设有磁齿轮的时计机构制造技术

本发明专利技术公开了一种机构（1），其包括磁齿轮（2），所述磁齿轮包括第一轮（6A）和第二轮（6B），所述第一轮（6A）设有形成第一磁齿系（8）的第一永磁极（7），所述第二轮（6B）设有由铁磁材料制成的第二磁齿系（10），所述第一轮（6A）和所述第二轮（6B）布置成使得所述第一磁齿系（8）具有与所述第二磁齿系（10）的第一磁耦合；所述磁齿轮（2）还包括设有形成第三磁齿系（12）的第二永磁极（9）的第三轮（6C），所述第三轮（6C）和所述第二轮（6B）布置成使得所述第三磁齿系（12）与所述第二磁齿系（10）具有第二磁耦合；所述磁齿轮（2）布置成使得在任何给定时间，所述第一轮（6A）和所述第三轮（6C）各自以特定方式成角度地定位。地定位。地定位。

【技术实现步骤摘要】
设有磁齿轮的时计机构


[0001]本专利技术涉及由彼此磁啮合的第一轮和第二轮形成的磁齿轮的领域。
[0002]具体地，本专利技术涉及结合有此类磁齿轮的机构，尤其是时计机构。本专利技术还涉及包括此类机构的时计。此类时计可以尤其是手表。

技术介绍

[0003]磁齿轮是已知设备，其可用于在两个部分之间传递机械扭矩而在这些部分之间没有任何直接接触，并且因此不会导致其间的磨损或摩擦。此类齿轮提供以下益处：
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由于在部分的齿上没有机械磨损，因此不需要油或润滑剂；
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带齿部分可相互作用并且传递扭矩和机械能，即使它们是密封地分离的；以及
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带齿部分可用于限制最大扭矩，并且从而可有助于避免损坏，例如在发生机械冲击时。
[0004]此类磁齿轮通常包括彼此磁啮合的两个轮。第一轮设有第一永磁极，其通常交替并且布置成圆形并且限定第一磁齿系。例如，这些第一磁极由具有径向且优选交替磁化的双极磁体限定。第二轮设有由软铁磁材料制成的齿或第二磁极，其例如由也具有交替极性的双极磁体限定，这些齿或第二磁极布置成圆形并且限定第二磁齿系。第一轮和第二轮通常位于相同总体平面内，尽管当它们都由永磁化磁极形成时，叠加齿系是可能的。第一轮和第二轮的齿系之间的磁耦合意味着当这些第一轮和第二轮中的一者被驱动以使得其旋转时，另一轮也被驱动以使得其旋转。因此在磁齿轮中传输机械扭矩，这总体上对应于齿轮的功能。
[0005]然而，这种类型的磁齿轮的一个缺点是可在两个轮之间传递的最大机械扭矩（没有齿轮的打滑或滑动）由各种因素限制。因此需要具有较高的最大可传递机械扭矩的磁齿轮。
[0006]为此目的，一种直观解决方案包括使用具有较大齿径的轮以及使两个轮之间的距离最小化。然而，旨在在两个轮的齿之间发生的磁相互作用阻止了在两个轮中的任一者的相邻齿之间提供足够窄的间距的任何可能性。使两个齿系彼此之间的距离非常短而不进行接触会在公差方面造成真正问题。在本专利技术的范围内，已经识别了与磁齿轮相关的两个主要问题。第一主要问题源于定位扭矩（寄生磁扭矩）周期性地施加在旋转驱动轮上的事实。术语“磁扭矩”被理解为表示磁力偶。要克服的定位扭矩是源于以下事实的现象：当两个轮具有对准的两个相应齿时，磁齿轮中存在最小能量。定位扭矩进行操作以使两个轮处于具有最小能量的位置。在操作中，它因此周期性地反对驱动轮的旋转。该寄生磁扭矩可能很高，可能与可在磁齿轮的两个轮之间传输的机械扭矩一样高（或甚至高于该机械扭矩）。为了克服这种破坏性扭矩，驱动两个轮中的一者的马达设备必须能够提供比磁齿轮中传输的机械力偶大得多的力偶，这会不必要地增加该马达的功耗。在任何情况下，以及假设第一轮是驱动轮并且第二轮由第一轮驱动，可传递机械扭矩可能不会由轮之间的磁相互作用限制，但由源自第一轮的最小机械扭矩限制。在这里考虑的典型磁齿轮中，将由第一轮提供的
机械扭矩必须等于最大定位扭矩（寄生磁扭矩）加上将在磁齿轮中/通过磁齿轮传输的机械扭矩。
[0007]由本专利技术主要解决的第二重要问题是，在上述典型磁齿轮中可传递的最大机械扭矩由在磁齿轮运行时在其中发生的磁扭矩调制限制。更具体地，当两个轮旋转时，其两个相应磁齿系交替地从第一情况经过到第二情况，在该第一情况中这两个磁齿系中的一者的磁齿沿着穿过两个轮的中心的轴线对准，在该第二情况中该磁齿系的两个相邻磁齿相对于穿过两个轮的中心的该轴线处于对称角位置。在第一情况和第二情况之间，观察到由驱动轮施加在从动轮上的磁扭矩减少，并且因此观察到可在齿轮中传递的最大机械扭矩的变化。因此，齿轮中传输的最大机械扭矩由在两个轮旋转时在其间的最小磁扭矩限制。

