Магнитное и/или электростатическое противоударное устройство

Магнитное и/или электростатическое противоударное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к противоударному устройству для защиты элемента часов, который изготовлен из материала, являющегося, по меньшей мере, частично магнитопроницаемым или, соответственно, по меньшей мере, частично магнитным и/или материала, являющегося, по меньшей мере, частично проводящим или, соответственно, по меньшей мере, частично электризованным, при этом первый конец и второй конец указанного элемента шарнирно установлены в полости.

Изобретение также относится к противоударному устройству указанного типа для защиты элемента часов, первый и второй концы которого изготовлены из материала, являющегося, по меньшей мере, частично магнитопроницаемым или, по меньшей мере, частично магнитным.

Кроме того, изобретение относится к противоударному устройству указанного типа для защиты элемента часов, первый и второй концы которого изготовлены из материала, являющегося, по меньшей мере, частично проводящим или, по меньшей мере, частично электризованным.

Изобретение также относится к магнитному и/или электростатическому шарниру, содержащему элемент часов, первый и второй концы которого изготовлены из материала, являющегося, по меньшей мере, частично магнитопроницаемым или, по меньшей мере, частично магнитным, либо, соответственно, по меньшей мере, частично проводящим или, по меньшей мере, частично электризованным.

Изобретение, к тому же, относится к часам, содержащим, по меньшей мере, одно противоударное устройство указанного типа и/или, по меньшей мере, один магнитный и/или электростатический шарнир указанного типа.

Изобретение также относится к часам, содержащим, по меньшей мере, один часовой механизм указанного типа и/или, по меньшей мере, одно противоударное устройство указанного типа и/или, по меньшей мере, один магнитный и/или электростатический шарнир указанного типа.

Изобретение относится к области микромеханики и, в частности, к технике измерения времени, для которой оно особенно подходит.

Уровень техники

В технике измерения времени для обеспечения противоударных характеристик элементов часов, например баланса, используются традиционные технические решения. В основе указанных технических решений лежат упругие и вязкоупругие свойства деталей, обладающих противоударными характеристиками, а также механическое трение между противоударными устройствами и защищаемым элементом. Недостатком традиционных противоударных устройств является, в частности, порог ускорения, ниже которого не происходит их деформация, а также относительная неточность повторного радиального центрирования элемента после удара.

Таким образом, для решения указанных проблем необходимо обеспечить:

- Точное радиальное повторное центрирование после удара.

- Независимость противоударных технических решений от механического трения, приводящего к снижению эффективности и/или добротности элементов при нормальном режиме работы, т.е. при отсутствии каких-либо ударов.

Известен патент Германии №1211460, поданный компанией SIEMENS AG, в котором описан подвижный элемент, содержащий стержень, составляющий единое целое с внутренним трубчатым магнитом, вставленным в наружный трубчатый магнит. Наружный трубчатый магнит может перемещаться в картридже, коаксиальном указанным двум магнитам, относительно опорной поверхности опоры на одном конце и пружины, поддерживаемой втулкой на другом конце. Положение подвижного элемента также корректируется в аксиальном направлении на шпинделе, составляющем единое целое с втулкой. На каждом осевом конце подвижный элемент содержит предохранительный кожух для хрупкого керамического сердечника, являющегося внутренним магнитом. Положение элемента при повороте корректируется посредством взаимодействия двух магнитов, а именно внутреннего и наружного трубчатых магнитов. Однако первый магнитный полюсный наконечник не является опорой для подвижного элемента, поскольку указанный подвижный элемент соединен с внутренним трубчатым магнитом посредством фланца и одного из двух кожухов. Следовательно, подвижный элемент согласно указанному патенту не свободен относительно первого магнитного полюсного наконечника, сформированного внутренним магнитом, а свободен только относительно второго магнитного полюсного наконечника, сформированного внешним магнитом.

В другом патенте Германии 19854063 А1, который подал Vladimir Jagmann, описывается изготовленный из намагничивающегося материала элемент, левитирующий между двумя полюсными наконечниками, генерирующими магнитное поле, направление которого всегда перпендикулярно направлению действия силы тяжести, при этом направление поля при работе является неизменным.

