DE102005058322A1

DE102005058322A1 - Uhr

Info

Publication number: DE102005058322A1
Application number: DE102005058322A
Authority: DE
Inventors: Robert Alain Greubel; Stephen Edward Methuen Forsey; Ludovic Philippe Roland Perez
Original assignee: Lange Uhren GmbH
Current assignee: Lange Uhren GmbH
Priority date: 2005-12-07
Filing date: 2005-12-07
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2025-12-08
Also published as: DE102005058322B4; EP1795978A2; HK1100189A1; EP1795978A3; EP1795978B1; DE502006008655D1; US20070140067A1; US7995776B2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Uhr, insbesondere eine Armbanduhr, mit einem Gehäuse 1, dessen Gehäuseinnenraum 2 beobachterseitig eine durch ein Deckglas verschlossene Öffnung und bodenseitig eine Schallöffnung 3 besitzt, die durch eine Membran 10 verschlossen ist. Die Membran 10 ist mit ihrem radial umlaufenden Randbereich dicht an eienr entsprechenden Ringfläche 4 des Gehäuses 1 in Anlage. In dem Gehäuseinnenraum 2 ist ein Schwingungserzeuger angeordnet, durch den Tonschwingungen erzeugbar sind. Der radial umlaufende Rand der Membran 10 ist von einer Zugeinrichtung radial nach außen zugbelastbar.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Uhr, insbesondere eine Armbanduhr, mit einem Gehäuse, dessen Gehäuseinnenraum beobachterseitig eine durch ein Deckglas verschlossene Öffnung und bodenseitig eine Schallöffnung besitzt, die durch eine Membran verschlossen ist, welche mit ihrem radial umlaufenden Randbereich dicht an einer entsprechenden Ringfläche des Gehäuses in Anlage ist, mit einem in dem Gehäuseinnenraum angeordneten Schwingungserzeuger, durch den Tonschwingungen erzeugbar sind.
Bei derartigen Uhren sorgt die Membran dafür, daß der Gehäuseinnenraum, in dem sich das Uhrwerk und der Schwingungserzeuger befinden, nach außen verschlossen ist, um ein Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit zu verhindern.
Gleichzeitig soll durch die Schwingungsfähigkeit der Membran eine gute Übertragung der von dem Schwingungserzeuger erzeugten Tonschwingungen nach außen gewährleistet werden.
Diese Übertragung der Tonschwingungen nach außen erfolgt aber nur dann optimal, wenn die Frequenz der von dem Schwingungserzeuger erzeugten Tonschwingungen und die Eigenfrequenz der Membran gleich sind.

Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Uhr der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der eine optimierte Übertragung der Tonschwingungen des Schwingungserzeugers nach außen erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der radial umlaufende Rand der Membran von einer Zugeinrichtung radial nach außen zugbelastbar ist.

Durch diese Ausbildung ist es möglich die Spannung der Membran zu verändern und damit die Eigenfrequenz der Membran auf die Frequenz der von dem Schwingungserzeuger erzeugten Tonschwingungen einzustellen. Damit können diese Tonschwingungen optimiert aus dem Gehäuseinnenraum nach außen übertragen werden, so daß eine Brillianz der erzeugten Tonschwingungen weitesgehend keine Beeinträchtigung bei der Übertragung nach außen erleidet.

Toleranzbedingte Schwankungen der Tonschwingungen des Schwingungserzeugers sind ebenfalls ausgleichbar.

Eine Zugbelastung ist auf einfache Weise möglich, wenn der radial umlaufende Rand der Membran dicht mit einem Spannring verbunden ist, der durch die Zugeinrichtung radial nach außen zugbelastbar ist, wobei vorzugsweise der radial umlaufende Rand der Membran durch eine nichtlösbare Verbindung mit dem Spannring verbunden ist..

Ist die Membran unter einer bestimmten radialen Vorspannung mit dem Spannring verbunden, so kann zunächst die Membran einfach mit einer bestimmten Grundspannung und somit einer bestimmten Eigenfrequenz mit dem Spannring verbunden werden, ehe dann durch die Zugeinrichtung eine Feineinstellung erfolgt.

Eine dichte und feste Verbindung der Membran mit dem Spannring ist dadurch möglich, daß die Membran durch Löten oder Schweißen, insbesondere durch Laserschweißen mit dem Spannring verbunden ist.

