AT523288B1

AT523288B1 - Uhrenbauteil

Info

Publication number: AT523288B1
Application number: ATA50208/2020A
Authority: AT
Inventors: Richter Dr Karsten
Original assignee: Mb Microtec Ag
Priority date: 2020-03-12
Filing date: 2020-03-12
Publication date: 2021-07-15
Also published as: AT523288A4; CH717220B1; CH717220A2; CN214504137U

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bauteil (1) für Uhren, welcher in eingebautem Zustand bei normaler Funktion mit einer Winkelgeschwindigkeit grösser als 0,105 rad/s und/oder mit periodisch wechselndem Drehsinn um eine Achse (A) gedreht oder geschwenkt wird. Auf der Oberfläche des Bauteils (1) ist zumindest eine aktive Lichtquelle (5) befestigt.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Bauteil für Uhren, welches in eingebautem Zustand bei normaler Funktion mit einer Winkelgeschwindigkeit grösser als 0,105 rad/s und/oder mit periodisch wechselndem Drehsinn um eine Achse gedreht oder geschwenkt wird.

[0002] Das Ziel des Einsatzes von Licht in oder an einer Uhr kann auf funktionaler Ebene liegen, indem lichtaussendende Zeiger oder beleuchtete Zifferblätter das Ablesen der Uhrzeit oder anderer Daten im Dunkeln erleichtern oder überhaupt erst ermöglichen. Beleuchtete Komponenten an oder in Uhren können aber auch die ästhetische und emotionale Seite ansprechend und für optische Effekte sorgen. Dabei sind bereits lange Zeit Licht aussendende langsam bewegte oder stillstehende Bauteile wie etwa Zeiger oder Zifferblätter bekannt und Stand der Technik. Zur Aussendung des Lichts werden in diesen Fällen typischerweise Phosphoreszenz (Nachleuchten, z.B. auf Basis von dotiertem Strontiumaluminat) oder Tritiumgaslichtquellen (auch GTLS bzw. Gaseous Tritium Light Sources) in Form von meist runden Glasröhrchen eingesetzt.

[0003] Für schnell bewegte Bauteile von Uhren hingegen ist eine Bauweise sehr schwierig umzusetzen, die eine aktive Aussendung von Licht von diesen Bauteilen ermöglicht. Bislang wurden hierbei durchleuchtete Bauteile oder passiv leuchtende Bauteile vorgeschlagen, beispielsweise der Einsatz von passiven Phosphoreszenz-Farben als direkter Auftrag von Farbe auf eine Unruhe oder Unruhefeder. Auch die Herstellung eines 3D-Elementes aus der Phosphoreszenz-Farbe wurde in der DE 212014000245 U1 vorgeschlagen. In der EP 2904458 B1, der EP 2717103 B1, der CH 711961 A2 oder der CH 714532 B1 sind weiters passive Beleuchtungsmöglichkeiten entweder durch Hinterleuchten von bewegten Teilen, meist Unruhefedern, offenbart. Auch wurde beispielsweise in der US 2017285575 A1 oder der EP 3226082 A1 eine Lösung mit Phosphoreszenz (Nachleuchten) vorgeschlagen.

[0004] In der CH 714514 A2 bzw. der US 2019196408 A1 ist ein neues, sehr aufwändiges Herstellungsverfahren offenbart, bei welchem durch Einsätze im Werkzeug, welches dadurch sehr komplex und kostspielig ist, Aussparungen an der Unruhe hergestellt werden können, in welche etwa Tritiumgaslichtquellen eingesetzt werden können. In einer Speziallegierung (auf Platin-, bzw. Palladiumbasis, mit Formgebung im amorphen bzw. teilkristallinen Zustand) und bei speziellen Herstellkonditionen (z.B. mit präziser Temperaturführung) können dabei diese Schwächungen im Unruhereif erzeugt werden, in welchen dann die Platzierung von herkömmlichen Tritiumröhrchen senkrecht zur Reifebene angedacht wurde. Nach aktuellem Stand der industriellen Technik ist die Länge eines solchen Röhrchen vor allem im Sub-Millimeterbereich deutlich grösser als der Durchmesser (L/D-Verhältnis >2), so dass der Einbau hierdurch schwierig ist. Andere aktive bzw. selbstleuchtende Beleuchtung für relativ schnell bewegte (0.5 bis 10 Hertz-Bereich) Bauteile von Uhren sind aufgrund des hohen Gewichts bzw. der grossen Dimensionen der aktiven Leuchtelemente nicht realisiert.

