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Die
Erfindung betrifft eine Einstellvorrichtung für die sekundengenaue Justierung
der Zeigerstellung bei mechanischen Uhren, insbesondere Armbanduhren,
mit einem Hemmungsmechanismus und einem damit gekoppelten Zeigerwerk,
das wenigstens eine Sekundenanzeige umfaßt.
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Hochwertige
Armbanduhren werden heute vielfach als uhrmacherische Kunstwerke
gehandelt und daher überwiegend
mit mechanischen Uhrwerken ausgerüstet. Trotz vieler konstruktiver
Maßnahmen
zur Minimierung der Gangabweichung ist die Ganggenauigkeit eines
mechanischen Uhrwerks aufgrund von unvermeidlichen Fertigungstoleranzen
in den mechanischen Bauteilen, Reibung in den Lagerstellen der Wellen
und in den Zahneingriffen der Triebe und Räder und Einflüssen der
Umgebungstemperatur auf die Viskosität der Schmierstoffe begrenzt. Sehr
hochwertige mechanische Armbanduhren erhalten ein sogenanntes Chronometerzertifikat.
Das Chronometerzertifikat besagt im Wesentlichen, dass die Uhr unter
normalen Umgebungsbedingungen im Mittel pro Tag weniger als 4 Sekunden
nachgeht und weniger als 6 Sekunden vorgeht. Die typische Ganggenauigkeit
einer sehr hochwertigen mechanischen Armbanduhr ist damit deutlich
geringer als die einer handelsüblichen
Uhr mit batteriegespeistem Quarzwerk. Legt man eine Abweichung von
einer halben Minute zwischen der auf der Uhr angezeigten Zeit und
der tatsächlichen
Zeit als Akzeptanzschwelle des Benutzers fest, so wird der Benutzer
einer sehr hochwertigen mechanischen Armbanduhr also im Normalfall
alle 5 bis 8 Tage die Zeigerstellung der Uhr korrigieren müssen.
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Fast
alle mechanischen Armbanduhren verfügen über eine manuell zu betätigende
Aufzugskrone am Uhrengehäuse,
mit der auch die Zeigerstellung justiert werden kann, indem die
Krone in axialer Richtung auf eine Rastung herausgezogen wird, auf der
sie mit dem Zeigerwerk der Uhr gekoppelt ist. Allerdings kann auf
diese Weise nur der aus Minutenzeiger und Stundenzeiger bestehende
Teil des Zeigerwerks auf die aktuelle Uhrzeit eingestellt werden. Je
nach Ausführung
des Uhrwerks läuft
der Sekundenzeiger dabei entweder einfach weiter, oder das Uhrwerk
wird beim Herausziehen der Krone auf die Rastung für die Zeigereinstellung
mit Hilfe einer speziellen Vorrichtung, dem sogenannten Sekundenstop,
angehalten. Der Sekundenstop ermöglicht
es dem Benutzer der Uhr somit, das Uhrwerk durch Zurückdrücken der
Aufzugskrone in die Ausgangsstellung sekundengenau wieder in Gang
zu setzen.
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Um
mit Hilfe des Sekundenstops die Zeigerstellung einer mechanischen
Armbanduhr einschließlich
dem Sekundenzeiger sekundengenau auf die aktuelle Zeit einzustellen,
ist es erforderlich, den aus Minutenzeiger und Stundenzeiger bestehenden Teil
des Zeigerwerks nach Ziehen der Aufzugskrone zunächst unter Berücksichtigung
der aktuellen Position des Sekundenzeigers auf einen Startzeitpunkt
in der nahen Zukunft einzustellen. Anschließend muss man abwarten, bis
die aktuelle Zeit genau diesem Startzeitpunkt entspricht und genau
in diesem Moment die Aufzugskrone wieder in ihre Ausgangsposition
zurückdrücken.
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Beispiele
für Uhrwerke
mit Sekundenstopp zeigen die
DE 101 60 287 A1 und die
EP 1 617 305 A1 . Die WO
01/18611 A1 zeigt eine mechanische Uhr, bei welcher der Hemmungsmechanismus
als Tourbillon drehbar innerhalb des Uhrwerks angeordnet ist.
