CH713616A2 - Anker und Ankerrad für mechanisches Uhrwerk. - Google Patents

Abstract

Es sind ein Anker (A) und Ankerrad (3) für eine mechanische Uhr zur Hemmung des Ankerrads (3) offenbart, bei denen erfindungsgemäss federnde Elemente (2a, 2b) sowie Lager (7) vorhanden sind für eine gefederte und rollende Berührungsaufnahme und Berührungsabgabe zwischen Ankerpaletten (2a, 2b) und Ankerradstiften. Die Ankerpaletten (2a, 2b) sind als federnde Elemente ausgeführt. Bei der Berührung zwischen Ankerpaletten (2a, 2b) und Ankerradstiften bewirken die federnden Elemente (2a, 2b) eine Umwandlung und Speicherung von kinetischer Energie des Ankerrads (3) in potentielle Energie, die beim Verlassen des Ankerradstifts wieder an den Anker (A) abgegeben wird. Durch den Einsatz der Lager (7) entsteht bei der Berührung zwischen Anker (A) und Ankerstiften nur Rollreibung und die Reibungsverluste sind stark reduziert. Die benötigte Antriebsenergie und der Verschleiss des Uhrwerks sind geringer, und der Gang der Uhr ist praktisch geräuschlos. Eine Ausführung weist federnde Elemente am Ankerrad und Lager am Anker auf.

Description

Beschreibung

Technisches Gebiet [0001] Die Erfindung betrifft ein mechanisches Uhrwerk. Es betrifft insbesondere die Hemmung, insbesondere den Anker und das Ankerrad für ein solches Uhrwerk.

Stand der Technik [0002] CH 00 347/15 offenbart einen Anker und ein Ankerrad für eine mechanische Uhr. Der Anker zur Hemmung des Ankerrads weist zwei Arme mit je einer Ankerpalette auf, die bezüglich des Ankerrads so angeordnet und bewegbar sind, dass die beiden Ankerpaletten abwechslungsweise zwischen Ankerradstifte am Ankerrad eingreifen, mit den Ankerradstiften in Berührung kommen und sich wieder von den Ankerrad stiften weg bewegen können. Insbesondere bewirken federnde Elemente eine gefederte Berührungsaufnahme und Berührungsabgabe zwischen Ankerpaletten und Ankerrad stiften. Zudem weist das Ankerrad einen Freilauf auf. Der genannte Anker und das Ankerrad bewirken, dass die im Räderwerk der mechanischen Uhr enthaltene kinetische Energie beim federnden Aufprall des Ankerstiftes auf die Ankerpalette in Federenergie umgewandelt wird und in der Feder gespeichert wir, um beim Verlassen des Stiftes weg von der Ankerpalette wieder abgegeben zu werden.

Darstellung der Erfindung [0003] Es ist der vorliegenden Erfindung die Aufgabe gestellt, einen Anker und ein Ankerrad der oben genannten Art derart weiter zu entwickeln, um die Stossbeanspruchung am Anker im Vergleich zu denen in mechanischen Uhren des Standes der Technik weiter zu reduzieren.

[0004] Diese Aufgabe wird durch einen Anker und ein Ankerrad gemäss Anspruch 1 gelöst.

[0005] Die federnden Elemente bewirken bei der Berührung zwischen der Ankerpalette und einem Ankerradstift und beim Anhalten des Ankerrads die Umwandlung und Speicherung mindestens eines Teils der kinetischen Energie des Ankerrads in potentielle Energie.

Das Ankerrad kommt nicht schlagartig zum Stillstand sondern wird sanft abgebremst, wobei der Impuls auf die Ankerpalette abgefedert wird. Bewegt sich der Anker wieder vom Ankerrad weg, gleitet die Ankerpalette vom Ankerradstift ab, wobei die im Federelement gespeicherte Energie wieder an den Ankerradstift abgegeben wird, der Anker einen Impuls erhält und die in der Feder gespeicherte Energie wieder in kinetische Energie des Ankers umgewandelt wird. Der Freilauf am Ankerrad verhindert ein unerwünschtes Zurückschwingen des Ankerrads und ist für die Funktion der Hemmung wesentlich.

