EP1319997A1

EP1319997A1 - Constant force device

Info

Publication number: EP1319997A1
Application number: EP01129893A
Authority: EP
Inventors: Jean-François Mojon
Original assignee: Richemont International SA
Current assignee: Richemont International SA
Priority date: 2001-12-15
Filing date: 2001-12-15
Publication date: 2003-06-18
Anticipated expiration: 2021-12-15
Also published as: US6863434B2; HK1052979B; EP1319997B1; DE50115494D1; HK1052979A1; JP2003194963A; JP4105941B2; US20030112709A1; ATE469378T1; CN1427316A; CN100356279C

Abstract

Constant force device for precise working regulation of mechanical clocks by means of a balanced force transfer from the anchor wheel to the clock regulation organ. Said constant force device is integrated in the tourbillon mechanism. The constant force device works by balancing the decreasing force available from the drive spring (10). As a result a constant torque is applied to the clock regulation organ.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Konstantkraftvorrichtung zur präzisen Gangregelung von mechanischen Uhrwerken mittels einer gleichmäßigen Kraftübertragung vom Ankerrad auf das Regulierorgan der Uhr, wobei diese Vorrichtung in einen Tourbillonmechanismus integrierbar ist.The present invention relates to a constant force device for precise gear control of mechanical movements by means of a even power transmission from the escape wheel to the regulating element of the watch, this device being integrable into a tourbillon mechanism.

Allgemein sind Konstantkraftvorrichtungen seit einer geraumen Zeit bekannt und werden zumeist durch eine zu jedem Zeitpunkt eine gewisse Vorspannung besitzende Zusatzfeder realisiert, welche den durch die abklingende Spannung der Zugfeder veränderlichen Antrieb des Räderwerkes einer Uhr ersetzt und periodisch um eine bestimmte, konstante Quantität nachgespannt wird. Während deren Spannungsabbaus zur Aufrechterhaltung der Schwingung des Regulierorgans der Uhr kann die übertragene Kraft als weitaus konstanter angesehen werden als bei alleinigem Antrieb des Regulierorgans nur über die Zugfeder.In general, constant force devices have been known for some time and mostly become a certain preload at any time owning additional spring, which realizes the by the decaying tension the tension spring variable drive of the clockwork replaced and is periodically tightened by a certain, constant quantity. While their voltage reduction to maintain the vibration of the The watch's regulating element can transmit the force transmitted as being far more constant can be viewed as the sole drive of the regulator only via the Mainspring.

Der von den Herren Y. Droz und J. Flores verfaßte Artikel "Les remontoirs d'égalité et les forces constantes dans la montre" behandelt eine Uhr mit einer Konstantkraftvorrichtung der oben erläuterten Art. Das Ankerrad wird in diesem Fall von einem ersten Anker gesteuert und periodisch freigegeben, was bei Ankerhemmungen generell üblich ist. Gleichzeitig steht das Ankerrad über einen Trieb mit einem sogenannten konstanten Rad im Eingriff und steuert zudem über einen Reuleauxnocken einen zweiten Anker, welcher seinerseits in Eingriff mit einem Stopprad steht. Dieses Stopprad ist konzentrisch zu dem benannten konstanten Rad, welches ein annähernd konstantes Drehmoment an das Regulierorgan weitergibt, angeordnet, wobei zwischen diesen Rädern eine vorgespannte Spiralfeder plaziert ist, welche durch gegenseitige Verdrehung dieser Räder der besagten periodischen Nachspannung unterliegt. Diese kann sich zur Aufrechterhaltung der Schwingung des Regulierorgans auf durch den ersten Anker über das Ankerrad und den Trieb gesteuerte Weise abbauen sowie zu einem durch den zweiten Anker bestimmten Zeitpunkt wieder aufbauen. Die konzentrische Anordnung des Stopprades relativ zu dem das annähernd konstante Drehmoment weiterleitenden Rad führt jedoch zu Schwierigkeiten sowohl konstruktiver als auch funktioneller Natur.The article written by Messrs. Y. Droz and J. Flores "Les remontoirs d'égalité et les forces constantes dans la montre "deals with one watch with one Constant force device of the type explained above. The escape wheel is in this Case controlled by a first anchor and periodically released, which at Anchor escapement is common. At the same time, the escape wheel is above one Driven by a so-called constant wheel and also oversteers a Reuleaux cam a second anchor, which in turn engages with a stop wheel. This stop wheel is concentric with that named constant wheel, which gives an approximately constant torque to the Regulators passes, arranged, one between these wheels preloaded coil spring is placed, which by mutual rotation these wheels are subject to said periodic re-tensioning. This can to maintain the vibration of the regulator on by the Dismantle the first anchor via the escape wheel and the drive in a controlled manner as well rebuild at a time determined by the second anchor. The concentric arrangement of the stop wheel relative to that approximately constant torque transmitting wheel, however, leads to difficulties both constructive and functional in nature.

