CH712255B1 - Regelorgan mit hoher Regelgüte, Verfahren zum Regeln eines Uhrwerks und Uhr. - Google Patents

Abstract

Regelorgan einer Uhr aufweisend ein Hemmungsrad (9); eine Unruhe (1) mit einer ersten Drehrichtung und einer zweiten Drehrichtung; ein Hemmstück (7) zur Hemmung des Hemmungsrads (9); einen bistabilen Zwischenspeicher (4) ausgebildet, für jede der ersten und zweiten Drehrichtung der Unruhe (1) eine zwischengespeicherten Energie auf die Unruhe (1) abzugeben und Energie aufzunehmen. Die Energieaufnahme des Zwischenspeichers (4) erfolgt zeitlich nach der vollendeten Energieabgabe auf die Unruhe (1).

Description

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Regelorgan, welches das Frequenzgebende Element mit konstanter Energie antreibt, und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen.

Stand der Technik

[0002] Ein mechanisches Uhrwerk weist einen Hauptenergiespeicher, z.B. eine Spiralfeder, auf, die das Räderwerk des Uhrwerks antreibt. Gleichzeitig weist das Uhrwerk ein Regelorgan auf, das das Räderwerk bremst und mit einer vorgegebenen Frequenz für die Weiterdrehung um einen Schritt freigibt. Das Regelorgan weist ein frequenzgebendes Element, z.B. eine Unruhe, auf, welches eine Hemmung steuert, die in der von dem frequenzgebenden Element vorgegebenen Frequenz ein mit dem Räderwerk verbundenes Hemmungsrad für die Weiterdrehung um einen Schritt freigibt. Gleichzeitig überträgt das Hemmungsrad die notwendige Energie von dem Energiespeicher auf das frequenzgebende Element, so dass dieses eine konstante Schwingung behalten kann.

[0003] Problematisch ist nun, dass der Hauptenergiespeicher, zum Beispiel eine Antriebsfeder, je nach Ladezustand mehr oder weniger Kraft auf das Räderwerk und somit mehr oder weniger Energie auf die Unruhe überträgt. Dies führt zu einer über die Zeit variierenden Energieversorgung des frequenzgebenden Elements des Uhrwerks. Auch die sehr temperaturabhängige Viskosität der Schmierungen des Räderwerks hat deshalb einen Einfluss auf die auf die Unruhe übertragene Energie. Der Stand der Technik zeigt folgende Lösungen für dieses Problem.

[0004] CH353679 zeigt ein Remontoire, das als Hauptenergiespeicher eine erste Spiralfeder und als Zwischenspeicher eine zweite kleinere, auf dem Hemmungsrad gelagerte Spiralfeder aufweist. Diese zweite Spiralfeder kann weniger Energie speichern und muss daher in kürzeren Intervallen nachgespannt werden, was zu einer schnelleren Egalisierung der Energieschwankungen führt, so dass die auf die Unruhe übertragene Energie konstanter ist.

[0005] CH292465 zeigt eine Force Constant Hemmung, ausgeführt als Chronometerhemmung, die eine Spiralfeder als Zwischenspeicher für die auf die Unruhe zu übertragende Energie aufweist. Der Zwischenspeicher erlaubt erneut eine konstantere Energie auf die Unruhe zu übertragen. Allerdings haben Chronometerhemmungen den Nachteil, dass solche Uhrwerke nicht selbstanlaufend sind und eine Impulsübertragung nur in eine Richtung erfolgt.

[0006] DE1293696 zeigt ebenfalls eine Chronometerhemmung, die eine mit einer in eine Unruhe eingreifende Gabel gekoppelte Blattfeder als Zwischenspeicher für die auf die Unruhe zu übertragende Energie aufweist. Die Blattfeder kann zwischen einer Biegelinie zweiter Ordnung mit einem diskreten hohen Energiezustand und einer Biegelinie erster Ordnung mit einem diskreten niedrigen Energiezustand hin- und herspringen. Wenn ein Mitnehmer der Unruhe in Kontakt mit der Gabel tritt, bewegt die Unruhe die Gabel soweit, dass diese die Blattfeder über den Potentialberg des diskreten höheren Energiezustands bewegt und die gespeicherte Energie auf die Unruhe abgegeben wird. Somit wird auf die Unruhe immer nur die gespeicherte Energie der Blattfeder übertragen und die Schwingung der Unruhe ist unabhängig von der Antriebsfeder. Auch hier bestehen die gleichen Nachteile der zuvor beschriebenen Chronometerhemmung. Gleichzeitig sind die auf die Unruhe abgegebene Energie der Blattfeder und die notwendige Auslösekraft der Blattfeder von der Länge der Blattfeder und von deren Elastizitätsmodul abhängig. Bei einer Temperaturänderung verändern sich aber die Länge und/oder das Elastizitätsmodul der Blattfeder. Somit funktioniert diese Uhr nur in einem bestimmten Temperaturbereich, während in anderen Temperaturbereichen sich die Geschwindigkeit der Uhr und die Auslösekraft der Blattfeder durch die Unruhe verändert. Letzteres führt dazu, dass die Blattfeder bereits bei Erschütterungen der Uhr fälschlicherweise auslöst oder, dass die Auslösekraft der Blattfeder die Unruhe unnötig abbremst. Ausserdem hat die Abhängigkeit der Energie der Blattfeder den Nachteil, dass die Kalibrierung der Uhr sehr schwierig ist.

[0007] WO9964936 offenbart ein Regelorgan mit einer Blattfeder, die zwischen einer Biegelinie vierter Ordnung mit einem diskreten hohen Energiezustand und einer Biegelinie zweiter Ordnung mit einem diskreten niedrigen Energiezustand hin- und herspringen kann. Die Blattfeder ist dabei so zwischen zwei festen Punkten gelagert, dass bei einer Bewegung einer mit der Blattfeder gekoppelten Gabel durch einen Mitnehmer einer Unruhe die Blattfeder mit der Biegelinie vierter Ordnung über den Potentialberg bewegt wird und die gespeicherte Energie der Blattfeder freigegeben wird. Die so freigegebene Energie der Blattfeder wird auf die Gabel und auf die Unruhe übertragen. Die Hemmung weist zwei Hemmungsräder, die jeweils mit dem Räderwerk gekoppelt sind, und ein Hemmstück auf. Das Hemmstück ist nicht kraftschlüssig mit der Gabel verbunden, sondern mit der Blattfeder gekoppelt. Während des Umspringens der Blattfederbiegelinie und der Energieübertragung auf die Unruhe wird das Hemmungsstück durch die Formveränderung der Blattfeder aus der hemmenden Position bewegt und das von dem Hemmungsstück gebremste Hemmungsrad freigegeben. Das freigegebene Hemmungsrad dreht durch die Kraft der Hauptantriebsfeder das Hemmstück bis zur nächsten hemmenden Position. Durch die Drehung des Hemmstücks wird die gekoppelte Blattfeder wieder von der Biegelinie zweiter Ordnung in die Biegelinie vierter Ordnung aufgeladen. Die Blattfeder dieses Regelorgans hat die gleichen Probleme der Temperaturabhängigkeit wie die zuvor beschriebene DE1293696. Gleichzeitig ist hier problematisch, dass die Blattfeder bereits während der Energieabgabe auf die Unruhe wieder durch das Hemmstück aufgeladen wird. Dies führt zu einer Störung der Energieabgabe auf die Unruhe und verhindert dadurch eine konstante Energieabgabe auf die Unruhe. Ein weiterer Nachteil dieses Uhrwerks ist der sehr komplexe Aufbau.

[0008] EP2706416 offenbart nun eine Vereinfachung der Konstruktion aus WO9964936. Hier besteht die Hemmung aus einem Anker mit zwei Paletten zur Hemmung eines Ankerrads. Der Anker ist über eine Blattfeder mit einer in eine Unruhe eingreifende Gabel gekoppelt. Die Blattfeder kann zwischen einer Biegelinie zweiter Ordnung mit einem diskreten hohen Energiezustand und einer Biegelinie erster Ordnung mit einem diskreten niedrigen Energiezustand hin- und herspringen. Die Enden der Blattfeder sind jeweils symmetrisch um die Drehachse der Gabel und des Ankers gelagert, so dass eine Drehung des Ankers und/oder der Gabel zu einer Biegelinienveränderung der Blattfeder führen. Bei einer Bewegung der Gabel durch den Mitnehmer der Unruhe wird die Blattfeder mit der Biegelinie zweiter Ordnung über den Potentialberg bewegt und die gespeicherte Energie der Blattfeder freigegeben. Die so freigegebene Energie der Blattfeder wird durch die verursachte Rotation der Gabel auf die Unruhe übertragen. Während des Umspringens der Blattfederbiegelinie und der Energieübertragung auf die Unruhe wird der Anker durch die Formveränderung der Blattfeder gedreht. Dadurch wird das von dem Anker gebremste Ankerrad freigegeben, welches durch die Kraft der Hauptantriebsfeder den Anker weiter dreht, bis dieser sich wieder in einer hemmenden Position befindet und die Blattfeder wieder eine Biegelinie zweiter Ordnung aufweist. Dieser Aufbau ist einfacher. Es findet auch hier die Aufladung des Zwischenspeichers während der Impulsabgabe auf die Unruhe statt, wodurch der Impuls auf die Unruhe doch wieder (wenn auch in geringeren Massen) von der Kraft der Antriebsfeder abhängt. Gleichzeitig hat die Federanordnung zwischen dem Anker und der Gabel den folgenden Nachteil. Bei üblichen Grössen für das Ankerrad und den Anker ist die Feder sehr kurz. Hierdurch wird die Feder sehr sensitiv bezüglich ihrer Länge und somit schwierig einzustellen. Alternativ kann natürlich der Abstand zwischen Gabel und Anker vergrössert werden, was aber zu einer unerwünschten Vergrösserung des Regelorgans führen würde. Dies hätte neben dem erforderlichen Rauraumbedarf zusätzlich einen negativen Effekt auf die Massenträgheit der während der Impulsübertragung beschleunigten Komponenten des Regelorgans. Gleichzeitig hat die Blattfeder die gleichen Einstellungs- und Temperaturprobleme wie zu DE1293696 beschrieben.

[0009] Ein weiteres Problem gängiger Hemmungen mit einer Unruhe ist, dass der Koppelungsdrehwinkelbereich, in dem die Unruhe zur Auslösung und zur nachfolgenden Energieaufnahme mit der Gabel zusammenspielt, relativ gross ist. Eine Ankerhemmung hat in der Regel einen Koppelungsdrehwinkelbereich von ca. 50°, der bei hochwertiger Ausführung noch etwas reduziert werden kann. Eine perfekte Schwingung hingegen erhält bei jedem Durchgang durch den Ruhepunkt einen konstanten punktuellen Impuls im Ruhepunkt der Unruhe, der die verlorene Reibungsenergie wieder zuführt. Umso grösser der Koppelungsdrehwinkelbereich einer Hemmung ist, umso stärker wird die perfekte Schwingung der Unruhe durch den Energieaustausch zwischen Gabel und Unruhe gestört. Zusätzlich ist der Auslösewiderstand oder der Impuls der Ankerhemmung je nach Drehrichtung unterschiedlich, was ebenfalls eine Störung für die Schwingung darstellt. Chronometerhemmungen, wie sie oben beschrieben wurden, erlauben zwar diesen Koppelungsdrehwinkelbereich zu reduzieren, haben aber gleichzeitig den Nachteil, dass die Unruhe nur in eine Richtung angetrieben wird und somit ebenfalls eine Störung für die Schwingung darstellt. Für die Koaxialhemmung, wie sie z.B. in EP1045297A1 offenbart ist, sind Koppelungsdrehwinkelbereiche bis zu 30° bekannt. Die Unruhe wird hier zwar in beide Richtungen angetrieben. Allerdings sind der Impuls und/oder der Auslösewiderstand aufgrund der unterschiedlichen Antriebsstränge je nach Drehrichtung sehr unterschiedlich. In jedem Fall gibt es keine Hemmungen, die es schaffen einen kleineren Drehwinkel als 30° zu realisieren. Dies liegt zum einen an der grossen Masseträgheit des Uhrwerks, die verhindert, dass der Impuls von der Gabel auf die Unruhe in einem kleineren Winkel übertragen werden kann. Selbst wenn die Masseträgheit durch leichte Materialien reduziert würde, so steigt bei kleineren Winkeln das Risiko, dass die Ellipse der Unruhe nicht mehr sauber in die oder aus der Gabel schwingt. Zudem vergrößert sich durch die Trägheit der Bereich, in dem die Gabel nur geschleppt wird, in gleichem Maße verringert sich der Bereich, in dem der eigentliche Impuls übertragen wird. Deshalb finden sich im Stand der Technik keine Hemmungen mit Koppelungsdrehwinkelbereichen kleiner 30°.