[0005] Die US2017/176941A1 offenbart ein Herstellungsverfahren für die Feder von Uhren. Erwähnt ist dabei auch die Möglichkeit der Aufbringung einer lumineszenten Beschichtung, während die JP2008/014863A eine Uhr mit einem beweglichen Zierelement offenbart und zu diesem Zweck die Verwendung von Nachleuchtfarbe erwähnt.

[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Bauteil für Uhren zur Verfügung zu stellen, der bei einfacher und kostengünstiger Herstellung eine aktive Beleuchtung auch für schnell bewegte Komponenten ermöglicht.

[0007] Diese Aufgabe wird durch ein Bauteil gemäß den Ansprüchen gelöst.

[0008] Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberfläche des Bauteils zumindest eine Tritiumgaslichtquelle befestigt ist. Anstelle eines neuen teuren Herstellverfahrens für die Uhren-Bauteile und ohne Notwendigkeit einer nachträglichen Bearbeitung und einer damit oftmals verbundenen Schwächung dieser Bauteile, um sie für das Einsetzen von Lichtquellen vorzubereiten, sieht die gegenständliche Erfindung die rasche und einfache Fixie-

rung einer selbstleuchtenden Lichtquelle auf der Oberfläche eines herkömmlichen Standard-Bauteils vor. Diese liefert bei geringer Baugröße und geringer Masse eine besonders lange Lichtaussendung ohne jegliche externe Energieversorgung. Die Fertigung derartiger Tritiumgaslichtquellen erlaubt auch die erfindungsgemäße Anwendung auf massesensitiven Bauteilen von Uhren, wie etwa der Unruhe, die im Uhrwerk integriert sind und zusätzlich wenig Platz im verfügbaren Bauraum (Bauhöhe) aufweisen.

[0009] Bevorzugt ist dabei die Tritiumgaslichtquelle stoffschlüssig auf dem Bauteil befestigt. Damit kann jede Art der Schwächung des Bauteils sicher vermieden werden und es können Standard-Bauteile ohne jede weitere Bearbeitung verwendet werden.

[0010] Gemäß einem weiteren optionalen Merkmal der Erfindung ist ein Bauteil mit einer Drehoder Schwenkachse und zumindest einem von dieser Achse ausgehenden Abschnitt dadurch gekennzeichnet, dass die Tritiumgaslichtquelle auf von einem der Achse ausgehenden Abschnitt positioniert ist.

[0011] Bevorzugt ist bei einem Bauteil mit einem um eine Drehachse rotationssymmetrischen Aufbau eine Mehrzahl von Tritiuumgaslichtquellen rotationssymmetrisch auf dem Bauteil angeordnet. Dadurch wird der Einfluss auf die Unwucht minimiert und die Lichtausbeute maximiert.

[0012] Um das bewegte-Bauteil möglichst wenig zu beeinflussen und bei den vorgegebenen Platzverhältnissen die aktive Beleuchtung des Bauteils möglich zu machen, weist die Tritiumgaslichtquelle eine Länge von maximal 4 mm auf. Bevorzugt wird die Länge der aktiven Lichtquelle mit maximal 2 mm begrenzt. Die größte Querdimension dazu ist mit maximal 2 mm begrenzt, und liegt vorzugsweise sogar bei maximal 0,6 mm. Das Verhältnis zwischen Länge und einer Querdimension der Lichtquelle liegt typischerweise zwischen 2 und 10.