Das Patent CH 120028 legt ebenfalls eine derartige Konstantkraftvorrichtung dar, wobei sich die vorgespannte Zusatzfeder zwischen dem Stopprad und dem konzentrisch zu diesem angeordneten Ankerrad findet. In diesem Fall gibt das Ankerrad ein annähernd konstantes Drehmoment an das Regulierorgan weiter. Die Übertragung eines annähernd konstanten Drehmoments basiert trotz unterschiedlicher Konzeption der Vorrichtung und einer verschiedenen Anordnung der zugehörigen Anker im wesentlichen auf demselben Prinzip wie die obige Ausführung. Während konventionelle Konstantkraftvorrichtungen dieser Art durchaus Verbesserungen liefern, wie eine nicht mehr durch die Trägheit des Räderwerkes beeinflußte Hemmung, die Möglichkeit, das Räderwerk bei entsprechender Konstruktion in vollem Sekundentakt schlagen zu lassen, sowie insbesondere die Übertragung eines relativ konstanten Drehmoments zu erzielen, sind hierbei dennoch verschiedene Nachteile präsent. Zunächst besitzen diese herkömmlichen Konstantkraftvorrichtungen den Nachteil, daß das übertragene Drehmoment nur annähernd, aber nicht völlig konstant ist, insofern auch die Spannung der Zusatzfeder nachläßt, ohne daß in diesen Vorrichtungen auf diesen Effekt korrigiert werden würde. Der herkömmliche Einsatz der periodisch nachgespannten Zusatzfeder bringt daher eine zwar verbesserte, aber nicht optimale Gangregelung des Räderwerkes. Des weiteren bedingt die konzentrische Anordnung des Stopprades zu dem das konstante Drehmoment übertragenden Rad diverse Schwierigkeiten. Eine nicht konzentrische Anordnung würde die freie Wahl sowohl der relativen Lage dieser Räder als auch, im Falle der Integration der Konstantkraftvorrichtung in einen Tourbillonmechanismus, der Position des Stopprads um ein sogenanntes fixes Sekundenrad erlauben, wodurch zudem das Stopprad mit einem zweiten Rad anderen Durchmessers im Eingriff stehen könnte. Zudem vereinfacht dies die Bauweise der Vorrichtung in dem Sinne, als die betreffenden Räder nicht auf einer Achse plaziert werden müssen. Schließlich ist der isolierte Einsatz einer Konstantkraftvorrichtung insofern nachteilig, als eine Kombination mit anderen auf die Präzision der Gangregelung zielenden Vorrichtungen wie etwa einem Tourbillonmechanismus eine erhebliche Verbesserung in der Wirkung erlaubt.The CH 120028 patent also specifies such a constant force device represents, with the biased additional spring between the stop wheel and finds the escape wheel arranged concentrically to this. In this case gives the escape wheel an almost constant torque to the regulator further. The transmission of an almost constant torque is based despite different design of the device and a different arrangement the associated anchor essentially on the same principle as the above Execution. While conventional constant force devices of this type definitely deliver improvements, such as one no longer due to the sluggishness of the Wheel movement influenced inhibition, the possibility of the wheel train appropriate construction to beat in full seconds, and in particular to achieve the transmission of a relatively constant torque, there are various disadvantages. First, they own conventional constant force devices have the disadvantage that the transmitted Torque is only approximate, but not completely constant, so that too Tension of the additional spring subsides without this devices on these Effect would be corrected. The traditional use of the periodically retensioned additional spring therefore brings an improved, but not optimal gear control of the gear train. Furthermore, the concentric Arrangement of the stop wheel to that transmitting the constant torque Bike various difficulties. A non-concentric arrangement would be the free one Choice of both the relative location of these wheels and, in the case of integration of the Constant force device in a tourbillon mechanism, the position of the Allow stop wheels around a so-called fixed seconds wheel, which also means that Stop wheel engaged with a second wheel of a different diameter could. In addition, this simplifies the construction of the device in the sense that the wheels in question do not have to be placed on an axle. Finally the isolated use of a constant force device is disadvantageous in that one Combination with others aimed at the precision of the gear control Devices such as a tourbillon mechanism are significant Improvement in effect allowed.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Überwindung der vorgenannten Schwierigkeiten sowie im besonderen die Übertragung eines tatsächlich konstanten Drehmoments an das Regulierorgan der Uhr sowie die Berücksichtigung der sich aus einer nicht konzentrischen Plazierung des Stopprads relativ zu dem das konstante Drehmoment übertragenden Rad und einer Integration in einen Tourbillonmechanismus ergebenden Vorteile.The aim of the present invention is to overcome the aforementioned Difficulties as well as in particular the transfer of one actually constant torque to the regulator of the watch as well as the Consideration of the non-concentric placement of the Stop wheels relative to the constant torque wheel and advantages in integration in a tourbillon mechanism.

Die Erfindung hat eine Konstantkraftvorrichtung als Gegenstand, welche sich durch die im Anspruch 1 aufgezählten Kennzeichen auszeichnet.The subject of the invention is a constant force device, which is characterized by the features listed in claim 1.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den in den abhängigen Ansprüchen formulierten Kennzeichen sowie der im Folgenden die Erfindung mit Hilfe der Abbildungen im Detail darlegenden Beschreibung.Further advantages result from the in the dependent claims formulated characteristics and the following the invention with the help of Illustrations in detail description.

Die beigefügten Abbildungen stellen beispielhaft eine Ausführungsform einer Konstantkraftvorrichtung laut der vorliegenden Erfindung dar.The attached figures exemplify an embodiment a constant force device according to the present invention.

Die Figur 1 ist eine Ansicht von oben eines mit einer erfindungsgemäßen Konstantkraftvorrichtung ausgestatteten Tourbillonmechanismus.Figure 1 is a top view of one with an inventive Constant force device equipped tourbillon mechanism.

Die Figur 2 zeigt den Tourbillonmechanismus samt der Konstantkraftvorrichtung im Schnitt entlang der Linie A - A laut der Figur 1.Figure 2 shows the tourbillon mechanism including the Constant force device in section along the line A - A according to Figure 1.