Раскрытие изобретения

Для преодоления недостатков известного уровня техники в изобретении предлагается конструкция устройства для защиты элемента, в частности, элемента часов, который шарнирно установлен между удерживающими средствами и может контактировать или не контактировать с ними.

Существенным признаком изобретения является подвижность указанных удерживающих средств, которые при нормальном рабочем режиме занимают устойчивое положение равновесия и под действием сильного ускорения, создаваемого при ударе, способны перемещаться относительно конструкции, обеспечивая сохранность и целостность элемента и его окружающей среды.

Таким образом, изобретение относится к противоударному устройству для защиты элемента часов, который изготовлен из материала, являющегося, по меньшей мере, частично магнитопроницаемым или, соответственно, по меньшей мере, частично магнитным и/или из материала, являющегося, по меньшей мере, частично проводящим или, соответственно, по меньшей мере, частично электризованным, при этом первый конец и второй конец указанного элемента шарнирно установлены в полости, отличающемуся тем, что указанное противоударное устройство с обеих сторон элемента содержит средства для притяжения, а именно со стороны первого конца содержит средства для притяжения первого конца, благодаря которым первый конец примыкает к первому полюсному наконечнику и удерживается на нем, и со стороны второго конца, вблизи второго полюсного наконечника, содержит средства для притяжения второго конца элемента ко второму полюсному наконечнику, при этом средства для притяжения первого конца элемента, с одной стороны, и средства для притяжения второго конца элемента, с другой стороны, могут перемещаться в осевом направлении между стопорами, при этом каждый из полюсных наконечников отличен от элемента, расположен на периферии полости или вблизи нее и изготовлен из материала, который является, по меньшей мере, частично магнитным или, соответственно, по меньшей мере, частично магнитопроницаемым, и/или из материала, который является, по меньшей мере, частично электризованным или, соответственно, по меньшей мере, частично проводящим, и, кроме того, элемент свободно установлен в полости между полюсными наконечниками и опирается на опорную поверхность вблизи только одного из полюсных наконечников.

Признаком изобретения является то, что противоударное устройство содержит средства для демпфирования движения, по меньшей мере, одного или каждого из полюсных наконечников и/или средства упругого возврата, по меньшей мере, одного или каждого из полюсных наконечников, причем демпфирующие средства и/или средства упругого возврата предназначены для поглощения энергии, передаваемой к полюсным наконечникам при ударе, а после удара для возвращения, по меньшей мере, одного или каждого из полюсных наконечников в положение устойчивого равновесия, занимаемое до удара. Правильное расположение и центрирование элемента обеспечивается магнитными или электростатическими силами, а не упругими возвратными силами.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления изобретения предлагается основанная на магнитном взаимодействии противоударная система для элемента часов, например, для оси баланса. В часах стандартных размеров можно использовать коммерчески доступные микромагниты, которые способны создавать магнитные и/или электростатические силы, превышающие силу тяжести, и создавать крутящий момент, превышающий крутящий момент, действующий на элемент во время работы. Предполагается, что система, регулируемая магнитными силами, способна после удара возвращаться точно в свое положение магнитного равновесия.

В связи с этим изобретение также относится к противоударному устройству указанного типа для защиты элемента часов, первый и второй концы которого изготовлены из материала, являющегося, по меньшей мере, частично магнитопроницаемым или, по меньшей мере, частично магнитным, отличающемуся тем, что с обеих сторон элемента, а именно со стороны первого конца и со стороны второго конца, содержит соответственно первую поверхность первого полюсного наконечника и вторую поверхность второго полюсного наконечника, отделяемые друг от друга воздушным промежутком, размер которого на величину заданного рабочего люфта больше расстояния между центрами первого конца и второго конца элемента, при этом каждый магнитный полюсный наконечник может притягиваться магнитным полем, передаваемым посредством одного из концов элемента, а именно посредством первого конца или второго конца, либо может создавать магнитное поле, притягивающее один из концов элемента, а именно первый конец или второй конец, причем на первом конце элемента и на втором конце элемента магнитные поля имеют разную интенсивность и, соответственно, магнитные силы притяжения, действующие на два конца элемента, имеют разную интенсивность, в результате чего один из двух концов элемента притягивается и непосредственно или косвенно контактирует только с одной из поверхностей полюсных наконечников, при этом каждый из полюсных наконечников, а именно первый полюсный наконечник и второй полюсный наконечник, может перемещаться в камере между двумя стопорами.

