DE102006052245A1

DE102006052245A1 - Schwingsystem für eine Uhr

Info

Publication number: DE102006052245A1
Application number: DE102006052245A
Authority: DE
Inventors: Lutz Großmann; Jörg GASSMANN
Original assignee: Technische Universitaet Dresden; Lange Uhren GmbH
Current assignee: Technische Universitaet Dresden; Lange Uhren GmbH
Priority date: 2006-11-03
Filing date: 2006-11-03
Publication date: 2008-05-08
Also published as: US7648265B2; CN101174132B; EP1918791B1; DE502007000849D1; EP1918791A1; JP2008139290A; US20080117721A1; CN101174132A; JP4976262B2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schwingsystem für eine Uhr, mit einer Spiralfeder 1', deren innerer Ansteckpunkt insbesondere mittels einer Spiralrolle 2 mit einer Unruhwelle verbunden ist und deren äußerer Ansteckpunkt 14 mit einem Halteelement, insbesondere mittels eines Spiralklötzchens 6, verbunden ist. Der dem Halteelement benachbarte Endbereich 10 der Spiralfeder 1 ist in einer zur Unruhwelle rechtwinkligen Ebene einstellbar positionierbar.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schwingsystem für eine Uhr, mit einer Spiralfeder, deren innerer Ansteckpunkt insbesondere mittels einer Spiralrolle mit einer Unruhwelle verbunden ist und deren äußerer Ansteckpunkt mit einem Halteelement, insbesondere mit einem Spiralklötzchen verbunden ist.
Ein Schwingsystem einer Uhr ist isochron, wenn sie bei jeder Amplitude die gleiche Schwingdauer hat. Amplitude ist dabei die Schwingungsweite der Unruh. Die Amplitude schwankt in Abhängigkeit von dem Aufzugszustand und unter anderem den Reibungsverhältnissen in der Uhr. Z.B. ist die Reibung der Unruh in den Flachlagen anders als in den Hängelagen. Damit hat die Uhr üblicherweise in der Flachlage eine höhere Amplitude als in den Hängelagen.
Eine Möglichkeit den Isochronismusfehler zu beseitigen besteht in der Verwendung eines Rückers. Abhängig vom Abstand der Rückerstifte können bei kleinen Amplituden Schwingungen beschleunigt oder verlangsamt werden. Damit muß die Uhr aber ohne Rücker bei kleinen Amplituden deutlich schneller gehen als bei großen Amplituden. Dieser Zustand ist durch entsprechende Wahl der Ansteckpunkte erreichbar.
Die Verwendung eines Rückers ist aufwendig. Darüber hinaus können durch den Rücker zusätzliche Isochronismusfehler entstehen. Weiterhin können Rückerstifte verschleißen und damit das Langzeitverhalten der Uhr negativ beeinträchtigen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Schwingsystem der eingangs genannten Art zu schaffen, durch die der Isochronismusfehler auf einfache Weise verringerbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der dem Halteelement benachbarte Endbereich der Spiralfeder in einer zur Unruhwelle rechtwinkligen Ebene einstellbar positionierbar ist.
Dabei kann der Endbereich radial zur Unruhwelle verstellbar oder auch um eine zur Unruhwelle parallele Achse schwenkbar einstellbar sein.
Durch diese Ausbildung kann eine genau einstellbare Dezentralisierung der Spiralfeder vorgenommen werden, wodurch der Isochronismusfehler zumindest erheblich reduziert, wenn nicht sogar vollständig beseitigt wird.
Zwar ist es möglich zusätzlich einen Rücker vorzusehen. Es ist aber durch die erfindungsgemäße Ausbildung möglich auf einen Rücker vollständig zu verzichten.
Damit können auch keine neuen, durch einen Rücker bedingten Isochronismusfehler auftreten.