Die Figur 3 stellt zum besseren Verständnis die wesentlichen Bestandteile der Vorrichtung ohne den Tourbillonkäfig wie in der Figur 1 in einer Draufsicht dar.Figure 3 shows the essential components for better understanding the device without the tourbillon cage as in Figure 1 in a plan view.

Die Figur 4 ist eine Draufsicht auf den Hauptbestandteil der Konstantkraftvorrichtung. FIG. 4 is a top view of the main part of FIG Constant-force device.

Die Figur 5 ist ein Schnitt der Konstantkraftvorrichtung entlang der Linie A - A laut der Figur 4, um den dort integrierten Kraftausgleichsmechanismus im Detail darzustellen.FIG. 5 is a section of the constant force device along the line A - A according to Figure 4, about the integrated force compensation mechanism there in detail display.

Die Figur 6 illustriert schematisch die Funktionsweise des Kraftausgleichsmechanismus.FIG. 6 schematically illustrates the functioning of the Force balance mechanism.

Im Folgenden sei diese als Beispiel dienende Ausführungsform der Vorrichtung unter Verweisung auf die obengenannten Abbildungen im Detail erläutert.In the following, this is an exemplary embodiment of the Device with reference to the above images in detail explained.

In dem in der Figur 1 dargestellten Tourbillonmechanismus ist eine Konstantkraftvorrichtung laut der vorliegenden Erfindung integriert. Der Tourbillonmechanismus weist einen Tourbillonkäfig 1, in dessen Zentrum eine Unruh 2 drehbar angebracht ist, eine Spiralfeder 3, ein Antriebsrad 13 sowie ein fixes Sekundenrad 14, und unter Umständen ein nicht dargestelltes, konzentrisch zu diesem angeordnetes zweites fixes Sekundenrad mit anderer Zähnezahl oder verschiedenem Durchmesser, auf.In the tourbillon mechanism shown in Figure 1 is a Constant force device integrated according to the present invention. The Tourbillon mechanism has a tourbillon cage 1, one in the center Balance 2 is rotatably mounted, a coil spring 3, a drive wheel 13 and a fixed second wheel 14, and possibly a not shown, concentric to this second fixed second wheel with a different number of teeth or of different diameters.

Das fixe Sekundenrad 14, oder bei dessen Vorhandensein das zweite fixe Sekundenrad, steht im Eingriff mit einem Stoppradtrieb 12a, welcher mit einem Stopprad 12 fest verbunden ist und im Tourbillonkäfig 1 nicht zentrisch, drehbar angebracht ist. Dieses Stopprad 12 besitzt in der hier wiedergegebenen Ausführungsform zwei Zähne, die mit den Ankerpaletten 11 a und 11b eines zweiten Ankers 11 der Konstantkraftvorrichtung kooperieren, welcher in dem dargestellten Beispiel in der Achse des Tourbillonmechanismus schwenkbar angebracht ist. Besagter Anker 11 wird mittels eines gabelförmigen, den Ankerpaletten 11 a und 11 b entgegengerichteten Teiles 11c dieses Ankers 11 durch einen Reuleauxnocken 5 gesteuert, wobei der Reuleauxnocken 5 die Form eines gleichseitigen Dreiecks, dessen drei Seiten Kreisabschnitte anstatt Linien bilden, besitzt. Diese drei Seiten des Reuleauxnockens 5 kooperieren auf herkömmliche Weise mit dem gabelförmigen Teil 11c des Ankers 11, um dessen Schwenkbewegungen zu steuern. The fixed second wheel 14, or if it is present, the second fixed Second wheel is in engagement with a stop wheel drive 12a, which with a Stop wheel 12 is firmly connected and not rotatable in the tourbillon cage 1 is appropriate. This stop wheel 12 has in the reproduced here Embodiment two teeth, one with the anchor pallets 11 a and 11 b cooperate second anchor 11 of the constant force device, which in the example shown pivoted in the axis of the tourbillon mechanism is appropriate. Said anchor 11 is by means of a fork-shaped Anchor pallets 11 a and 11 b of the opposite part 11 c of this anchor 11 controlled by a Reuleaux cam 5, the Reuleaux cam 5 the shape an equilateral triangle, the three sides of which are circular sections instead of lines form, owns. These three sides of the Reuleaux cam 5 cooperate on conventional manner with the fork-shaped part 11c of the armature 11 to its To control swivel movements.

Wie aus Abbildung 2 oder aus Abbildung 3 ersichtlich, ist der Reuleauxnocken 5 Bestandteil eines weiteren Komplexes der Konstantkraftvorrichtung, der wiederum nicht zentrisch im Tourbillonkäfig 1 und insbesondere nicht konzentrisch zu dem Stopprad 12 angebracht ist. Die Achse dieses in den Figuren 4 bis 6 als Draufsicht, Schnitt und in seiner Funktionsweise dargestellten Komplexes wird von der Ankerradwelle 9 gebildet, die drehbar im Tourbillonkäfig 1 eingebettet ist und an welcher im oberen Abschnitt der Reuleauxnocken 5 und darunter ein Ankerrad 6 befestigt sind. Dieses Ankerrad 6 weist die in der hierfür üblichen Weise geformten Zähne auf und erlaubt so, die Bewegung des Ankerrades 6 mittels eines gleichsam auf dem Tourbillonkäfig 1 sitzenden und von der Unruh 2 gesteuerten ersten Ankers 4, der zwei mit den Zähnen des Ankerrades abwechselnd im Eingriff stehende Ankerpaletten besitzt, zu blockieren oder freizugeben.As can be seen in Figure 2 or Figure 3, the Reuleaux cams 5 part of another complex of the constant force device, which in turn is not centered in the tourbillon cage 1 and in particular is not attached concentrically to the stop wheel 12. The axis of this in the Figures 4 to 6 as a plan view, section and shown in its operation The complex is formed by the escape wheel shaft 9, which rotates in the tourbillon cage 1 is embedded and on which in the upper section of the Reuleaux cams 5 and including an escape wheel 6 are attached. This escape wheel 6 has the in the customary shaped teeth, thus allowing the movement of the Anchor wheel 6 by means of a seated on the tourbillon cage 1 and by the balance 2 controlled first anchor 4, the two with the teeth of the Lock wheel has alternately engaged anchor pallets to block or release.