Изобретение также относится к противоударному устройству указанного типа для защиты элемента часов, первый и второй концы которого изготовлены из материала, являющегося, по меньшей мере, частично проводящим или, по меньшей мере, частично электризованным, отличающемуся тем, что с обеих сторон элемента, а именно со стороны первого конца и со стороны второго конца, содержит соответственно первую поверхность первого полюсного наконечника и вторую поверхность второго полюсного наконечника, отделенные друг от друга воздушным промежутком, размер которого на величину заданного рабочего люфта больше расстояния между центрами первого конца и второго конца элемента, при этом каждый из полюсных наконечников может притягиваться электростатическим полем, передаваемым посредством одного из концов элемента, а именно посредством первого конца или второго конца, либо может создавать электростатическое поле, притягивающее один из концов элемента, а именно первый конец или второй конец, причем на первом конце элемента и на втором конце элемента электростатические поля имеют разную интенсивность и, соответственно, электростатические силы притяжения, действующие на два конца элемента, имеют разную интенсивность, в результате чего один из двух концов элемента притягивается и непосредственно или косвенно контактирует только с одной из поверхностей полюсных наконечников, при этом каждый из полюсных наконечников, а именно первый полюсный наконечник и второй полюсный наконечник, может перемещаться в камере между двумя стопорами.

Изобретение также относится к магнитному и/или электростатическому шарниру, содержащему элемент часов, первый и второй концы которого изготовлены из материала, являющегося, по меньшей мере, частично магнитопроницаемым или, по меньшей мере, частично магнитным, либо, соответственно, по меньшей мере, частично проводящим или, по меньшей мере, частично электризованным, и содержащему противоударное устройство указанного типа.

Изобретение также относится к часам, содержащим, по меньшей мере, одно противоударное устройство указанного типа и/или, по меньшей мере, один магнитный и/или электростатический шарнир указанного типа.

Кроме того, изобретение относится к часам, содержащим, по меньшей мере, один часовой механизм указанного типа и/или, по меньшей мере, одно противоударное устройство указанного типа и/или, по меньшей мере, один магнитный и/или электростатический шарнир указанного типа.

Краткое описание чертежей

Дополнительные признаки и преимущества изобретения будут понятны из следующего подробного описания, сопровождаемого чертежами.

На фиг.1 показан схематичный вид в сечении по оси шарнира устройства согласно первому варианту осуществления изобретения, применяемого для защиты элемента часов;

на фиг.2 - схематичный вид часов с механизмом, содержащим устройство согласно изобретению;

на фиг.3 - схематичный вид сверху устройства согласно другому варианту осуществления изобретения, поясняющий принцип его работы;

на фиг.4 - схематичный вид в сечении по оси шарнира устройства согласно первому варианту осуществления изобретения, которое снабжено демпфирующим узлом;

на фиг.5 - схематичный местный вид и вид в перспективе демпфирующего элемента, показанного фиг.4.

Осуществление изобретения

Изобретение относится к противоударному устройству 10 для защиты шарнирно установленного элемента 1 часов, имеющего первый конец 2 и второй конец 3.

Противоударное устройство 10 с обеих сторон элемента содержит средства для корректировки его положения при повороте или средства для притяжения, а именно со стороны первого конца 2 содержит средства для корректировки положения при повороте или средства для притяжения первого конца 2 и удержания на первом полюсном наконечнике 4, отличном от элемента 1, и со стороны второго конца 3, вблизи второго полюсного наконечника 6, отличного от элемента 1, содержит средства для корректировки положения при повороте или средства для притяжения второго конца 3 ко второму полюсному наконечнику 6.