Die genannten erfindungsgemässen Lager ermöglichen nun eine rollende Berührung zwischen Ankerpaletten und Ankerradstiften, sodass bei ihrer Berührung über die gesamte Eingriffsstrecke jedes Ankerstifts auf einer Ankerpalette keine Gleitreibung sondern nur eine Rollreibung entsteht. Da eine Rollreibung an sich im Gegensatz zu einer Gleitreibung verschwindend klein ist, sind beim erfindungsgemässen Anker und Ankerrad die Reibverluste stark verringert und der Energiegewinn durch die Verwendung der federnden Elemente wird zum grössten Teil auch realisiert.

[0006] Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Reibungsverluste beim Eingriff der Ankerpalette mit den Ankerstiften nicht unbedeutend sind, insbesondere weil die Länge der Eingriffsstrecke der Ankerstiftes auf der Ankerpalette relativ lang ist, und dass die Reibungsverluste einen Teil des Energiegewinns aufgrund der federnden Elemente wieder zunichtemachen. Die Reduzierung der Reibungsverlust hat in diesem Fall eine grosse Wirkung. Die Wirkung der Erfindung lässt sich an einer Uhr mit dem erfindungsgemässen Lagern klar zeigen. Werden die Lager gemäss der Erfindung eingesetzt, so bewirkt die damit einhergehende Reduktion der Reibungsverluste, dass das Pendel der Uhr sehr viel kräftiger ausschlägt.

[0007] In einer ersten Ausführung der Erfindung sind die federnden Elemente am Anker angeordnet, indem die Ankerpaletten selbst als federndes Element realisiert sind, wobei die federnden Ankerpaletten jeweils fest mit dem Ankerarm verbunden sind. Die Ankerradstifte am Ankerrad sind parallel zur Drehachse des Ankerrads ausgerichtet, wobei an jedem der Ankerstifte ein Lager angeordnet ist. Die federnden Ankerpaletten kommen beim Eingreifen in das Ankerrad über die sich drehenden Lager an den Ankerstiften mit dem Ankerrad in Berührung.

[0008] Die Speicherung der kinetischen Energie des Ankerrads wird in dieser Lösung durch eine Feder am Anker selbst erreicht, wobei die Reibverluste zwischen der federnden Ankerpalette und dem Lager an jedem der Ankerstifte nur aus Rollreibung besteht und daher sehr gering ist. Die im federnden Element der Ankerpalette gespeicherte kinetische Energie kann also beim Zurückschwingen des Ankers fast vollumfänglich wieder an den Anker abgegeben werden.

[0009] In einer zweiten Ausführung sind die federnden Elemente am Ankerrad angeordnet, wobei die Ankerradstifte selbst federnd ausgeführt sind und sich vom Radumfang radial nach aussen erstrecken. Die Ankerpaletten sind dabei starr ausgeführt und fest mit dem Anker verbunden, wobei an jeder Ankerpalette ein Lager angeordnet ist, das beim Eingreifen des Ankers mit dem Ankerrad mit den federnden Ankerradstiften in Berührung kommt.

[0010] In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist eine Kombination dieser Ausführungen möglich, indem federnde Elemente sowohl am Ankerrad als auch am Anker vorhanden sind.

[0011] Die federnden Elemente sind in spezifischen Ausführungen jeweils durch Blattfedern realisiert.

[0012] Als Lager sind erfindungsgemäss Kugellager oder Gleitlager vorgesehen, wobei Kugellager für grössere Uhrwerke und Gleitlager für kleinere Uhrwerke geeignet sind. Zudem sind auch Rillenlager, Rollenlager oder auch Nadellager zur Umsetzung der Erfindung möglich.