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Üblicherweise
wirkt die Einstellvorrichtung für
die Zeigerstellung einer mechanischen Armbanduhr also nur auf den
Teil des Zeigerwerks, der den Antrieb des Minutenzeigers und des
Stundenzeigers umfasst. Dieser Teil des Zeigerwerks ist in der Regel nicht
formschlüssig,
sondern durch eine reibschlüssige
Verbindung an den Getriebezug gekoppelt, der das Zeigerwerk mit
dem Hemmungsmechanismus des Uhrwerks verbindet. Beim Einstellen
der Uhrzeit wird diese reibschlüssige
Verbindung durch ein vom Benutzer der Uhr manuell dem Antrieb des
Minutenzeigers aufgeprägtes
Drehmoment überwunden.
Da die Übersetzung
zwischen dem Hemmungsrad und dem Antrieb des Minutenzeigers je nach
Auslegung des Hemmungsmechanismus wenigstens etwa 600:1 beträgt, sind
die Kräfte,
die dabei auf den empfindlichen Hemmungsmechanismus einwirken, sehr gering.
Im Vergleich dazu beträgt
die Übersetzung zwischen
dem Hemmungsrad und dem Sekundenzeigerantrieb nur etwa 10:1. Eine
reibschlüssige
Verbindung zwischen Hemmungsmechanismus und Sekundenzeigerantrieb,
die eine vergleichbare Einstellvorrichtung für den Sekundenzeigerantrieb
und des mit dem Sekundenzeigerantrieb über einen Getriebezug verbundenen
Zeigerwerks ermöglichen
würde, hätte also
den Nachteil, dass beim Einstellen der Zeigerstellung relativ große Kräfte auf
den Hemmungsmechanismus ausgeübt
würden,
die leicht zu einer Beschädigung
des Uhrwerks führen
könnten.
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Die
CH 273734 zeigt ein Uhrwerk
für einen Marinechronometer,
bei dem zwischen einem Abtrieb des Hemmungsmechanismus und einer
Sekundenanzeigerwelle ein Planetengetriebe eingefügt ist. Dieses
weist zwei Ritzel auf, die mittels einer Welle miteinander verbunden
sind und von dem eines mit dem Abtrieb vom Hemmungsmechanismus und
das andere mit der Sekundenanzeigerwelle gekoppelt ist. Die Ritzelwelle
ist in einem Tragrad gelagert, das mit einem Einstellknopf gekoppelt
ist. Durch Drehen des Einstellknopfes kann, über das Tragrad und die beiden
Ritzel, auf die Sekundenanzeigerwelle eine Drehung aufgebracht werden,
die sich mit der vom Hemmungsmechanismus kontrollierten Drehung
des Sekundenanzeigerwelle überlagert.
Auf diese Weise kann der Sekundenzeiger eingestellt werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine einfach zu benutzende
Einstellvorrichtung für die
sekundengenaue Justierung der Zeigerstellung und insbesondere des
Sekundenzeigers von mechanischen Armbanduhren zu entwerfen, die
während der
manuellen Betätigung
durch den Benutzer der Uhr den Gang des Uhrwerks nicht unterbricht
und allenfalls einen sehr geringen Einfluss auf den Kraftfluss zwischen
dem Hemmungsmechanismus und dem Zeigerwerk hat und keine zusätzlichen
Zahneingriffe und Lagerstellen in dem Getriebezug zwischen Hemmungsmechanismus
und Zeigerwerk erfordert.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird bei einer Einstellvorrichtung der eingangs genannten
Art vorgeschlagen, dass der Hemmungsmechanismus innerhalb des Uhrwerks
in einem separaten Gehäuse drehbar
gelagert ist und dieses Gehäuse
mit Hilfe eines manuell betätigten
Getriebegliedes des Uhrwerks um eine Achse gedreht werden kann,
so daß die
Sekundenanzeige präzise
justiert werden kann, wobei dieses Getriebeglied außerhalb
des Getriebezuges zwischen Hemmungsmechanismus und Zeigerwerk angeordnet
ist. Dies ermöglicht,