Элемент 1 предпочтительно изготовлен из магнитопроницаемого и/или проводящего материала, по меньшей мере, вблизи первого конца 2 и второго конца 3. Согласно конкретному варианту осуществления изобретения указанный материал также может быть намагничен и/или электризован.

Элемент 1 может перемещаться в полости 1А. Под термином «полюсный наконечник» подразумевается тело, которое, по меньшей мере, вблизи полости 1А изготовлено из магнитопроницаемого и/или проводящего материала или согласно конкретному предпочтительному варианту осуществления изобретения изготовлено из намагниченного и/или электризованного материала. Полюсные наконечники 4 или 6 не являются частью элемента 1 и расположены на периферии полости 1А или вблизи нее.

Согласно первому варианту осуществления изобретения, например, как показано на фиг.1 и 4, полюсный наконечник отделен от полости 1А подставкой, которая содержит опору или упорную поверхность для элемента 1. Таким образом, как показано на фиг.1, первый полюсный наконечник 4 отделен от элемента 1 подставкой 18, которая содержит первую упорную поверхность 5 указанного типа, а второй полюсный наконечник 6 отделен от элемента 1 подставкой 19, которая содержит вторую упорную поверхность 7 указанного типа. Согласно указанному варианту осуществления изобретения полюсные наконечники, хотя не находятся в непосредственном контакте с элементом 1, взаимодействуют с ним, в зависимости от конкретного случая, посредством магнитного и/или электростатического притяжения или отталкивания, т.е. один осевой конец элемента 1 в осевом направлении D намагничен или электризован и под действием магнитной или электростатической силы взаимодействует с ближайшим полюсным наконечником, который является магнитопроницаемым или проводящим, либо наоборот, один осевой конец элемента 1 в осевом направлении D является магнитопроницаемым или проводящим и взаимодействует с ближайшим полюсным наконечником, который намагничен или электризован.

Согласно другому варианту осуществления изобретения, представленному на фиг.3, полюсный наконечник может содержать поверхность, формирующую одну из боковых поверхностей полости 1А, к которой первый конец 2 или второй конец 3 элемента 1 способен приближаться, или с которой он способен контактировать. Предпочтительно, когда элемент 1 является подвижным элементом и поворачивается вокруг оси D шарнира, ось D проходит через указанную поверхность полюсного наконечника. Магнитное и/или электростатическое взаимодействие происходит аналогичным образом, однако при отсутствии подставок, т.е. элемент 1 находится в непосредственном контакте с одним из полюсных наконечников.

Согласно другим вариантам осуществления изобретения один из концов элемента 1 может находиться в непосредственном контакте с полюсным наконечником, а на другой конец элемента 1 действуют силы притяжения или отталкивания и он не находится в непосредственном контакте с полюсным наконечником, либо наоборот.

Первый полюсный наконечник 4 и второй полюсный наконечник 6 отличны от элемента 1, при этом каждый из них может располагаться на периферии полости 1А или вблизи нее и может быть изготовлен, по меньшей мере, из частично магнитного или, соответственно, по меньшей мере, из частично магнитопроницаемого материала и/или, по меньшей мере, из частично электризованного или, соответственно, по меньшей мере, из частично проводящего материала. Элемент 1 свободно устанавливают в полости 1А между полюсными наконечниками 4 и 6, чтобы он мог опираться на опорную поверхность вблизи только одного из полюсных наконечников 4, 6.

Согласно конкретному признаку изобретения средства для корректировки положения при повороте или средства для притяжения первого конца 2 элемента, с одной стороны, и средства для корректировки положения при повороте или средства притяжения второго конца 3 элемента, с другой стороны, могут перемещаться в осевом направлении D между стопорами.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения противоударное устройство 10 с обеих сторон элемента содержит средства для притяжения, а именно со стороны первого конца 2 содержит средства для притяжения первого конца 2, удерживающие первый конец 2 на опоре на первом полюсном наконечнике 4, и со стороны второго конца 3, вблизи второго полюсного наконечника 6, содержит средства для притяжения второго конца 3 ко второму полюсному наконечнику 6, причем средства для притяжения первого конца 2, с одной стороны, и средства для притяжения второго конца 3, с другой стороны, могут перемещаться в осевом направлении D между стопорами.