[0010] Weiterhin ist aus CH341764 bekannt, die Dicke der antreibenden Spiralfeder über deren Längsachse zu variieren. Auch ist aus DE102013106505 bekannt die Dicke einer schwingenden Spiralfeder einer Unruhe über deren Längsachse zu variieren.

Darstellung der Erfindung

[0011] Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Regelorgan zu erfinden, welches die Probleme des Stands der Technik löst.

[0012] Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Regelorgan zu finden, welches das frequenz-gebende Element mit einer besonders hohen Regelgüte antreibt.

[0013] Erfindungsgemäß wird dieses Ziel durch ein Regelorgan einer Uhr gelöst. Das Regelorgan weist ein Hemmungsrad, eine Unruhe mit einer ersten Drehrichtung und einer zweiten Drehrichtung, ein Hemmstück zur Hemmung des Hemmungsrads und einen bistabilen Zwischenspeicher ausgebildet, für jede der ersten und zweiten Drehrichtung der Unruhe eine zwischengespeicherten Energie auf die Unruhe abzugeben und Energie aufzunehmen, auf. Das Regelorgan zeichnet sich dadurch aus, dass die Energieaufnahme des Zwischenspeichers zeitlich nach der vollendeten Energieabgabe auf die Unruhe erfolgt.

[0014] Erfindungsgemäß wird dieses Ziel durch ein Verfahren zum Regeln eines Uhrwerks gelöst. Das Verfahren weist die folgenden Schritte pro Drehrichtung einer Unruhe auf. Abgeben einer in einem bistabilen Zwischenspeicher zwischengespeicherten Energie auf die Unruhe. Aufnehmen von Energie in dem Zwischenspeicher. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Energieaufnahme des Zwischenspeichers zeitlich nach der vollendeten Energieabgabe auf die Unruhe erfolgt.

[0015] Durch diese zeitliche Trennung der Energieaufnahme und Energieabgabe des Zwischenspeichers kann eine konstante Energieabgabe auf die Unruhe erfolgen, welche eine besonders genaue Frequenztreue des frequenzgebenden Elements zur Folge hat.

[0016] Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0017] In einem Ausführungsbeispiel weist das Regelorgan ein Energieübertragungsmittel auf, das in einem Koppelungsdrehwinkelbereich so mit der Unruhe koppelt, um von der Unruhe ausgelöst zu werden und nach der Auslösung Energie auf die Unruhe abzugeben, wobei der Koppelungsdrehwinkelbereich kleiner als 30° ist. Durch die Reduzierung des Koppelungsdrehwinkelbereichs unter 30°, wird die Energieübertragung immer mehr einem idealen Impuls angenähert, was die Energieübertragung optimiert. Dadurch kann die Unruhe mit weniger Energie angetrieben werden. Gleichzeitig werden Störungen der Unruhe, z.B. Vibrationen, durch die Konzentration der Hauptimpulsübertragung im Stabilitätspunkt der Unruhe vermieden. Somit wird auch die Regelgüte der Unruhe erhöht. Durch die Verwendung des Zwischenspeichers kann die Trägheit des Energieübertragungsmittels auf die Unruhe signifikant minimiert und somit die verwendete Energie zum Antreiben der Unruhe und die Geschwindigkeit der Energieübertragung von dem Zwischenspeicher auf die Unruhe sehr genau eingestellt werden. Dies erlaubt eine starke Minimierung des Koppelungsdrehwinkelbereich

[0018] In einem Ausführungsbeispiel weist der Zwischenspeicher eine bistabile Feder auf zur konstanten Energieabgabe auf die Unruhe, auf. In einem Ausführungsbeispiel ist die thermische Längen- und/oder Elastizitätsmoduländerung der bistabilen Feder so durch eine thermische Längenänderung der Lagerpunkte der Feder in einer Platine kompensiert, dass die von der Feder auf den Oszillator abgegebene Energie konstant mit der Temperatur bleibt. Dies löst das Problem der starken Temperatursensibilität der Uhrwerke mit konstanter Kraft, die eine bistabile Feder verwenden. In einem Ausführungsbeispiel ändert sich ein die lokale Elastizität bestimmender Parameter der Feder über deren Längsachse. Dadurch kann einerseits das zeitliche Verhalten der Feder bei der Auslösung und der Impulsabgabe auf den Gangregler wesentlich feiner eingestellt werden als mit einer Feder mit konstanten Parametern entlang der Längsachse. Gleichzeitig kann dies dazu verwendet werden, dass der Effekt der Verlängerung der Feder bei Temperaturänderungen weniger Einfluss auf die Impulsabgabe und die Auslösung der bistabilen Feder hat.

[0019] In einem Ausführungsbeispiel ist das Regelorgan so ausgebildet, dass die Energieaufnahme des Lademittels bzw. des Zwischenspeichers von dem Hemmungsrad, vorzugsweise vollständig, zeitlich versetzt zu oder getrennt zu oder nach der Energieabgabe auf die Unruhe geschieht.

[0020] In einem Ausführungsbeispiel weist das Regelorgan bzw. Lademittel ein Spannstück und den Zwischenspeicher auf, wobei das Spannstück in das Hemmungsrad bzw. das Räderwerk eingreift und mit dem Zwischenspeicher zur Übertragung einer Energie des Hemmungsrads bzw. des Räderwerks auf den Zwischenspeicher verbunden ist.

[0021] In einem Ausführungsbeispiel ist das Spannstück ein drehbares Element, das durch eine Drehung des Hemmungsrads bewegt, insbesondere gedreht, werden kann.

[0022] In einem Ausführungsbeispiel weist das Spannstück eine erste Palette zum Eingreifen in das Räderwerk und eine zweite Palette zum Eingreifen in das Räderwerk auf. Insbesondere ist die erste Palette ausgebildet, durch das Räderwerk bewegt/gedreht zu werden, wenn das Hemmungsrad bei der Drehung der Unruhe in eine erste Richtung freigegeben wird, und die zweite Palette ausgebildet, durch das Räderwerk bewegt/gedreht zu werden, wenn das Hemmungsrad bei der Drehung der Unruhe in eine zweite Richtung freigegeben wird.

[0023] In einem Ausführungsbeispiel weist der Zwischenspeicher einen Energieaufnahmepunkt auf, der mit dem Spannstück verbunden ist. In einem Ausführungsbeispiel ist der Zwischenspeicher eine Feder, die einen von der Unruhe aus relativ zu dem Energieaufnahmepunkt gegenüberliegenden Lagerpunkt, z.B. ein erstes Ende der Feder, aufweist, der mit dem Gehäuse oder der Platine des Regelorgans verbunden ist. In einem alternativen Ausführungsbeispiel dient der Energieaufnahmepunkt zur Befestigung des Zwischenspeichers an dem Spannstück.

[0024] In einem Ausführungsbeispiel weist das Regelorgan ein Energieübertragungsmittel zur Übertragung der zwischengespeicherten Energie des Zwischenspeichers auf die Unruhe auf.

[0025] In einem Ausführungsbeispiel ist das Energieübertragungsmittel ein drehbar gelagertes Element, das an einem ersten Punkt, vorzugsweise an einem ersten Ende, mit der Unruhe zeitweise in Verbindung steht und das an einem zweiten Punkt, vorzugsweise an einem zweiten Ende, mit dem Zwischenspeicher in Verbindung steht.

[0026] In einem Ausführungsbeispiel weist die Unruhe einen auf einer drehbar gelagerten Scheibe angeordneten Mitnehmer auf, welcher das Energieübertragungsmittel um eine Drehachse dreht.

[0027] In einem Ausführungsbeispiel ist das Energieübertragungsmittel ausgebildet, Energie auf das Hemmstück zur Aufhebung der Hemmung des Hemmungsrads zu übertragen. Insbesondere ist das Regelorgan so ausgebildet ist, dass die Übertragung der Energie von dem Energieübertragungsmittel auf das Hemmstück, vorzugsweise vollständig, zeitlich getrennt oder versetzt oder nach der Übertragung der Energie von dem Energieübertragungsmittel auf die Unruhe geschieht.

[0028] In einem Ausführungsbeispiel weist das Hemmstück zumindest einen Anschlag auf, wobei das Energieübertragungsmittel, vorzugsweise ein drehbarer Hebel, durch Anschlagen an dem zumindest einem Anschlag Energie auf das Hemmstück übertragen kann. Vorzugsweise geschieht dieser Anschlag nachdem der Mitnehmer der Unruhe freigegeben worden ist. Dies ist ein Beispiel, wie die zeitliche Trennung von der Freigabe des Hemmungsrads bzw. des Aufladens des Zwischenspeichers von dem Antreiben der Unruhe durch den Zwischenspeicher realisiert werden kann. In einem Ausführungsbeispiel weist das Hemmstück einen ersten Anschlag für die Aufnahme der Energie des Energieübertragungsmittels für eine erste Drehrichtung des Energieübertragungsmittels und einen zweiten Anschlag für die Aufnahme der Energie des Energieübertragungsmittels für eine zweite Drehrichtung des Energieübertragungsmittels auf.

[0029] In einem Ausführungsbeispiel weist der Zwischenspeicher einen Energieabgabepunkt auf, der mit dem Energieübertragungsmittel verbunden ist.

[0030] In einem alternativen Ausführungsbeispiel weist der Zwischenspeicher einen Energieabgabepunkt auf, der (direkt) mit dem Hemmungsstück verbunden ist.

[0031] In einem Ausführungsbeispiel ist der Zwischenspeicher eine Feder, vorzugsweise eine Blattfeder. In einem Ausführungsbeispiel weist die Blattfeder eine sich verändernde Klingenbreite oder -höhe auf.

[0032] In einem Ausführungsbeispiel ist der Temperaturausdehnungskoeffizient der Feder mit dem der sie tragenden Basis übereinstimmend, oder die Übereinstimmung wird mittels einer Kompensationsvorrichtung erreicht.

[0033] In einem Ausführungsbeispiel weist die Feder in einem höheren Energiezustand eine Biegelinie zweiter Ordnung und in einem niedrigeren Energiezustand eine Biegelinie erster Ordnung aufweist.

[0034] In einem Ausführungsbeispiel weist der Zwischenspeicher einen stabilen höheren Energiezustand und einen stabilen niedrigeren Energiezustand aufweist.

[0035] In einem Ausführungsbeispiel ist das Regelorgan ausgebildet, eine Initialisierungsenergie für den Übergang von dem höheren Energiezustand in den niedrigeren Energiezustand zur Freigabe der gespeicherten Energie von der Unruhe, vorzugsweise über ein Energieübertragungsmittel, zu erhalten.

[0036] In einem Ausführungsbeispiel ist das Regelorgan so ausgebildet, dass es Energie für den Übergang von dem niedrigeren Energiezustand in den höheren Energiezustand zur Aufnahme von zu speichernder Energie von dem Hemmungsrad, vorzugsweise über ein Spannstück, erhält.

[0037] In einem Ausführungsbeispiel ist das Hemmungsrad ein Ankerrad, in das ein Anker als Hemmstück eingreift.

[0038] In einem Ausführungsbeispiel verursacht die Unruhe (z.B. durch Kontakt eines Mitnehmers auf ein Energieübertragungsmittel) die Freigabe der zwischengespeicherten Energie von dem Energieübertragungsmittel.

[0039] In einem Ausführungsbeispiel weist die Unruhe eine Spiralfeder auf.

[0040] In einem Ausführungsbeispiel ist die von dem Zwischenspeicher auf die Unruhe übertragene Energie von der Energie des Räderwerks/Hemmungsrads unabhängig ist.