Dabei besitzt das Laserschweißen den zusätzlichen Vorteil, daß eine Wärmebelastung nur im unmittelbaren Schweißbereich nicht aber in dem die Eigenfrequenz bestimmenden frei gespannten Bereich der Membran erfolgt. Eine wärmebedingte Veränderung der Eigenfrequenz der Membran wird so vermieden.

Eine andere dichte und feste Verbindung der Membran mit dem Spannring unter Vermeidung einer Wärmebeeinflußung der Membran besteht darin, daß die Membran durch Kleben mit dem Spannring verbunden ist.

Die Membran kann aber auch zwischen zwei miteinander verbindbaren Spannringteilen eingeklemmt sein, die vorzugsweise durch Schrauben axial gegeneinander spannbar sind.

Zur Abdichtung des Verbindungsbereichs der Membran oder des Spannrings mit dem Gehäuse kann in einer in der Ringfläche radial umlaufend ausgebildeten Nut ein Dichtring angeordnet sein, an dem die Membran oder der Spannring axial in Anlage ist.

Zum festen Beaufschlagen der Ringfläche durch den Spannring und zu dessen Fixierung kann der Spannring mittels Spannschrauben gegen die Ringfläche spannbar sein, die in axiale Gewindebohrungen des Gehäuses einschraubbar sind und mit ihrem Schraubenkopf auf dem Spannring in Auflage sind.

Dabei sind zur gleichmäßigen Anlage vorzugsweise die Spannschrauben um den Spannring herum gleichmäßig verteilt angeordnet.

Die Zugeinrichtung kann darin bestehen, daß in dem Spannring radial gerichtete und radial nach außen mündende Gewindebohrungen ausgebildet sind, in die Zugschrauben einschraubbar sind, die an dem Gehäuse gegen radiale Einwärtsbewegung abstützbar sind.

Damit kann eine Einstellung der Eigenfrequenz der Membran im in das Gehäuse eingebauten Zustand erfolgen, so daß einbaubedingte Veränderungen der Eigenfrequenz der Membran nicht entstehen können.

In einfacher Ausbildung sind dabei die Zugschrauben in zu den Gewindebohrungen koaxialen Stufenbohrungen angeordnet, deren große Stufe radial nach außen mündet und an deren Übergang von der großen Stufe zur kleinen Stufe die Zugschraube mit ihrem Schraubenkopf abgestützt ist.

Eine weitere Möglichkeit zur Ausbildung der Zugeinrichtung besteht darin, daß die Membran in ihrem radial äußeren Randbereich durch ein Spannelement axial verstellbar beaufschlagbar ist, wobei das Spannelement ein die Membran in ihrem radial äußeren umlaufenden Randbereich axial be aufschlagender Spannring, was eine gleichmäßige radial umlaufende Beaufschlagung der Membran ermöglicht.

Zum einfachen Einstellen des Spannrings kann das Spannelement mittels Stellschrauben axial verstellbar sein.

Zum Schutz der Membran gegen Beschädigungen und gleichzeitig gutem Austreten der Tonschwingungen nach außen ist vorzugsweise die Membran von einem an dem Gehäuse befestigbaren Gehäuseboden abgedeckt, wobei zwischen Membran und Gehäuseboden ein Raum gebildet ist, von dem Schallaustrittsöffungen insbesondere radial nach außen führen.

Zu einer deutlichen Verstärkung des nach außen abgegebenen Tons der Tonschwingungen führt es, wenn der Raum und die Schallaustrittsöffnungen einen Helmholtz-Resonator bilden.

Vorzugsweise ist die Membran eine Metallmembran, wobei diese möglichst aus einem korrosionsbeständigen Material, insbesondere aus Gold oder einer Goldlegierung bestehen kann.

Ein gutes Spektrum an Tonschwingungen ist dadurch erzielbar, daß der Schwingungserzeuger eine von einem Anschlaghammer anschlagbare Glocke oder eine Tonfeder ist, die vorzugsweise aus einem Metall besteht.