На чертежах показан конкретный пример, когда осевое направление D является прямолинейным. Также указанное направление может быть криволинейным. Однако направление перемещения должно совпадать с направлением потока магнитного или электростатического поля.

Противоударное устройство 10 предпочтительно содержит средства для демпфирования перемещения, по меньшей мере, одного или каждого из полюсных наконечников 4, 6 и/или средства упругого возврата, по меньшей мере, одного или каждого из полюсных наконечников 4, 6. Демпфирующие средства и/или средства упругого возврата предназначены для поглощения энергии, передаваемой при ударе к полюсным наконечникам 4, 6, а после удара - для облегчения возвращения, по меньшей мере, одного или каждого из полюсных наконечников 4, 6 в положение устойчивого равновесия, занимаемое до удара.

Правильное повторное позиционирование в устойчивом положении обеспечивается магнитными или электростатическими силами.

Согласно конкретному варианту осуществления изобретения, как видно на фиг.1, противоударное устройство 10 имеет такую конструкцию, что, по меньшей мере, первый полюсный наконечник 4 или второй полюсный наконечник 6 содержит направляющие средства 14, 16, выполненные с возможностью в случае удара, когда элемент 1 получает сильное ускорение, взаимодействия при скольжении в осевом направлении D с дополнительными неподвижными направляющими средствами 15, 17, имеющимися в конструктивных элементах 12, 13 устройства 10. Предпочтительно, как первый полюсный наконечник 4, так и второй полюсный наконечник 6, соответственно, содержат направляющие средства 14, 16.

В конкретном варианте осуществления изобретения противоударное устройство 10 содержит демпфирующие средства, эффект которых основан на трении вязкого типа.

В конкретном варианте осуществления изобретения противоударное устройство 10 имеет демпфирующие средства, которые содержат сжимаемую текучую среду между полюсными наконечниками 4, 6 и соответствующими стопорами 42, 44, ограничивающими перемещение полюсных наконечников в противоположном направлении от элемента 1.

В частности, согласно изобретению, как видно на фиг.1, каждый из полюсных наконечников, а именно первый полюсный наконечник 4 и второй полюсный наконечник 6, может перемещаться в камере между двумя стопорами 41 и 42, 43 и 44, соответственно.

Предпочтительно и преимущественно противоударное устройство 10 содержит средства для демпфирования перемещения каждого из полюсных наконечников 4, 6 в соответствующей камере.

Согласно конкретному варианту осуществления изобретения, как видно на фиг.1, противоударное устройство 10 имеет демпфирующие средства, содержащие деформируемый амортизатор 23, 24 с памятью формы, предназначенный для рассеивания кинетической энергии удара и способный после удара медленно восстанавливать свою первоначальную форму.

Предпочтительно деформируемый амортизатор 23, 24 с памятью формы изготавливают из неопрена.

Согласно конкретному варианту осуществления изобретения противоударное устройство 10 может содержать как демпфирующие средства, так и средства упругого возврата, которые отличаются друг от друга своей постоянной времени, причем с демпфирующими средствами возврат в положение устойчивого равновесия происходит медленнее, чем со средствами упругого возврата.

Согласно конкретному варианту осуществления изобретения противоударное устройство 10 может содержать одно или несколько демпфирующих средств, изготовленных из магнитного материала с памятью формы, в дополнение к магнитным полюсным наконечникам или вместо них; в последнем случае только один элемент обеспечивает функцию демпфирования и функцию создания магнитных сил. Согласно другому конкретному варианту осуществления изобретения в дополнение к магнитным полюсным наконечникам или вместо них устройство может содержать сжимаемые магнитные жидкости или магнитную пену, обеспечивающие как функцию демпфирования, так и функцию отвода магнитного потока.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, как показано на чертежах, осевое направление D является прямолинейным.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения первый конец 2 и второй конец 3 элемента 1 изготавливают из материала, который является, по меньшей мере, частично магнитопроницаемым или, по меньшей мере, частично магнитным.