Eine Ausführung der Erfindung besteht darin, daß der äußere Ansteckpunkt der Spiralfeder an dem Halteelement, insbesondere an dem Spiralklötzchen befestigt ist, wobei das Halteelement radial zur Unruhwelle und/oder um die zur Unruhwelle parallele Achse schwenkbar verstellbar einstellbar ist.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann der äußere Ansteckpunkt der Spiralfeder an dem Halteelement, insbesondere an dem Spiralklötzchen radial zur Unruhwelle und/oder um die zur Unruhwelle parallele Achse schwenkbar verstellbar angeordnet und arretierbar sein.
Eine weitere Ausbildungsmöglichkeit der Erfindung besteht darin, daß das äußere Ende der Spiralfeder an dem Halteelement, insbesondere an dem Spiralklötzchen befestigt ist, wobei der dem Halteelement benachbarte Endbereich der Spiralfeder in einem Abstand zum Halteelement an einem annähernd quer zur Längserstreckung der Spiralfeder verstellbaren Stellelement permanent in Anlage ist.
Um eine Vorspannung auf die Spiralfeder auszuüben ist es möglich, daß der dem Halteelement benachbarte Endbereich der Spiralfeder um einen flachen Winkel radial nach außen abgebogen ist oder daß das äußere Ende der Spiralfeder unter Erzeugung einer Vorspannung in der zur Unruhwelle rechtwinkligen Ebene auf den dem Halteelement benachbarten Endbereich der Spiralfeder an dem Halteelement befestigt ist.
Die zur Unruhwelle parallele Achse, um die das äußere Ende der Spiralfeder schwenkbar verstellbar einstellbar ist, kann sich durch das Spiralklötzchen, insbesondere mittig durch das Spiralklötzchen erstrecken.
Es ist aber auch möglich, daß die zur Unruhwelle parallele Achse sich in einem Abstand zum Spiralklötzchen erstreckt.
Zur Halterung des Spiralklötzchens kann das Spiralklötzchen auf einem feststehenden Spiralklötzchenträger angeordnet sein.
Zur Einstellbarkeit des Endbereichs der Spiralfeder kann das Spiralklötzchen auf einem Spiralklötzchenträger angeordnet sein, der um die zur Unruhwelle parallele Achse schwenkbar einstellbar ist.
Zur weiteren Einstellbarkeit kann das radial abgebogene äußere Ende der Spiralfeder in einer Radialführung des feststehenden Halteelements verschiebbar sowie in seiner Sollposition am Halteelement arretierbar sein.
Das äußere Ende der Spiralfeder kann in der zur Unruhwelle senkrechten Ebene nach außen abgebogen sein.
Dabei kann das in der zur Unruhwelle senkrechten Ebene abgebogene äußere Ende der Spiralfeder in einer Radialführung des feststehenden Halteelements verschiebbar sowie in seiner Sollposition am Halteelement arretierbar sein.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß das äußere Ende der Spiralfeder sich etwa tangential zur Unruhwelle erstreckt, wobei das äußere Ende der Spiralfeder mit einer Breguet-Endkurve versehen sein kann.
Das radial abgebogene oder sich etwa tangential erstreckende äußere Ende der Spiralfeder kann in einer Radialführung verschiebbar sowie in einer Sollposition arretierbar sein.
Die erfindungsgemäße radiale Verstellbarkeit und/oder Schwenkbarkeit des äußeren Endes der Spiralfeder ist vorteilhaft bei Spiralfedern mit den unterschiedlichsten Querschnitten anwendbar.