die Sekundenanzeige direkt auf die aktuelle Zeit einzustellen, indem
der Drehbewegung des Hemmungsrades eine vom Benutzer der Uhr manuell
zugestellte positive oder negative Drehbewegung überlagert wird und somit ein
temporäres
Voreilen oder Nacheilen des gesamten Zeigerwerks einschließlich des
Sekundenzeigers gegenüber
dem Takt des Hemmungsmechanismus ermöglicht wird. Dazu ist allgemein
ausgedrückt
vorgesehen, den gesamten Hemmungsmechanismus, bestehend aus Hemmungsrad,
Anker, Unruhe und Reguliervorrichtung, in einem gemeinsamen Gehäuse zu lagern
und dieses Gehäuse
drehbar in dem Gehäuse
für das übrige Räderwerk
der Uhr zu befestigen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist das separate Gehäuse mit dem Hemmungsmechanismus
auf der dem Zifferblatt abgewandten Seite des Uhrwerks angebaut
(ein sogenanntes Echappement). Dabei verläuft die Drehachse dieses Gehäuses durch
die Achse der Hemmungsradwelle, deren Trieb mit dem Sekundenrad
im Eingriff steht. Mit Hilfe einer federbelasteten Rastvorrichtung
zwischen dem drehbaren Gehäuse
des Hemmungsmechanismus und dem Gehäuse für das übrige Räderwerk der Uhr wird eine unbeabsichtigte
selbsttätige Verstellung
verhindert. Mit Hilfe eines manuell zu betätigenden Stellelements der
Einstellvorrichtung kann dieses Gehäuse nun gegenüber dem
Gehäuse für das übrige Räderwerk
des Uhrwerks gedreht werden. Der normalen Drehbewegung des Hemmungsrades
kann also manuell eine Drehbewegung überlagert werden, die das Sekundenrad
gegenüber
dem normalen Gang des Uhrwerks voreilen oder nacheilen lässt. Die
Anzahl der Zahneingriffe und Lagerstellen im Hemmungssystem des
Uhrwerks ist dabei im Vergleich zu einem gewöhnlichen Uhrwerk unverändert.
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Bei
einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung wird die Einstellvorrichtung in Verbindung mit einem
Tourbillon verwendet, das häufig
bei sehr aufwendigen mechanischen Uhrwerken eingesetzt wird. Der
Tourbillon vereinigt das Hemmungsrad, den Anker und die Unruhe mitsamt
der Reguliervorrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse, das sich wie ein Rad im
Uhrwerk dreht. Bei den meisten Uhrwerken mit Tourbillon dreht sich
der Tourbillon einmal pro Minute um die eigene Achse. Das Hemmungsradtrieb rollt dabei
auf einem mit dem Gehäuse
für das übrige Räderwerk
der Uhr fest verbundenen Zahnrad oder Zahnkranz ab, während ein
fest mit dem Tourbillon verbundenes Zahnrad als Sekundenradtrieb
mit dem nachgeschalteten Zeigerwerk der Uhr im Eingriff steht.
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Um
die Sekundenanzeige zu verstellen, wenn das Uhrwerk ein Tourbillon
aufweist, ist vorgesehen, das ursprünglich fest mit dem Gehäuse des Uhrwerks
verbundene Gegenrad des Hemmungsradtriebs drehbar zu lagern und
mit dem manuell zu betätigenden
Stellelement zu koppeln. Auch hier verhindert eine federbelastete
Rastvorrichtung zwischen diesem Gegenrad für das Hemmungsradtrieb und dem
Gehäuse
für das übrige Räderwerk
der Uhr eine unbeabsichtigte selbsttätige Verstellung. Mit Hilfe dieser
Einstellvorrichtung kann der normalen Drehbewegung des Tourbillon,
die ja der Drehbewegung der Sekundenradwelle in einem gewöhnlichen
Uhrwerk entspricht, manuell eine Drehbewegung überlagert werden, die eine
sekundengenaue Justierung des gesamten nachgeschalteten Zeigerwerks
inklusive des Sekundenzeigers und der Komplikationen auf die aktuelle
Uhrzeit ermöglicht.