Im unteren Abschnitt der Ankerradwelle 9 ist, drehbar um dieselbe, ein Spannungsringtrieb 8 angebracht, an dem ein Spannungsring 7 befestigt ist. Der Spannungsringtrieb 8 wird von einer Buchse 26 getragen und steht analog zum Stoppradtrieb 12a im Eingriff mit dem fixen Sekundenrad 14, was bei Integration einer Konstantkraftvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einen Tourbillonmechanismus die Möglichkeiten für die relative Lage dieser beiden Elemente vorgeben kann.In the lower section of the escape wheel shaft 9 is rotatable about the same Tension ring drive 8 attached to which a tension ring 7 is attached. The Tension ring drive 8 is carried by a socket 26 and is analogous to Stop wheel drive 12a in engagement with the fixed second wheel 14, which is when integrated a constant force device according to the present invention in one Tourbillon mechanism the possibilities for the relative location of these two Can specify elements.

Zwischen dem Ankerrad 6 und dem Spannungsring 7 ist, wie insbesondere aus der Abbildung 5 ersichtlich, eine Spiralfeder 10 der Konstantkraftvorrichtung angebracht, wobei dies mittels eines besonderen Kraftausgleichsmechanismus verwirklicht ist. Dieser Kraftausgleichsmechanismus weist zunächst einen auf der dem Ankerrad 6 gegenüberliegenden Seite des Spannungsrings 7 befestigten Kraftausgleichsexzenter 20 auf, dessen Achse gegenüber der Achse der Ankerradwelle 9 und der zu letzterer identischen Drehachse des Spannungsringtriebs 8 parallel verschoben ist. Um diesen in verschiedenen Formen realisierbaren, insbesondere nicht notwendigerweise kreisrunden Exzenter 20 ist eine Kraftausgleichsscheibe 21 drehbar gelagert, welche im vorliegenden Beispiel zwei gegenüberliegende Arme als Angriffspunkte (21a, 21b) aufweist, aber natürlich durchaus verschiedene, funktional identische Gestalt annehmen kann. Über dieser Scheibe befindet sich eine an der Ankerradwelle 9 befestigte, fixe Spiralfederrolle 23, an die ein freies Ende der Spiralfeder 10 befestigt ist. Deren anderes freies Ende ist an eine mobile Spiralfederrolle 22 befestigt, die drehbar um die fixe Spiralfederrolle 23 und damit um die Achse der Ankerradwelle 9 angebracht ist. Sowohl die fixe Spiralfederrolle 23 als auch die mobile Spiralfederrolle 22 weisen in einer, sich am äußeren Rande der jeweiligen Spiralfederrolle und hier in demselben Abstand von der Achse der Ankerradwelle 9 befindlichen Bohrung einen nach unten, in Richtung der Kraftausgleichsscheibe 21 austretenden Stift 24 und 25 auf. Diese beiden Stifte 24 und 25 sind so plaziert, daß sie sich auf derselben Seite einer in der Linie der beiden Arme der Kraftausgleichsscheibe 21 befindlichen, auf diese letztere senkrecht stehenden Ebene befinden und mit diesen Armen 21 a und 21b kooperieren können.Is between the escape wheel 6 and the tension ring 7, as in particular 5 shows a spiral spring 10 of the constant force device attached, this using a special force balancing mechanism is realized. This force balancing mechanism initially has one on the attached to the escape wheel 6 opposite side of the tension ring 7 Force balancing eccentric 20, whose axis is opposite the axis of the Anchor wheel shaft 9 and the axis of rotation identical to the latter Tension ring drive 8 is moved in parallel. To this in different Forms realizable, especially not necessarily circular Eccentric 20, a force compensation plate 21 is rotatably mounted, which in present example two opposite arms as points of attack (21a, 21b) has, but of course quite different, functionally identical shape can accept. Above this disk there is one on the escape wheel shaft 9 attached, fixed coil spring roller 23, to which a free end of the coil spring 10 is attached. Its other free end is on a mobile coil spring roller 22 attached, which is rotatable about the fixed coil spring roller 23 and thus about the axis of Anchor wheel shaft 9 is attached. Both the fixed coil spring roller 23 and the mobile coil spring roller 22 have in one, on the outer edge of each Spiral spring roller and here at the same distance from the axis of the escape wheel shaft 9 located hole one downwards, in the direction of the load cell 21 emerging pins 24 and 25. These two pins 24 and 25 are placed that they are on the same side one in the line of the two arms of the Force balancing disk 21 located, perpendicular to the latter Level and can cooperate with these arms 21 a and 21b.