Согласно изобретению противоударное устройство 10 с обеих сторон элемента, а именно со стороны первого конца 2 и со стороны второго конца 3, содержит соответственно первую поверхность 5 первого полюсного наконечника 4 и вторую поверхность 7 второго полюсного наконечника 6, отделенные друг от друга воздушным промежутком, размер которого на величину заданного рабочего люфта J больше расстояния между центрами первого конца 2 и второго конца 3 элемента.

Каждый полюсный наконечник 4, 6 может притягиваться магнитным полем, испускаемым одним из концов элемента 1, а именно первым концом 2 или вторым концом 3, либо может создавать магнитное поле, притягивающее один из концов элемента 1, а именно первый конец 2 или второй конец 3. Поскольку магнитные или, соответственно, электростатические поля имеют разную интенсивность на первом конце 2 элемента и на втором конце 3 элемента, магнитные или, соответственно, электростатические силы, действующие на концы 2 и 3 элемента 1, имеют разную интенсивность, в результате чего только один из двух концов 2 и 3 элемента 1 притягивается и непосредственно или косвенно контактирует только с одной из поверхностей 5, 7 полюсных наконечников 4 и 6.

Также жидкость или пена могут быть немагнитными. Также может быть немагнитным и деформируемый демпфер с памятью формы.

Предпочтительно каждый из наконечников, а именно первый полюсный наконечник 4 и второй полюсный наконечник 6, изготавливают из магнитного или магнитопроницаемого материала и они являются магнитными, если элемент 1 является немагнитным. Когда элемент 1 устанавливают между первым полюсным наконечником 4 и вторым полюсным наконечником 6, которые предпочтительно совместно определяют осевое направление D, продольный стержень, соединяющий первый конец 2 и второй конец 3 элемента 1, должен быть центрирован в осевом направлении D.

Противоударное устройство выполнено таким образом, чтобы воздушный промежуток, определяемый расстоянием между первой поверхностью 5 и второй поверхностью 7, обеспечивал заданный рабочий люфт J во всем диапазоне температур применения противоударного устройства 10 и элемента 1.

На фиг.3 показан принцип магнитной противоударной конструкции для элемента 1, который в предпочтительном варианте осуществления изобретения представлен в виде оси баланса. Стержень элемента 1, который изготовлен из магнитопроницаемого материала, как правило, из мягкого ферромагнитного материала или магнитного материала, устанавливают между двумя полюсными наконечниками 4 и 6. Также указанный стержень может состоять из двух полустержней, изготовленных из указанного материала и установленных на каждом конце 2, 3 элемента 1. Полюсные наконечники 4 и 6 являются намагниченными, если элемент 1 не является таковым, и они могут быть магнитопроницаемыми или намагниченными, если элемент 1 является намагниченным.

Полюсные наконечники 4, 6, в частности, могут быть сформированы из микромагнитов, полярности которых согласуются, и которые определяют поворот стержня элемента 1. Указанный стержень поддерживается двумя камнями, вставленными между стержнем и полюсными наконечниками, или магнитами, либо поверхностями полюсных наконечников или магнитов, подвергнутыми упрочняющей обработке.

Согласно изобретению каждый из двух полюсных наконечников 4 и 6 может перемещаться в камере, ограниченной стопорами 41, 42, соответственно, с одной стороны, и стопорами 43, 44, соответственно, с другой стороны. Перемещение каждого полюсного наконечника определяется величиной осевого люфта, соответственно, h₁ и h2.

Минимальное расстояние между полюсными наконечниками 4 и 6 определяется ближайшими к элементу 1 стопорами 41 и 43, тогда как максимальное расстояние определяется стопорами 42, 44, наиболее отдаленными от элемента 1, которые в данном случае сформированы дном камер.

Два полюсных наконечника 4 и 6 и элемент 1 размещены таким образом, чтобы магнитные силы и крутящие моменты создавали силы притяжения, имеющие тенденцию притягивать элемент 1 к контактным поверхностям 5 и 7 полюсных наконечников 4 и 6 или подставок 18, 19, которые установлены между полюсными наконечниками и элементом.