So kann die Spiralfeder einen Rechteckquerschnitt oder aber auch einen Kreisquerschnitt besitzen. Sie kann aber auch jeden anderen Querschnitt, insbesondere einen einem Rechteckquerschnitt oder Kreisquerschnitt angenäherten Querschnitt besitzen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 eine Draufsicht auf eine spannungsfreie Spiralfeder
2 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer Spiralfeder welche durch Verschiebung des äußeren Ansteckpunktes der Spiralfeder zur Unruhwelle hin dezentralisiert ist
3 eine Draufsicht auf die Spiralfeder nach 2 welche durch Verschiebung des äußeren Ansteckpunktes der Spiralfeder von der Unruhwelle weg dezentralisiert ist
4 eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel einer Spiralfeder welche durch rotatorische Verstellung des äußeren Ansteckpunktes der Spiralfeder zur Unruhwelle hin dezentralisiert ist
5 eine Draufsicht auf die Spiralfeder nach 4 welche durch rotatorische Verstellung des äußeren Ansteckpunktes der Spiralfeder von der Unruhwelle weg dezentralisiert ist
6 eine Draufsicht auf ein drittes Ausführungsbeispiels einer Spiralfeder welche durch sowohl Verschiebung als auch rotatorische Verstellung des äußeren Ansteckpunktes der Spiralfeder zur Unruhwelle dezentralisierbar ist
7 eine Draufsicht ein viertes Ausführungsbeispiel einer Spiralfeder mit nicht vorgespanntem Endbereich
8 Eine Draufsicht auf die Spiralfeder nach 7 in einer Zentrallage
9 Eine Draufsicht auf die Spiralfeder nach 7 in einer Extremdezentralisierungslage
10 Eine Draufsicht auf die Spiralfeder nach 7 in einer zweiten Extremdezentralisierungslage
11 Eine Draufsicht auf den Verstellbereich des Endbereichs der Spiralfeder nach 7.
Die in den Figuren dargestellten Spiralfedern 1, 1', 1'', 1''' einer Unruh für eine Uhr sind mit ihrem inneren Ansteckpunkt 4 an einer Spiralrolle befestigt, die auf einer nicht dargestellten Unruhwelle konzentrisch fest angeordnet ist.
Unruhwelle und Spiralrolle 2 sind um eine Drehachse 3 drehbar gelagert.
Die radial äußeren Enden 5 der Spiralfedern 1, 1', 1'', 1''' sind in der zur Unruhwelle senkrechten Ebene nach außen gebogen und an einem Spiralklötzchen 6 befestigt und weisen einen äußeren Ansteckpunkt 14 auf.
In 1, die eine Spiralfeder 1 nach dem Stand der Technik zeigt, ist das Spiralklötzchen 6 an einem nicht dargestellten Spiralklötzchenträger fest angeordnet. Die Spiralfeder 1 befindet sich in einer zur Drehachse 3 der Unruhwelle zentralisierten Position.
In 2 ist das Spiralklötzchen 6 in einer an einem nicht dargestellten Spiralklötzchenträger fest angeordneten Radialführung 7 radial verschiebbar angeordnet und mit ihm das äußere Ende der Spiralfeder 1' derart radial nach innen verschoben sowie in dieser Position arretiert, daß die Spiralfeder 1' zur Drehachse 3 der Unruhwelle hin dezentralisiert ist.
3 zeigt dieselbe Anordnung wie 2.
Dabei ist aber das Spiralklötzchen 6 in der Radialführung 7 und mit ihm das äußere Ende der Spiralfeder 1' derart radial nach außen verschoben sowie in dieser Position arretiert, daß die Spiralfeder 1' von der Drehachse 3 der Unruhwelle weg dezentralisiert ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 4 und 5 ist das Spiralklötzchen 6 ortsfest an einem nicht dargestellten Spiralklötzchenträger angeordnet aber um seine zur Drehachse 3 der Unruhwelle parallele mittige Achse 8 drehbar einstellbar und in der eingestellten Drehposition arretierbar.
In 4 ist das Spiralklötzchen 6 im Uhrzeigersinn um die Achse 8 verdreht und arretiert, so daß die Spiralfeder 1'' zur Drehachse 3 der Unruhwelle hin verdreht und damit die Spiralfeder 1'' in Bezug auf die Unruhwelle dezentralisiert ist.
5 zeigt dieselbe Anordnung wie 4.
Dabei ist das Spiralklötzchen 6 im Gegenuhrzeigersinn um die Achse 8 verdreht und arretiert, so daß das äußere Ende 5 der Spiralfeder 1'' von der Drehachse 3 der Unruhwelle weg verdreht und damit die Spiralfeder 1'' in Bezug auf die Unruhwelle dezentralisiert ist.