技术实现思路

[0008]因此，本专利技术的目的是通过提供一种机构（尤其是时计机构）来克服上述现有技术的缺点，该机构包括易于制造和安装（尤其关于磁齿系的制造和相对定位容差方面）在机构中的磁齿轮，并且其使得可以增加可在齿轮中传递的最大机械扭矩（在此齿轮中，一个轮不会相对于另一个打滑）。
[0009]为此目的，本专利技术涉及一种机构，尤其是时计机构，其包括磁齿轮，该磁齿轮包括第一轮和第二轮。所述第一轮设有第一永磁极，所述第一永磁极布置成形成第一磁齿系的磁化齿，具有交替极性的第一磁通量分别从第一磁齿系的磁化齿出现，所述第二轮设有由软铁磁材料制成的齿，所述齿限定第二磁齿系，所述第一轮和所述第二轮布置成使得所述第一磁齿系具有由所述第一磁通量生成的与所述第二磁齿系的第一磁耦合，所述第一磁通量以磁吸引的形式暂时极化所述第二磁齿系的如下齿：这些齿暂时位于与所述第一磁齿系的第一磁耦合区域中，并且因此来自所述第一磁通量中的第一磁通量分别穿过这些齿，使得所述第一轮和所述第二轮彼此磁啮合，所述磁齿轮限定从所述第二轮的所述旋转轴线开始并截断（intercepter）所述第一轮的所述旋转轴线的第一基准半轴线。根据本专利技术，所述磁齿轮还包括第三轮，所述第三轮设有第二永磁极，所述第二永磁极布置成形成第三磁齿系的磁化齿，具有交替极性的第二磁通量分别从第三磁齿系的磁化齿出现。所述第三轮和所述第二轮布置成使得所述第三磁齿系具有由所述第二磁通量生成的与所述第二磁齿系的第二磁耦合，所述第二磁通量以磁吸引的形式暂时极化所述第二磁齿系的如下齿：这些齿暂时位于与所述第三磁齿系的第二磁耦合区域中，并且因此来自所述第二磁通量中的第二磁通量分别穿过这些齿，使得所述第二轮和所述第三轮彼此磁啮合，所述磁齿轮限定从所述第二轮的所述旋转轴线开始并截断所述第三轮的所述旋转轴线的第二基准半轴线。所述第一基准半轴线和所述第二基准半轴线之间具有给定角Φ。所述第一轮的所述第一永磁极（因此磁化齿/磁齿系）具有相对于所述第一基准半轴线的第一相位，并且所述第三轮的所述第二永磁极（因此磁化齿/磁齿系）具有相对于所述第二基准半轴线的第二相位。所述磁齿轮布置成使得限定为所述第一相位和第二相位之间的差值的所述第一轮和所述第三轮之间的相移始终为恒定的。所述角Φ和所述相移被选择，以便基本上确定能够在所述磁齿轮中无打滑地传递（即在所述第二轮与所述第一轮和所述第三轮之间不发生打滑的情况下）的最大机械扭矩的值。
[0010]第一轮和第三轮的相应的相位，即第一永磁极和第二永磁极的（即第一磁齿系和
第三磁齿系的相应的磁化齿的）相位在给定时刻由这些永磁极中的一者（这些磁化齿中的一者）相对于第一半轴线和第二半轴线的角度限定，以第一磁齿系和第三磁齿系的角周期为模（即该磁齿系的两个相邻磁化齿之间的角距离），整体除以该角周期并乘以360
°
。相移由两个相位的差值给出。应当注意，相移β等于相移β
‒
360
°
。因此，其值取决于所考虑的两个相位的瞬时值从β到β
‒
360
°
在任一方向上改变的相移保持恒定相移（例如，等于90
°
的相移和等于
‒
270
°
的相移限定一个且相同的相移，使得其值在这两个值之间变化的相移是恒定相移）。
[0011]通常，在磁齿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机构（1），尤其是时计机构，其包括磁齿轮（2），所述磁齿轮包括第一轮（6A）和第二轮（6B），所述第一轮（6A）设有第一永磁极（7），所述第一永磁极布置成形成第一磁齿系（8）的磁化齿，具有交替极性的第一磁通量分别从第一磁齿系（8）的磁化齿出现，所述第二轮（6B）设有由软铁磁材料制成的齿，所述齿限定第二磁齿系（10），所述第一轮（6A）和所述第二轮（6B）布置成使得所述第一磁齿系（8）具有由所述第一磁通量生成的与所述第二磁齿系（10）的第一磁耦合，