[0013] In einerweiteren spezifischen Ausführung der Erfindung sind die Lagerzweckmässigerweise aus Bronze, vorzugsweise Sinterbronze gefertigt.

[0014] Der Anker und das Ankerrad gemäss der Erfindung ergeben mehrere Vorteile in Bezug auf die notwendige Energie zum Antrieb einer mechanischen Uhr. Zudem erbringt sie bedeutende Vorteile bezüglich der Lebensdauer eines Uhrwerks, indem die ständige Abnützung des Räderwerks und des Ankers deutlich reduziert wird.

[0015] Die Erfindung bewirkt eine weitere Reduktion der benötigten Antriebsenergie und mechanischen Belastung aller beweglichen Komponenten einer Uhr. Dank dem sanften Abbremsen des Ankerrades statt einem abrupten Aufprallen reduziert den Verschleiss sämtlicher Komponenten der Uhr. Das sanfte Abbremsen bewirkt zudem einen praktisch geräuschlosen Gang.

[0016] Durch die Reduktion der Reibungsverluste erhöht sich bei kleinen Uhren mit geringen Massen die Laufzeit, bei Grossuhren und im Besonderen bei Monumentaluhren erlaubt diese Technik eine Reduktion der auftretenden Kräfte am Anker, am Ankerrad wie im gesamten Räderwerk. Sie verringert mechanische Schläge, Abnützung und Reibungsverluste. Die benötigte Antriebsenergie, sei dies ein Gewicht oder eine Aufzugsfeder, wird dadurch in ihrer Grösse weiter reduziert. Dadurch ergibt sich schliesslich auch eine erhöhte Gangsicherheit.

Kurze Beschreibung der Figuren [0017]

Fig. 1a und 1b zeigen in einer schematischen Perspektivansicht bzw. Frontansicht ein Ankerrad und einen Anker für eine mechanische Uhr gemäss der ersten Ausführung der Erfindung mit Lagern an den Ankerradstiften.

Fig. 2a und 2b zeigen in einer Frontansicht bzw. Perspektivansicht schematischen Perspektivansicht bzw. Frontansicht ein Ankerrad und einen Anker für eine mechanische Uhr gemäss der zweiten Ausführung der Erfindung mit Lagern an den Ankerpaletten des Ankers.

Fig. 3 zeigt gemäss Ansicht III in Fig. 2a im Detail den Eingriff eines federnden Ankerradstifts in eine mit einem Lager bestückten Ankerpalette gemäss der Ausführung in Fig. 2a und 2b.

Fig. 4 zeigt gemäss Ansicht IV in Fig. 2a die Sperrklinke im Detail der Ausführung aus Fig. 2a und 2b.

