EP4428626B1 - Vorrichtung zur autonomen einstellung der aktiven länge einer spiralfeder - Google Patents

Vorrichtung zur autonomen einstellung der aktiven länge einer spiralfeder

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EP4428626B1
EP4428626B1 EP24153712.5A EP24153712A EP4428626B1 EP 4428626 B1 EP4428626 B1 EP 4428626B1 EP 24153712 A EP24153712 A EP 24153712A EP 4428626 B1 EP4428626 B1 EP 4428626B1
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EP
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balance spring
arm
active length
setting
balance
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Paulo Bravo
Andrés Cabezas Jurin
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Original Assignee
Swatch Group Research and Development SA
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Publication date
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    • G04B18/04—Adjusting the beat of the pendulum, balance, or the like, e.g. putting into beat
    • G04B18/06—Adjusting the beat of the pendulum, balance, or the like, e.g. putting into beat by setting the collet or the stud of a hairspring
    • G—PHYSICS
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    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
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    • G04B17/06—Oscillators with hairsprings, e.g. balance
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    • G04B18/028—Setting the regulator by means coupled to or depending on another device, e.g. by the time indication setting mechanism

Definitions

  • the invention relates to an autonomous adjustment device for the active length of a spiral, for a balance-spiral type oscillator.
  • the invention also relates to a watch movement comprising the autonomous adjustment device for the active length of a balance spring and a balance-spring type oscillator.
  • the invention further relates to a timepiece, in particular a watch, comprising the watch movement.
  • the outer end of the balance spring is held in place by a stud attached to a stud holder fixed to a balance cock.
  • a regulator which rotates relative to the stud holder, is used to adjust the active length of the balance spring, thus allowing the balance wheel's frequency to be adjusted.
  • the regulator is a lever, usually with two arms, that pivots centered on the balance staff.
  • One arm of the regulator for example, carries two pins between which the balance spring is free.
  • a second arm of the regulator can be manually operated to rotate the regulator by a certain angle around the balance staff. This allows the actual position of the counting point to be changed.
  • the active length of the balance spring is reduced or increased.
  • a drawback of such a manual adjustment device is that Earth's gravity influences the frequency of the balance wheel's oscillations depending on the orientation of the watch movement. correspondingly, a watch's rate can vary significantly between its horizontal and vertical positions, in particular. Furthermore, when the balance spring moves between the pins due to play between them, the oscillations of the balance wheel and hairspring cause a disturbance in its active length and therefore a slight variation in the frequency of the oscillations of the entire balance wheel and hairspring assembly.
  • the invention therefore aims to provide a device for adjusting the active length of a spiral, for a balance-spring type oscillator, allowing to counterbalance in a simple, precise and autonomous way the effects of gravity, in particular the perturbations of the isochronism of the balance wheel of the oscillator, and overcoming the aforementioned disadvantages of the prior art.
  • the invention relates to an autonomous adjustment device for the active length of a balance spring, for a balance-spring type oscillator, comprising a cock mounted on a plate of a watch movement and in which a balance shaft pivots, the balance spring having an inner end fixed to the balance shaft and an outer end fixed to a stud attached to a stud holder, the stud holder being pivotally mounted on the cock concentrically to the balance shaft, and means for modifying the active length of the balance spring.
  • An advantage of the adjustment device according to the invention lies in the fact that it comprises a freely rotating weight that indirectly cooperates with a movable arm arranged to act on the outer coil of the balance spring. Rotation of the weight, freely subjected to gravity, thus causes a displacement of the arm between a rest position and a correction position of the device, and simultaneously acts on the balance spring to modify its active length, allowing it to be adjusted to compensate for perturbations in the balance wheel's isochronism due to gravity. Consequently, the adjustment device according to the invention makes it possible to precisely compensate for the oscillator's rate as a function of its position in space, counterbalancing perturbations in the balance wheel's isochronism due to gravity, and to do so autonomously.
  • the invention also relates to a watch movement comprising the setting device described above, and which includes the features mentioned in dependent claim 17.
  • the invention also relates to a timepiece comprising the clock movement described above, and which includes the features mentioned in dependent claim 18.
  • the following description refers to a watch movement equipped with a device for adjusting the active length of a balance spring, for a balance-spring type oscillator.
  • the usual components of a watch movement which are well known to a person skilled in this technical field, are described only in simplified form or not at all. A person skilled in the art will be able to adapt these various components and make them work together for the operation of the watch movement. In particular, everything concerning the escapement mechanism of the watch movement will not be described hereafter, although such an escapement mechanism could advantageously cooperate with the adjusting device according to the invention.
  • FIG 1 represents a part of a timepiece 1, which includes a watch movement 2.
  • the timepiece 1 is a watch.
  • the watch movement 2 comprises an oscillator equipped with a balance wheel 4 and a balance spring 5, and a device 6 for independently adjusting the active length of the balance spring 5.
  • the balance spring 5 is attached to a balance shaft 7 by its inner end (not visible).
  • the balance shaft 7 has one end pivotally mounted in a balance bridge (the latter not shown in the figures for clarity).
  • the outer end of the balance spring 5 is conventionally attached to a stud 8 fixed to a stud holder 10, the stud holder 10 being secured to a balance cock 12 by slight clamping. More precisely, the stud holder 10 is pivotally mounted on the balance cock 12 concentrically with the balance shaft 7, as illustrated in the figure. figure 2 .
  • the shaft 7 of the balance wheel 4 is pivotally mounted in the cock 12.
  • the means for modifying the active length of spiral 5 are suitable for modifying the active length of spiral 5 by acting on the length of the outer coil of spiral 5.
  • the means for modifying the active length of the spiral 5 comprise at least one arm 60 capable of moving between a rest position and a correction position of the device, the at least one arm having a first free end 600 and a second end 601 cooperating with a first pair of pins 19 forming a guide fork for the arm 60, the first pair of pins 19 being mounted on the stud carrier 10 and offset angularly with respect to the stud 8 via a first support 8'.
  • the position of the first support 8' can be modified radially with respect to the stud holder 10.
  • the second end 601 of the arm 60 can slide between the two pins 19 and comes into contact with the outer coil of the balance spring 5 in the correction position to modify the active length of the balance spring.
  • the means for modifying the active length of the balance spring also include a weight 40 that rotates about an axis 41 on which is mounted at least one first cam 31 against which the free end 600 of at least one arm rests.
  • the weight 40 is arranged to rotate about the axis 41 according to the gravity acting upon it, the rotation of the weight 40 causing a rotation of at least one cam 31 and a displacement of at least one arm 60, 61 to act on the outer coil of the balance spring and simultaneously modify the active length of the balance spring.
  • the adjustment device 6 further includes damping means comprising a toothed wheel 34 coaxial with the weight 40 and integral with the weight, and a damping device 20 arranged to cooperate with the weight 40 via the toothed wheel 34 and limit the modification of the active length of the spiral 5 in the event of sudden acceleration or deceleration.
  • the adjustment device includes elastic constraint means configured to exert an elastic restoring action in position on at least one arm 60.
  • the elastic constraint means are in the form of a rod 62 integral with the arm 60 and a spring blade 63 integral with the eyelet holder 10, the spring blade 61 exerting a restoring force on the rod 62 to exert an elastic restoring action in position on the arm 60.
  • the adjustment device includes a second arm 61 capable of moving between a rest position and a correction position of the device, the second arm 61 having a first free end 610 and a second end cooperating with a second pair of pins 19' forming a guide fork for the second arm 61, the second pair of pins 19' being mounted on the eyelet holder 10 and offset angularly with respect to the eyelet and the first pair of pins 19 via a second support 8".
  • the position of the second support 8" can be modified radially with respect to the stud holder 10.
  • the second end 611 of the second arm 61 can slide between the two pins 19' and comes into contact with the outer coil of the balance spring in the correction position to modify the active length of the balance spring.
  • the engagement means also include a second cam 32 arranged to cooperate with the second arm, the free end of which 610 rests against the second cam 32.
  • Elastic constraint means are also associated with the second arm 61, and include a rod 64 integral with the second arm 61 and a spring blade 65 integral with the eyelet holder 10, the spring blade 65 exerting a restoring force on the rod 64 and exerting an elastic restoring action in position on the second arm 61.
  • the adjustment device 6 also includes means for adjusting the arms 60, 61, and the free ends 600, 610 of the first and second arms 60, 61, comprising elastically deformable adjustment means for lengthening or shortening the arms.
  • the adjustment means are in the form of a leaf spring, one end of which is fixed to the arm and the other end is free. The free end is arranged to be subjected to tension and to adjust the length of the arms 60, 61, the leaf spring forming a gap between itself and the free end of each arm. Such adjustment is necessary depending on the position of the spiral and the correction required for the spiral.
  • the means for modifying the active length of the spiral 5 include two pins 19 fixed to the second pin 8', the second end 601 of the arm 60 being arranged so that it slides between the two pins 19 and comes into contact with the outer coil of the spiral 5 in the correction position and thus modifies the active length of the spiral.
  • the means for modifying the active length of the spiral 5 also include two other pins 19' fixed to the third pin 8", the second end 611 of the second arm 61 being arranged so that it passes between the two pins 19' and comes into contact with the outer coil of the spiral in the correction position.
  • each arm 60, 61 includes means for adjusting the elastic stress.
  • These adjustment means take the form of a screw, the screw passing through the free end of the spring blade and bearing against the arm.
  • the weight 40 is mounted freely for rotation on the axis 41 on which the cams 31, 32 are mounted, such that a rotation of the weight 40 causes a displacement of the arms 60, 61 and simultaneously acts on the means for modifying the active length of the balance spring 5.
  • the displacement of the arms under the effect of the rotation of the weight 40, itself subject to gravity, occurs between a rest position of the device and a correction position of the device, each arm allowing a distinct correction depending on the position of the watch.
  • the weight 40 is made of a semi-solid disc.
  • the weight 40 is made of a solid, two-material disc, the two materials of the disc having distinct densities.
  • the weight 40 freely subject to gravity, can rotate around its axis of rotation and thereby cause a displacement of the arms 60, 61. In doing so, this rotation of the weight 40 simultaneously acts on the means for modifying the active length of the balance spring 5, allowing adjustment in continuous active length of the spiral in order to compensate for perturbations of the balance wheel's isochronism due to gravity.
  • the adjustment device 6 includes damping means comprising a toothed wheel 34 coaxial with and integral to the weight.
  • the damping means include a damping device arranged to cooperate with the weight via the toothed wheel to limit, or even prevent, changes in the active length of the balance spring 5 during sudden acceleration or deceleration.
  • the damping device 20 is in the form of an air damper.
  • the damper comprises a body 22 with a cavity in which a mass 21, similar in shape to the cavity, rotates around an axis 24.
  • the axis 24 also includes a pinion 23 arranged to mesh with the teeth of the gear 34.
  • the weight 40 moves, it drives the gear 34, which engages the pinion 23, and rotates the mass 21 of the damping device 20. It is therefore understood that during a rapid movement of the weight 40, the mass 21 will dampen its rotation thanks to the damping device 20.
  • other types of dampers can be used, such as a mass moving within a cylinder, or even a magnetic damper.
  • the shaft 30 carrying the weights 40, the toothed wheel 34 and the cams 31, 32 also includes a third heart-shaped cam 33 fixed to the shaft 30, and superimposed on the cams 31, 32.
  • the third heart-shaped cam 33 is arranged to cooperate with a spring 24, 25 whose end 26 cooperates with the profile of the third heart-shaped cam 33, the whole thus forming a device for resetting the position of the first and second arms 60, 61 to make them return to their rest position naturally.
  • the device 6 includes two cams 31, 32 for driving the arms 60, 61.
  • the cams 31, 32 are fixed to the shaft 30, angularly offset from each other, and are respectively each in contact with the free end 600, 610 of the arms 60, 61.
  • each cam 31, 32 is a radial cam with an external profile.
  • radial cams with a substantially rectangular external profile are shown on the figures 1 to 4
  • the shape envisaged for the external profile of each cam will depend on the type of spiral 5 used and the correction to be applied.
  • a radial cam with a triangular, oblong, or even ovoid external profile can also be used within the framework of the present invention.
  • a flat portion of each cam is in contact with an arm 60, 61, while in the correction position of the device 6, a corner or angle of the cam 31, 32 is in contact with the arm 60, 61.
  • each cam 31, 32 is in contact with its respective arm regardless of the position of the weight 40.
  • the weight 40 freely subject to gravity, can rotate around its axis of rotation and thereby cause a displacement of the arms 60, 61.
  • this rotation of the weight 40 simultaneously acts on the means for modifying the active length of the balance spring 5, allowing continuous adjustment of the active length of the balance spring to compensate for perturbations in the isochronism of the balance wheel due to gravity.
  • the rotation of the weight 40 causes a rotation of the shaft 30 and has the effect of displacing the cams 31, 32, which are fixed to the shaft.
  • the cams then act on the free ends 600, 610 of the arms 60, 61 and displace at least one of the arms 60, 61 so that the other end of one of the arms come into contact with spiral 5 in such a way as to modify the active length of spiral 5.
  • the device will return by itself to the rest position thanks to the action of the spring 24, 25 on the third heart-shaped cam 33 which is also attached to the shaft 31.
  • the invention also relates to a watch movement 2 comprising a balance-spring type oscillator 4, 5 and an autonomous adjustment device 6 for the active length of the spring 5 as described above.
  • the invention also relates to a timepiece 1 comprising a watch movement 2 equipped with a device 6 for autonomously adjusting the active length of the balance spring 5 as described above.

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Claims (18)

  1. Unabhängige Vorrichtung (6) für ein Einstellen der aktiven Länge einer Unruhspirale (5) für einen Oszillator (4, 5), wie eine Federunruh, umfassend einen Unruhkolben (12), der gestaltet ist, auf einer Auflage (13) eines Uhrentechnik-Uhrwerks (2) angebracht zu werden, und in der eine Welle (7) der Unruh (4) schwenkbar ist, die Unruhspirale (5) umfassend ein inneres Ende, das gestaltet ist, an der Welle (7) der Unruh (4) befestigt zu werden, und ein äußeres Ende, das an einem Spiralklötzchen (8) befestigt ist, das mit einem Spiralklötzchenhalter (10) fest verbunden ist, wobei der Spiralklötzchenhalter (10) so angebracht ist, dass er an dem Kolben (12) konzentrisch mit der Welle (7) der Unruh (4) drehbar gelagert ist, und Mittel für ein Ändern der aktiven Länge der Unruhspirale (5), wobei die Mittel für ein Ändern der aktiven Länge der Unruhspirale umfassen:
    - mindestens einen ersten Arm (60), der sich zwischen einer verriegelten Position und einer Korrekturposition der Vorrichtung bewegen kann, wobei der mindestens erste Arm (60) ein erstes freies Ende (600) und ein zweites Ende (601) aufweist, das mit einem ersten Paar von Stiften (19) in Eingriff steht, wobei das erste Paar von Stiften (19) an dem Spiralklötzchenhalter (10) angebracht und in Bezug auf das Spiralklötzchen (8) winkelversetzt ist;
    - elastische Vorspannmittel (62, 63), die dazu eingerichtet sind, eine elastische Rückstellwirkung auf mindestens einen ersten Arm (60) auszuüben;
    - einen Trägheitsblock (40), der um eine Welle (30) drehbar ist, auf der mindestens eine erste Kurvenscheibe (31) angebracht ist, wobei der Trägheitsblock so angeordnet ist, dass er sich in Abhängigkeit von der Schwerkraft frei um die Welle dreht, wobei die Drehung des Trägheitsblocks (40) eine Drehung der mindestens einen ersten Kurvenscheibe (31) bewirkt, wodurch der erste Arm (60) bewegt wird, um auf die Unruhspirale einzuwirken und gleichzeitig die aktive Länge der Unruhspirale (5) zu ändern;
    dadurch gekennzeichnet, dass sie ebenfalls umfasst:
    - stoßdämpfende Mittel, umfassend ein Zahnrad (34), das koaxial mit dem Trägheitsblock (40) ist und auf dem Trägheitsblock angebracht ist, und eine stoßdämpfende Vorrichtung (20), die angeordnet ist, um über das Zahnrad mit dem Trägheitsblock in Eingriff zu kommen und die Änderung der aktiven Länge der Spirale (5) im Falle einer plötzlichen Beschleunigung oder Verzögerung zu begrenzen.
  2. Unabhängige Vorrichtung (6) für ein Einstellen der aktiven Länge einer Unruhspirale (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen zweiten Arm (61) aufweist, der sich zwischen einer verriegelten Position und einer Korrekturposition der Vorrichtung bewegen kann, wobei der zweite Arm ein erstes freies Ende (610) und ein zweites Ende (611) aufweist, das mit einem zweiten Paar von Stiften (19') in Eingriff steht, wobei das zweite Paar von Stiften (19') an dem Spiralklötzchenhalter (10) angebracht ist und in Bezug auf das Spiralklötzchen (8) und das erste Paar von Stiften (19) winkelversetzt ist, und zweite elastische Rückstellmittel (64, 65), die dazu eingerichtet sind, eine elastische Rückstellwirkung auf den zweiten Arm (61) auszuüben.
  3. Unabhängige Vorrichtung (6) für ein Einstellen der aktiven Länge einer Unruhspirale (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine zweite Kurvenscheibe (32) aufweist, die angeordnet ist, in den zweiten Arm (61) einzugreifen.
  4. Unabhängige Vorrichtung (6) für ein Einstellen der aktiven Länge einer Unruhspirale (5) nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kurvenscheibe (31, 32) eine radiale Kurvenscheibe mit einem Außenprofil ist.
  5. Unabhängige Vorrichtung (6) für ein Einstellen der aktiven Länge einer Unruhspirale (5) nach Anspruch 3 oder 4, wenn letzterer von Anspruch 3 abhängt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenscheiben (31, 32) um einen Winkel von mehr als 90° zueinander winkelversetzt sind.
  6. Unabhängige Vorrichtung (6) für ein Einstellen der aktiven Länge einer Unruhspirale (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn sich die Vorrichtung (6) in der verriegelten Position befindet, ein ebener Abschnitt jeder Kurvenscheibe (30, 31) in Kontakt mit dem jeweiligen Arm (60, 61) ist und, wenn sich die Vorrichtung (6) in der Korrekturposition befindet, eine Ecke oder ein Winkel der Kurvenscheibe (30, 31) in Kontakt mit dem jeweiligen Arm (60, 61) ist.
  7. Unabhängige Vorrichtung (6) für ein Einstellen der aktiven Länge einer Unruhspirale (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kurvenscheibe (30, 31) unabhängig von der Position des Trägheitsblocks (40, 41) in ständigem Kontakt mit dem freien Ende (600, 610) des jeweiligen Arms (60, 61) ist.
  8. Unabhängige Vorrichtung (6) für ein Einstellen der aktiven Länge einer Unruhspirale (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende (600) des ersten Arms (60) ein elastisch verformbares Einstellmittel aufweist, wobei das Einstellmittel die Form einer Blattfeder hat, deren erstes Ende an dem Arm befestigt ist und deren anderes Ende frei ist, wobei das freie Ende so angeordnet ist, dass es vorgespannt ist und die Länge des ersten Arms (60) einstellt.
