各个磁性力矩都具有周期性曲线，这些周期性曲线具有环形磁化结构的角度周期PA，该角度周期PA等于30°，即360°/N，其中N＝12，对应于图7的环形磁化结构的角度周期的数目。其次，可以观察到由心轴42产生的单个磁性力矩占主导地位。最后，相对于结构化磁化层38A的角度周期PA在两个心轴18A和42之间具有相对较小角度偏移的条件下，第一磁性干扰力矩(图8C)具有接近图8B的曲线44，其同样具有周期PA，这两条曲线之间具有一定的相移。 [0040] 优选地，磁性补偿销32A布置成使得它施加在擒纵轮上的形成第二磁性干扰力矩的单独磁性力矩与第一磁性干扰力矩——而不是与铁磁心轴42的单独磁性力矩(图8B)——具有180°的角相移，尽管铁磁心轴42的单独磁性力矩在很大程度上占主导地位。其次，在由功能磁性元件组成的第一组磁性元件具有两个功能磁性元件的条件下，销32A被设计成优化其产生的补偿，特别是其直径和/或其到旋转轴线21的距离被调整，使得由补偿销 32A产生的第二磁性干扰力矩的最大绝对值为第一磁性干扰力矩提供最佳补偿，并且使得第一和第二磁性干扰力矩的相加所得的合成力矩——其曲线46在图8D中给出——因此具有尽可能最小的振幅，即尽可能最小的最大绝对值。 [0041] 由于结构化磁化层38A的构造，并因此由于它形成的环形磁化结构，以及由于磁性补偿销32A的布置，由前述第一和第二磁性干扰力矩的相加产生的力矩的最大绝对值V4小于第一磁性干扰力矩的最大绝对值V3的30％。实际上，在所描述的例子中，可以观察到曲线46的最大绝对值V4与曲线44的最大绝对值V3之间的比值大约为1/5。 [0042] 在所描述的第二实施例的变型中提出的一种改进在于，补偿销32A布置成使得其相对于旋转轴线21的位置可以被调节，以便调节第二磁性干扰力矩(曲线44)的角相移和/或最大绝对值，并因此优化合成力矩曲线(曲线46)，特别是合成力矩的最大绝对值V4，即，将最大绝对值减小到尽可能最小的值。更具体地说，销32A形成一个偏心件，钟表匠可以使用工具旋转该偏心件，以调整其到旋转轴线的距离，从而调整其到环形磁化结构的距离。如果不希望改变补偿销的角度位置，则在一种变型中，可以将补偿销布置在一种径向滑杆中。本领域技术人员将知道如何提供调节这种补偿销的径向和/或角度位置所需的装置。 [0043] 下面将参照图9至10描述本发明的第三实施例。此第三实施例与第一实施例的不同之处仅在于，第二实施例的单个补偿销被类似于磁性轴18的两个补偿销50、52代替，磁性轴18在这里构成相关的一组功能磁性元件(相关的磁性心轴可以是擒纵叉轴，或者是与擒纵轮6A啮合的中间轮副的心轴)。两个补偿销布置成使得它们分别施加在擒纵轮上的两个单独的磁性力矩相对于由磁性轴18产生的第一磁性干扰力矩分别相移120°和240°(相当于－120°)。换句话说，在当前情况下，两个磁性补偿元件50、52相对于彼此具有角度偏移，其由角度周期PA整除得到的余数等于360°/(3N)，其中N是环形磁化结构的角度周期的数目，即，在所考虑的示例中N＝6。其次，由于这里仅考虑一个功能磁性元件18，因此两个磁性补偿元件布置为相对于该功能磁性元件具有两个角度偏移，其各自由角度周期PA整除得到的两个余数分别等于360°/3N和720°/3N，即20°和40°(注意PA＝60°)。此外，两个磁性补偿销50和52以及磁性轴18布置成尽可能均匀地围绕旋转轴线分布，以使得由于它们中的每一个施加在擒纵轮的环形磁化结构上的磁性引力所导致的在擒纵轮轴承中的摩擦最小化。 [0044] 图10示出了由图9的两个补偿销和功能磁性元件总体施加的合成力矩的曲线54。首先，可以观察到曲线54的最大绝对值V5相对较低。它小于第一磁性干扰力矩的最大绝对值V1(见图4)的20％。其次，曲线54是周期性的，并且角度周期等于环形磁化结构的角度周期PA的三分之一，即，其角度周期等于PA/3。因此清楚的是，具有相对于磁性轴18的前述角度偏移的两个补偿销的布置产生第二磁性干扰力矩，该第二磁性干扰力矩补偿由功能磁性心轴产生的第一磁性干扰力矩的傅立叶级数分解的前两阶谐波(n＝1，2)。但是三阶谐波被加强，这就是获得周期等于PA/3的周期性曲线54的原因。由于三阶谐波(n＝3)具有相对较低的振幅，所以合成力矩曲线具有的最大绝对值V5比前面两个实施例的相应值V2和V4低得多。以第二实施例的擒纵轮36为例，此最大绝对值可以进一步减小，如图12所示。 [0045] 下面将参考图11和12描述本发明的第四实施例。