[0041] In einem Ausführungsbeispiel unterscheidet sich das Lademittel von dem Hemmstück.

[0042] In einem Ausführungsbeispiel weist das Lademittel ein in das Hemmungsrad eingreifendes Spannstück auf.

[0043] In einem Ausführungsbeispiel weist das Lademittel ein zwischen dem Spannstück und der Unruhe angeordneten Zwischenspeicher zum zeitlich verzögerten Abgeben der Rotationsenergie des Hemmungsrads auf die Unruhe und ein zwischen dem Speichermittel und der Unruhe angeordnetes Energieübertragungsmittel auf.

[0044] In einem Ausführungsbeispiel ist der Zwischenspeicher zum zeitlich verzögerten Abgeben der Rotationsenergie des Hemmungsrads auf die Unruhe ausgebildet.

[0045] In einem Ausführungsbeispiel ist das Hemmungsrad zur Verbindung mit einer das Hemmungsrad antreibenden Energiequelle ausgebildet.

[0046] In einem Ausführungsbeispiel ist das Hemmstück zwischen der Unruhe und dem Hemmungsrad angeordnet und ausgebildet, das Hemmungsrad in durch die Unruhe vorgegebenen periodischen Zeitabständen um einen vorbestimmten Winkel weiterdrehen zu lassen, wenn das Hemmungsrad mit der antreibenden Energiequelle verbunden ist.

[0047] In einem Ausführungsbeispiel geschieht die Abgabe der zwischengespeicherten Energie zeitlich verzögert zu der Aufnahme der Rotationsenergie.

[0048] In einem Ausführungsbeispiel wird die Energie von einem Hemmungsrad aufgenommen.

[0049] In einem Ausführungsbeispiel wird das Hemmungsrad von einem in das Hemmungsrad eingreifende Hemmstück gebremst.

[0050] In einem Ausführungsbeispiel wird das Hemmstück von der Unruhe gedreht, so dass die Rotation des Hemmungsrads freigegeben wird.

[0051] In einem Ausführungsbeispiel wird die zwischengespeicherte Energie auf das Hemmstück übertragen, welches die Energie auf die Unruhe überträgt.

[0052] In einem Ausführungsbeispiel wird die zwischengespeicherte Energie auf ein Energieübertragungselement übertragen, welches die Energie auf die Unruhe überträgt.

[0053] In einem Ausführungsbeispiel überträgt das Energieübertragungselement Energie auf ein Hemmstück zur Freigabe der Hemmung eines Hemmungsrads.

[0054] In einem Ausführungsbeispiel erfolgt die Energieübertragung auf das Hemmstück zeitlich nach der Energieübertragung auf die Unruhe.

[0055] In einem Ausführungsbeispiel weist die Unruhe einen Mitnehmer auf, deren Koppelungspunkt mit dem Energieübertragungsmittel einen ersten Abstand vom Drehpunkt der Unruhe hat, wobei das Energieübertragungsmittel drehbar gelagert ist und der Koppelungspunkt des Energieübertragungsmittels mit dem Mitnehmer von dem Drehpunkt des Energieübertragungsmittels einen zweiten Abstand hat, wobei der Drehwinkelkoppelungsbereich kleiner als 30° mit einem Verhältnis zwischen dem zweiten Abstand und dem ersten Abstand kleiner als 2,5 kombiniert ist. Durch die Verwendung des kleineren Verhältnisses wird der von dem Energieübertragungsmittel in dem Drehwinkelkoppelungsbereich zurückgelegte Winkel vergrößert und somit die Fehleranfälligkeit der Hemmung reduziert. Dieses Ausführungsbeispiel könnte auch ohne einen Zwischenspeicher realisiert werden, wenn die Massenträgheit des Systems anders reduziert wird, z.B. durch leichte Materialien oder Bauweise.

Kurze Beschreibung der Figuren

[0056] Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren näher erläutert, wobei zeigen <tb>Fig. 1A bis 1E<SEP>eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Regelorgans für fünf verschiedene Zustände des Regelorgans; <tb>Fig. 2<SEP>eine dreidimensionale Ansicht einer alternativen Ausführungsform des Hemmungsrads des Regelorgans aus Fig. 1A bis 1E; <tb>Fig. 3<SEP>eine Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Regelorgans; <tb>Fig. 4<SEP>eine Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines Regelorgans; <tb>Fig. 5<SEP>eine erste dreidimensionale Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels eines Regelorgans; und <tb>Fig. 6<SEP>eine zweite dreidimensionale Ansicht des vierten Ausführungsbeispiels des Regelorgans.

Wege zur Ausführung der Erfindung

[0057] Für die Beschreibung der Ausführungsbeispiele ist eine Definition des Begriffs „bistabiler Energiespeicher“ wichtig, z.B. als energetischen Zwischenspeicher eines Uhrwerks. Ein bistabiler Energiespeicher ist ein Zwischenspeicher mit zumindest zwei lokal stabilen Energiezuständen, wobei der bistabile Energiespeicher im energetisch hohen stabilen Energiezustand durch einen Potentialberg von dem tiefen stabilen Energiezustand getrennt ist und durch Zufuhr einer bestimmten Energiemenge zur Überwindung des Potentialbergs in den energetisch tiefen stabilen Energiezustand übergeht und dadurch die gespeicherte Energie freigibt. Der Punkt der Überwindung des Potentialbergs wird auch als Instabilitätspunkt bezeichnet. Der tiefe stabile Energiezustand kann sowohl ein lokal als auch ein global stabiler Energiezustand sein, wobei jeder global stabiler Energiezustand auch immer lokal stabil ist. Die Begriffe „tiefer stabile Energiezustand“ und „hoher stabile Energiezustand“ sollen hier nicht absolut verstanden werden, sondern nur bedeuten, dass der tiefe stabile Energiezustand energetisch tiefer ist als der hohe stabile Energiezustand. Bistabil ist nicht auf zwei stabile Energiezustände beschränkt, sondern bedeutet, dass es auch mehr als zwei stabile Energiezustände geben kann. Bistabile Federn, z.B. bistabile Blattfedern, sind ein Beispiel für solche bistabilen Energiespeicher. Dazu wird eine Blattfeder oder ein Blattfederbereich der Länge L zwischen zwei Lagerpunkten einer Entfernung kleiner L gelagert, so dass sich zwischen den Lagerpunkten eine Biegelinie mit einer Bauchung formt. Diese Biegelinie mit einer Bauchung stellt einen Energiezustand erster Ordnung dar und ist global stabil. Durch Energiezufuhr kann die Blattfeder aber auch eine Biegelinie mit zwei, drei, vier, oder allgemein mit n Bauchungen (mit n-1 Krümmungswechseln) annehmen mit den entsprechenden Energiezuständen zweiter, dritter, vierter oder allgemein n-ter Ordnung. Als tiefer stabiler Energiezustand der bistabilen Feder wird vorzugsweise der Energiezustand erster Ordnung benutzt, aber jeder höhere Energiezustand, z.B. zweiter Ordnung, kann auch als tiefer stabile Energiezustand verwendet werden, wenn mehr als zwei stabile Energiezustände bestehen. Der hohe stabile Energiezustand ist in der Ordnung höher als der tiefe stabile Energiezustand. Eine bistabile Blattfeder ist somit eine Blattfeder, die so angeordnet ist, Biegelinien zumindest zweier unterschiedlicher Ordnungen anzunehmen. Der Energiezustand erster Ordnung einer bistabilen Feder kann sowohl durch eine erste Krümmungsrichtung als auch durch eine zweite Krümmungsrichtung realisiert sein. Analog kann ein Energiezustand jeder Ordnung durch eine zu der Blattfederachse symmetrische Biegelinie realisiert sein. Die Blattfederachse ist als die zwischen den beiden Lagerpunkten gespannte Linie definiert. Eine symmetrische bistabile Blattfeder ist somit als eine bistabile Blattfeder definiert, die so angeordnet ist, dass sie Biegelinien zweier Ordnungen und deren gespiegelte Biegelinien annehmen können.

[0058] Fig. 1A bis 1E zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Regelorgans in verschiedenen Zuständen. Das Regelorgan weist eine Unruhe 1, einen Zwischenspeicher 4, ein Energieübertragungsmittel 3, ein Hemmstück 7, ein Hemmungsrad 9 und ein Spannstück 5 auf.

[0059] Die Unruhe 1 ist als Teil einer freien Hemmung ausgebildet, in einer bestimmten Frequenz zu schwingen und dient als Gangregler für das Uhrwerk. Dazu weist die Unruhe 1 vorzugsweise eine hier nicht dargestellte Spiralfeder mit einer ebenfalls nicht dargestellten Schwungmasse auf. Zur Auslösung der Hemmung ist die Unruhe 1 mit dem Hemmungsrad 9 gekoppelt und zur Aufnahme von Energie ist die Unruhe 1 mit dem Zwischenspeicher 4 gekoppelt. Beide Kopplungen werden in diesem Ausführungsbeispiel über das Energieübertragungsmittel 3 erzielt. Das Koppelungsmittel zur Koppelung mit dem Energieübertragungsmittel 3 ist in Fig. 1A dargestellt. Die Unruhe 1 bzw. das Koppelungsmittel der Unruhe 1 weist einen Mitnehmer 10 auf, der koaxial zu der Drehachse 12 der Unruhe 1 angeordnet ist und sich mit der Schwingung der Unruhe 1 um die Drehachse 12 der Unruhe 1 dreht. Dieser Mitnehmer 10 wird auch als Ellipse bezeichnet. Innerhalb einer Schwingungsperiode (Inverse der Schwingungsfrequenz) der Unruhe 1, bewegt sich der Mitnehmer 10 einmal in eine erste Drehrichtung (z.B. im Uhrzeigersinn) von einem ersten Drehrichtungsumkehrpunkt zu einer zweiten Drehrichtungsumkehrpunkt und einmal in eine zweite Drehrichtung (z.B. gegen den Uhrzeigersinn) von dem zweiten Drehrichtungsumkehrpunkt zurück zu dem ersten Drehrichtungsumkehrpunkt. Der Drehwinkel des Mitnehmers 10, in dem sich die Unruhe 1 in der Gleichgewichtslage befindet, soll im Folgenden als Totpunkt oder 0° definiert werden. Der Drehwinkelbereich der Unruhe 1 bzw. des Mitnehmers 10, in dem die Unruhe 1 mit dem Energieübertragungsmittel 3 koppelt, soll im Folgenden als Kopplungsdrehwinkelbereich bezeichnet werden. Dieser ist vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise symmetrisch um den Drehwinkel 0° angeordnet. Der Koppelungsdrehwinkelbereich kann aufgrund der minimalen Massenträgheit des Energieübertragungsmittels, die aufgrund des Zwischenspeichers erzielt werden kann, kleiner als 30° werden, d.h. kann bei symmetrischer Verteilung zwischen +15° und -15° liegen. Dadurch können sehr kleine Koppelungsdrehwinkelbereiche erreicht werden und die Regelgüte des Regelorgans verbessert werden. Vorzugsweise ist der Koppelungsdrehwinkelbereich kleiner gleich 28°, vorzugsweise kleiner gleich 26°, vorzugsweise kleiner gleich 24°, vorzugsweise kleiner gleich 22°, vorzugsweise kleiner gleich 20°, vorzugsweise kleiner gleich 18°, vorzugsweise kleiner gleich 16°, vorzugsweise kleiner gleich 14°, vorzugsweise kleiner gleich 12°, vorzugsweise kleiner gleich 10°, vorzugsweise kleiner gleich 8° ist. Vorzugsweise ist der maximale Koppelungsdrehwinkel von dem Ruhepunkt der Unruhe kleiner 15°, kleiner gleich 14°, vorzugsweise kleiner gleich 13°, vorzugsweise kleiner gleich 12°, vorzugsweise kleiner gleich 11°, vorzugsweise kleiner gleich 10°, vorzugsweise kleiner gleich 9°, vorzugsweise kleiner gleich 8°, vorzugsweise kleiner gleich 7°, vorzugsweise kleiner gleich 6°, vorzugsweise kleiner gleich 5°, vorzugsweise kleiner gleich 4°.Vorzugsweise erfolgt eine Kopplung der Unruhe 1 mit dem Energieübertragungsmittel 3 zwei Mal pro Schwingungsperiode, d.h. für jede Drehrichtung einmal, wenn der Mitnehmer 10 den Koppelungsdrehwinkelbereich durchläuft. In einem Prototyp wurde eine Unruhe 1 mit einem Koppelungsdrehwinkelbereich von 5,2° erreicht. In diesem Prototyp werden die ersten 2,2° für die Auslösung des Energieübertragungsmittels 3 bzw. des Zwischenspeichers 4, 0,3° für den Anschlagswechsel des Mitnehmers 10 in dem Energieübertragungsmittel 3 und 2,7° für die Energieübertragung von dem Energieübertragungsmittel 3 auf den Mitnehmer 10 benötigt. Dies entspricht näherungsweise einem idealen Impuls in der Ruhelage der Unruhe 1. Ausserhalb des Koppelungsdrehwinkelbereichs ist die Unruhe 1 bzw. der Mitnehmer 10 nicht mit dem Energieübertragungsmittel 3 gekoppelt. Der Drehwinkelbereich der Schwingungsperiode des Mitnehmers 10 ausserhalb des Kopplungsdrehwinkelbereichs wird auch als Ergänzungsbogen bezeichnet. Obwohl in diesem Ausführungsbeispiel eine Unruhe 1 verwendet wurde, können andere Gangregler als eine Unruhe 1 verwendet werden.