Neben dem konzeptionellen Aufbau läßt sich auch die Funktionsweise einer derart gestalteten Vorrichtung an Hand der dargestellten Ausführungsform beispielhaft illustrieren. Der Antrieb der Unruh 2 erfolgt durch die vorgespannte Spiralfeder 10, die Rückstellung der Unruh durch die zweite Spiralfeder 3. Nach jeder - durch die Zähnezahl des Ankerrads bestimmten und durchaus anders wählbaren - fünften Halbschwingung der Unruh 2 werden das Stopprad 12 sowie der Käfig 1 des Tourbillonmechanismus über den Reuleauxnocken 5 und den zweiten Anker 11 freigegeben. Das Stopprad 12 dreht sich sodann um einen bestimmten, durch seine Zähnezahl gegebenen Winkel, im vorliegenden Falle um 90°, und wird durch eine Ankerpalette des Ankers 11 wieder angehalten. Insofern das Stopprad und der Stoppradtrieb 12a auf dem Tourbillonkäfig sitzen und letzerer im Eingriff mit dem fixen Sekundenrad 14 oder dem zweiten fixen Sekundenrad steht, bewirkt diese Drehung des Stopprades 12 gleichzeitig eine Drehung des Tourbillonkäfigs 1, und dies wiederum eine Drehung des Spannungsringtriebs 8, der ebenfalls auf dem Tourbillonkäfig sitzt und im Eingriff mit dem fixen Sekundenrad 14 steht. Die dadurch erfolgende Drehung des Spannungsrings 7 hat die erneute Spannung der Spiralfeder 10 zur Folge, da andererseits das Ankerrad 6 durch den ersten Anker 4 blockiert ist. Durch die Wiederholung dieses Ablaufes nach jeder fünften Halbschwingung der Unruh 2 wird die Spiralfeder 10 periodisch um dieselbe Quantität gespannt.In addition to the conceptual structure, the functionality of a thus designed device based on the illustrated embodiment exemplify. The balance wheel 2 is driven by the preloaded Coil spring 10, the reset of the balance by the second coil spring 3. After everyone - determined by the number of teeth on the escape wheel and quite different selectable - fifth half oscillation of the balance 2, the stop wheel 12 as well the cage 1 of the tourbillon mechanism over the Reuleaux cams 5 and second anchor 11 released. The stop wheel 12 then rotates one determined by its number of teeth, in the present case by 90 °, and is stopped again by an anchor pallet of anchor 11. insofar the stop wheel and the stop wheel drive 12a sit on the tourbillon cage and the latter in engagement with the fixed second wheel 14 or the second fixed Seconds wheel is stationary, this rotation of the stop wheel 12 causes one at the same time Rotation of the tourbillon cage 1, and this in turn a rotation of the Tension ring drive 8, which also sits on the tourbillon cage and in engagement with the fixed seconds wheel 14. The resulting rotation of the Tension ring 7 has the renewed tension of the coil spring 10 as a result on the other hand, the escape wheel 6 is blocked by the first anchor 4. Through the Repeat this procedure after every fifth half-oscillation of the balance 2 the coil spring 10 is periodically tensioned by the same quantity.

Die durch die Spannung dieser Spiralfeder 10 gespeicherte Energie kann zur Aufrechterhaltung der Schwingung der Unruh 2 in Form eines Drehmoments weitergegeben werden, wobei die Spannung bis zum erneuten Nachspannen der Feder in zwar nur geringfügiger, aber für die erwünschte Präzision merklicher Weise nachläßt. Die Energieübertragung erfolgt daher mittels des speziellen Kraftausgleichsmechanismus, der die Übertragung eines tatsächlich konstanten Drehmoments sicherstellt. Die mit einem Ende an der mobilen Spiralfederrolle 22 befestigte, gespannte Spiralfeder 10 übt hierzu eine Kraft auf den in dieser Spiralfederrolle 22 befindlichen Stift 25 aus, der diese Kraft über einen der besagten Arme der Kraftausgleichsscheibe 21 als Drehmoment an diese überträgt. Der andere Arm der Kraftausgleichsscheibe 21 wirkt auf den in der fixen Spiralfederrolle 23 befestigten Stift 25 ein und überträgt somit das Drehmoment an diese fixe Spiralfederrolle 23 sowie das Ankerrad 6. Insofern, wie aus Abbildung 6 ersichtlich, die Drehachsen der Ankerradwelle 9 und der um den Kraftausgleichsexzenter 20 gelagerten Kraftausgleichsscheibe 21 gegeneinander parallel verschoben sind, sind die Hebelarme L1 und L2 für die an den beiden Armen der Kraftausgleichsscheibe 21 vorliegenden Drehmomente variabel. Eine entsprechende Wahl der Länge dieser Hebelarme in den verschiedenen Positionen der Kraftausgleichsscheibe 21 als Funktion der dort anliegenden Kräfte F1 und F2 erlaubt es, ein trotz des Spannungsabbaus der Spiralfeder 10 während des Stillstandes des gesamten Räderwerkes vom Federhaus bis zum Stopprad 12 tatsächlich konstantes Drehmoment am Ankerrad 6 zu erzielen. In dem in Abbildung 6 dargelegten Beispiel heißt dies konkret, daß sich die Länge L1 des ersten Hebelarms in der Position 1, also der Angriffspunkt des Stifts 25 am einen Arm der Kraftausgleichsscheibe 21 in dieser Position, bei Drehung in die Position 2 auf die Länge L1' verlängert, während sich die Länge L2 des zweiten Hebelarms, also der Angriffspunkt des Stifts 24 am anderen Arm der Kraftausgleichsscheibe 21, auf L2' verkürzt. Dadurch wird das Verhältnis L1'/L2' vergrößert, wodurch die Reduzierung der Kraft F1 in der Position 1 auf die Kraft F1' auf Grund der sich reduzierenden Spannung der Spiralfeder 10 kompensiert wird. Man erreicht somit, daß die Kraft F2 bei der Drehung konstant bleibt, so daß gleichermaßen das auf das Ankerrad 6 übertragene Drehmoment konstant ist. Mathematisch läßt sich diese Bedingung mittels der Gleichung F1/F1' = (L1'*L2)/(L1 *L2') erfassen, welche somit die Berechnung des notwendigen Hebelarmverhältnisses oder der Eigenschaften der Spiralfeder 10 und damit die entsprechende Gestaltung des Kraftausgleichsmechanismus erlaubt.The energy stored by the tension of this spiral spring 10 can be passed on to maintain the oscillation of the balance 2 in the form of a torque, the tension decreasing until the spring is re-tensioned only slightly, but noticeably for the desired precision. The energy transfer therefore takes place by means of the special force balancing mechanism, which ensures the transfer of an actually constant torque. For this purpose, the tensioned coil spring 10 fastened at one end to the mobile coil spring roller 22 exerts a force on the pin 25 located in this coil spring roller 22, which pin 25 transmits this force as torque to one of the arms of the force compensation disk 21. The other arm of the force compensation disk 21 acts on the pin 25 fastened in the fixed spiral spring roller 23 and thus transmits the torque to this fixed spiral spring roller 23 and the escape wheel 6. In this respect, as can be seen in FIG. 6, the axes of rotation of the escape wheel shaft 9 and that around Force compensation eccentric 20 mounted force compensation plate 21 are mutually parallel, the lever arms L1 and L2 are variable for the torques present on the two arms of the force compensation plate 21. A corresponding choice of the length of these lever arms in the different positions of the force compensation disk 21 as a function of the forces F1 and F2 present there allows an actually constant torque on the escape wheel in spite of the tension reduction of the coil spring 10 during the standstill of the entire gear train from the barrel to the stop wheel 12 6 to achieve. In the example shown in Figure 6, this specifically means that the length L1 of the first lever arm in position 1, that is to say the point of engagement of the pin 25 on one arm of the force compensation disk 21 in this position, turns to the length L1 when it is rotated into position 2 'extended, while the length L2 of the second lever arm, that is, the point of engagement of the pin 24 on the other arm of the force compensation plate 21, is reduced to L2'. This increases the ratio L1 '/ L2', which compensates for the reduction in the force F1 in position 1 to the force F1 'due to the reducing tension of the coil spring 10. It is thus achieved that the force F2 remains constant during the rotation, so that the torque transmitted to the escape wheel 6 is likewise constant. This condition can be mathematically calculated using the equation F1 / F1 '= (L1' * L2) / (L1 * L2 ') Detect, which thus allows the calculation of the necessary lever arm ratio or the properties of the coil spring 10 and thus the corresponding design of the force balancing mechanism.

Bei jeder Halbschwingung der Unruh 2 wird das Ankerrad 6 vom ersten Anker 4 freigegeben und dreht sich unter dem Einfluß der gespannten Spiralfeder 10 um einen Winkel ε um seine Achse, ebenso wie die fixe Spiralfederrolle 23 und die Kraftausgleichsscheibe 21, während der Spannungsring 7 und das Stopprad 12 blockiert sind.With each half-oscillation of the balance 2, the escape wheel 6 becomes the first Armature 4 released and rotates under the influence of the tensioned coil spring 10 by an angle ε about its axis, as is the fixed spiral spring roller 23 and the force compensation plate 21, while the tension ring 7 and the stop wheel 12 are blocked.

Bei jeder fünften Halbschwingung werden zusätzlich noch das Stopprad sowie der Tourbillonkäfig freigegeben. Wie oben beschrieben, dreht sich dadurch der Spannungsring 7 um einen vorgegebenen Winkel, im vorliegenden Beispiel um 60°, und nimmt wieder seine anfängliche Position relativ zum Ankerrad 6 ein, was die erneute Spannung der Spiralfeder 10 um eine bestimmte Quantität zur Folge hat. Der gesamte geschilderte Ablauf wiederholt sich periodisch und erlaubt somit, andauernd ein konstantes Drehmoment vom Ankerrad 6 auf das Regulierorgan der Uhr, die Unruh 2, zu übertragen.With every fifth half oscillation there is also the stop wheel as well as the tourbillon cage released. As described above, this turns the tension ring 7 by a predetermined angle, in the present example by 60 °, and returns to its initial position relative to escape wheel 6, what the re-tensioning of the coil spring 10 by a certain quantity Consequence. The entire process described is repeated periodically and allowed thus, constant torque from the escape wheel 6 to the To regulate the clock, the balance 2.