[0013] Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Tritiumgaslichtquelle parallel zur Achse des Bauteils eine Höhe zwischen 0.1 mm und 0.6 mm aufweist. Dabei liegt die Breite B der Lichtquelle vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0.1 mm und 1.5 mm. Das Verhältnis von Länge zu Höhe der Tritiumgaslichtquelle liegt erfindungsgemäß im Bereich zwischen 2 und 10.

[0014] Bevorzugt wird, um die Bewegung des Bauteils möglichst wenig zu beeinflussen und auch den Einfluss auf die Unwucht gering zu halten, das Gewicht der Lichtquelle 1 mg nicht übersteigen.

[0015] Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Bauteil ausgeführt als Unruhe mit einem kreisrunden Reif, einer zentralen Nabe sowie zumindest zwei rotationssymmetrisch angeordneten Armen. Diese ist dann dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Tritiumgaslichtquelle auf der Oberfläche des Reifs oder zumindest eines Armes befestigt ist.

[0016] Bevorzugt ist dabei zumindest eine Lichtquelle auf der Oberfläche zumindest eines der Arme befestigt. Vorzugsweise ist eine Mehrzahl von Tritiumgaslichtquellen symmetrisch um die Nabe herum auf die Arme verteilt.

[0017] Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht einen Bauteil, ausgeführt als Anker oder Hammer für die Repetition, vor und dieser ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Tritiuumgaslichtquelle auf seiner Oberfläche befestigt ist.

[0018] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

[0019] Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:

[0020] Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäß gestaltete Unruhe mit aufgebrachten Tritiumgaslichtquellen;

[0021] Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Unruhe der Fig. 1 entlang der Linie 1l-Il; [0022] Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Arm der Unruhe der Fig.1 entlang der Linie IN-II; und

[0023] Fig. 4 schematische Darstellungen von Tritiumgaslichtquellen zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung.

[0024] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen sind, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

[0025] In der Fig. 1 ist als bevorzugtes Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäß gestalteten Bauteil eine dreiarmige Unruhe 1 für eine Armbanduhr dargestellt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die speziell dargestellte Ausführungsvariante eingeschränkt ist.

[0026] Die Unruhe 1 umfasst einen kreisförmigen Reif 2, der über drei radiale Arme 3 mit einer zentralen Nabe 4 verbunden ist. Die Drehachse A verläuft durch das Zentrum der Nabe 4 und damit der Unruhe 1, die einen schnell bewegten Bauteil der Uhr darstellt, der sich mit wechselndem Drehsinn um die Achse A dreht. Die Winkelgeschwindigkeit dieser Drehung der Unruhe 1 übersteigt dabei beträchtlich den Wert von 0,105 rad/s.

[0027] Auf der Oberfläche der Arme 3 sind im radial äußeren Bereich, unmittelbar anschließend an den Reif 2, selbstleuchtende Tritiumgaslichtquellen 5 als bevorzugte Variante für aktive Lichtquellen aufgebracht und durch stoffschlüssige Verbindung auf den Armen 3 fixiert. Als bevorzugte Beispiele für Verbindungsmethoden sind Kleben, Bonding, Löten und Schweißen, inklusive aller Unterarten dieser stoffschlüssigen Verbindungen zu nennen. In Fig. 3 ist im Querschnitt ein Arm 3 mit mittels eines Klebstoffs 6 fixierter Tritiumgaslichtquelle 5 dargestellt.

[0028] Denkbar wären auch andere Arten von aktiven Lichtquellen, die beispielsweise in Art von RFID Geräten ihre Energie aus einem Strahlungsfeld beziehen können.

[0029] Die Platzierung der Tritiumgaslichtquellen 5 auf den Armen 3 der Unruhe 1 nutzt die vorhandene Symmetrie der Unruhe 1 aus und reduziert gleichzeitig den Einfluss auf die Trägheit und damit auf die Unwucht der Unruhe 1, da die Lichtquellen näher an der Drehachse A platziert werden, im Vergleich zu einer Einbettung im Reif 2 der Unruhe 1.