Auch bei dieser Ausführungsform
der Einstellvorrichtung sind in dem Getriebezug zwischen Hemmungsmechanismus
und Zeigerwerk keine zusätzlichen
Zahneingriffe oder Lagerstellen erforderlich.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsformen beschrieben, die
in den beigefügten
Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Uhrwerks gemäß einer ersten Ausführungsform,
wobei hier zum Zwecke einer übersichtlichen
Darstellung nur der Antrieb des Sekundenzeigers gezeigt ist;
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2 eine
Draufsicht auf das Uhrwerk von 1;
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3 eine
Unteransicht des Uhrwerks von 1;
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4 einen
Schnitt durch das Uhrwerk von 1;
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5 eine
perspektivische Ansicht eines Uhrwerks gemäß einer zweiten Ausführungsform, wobei
hier zum Zwecke einer übersichtlichen
Darstellung nur der Antrieb des Sekundenzeigers gezeigt ist;
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6 eine
Draufsicht auf das Uhrwerk von 5;
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7 eine
Unteransicht des Uhrwerks von 5; und
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8 einen
Schnitt durch das Uhrwerk von 5.
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In
den 1 bis 4 ist ein Uhrwerk gemäß einer
ersten Ausführungsform
gezeigt, bei dem eine Einstellvorrichtung mit einem drehbar gelagerten
Echappement eine sekundengenaue Justierung der Zeigerstellung eines
mechanischen Uhrwerks ermöglicht.
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Die
Lagersteine 2, die Halteklauen 4 für das Echappement-Gehäuse 6,
die Rastfeder 8 und der Drückerhebel 10 sind
in dem hier nicht dargestellten Uhrwerksgehäuse fest eingebaut. Die Zwischenwelle 12 und
die Zustellwelle 14 sind im Uhrwerksgehäuse drehbar gelagert.
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Der
Hemmungsmechanismus 16, bestehend aus der Reguliervorrichtung 18,
der Unruhe 20, dem Anker 22 und dem Hemmungsrad 24,
ist in dem Echappement-Gehäuse 6 untergebracht.
Das Hemmungsrad 24 ist mit der Hemmungsradwelle 26 und dem
Hemmungsradtrieb 27 fest verbunden. Das Hemmungsradtrieb
greift in die Zähne
des Sekundenrads 28 ein. Das Sekundenrad 28 ist
mit der Sekundenradwelle 30 und dem Sekundenradtrieb 31 fest
verbunden. Das Sekundenradtrieb steht mit dem Kleinbodenrad 32 im
Zahneingriff. Das Kleinbodenrad 32 stellt die Verbindung
zum restlichen Teil des Räderwerks
der Uhr her, das hier nicht dargestellt ist. Auf der Sekundenradwelle 30 ist
auch die Sekundenanzeige 50 befestigt.
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Das
Echappement-Gehäuse 6 ist
mittels der Halteklauen 4 im Uhrwerksgehäuse drehbar
gelagert. Die Drehachse fällt
mit der Drehachse der Hemmungsradwelle 26 zusammen. Die
Rastfeder 8 verhindert eine selbsttätige Drehung des Echappement-Gehäuses 6 unter
der Einwirkung der Reaktionskräfte
im Zahneingriff des Hemmungsradtriebs oder aufgrund von Massenkräften.
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Das
Echappement-Gehäuse 6 trägt an seinem äußeren Umfang
einen Zahnkranz 34, der mit dem Zustellrad 36 im
Zahneingriff steht. Das Zustellrad ist fest auf der Zwischenwelle 12 angeordnet,
an deren anderem Ende ein zweites Zustellrad 38 angeordnet
ist. Mit Hilfe des federnden Drückerhebels 10 kann
die Schiebemuffe 40 eingerückt werden und dabei die Verzahnung
der Schiebemuffe mit dem zweiten Zustellrad 38 in Eingriff
gebracht werden. Die Drehbewegung der Zustellwelle 14 wird
mit Hilfe des Vierkants 44 auf die Schiebemuffe 40 übertragen. Die
Zustellwelle 14 steht mit einem nicht gezeigten Bedienelement
in Verbindung, z.B. einer Einstellkrone, über das der Benutzer der Uhr
bei eingerückter Schiebemuffe
somit manuell eine Drehbewegung des Echappement-Gehäuses
zustellen kann. Diese Drehbewegung wird über die Hemmungsradwelle, das
Hemmungsradtrieb und das Sekundenrad auf die Sekundenanzeige 50 übertragen,
die dadurch sekundengenau justiert werden kann.