所述第一磁通量以磁吸引的形式暂时极化所述第二磁齿系（10）的如下齿：这些齿暂时位于与所述第一磁齿系（8）的第一磁耦合区域中，并且因此来自所述第一磁通量中的第一磁通量分别穿过所述齿，使得所述第一轮（6A）和所述第二轮（6B）彼此磁啮合，所述磁齿轮（2）限定从所述第二轮（6B）的所述旋转轴线（34）开始并截断所述第一轮（6A）的所述旋转轴线（32）的第一基准半轴线（30）；其特征在于，所述磁齿轮（2）还包括第三轮（6C），所述第三轮设有第二永磁极（9），所述第二永磁极布置成形成第三磁齿系（12）的磁化齿，具有交替极性的第二磁通量分别从第三磁齿系（12）的磁化齿出现，所述第三轮（6C）和所述第二轮（6B）布置成使得所述第三磁齿系（12）具有由所述第二磁通量生成的与所述第二磁齿系（10）的第二磁耦合，所述第二磁通量以磁吸引的形式暂时极化所述第二磁齿系（10）的如下齿：这些齿暂时位于与所述第三磁齿系（12）的第二磁耦合区域中，并且因此来自所述第二磁通量中的第二磁通量分别穿过所述齿，使得所述第二轮和所述第三轮（6B, 6C）彼此磁啮合，所述磁齿轮（2）限定从所述第二轮（6B）的所述旋转轴线（34）开始并截断所述第三轮（6C）的所述旋转轴线（38）的第二基准半轴线（36），所述第一基准半轴线（30）和所述第二基准半轴线（36）之间具有给定角Φ；其中，所述第一轮（6A）的所述第一永磁极（7A）具有相对于所述第一基准半轴线（30）的第一相位，并且所述第三轮（6C）的所述第二永磁极（9A）具有相对于所述第二基准半轴线（36）的第二相位，所述磁齿轮（2）布置成使得限定为所述第一相位和第二相位之间的差值的所述第一轮和所述第三轮之间的相移始终为恒定的；并且其中，所述角Φ和所述相移被选择，以便基本上确定在所述第二轮与所述第一轮和所述第三轮之间不发生打滑的情况下能够在所述磁齿轮中传递的最大机械扭矩的值。2.根据权利要求1所述的机构（1），其特征在于，所述角Φ(N)和所述第一相移与所述第二相移之间的所述差值被选择，使得在没有打滑的情况下能够传递的所述最大机械扭矩是能够由仅包括所述第一轮（6A）和所述第二轮（6B）的另一个磁齿轮传递的对应最大机械扭矩的两倍以上。3.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，所述第一磁齿系（8）和所述第三磁齿系（12）各自包括相同数量N1的齿（7, 9）；并且其中，所述第一轮（6A）和所述第三轮（6C）以这样的方式相对于所述第二轮的所述旋转轴线成角度地定位，使得所述角Φ(N)满足所述数学关系式：其中N2是所述第二磁齿系（10）中的齿的数量并且N是小于N2的正整数。4.根据权利要求3所述的机构，其中所述角Φ(N)的值被选择为基本上等于。
5.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，所述第一磁齿系（8）和所述第三磁齿系（12）各自包括相同数量N1的齿（7, 9），分别属于这些第一磁齿系和第三磁齿系的两个特定齿相对于相应的第一半轴线和第二半轴线并且始终具有给定的恒定角差值Ψ；并且其中，所述第一轮（6A）和所述第三轮（6C）相对于相应的第一半轴线和第二半轴线成角度地定位，使得角差值Ψ满足所述数学关系式：其中M是小于N1的正整数。6.根据权利要求5所述的机构，其中所述角差值Ψ(M)的值被选择为基本上等于。7.根据前述权利要求中任一项所述的机构，其特征在于，所述第一齿系（8）和所述第三齿系（12）的相应的所述磁化齿（7, 9）布置成使得所述第一磁通量和所述第二磁通量分别从这些磁化齿（7, 9）在主方向上出现，所述主方向相...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：斯沃奇集团研究及开发有限公司，
类型：发明
国别省市：