[0030] Die Genauigkeit des Auswuchtens bezieht sich im Wesentlichen auf die Masse des Unruhereifs 2, die typischerweise zwischen 0.05 g und 0.2 g liegt. Dementsprechend werden Unruhen 1 auf deutlich unter 1 mg, typischerweise bis auf ca. 0.1 mg, ausgewuchtet. Daraus folgt, dass Unruhen am äußeren Reif 2 auf Unwuchten unter 1 mg deutlich weniger sensibel sind. Die erfindungsgemäßen Tritiumgaslichtquellen 5 mit ihrer Masse von maximal 1 mg sind daher so leicht, dass der Einfluss auf die Unwucht auf der Unruhwaage nicht mehr spürbar ist. Eine weitere Möglichkeit ist es, die Lichtquelle weiter zum Zentrum der Unruhe 1 zu platzieren, um den Einfluss der Masse der Lichtquelle auf das Trägheitsmoment zu reduzieren.

[0031] Es gilt auch bei anderen Anwendungen wie z.B. für einen Anker auf eine symmetrische, trägheitsminimale bzw. trägheitsneutrale Anordnung der Lichtquellen zu achten. Je nach der Masse bzw. Trägheit des Unruhereifs 2 und der Präzision der Fixierung der Tritiumgaslichtquellen 5 auf den Armen 3 der Unruhe 1 können ggf. kleine Unwuchten auftreten. Diese können wie bisher durch Auswuchten der Unruhe 1 am Ende des mechanischen Herstellprozesses bzw. bei kleineren Unruhen neu nach dem Fixieren der Lichtquelle durch mechanische Bearbeitung korrigiert werden.

[0032] Wie in Fig. 3 zu erkennen ist, kann die Verbindung beispielsweise durch Verkleben mit einem Klebstoff 6 bewerkstelligt sein. Durch die Anbringung der Tritiumgaslichtquellen 5 auf jedem der drei Arme 3 ist eine rotationssymmetrische Anordnung mit minimalem Einfluss auf die Unwucht der Unruhe 1 gegeben.

[0033] Die Lichtquellen können prinzipiell an jeder Seite des Bauteils oder von dessen Unterabschnitten befestigt sein. Beispielsweise ist die Anordnung der Tritiuumgaslichtquellen 5 in Bezug

auf die Rotationsebene der Unruhe 1 sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite möglich, ebenso wie eine Kombination, bei der Lichtquellen auf beiden einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind. Auch an quer oder geneigt zur besagten Rotationsebene orientierten Oberflächen der erfindungsgemäßen Bauteile für Uhren können die Lichtquellen montiert sein.

[0034] Diese Tritiumgaslichtquellen 5 sind beispielsweise in der in den Fig. 4a und 4b dargestellten Form automatisiert und mit hoher Reproduzierbarkeit herstellbar. Die hohe Präzision in Durchmesser, Länge, Wandstärke und damit in Masse ergibt eine hohe Reproduzierbarkeit des an sich schon geringen Einflusses auf die Trägheit der Unruhe 1 und bringt bei rotationssymmetrischer Anordnung auch nur eine kaum messbare zusätzliche Unwucht ein.

[0035] Typischerweise liegt der Durchmesser D bei zylinderrohrförmigen Tritiumgaslichtquellen 5 wie in Fig. 4a dargestellt zwischen 0.1mm und maximal 0.6 mm. Die Länge ist bevorzugt mit 4 mm begrenzt, wobei besonders bevorzugt ist, wenn die Länge bei maximal 2 mm liegt und das Verhältnis zwischen Länge und Durchmesser in einem Bereich zwischen 2 und 10 liegt. Die besonders bevorzugte Länge L der Tritiumgaslichtquelle 5 liegt bei maximal 2 mm.

[0036] Für langgestreckt quaderförmige Tritiumgaslichtquellen 5 wie in Fig. 4b ist eine Höhe H (d.h. die Dimension parallel zur Achse A der Unruhe 1) zwischen 0.1 mm und 0.6 mm bevorzugt. Die Breite B hingegen ist in einem Bereich zwischen 0.1 mm und 1.5 mm. Hier gilt für das Verhältnis von Länge zu Höhe der Lichtquelle 5 der Bereich zwischen 2 und 10.

