带有指示磁北极装置的手表 本发明涉及一种带有指示地球磁北极装置的手表。更确切地说，涉及一种地球磁北极指示装置，其动作元件由一个双极永久磁铁构成。
德国专利文件G8306716·7号公开了一种带有指示地球磁北极装置的手表(以下称磁北极)。该文件记载的手表包括一个外壳，其中安装了一个钟表运动机构以及与之相连的同轴的模拟时间指示器。该文件的装置中设置了一个由一个设在钟表运动机构和手表表盘之间的环形双极永久磁铁构成的磁北极指示装置，环形永久磁铁的设置方式是它的中心轴与承载上述时间指示器的轴同轴。
该磁北极指示装置还包括一个其第一端固定在环形永久磁铁上的方向指示器，它的设置使得它的第二端出现在设在表盘上的圆环形槽内，从而使手表的使用者能够确定环形永久磁铁地磁轴线方向，其与地球的磁力线方向相对准。
上述带有磁北极指示装置的手表具有某些缺陷。
首先，将永久磁铁放置在手表的钟表运动机构和表盘之间将增加手表的厚度，一般来说，为了手表带在手腕上舒服以及美观设计的原因，手表制造者需要设计厚度较薄的手表。
在将环形永久磁铁放置在与钟表运动机构的中心轴同轴的位置，即与手表指针的轴同轴的情况下，在计时运动机构含有磁性物质即表现出低磁阻特性的物质时，将对磁北指示装置的工作有害。这种磁性物质将干扰地球的磁场，并且在永久磁铁未与这些磁性物质特别是电子运动机构的源电池充分隔离的情况下，将会导致永久磁铁的指向与地球磁场不一致。
因此，如果永久磁铁被放置在钟表运动机构的磁性物质附近，那么磁北极指示装置将不能正常工作。另一方面，如果为了减小这些磁性物质对永久磁铁的吸引而将永久磁铁从钟表运动机构上移走，将大大增加手表的厚度，从而削弱了手表的商业价值。
此外，将永久磁铁设置在包含有磁性物质的运动机构的上面将导致地球的磁力线集中在这些磁性物质所限定的区域内。因此，与磁北极指示装置的永久磁铁横切的地球磁力线密度将减小。因此，这些装置的效果被减弱。
本发明的目的在于克服上述缺点，并提供一种带有磁北极指示装置的手表，其中磁北极指示装置的放置不影响手表的厚度或只是轻度地影响，同时其磁作用能够正确地指示地球的磁北极。
为了实现上述目的，首先本发明涉及一种手表，它具有一个钟表运动机构，一个安装有该种表运动机构和指示磁北的装置的外壳，该磁北指示装置包括一个能够围绕第一转动轴转动的双极永久磁铁和一个刚性固定在所说的永久磁铁上的方向指示装置。永久磁铁的磁化方向为径向，从而表现为与所说的第一转动轴相垂直的磁力线。该手表的特征在于永久磁铁被固定在钟表运动机构的侧边区域。
上述特点的结果是，形成磁北极指示装置的动作元件的永久磁铁不一定导致手表厚度的增加，只要该永久磁铁被设置在钟表运动机构的边缘。
根据本发明特定的特征，将永久磁铁安装在一个轴上，其上固定了一个方向指示器，后者被放置在手表的表盘和表玻璃之间，而永久磁铁被设置在手表的后盖和表盘之间。
根据第一个变型实施例，将永久磁铁放置在手表内的钟表运动机构外部的区域。根据第二个变型实施例，将永久磁铁放置在钟表运动机构内部的边缘区域，承载永久磁铁的轴具有两个枢轴，分别被安装在钟表运动机构的框架内设置的两个轴承上。
为了确保本发明的磁北极指示装置能够正确指示地球的磁北极，本发明还涉及一种手表，其钟表运动机构带有磁性物质，特别是电子钟表运动机构。按照以上所述方式将磁北极指示装置的永久磁铁放置在手表的外壳内，离开所说磁性物质足够远的距离处，从而使它的最小能量位置基本上取决于横切手表的地球磁力线。
根据本发明的特定特征，永久磁铁由一个直接安装在具有较小直径的轴上的环构成，并且该环的安装使得永久磁铁能够被包括在手表外壳所限定的空间内，永久磁铁还包括一个其长轴直径远大于环形永久磁铁的径向直径的方向指示装置，并且该方向指示装置由非磁性物质制造。