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In
den 5 bis 8 ist ein Uhrwerk gemäß einer
zweiten Ausführungsform
gezeigt, bei dem eine Einstellvorrichtung eine sekundengenaue Justierung
der Zeigerstellung eines mechanischen Uhrwerks mit Tourbillon ermöglicht.
Für die
von der ersten Ausführungsform
bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet.
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Die
Lagersteine 2, das Tourbillon-Gegenlager 60, der
Zwischenradlagerzapfen 62, die Rastfeder 8 und
der Drückerhebel 10 sind
in dem hier nicht dargestellten Uhrwerksgehäuse fest eingebaut. Die Zwischenwelle 12 und
die Zustellwelle 14 sind im Uhrwerksgehäuse drehbar gelagert.
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Der
Hemmungsmechanismus 16, bestehend aus der Reguliervorrichtung 18,
der Unruhe 20, dem Anker 22 und dem Hemmungsrad 24,
ist in dem Tourbillon-Gehäuse 64 untergebracht.
Das Hemmungsrad 24 ist mit der Hemmungsradwelle 26 und
dem Hemmungsradtrieb fest verbunden. Das Hemmungsradtrieb greift
in die Zähne
des Sekundenrads 28 ein. Das Tourbillon-Gehäuse 64 ist
mittels der beiden Tourbillon-Lagerzapfen 66, 68,
die fest mit dem Tourbillon-Gehäuse 64 verbunden
sind, im Uhrwerksgehäuse
drehbar gelagert. Auf dem unteren Tourbillon-Lagerzapfen 68 ist
ein Sekundentrieb 70 befestigt. Das Sekundentrieb 70 steht
mit dem Kleinbodenrad 32 im Zahneingriff. Das Kleinbodenrad 32 stellt die
Verbindung zum restlichen Teil des Räderwerks der Uhr her, das hier
nicht dargestellt ist. Auf dem Tourbillon-Lagerzapfen 66 ist
die Sekundenanzeige 50 befestigt.
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Das
Sekundenrad 28 ist fest mit der Hohlwelle 72 verbunden,
die auf dem Tourbillon-Gegenlager 60 drehbar gelagert ist.
Am anderen Ende der Hohlwelle 72 ist ein Zahnkranz 74 befestigt,
der mit einem ersten Zwischenrad 76 im Zahneingriff steht.
Die Rastfeder 8 verhindert eine selbsttätige Drehung der Hohlwelle 72 unter
der Einwirkung der Reaktionskräfte
im Zahneingriff des Hemmungsradtriebs oder aufgrund von Massenkräften.
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Das
Zwischenrad 76 ist fest mit einem zweiten Zwischenrad 78 verbunden;
beide Zwischenräder 76, 78 sind
auf dem gemeinsamen Zwischenradlagerzapfen 62 drehbar gelagert.
Das Zwischenrad 78 steht mit dem ersten Zustellrad 36 im
Zahneingriff. Die beiden Zustellräder 36, 38 sind
beide fest mit der Zwischenwelle 12 verbunden. Mit Hilfe
des federnden Drückerhebels 10 kann
die Schiebemuffe 40 eingerückt und dabei die Verzahnung
der Schiebemuffe 40 mit dem Zustellrad 38 in Eingriff
gebracht werden. Die Drehbewegung der Zustellwelle 14 wird
mit Hilfe des Vierkants 44 auf die Schiebemuffe 40 übertragen.
Die Zustellwelle 14 steht mit einem hier nicht gezeigten
Bedienelement in Verbindung, z.B. einer Einstellkrone, über das
der Benutzer der Uhr bei eingerückter
Schiebemuffe 40 somit manuell eine Drehbewegung des Sekundenrades
zustellen kann.