此第四实施例与第二实施例的不同之处在于，第二实施例的单个磁性补偿销在这里被以与第三实施例相同的方式布置的两个磁性补偿销32B和32C代替。因此，在这种情况中第一组磁性元件包括多个功能磁性元件，即在所述变型中的两个磁性心轴，并且第二组磁性元件包括多个磁性补偿元件，即在此变型中的两个销。两个补偿销布置成使得它们分别施加在擒纵轮上的两个单独的磁性力矩相对于由两个磁性心轴18A和42总体产生的第一磁性干扰力矩分别相移120°和240°。换句话说，两个磁性补偿元件50、52在这里具有相对于彼此的角度偏移，其由角度周期PA整除得到的余数等于360°/(3N)，其中N是环形磁化结构的角度周期的数目，即在所考虑的例子中N＝12。这个余数等于10°，使得在图11所示的例子中，两个销32B和32C之间的角度DA5等于40°，即角度周期(等于30°)加上余数10°。应该注意的是，由于考虑了擒纵叉轴18A的影响，因此心轴42和销32B之间的角度DA6不对应于加上或减去10°的整数个周期PA，但是该角度DA6接近于此，因为心轴42在两个功能磁性元件于擒纵轮上产生的第一磁性干扰力矩中占主导地位。 [0046] 由第一组磁性元件总体产生的第一磁性干扰力矩和由第二组磁性元件总体产生的第二磁性干扰力矩相加得到的合成力矩曲线60在图12中示出。换句话说，该合成力矩是所考虑的所有单独的磁性干扰力矩相加的结果。第四实施例的环形磁化结构配置为并且两个磁性补偿元件布置为：使得合成力矩的最大绝对值V6小于第一磁性干扰力矩的最大绝对值V3(见图8C)的15％或12％。本领域技术人员可以通过具体配置两个补偿销来优化该系统，这两个补偿销优选是相同的，特别是它们各自的直径和它们各自距旋转轴线的距离是相同的。特别要注意的是，这里两个销32B和32C在它们各自的配置和它们在擒纵轮36周边的相对布置上，与两个心轴18A和42并不相同。如果相同的话，这将是第二实施例的一种变型，其中两个销一起形成一组磁性元件，这组磁性元件被认为是不可分离的整体而不是单独的，即不是作为两个不同的补偿元件，其单独的磁性干扰力矩可以相对于第一磁性干扰力矩具有不同的相移，并且如上所述进行选择。实际上，在第四实施例的情况下，为了获得期望的效果，即为了最好地补偿第一磁性干扰力矩曲线(见图8C)的前两阶谐波并从而使擒纵轮上的干扰力矩的幅值最小化，两个补偿销应优选地在其各自的配置方面——特别是它们的尺寸和制造它们的材料，以及它们各自相对于旋转轴线的布置，特别是与旋转轴线的距离——与优化了第二实施例结果的第二实施例的补偿销32A基本上相同，或者与补偿销32A在环形磁化结构上的效果相同。 [0047] 通常在第三和第四实施例的情况中，第二组磁性元件由具有基本相同配置的K组磁性补偿元件或K个磁性补偿元件组成，K是大于1的整数(K>1)。所述K个磁性补偿元件或K组磁性补偿元件布置成使得由这K个磁性补偿元件或K组磁性补偿元件分别在设置有环形磁化结构的旋转元件上产生的K个磁性干扰力矩相对于由功能磁性元件产生的第一磁性干扰力矩分别具有K个角相移，所述K个角相移分别基本上等于J·360°/(K+1)，其中J是从1到K的整数，即J＝1，...，K。 [0048] 在一个优选实施例中，整数K等于2(K＝2)，并且两个磁性补偿元件或两组磁性补偿元件彼此相似，两个磁性补偿元件或两组磁性补偿元件中的一个/组相对于另一个/组具有角度偏移，其由所述角度周期整除得到的余数等于360°/(3N)，其中N是第一磁性干扰力矩曲线在360°范围内的周期数目。 [0049] 在其它实施例中，其中整数K大于2(K>2)，所述K个磁性补偿元件或K组磁性补偿元件彼此相似，并且所述K个磁性补偿元件或K组磁性补偿元件当中的某个磁性补偿元件或某组磁性补偿元件相对于其它磁性补偿元件或其它组磁性补偿元件具有K‑1个角度偏移，其各自由所述角度周期整除得到的K‑1个余数分别等于J·360°/[(K+1)N]，其中J是从1到K‑1的整数，即J＝1，…，K‑1。 [0050] 最后，在一个特定实施例中，其中所考虑的第一组磁性元件由单个功能磁性元件组成，因此正整数N等于环形磁化结构所具有的角度周期的数目，并且K个磁性补偿元件布置为相对于所述单个功能磁性元件具有K个角度偏移，其各自由所述角度周期整除得到的K个余数分别等于J·360°/[(K+1)N]，其中J是从1到K的整数，即J＝1，…，K。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