因此，通过把永久磁铁放置在手表的外壳边缘而同时不破坏方向指示装置所指示的磁北方向的读取，可以使得由永久磁铁构成的磁北极指示装置的动作元件远离钟表运动机构的磁性物质。这样的方向指示装置是非磁性的，它能够接近钟表运动机构，而不破坏本发明的磁北指示装置的精确性和灵敏度。
这里应当指出，只要地球磁北极指示装置的动作元件和方向指示器相互分开，根据本发明可以预见到，方向指示器可以相对于永久磁铁的磁轴线按照下述方式取向，即当它对准一个定位参考标记时，方向指示器精确地指示地球的磁北极。方向指示器的长轴方向与永久磁铁的磁轴线之间的分离角取决于钟表运动机构中磁性物质所形成的地球磁场的干扰以及上述定位参考标记的位置。
本发明的另一目的是提供一种带有上述磁北极指示装置的手表，其能够使得佩戴该手表的使用者容易地定位，即能够容易地确定一个与地球磁北极相对的预定方向。
本发明的另一目的是提供一种具有上述磁北极指示装置的手表，其用于在至少另一地方指示一个给定地方的方向，具体说该给定的地方是麦加。
本发明的另一些特征和优点将在以下结合附图对有限数量的实施例所作的说明中描述。
附图1是本发明第一实施例的剖面图，
附图2是本发明第一实施例的第一变化形式的剖面图，
附图3是等同于本发明第一实施例中第一变化形式的第二变化形式的底视图，
附图4是本发明的第二实施例的局部剖面图，
附图5是从本发明的地球磁北极指示装置的位置上方看的俯视图，
附图6是从本发明的手表表盘的一种变化实施例的止方看到的俯视图，
附图7-9表示本发明的手表的第三实施例，其用于确定一个预定的方向以及它的操作。
附图10是本发明的手表的第四实施例的俯视示意图，其用于向使用者指示麦加的方向。
下面借助于附图1说明根据本发明的第一实施例。
在附图1上，手表1包括一个与两个作为时间模拟指示的指针4和6相连接的钟表运动机构2。手表1还包括一个固定在玻璃框10中的表玻璃8和形成在手表壳后盖的表壳12。
手表1还具有一个用于指示地球磁北极方向的装置14。该装置14包括一个安装在具有一个转动轴20的轴18之上的双极永久磁铁16。双极永久磁铁16(图中未画出)与转动轴20相垂直。
具有磁铁16的轴18被安装在罩22之中。罩22被固定在表壳12中，位于钟表运动机构2外部的侧边缘。
方向指示器24被刚性固定在轴18上。该方向指示器用于指示磁北极的方向，下面将详细说明。
可以看出，永久磁铁16被放置在钟表运动机构2的侧边缘区域，并且位于手表1的表盘26和手表的后盖之间。特别地，应当指出，该装置14在本实施例中的放置绝对不会带来手表1厚度的增加。方向指示器24被固定在手表1的表盘26和表玻璃8之间与时针6相平齐的高度上，分针4被放置高于方向指示器24的位置上。因此，方向指示器24不会带来手表厚度的任何增加。
附图2所示为附图1的第一实施例的变化形式。手表31包括一个表壳32，其上固定了一个表玻璃8和一个可分离的后盖34。钟表运动机构2被安装在外壳套环36内，在其表面上设置了手表31的表盘26。手表31还包括一个与附图1中所说明的一样的磁北极指示装置14，但设置在外壳套环36之内。这里要指出的是，永久磁铁16的磁轴38已经表示在附图2中，附图1中已经说明的参考标记在这里将不再详细说明。
应当再次指出的是，永久磁铁16被设置在钟表运动机构2之外的边缘区域。在这种变化形式中，钟表运动机构2以偏离表壳32的中心的方式设置。磁北极指示装置14的设置同样也不会带来手表31的厚度的额外增加。
安装在壳圈36之内的罩22包括两个轴承40和42，其中分别引导轴18的两个枢轴44和46。形成在轴18的第一端的第一枢轴46，位于装在罩22中的托钻48之上。形成在轴18的第二端的枢轴44穿过轴承40至该轴承40之上，从而允许形成方向指示器的臂24的管被固定在枢轴44之上。