[0060] Der Zwischenspeicher 4 ist ausgebildet, Energie zu speichern. Der Zwischenspeicher 4 kann weiterhin im Kopplungsdrehwinkelbereich der Unruhe 1 Energie auf die Unruhe 1 übertragen, um eine stabile Schwingung der Unruhe 1 zu garantieren. In diesem Ausführungsbeispiel wird die zwischengespeicherte Energie über das Energieübertragungsmittel 3 auf die Unruhe 1 übertragen. Vorzugsweise ist der Zwischenspeicher 4 ein bistabiler Energiespeicher, der sich in dem hohen stabilen Energiezustand befindet, wenn sich die Unruhe 1 bzw. der Mitnehmer 10 sich vor dem Eintritt in den Kopplungsdrehwinkelbereich befindet. Bei Eintritt in den Kopplungsdrehwinkelbereich überträgt die Unruhe 1 eine Initialenergie auf den Zwischenspeicher 4, welche den bistabilen Energiespeicher über den Potentialberg bringt, so dass der Zwischenspeicher 4 in den tiefen stabilen Energiezustand übergehen kann und die gespeicherte Energie freisetzen kann. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Zwischenspeicher 4 eine Blattfeder, insbesondere eine bistabile Blattfeder, insbesondere eine symmetrische bistabile Blattfeder. Die in dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigte bistabile Blattfeder 4 befindet sich in dem hohen stabilen Energiezustand in einer Biegelinie zweiter Ordnung (z.B. Fig. 1A, 1E) und in dem tiefen stabilen Energiezustand in einer Biegelinie erster Ordnung (z.B. Fig. 1D). Die bistabile Blattfeder 4 aus Fig. 1A ist weiterhin als symmetrische bistabile Blattfeder 4 ausgebildet, so dass die Biegelinie der Blattfeder 4 in dem tiefen stabilen Energiezustand während der ersten Drehrichtung der Unruhe 1 (Fig. 1D) spiegelsymmetrisch bezüglich der Blattfederachse zu der Biegelinie der Blattfeder 4 in dem tiefen stabilen Energiezustand während der zweiten Drehrichtung der Unruhe 1 ist und/oder dass die Biegelinie der Blattfeder 4 in dem hohen stabilen Energiezustand während der ersten Drehrichtung der Unruhe 1 (Fig. 1A) spiegelsymmetrisch bezüglich der Blattfederachse zu der Biegelinie der Blattfeder 4 in dem hohen stabilen Energiezustand während der zweiten Drehrichtung (Fig. 1E) der Unruhe 1 ist. Die Blattfeder 4 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in Fig. 1A, vorzugsweise mit einem ersten Ende, auf dem drehbar auf einer Platine gelagerten Energieübertragungsmittel 3, und, vorzugsweise mit einem zweiten Ende, auf dem drehbar auf der Platine gelagerten Spannstück 5, befestigt. Somit ist die Blattfederachse der Blattfeder 4 hier durch die Linie zwischen der Drehachse 11 des Hebels 3 und der Drehachse 18 des Spannstücks definiert. Alternativ kann die Blattfeder 4 aber auch an einem Befestigungspunkt oder an zwei Befestigungspunkten direkt auf der Platine drehbar oder fest befestigt werden (siehe z.B. Fig. 3, 5 oder 5). Wird in dieser Erfindung von der Koppelung der Blattfeder 4 mit dem Energieübertragungsmittel 3 oder dem Hemmstück 7 gesprochen, so kann damit sowohl eine Befestigung auf diesem als auch eine Befestigung der Blattfeder 4 ausserhalb dieses, aber mit einer Koppelung auf diesem gemeint sein. Ein Zwischenspeicher 4 hat den Vorteil, dass die notwendige Energie in einem sehr kleinen Koppelungsdrehwinkelbereich abgegeben werden kann, da eine geringe Massenträgheit eines Zwischenspeichers 4 viel einfacher reduziert werden kann als in klassischen Hemmungen. Der Zwischenspeicher 4 ist weiterhin so ausgebildet, dass der Vorgang der Energieabgabe aus dem Zwischenspeicher 4 auf die Unruhe 1 in dem Kopplungsdrehwinkelbereich erfolgt und das nachfolgende Aufladen des entladenen Zwischenspeichers 4 erst ab oder nach der Entkoppelung des Zwischenspeichers bzw. des Energieübertragungsmittels 3 von der Unruhe 1 bzw. von dem Mitnehmer 10 beginnen kann. Dies hat den Vorteil, dass die auf die Unruhe 1 aus dem Zwischenspeicher 4 übertragene Energie konstant ist und nicht durch Einflüsse aus dem Ankerrad 9 verändert wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Zwischenspeicher 4 von der Unruhe 1 in bzw. kurz vor dem Totpunkt (der Ruhelage) der Unruhe 1 durch den Instabilitätspunkt bewegt wird und in dem Totpunkt der Unruhe 1 die Energieabgabe auf die Unruhe 1 beginnt bzw. der Schwerpunkt der Energieabgabe auf die Unruhe 1 in dem Totpunkt der Unruhe 1 liegt. Dies hat den Vorteil, dass der Einfluss der Impulsabgabe auf die Unruhe 1 minimal ist. Mit einer klassischen Ankerhemmung ist dies nicht zuverlässig möglich. Vorzugsweise wird die Energie für das Aufladen des Zwischenspeichers 4 aus der Rotation des Räderwerks, z.B. des Hemmungsrads 9, genommen. Die in Richtung der Blattfederachse wirkende Kraft sollte durch die Mitte der Drehachsen des Energieübertragungsmittels 3 und des Spannstücks 5 verlaufen (um keine Längenänderungen an dem Zwischenspeicher 4 zu erzeugen). Die Symmetrielinie des Energieübertragungsmittels 3, des Spannstücks 5 und des Hemmstücks 7 müssen aber nicht mit der der Impulsfeder 4 übereinstimmen.

[0061] Das Energieübertragungsmittel 3 ist ausgebildet Energie von dem Zwischenspeicher 4, bzw. von einem durch den Zwischenspeicher 4 und das Spannstück 5 gebildeten Lademittels, auf die Unruhe 1 zu übertragen. Vorzugsweise ist das Energieübertragungsmittel 3 als Hebel ausgeführt, der drehbar um eine Drehachse 11 gelagert ist. Vorzugsweise ist die Drehachse 11 parallel/koaxial zu der Drehachse 12 der Unruhe 1 angeordnet. Das Energieübertragungsmittel 3 kann aber auch anders ausgebildet werden, z.B. direkt durch ein Ende der Blattfeder 4.

[0062] An einem erste Hebelpunkt (Koppelungspunkt), vorzugsweise an einem ersten Ende des Hebels 3, ist ein Koppelungsmittel angeordnet zur Koppelung mit der Unruhe 1. Vorzugweise weist das Koppelungsmittel eine Gabel 14 auf, die ausgebildet ist, in dem Koppelungsdrehwinkelbereich der Unruhe 1 in den Mitnehmer 10 einzugreifen und so eine rotative Koppelung zwischen der Unruhe 1 und dem Hebel 3 zu schaffen. Dreht sich die Unruhe 1 z.B. in der ersten Drehrichtung ist der Mitnehmer 10 ausserhalb des Koppelungsdrehwinkelbereichs noch nicht mit dem Hebel 3 gekoppelt. Bei Eintritt in den Koppelungsdrehwinkelbereich greift die Gabel 14 in den Mitnehmer 10 und koppelt die Drehung der Unruhe 1 mit der Drehung des Hebels 3 bis der Mitnehmer 10 aus dem Koppelungsdrehwinkelbereich austritt und der Hebel 3 und der Mitnehmer 10 wieder entkoppeln. Dadurch dreht sich der Hebel 3 in die zu der Drehrichtung der Unruhe 1 entgegengesetzte Drehrichtung. Die hier beschriebenen Koppelungsmittel der Unruhe 1 (Mitnehmer 10) und des Energieübertragungsmittels 3 (Gabel 14) sind nur ein Beispiel einer möglichen Koppelung. Zusätzlich oder alternativ können andere Koppelungsmittel eingesetzt werden. Der Sicherungshebel 15 sichert die Hemmung ausserhalb des Kopplungsbereichs gegen eine unerwünschte Auslösung, wie dies bei der Schweizer Ankerhemmung allgemein üblich ist.

[0063] Der Koppelungspunkt des Mitnehmers 10 mit der Gabel 14 weist einen ersten Abstand von dem Drehpunkt der Unruhe 1 auf. Der Koppelungspunkt der Gabel 14 mit dem Mitnehmer 10 weist einen zweiten Abstand zu dem Drehpunkt des Hebels 3 auf. Das Verhältnis von dem zweiten Abstand zu dem ersten Abstand (zweiter Abstand dividiert durch den ersten Abstand) wird in der Regel um die 3 gewählt. Bei kleinen Winkeln führt dies aber zu einem erhöhten Risiko von Störungen, da der von dem Hebel 3 zurückgelegte Winkel noch dreimal kleiner als der von dem Mitnehmer 10 zurückgelegte Winkel im Drehwinkelkoppelungsbereich ist. Deshalb ist es für kleine Winkel besonders vorteilhaft, das Verhältnis von dem zweiten Abstand zu dem ersten Abstand kleiner als 2,5, insbesondere kleiner als 2, insbesondere kleiner als 1,5 oder sogar kleiner gleich 1 auszugestalten. Dies reduziert die Störanfälligkeit der Interaktion von Energieübertragungsmittel 3 mit der Unruhe 1.

[0064] An einem zweiten Hebelpunkt 17, vorzugsweise an einem zweiten entgegengesetzten Ende des Hebels 3, ist der Hebel 3 mit dem Zwischenspeicher 4 gekoppelt. Der zweite Hebelpunkt 17 ist so angeordnet, dass in dem Zwischenspeicher 4 gespeicherte Energie in eine Drehenergie des Hebels 3 umgewandelt werden kann, die wiederum in dem Koppelungsdrehwinkelbereich der Unruhe 1 auf die Unruhe 1 übertragen wird. Für die Blattfeder 4 bedeutet dies, dass eine Drehung des Hebels 3 zu einer Veränderung der Biegelinie der Blattfeder 4 führt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Fig. 1A ist der zweite Hebelpunkt 17 auf der zu der Drehachse 11 des Hebels 3 entgegengesetzten Seite des ersten Hebelpunkts angeordnet. Allerdings könnte alternativ der zweite Hebelpunkt 17 auch auf der gleichen Seite des ersten Hebelpunkts angeordnet sein. Der zweite Hebelpunkt 17 ist sehr nahe an der Drehachse 11 angeordnet, so dass eine Drehung des Hebels 3 hauptsächlich zu einer Veränderung des Ausgangswinkels der Blattfeder 4 führt und nur zu einer geringen translatorischen Bewegung. Der zweite Hebelpunkt 17 könnte aber auch weiter weg von der Drehachse 11 angeordnet werden (siehe z.B. Fig. 5 und 6). Eine symmetrische Lagerung oder Koppelung der Blattfeder 4 um die Drehachse 11 des Energieübertragungsmittels 3 (Punktsymmetrie zur Drehachse 11 des Energieübertragungsmittels 3) kann genutzt werden, um den Lagerdruck der Lagerung des Energieübertragungsmittels 3 zu minimieren.