[0037] Zusammen mit einer Wandstärke im Bereich zwischen bevorzugt 0.01 mm und 0.1 mm ergibt sich ein bevorzugter Bereich für die Masse der Tritiumgaslichtquelle 5 zwischen 0.05 mg und 1 mg, vorzugsweise bei maximal 0,5 mg.

[0038] Die sehr kleinen Dimensionen und die geringe Masse der erfindungsgemäß bevorzugt eingesetzten Tritiumgaslichtquellen 5 ermöglichen den Einsatz auf kleinen schnell bewegten Komponenten der Uhren, wie z.B. Unruhen 1, Anker, oder zus. Komplikationen wie z.B. Hämmer für Repetition, ohne Aussparungen vornehmen zu müssen. Sie können daher für konventionell hergestellte Bauteile verwendet werden, die sich entweder schnell bewegen, vorzugsweise mit mehr als 0,105 rad/s, und gleichzeitig oder auch alternativ dazu sich mit periodisch wechselndem Drehsinn bewegen.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Unruhe

2 Reif

3 Arm

4 Nabe

5 Tritiumgaslichtquelle 6 Klebstoff

A Drehachse

B Breite

D Durchmesser H Höhe

L Länge

Claims

Patentansprüche

1. Bauteil für Uhren, welches in eingebautem Zustand bei normaler Funktion mit einer Winkelgeschwindigkeit größer als 0,105 rad/s und/oder mit periodisch wechselndem Drehsinn um eine Achse gedreht oder geschwenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberfläche des Bauteils (1) zumindest eine Tritiumgaslichtquelle (5) befestigt ist.

2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tritiumgaslichtquelle (5) stoffschlüssig auf dem Bauteil (1) befestigt ist.

3. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Dreh- oder Schwenkachse (A) und zumindest einem von dieser Achse (A) ausgehenden Abschnitt (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Tritiumgaslichtquelle (5) auf einem von der Achse (A) ausgehenden Abschnitt (3) positioniert ist.

4. Bauteil nach Anspruch 3, mit einem um eine Drehachse (A) rotationssymmetrischen Aufbau, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Tritiumgaslichtquellen (5) rotationssymmetrisch auf dem Bauteil (1) angeordnet ist.

5. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tritiumgaslichtquelle (5) eine Länge (L) von maximal 4 mm, vorzugsweise von maximal 2 mm, aufweist und die größte Querdimension (D, B) dazu maximal 2 mm, vorzugsweise 0,6 mm, beträgt, wobei vorzugsweise das Verhältnis zwischen Länge (L) und einer Querdimension (D, B) der Lichtquelle (5) zwischen 2 und 10 liegt.

6. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tritiumgaslichtquelle (5) parallel zur Achse (A) des Bauteils (1) eine Höhe (H) zwischen 0.1 mm und 0.6 mm aufweist und dass die Breite B vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0.1 mm und 1.5 mm liegt, wobei bevorzugt das Verhältnis von Länge (L) zu Höhe (H) im Bereich zwischen 2 und 10 liegt.

7. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht der Tritiuumgaslichtquelle (5) 1 mg, vorzugsweise 0,5 mg, nicht übersteigt.

8. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ausgeführt als Unruhe (1) mit einem kreisrunden Reif (2), einer zentralen Nabe (4) sowie zumindest zwei rotationssymmetrisch angeordneten Armen (2), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Tritiumgaslichtquelle (5) auf der Oberfläche des Reifs (2) oder zumindest eines Armes (3) befestigt ist.

9. Bauteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Tritiumgaslichtquelle (5) auf der Oberfläche zumindest eines der Arme (3) befestigt ist, wobei vorzugsweise eine Mehrzahl von Lichtquellen (5) symmetrisch um die Nabe (4) herum auf die Arme (3) verteilt ist.

10. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ausgeführt als Anker oder Hammer für die Repetition, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Tritiumgaslichtquelle (5) auf seiner Oberfläche befestigt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen