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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Regelglied für mechanische
Uhren, enthaltend im wesentlichen eine Spiralfeder-Unruh, wobei
letztere die eigentliche Unruh aufweist, der koaxial eine erste
und eine zweite Spirale zugeordnet sind.
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Es
sind bereits Uhren bekannt, die der oben genannten Beschreibung
entsprechen. Beispielsweise zeigt eine im Jahr 2006 auf www.horlogerie-suisse.com erschienene
Reklame eine Uhr Cabinet Nr. 5, die von Audemars-Piguet mit dem
Kaliber 2899 vertrieben wird. Nach dem Wortlaut dieses Verfassers und
einer diesem Text beigelegten isometrischen Figur unterscheidet
sich das in Frage stehende Kaliber durch eine unveröffentlichte
Bauweise im Bereich des Regelglieds. Es besitzt nämlich
zwei übereinander angeordnete Spiralen, wobei diese Spiralen
ihrerseits koaxial an der Unruh angeordnet sind. Zudem sind diese
Spiralen in einer um 180° zueinander versetzen Stellung
angeordnet. Die isometrische Ansicht zeigt nämlich deutlich,
dass die Endwindungen der Spiralen jeweils in diametral entgegengesetzten Spiralklötzchen
enden. Die isometrische Ansicht zeigt jedoch zwei Spiralen auf,
die in der gleichen Richtung aufgewickelt sind. Dadurch gewährleistet der
Verfasser des in Frage stehenden Werbetextes, mit dieser Einrichtung
mit entgegengesetzter flacher Doppelspirale einen Austausch der
Endkurve zu ermöglichen, die nach wie vor sehr heikel zu
konstruieren ist. Unter Endkurve ist wohl die letzte Windung zu verstehen,
die aus der Breguet-Spiralfeder hervorgehet, welche G.-A.
Berner in seinem illustrierten Uhren-Lexikon (Neuauflage 1988, Seiten
828 und 829) beschreibt. Schließlich gibt der
Verfasser des Werbetextes an, dass diese Anordnung automatisch eventuelle
Unwuchten der Spiralen ausgleicht.
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Die
Anmelderin der vorliegenden Erfindung erkennt, dass Unwuchten der
Spiralen minimiert werden können, indem sie um 180° versetzt
werden, schlägt jedoch vor, einen noch besseren Ausgleich vorzunehmen,
indem auf die Spiralfeder-Unruh die Lehre der vorliegenden Erfindung
angewendet wird.
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Die
vorliegende Erfindung entspricht somit dem ersten Absatz dieser
Beschreibung und zudem liegt ihr zugrunde, dass die erste Spirale
eine Wickelrichtung aufweist, die der Wickelrichtung der zweiten Spirale
entgegengesetzt ist.
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Nachfolgend
wird die Erfindung nun näher anhand von mehreren Ausführungsformen
erläutert, von denen zwei in der Zeichnung dargestellt
sind, wobei diese Ausführungsformen sich nur beispielhaft und
nicht einschränkend verstehen, worin zeigt:
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1 eine
Draufsicht eines Tourbillons, in welchem die Spiralfeder-Unruh erfindungsgemäß angeordnet
ist,
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2 einen
Schnitt entlang der Linie II-II aus 1,
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3 eine
isometrische Ansicht des Tourbillons aus 1 und 2,
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4 einen
Schnitt eines Mechanismus, in welchem die Spiralfeder-Unruh erfindungsgemäß angeordnet
und in einer Uhr gelagert ist und dabei keine Komplikation aufweist,
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5 eine
Aufsicht einer Spirale in Expandierung, und
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6 eine
Aufsicht der gleichen Spirale wie sie in 5 gezeigt
ist, jedoch in Kontraktion.
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In 1 bis 4 ist
ein Regelglied für Uhren dargestellt, enthaltend im wesentlichen
eine Spiralfeder-Unruh 1, 22 mit der eigentlichen
Unruh 40, 52, der koaxial eine erste 42, 54 und
eine zweite 41, 53 Spirale zugeordnet sind. Dieses
Regelglied ist insofern bemerkenswert, als die erste Spirale 42, 54 eine
Wickelrichtung aufweist, die der Wickelrichtung der zweiten Spirale 41, 53 entgegengesetzt
ist. Diese Besonderheit ist in der isometrischen Ansicht aus 3 gut
erkennbar und wird nachfolgend näher erläutert.