[0065] In diesem Beispiel ist das Energieübertragungsmittel 3 als drehbar gelagerter Hebel ausgebildet. Alternativ könnte das Energieübertragungsmittel 3 auch anders ausgeführt sein und z.B. eine translatorische Bewegung ausführen, um die Energie des Zwischenspeichers 4 mit der Rotationsbewegung der Unruhe 1 zu koppeln. Auch wäre es möglich das Energieübertragungsmittel 3 direkt als einen Bereich, z.B. den Endbereich, der Blattfeder 4 auszubilden.

[0066] Das Hemmstück 7 ist ausgebildet, in das Hemmungsrad 9 hemmend einzugreifen und jedes Mal, wenn die Unruhe 1 den Kopplungsdrehwinkelbereich durchquert bzw. durchquert hat, das Hemmungsrad 9 für eine Drehung des Hemmungsrads 9 um einen bestimmten Drehwinkel freizugeben. Anders als bei der Ankerhemmung ist das Hemmstück 7 in dem ersten Ausführungsbeispiel nicht ausgebildet, eine Rotationsenergie des Hemmungsrads 9 auf die Unruhe zu übertragen. Das Hemmstück 7 ist hier zum Beispiel als Anker (ohne Eingriff in die Unruhe 1) ausgeführt. Das Hemmstück 7 hat für den Eingriff in das Hemmungsrad 9 vorzugsweise eine erste Palette 8a und eine zweite Palette 8b. Die erste Palette 8a ist vorzugsweise zur Hemmung des Hemmungsrads 9 während dem fallenden Ergänzungsbogen (in Richtung Kopplungsdrehwinkelbereich) für die erste Drehrichtung der Unruhe 1 und evtl. zusätzlich für das Ende des steigenden Ergänzungsbogens (von dem Kopplungsdrehwinkelbereich weg) in der zweiten Drehrichtung der Unruhe 1 ausgebildet. Die zweite Palette 8b ist vorzugsweise zur Hemmung des Hemmungsrads 9 während dem fallenden Ergänzungsbogen (in Richtung Kopplungsdrehwinkelbereich) für die zweite Drehrichtung der Unruhe 1 und evtl. zusätzlich für das Ende des steigenden Ergänzungsbogens (von dem Kopplungsdrehwinkelbereich weg) in der ersten Drehrichtung der Unruhe 1 ausgebildet. Das Hemmstück 7 ist vorzugsweise drehbar auf einer Drehachse 22 gelagert. Die Drehachse 22 ist z.B. koaxial/parallel zu der Drehachse 12 der Unruhe 1 und/oder zu einer Drehachse 23 des Hemmungsrads 9 gelagert. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Hemmstück 7 zwischen einer ersten hemmenden Position (siehe z.B. Fig. 1A) und einer zweiten hemmenden Position (siehe z.B. Fig. 1E) drehbar. Dazu sind z.B. ein erster Anschlag 2a zur Begrenzung der Drehung des Hemmstücks 7 in die erste Drehrichtung und ein zweiter Anschlag 2b zur Begrenzung der Drehung des Hemmstücks 7 in die zweite Drehrichtung angeordnet. Diese sind aber optional. In diesem Ausführungsbeispiel sind das Energieübertragungsmittel 3 und das Hemmstück 7 zwei unabhängig voneinander bewegliche/drehbare Teile. Das Energieübertragungsmittel 3 koppelt mit der Unruhe 1 in dem Kopplungsdrehwinkelbereich. Während dieser Kopplung bleibt das Hemmstück 7 unbewegt und das Hemmungsrad 9 gehemmt, wodurch die Impulsabgabe von dem Zwischenspeicher 4 auf die Unruhe 1 einzig von dem Zwischenspeicher 4 und dem Energieübertragungsmittel 3 abhängt. Die Antriebskraft des Hemmungsrads 9 und die Schmierung des Räderwerks beeinflussen die Impulsabgabe auf die Unruhe 1 somit nicht.

[0067] Das Hemmstück 7 weist einen ersten Anschlag 24a und einen zweiten Anschlag 24b auf. Der erste Anschlag 24a ist zur Begrenzung der relativen Drehung des Energieübertragungsmittels 3 (in der ersten Drehrichtung) zu dem Hemmstück 7 und der zweite Anschlag 24b ist zur Begrenzung der relativen Drehung des Energieübertragungsmittels 3 (in der zweiten Drehrichtung) zu dem Hemmstück 7 ausgebildet. Erst wenn das Energieübertragungsmittel 3 an dem ersten oder zweiten Anschlag 24a oder 24b anschlägt, beginnt sich das Hemmstück 7 aufgrund der Trägheit der Energieübertragungsmitteldrehung und/oder aufgrund der Restenergie des Zwischenspeichers 4 zu drehen und das Hemmungsrad 9 freizugeben. Nach dem Anschlag des Energieübertragungsmittels 3 an dem ersten oder zweiten Anschlag 24a oder 24b dreht sich das Hemmstück 7 von dem ersten Anschlag 2a zu dem zweiten Anschlag 2b (oder umgekehrt). Das Energieübertragungsmittel 3 dreht sich dabei in einem der Anschläge 24a oder 24b befindlich mit dem Hemmstück 9 mit, da die Blattfeder 4 das Energieübertragungsmittel 3 weiterhin in die mit einem der Anschläge 24a oder 24b angeschlagene Position drückt. In dem Moment des ersten Anschlags ist die Unruhe 1 bereits von dem Energieübertragungsmittel 3 entkoppelt. Alternativ entkoppelt die Unruhe 1 bzw. der Mitnehmer 10 durch das Abbremsen des Energieübertragungsmittels 3 beim Anschlagen auf dem ersten Anschlag 24a oder dem zweiten Anschlag 24b in dem Moment des Anschlags. Dadurch wird sichergestellt, dass die Unruhe 1 durch die Reibungs- und Anschlagsmomente bei Freigabe des Hemmungsrads 9 nicht beeinflusst wird. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Energieübertragungsmittel 3 und das Hemmstück 7 auf zwei verschiedenen Drehachsen 11 und 22 gelagert. Alternativ könnten diese auch auf der gleichen Drehachse (aber unabhängig voneinander drehbar) gelagert sein.

[0068] Das Hemmungsrad 9 ist Teil des Räderwerks des Uhrwerks und drehbar mit diesem gekoppelt. Das Räderwerk wird durch eine Energiequelle, z.B. eine Hauptantriebfeder des Uhrwerks, angetrieben. Das Hemmungsrad 9 des Räderwerks ist mit dem Hemmstück 7 so gekoppelt, dass es durch das in Eingriff stehenden Hemmstück 7 gebremst bzw. gehemmt wird und bei Bewegung des Hemmstücks 7 in einer durch den Gangregler vorgegebenen Frequenz für die Drehung des bestimmten Drehwinkels freigegeben wird. Vorzugsweise wird das Hemmungsrad 9 pro Schwingungsperiode der Unruhe 1 zwei Mal (für jede Drehrichtung einmal) freigegeben und entsprechend zwei Mal um den bestimmten Drehwinkel weitergedreht. Dazu weist das Hemmungsrad 9 eine Vielzahl von Zähnen 27 auf. Diese Zähne sind in gleichmässigen Abständen über den Umfang des Hemmungsrads 9 verteilt. Jeder Zahn 27 weist einen Hemmbereich 25 auf. Dieser ist hier als Nut ausgeführt, in welche die Paletten 8a und 8b eingreift, wenn diese das Hemmungsrad 9 hemmen. In Fig. 2 ist eine alternative Ausführungsform für die Hemmbereiche 26 dargestellt. Diese sind hier durch sich in Richtung der Drehachse des Hemmungsrads 9 (das heisst senkrecht zu der flachen Seite des Hemmungsrads 9) erstreckende Vorsprünge ausgebildet, die an der Palette 8a oder 8b anliegen, wenn das Hemmungsrad 9 von dem Hemmstück 7 gehemmt ist. In diesem Fall ist es möglich die Ruhepaletten 8a und 8b mit einer eigenen (oder ohne) Schmierung zu betreiben. Alternativ kann der Hemmbereich auch durch andere Mittel oder durch eine flache Oberfläche realisiert sein.

[0069] Das Spannstück 5 ist ausgebildet den Zwischenspeicher 4 mit Energie aufzuladen. Vorzugsweise greift das Spannstück 5 dazu in das Räderwerk, hier in das Hemmungsrad 9, ein und lädt den Zwischenspeicher 4 bei einer Drehung des Räderwerks bzw. des Hemmungsrads 9 auf. Insbesondere bei bistabilen Energiespeichern als Zwischenspeicher 4, sollte die Rotationsenergie bei einer Drehung des Hemmungsrads 9 um den bestimmten Drehwinkel ausreichen, um den Zwischenspeicher 4 von dem tiefen stabilen Energiezustand in den hohen stabilen Energiezustand zu überführen. Vorzugsweise ist das Spannstück 5 drehbar um die Drehachse 18 gelagert und greift so in das Räderwerk bzw. das Hemmungsrad 9 ein, dass eine Drehung dieses, eine Drehung des Spannstücks 5 verursacht. Da das Spannstück 5 mit dem Zwischenspeicher 4 gekoppelt ist, wird diese Drehung des Spannstücks 5 auf den Zwischenspeicher 4 übertragen. Im Falle einer Blattfeder 4 verursacht die Drehung des Spannstücks 5 eine Überführung der Biegelinie tiefer (erster) Ordnung in eine Biegelinie hoher (zweiter) Ordnung. Bei einer Drehung der Unruhe 1 in die erste Drehrichtung wird nach Durchlaufen des Kopplungsdrehwinkelbereichs der Unruhe 1 das Hemmungsrad 9 in die zweite Drehrichtung freigegeben, was eine Drehung des Spannstücks 5 in die zweite (oder alternativ erste (z.B. Fig. 3, 5 und 6)) Drehrichtung verursacht. Bei einer Drehung der Unruhe 1 in die zweite Drehrichtung wird nach Durchlaufen des Kopplungsdrehwinkelbereichs der Unruhe 1 das Hemmungsrad 9 ebenfalls in die zweite Drehrichtung freigegeben, was aber zu einer Drehung des Spannstücks 5 in die erste (oder alternative zweite) Drehrichtung verursacht. Somit wird für abwechselnde Drehrichtungen der Unruhe 1 die Drehrichtung des Spannstücks 5 abgewechselt und jedes Mal der Zwischenspeicher 4 wieder aufgeladen. Vorzugsweise hat das Spannstück 5 eine erste Palette 6a und eine zweite Palette 6b. Dabei greift eine der beiden Paletten 6a oder 6b in das Hemmungsrad 9 ein.

[0070] In den Fig. 1A bis 1E sind die verschiedenen Zustände des Regelorgans des ersten Ausführungsbeispiels für die erste Drehrichtung der Unruhe 1 gezeigt.

[0071] In Fig. 1A ist die Unruhe 1 noch von dem Energieübertragungsmittel 3 entkoppelt und befindet sich somit noch vor dem Eintritt in den Koppelungsdrehwinkelbereich (fallender Ergänzungsbogen). Das Energieübertragungsmittel 3 liegt an dem ersten Anschlag 24a des Hemmstücks 7 an. Das Hemmstück 7 liegt an dem ersten Anschlag 2a an und hemmt das Hemmungsrad 9 durch Eingriff der ersten Palette 8a in einen Zahn 27.3 des Hemmungsrads 9. In diesem Zustand des Energieübertragungsmittels 3 und/oder des Hemmstücks 7 ist die Gabel 14 des Energieübertragungsmittels 3 in einer Position zur Koppelung mit dem Mitnehmer 10 der Unruhe 1. Die bistabile Blattfeder 4 befindet sich in dem hohen stabilen Energiezustand, d.h. weist eine Biegelinie zweiter Ordnung auf. Die Blattfeder 4 ist bis nahe dem Instabilitätspunkt gespannt. Die Blattfeder 4 drückt in diesem Zustand den Hebel 3 in die erste Drehrichtung gegen den ersten Anschlag 24a des Hemmstücks 7 und dadurch das Hemmstück 7 gegen den ersten Anschlag 2a. Dadurch wird sichergestellt, dass die Gabel 14 sich bei Eintritt der Unruhe 1 in den Koppelungsdrehwinkelbereich in der richtigen Position zur Koppelung mit dem Mitnehmer 10 befindet. Gleichzeitig drückt die Blattfeder 4 in diesem Zustand das Spannstück 5 in die zweite Drehrichtung, so dass die Blattfeder 4 die zweite Palette 6b zu dem entsprechenden Zahn 27.1 des Hemmungsrads 9 drückt.