In 6 ist durch zwei Pfeile 9 symbolisch dargestellt, daß das Spiralklötzchen 6 und mit ihm das äußere Ende 5 der Spiralfeder 1'' auf einer gedachten Kreisbahn, deren Schwenkachse entfernt von der Drehachse 3 der Unruhwelle liegt, bewegt wird. Dazu kann das Spiralklötzchen 6 fest mit einem nicht dargestellten Spiralklötzchenträger verbunden sein, der um eine zur Drehachse 3 parallele Achse geschwenkt wird.
Je nach dem, ob die Schwenkachse weit entfernt oder nahe dem Spiralklötzchen 6 angeordnet ist, wird mehr eine translatorische oder mehr eine rotatorische Bewegung des Spiralklötzchens 6 erzeugt.
In den 7 bis 11 ist das äußere Ende 5 der Spiralfeder 1'''' an dem ortsfesten Spiralklötzchen 6 befestigt. Das Spiralklötzchen weist einen sich in Richtung des dem Spiralklötzchen 6 benachbarten Endbereichs 10 der Spiralfeder 1'''' erstreckenden Klötzchenarm 11 auf, der eine annähernd quer zur Längserstreckung des Endbereichs 10 der Spiralfeder 1'''' sich erstreckende durchgehende Gewindebohrung besitzt.
In die Gewindebohrung ist eine Stellschraube 12 eingeschraubt, die an ihrem dem Endbereich 10 abgewandten Ende einen Schraubenkopf 13 zum Verdrehen der Stellschraube 12 besitzt.
Mit der Stirnseite ihres dem Schraubenkopf 13 entgegengesetzten Endes ist die Stellschraube 12 an einem der äußeren Ansteckpunkt 14 an dem Endbereich 10 der Spiralfeder 1'''' in Anlage.
Wie insbesondere in 11 zu sehen ist, kann durch Verstellen der Stellschraube 12 der äußere Ansteckpunkt der Spiralfeder 1'' mehr oder weniger weit ausgelenkt werden. Durch den jeweiligen Auslenkungswinkel β kann auch die Gangkurve beeinflußt werden.
Die Spiralfeder 1'''' ist zu Beginn ihres Endbereichs 10 um einen flachen Winkel nach außen abgebogen und mit dem äußeren Ende 5 derart im Spiralklötzchen 6 fest angespannt, daß der Endbereich 10 immer mit Vorspannung an der Stellschraube 12 in Anlage ist.
Bei der Montage wird die Stellschraube 12 entsprechend 7 in eine weitgehend nicht aus dem Klötzchenarm 11 herausragende Stellung gebracht und beeinflußt nicht die Spiralfeder 1''''.
Da die Unruhwelle positionsfest ist, ist die Spiralfeder 1'''' stark verzerrt.
Danach wird entsprechend 8 die Stellschraube 12 dazu benutzt die Spiralfeder 1'''' in eine zentrale Lage in Bezug auf die Unruhwelle zu bringen.
Die 9 und 10 zeigen die beiden Extremzentralisierungslagen, in die die Spiralfeder 1'''' gebracht werden kann, womit ein Isochronismusfehler verringerbar ist.
Die Eigenvorspannung der Spiralfeder 1'''' muß so groß sein, daß der Endbereich 10 auch bei einem geringen Auslenken der Spiralfeder 1'''' entsprechend 9 selbst bei einem „Atmen" der Spiralfeder 1'''' nicht von der Stellschraube 12 abheben kann.
Dies würde sonst eine Verlängerung der schwingenden Spiralfederlänge zur Folge haben und sich auf den Gang auswirken.