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Wie
dies schematisch in 5 und 6 gezeigt
ist, ist die Spirale, die der das Regelglied der Uhr bildenden Spiralfeder-Unruh
zugeordnet ist, mit ihrem inneren Ende an einer Spiralfederrolle 70 befestigt,
die in festem Reibsitz an der Achse der Unruh angeordnet ist und
mit ihrem äußeren Ende an einem festen Spiralklötzchen 71 befestigt
ist. Diese Spirale ist mit dem Nachteil behaftet, dass sie sich
bei Expandierung (5) und bei Kontraktion (6)
exzentrisch verhält. Dieser Mangel führt zu einem
Ungleichgewicht und zu einem Druck auf die Zapfen der Unruh, was
sich in Gangabweichungen äußert, welche den guten
Isochronismus des Schwingsystems beeinträchtigen. Es sei
hier daran erinnert, dass die Schwingungen einer Unruh isochron
genannt werden, wenn deren Dauer von der Amplitude unabhängig
ist. Um dem Nachteil des exzentrischen Verhaltens der Spirale vorzubeugen
und sich damit dem gewünschten Isochronismus anzunähern,
sind zumindest zwei Lösungen möglich.
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Die
erste Lösung wurde bereits von Abraham-Louis Breguet im
Jahre 1795 vorgeschlagen, der die Idee hatte, die äußere
Windung der Spirale anzuheben und ihr eine besondere Form zu geben, wodurch
die Spirale sich konzentrisch verhalten kann. Diese Vorgehensweise
wird bis heute gewöhnlich vorgesehen und findet auch bei
der vorliegenden Erfindung Anwendung.
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Die
zweite Lösung besteht darin, zwei mit der gleichen Unruh
verbundene Spiralfedern zu verwenden. Diese Lösung zielt
darauf ab, nicht ein konzentrisches Verhalten der Spiralen anzustreben,
sondern die mit jeder dieser Spiralen zusammenhängenden Exzentrizitäten
auszugleichen. Das Ergebnis wird bei der vorliegenden Erfindung
dadurch erhalten, dass der Unruh eine erste 42, 54 und
eine zweite 41, 53 Spirale zugeordnet werden,
wobei die erste Spirale eine Wickelrichtung aufweist, die der Wickelrichtung der
zweiten Spirale entgegengesetzt ist. Der Ausgleich der Exzentrizitäten
erklärt sich bei Betrachtung von 5 und 6. 5 stellt
eine Spirale 73 in Expandierung dar. Deren Schwerpunkt
bzw. Unwucht liegt links von einer senkrechten Linie 72. 6 stellt
die gleiche Spirale 73 in Kontraktion dar, wobei deren
Schwerpunkt bzw. Unwucht rechts von der gleichen senkrechten Linie 72 liegt.
Wenn nun einer gleichen Unruh zwei Spiralen zugeordnet werden und
die erste in einer Richtung aufgewickelt ist, die der zweiten entgegengesetzt
ist, wird verständlich, dass dann, wenn die erste in Expandierung
ist, die zweite sich zusammenzieht und sie somit diametral entgegengesetzte
Unwuchten aufweisen, die sich ausgleichen, um zum Gleichgewicht
des Schwingsystems und zum erstrebten Isochronismus zu gelangen.
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Nach
einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigen 1 bis 4,
dass die erste 42, 54 und die zweite Spirale 51, 53 beiderseits
der Unruh 40, 52 angeordnet sind.
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Nach
einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, die nicht
in der Zeichnung dargestellt ist, sind die erste 42, 54 und
die zweite 41, 54 Spirale auf einer gleichen Seite
der Unruh 40, 52 angeordnet, ob oberhalb oder
unterhalb dieser Unruh.
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2 und 4 zeigen
weiter, dass die erste 42, 54 und die zweite 41, 53 Spirale
mit Mitteln 61, 60; 63, 62 ausgestattet
sind, mit denen deren Spannung verändert werden kann, wodurch
der Gang der Uhr eingestellt werden kann. Diese Mittel werden nachfolgend
bei näherer Untersuchung der Anwendung der Erfindung auf
zwei unterschiedliche Arten von Uhren näher betrachtet.
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Die
gleichen 2 und 4 zeigen schließlich,
dass die erste 42, 54 und die zweite 41, 53 Spirale
eine angehobene erste 45, 56 und zweite 43, 55 Außenwindung
aufweisen. Hier sei angemerkt, dass die angehobene Außenwindung,
mit welcher die im Oberbegriff dieser Beschreibung erwähnte
Breguet-Spirale ausgestattet ist, nicht unbedingt vorhanden sein
muss, sondern wünschenswert ist, wenn der Isochronismus
dieses gesamten Systems weiter verbessert werden soll.
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1 bis 3 zeigen
eine Anwendung der erfindungsgemäßen Spiralfeder-Unruh
bei einer komplizierten Uhr mit einem Tourbillon. Das Tourbillon
enthält einen Käfig 3 mit einer Achse 13,
die einerseits in einer Brücke 18 und andererseits
in einer Schale 50 schwenkt, wobei die Brücke
und die Schale an der Platine (nicht dargestellt) der Uhr befestigt sind.
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Der
Käfig 3 wird durch Eingriff eines Antriebsräderwerks 14 mit
einem an der Achse 13 des Käfigs 3 befestigten
Ritzel drehend angetrieben. Das Antriebsräderwerk 14 ist
das letzte bewegliche Bauteil eines Abschlussstrangs, der seinerseits über
ein Federhaus beaufschlagt. Es sei angemerkt, dass die in 1 und 2 gezeigte
Brücke 18 nicht in der isometrischen Ansicht aus 3 dargestellt
ist, um die genannte 3 zu vereinfachen.
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In
dem Käfig 3 sind eine Hemmung 2 und eine
Spiralfeder-Unruh 1 eingeschlossen. Die Hemmung 2 enthält
ein Hemmungsrad 4, das mit Zähnen 5 und
mit einem Anker versehen ist, der an seinem ersten Ende mit Paletten 7 ausgestattet
ist, die mit den Zähnen 5 des Hemmungsrads 4 zusammenwirken.
Der Anker 6 ist an seinem zweiten Ende mit einer Gabel 8 ausgestattet,
die mit einem Hebelstein 9 einer Scheibe 10 zusammenwirkt,
wobei letztere an einer Achse 11 befestigt ist, welche
die Spiralfeder-Unruh 1 trägt. Das zweite Ende
der Gabel 8 ist auch mit einem Sicherheitsstift 75 ausgestattet,
der mit einer weiteren Scheibe 76 zusammenwirkt, die sich
unter der den Hebelstein 9 tragenden Scheibe 10 befindet,
wobei dieser Mechanismus die unbeabsichtigte Rückführung
des Ankers vermeidet, die sich bei einem Stoß auf die Uhr
ergeben könnte.
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Schließlich
wird das Hemmungsrad 4 von einer Achse 15 getragen,
wobei letztere mit einem Ritzel 16 ausgestattet ist, das
mit einem festen Rad 17 kämmt, das mit der an
der Platine befestigten Schale 50 verbunden ist.
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Bei
der beispielhaft vorgesehenen Ausführung ist die Spiralfeder-Unruh 1 aus
der eigentlichen Unruh 40 und aus zwei Spiralfedern 41 und 42 zusammengesetzt,
die beiderseits der Unruh angeordnet sind. Das innen liegende Ende
einer jeden Spirale wird über eine Rolle gehalten, die
an der Achse 11 befestigt ist, wobei nur die Rolle 77 der
Spiralfeder 42 in 3 ersichtlich
ist. Die außen liegende Windung 43 der Spirale 41 ist
angehoben, wobei deren Ende an einem Spiralklötzchen 44 befestigt
ist. Ebenso ist die außen liegende Windung 45 der
Spirale 42 angehoben, wobei ihr Ende an einem Spiralklötzchen 46 befestigt
ist. Es sei angemerkt, dass nicht unbedingt zwei angehobene Windungen
vorhanden sein müssen, wie bereits weiter oben erwähnt
wurde.
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Gemäß der
Erfindung und wie deutlich aus der isometrischen Ansicht aus 3 hervorgeht, weist
die erste Spirale 42 eine Wickelrichtung auf, die der Wickelrichtung
der zweiten Spirale 41 entgegengesetzt ist. In dieser 3 geht
nämlich bei Drehung der Achse 11 der Unruh 40 in
Uhrzeigerrichtung die Spirale 42 zu einer Kontraktion über,
während die Spirale 41 zu einer Expandierung übergeht,
mit dem ausgleichenden Ergebnis, das weiter oben erläutert wurde.
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Um
den Gang der Uhr zu verändern, d. h. deren Vor- bzw. Nachlauf
zu korrigieren, schlägt die vorliegende Erfindung vor,
die Spannung einer jeden der Spiralen zu verändern. Dazu
werden mit 60 und 61 bezeichnete Mittel verwendet,
die in 2 ersichtlich sind. Bei dieser Ausführung
ist das Spiralklötzchen 46, an dem die außen
liegende Windung 45 der Spirale befestigt ist, fest mit
einem Ring 61 verbunden, der die Achse 11 der
Unruh 40 umgibt. Indem dieser Ring manuell in einen diesem
vorbehaltenen Raum verschoben wird, wird das Spiralklötzchen 46 in
der einen oder anderen Richtung drehend verlagert, wodurch die Spirale 42 mehr
oder weniger gespannt wird. Ebenso ist das Spiralklötzchen 44,
an dem die außen liegende Windung 43 der Spirale 41 befestigt ist,
fest mit einem Ring 60 verbunden, der manuell in eine geeignete
Aufnahme verschoben werden kann, wodurch es möglich ist,
die Spirale 41 mehr oder weniger zu spannen. 1 und 2 zeigen
noch, dass zum leichteren Zugang zum Spiralklötzchen 44, der
von der Unruh 40 verdeckt wird, der Ring 60 über eine
Zunge 80 fortgesetzt wird, die als Steuerhebel wirkt.