[0072] In Fig. 1 B ist die Unruhe 1 in den Koppelungsdrehwinkelbereich eingetreten und die Gabel 14 ist mit dem Mitnehmer 10 gekoppelt. Das Energieübertragungsmittel 3 wird durch die Kraft der Unruhe 1 in die zweite Drehrichtung gedreht. Dadurch wird die Blattfeder 4 aus der lokalen Ruhelage (gestrichelte Biegelinie) bewegt. Der Mitnehmern 10 bzw. die Unruhe 1 zwingt den Zwischenspeicher 4 gegen den Potentialberg.

[0073] In Fig. 1C befindet sich die Unruhe 1 kurz vor dem Totpunkt und/oder der Zwischenspeicher 4 kurz vor dem Instabilitätspunkt. Die Unruhe 1 zwingt nun die Blattfeder 4 über den Potentialberg. Bei Überwindung dieses Potentialbergs schlägt die Blattfeder 4 von der Biegelinie zweiter Ordnung in die Biegelinie erster Ordnung durch, wobei die hierdurch freigesetzte Energie über das Energieübertragungsmittel 3 an die Unruhe 1 abgegeben wird. Dieser Instabilitätspunkt der Blattfeder 4 wird vorzugsweise im Totpunkt der Unruhe 1 erreicht. Der Umschlag von der Biegelinie zweiter Ordnung auf die Biegelinie erster Ordnung erfolgt von der Seite des Spannstücks 5 in Richtung des Energieübertragungsmittels 3. Mit dem Umschlagen ändert sich die Richtung der auf den Hebel 3 übertragenen Kraft und die Blattfeder 4 beschleunigt nun die Unruhe 1. Während sich die Kraftrichtung der Blattfeder 4 auf der Seite des Energieübertragungsmittels 3 bei Überschreiten des Instabilitätspunkts umkehrt. Mit Überschreiten des Instabilitätspunktes ändert sich die Kraftrichtung der Blattfeder 4 auf der Seite des Spannstücks 5 und drückt das Spannstück 5 nun in die erste Drehrichtung, so dass die Blattfeder 4 die erste Palette 6a zu dem entsprechenden Zahn 27.2 des Hemmungsrads 9 drückt. Mit Überschreiten des Instabilitätspunktes wechselt somit der Kontakt von der zweiten Palette 6b auf die erste Palette 6a.

[0074] In Fig. 1D ist der Zwischenspeicher 4 vollständig umgeschlagen. Das Energieübertragungsmittels 3 trifft dabei zuerst auf den zweiten Anschlag 24b des Hemmstücks 7. Spätestens ab diesem Zeitpunkt ist die Unruhe 1 nicht mehr mit dem Energieübertragungsmittel 3 in Kontakt. Das Regelorgan kann so ausgebildet sein, dass bei dem Anschlag des Energieübertragungsmittels 3 auf dem Anschlag 24b die Unruhe 1 bereits von dem Energieübertragungsmittel 3 entkoppelt ist. Dadurch ist die Unruhe 1 vollständig unabhängig von möglicherweise durch den Anschlag verursachten Störungen. Alternativ kann das Regelorgan so ausgebildet sein, dass die Unruhe 1 genau in dem Moment, dieses Anschlags entkoppelt, oder direkt danach, z.B. durch das Abbremsen des Energieübertragungsmittels 3 bei dem Anschlag. Wenn die Unruhe 1 in diesem Moment nur noch für die Drehrichtung (hier die erste Drehrichtung) der Unruhe 1 gekoppelt ist, aber nicht für die entgegengesetzte Drehrichtung (hier die zweite Drehrichtung) der Unruhe 1 gekoppelt ist, wird die Unruhe 1 nicht von einem möglicherweise durch das Abbremsen des Energieübertragungsmittels 3 entstandenen Rückimpuls (hier in die erste Drehrichtung des Energieübertragungsmittels 3) gestört. Der für die Auslösung des Hemmstücks 7 erforderliche Impuls wird durch die Rotationsenergie des Energieübertragungsmittels 3 (Trägheit) und/oder der noch in dem Zwischenspeicher 4 gespeicherten Restenergie aufgebracht. Hierbei wird das Hemmstück 7 in seine entgegengesetzte Position, d.h. in Anschlag mit dem zweiten Anschlag 2b, gebracht. Mit dem Beginn der Drehung des Hemmstücks 7 in die zweite Drehrichtung wird das Hemmungsrad 9 freigegeben. Ab dem Anschlag des Energieübertragungsmittels 3 an dem Anschlag 24b bis zu dem Anschlag des Hemmstücks 7 an dem Anschlag 2b übt die Blattfeder 4 eine Kraft in die zweite Drehrichtung des Energieübertragungsmittels 3 auf das Energieübertragungsmittel 3 aus. Deshalb bleibt das Energieübertragungsmittel 3 in Kontakt mit dem Anschlag 24b des Hemmstücks 7 und ist mit dem Anschlag des Hemmstücks 7 an dem Anschlag 2b bereit für die Koppelung mit der zurückkommende Unruhe 1, welche dann in die entgegengesetzte zweite Drehrichtung dreht. Die Freigabe des Hemmungsrades 9 durch die Drehung des Hemmstücks 7 leitet das erneute Vorspannen des Zwischenspeichers 4 ein. Durch die Freigabe des Hemmungsrads 9 wird dieses in die zweite Drehrichtung (auch in die erste Drehrichtung ist möglich) durch die Hauptantriebsfeder angetrieben. Diese Rotation des Hemmungsrads 9 führt dazu, dass das Hemmungsrad 9 das Spannstück 5 gegen die Kraft der Blattfeder 4 mit der Biegelinie erster Ordnung in die zweite Drehrichtung dreht. Die Blattfeder 4 beginnt nun entgegen der durch das Hemmungsrad 9 verursachten Drehung des Spannstücks die erste Palette 6a gegen den Zahn 27.2 des Hemmungsrads 9 zu drücken. Auch dieser Druck wird mit weiterer Drehung des Spannstücks 5 bzw. des Hemmungsrads 9 kontinuierlich stärker. Mit der Drehung des Hemmungsrads 9 gleitet die erste Palette 6a über den Zahn 27.2 des Hemmungsrads 9. Das in dem Anschlag 2b befindliche Hemmstück 7 ist so angeordnet, dass die zweite Palette 8b in den nächsten an dieser Palette 8b passierenden Zahn 27.4 des Hemmungsrads 9 eingreift und die weitere Drehung des Hemmungsrads 9 über den bestimmten Drehwinkel hinaus (gebremst) verhindert wird.

[0075] In Fig. 1E ist das Hemmungsrad 9 wieder in dem gehemmten Zustand. Der Zahn 27.4 des Hemmungsrads 9 wird durch die zweite Palette 8b gehalten. In diesem Zustand drückt die Blattfeder 4 immer noch die erste Palette 6a gegen den Zahn 27.2. Der Zwischenspeicher 4 ist nun in Gegenrichtung gespannt, d.h. in einer zu Fig. 1A symmetrischen Biegelinie, und nimmt erneut eine Form der Biegelinie zweiter Ordnung ein. Die Blattfeder 4 drückt das Energieübertragungsmittel 3 weiter in den zweiten Anschlag 24b (und das Hemmstück 7 in den zweiten Anschlag 2b), so dass die Gabel 14 in der richtigen Position für die Koppelung mit der zurückkommenden Unruhe 1 ist. Bei sehr schnell schwingenden Unruhen könnte sich der Zeitraum des freien Hemmungsrads 9 bzw. des Aufladevorgangs des Zwischenspeichers 4 auch über den Moment des Drehrichtungswechsels der Unruhe 1 erstrecken. Wichtig ist nur, dass vor dem Wiedereintritt der Unruhe in den Koppelungsdrehwinkelbereich das Hemmungsrad 9 wieder gehemmt ist und/oder der Ladevorgang des Zwischenspeichers 4 (vollständig) beendet ist.

[0076] Da die Blattfeder 4 wieder in eine Biegelinie zweiter Ordnung vorgespannt ist, kann der gleiche Prozess bei dem Durchgang der Unruhe in die entgegengesetzte (zweite) Drehrichtung analog ablaufen. Dabei drehen sich nur die Drehrichtungen aller Elemente (ausser des Hemmungsrads 9) um. Das Regelorgan ist dabei so ausgebildet, dass der Ablauf der Hemmung bei jeder Drehrichtung der Unruhe 1 mit entsprechend unterschiedlichen Drehrichtungen gleich abläuft.

[0077] Das Regelorgan zeichnet sich durch die folgenden Besonderheiten aus: <tb><SEP>Es findet kein erneutes Spannen des Zwischenspeichers 4 und somit auch keine Veränderung seines energetischen Zustandes während der Impulsabgabe auf die Unruhe 1 statt. Nach Beendigung der Impulsübertragung an die Unruhe 1 entsperren die Trägheit des Energieübertragungsmittels 3 und die in dem Zwischenspeicher 4 noch vorhandene Energie das Hemmungsrad 9. Es ist besonders vorteilhaft, dass kein erneutes Spannen des Zwischenspeichers 4 während der Impulsübertragung auf die Unruhe 1 erfolgt, da hierdurch die Vorteile der Hemmung mit konstanter Energie (Force Constant) zunichte gemacht würden.

[0078] Das Spannen des Zwischenspeichers 4 findet während des Ergänzungsbogens der Unruhe 1 statt. Die in dem Zwischenspeicher 4 gespeicherte Energie ist nicht von der Geschwindigkeit des Vorspannens abhängig und wird daher nicht durch die Kraft des Federwerks beeinflusst - solange das Spannen während des freien Schwingungsbogens der Unruhe 1 erfolgt. Hierdurch wird die Hemmung unempfindlich gegen Einflüsse von Schmiermitteln im Antriebsstrang, da die Viskosität den Impuls nicht beeinflusst. Ausserdem erlaubt auch diese Trennung, langsam schwingende Regelorgane, wie z.B. die Unruhe 1 zu verwenden, ohne dass dies einen Einfluss auf die Impulsübertragung hätte.

[0079] Während des Ergänzungsbogens der Unruhe 1 sichert das Energieübertragungsmittel 3 das Hemmstück 7. Keine Komponente des Regelorgans weist eine undefinierte Lage auf, wodurch diese auch keine unvorhersehbaren Störungen erzeugen können. Zusätzliche Sicherheit kann durch einen Zugwinkel der Ruhepaletten 8a und 8b erzeugt werden. Dies führt jedoch zu einer Beeinflussung des Auslösewiderstandes des Hemmstücks 7 durch die Kraft des Antriebsstrangs.

[0080] Der Impulswinkel (Winkel den das Energieübertragungsmittel 3 zurücklegt) ist hauptsächlich durch die Überlänge des Zwischenspeichers 4 bestimmt. Er ergibt sich aus der natürlichen Biegelinie der zweiten Ordnung, kann jedoch durch die Anschlagstifte 2a und 2b und/oder die Anlagen 24a und 24b begrenzt werden. Der Spannwinkel des Spannstücks 5 wird durch die Spann-Paletten 6a und 6b bestimmt und muss ebenfalls zu der Biegelinie der zweiten Ordnung der Zwischenspeichers 4 passen. Daher sollte zunächst die Länge des Zwischenspeichers 4 an den Impuls-Winkel des Energieübertragungsmittels 3 angepasst werden. Der Spannwinkel des Spannstücks 5 wird dann durch die Spannpaletten 6a und 6b entsprechend eingestellt. Alternativ können die Eigenschaften der Blattfeder entlang der Längsachse der Feder verändert werden (siehe unten), was eine größere Freiheit zwischen dem Impulswinkel des Energieübertragungsmittels 3 und dem Spannwinkel des Spannstücks 5 ermöglicht. Hierdurch kann der Schwerpunkt der Energieübertragung beeinflusst werden.