1: Spiralfeder
1': Spiralfeder
1'': Spiralfeder
1''': Spiralfeder
1'''': Spiralfeder
2: Spiralrolle
3: Drehachse
4: innerer Ansteckpunkt
5: äußeres Ende
6: Spiralklötzchen
7: Radialführung
8: Achse
9: Pfeile
10: Endbereich
11: Klötzchenarm
12: Stellschraube
13: Schraubenkopf
14: äußerer Ansteckpunkt

Claims

Schwingsystem für eine Uhr, mit einer Spiralfeder, deren innerer Ansteckpukt insbesondere mittels einer Spiralrolle mit einer Unruhwelle verbunden ist und deren äußerer Ansteckpunkt mit einem Halteelement, insbesondere mit einem Spiralklötzchen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Halteelement benachbarte Endbereich (10) der Spiralfeder (1', 1'', 1''', 1'''') in einer zur Unruhwelle rechtwinkligen Ebene einstellbar positionierbar ist.
Schwingsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Endbereich (10) radial zur Unruhwelle verstellbar einstellbar ist.
Schwingsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Endbereich (10) um eine zur Unruhwelle parallele Achse (8) schwenkbar einstellbar ist.
Schwingsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Ansteckpunkt (14) der Spiralfeder (1', 1'', 1''') an dem Halteelement, insbesondere an dem Spiralklötzchen (6) befestigt ist, wobei das Halteelement radial zur Un ruhwelle und/oder um die zur Unruhwelle parallele Achse (8) schwenkbar verstellbar einstellbar ist.
Schwingsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Ansteckpunkt (14) der Spiralfeder (1', 1'', 1''') an dem Halteelement, insbesondere an dem Spiralklötzchen (6) radial zur Unruhwelle und/oder um die zur Unruhwelle parallele Achse (8) schwenkbar verstellbar angeordnet und arretierbar ist.
Schwingsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der äußerer Ansteckpunkt (14) der Spiralfeder (1', 1'', 1''') an dem Halteelement, insbesondere an dem Spiralklötzchen (6) befestigt ist, wobei der dem Halteelement benachbarte Endbereich (10) der Spiralfeder (1'''') in einem Abstand zum Halteelement an einem annähernd quer zur Längserstreckung der Spiralfeder (1'''') verstellbaren Stellelement permanent in Anlage ist.
Schwingsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Halteelement benachbarte Endbereich (10) der Spiralfeder (1'''') um einen flachen Winkel radial nach außen abgebogen ist.
Schwingsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende (5) der Spiralfeder (1'''') unter Erzeugung einer Vorspannung in der zur Unruhwelle rechtwinkligen Ebene auf den dem Halteelement benachbarten Endbereich (10) der Spiralfeder (1'''') an dem Halteelement befestigt ist.
Schwingsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Unruhwelle parallele Achse (8) sich durch das Spiralklötzchen (6) erstreckt.
Schwingsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Unruhwelle parallele Achse sich in einem Abstand zum Spiralklötzchen erstreckt.
Schwingsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiralklötzchen auf einem feststehenden Spiralklötzchenträger angeordnet ist.
Schwingsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiralklötzchen auf einem Spiralklötzchenträger angeordnet ist, der um die zur Unruhwelle parallele Achse schwenkbar einstellbar ist.
Schwingsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiralklötzchen um eine weitere zur Unruhwelle parallele Achse drehbar einstellbar auf dem Spiralklötzchenträger angeordnet ist.
Schwingsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende (5) der Spiralfeder (1', 1'', 1''') in der zur Unruhwelle senkrechten Ebene nach außen abgebogen ist.
Schwingsystem nach den Ansprüchen 5 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß das in der zur Unruhwelle senkrechten Ebene nach außen abgebogene äußere Ende der Spiralfeder in einer Radialführung des feststehenden Halteelements verschiebbar sowie in seiner Sollposition am Halteelement arretierbar ist.
Schwingsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende der Spiralfeder sich etwa tangential zur Unruhwelle erstreckt.
Schwingsystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende der Spiralfeder mit einer Breguet-Endkurve versehen ist.
Schwingsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das radial abgebogene oder sich tangential erstreckende äußere Ende (5) der Spiralfeder (1', 1''') an dem Halteelement fest angeordnet und das Halteelement in einer feststehenden Radialführung (7) verschiebbar sowie in einer Sollposition arretierbar ist.
Schwingsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfeder einer Rechteckquerschnitt besitzt.
Schwingsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfeder einer Kreisquerschnitt besitzt.