Die Vorteile einer derartigen Vorrichtung sind evident. Zuallererst liefert diese Vorrichtung wie beschrieben mittels des speziellen Kraftausgleichsmechanismus ein auf die abnehmende Spannung der treibenden Spiralfeder korrigiertes, konstantes Drehmoment an das Regulierorgan der Uhr, im Gegensatz zu den herkömmlichen Konstantkraftvorrichtungen. Der hierfür eingeführte Kraftausgleichsmechanismus besteht aus nur drei neuen Teilen und stellt daher keine wesentliche Komplikation der Vorrichtung dar, insbesondere insofern wenig Platz benötigt wird und diese Teile leicht um die Ankerradwelle angeordnet werden können. Außerdem kann das System so eingestellt werden, daß das Drehmoment konstant bleibt, selbst wenn die Vorspannung der Spiralfeder in einem gewissen Bereich abweicht.The advantages of such a device are evident. First of all, deliver this device as described by means of the special force balancing mechanism one on the decreasing tension of the driving coil spring corrected, constant torque to the regulator of the watch, in contrast to the conventional constant force devices. The one introduced for this Force balancing mechanism consists of only three new parts and therefore represents does not constitute a significant complication of the device, in particular little Space is needed and these parts are easily arranged around the escape wheel shaft can be. In addition, the system can be set so that the Torque remains constant even when the coil spring preload is in deviates from a certain range.

Wie erwähnt bietet zudem die nicht konzentrische Anordnung des Stopprades relativ zu dem das konstante Drehmoment übertragenden Rad, in diesem Falle zum Ankerrad 6, diverse Vorteile. Im Falle der Integration der Konstantkraftvorrichtung in einen Tourbillonmechanismus kann auch die Position des Stopprades um das fixe Sekundenrad frei gewählt werden, es kann über seinen Trieb auch mit einem zweiten fixen Sekundenrad anderen Durchmessers im Eingriff stehen. Der Durchmesser und die Zähnezahl des Stopprades sowie die Zähnezahl des Stoppradtriebs können dadurch in einem gewissen Rahmen frei gewählt werden, wodurch der Eingriff der Ankerpaletten optimiert werden und die Drehgeschwindigkeit des Stopprades von derjenigen des Ankerrades verschieden sein kann. Es ergeben sich auch bauliche Vorteile, wie etwa, daß der Zugang zur Hemmung und zur Konstantkraftvorrichtung vereinfacht ist, da das Ankerrad und das Stopprad nicht übereinander plaziert sind, oder daß durch diese Plazierung und die Verringerung der Drehgeschwindigkeit des Stopprades - im Falle der Integration der Konstantkraftvorrichtung in einen Tourbillonmechanismus - das Trägheitsmoment des Tourbillonkäfigs optimiert werden kann. Auf dem Spannungsring kann des weiteren ein Feinregulierungssystem angebracht werden. Da der Spannungsring im Rundlauf keine besondere Toleranz benötigt, kann ein Laufsitz zwischen dem Spannungsring und der Ankerradwelle gewählt werden, so daß wie in der im Detail beschriebenen Ausführungsform das Ankerrad fest auf der Ankerradwelle montiert ist. Dies führt zu einer Minimierung der Lauftoleranz des Ankerrades, welche damit der Toleranz einer Standardhemmung ohne Konstantkraftvorrichtung entspricht. Generell vereinfacht die Tatsache, daß das Ankerrad und das Stopprad nicht dieselbe Achse besitzen, die Konzeption, die Herstellung und die Regelung der Uhr.As mentioned, the non-concentric arrangement of the Stop wheels relative to the wheel transmitting the constant torque, in in this case to the escape wheel 6, various advantages. In the case of integration of the Constant force device in a tourbillon mechanism can also change the position of the stop wheel around the fixed second wheel can be freely selected, it can be over its drive also with a second fixed second wheel of a different diameter are engaged. The diameter and number of teeth of the stop wheel as well as the As a result, the number of teeth on the stop wheel drive can be released within a certain range can be selected, which optimizes the engagement of the anchor pallets and the The speed of rotation of the stop wheel is different from that of the escape wheel can be. There are also structural advantages, such as the fact that access to the Inhibition and the constant force device is simplified because the escape wheel and the stop wheel are not placed one above the other, or that by this placement and reducing the speed of rotation of the stop wheel - in the case of Integration of the constant force device in a tourbillon mechanism - that Moment of inertia of the tourbillon cage can be optimized. On the Tension ring can also be attached to a fine adjustment system become. Since the tension ring does not require any special tolerance in the concentric run, can choose a sliding seat between the tension ring and the escape wheel shaft are, so that as in the embodiment described in detail, the escape wheel is firmly mounted on the escape wheel shaft. This leads to a minimization of the Running tolerance of the escape wheel, which is the tolerance of a standard escapement without constant force device. Generally, the fact that the escape wheel and the stop wheel do not have the same axis, the concept, the manufacture and regulation of the clock.

Insbesondere ist auch die - in der beschriebenen Ausführungsform miteinbezogene - Möglichkeit der Integration einer derart gestalteten Konstantkraftvorrichtung in einen Tourbillonmechanismus von großem Interesse, insofern damit die sich ergänzenden Eigenschaften dieser beiden Systeme zur präzisen Regelung des Uhrwerks in effektiver Weise kombiniert werden können. So wird die Hemmung nicht mehr durch die Trägheit des Räderwerkes beeinflußt. Bei entsprechender Konstruktion, so daß das Stopprad einmal pro Sekunde freigegeben wird, kann der Mechanismus volle Sekunden anzeigen. Die in einem Tourbillonmechanismus üblichen Schläge beim Stoppen des Tourbillonkäfigs, welche sich nachteilig auf die Dynamik auswirken, werden durch das Spannen der Spiralfeder und durch die Einführung des Kraftausgleichsmechanismus stark vermindert. Der Tourbillonkäfig wird somit anstelle eines abrupten Stoppens vorher abgebremst.In particular, the - in the described embodiment included - possibility of integrating such a Constant force device in a tourbillon mechanism of great interest, insofar as the complementary properties of these two systems precise control of the clockwork can be combined in an effective manner. So the escapement is no longer influenced by the inertia of the gear train. With appropriate construction, so that the stop wheel once per second released, the mechanism can display full seconds. The one Tourbillon mechanism usual blows when stopping the tourbillon cage, which have a detrimental effect on the dynamics are Coil spring and strong due to the introduction of the force balancing mechanism reduced. The tourbillon cage is instead of an abrupt stop previously braked.