[0081] Aufgrund der minimalen Massenträgheit des Energieübertragungsmittels kann der Koppelungsdrehwinkelbereich gegenüber anderen Hemmungen deutlich verkleinert werden, wodurch die Energieübertragung mehr den Charakter eines Impulses annimmt und die Zeit störender Einflüsse (z.B. Vibrationen) deutlich verkürzt wird, was zu einer Verbesserung der Regelgüte führt.

[0082] Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Regelorgans, dessen Design soweit nicht anders beschrieben, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. Die Blattfeder 4' ist hier anstatt auf dem Spannstück 5' direkt an einem Befestigungspunkt 20 auf der Platine befestigt ist und die Koppelung mit dem Spannstück 5' mit Kopplungsmitteln 19 des Spannstücks 5' zwischen dem Befestigungspunkt 20 und der Drehachse 11 realisiert ist. Dadurch kann eine längere Blattfeder 4' und/oder ein kleineres Hemmungsrad 9 (z.B. für den wahlweisen Verbau von Schweizer Anker und Force Constant) verwendet werden. Die Befestigung des Zwischenspeichers 4 auf der Platine kann bzgl. Längeneinstellung u.U. vorteilhaft sein, z.B. bei Verwendung eines Exzenters zur Feineinstellung. Eine längere Feder 4' hat den Vorteil, dass diese weniger empfindlich für Längenänderungen ist. Vorzugsweise ist der Koppelungspunkt der Feder 4' mit dem Spannstück 5' so gewählt, dass er zwischen dem Krümmungswechselpunkt der Blattfeder 4' und dem Befestigungspunkt 20 liegt, idealerweise am Bauch der 2. Biegelinie. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Spannstück 5' wie das Spannstück 5 ausgebildet, wobei zusätzlich ein Hebel 34 in die Richtung der Blattfederachse angeordnet ist. Der Hebel 34 erstreckt sich von dem Drehpunkt 11 ausgehend auf die andere Seite des Drehpunkts 18 des Spannstücks 5'. Auf diesem Hebel 34 sind die Koppelungsmittel 19 angeordnet. Der Koppelungspunkt auf dem Hebel 34 und auf der Blattfeder 4' sollten so ausgebildet sein, dass der von dem Koppelungspunkt der Blattfeder 4' von der Biegelinie erster Ordnung in die Biegelinie zweiter Ordnung mindestens dem Weg entspricht, der von dem darauf befestigten Koppelungsmittel 19 zurückgelegt wird. Der Koppelungspunkt zwischen dem Spannstück 5' und der Blattfeder 4' ist vorzugsweise im Bereich der maximalen Bauchung der Blattfeder 4' angeordnet. In diesem System ist der Koppelungspunkt von dem Drehpunkt 11 ausgehend auf der anderen Seite des Drehpunkts 18 des Spannstücks 5' angeordnet, so dass sich die Drehrichtungen und die Paletten 6a und 6b im Vergleich zu denen in Fig. 1 bis 2 vertauschen.

[0083] Fig. 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des Regelorgans, dessen Design soweit nicht anders beschrieben, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Energieübertragungsmittel 3 in einem Hemmstück 28 integriert. Alternativ könnten das Hemmstück 7 und das Energieübertragungsmittel 3 auch drehfest miteinander verbunden werden. Das Hemmstück 28 hat die Funktionen des Energieübertragungsmittels 3 und des Hemmstücks 7 aus dem ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel bewegt die Unruhe 1 im Koppelungsdrehwinkelbereich nicht nur das Energieübertragungsmittel 3, sondern das gesamte Hemmstück 28, wie bei einer klassischen Ankerhemmung. Anders als bei einer klassischen Ankerhemmung ist aber das Hemmstück 28, wie zuvor das Energieübertragungsmittel 3, mit der Blattfeder 4 verbunden und so ausgebildet, dass das Hemmungsrad 29 erst ab oder nach der Entkoppelung der Unruhe 1 von dem Hemmstück 28 freigegeben wird. Dies kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass eine mit einem Zahn 30.3 des Hemmungsrads 29 verbundene erste Palette 31a so ausgebildet ist, dass diese bei einer Drehung des Hemmstücks 28 während des Koppelungsdrehwinkelbereichs sich reibend entlang dem Zahn 30.3 verschiebt. Erst ab oder nach der Entkoppelung des Mitnehmers 1 aus der Gabel 14 dreht das Hemmstück 28 durch die Trägheit und/oder durch die restliche Energie der Blattfeder 4 weiter und gibt das Hemmungsrad 29 bzw. dessen Zahn 30.3 schliesslich frei. In diesem Fall weist die Hemmung während des Impulses eine reibende Ruhe auf. Diese Anordnung stellt eine deutliche Vereinfachung dar. Trotzdem kann hier der Impuls auf die Unruhe 1 vollständig von dem Aufladevorgang der Blattfeder 4 getrennt werden. Allerdings wird der Impuls auf die Unruhe 1 im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel zusätzlich durch die Reibungseffekte zwischen Hemmungsrad 29 und dem Hemmstück 28 beeinflusst. Zur Reduzierung der Reibung und/oder zur Vereinfachung des Hemmungsrads 28, kann das Hemmungsrad 28 in einer Form, ähnlich einer Chronometer Hemmung oder einem englischen Spitzzahn-Hemmungsrades, mit spitz zulaufenden Zähnen 30 ausgebildet sein, so dass nur deren Spitzen in reibenden Kontakt mit der ersten Palette 31a kommen. Analog gibt es wie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben eine zweite Palette 31b für das erneute Hemmen des Hemmungsrads 29 an dem Zahn 30.4. Während in dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, das Hemmstück 7, das Hemmungsrad 9 und das Spannstück 5 in der ersten Ebene und das Energieübertragungsmittel 3, der Mitnehmer 10 und der Zwischenspeicher 4 in einer zweiten Ebene angeordnet sind, ist hier das Hemmstück 28 in der zweiten Ebene des Zwischenspeichers 4' angeordnet, wobei aber die Paletten 8a und 8b in die zweite Ebene hervorstehen. Alternativ könnte man aber auch das Hemmstück 28 in der ersten Ebene belassen und die Befestigungs- oder Koppelungsmittel für die Blattfeder 4' in die zweite Ebene hervorstehen lassen und/oder den Mitnehmer 10 in der ersten Ebene anordnen.

[0084] Fig. 5 und 6 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel, dessen Design soweit nicht anders beschrieben, wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. Die Blattfeder 4" ist nun anstatt an dem Hebel 3' (oder an dem Hemmstück 28) direkt mit der Platine an dem zweiten Befestigungspunkt 35 befestigt. Zusätzlich ist ein Koppelungsmittel 21 auf dem Hebel 3' zur Koppelung der Blattfeder 4" mit dem Hebel 3' angeordnet. Dadurch lässt sich die Blattfeder 4" weiter verlängern. Zur Koppelung wird vorzugweise ein Hebel 37 an dem Energieübertragungsmittel 3' angeordnet, der sich in Richtung des Spannstücks 5 erstreckt und/oder vorzugsweise im Bereich der extremen Bauchung der Blattfeder 4" das Koppelungsmittel 21 aufweist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Blattfeder 4" nun auf der Sichtseite des Uhrwerks, d.h. auf der zu dem Ziffernblatt zugewandten und zu der Platine abgewandten Seite des Hemmungsrads 9 in einer dritten Ebene angeordnet. Die erste Ebene ist zwischen der zweiten und dritten Ebene angeordnet, wobei vorzugsweise alle drei Ebenen parallel zu dem Ziffernblatt und/oder zu der Platine angeordnet sind. Zur Koppelung des Spannstücks 5" mit der Blattfeder 4" erstreckt sich das Koppelungsmittel 19' nun nicht in die zweite Ebene, sondern in die entgegengesetzte Richtung der dritten Ebene. Das Energieübertragungsmittel 3' ist in der zweiten Ebene wie der Hebel 3 (ohne Befestigung der Blattfeder 4") ausgebildet. Das Energieübertragungsmittel 3' ist weiterhin auf der Drehachse 11, z.B. einem Zapfen, gelagert. Auf der gleichen Drehachse, aber in der dritten Ebene, ist nun der Hebel 37 angeordnet. Der Hebel 37 der dritten Ebene ist drehfest oder integral mit dem Teil des Energieübertragungsmittels 3' in der ersten Ebene angeordnet.

[0085] Die Länge des Zwischenspeichers 4 ist besonders kritisch. Bei einem vorgegebenen Spannwinkel bestimmt die Länge der Feder 4 ihre Instabilitätslinie. Ein zu kurzer Zwischenspeicher 4 wird keine hinreichende Sicherheit gegen Erschütterungen aufweisen oder keine stabile Lage nach dem Spannen erreichen, beides führt zu einer nicht geplanten Freisetzung der gespeicherten Energie. Ein zu langer Zwischenspeicher birgt das Risiko einer ineffizienten energetischen Nutzung, was einer unnötig hohen Massenträgheit gleich kommt. In dem zweiten und vierten Ausführungsbeispiel ist es deshalb vorteilhaft, dass die Länge der Blattfeder 4' und 4" unabhängig von der Grösse des Hemmungsrads gewählt werden kann. Je länger die Feder 4 ist, desto mehr Längenfehler ist erträglich.

[0086] Ein Problem, das bei allen Regelorganen auftritt, die bistabile Blattfedern verwenden, um die Unruhe mit konstanter Kraft anzutreiben, ist die Längen- und/oder Elastizitätsmoduländerung der Blattfeder mit der Temperatur und die schwierige Einstellung des Verhaltens der Blattfeder. Letzteres hängt von dem Drehwinkel des Energieübertragungsmittels 3/Hemmstücks 28, dem Drehwinkel des Spannstücks 5 und der Länge der Blattfeder 4 bzw. dessen Längenverhältnis zu den Lagerpunkten. Ersteres führt zu einer Veränderung des Verhaltens der Blattfeder 4, was im schlimmsten Fall zu einer Fehlfunktion der Hemmung führen kann. Ausserdem führt eine Längenänderung zu einer Änderung der in dem Zwischenspeicher 4 gespeicherten Energie.

[0087] Eine mögliche Lösung für das erste Problem könnte es sein, die thermische Längen- und/oder Elastizitätsmoduländerung der bistabilen Blattfeder 4 so durch eine thermische Längenänderung der Lagerpunkte der Blattfeder 4 in der Platine zu kompensieren, dass der von der Blattfeder 4 auf die Unruhe 1 abgegebene Impuls konstant mit der Temperatur ist. Dies kann durch die Wahl geeigneter Materialien oder entsprechende Kompensationsmechanismen erreicht werden.