На фиг.1 и 3 полюсные наконечники представлены в нормальном положении, т.е. в положении, при котором магнитные поля, созданные вокруг элемента 1, не уравновешены, в результате чего элемент вступает в контакт только с одной из поверхностей 5 или 7, а именно с поверхностью 5, как показано на чертежах, и остается на расстоянии J, равном заданному рабочему люфту, от другой из указанных поверхностей.

Перемещение полюсных наконечников 4 и 6 предпочтительно ограничивается демпфирующими средствами или средствами упругого возврата. Могут применяться демпфирующие средства разного типа. На фиг.1 показаны демпфирующие средства вязкого трения, находящиеся в камерах, в которых полюсные наконечники 4 и 6 могут перемещаться, причем вязкое трение может обеспечивать сжимаемая текучая среда, присутствующая между полюсными наконечниками 4, 6 и стопорами 42, 44, наиболее отдаленными от элемента 1.

Или согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения демпфирующие средства, как показано на фиг.1, содержат амортизаторы 23, 24, предназначенные для поглощения удара, позволяя одному или другому из полюсных наконечников 4 или 6 перемещаться в осевом направлении D, показанном на фиг.1, или поворачиваться вокруг осевого направления Z, показанного на фиг.3, и предназначенные для обеспечения медленного возврата указанных полюсных наконечников в положение, занимаемое ими до удара. Также могут быть предусмотрены упругие средства возврата, например пружины, однако их жесткость должна быть рассчитана таким образом, чтобы исключался слишком быстрый возврат и обратный удар, воздействующий на элемент 1, что является нежелательным.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, применяемому в технике измерения времени, в частности, для демпфирования оси баланса, как показано на фиг.3, амортизаторы 23 и 24 изготавливают из неопрена или кремния или, по меньшей мере, частично изготавливают из неопрена или кремния, поскольку эти материалы с памятью формы обладают характеристиками медленного возврата формы.

Указанные амортизаторы, размещенные на внутренних стенках направляющих камер для полюсных наконечников 4 и 6 и в стопорах, также используются для рассеяния кинетической энергии удара и предотвращения столкновения при ударе полюсных наконечников или магнитов со стенками или задними стопорами 42, 44, либо с ближайшими к элементу 1 стопорами 41,43 после удара.

Также амортизаторы могут иметь такую конструкцию, чтобы они непосредственно формировали концевые стопоры, как показано на фиг.3, которые закреплены на концах дополнительных направляющих средств 15 и 17, являющихся в данном случае каналами, взаимодействующими с направляющими средствами 14 и 16 в виде цилиндрических выступов в полюсных наконечниках 4 и 6.

Однако в использовании амортизаторов нет необходимости, если осевой люфт и энергия магнитов являются достаточно большими, и если при перемещении магнитов в камере возникает вязкое трение, которое обеспечивает рассеяние энергии.

Традиционные радиальные противоударные элементы 32 и 33, показанные на фиг.3, предпочтительно размещены вдоль стержня и окружают заплечики 34, 35 элемента 1 и при ударе препятствуют удалению стержня элемента 1 из области наиболее сильного магнитного поля. Радиальные противоударные элементы 32 и 33 не контактируют с элементом при нормальном режиме работы последнего.

Размер и энергия магнитов, используемых в полюсных наконечниках 4 и 6 или в элементе 1, либо в полюсных наконечниках 4 и 6 и в элементе 1, и профиль вала элемента 1 оптимизированы, чтобы создавалась значительная сила магнитного притяжения к одному из двух полюсных наконечников.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения, в котором полюсные наконечники 4 и 6 являются магнитными, представлен в описании более подробно. В описании указанные наконечники также упоминаются как «магниты».

Величина магнитной силы пропорциональна намагничиванию М_ахе (r, z) и градиенту магнитного поля Н, созданного указанными двумя магнитами:

Интегрирование проводится по объему вала V_axe. Таким образом, при любом положении хронометра, в дальнейшем называемого «часами», стержень примыкает к одному и тому же магниту. Стержень также подвергается действию магнитного крутящего момента C_m:

Магнитный крутящий момент равен нулю только тогда, когда вал ориентирован в направлении силовых линий, т.е. в направлении z. Если ориентация стержня нарушена и он отклоняется от направления z, то под действием возвратного крутящего момента C_m стержень снова ориентируется в надлежащем направлении.