附图3表示与附图2所示的第一变化形式等同的第一实施例的第二变化形式。在附图3中，表示出从下面看到的不带后盖的手表51。该手表51包括一个安装在壳圈54之中的钟表运动机构52。一个与附图1和2所说明的相类似的用于指示磁北极方向的装置14被按照与附图2等同的方式固定在壳圈54中。
钟表运动机构52为一个包含电机56和电池盒58的电子运动机构。装在电池盒58之中的电机56的定子60和电池(图示未画出)构成磁性物质，即易导磁力线的低磁阻抗物质。
包含了该装置14的永久磁铁(图3中未画出)的指示磁北极方向装置14的罩22被设置在由钟表运动机构52所限定的侧边缘区域64。特别地，罩22与钟表运动机构52的磁性物质相隔离，并被设置在相对于钟表运动机构52的中心轴线与电池盒58相对的一侧，该电池盒58用于放置驱动钟表运动机构所需的电池。
因此，指示磁北极方向装置14的永久磁铁与钟表运动机构52的驱动元件相隔离，该电池元件是干扰横穿手表51的地球磁力线的主要磁性元件之一。在将钟表运动机构52和指示磁北极方向装置14安装到手表51上的时候，应该确保指示磁北极方向装置14的永久磁铁和钟表运动机构52的磁性物质之间的距离足够大，从而使得永久磁铁的最小能量位置基本上由横穿手表51的地球磁力线决定。
如果指示磁北极方向装置14的永久磁铁被设置在钟表运动机构52的磁性物质的附近，这种磁性物质特别是它们的结构，将决定指示磁北极方向装置14的永久磁铁的取向。在这种情形下，如果永久磁铁的最小能量位置由磁性物质本身决定，该指示磁北极方向装置14将完全不起作用。本发明对该问题的解决依赖于指示磁北极方向装置14的设置以及它在手表中相对于钟表运动机构52的位置。此外，本发明在解决指示磁北极方向装置14的有效性和灵敏度的同时，不带来手表51厚度的增加。
附图4中部分地表示出了本发明手表的第二实施例。
在第二实施例中，指示磁北极方向装置14被安装在钟表运动机构72之中。
在附图1和3中已经说明过的部件将不再详细说明。
安装了永久磁铁的指示磁北极方向装置14的轴18安装在钟表运动机构框架72的第一部件74和第二部件76之间。轴承40和42被安装在钟表运动机构的部件74和76上分别用于接纳它们的开口中，此外，轴18的枢轴46支承在托钻48上，而枢轴44向表盘26的方向穿过轴承40。形成装置14中方向指示器的指针24的轴线78刚性固定于枢轴44上。
因此轴18和磁铁16被全部包含在钟表运动机构72的厚度之内。指针24被设置在表盘26之上。
当钟表运动机构包含磁性物质的时候，在磁性物质附近的地球磁力线的流向随该磁性物质的出现而改变，此外，由于磁性物质的出现所导致的对永久磁铁的磁轴方向的干扰受永久的磁铁和该磁性物质的相对位置的影响。因此，指示磁北极方向装置的永久磁铁的磁轴确定的方向表现出一个角度的偏离，当永久磁铁相对于磁性物质的位置在由地球的磁北极方向所确定的参考框架内变化时，该角度相对于磁北极方向变化。
下面，借助于附图5和6，说明本发明对上述问题的解决方案。
附图5表示出从上面看到的双极永久磁铁16和它的磁轴38，带有磁铁16的轴18以及根据本发明的用于指示磁北极方向装置的方向指示装置24。
附图6示意性表示出根据本发明手表的顶视图，特别是该手表的表盘82的布置。方向指示器24的转动轴20被设置在表盘82的边缘处，并且与12点钟的位置相对准。除了用指针4和6指示相对于每天的时间之外还设置了一个由箭头85构成的定位参考标记84。
为了正确和精确地指示地球磁北极，该方向指示器24的长轴移动了一个角位移α。该α角以如下方式精确确定，使得当该方向指示器24为长轴86与定位标记84对准时，该方向指示器24的长轴86与未受干扰的地球磁场的南北极方向对准。实际上，角度α的大小不需要进行理论上的计算。为了以这种方式按角度地定位该方向指示器对于永久磁铁16的磁轴38的位置，只需简单地在安装方向指示器24的过程中，将定位标记84的箭头85沿着未受干扰的地磁场的南北极方向放置即可。为了实现这一点，特别可行的是使用一个精确地指示未受干扰的地磁场的南北极方向的参考框架。一旦钟表运动机构(图中画出)和表盘82已经正确地定位，将构成上述方向指示器的指针24安装在指示磁北和表盘82方向装置14的轴18上，其方式为，将该指针24的长轴86与标记84相对准，即使得该长轴86朝向定位参考标记84的箭头85给定的方向。