  9. Unabhängige Vorrichtung (6) für ein Einstellen der aktiven Länge einer Unruhspirale (5) nach einem der Ansprüche 2, 3 und 4 bis 8, wenn letzterer von Anspruch 2 abhängt, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende (610) des zweiten Arms (61) ein elastisch verformbares Einstellmittel aufweist, wobei das Einstellmittel die Form einer Blattfeder hat, deren erstes Ende an dem Arm befestigt ist und deren anderes Ende frei ist, wobei das freie Ende so angeordnet ist, dass es vorgespannt ist und die Länge des zweiten Arms (61) einstellt.
  10. Unabhängige Vorrichtung (6) für ein Einstellen der aktiven Länge einer Unruhspirale (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel für ein Einstellen der elastischen Vorspannung aufweist, wobei die Einstellmittel die Form einer Schraube haben, wobei die Schraube durch das freie Ende verläuft und an dem Arm anliegt.
  11. Unabhängige Vorrichtung (6) für ein Einstellen der aktiven Länge einer Unruhspirale (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Paar von Stiften (19) über eine erste Auflage (8') an dem Spiralklötzchenhalter (10) befestigt ist, wobei der erste Arm (60) so angeordnet ist, dass er zwischen den ersten zwei Stiften (19) gleitet und in der Korrekturposition mit der äußeren Windung der Unruhspirale in Kontakt kommt.
  12. Unabhängige Vorrichtung (6) für ein Einstellen der aktiven Länge einer Unruhspirale (5) nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wenn sie von Anspruch 2 abhängen, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Paar von Stiften (19') über eine zweite Auflage (8") an dem Spiralklötzchenhalter (10) befestigt ist, wobei der zweite Arm (61) so angeordnet ist, dass er zwischen den zwei Stiften (19) verläuft und in der Korrekturposition mit der äußeren Windung der Unruhspirale in Kontakt kommt.
  13. Unabhängige Vorrichtung (6) für ein Einstellen der aktiven Länge einer Unruhspirale (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägheitsblock (21) eine feste Halbscheibe ist.
  14. Unabhängige Vorrichtung (6) für ein Einstellen der aktiven Länge einer Unruhspirale (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Luftdämpfer aufweist, wobei der Dämpfer die Form eines Körpers mit einem Hohlraum hat, der der Form des Trägheitsblocks ähnlich ist, wobei der Trägheitsblock so angeordnet ist, dass er in dem Hohlraum schwenkt.
  15. Unabhängige Vorrichtung (6) für ein Einstellen der aktiven Länge einer Unruhspirale (5) nach einem von Anspruch 3 oder der davon abhängigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine dritte, herzförmige Kurvenscheibe (33) aufweist, die auf der Welle (30) angebracht ist, wobei die dritte, herzförmige Kurvenscheibe so angeordnet ist, dass sie in eine Feder (24, 25) eingreift, wobei die Anordnung eine Nullrückstellungsvorrichtung für die Position des ersten und zweiten Arms (60, 61) bildet.
  16. Unabhängige Vorrichtung (6) für ein Einstellen der aktiven Länge einer Unruhspirale (5) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte, herzförmige Kurvenscheibe (33) der ersten und zweiten Kurvenscheibe (31, 32) überlagert ist.
  17. _Uhrentechnik-Uhrwerk (2), umfassend einen Oszillator (4, 5), wie beispielsweise eine Unruhspirale, und eine unabhängige Vorrichtung (6) für ein Einstellen der aktiven Länge der Unruhspirale (5), dadurch gekennzeichnet, dass die unabhängige Einstellvorrichtung (6) einem der vorhergehenden Ansprüche entspricht.
  18. Zeitmesser (1), umfassend ein Uhrentechnik-Uhrwerk (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Uhrentechnik-Uhrwerk (2) dem Anspruch 17 entspricht.
EP24153712.5A 2023-03-06 2024-01-24 Vorrichtung zur autonomen einstellung der aktiven länge einer spiralfeder Active EP4428626B1 (de)

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EP4428626A1 EP4428626A1 (de) 2024-09-11
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