[0088] Falls einer der oder beide Lagerpunkte der Blattfeder 4 wie in Fig. 1 bis 5 nicht direkt auf der Platine angeordnet sind, ist der Lagerpunkt bzw. sind die Lagerpunkte in der Platine des Teils gemeint, auf welchem die Blattfeder 4 gelagert ist. In diesem Fall könnte zusätzlich auch die thermische Längenänderung dieses Teils noch berücksichtigt werden. In Fig. 1 bis 5 ist zum Beispiel der Drehpunkt 11 der Lagerpunkt der Blattfeder 4 auf der Platine und in Fig. 1 und 5 ist die Drehachse 18 der Lagerpunkt der Blattfeder 4. In einem Ausführungsbeispiel könnte die Feder 4 z.B. aus Bronze und das Material der Platine zwischen den Lagerpunkten aus Messing hergestellt sein. In einem anderen Ausführungsbeispiel könnten die Feder 4 und das Material der Platine zwischen den Lagerpunkten aus Silizium sein. Das gleiche Material ist dabei sehr gut geeignet, um gleiche Längenänderungen der Feder 4 und der Lagerpunkte bei Temperaturänderungen zu erzielen. Allerdings könnte die Feder 4 auch durch Beschichtungen, Behandlungen und/oder Oxidierungen so verändert werden, dass auch die Änderung des Elastizitätsmoduls über die Temperatur durch die Längenänderung der Platine kompensiert werden kann. In einem weiteren Ausführungsbeispiel könnten die Feder 4 und das Material zwischen den Lagerpunkten aus Glas hergestellt sein. Das Material der Platine zwischen den Lagerpunkten kann entweder das allgemeine Platinenmaterial sein. Alternativ könnte in der Platine ein anderes Material einlagern, in dem die beiden Lagerpunkte der Blattfeder 4 gelagert sind. Wird dieses Material der Platine längsbeweglich entlang der Blattfederachse ausdehnbar in einem zweiten Platinenmaterial angeordnet, kann somit eine Kompensation der Längenausdehnung der Feder durch die Temperatur erreicht werden, ohne die ganze Platine aus diesem Material herzustellen. Es werden keine besonderen Anforderungen an die Werkstoffe gestellt, auch wenn es empfehlenswert ist für die Feder einen Werkstoff mit einem weitgehend von der Temperatur unabhängigen E-Modul zu wählen.

[0089] Durch Variation eines Parameters der Blattfeder 4 über deren Längsachse lässt sich der, während des Impulses von der Feder auf das Energieübertragungsmittel 3, übertragene Momentenverlauf verändern. Als Längsachse soll die der Biegelinie der Blattfeder 4 folgende Achse definiert sein (Im Unterschied zu der Blattfederachse). Die Länge ist dabei durch die längste Ausdehnungsrichtung definiert. Der Parameter beeinflusst dabei die lokale Steifigkeit der Blattfeder 4 entlang der Längsachse. Ein Parameter könnte zum Beispiel die Dicke, die Breite, der Querschnitt und/oder das Elastizitätsmodul beeinflussende Materialeigenschaften der Blattfeder 4 sein. Die Dicke und die Breite sind vorzugsweise rechtwinkelig zu der Längsachse angeordnet. Vorzugsweise ist die Dicke dabei als die Ausdehnung der Blattfeder 4 rechtwinkelig zu der Längsachse und rechtwinkelig zu der Impulsabgabe auf das Energieübertragungsmittel 3 definiert. Vorzugsweise ist die Breite (evtl. im Durchschnitt über die Längsachse) in Ihrer Ausdehnung grösser als die Dicke.

[0090] Hierdurch kann das integrale Zentrum des Impulses (Schwerpunkt der Energieübertragung) eingestellt werden, wodurch sich durch den Impuls verursachte Gangabweichungsfehler eliminieren oder minimieren lassen. Der Schwerpunkt oder das integrale Zentrum des Impulses oder der Energieübertragung ist als der Winkel der Unruhe bzw. des Koppelungsdrehwinkelbereichs definiert, in dem der maximale Impuls von einem Energieübertragungselement (z.B. Schweizer Anker oder einem Zwischenspeicher) auf die Unruhe übertragen wird. Bei Unruhen, die Energie bzw. einen Impuls in jeder Drehrichtung erhalten, kann es zwei solche Schwerpunkte des Impulses geben, einen für jede Drehrichtung. Konventionelle Hemmungen mit zwei Impulsen je Unruheschwingung geben, nur unter Vernachlässigung der Massenträgheiten, zur Ruhelage symmetrische Impulse ab. Sobald Trägheitskräfte -wie dies z.B. in Armbanduhren der Fall ist- auftreten, verschiebt sich der Schwerpunkt des Impulses Richtung spät, was zu einer Verlangsamung des Gangs führt. Ein wirklicher Isochronismus ist nun nicht mehr vorhanden. Durch den Zwischenspeicher, der nur minimale Trägheitskräfte hat und dessen integrales Zentrum der Impulsabgabe auf die Unruhe durch das Design des Zwischenspeichers eingestellt werden kann, kann das integrale Zentrum des Impulses auf die Ruhelage der Unruhe (für beide Drehrichtungen) eingestellt werden.

[0091] Wird eine Blattfeder 4 mit veränderlichem Parameter über dessen Längsachse verwendet, so kann die Instabilitätslage des Zwischenspeichers 4 verschoben werden. Hierdurch kann u.a. der Auslöseimpuls eingestellt werden. Dies erlaubt weiterhin den Impulswinkel des Energieübertragungsmittels 3 und den Spannwinkel das Spannstücks 5 unabhängig voneinander zu wählen. Letzteres kann zum Beispiel durch einen abnehmenden Querschnitt, eine abnehmende Dicke und/oder eine abnehmende Breite von dem Spannstück 5 zu dem Energieübertragungsmittel 3 erreicht werden. Die Blattfeder 4 könnte z.B. konisch zu dem Energieübertragungsmittel 3 hin ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ wäre es möglich, dass die Materialeigenschaften der Blattfeder 4 von dem Spannstück 5 zu dem Energieübertragungsmittel 3 so geändert werden, dass die Blattfeder 4 zu dem Spannstück 5 hin härter wird. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Querschnitt, die Dicke, die Breite und/oder die lokale Steifigkeit der Blattfeder 4 im Bereich der Energieabnahme, z.B. 17 oder 21, kleiner sein als in anderen Bereichen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Querschnitt, die Dicke, die Breite und/oder die lokale Steifigkeit der Blattfeder 4 im Bereich der Knotenpunkte grösser sein als in den Bereichen der grössten Krümmung, d.h. den Bäuchen.

Claims (20)

1. Regelorgan einer Uhr aufweisend: ein Hemmungsrad (9, 9', 29); eine Unruhe (1) mit einer ersten Drehrichtung und einer zweiten Drehrichtung; ein Hemmstück (7, 28) zur Hemmung des Hemmungsrads (9, 9', 29); einen bistabilen Zwischenspeicher (4, 4', 4") ausgebildet, für jede der ersten und zweiten Drehrichtung der Unruhe (1) eine zwischengespeicherte Energie auf die Unruhe (1) abzugeben und Energie aufzunehmen; dadurch gekennzeichnet,dassdas Regelorgan so ausgebildet ist, dass die Energieaufnahme des Zwischenspeichers (4, 4', 4) zeitlich nach der vollendeten Energieabgabe auf die Unruhe (1) erfolgt.

2. Regelorgan nach Anspruch 1, wobei das Hemmstück (7, 28) ausgebildet ist, für jede der ersten und zweiten Drehrichtung ab oder nach vollendeter Energieabgabe der zwischengespeicherten Energie auf die Unruhe (1) das Hemmungsrad (9, 9', 29) freizugeben.

3. Regelorgan nach Anspruch 1 oder 2 ausgebildet, zur Energieabgabe von dem Zwischenspeicher (4, 4', 4") auf die Unruhe (1) die Unruhe (1) zeitweise mit dem Zwischenspeicher (4, 4', 4") zu koppeln und/oder die Energieabgabe auf die Unruhe (1) mit einer Entkoppelung der Unruhe (1) von dem Zwischenspeicher (4, 4', 4") zu beenden.

4. Regelorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet, dass der Zwischenspeicher (4, 4', 4") durch die Rotation des Hemmungsrads (9, 29) oder eines mit dem Hemmungsrad drehfest verbundenen Räderwerks Energie aufnimmt.

5. Regelorgan nach Anspruch 4, aufweisend ein Spannstück (5) zur Aufnahme der Rotationsenergie des Hemmungsrads (9, 29) oder des Räderwerks in den Zwischenspeicher (4), wobei das Spannstück (5) mit dem Zwischenspeicher (4) gekoppelt ist und in das Hemmungsrad (9, 29) oder das Räderwerk eingreift.

6. Regelorgan nach Anspruch 5, wobei das Spannstück (5) drehbar gelagert ist und zwei Paletten (6a, 6b) zum Eingriff in das Hemmungsrad (9, 29) oder das Räderwerk aufweist.

7. Regelorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend ein Energieübertragungsmittel (3, 3') zur Koppelung mit der Unruhe (1) in einem Koppelungsdrehwinkelbereich der Unruhe (1) und zur Übertragung der zwischengespeicherten Energie des Zwischenspeichers (4') auf die Unruhe (1) in dem Koppelungsdrehwinkelbereich.

8. Regelorgan nach Anspruch 7, wobei der Koppelungsdrehwinkelbereich, in dem die zwischengespeicherte Energie des Zwischenspeichers (4, 4', 4") auf die Unruhe (1) abgegeben wird, kleiner als 30° ist, insbesondere kleiner gleich 20° ist.

9. Regelorgan nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Energieübertragungsmittel (3) ein drehbar gelagertes Element ist, das an einem ersten Punkt des Energieübertragungsmittels (3)mit der Unruhe (1) zeitweise in Verbindung steht und das an einem zweiten Punkt des Energieübertragungsmittels (3) mit dem Zwischenspeicher (4, 4', 4") in Verbindung steht.

10. Regelorgan nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Energieübertragungsmittel (3) unabhängig von dem Hemmstück (7) ist und ausgebildet ist, nach der Entkoppelung des Energieübertragungsmittels (3) von der Unruhe (1) Energie auf das Hemmstück (7) zur Freigabe des Hemmungsrads (9) zu übertragen.

11. Regelorgan nach Anspruch 10, wobei das Hemmstück (7) einen ersten Anschlag (24a) für die Aufnahme der Energie des Energieübertragungsmittels (3) für eine erste Drehrichtung des Energieübertragungsmittels (3) und einen zweiten Anschlag (24b) für die Aufnahme der Energie des Energieübertragungsmittels (3) für eine zweite Drehrichtung des Energieübertragungsmittels (3) aufweist.

12. Regelorgan nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Hemmstück (28) und das Energieübertragungsmittel in einem Stück oder relativ zueinander unbeweglich verbunden realisiert sind.

13. Regelorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Zwischenspeicher (4, 4', 4") eine bistabile Feder ist.

14. Regelorgan nach Anspruch 13, wobei die bistabile Feder einen ersten stabilen Energiezustand hat, in dem die Feder eine erste Biegelinie aufweist, und einen zweiten stabilen Energiezustand hat, in dem die Feder eine zweite Biegelinie höherer Ordnung aufweist.

15. Regelorgan nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Regelorgan so ausgebildet ist, dass die thermische Längen- und/oder Elastizitätsmoduländerung der bistabilen Feder so durch eine thermische Längenänderung der Lagerpunkte der Feder in einer Platine kompensiert wird, dass die von der Feder auf die Unruhe (1) abgegebene Energie konstant mit der Temperatur ist.

16. Regelorgan nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei ein die lokale Elastizität bestimmender Parameter der Feder, insbesondere die Dicke, die Breite, der Querschnitt und/oder die Materialeigenschaft, über deren Längsachse variiert.

17. Regelorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das Regelorgan so ausgebildet ist, dass die Unruhe (1) den Zwischenspeicher im Totpunkt der Unruhe (1) über den Instabilitätspunkt bewegt und die Energieabgabe des Zwischenspeichers auf die Unruhe (1) im Totpunkt der Unruhe (1) beginnt.

18. Regelorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei der Zwischenspeicher so ausgebildet ist, dass der Schwerpunkt des von dem Zwischenspeicher auf die Unruhe abgegebenen Impulses unter Berücksichtigung der wirkenden Massenträgheiten in beiden Drehrichtungen der Ruhelage der Unruhe entspricht, wobei der Schwerpunkt des Impulses als der Winkel der Unruhe (1) oder des Koppelungsdrehwinkelbereichs definiert ist, in dem der maximale Impuls auf die Unruhe (1) übertragen wird.

19. Verfahren zum Regeln eines Uhrwerks aufweisend die folgenden Schritte pro Drehrichtung einer Unruhe (1): Abgeben einer in einem bistabilen Zwischenspeicher (4, 4', 4") zwischengespeicherten Energie auf die Unruhe (1); Aufnehmen von Energie in dem Zwischenspeicher (4, 4', 4"); dadurch gekennzeichnet,dassdie Energieaufnahme des Zwischenspeichers (4, 4', 4) zeitlich nach der vollendeten Energieabgabe auf die Unruhe (1) erfolgt.

20. Uhr aufweisend ein Regelorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 18.