从以上说明可以得出结论，当长轴86与定位参考标记84相对准时，方向指示器24的长轴86和定位参考标记84的箭头85正确和精确地指示地球的磁北极。
应当指出的是，定位参考标记84可以由任何机构形成，只要该机构能够形成至少一个供方向指示器24容易对准的点即可。如果方向指示器24沿着转动轴20转动，一个单独定位点就能确定方向指示24的长轴86的给定方向。因此，当定位参考标记84确定了一个非点状的几何形状的结构之后，该几何形状应当展示出一个大致与转动轴20相截的方向。
由于本发明的指示地球磁北极方向装置14的结构，钟表运动机构的磁性物质所产生的对于横穿指示磁北极方向装置14的永久磁铁所处区域的干扰，可以通过装置14的方向指示装置24与本发明所设置的定位参考标记84相对准而得以校正。
因此，如果方向指示器24的长轴86未与定位参考标记84相对准，方向指示器24就不再以精确的方式指示地球的磁北极，从而使方向指示器24的长轴86与定位参考标记84所确定的方向之间的角度偏差很大。
为了使得方向指示器24仍指示地理上北极的方向，在表盘82上设置了表示磁偏角大小的刻度88。在地球表面某一地区的磁偏角与磁北极的方位相对应，即，等于地理上的北极方向和磁北极之间的角度。如果佩戴附图6所示的手表的使用者的所在地的磁偏角是已知的，那么能够根据与该磁偏角对应的刻度来调节方向指示器24的长轴86。在附图6中，位于方向指示器24右边的刻度部分88对-应于负的磁偏角，即对应于向西的磁偏角W，而位于方向指示装置24左边的刻度88对应于正的磁偏角，即对应于向东的磁偏角。
作为第一级近似，刻度88是线性的。但是，在优选实施例中，刻度88按照下述方式设置，即对应于零磁偏角的刻度和对应于另一相对于方向指示装置24的转动轴20的非零磁偏角刻度之间形成的角度结合了当钟表运动机构包含磁性物质60时对于永久磁铁所在区域的地球磁力线产生的干优。
应当指出的是，如果钟表运动机构不包含磁性物质，永久磁铁16的磁轴38与方向指示器24的长轴86之间的角度a为零，考虑了磁偏的因素之后的刻度88就能够成为线性的。
在附图6所示的实施例中，设置了止动件90和91，用于限制方向指示器24的移动。如附图6所示，方向指示器24的转动轴20位于手表表盘82的边缘，并且当构成方向指示器24的指针与定位参标记84的箭头85相对准的时候，该指针指向表盘的中心方向。因此，根据本发明进行的设置，借助于方向指示器24，可以保证很好地读取磁北极方向，而用于指示地球的磁北方向的装置14的永久磁铁位于本发明的手表的边缘，即位于手表内包含的钟表运动机构的侧边缘。方向指示器24由非磁性材料制成。因此，方向指示器24设置在钟表运动机构的磁性物质的附近不会对本发明的磁北指示装置的精度和录敏度产生不利影响。
下面借助于附图7-9描述本发明手表的第三个实施例，该手表用于指示预定的方向。
手表94包括一个根据本发明的用于指示地球磁北极的装置14。手表94是被使用者佩戴在手腕上的手表。该手表包括一个设置在外壳98中的表盘96。
装置14具有一个与定位参考标记100相连的方向指示器24，该定位参考标记由两个环状扇形部分构成的间隔组成。在表盘96上，具有一个刻度102，至少部分地成罂粟花形。装置14的轴20被定位在与指北方向相对应的刻度上。转动轴20在表盘96上的突起和构成定位参考标记100的间隔在刻度102的南北方向上相对准。