Besonders gute Klangeigenschaften sind dabei dann erreichbar, wenn der Schwingungserzeuger aus Niobium (Nb) oder einer Niobium (Nb) enthaltenen Legierung besteht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 eine Teil-Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Uhr
2 eine Teil-Querschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Uhr.
Die in den Figuren dargestellten Teilausschnitte einer Uhr zeigen ein Gehäuse 1 der Uhr deren Gehäuseinnenraum 2 eine Schallöffnung 3 besitzt, die durch eine metallische Membran 10 verschlossen ist.
Dabei ist an dem Gehäuse 1 im Randbereich der Schallöffnung 3 eine radial umlaufende Ringfläche 4 angeordnet, die sich radial zur Schallöffnung 3 erstreckt und in der eine radial umlaufende Nut 5 ausgebildet ist.
In der Nut 5 ist ein Dichtring 6 angeordnet, der teilweise aus der Nut 5 herausragt.
Auf der Ringfläche und dem Dichtring 6 ist ein Spannring 7, 7' mit einem etwa rechteckigen Querschnitt fest in Auflage.
An der der Ringfläche 4 abgewandten Seite des Spannrings 7, 7' ist die Membran 10 durch Laserschweißen befestigt und deckt die Öffnung des Spannrings 7, 7' ab.
Innerhalb des Gehäuseinnenraums 2 sind zentrisch zwei Glocken 8, 8' eines Schwingungserzeugers angeordnet, die zur Erzeugung von Tonschwingungen von einem nicht dargestellten Anschlaghammer anschlagbar sind.
Die Glocken 8, 8' sind koaxial zueinander angeordnet und weisen zentrisch Halteelemente 9 zur nicht dargestellten Befestigung im Gehäuse 1 auf.
Die Membran 10 ist nach außen von einem mit dem Gehäuse 1 verbunden topfartigen Gehäuseboden 11 abgedeckt, wobei zwischen Membran 10 und Gehäuseboden 11 ein Raum 12 gebildet ist, von dem aus Schallaustrittsöffnungen 13 radial nach außen führen.
Dabei bilden der Raum 12 und die Schallaustrittsöffnungen 13 einen Helmholtz-Resonator.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 sind in dem Spannring 7 radial gerichtet und radial nach außen mündende Gewindebohrungen 14 ausgebildet, die radial nach innen geschlossen sind.
Zu den Gewindebohrungen 14 koaxiale Stufenbohrungen 15 sind in dem Gehäuse 1 ausgebildet, deren kleine Stufen 16 radial nach innen und deren große Stufen 17 radial nach außen münden.
In die Stufenbohrungen 15 sind radial von außen Zugschrauben 18 eingeführt und mit ihrem Gewindeschaft in die Gewindebohrungen 14 eingeschraubt.
Mit ihren Schraubköpfen 19 stützen sich die Zugschrauben 18 an dem Übergang von der großen Stufe 17 zur kleinen Stufe 16 ab. Durch weiteres Einschrauben der Zugschrauben 18 in die Gewindebohrungen 14 wird der Spannring 7 radial nach außen gedehnt und damit die Membran 10 radial gespannt, so daß ihre Eigenfrequenz geändert wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 sind peripher zum Spannring 7' um diesen herum gleichmäßig verteilt axiale Gewindebohrungen 20 im Gehäuse 1 ausgebildet, in die Spannschrauben 21 einschraubbar sind, die mit einem Teil ihres Schraubenkopfes 22 radial über den Spannring 7' ragen und durch festes Einschrauben in die Gewindebohrungen 20 den Spannring 7' fest auf die Ringfläche 4 pressen, so daß der Spannring 7' in dieser Position fest gehalten wird.
Wird der Spannring 7' durch eine nicht dargestellte Vorrichtung radial auf die gewünschte Spannung der Membran 10 gedehnt und diesem Zustand durch die Spannschrauben 21 auf der Ringfläche 4 fixiert, besitzt die Membran 10 eine Radialspannung mit der gewünschten Eigenfrequenz.

