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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur einfachen, sekundengenauen Justierung der Zeigerstellung einer mechanischen Uhr mit einem Hemmungsmechanismus und einem damit gekoppelten Zeigerwerk.
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Physikalisch bedingt weisen auch hochwertige mechanische Armbanduhren eine Gangabweichung von einigen Sekunden am Tag auf. Aufgabe der Erfindung ist es, geringe Gangabweichungen manuell auf möglichst einfache Weise zu korrigieren.
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Zur sekundengenauen Einstellung einer mechanischen Uhr gibt es die Möglichkeit, den Gangregler der Uhr zu stoppen. Dies wird beispielhaft in
DE10160287 beschrieben.
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Bei um einige Sekunden vorgehender Uhr reicht es aus, den Gangregler, für die Zeit des Vorgehens der Uhr, zu stoppen.
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Komplizierter für den Bediener wird der Vorgang bei um einige Sekunden nachgehender Uhr. Hierbei wird ebenfalls der Unruhstop betätigt. Das geht oft automatisch beim Ziehen der Krone zum Zweck der Verstellung von Minuten bzw. Stundenzeiger. Anschließend muss der Bediener den Minutenzeiger ein Stück in die Zukunft stellen. Dabei muss er darauf achten, dass die Stellung des Minutenzeigers zum Sekundenzeiger passt. Dann wartet er ab, bis die aktuelle Zeit der auf der gestoppten Uhr angezeigten Zeit entspricht um in diesem Moment die Uhr zu starten.
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Eine andere Möglichkeit wird beispielhaft in
DE102006008699 beschrieben. Hierbei wird mit Hilfe eines Planetengetriebes dem Zeigerwerk der Uhr eine zusätzliche Bewegung aufgeprägt. Diese Bewegung kann in beiden Richtungen erfolgen, es werden alle Zeiger synchron verstellt. Die Verstellung erfolgt hier kontinuierlich, der Bediener muss somit die Referenzzeit und die Anzeige seiner Uhr quasi gleichzeitig im Auge behalten.
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In einem älteren Patent
CH273734 , welches auf ähnliche Weise mit einem Planetengetriebe eine zusätzliche Bewegung auf das Zeigerwerk ausübt, wird deshalb die Verstellung des Planetengetriebes schrittweise ausgeführt, wobei jeder Schritt einer bestimmten Zeitspanne (beispielsweise eine Sekunde) entspricht. Wenn die Uhr also im Beispiel um 3 Sekunden falsch geht muss der Bediener das Planetengetriebe lediglich um drei Schritte in der entsprechenden Richtung verstellen. Die Einstellung ist für den Bediener sehr einfach, nachteilig ist der mechanische Aufwand insbesondere für Armbanduhren, weil er viel Platz beansprucht.
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Die vorliegende Erfindung geht einen anderen Weg bei nachgehender Uhr.
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Für eine vorgehende Uhr kann in üblicher Weise der Unruhstop benutzt werden, also der Gangregler für die entsprechende Zeit still gesetzt werden.
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Bei nachgehender Uhr wird erfindungsgemäß durch kurzzeitige Änderung der Getriebeübersetzung zwischen Zeigerwerk und Hemmung die Ablaufgeschwindigkeit der Uhr erhöht. Vorzugsweise wird die Übersetzung so gewählt, dass sich die Ablaufgeschwindigkeit des Uhrwerkes verdoppelt. Damit muss der Bediener, analog zum Unruhstop bei vorgehender Uhr, für die Zeit, um die die Uhr nachgeht, die Getriebeübersetzung ändern. Daß geschieht für den Bediener lediglich durch Knopfdruck. Bei beispielsweise um 5 Sekunden nachgehender Uhr muss er also, zur Korrektur, für 5 Sekunden den entsprechenden Knopf drücken.
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Ausführung
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Die Geschwindigkeitsänderung erfolgt mittels eines schaltbaren Getriebes, welches vorzugsweise zwischen Sekundenwelle und Ankerradwelle angeordnet ist.
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Die Besonderheit des Getriebes ist, dass der Kraftfluss vom Federhaus zur Hemmung während des Schaltvorganges nicht unterbrochen wird.
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In einer weiteren Ausführung wird der Nachteil, des durch das Getriebe erhöhten Trägheitsmomentes, kompensiert.