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Zur
Vervollständigung sei hier daran erinnert, dass das Tourbillon
eine von A.-L. Breguet im Jahre 1801 ersonnene Vorrichtung ist,
um die Gangabweichungen in senkrechter Stellung der Uhr zu beseitigen.
Es ist bekannt, dass sich der Gang einer Uhr je nach senkrechter
Stellung unterscheidet, in welcher sie betrachtet wird. Die wesentliche
Ursache liegt in dem Ungleichgewicht der Unruh und der Spirale,
welches Ungleichgewicht auf die Schwerkraft zurückzuführen
ist. Um diese Unterschiede zu beseitigen, wäre es erforderlich,
dass der Schwerpunkt des Spiralfeder-Unruh-Systems im Rotationsmittelpunkt
liegt und bei Schwingungen dort verbleibt. Das Tourbillon zielt
nicht darauf ab, die Unterschiede auszuräumen, sondern
sie auszugleichen. Dies erfolgt dadurch, dass die Achse der Spiralfeder-Unruh
um sich selbst gedreht wird, wobei diese Drehung im allgemeinen eine
Umdrehung pro Minute ausmacht. Damit wird ein Ausgleich der senkrechten
Stellungen erreicht, was sich letztendlich in einem mittleren Gang äußert.
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4 zeigt
eine Anwendung der erfindungsgemäßen Spiralfeder-Unruh
bei einer einfachen Uhr ohne Tourbillon. 4 zeigt
im Schnitt einen Mechanismus, bei dem insbesondere eine Platine 20,
eine Hemmung 21 und eine Spiralfeder-Unruh 22 Anwendung
finden. Die Hemmung 21 enthält ein Hemmungsrad 23,
das an einer Achse 24 befestigt ist, wobei letztere ein
Ritzel 25 trägt, das mit einem Antriebsräderwerk 26 kämmt, wobei
dieses Antriebsräderwerk das letzte bewegliche Bauteil
eines Abschlussstrangs ist, der seinerseits über ein Federhaus
beaufschlagt wird. Das Hemmungsrad 23 ist mit Zähnen 27 versehen,
die mit Paletten 28 zusammenwirken, die von einem Anker 29 getragen
werden.
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Bei
dieser Anwendung liegt eine Spiralfeder-Unruh 22 vor, die
aus der eigentlichen Unruh 52 und aus zwei Spiralen 53 und 54 mit
angehobenen Endwindungen 55 bzw. 56 besteht. Die
Spiralen 53 und 54 liegen beiderseits der Unruh 52,
könnten jedoch auf ein und derselben Seite liegen. Erfindungsgemäß weist
die erste Spirale 54 eine Wickelrichtung auf, die der Wickelrichtung
der zweiten Spirale 53 entgegengesetzt ist.
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Um
den Gang der Uhr zu verändern, d. h. deren Vor- bzw. Nachlauf
zu korrigieren, schlägt die vorliegende Erfindung vor,
wie bei dem Fall des Mechanismus mit Tourbillon die Spannung einer
jeden der Spiralen zu verändern. Dazu werden mit 62 und 63 bezeichnete
Mittel verwendet, die in 4 ersichtlich sind. Bei dieser
Konstruktion ist das Ende der angehobenen Endwindung 56 der
Spirale 54 an einem Spiralklötzchen 64 befestigt.
Ebenso ist das Ende der angehobenen Endwindung 55 der Spirale 53 an
einem Spiralklötzchen 65 befestigt. Die Spiralklötzchen 64 und 65 sind
manuell verstellbar, mit Ringen verbunden, die mit 63 bzw. 62 bezeichnet
sind, und in geeigneten Aufnahmen positioniert.
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Damit
ist es gelungen, bei dieser einfachen Uhr die Beeinträchtigungen
auszugleichen, die in natürlicher Weise von den Spiralen
hervorgerufen werden, die sich exzentrisch verhalten. Dagegen besteht weiter
das auf die Schwerkraft zurückzuführende Ungleichgewicht,
wobei dieses Ungleichgewicht nur durch weitere Mittel und insbesondre
durch ein Tourbillon ausgeglichen werden kann, wie weiter oben erkennbar
ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - www.horlogerie-suisse.com [0002]
- - G.-A. Berner in seinem illustrierten Uhren-Lexikon (Neuauflage
1988, Seiten 828 und 829) [0002]