Ausführungsbeispiele der Erfindung [0018] Fig. 1a und 1b zeigen die erste Ausführung des erfindungsgemässen Ankers in Zusammenwirkung mit dem entsprechenden erfindungsgemässen Ankerrad, bei der die federnden Elemente jeweils am Anker und die erfindungsgemässen Lager an den Ankerstiften des Ankerrads angeordnet sind. Ein Anker A, der um eine Achse 1a schwingt, weist Ankerarme 1 und mit den Ankerarmen 1 verbundene Ankerpaletten 2a und 2b auf, die in Ankerstifte 6 des Ankerrads 3 eingreifen. Die Ankerpaletten 2a und 2b sind erfindungsgemäss mit den Ankerarmen 1 fest verbunden und als federnde Elemente realisiert, in diesem Beispiel als Blattfedern. Das sich im Uhrzeigersinn um Achse 3a drehende Ankerrad 3 ist an seinem Umfang mit einer Ratschenverzahnung 4 versehen, in die eine Sperrklinke 5, auch Freilauf genannt, eingreift. Am Ankerrad 3 sind an gegebenem Radius eine Anzahl Ankerstifte 6 in regelmässigen Abständen angeordnet und parallel zur Drehachse 3a ausgerichtet. Erfindungsgemäss ist an den Ankerstiften 6 jeweils ein Lager 7 angeordnet, die beim Eingreifen mit den Ankerpaletten 2a, b des Ankers 1 mit den federnden Elementen des Ankers in Berührung kommen. In dem gezeigten Beispiel besteht jedes Lager 7 aus einem Gleitlager, einer zylindrischen Büchse, die sich um den Ankerstift 6 dreht. Greift die Ankerpalette 2a, wie gezeigt, in das Ankerrad 3 ein, so kommt die Blattfeder der Ankerpalette 2a mit einem Gleitlager 7 in Berührung und bewegt sich zur Ankerradmitte hin. Das Gleitlager 7 rollt dabei entlang der Blattfeder 2a, die gleichzeitig vorgespannt wird. Beim Zurückschwingen der Ankerpalette 2a weg von der Ankerradmitte, rollt das Gleitlager 7 wieder entlang der Blattfeder 2a, wobei diese wieder entspannt und ihre potentielle Energie wieder an das Ankerrad abgibt. Schwingt der Anker A weiter, so greift die noch entspannte Ankerpalette 2b in den nächsten Ankerradstift 6 mit einem Gleitlager 7 ein und durchläuft die gleiche Rollbewegung mit einem Lager 7 wie die Ankerpalette 2a, indem sie zunächst vorgespannt und sodann beim Zurückschwingen wieder entspannt wird. Während der gesamten Berührung zwischen Anker und Ankerrad entsteht nur Rollreibung zwischen einem Gleitlager 7 und den federnden Ankerpaletten und Gleitreibungsverluste sind eliminiert.

[0019] Fig. 2a und 2b zeigen die zweite Ausführung der Erfindung, bei der die federnden Elemente am Ankerrad und die erfindungsgemässen Lager am Anker angeordnet sind. Der Anker B weist an den Ankerarmen 10 je eine fest verbundene und starr ausgeführte Ankerpalette 11a, b auf. Jede Ankerpalette 11a, b ist dabei mit einem erfindungsgemässen Lager 12a bzw. 12b versehen. Das Ankerrad 13, das sich im Uhrzeigersinn um Achse 13a dreht, weist radial vom Umfang sich erstreckende Ankerstifte 14a, 14b auf, wobei diese Ankerstifte selbst als federnde Elemente ausgeführt sind, in diesem Beispiel als Blattfeder oder Federspeiche.

Das Ankerrad 13 weist, wie das Ankerrad in der Ausführung in Fig. 1a, eine Ratschenverzahnung 15 und eine Sperrklinke oder Freilauf 16, die im Detail in Fig. 4 gezeigt ist.

Beim Eingreifen des Ankers B mit dem Ankerrad 13 kommt jeweils ein Lager 12a, b mit dem federnden Element der Ankerstifte 14a, 14b in Berührung. Das Eingreifen des Ankers B mit den Ankerstiften 14a, 14b des Ankerrads 13 verläuft analog zu dem in der ersten Ausführung in Fig. 1a, 1b, wobei die federnden Elemente nicht an den Ankerpaletten sondern an den Ankerstiften und die Lager nicht am Ankerrad sondern an den Ankerpaletten sich befinden. Greift der Anker B in das Ankerrad 13 ein, so kommt das Lager 12a mit dem federnden Element 14a, dem Ankerstift des Ankerrads 13, in Berührung, wobei die Blattfeder sich allmählich vorspannt während die Feder am Lager entlang rollt. Beim Zurückschwingen des Ankers wird die potentielle Energie der Feder wieder abgegeben und die Feder wieder entspannt. Die zweite Ankerpalette 11 b greift sodann mit dem nächsten noch entspannten Ankerstift 14b ein, wodurch sich das Abrollen am Lager 12b, Vorspannung und Entspannung der Feder des Ankerstifts wiederholt.

Wiederum entsteht bei der gesamten Berührung zwischen Anker und Ankerrad lediglich Rollreibung zwischen den Lagern 12a, b und den federnden Ankerstiften 14a, 14b.