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In den Abbildungen ist das restliche Uhrwerk nicht gezeigt. Für das erfindungsgemäße Schaltgetriebe ist keine zusätzliche Welle im Uhrwerk nötig. Es müssen lediglich vorzugsweise die Sekundenwelle und die Ankerradwelle modifiziert werden.
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Die folgende Beschreibung bezieht sich auf die Ausführungsform, bei der das Schaltgetriebe auf der Sekundenwelle sitzt und in die Ankerradwelle eingreift. Ich Unterschied zum üblichen Werk hat die Ankerradwelle zwei Triebe unterschiedlicher Größe. Das Ankerrad ist in den Abbildungen nicht gezeichnet.
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Beschreibung der Funktion (im Folgenden sitzt das Getriebe beispielhaft auf der Sekundenwelle)
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Folgende Teile werden verwendet:
- • 1 Trieb (Getriebeeingang)
- • 2 Sekundenrad (normal)
- • 3 Sekundenwelle
- • 4 Kupplung
- • 5 Freilauf
- • 6 Sekundenrad (doppelte Geschwindigkeit)
- • 7 Schalthebel
- • 8 Ankerradwelle (Getriebeausgang)
- • 10 Mitnehmerstifte
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Der Trieb 1 ( und ) überträgt das Drehmoment vom Kleinbodenrad des Uhrwerkes auf die Sekundenwelle 3, mit welcher er fest verbunden ist. Die Sekundenräder 2 und 6 laufen ohne Formschluss auf der Sekundenwelle. Die Kopplung der Sekundenräder mit der Sekundenwelle wird mittels der Kupplung 4 bewerkstelligt. Die Kupplung wird mit dem Hebel 7 in Richtung des jeweils benutzten Sekundenrades gedrückt. Die Kupplung ist formschlüssig mit der Sekundenwelle verbunden. Der Kraftfluss zum jeweiligen Sekundenrad wird im Beispiel mittels leicht schräg gestellten Stiften 10 (siehe ), die in ebenfalls schräge Löcher der Sekundenräder greifen, hergestellt. Durch die Schrägstellung behält die Kupplung im eingekuppelten Zustand ihre Lage, auch wenn der Schalthebel die Nut der Kupplung nicht berührt.
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Die beiden Sekundenräder stehen mit den Trieben der Ankerradwelle ständig im Eingriff.
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Die Abbidlungen 3 und 4 zeigen die Stellung der Kupplung für normalen Betrieb und für die doppelte Geschwindigkeit.
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Die zeigt den Schaltvorgang bei dem die Mitnehmerstifte 10 gleichzeitig im Eingriff mit den Sekundenrädern 2 und 6 stehen. Dies verhindert die Unterbrechung des Kraftflusses zur Hemmung. Um ein Verspannen des Getriebes während des Schaltvorganges zu verhindern greifen die Mitnehmerstifte 10 nicht direkt in das Sekundenrad 6 sondern über den Freilauf 5 (siehe ).
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Der Freilauf ist somit nur während des Schaltvorganges aktiv.
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Weitere Ausführung des Getriebes, welche die Nachteile des durch das Getriebe erhöhten Trägheitsmomentes im Räderwerk kompensiert
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Trägheitsmomente im Räderwerk zwischen Antrieb der Uhr und der Hemmung wirken sich negativ aus. Die Hemmung einer mechanischen Uhr bringt das gesamte Getriebe mit Zeigerwerk regelmäßig zum Stillstand. Die Kräfte die dabei auf die Hemmung wirken werden u.a. durch die Trägheitsmomente der Räder im Getriebe bestimmt. Je schneller sich das jeweilige Rad bewegt und je höher das Trägheitsmoment des Rades ist, desto größer ist die Kraft, die beim Stoppen des Werkes auf die Hemmung ausgeübt wird. Die Hemmung muss entsprechend stabil gebaut werden.
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Bei sogenannten rückführenden Hemmungen muss zum Lösen der Hemmung Kraft aufgebracht werden, da das gesamte Räderwerk ein kleines Stück zurückgedreht werden muss. Diese Kraft kommt vom Gangregler also beispielsweise aus dem Trägheitsmoment der Unruh. Das beeinflusst den Gang der Uhr negativ, deshalb werden die Trägheitsmomente und damit die Kraft die zum Zurückdrehen notwendig ist, so klein wie möglich gehalten. Das gilt insbesondere für die sich schnell bewegenden Räder in der Nähe der Hemmung.