1: Gehäuse
2: Gehäuseinnenraum
3: Schallöffnung
4: Ringfläche
5: Nut
6: Dichtring
7: Spannring
7': Spannring
8: Glocken
8': Glocken
9: Halteelement
9': Halteelement
10: Membran
11: Gehäuseboden
12: Raum
13: Schallaustrittsöffnungen
14: Gewindebohrungen
15: Stufenbohrungen
16: kleine Stufe
17: große Stufe
18: Zugschrauben
19: Schraubenköpfe
20: Gewindebohrungen
21: Spannschrauben
22: Schraubenkopf

Claims

Uhr, insbesondere Armbanduhr, mit einem Gehäuse, dessen Gehäuseinnenraum beobachterseitig eine durch ein Deckglas verschlossene Öffnung und bodenseitig eine Schallöffnung besitzt, die durch eine Membran verschlossen ist, welche mit ihrem radial umlaufenden Randbereich dicht an einer entsprechenden Ringfläche des Gehäuses in Anlage ist, mit einem in dem Gehäuseinnenraum angeordneten Schwingungserzeuger, durch den Tonschwingungen erzeugbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der radial umlaufende Rand der Membran (10) von einer Zugeinrichtung radial nach außen zugbelastbar ist.
Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der radial umlaufende Rand der Membran (10) dicht mit einem Spannring (7, 7') verbunden ist, der durch die Zugeinrichtung radial nach außen zugbelastbar ist.
Uhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der radial umlaufende Rand der Membran (10) durch eine nichtlösbare Verbindung mit dem Spannring (7, 7') verbunden ist.
Uhr nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (10) unter einer bestimmten radialen Vorspannung mit dem Spannring (7, 7') verbunden ist.
Uhr nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (10) durch Löten oder Schweißen, insbesondere durch Laserschweißen mit dem Spannring (7, 7') verbunden ist.
Uhr nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran durch Kleben mit dem Spannring verbunden ist.
Uhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran zwischen zwei miteinander verbindbaren Spannringteilen eingeklemmt ist.
Uhr nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spannringteile durch Schrauben axial gegeneinander spannbar sind.
Uhr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer in der Ringfläche radial umlaufend ausgebil deten Nut (5) ein Dichtring (6) angeordnet ist, an dem die Membran oder der Spannring (10) axial in Anlage ist.
Uhr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (7') mittels Spannschrauben (21) gegen die Ringfläche (4) spannbar ist, die in axiale Gewindebohrungen (20) des Gehäuses (1) einschraubbar sind und mit ihrem Schraubenkopf (22) auf dem Spannring (7') in Auflage sind.
Uhr nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschrauben (21) um den Spannring (7') herum gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
Uhr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Spannring (7) radial gerichtete und radial nach außen mündende Gewindebohrungen (14) ausgebildet sind, in die Zugschrauben (18) einschraubbar sind, die an dem Gehäuse (1) gegen radiale Einwärtsbewegung abstützbar sind.
Uhr nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugschrauben (18) in zu den Gewindebohrungen (14) koaxialen Stufenbohrungen (15) angeordnet sind, deren große Stufe (17) radial nach außen mündet und an deren Übergang von der großen Stufe (17) zur kleinen Stufe (16) die Zugschraube (18) mit ihrem Schraubenkopf (22) abgestützt ist.
Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran in ihrem radial äußeren Randbereich durch ein Spannelement axial verstellbar beaufschlagbar ist.
Uhr nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement ein die Membran in ihrem radial äußeren umlaufenden Randbereich axial beaufschlagender Spannring ist.
Uhr nach einem der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement mittels Stellschrauben axial verstellbar ist.
Uhr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (10) von einem an dem Gehäuse (1) befestigbaren Gehäuseboden (11) abgedeckt ist, wobei zwischen Membran (10) und Gehäuseboden (11) ein Raum (12) gebildet ist, von dem Schallaustrittsöffungen (13) nach außen führen.
Uhr nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallaustrittsöffnungen (13) radial nach außen führen.
Uhr nach einem der Ansprüche 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (12) und die Schallaustrittsöffnungen (13) einen Helmholtz-Resonator bilden.
Uhr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (10) eine Metallmembran ist.
Uhr nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran aus Gold oder einer Goldlegierung besteht.
Uhr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungserzeuger eine von einem Anschlaghammer anschlagbare Glocke (8, 8') oder eine Tonfeder ist.
Uhr nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungserzeuger aus einem Metall besteht.
Uhr nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungserzeuger aus Niobium (Nb) oder einer Niobium (Nb) enthaltenen Legierung besteht.