Fig. 3 zeigt im Detail das Eingreifen des Ankers B in das Ankerrad 13 und die Berührung und das Abrollen des Lagers 11a an der Feder des Ankerstifts 14a.

Bezugszeichenliste [0020] A Anker I Ankerarm 1a Ankerachse 2a Ankerpalette vorgespannt 2b Ankerpalette entspannt 3 Ankerrad 3a Achse 4 Ratschenverzahnung 5 Sperrklinke 6 Ankerradstift 7 Lager, Gleitlager B Anker 10 Ankerarm 10a Ankerachse II Ankerpalette 12a, 12b Lager 13 Ankerrad 13a Achse 14a Ankerstiftvorgespannt 14b Ankerstift entspannt 15 Ratschenverzahnung 16 Sperrklinke

Claims (5)

Patentansprüche

1. Anker (A, B) und Ankerrad (3, 13) für eine mechanische Uhr, wobei der Anker (A, B) zur Hemmung des Ankerrads (3, 13) dient und zwei Arme (1, 10) mit je einer Ankerpalette (2a, b, 11a, b) aufweist, die bezüglich des Ankerrads (3, 13) so angeordnet und bewegbar sind, wobei die beiden Ankerpaletten (2a, b, 11a, b) zwischen Ankerrad stifte (6, 14a, 14b) am Ankerrad (3, 13) eingreifen, mit den Ankerradstiften (6, 14a, 14b) in Berührung kommen und sich wieder von ihnen weg bewegen können, und wobei federnde Elemente (2a, b, 14a, 14b) für eine gefederte Berührungsaufnahme und Berührungsabgabe zwischen Ankerpaletten (2a, b, 11a, b) und Ankerradstiften (6, 14a, 14b) vorhanden sind, und das Ankerrad (3, 13) einen Freilauf (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme der Berührung und der Kraftübertragung zwischen den Ankerstiften (6, 14a, 14b) am Ankerrad (3, 13) und den Ankerpaletten (2a, b, 11a, b) am Anker (A, B) Kugellager, Gleitlager (7, 12a, 12b), Rillenlager, Rollenlager oder Nadellager vorgesehen sind.

2. Anker (A, B) und Ankerrad (3, 13) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die federnden Elemente (2a, b) am Anker (A) angeordnet sind, indem die Ankerpaletten (2a, b) als federndes Element realisiert sind, wobei die Ankerpaletten (2a, b) jeweils fest mit dem Ankerarm (1) verbunden sind und die Ankerstifte (6) parallel zur Drehachse (3a) des Ankerrads (3) ausgerichtet sind und an jedem der Ankerradstifte (6) ein Lager (7) angeordnet ist, das bei der Zusammenwirkung zwischen dem Ankerrad (3) und dem Anker (A) in Berührung mit dem federnden Element der Ankerpalette (2a, b) kommt.

3. Anker (A, B) und Ankerrad (3,13) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die federnden Elemente (14a, 14b) am Ankerrad (13) angeordnet sind, wobei die Ankerradstifte (14a, 14b) federnd ausgeführt sind und sich vom Umfang des Ankerrads (13) radial nach aussen erstrecken und die Ankerpaletten (11a, b) starr ausgeführt und fest mit dem Anker verbunden sind, wobei an jeder Ankerpalette (11a, 14b) ein Lager (7) angeordnet ist, das beim Eingreifen des Ankers (B) mit dem Ankerrad (13) mit den federnden Ankerradstiften (14a, 14b) in Berührung kommt.

4. Anker (Aa) und Ankerrad (2) nach Anspruch 1, 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (7) aus Bronze gefertigt sind.

5. Anker (Aa) und Ankerrad (2) nach einem der Ansprüche 1-4 dadurch gekennzeichnet, dass die federnden Elemente (2a, b, 14a, 14b) jeweils aus einer Blattfeder bestehen.