根据本发明，固定有表盘96和手表94的钟表运动机构(图中未画出)的外壳98可以绕着与手表94的表带106相对应的中心轴104进行转动。为了实现这一点，外壳98以可转动的方式被安装在与表带106相固定的基座110上。例如，能够使得外壳98相对于基座110进行转动的装置包括一个固定在外壳98上的齿轮和至少一个为该固定于基座110上的齿轮所设置的倾斜的定位棘爪。任何其他为本领域普通技术人员所熟知的装置，特别是与包括转动的表框的手表所用装置等效的装置，均可用于手表94的装配。
应注意的是刻度102至少包括四个刻度，其与地球的四个方位点相对应，指示北极的方向的刻度是由定位参考标记100和转动轴20给定的。附图7-9所画出的手表94能够保证容易地跟踪一个方位点，即当使用者佩戴手表时的一个预定方向。
下面将借助于附图7-9说明手表94以何种方式跟踪一个方位点。当手表94被用于指示时间时，装置14的转动轴20被固定在相对于外壳98的转动轴104成角度的一个预定位置上。在附图7上，该预定位置相对于基座110处于对应于手表94的12点的位置。在另一方面，当使用者希望使用手表94跟踪一个预定方向时，例如西南方向，他将转动手表94的外壳98，直至对应于西南方向的刻度盘102的刻度112成一定角度地固定在手表的基座110的12点位置。接下来，使用者将他的前臂114放在他的身体前面，使得前臂处于相对水平的位置，手表面向他的头部。然后，如附图9所示，使用者自身转动，直至方向指示装置24与定位参考标记100对准。然后，使用者已经选择跟踪的预定方向由对应于圆形度盘中心的刻度盘102的刻度112给定，圆形刻度盘中心与外壳98的转动轴104相重合。该方向与手表94的使用者的实际行走方向是对应的。
为了跟踪他所选定的方向，使用者将观察方向指示器24停留在该与定位参考标记100相对准的位置。如果手表94的使用者所处的位置表现出一个磁偏角，则设置了一个考虑了该磁偏角的刻度盘，使用者将观察方向指示器24定位在该已经与手表94的使用者所在位置的磁偏角相对应的刻度盘。
下面将借助于附图10描述本发明手表的第三实施例，其用于指示一个相对于至少一个其它地点的预定地点的方向。
根据第三实施例的手表120包括一个带有旋转式表框124的外壳122。两个指针126和127能够模拟地显示时间。此外，手表120包括一个用于与前述等同的指示地球的磁北极方向的装置14，和一个包括与方向指示器24相连的定位参考标记125的表盘128。
在附图10所示的实施例中，手表120的构造使得它能够保证使用者从表盘128上列出的一组城市中确定麦加的方向，表盘与倾斜的参考标记130相连接，后者在表盘128的平面上形成相对于转动的表框124的转轴132成一定角度位置。由一个给定的指针130，转动的表框的转轴132和方向指示器24的转动轴之间形成的角度，与麦加的方向和与给定的角度参考标记130相对应的城市所在位置的磁北极方向之间的磁方位相对应。
为了正确地从刻在表盘128上的城市中确定麦加的方向，可以转动表框124，直至使用者所在城市的参考标记130和标记134与转动轴132在表盘128上的突起相对准。然后，如前所述，使用者转动手表120，直至方向指示24与参考标记125相对准。一旦，方向指示器24与参考标记125相对准，麦加的方向就对应于设在转动的表框124上的参考标记134以及转动的表框124的转动轴134所确定的方向。为了便于使用者确定麦加的正确方向，在旋转的表框124上对应于旋转轴132在参考标记134的相反一侧设置了一个指向麦加方向的参考标记136。这样，使用者就能容易地根据用参考标记134和136确定的方向来确定麦加的方向。
应当指出的是，在一个变型的实施例中，外壳122具有表盘128，设在外壳122内的地球磁北极指示装置14(部分地被画出)和钟表运动机构(未画出)可以相对于手表120的表带(未画出)转动。