Таким образом, на фиг.1 представлен вариант магнитного баланса с осевой симметрией: ось баланса 1 изготовлена из мягкого намагничиваемого или магнитного материала и установлена между двумя постоянными магнитами 4 и 6, магнитная поляризация которых имеет одинаковое направление, соответствующее оси шарнира элемента 1, которое является направлением z, как показано на фиг.3, и осевым направлением D, как показано на фиг.1. Опорой оси баланса могут служить или два камня 18, 19, установленные между магнитами и осью баланса, или поверхности магнитов, подвергнутые обработке.

В результате взаимодействия стержня с магнитами возникает явно выраженная сила притяжения, которая превышает силу тяжести, и стержень притягивается к магниту 4.

Магниты имеют осевой люфт h₁ и h₂, определяемый стопорами 41, 42 и 43, 44, соответственно. Поскольку имеется осевой люфт, магниты могут перемещаться и энергия удара рассеивается. Радиальные амортизаторы 32 и 33 предусмотрены для того, чтобы при ударе препятствовать удалению стержня из области магнитного влияния, а при нормальном режиме работы элемента 1 радиальные амортизаторы с ним не контактируют. Указанные свойства присущи конструкции при любом положении часов и, соответственно, также при их вертикальном положении.

Результатом оптимизации геометрических характеристик деталей являются два свойства:

- явно выраженная сила притяжения между стержнем элемента 1 и магнитом 4 превышает силу тяжести и максимальную силу, приложенную к стержню элемента 1 механическим устройством, с которым стержень взаимодействует, как показано на фиг.3;

- всегда обеспечивается достаточно большая магнитная сила притяжения между двумя магнитами 4 и 6, которая после удара приводит магниты в положение с минимальным расстоянием между ними, т.е. приводит два магнита в контакт со стопорами.

Благодаря двум указанным свойствам представленная конструкция при отсутствии какого-либо удара занимает положение устойчивого равновесия, причем после удара положение устойчивого равновесия снова восстанавливается.

При радиальном ударе противоударные элементы 32 и 33 удерживают стержень в области магнитного влияния, после удара за счет магнитного взаимодействия обеспечивается повторное центрирование стержня, в результате которого стержень возвращается точно к центру магнитов и превосходно выравнивается в направлении z.

При осевом ударе возможны две ситуации:

- Система приобретает ускорение а=n g в направлении z>0, в этом случае магнит 4 и стержень имеют одинаковое ускорение и перемещаются совместно, поддерживая контакт за счет магнитного притяжения, при этом стопорный элемент 43 блокирует магнит 6. Кинетическая энергия удара рассеивается посредством трения магнита относительно боковых стенок камеры и/или амортизатора, расположенного на стопорном элементе 44. После удара магнитное притяжение приводит магнит 4 и стержнеь элемента 1 в положение равновесия. Функция трения и/или амортизатора, расположенного в стопорном элементе, состоит в предотвращении чрезмерно энергичного столкновения магнита 4 со стопорным элементом, которое могло бы привести к потере контакта между стержнем и магнитом 4 и к энергичному столкновению стержня с магнитом 6. Как только магниты снова вступают в контакт со стопорами, магнитные силы и крутящий момент возвращают стержень в точное положение равновесия.

- Система приобретает ускорение а=n g в направлении z<0, в этом случае магнит 6 и стержень элемента 1 перемещаются, при этом стопорный элемент 41 блокирует магнит 4. Стержень элемента 1 теряет контакт с полюсным наконечником 4, но быстро вступает в контакт с полюсным наконечником 6. Однако энергия столкновения стержня с магнитом 6 является достаточно малой даже при большом ускорении, например, когда а=3500 g, поскольку начальное расстояние между ними было очень небольшим и составляло около 0,02 мм. Аналогично предыдущему случаю, энергия удара рассеивается посредством трения и/или амортизатора 24 при перемещении магнита 6 или полюсного наконечника 6 в камере. После удара магнит 6, все еще находящийся в контакте со стержнем, перемещается на