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Auch in der nach dem Lösen der Hemmung folgenden Phase, in der der Gangregler mit der Energie aus dem Antrieb der Uhr beschleunigt wird, trägt ein geringes Trägheitsmoment des Räderwerkes zu einer frühzeitig einsetzenden und kräftigen Beschleunigung des Gangreglers bei. Uhren mit geringen Trägheitsmomenten im Räderwerk kommen deshalb mit geringerer Antriebskraft aus.
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Es gibt jedoch die Möglichkeit, die Trägheitsmomente des Räderwerkes mittels eines federnden Elementes zu kompensieren. Beim Einsetzen der Hemmung wird die Energie aus den Trägheitsmomenten des Räderwerkes in einer Feder gespeichert. Zum Beschleunigen des Gangreglers nach dem Lösen der Hemmung steht die Energie aus der gespannten Feder sofort zur Verfügung, da nicht erst das gesamte Räderwerk in Bewegung gesetzt werden muss. Dieses Verfahren ist seit langem bekannt und wird in einer weiteren Ausführung des Getriebes eingesetzt. Des weiteren wird das im Normalbetrieb mit der Ankerwelle leer mitlaufende Sekundenrad 6 komplett ausgekoppelt.
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Im folgenden Beispiel wird die Kompensation durch den Federspeicher 9 nur für die normale Geschwindigkeit des Uhrwerkes eingesetzt. Selbstverständlich wäre die Anwendung des Federspeichers aber auch für das Rad 6 des folgenden Beispiels möglich.
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Beschreibung der Funktion
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Folgende Teile werden verwendet:
- • 1 Trieb (Getriebeeingang)
- • 2 Sekundenrad (normal)
- • 3 Sekundenwelle
- • 4 Kupplung
- • 5 Freilauf
- • 6 Sekundenrad (doppelte Geschwindigkeit)
- • 7a Schalthebel
- • 8 Ankerradwelle (Getriebeausgang)
- • 9 Federspeicher
- • 9a Blattfedern
- • 9b Begrenzungsstifte
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Der Federspeicher ist im Beispiel (siehe ) auf dem Sekundenrad 2 angeordnet. Er besteht aus dem Grundkörper 9 welcher zwei Blattfedern 9a und zwei Begrenzungsstifte 9b trägt. Diese greifen über entsprechende Stifte in das Sekundenrad ein. Damit wird der Kraftfluss vom Antrieb der Uhr zur Hemmung über die Blattfedern 9a geleitet. Diese fangen einerseits beim Einsetzen der Hemmung die Trägheitsmomente des vorgelagerten Räderwerkes, einschließlich des erfindungsgemäßen Schaltgetriebes auf und speichern die Energie. Nach dem Lösen der Hemmung können die Federn Energie an den Gangregler abgeben, noch bevor sich das restliche Räderwerk in Bewegung gesetzt hat.
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Im Unterschied zur ersten Ausführung läuft in dieser Ausführung ( )das Sekundenrad 6 für den schnelleren Lauf der Uhr nicht ständig mit der Ankerradwelle mit. Es wird über den modifizierten Schalthebel 7a aus dem Getriebe ausgekoppelt. Damit wird auch das Trägheitsmoment dieses Rades im normalen Betriebe der Uhr ausgeschaltet.
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Die und zeigen den Schaltvorgang.
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Der modifizierte Schalthebel 7a koppelt zuerst das Sekundenrad 6 für den schnellen Lauf in der Trieb der Ankerradwelle ein. Die Kraftübertragung vom Antrieb der Uhr zur Hemmung erfolgt weiterhin über den Federspeicher 9 auf das Sekundenrad 2 ( )
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Im nächsten Schritt ( ) sind beide Sekundenräder über die Kupplungsscheibe 4 formschlüssig mit der Sekundenwelle verbunden. Der im Rad 6 integrierte Freilauf 5 ( ) vermeidet eine Verspannung während dieser Phase des Schaltvorganges.
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Der mit dem Schalthebel 7a ausgeführte Schaltvorgang in den schnellen Lauf des Werkes ist beendet, wenn die Kupplung 4 am Sekundenrad 6 anliegt ( ). Der Federspeicher 9 hat keine formschlüssige Verbindung zur Sekundenwelle 3, da die Kupplung 4 vollständig ausgekuppelt ist. Die Kraftübertragung geht jetzt von der Sekundenwelle 3 über die Kupplung 4 auf das Sekundenrad 6 für den schnellen Gang des Uhrwerkes.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10160287 [0003]
- DE 102006008699 [0006]
- CH 273734 [0007]