Schließlich ist auch die Anordnung der Drehachse des zweiten Ankers im Zentrum des Tourbillonkäfigs vorteilhaft. Dadurch wird eine Beeinflussung des Trägheitsmoments des Tourbillonkäfigs durch den Anker im Unterschied zu einer anderweitigen Plazierung vermieden und die Dynamik des Systems optimiert.Finally, the arrangement of the axis of rotation of the second armature is in the Center of the tourbillon cage advantageous. This will influence the Moment of inertia of the tourbillon cage through the anchor in contrast to one avoided elsewhere and optimized the dynamics of the system.

Die beispielhaft angeführte Ausführungsform ist in keiner Weise einschränkend, insofern die dort aufgezeigten, zusätzlichen Merkmale wie die nicht konzentrische Lage des Stopprades relativ zu dem das konstante Drehmoment übertragenden Rad, die Plazierung des zweiten Ankers im Zentrum des Drehgestells oder die Integration in einen Tourbillonmechanismus weggelassen werden können oder ebenso wie die Detailgestaltung des Kraftausgleichsmechanismus funktionell identischen Veränderungen unterliegen können.The exemplary embodiment is in no way restrictive insofar as the additional features shown there such as the non-concentric position of the stop wheel relative to the constant Torque transmitting wheel, the placement of the second anchor in the center of the bogie or integration into a tourbillon mechanism can be omitted or just like the detailed design of the Force balancing mechanism subject to functionally identical changes can.

Claims

Constant force device, which has a stop wheel (12) attached to a stop wheel drive (12a), an anchor wheel (6) attached to an escape wheel shaft (9), a tension ring (7) attached to a tension ring drive (8) and one to the escape wheel shaft (9) Has cams (5), the movement of the escape wheel (6) being blocked or released by two anchor pallets of a first anchor (4), and the movement of the stop wheel (12) by two anchor pallets (11a, 11b) of a second anchor (11 ) which is controlled, blocked or released by means of a fork-shaped part of this armature (11) which is in engagement with the cam (5), characterized in that it has a force balancing mechanism which, the relieving tension of a spring supplying the drive energy ( 10) balancing, ensures the transmission of a constant torque to the regulator of a watch.

Constant force device according to claim 1, characterized in that the force compensation mechanism is located between the escape wheel (6) and the tension ring (7) which is rotatably mounted about the escape wheel shaft (9) by means of the tension ring drive (8), and that the force compensation mechanism has a spiral spring (10) ,

Constant force device according to claim 2, characterized in that on the side of the tension ring (7) opposite the escape wheel (6) a force compensation eccentric (20) is fastened to the tension ring drive (8) and defines an axis of rotation displaced parallel to the axis of the escape wheel shaft (9) , and on which an at least two points of attack (21 a, 21b) having a force compensation plate (21) is rotatably mounted.

Constant force device according to Claim 3, characterized in that the named spiral spring (10) of the force compensation mechanism has at one end a fixed spiral spring roller (23) which is fastened to the escape wheel shaft (9) and a pin (24) emerging in the direction of the force compensation disc (21) ) and at the other end to a mobile coil spring roller (22) which is rotatably mounted around the fixed coil spring roller (23) and has a pin (25) emerging in the direction of the force compensation disk (21), the two pins ( 24, 25) cooperate with the named points of attack (21 a, 21b) of the force compensation plate (21) in such a way that the lever arm lengths of the forces exerted at these points of attack with the aid of the pins (24, 25) applied there as a function of the position of the Force compensation eccentric (20) change the force compensation disc (21) so that the decrease resulting from the decreasing tension of the coil spring (10) tion of the pin (25) of the mobile coil spring roller (22) on the force compensation plate (21) force is compensated in such a way that the force compensation plate (21) on the pin (24) of the fixed coil spring roller (23) on the The escape wheel (6) transmitted torque is constant in all positions relative to the tension ring (7).

Constant force device according to one of the preceding claims, characterized in that the stop wheel (12) is not arranged concentrically with the wheel (6) transmitting the constant torque.

Constant force device according to one of the preceding claims, characterized in that the device is integrated in a tourbillon mechanism which has a tourbillon cage (1), a balance (2) and a fixed seconds wheel (14).

Constant force device according to the preceding claim, characterized in that the escape wheel (6) is rotatably mounted on the edge of the tourbillon cage (1) and the tension ring drive (8) is in engagement with the fixed seconds wheel (14), that the stop wheel (12) is not rotatably mounted concentrically to the escape wheel (6) on the edge of the tourbillon cage (1) and the stop wheel drive (12a) is in engagement with the fixed second wheel (14) or a second fixed second wheel mounted concentrically to this, and that the balance wheel (2) controls the movements of the first armature (4) of the constant force device.

Constant force device according to claim 6 or 7, characterized in that the axis of rotation of the second armature (11) is arranged in the center of the tourbillon cage (1).