EP4685578A1

EP4685578A1 - Unruh mit leichten trägheitseinstellelementen für uhrwerke

Info

Publication number: EP4685578A1
Application number: EP25189043.0A
Authority: EP
Inventors: Ömer TÜRKMEN; Lorenz Brunner; Jens Rehwald
Original assignee: Richemont International SA
Current assignee: Richemont International SA
Priority date: 2024-07-24
Filing date: 2025-07-11
Publication date: 2026-01-28
Also published as: CH721997A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Unruh zur Integration in ein Regulierorgan eines Uhrwerks, welche einen Reif (1), Speichen (2a,2b) und eine Schwingungsachse (4) aufweist, wobei der Reif (1) über die Speichen (2a,2b) mit der Schwingungsachse (4) der Unruh verbunden und aus zumindest einem ersten Material hergestellt ist, wobei die Unruh eine Vielzahl von verstellbar gelagerten Trägheitseinstellelementen (6) aufweist. Die Unruh zeichnet sich dadurch aus, daß die Gesamtheit der Trägheitseinstellelemente(6) aus einem zweiten Material hergestellt ist, wobei die Volumenmasse des zweiten Materials weniger als 6 g/cm³ beträgt.

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Regulierorgan einer Uhr, insbesondere auf eine Unruh zur Integration in ein Regulierorgan eines Uhrwerks, welche einen Reif, Speichen und eine Schwingungsachse aufweist, wobei der Reif über die Speichen mit der Schwingungsachse der Unruh verbunden und aus zumindest einem ersten Material hergestellt ist, wobei die Unruh eine Vielzahl von verstellbar gelagerten Trägheitseinstellelementen aufweist.

Hintergrund der Erfindung und Stand der Technik

Die Unruh ist das Organ, welches in Zusammenwirkung mit einer Rückstellfeder, wie etwa einer Spiralfeder, durch seine Schwingungen das Uhrwerk von Uhren, insbesondere von Armbanduhren, regelt. Bei einer Frequenz von beispielsweise 4 Hertz, was 28.800 Halbschwingungen pro Stunde bzw. 14.400 Schwingungen pro Stunde entspricht und wobei die Frequenz in der Uhrmacherei üblicherweise durch die Anzahl Halbschwingungen pro Stunde aus [A/h] ausgedrückt wird, muß die Unruh, die als eine Art ringförmiges Pendel angesehen werden kann, acht Halbschwingungen pro Sekunde vollführen, damit die Hemmung des Uhrwerks das Räderwerk in den richtigen zeitlichen Abständen freigibt und der Sekundenzeiger sich je Freigabe um einen Schritt weiterbewegt.
Damit eine mechanische Uhr präzise läuft, müssen die Schwingungen der Unruh sorgfältig eingestellt werden. In Anbetracht der Fertigungstoleranzen der Bauteile ist es für serienmäßig hergestellte Uhrwerke üblich, die Trägheitsmomente der zu verarbeitenden Unruhreife sowie die Steifigkeit der Spiralfedern vor deren Zusammenbau zu messen, diese je nach Abweichung von den Sollwerten zu sortieren und in Klassen einzuteilen und, darauf basierend, für die vorgesehene Schwingungsfrequenz jeweils Unruhreifen und Spiralfedern zueinander passender Klassen in einem Regulierorgan eines Uhrwerks zusammenzubauen. Herkömmlicherweise werden diese Bauteile in mehreren Klassen sortiert, üblicherweise in etwa 20 Klassen.
Damit eine mechanische Uhr mit einem Regulierorgan bzw. Uhrwerk der oben erwähnten Art stets verläßlich die Zeit anzeigt, muß die Unruh des Regulierorgans mit einer berechneten oder experimentell bestimmten Schwingungsdauer und Amplitude gleichmäßig hin und her schwingen. Liegt ein Gangfehler vor, so schwingt die Unruh zu schnell oder zu langsam, so daß die Uhr vor- oder nachgeht. Korrigiert werden kann dies unter anderem durch die Beeinflussung des Trägheitsmoments des Reifs.
Deswegen weisen zahlreiche Unruhen des Standes der Technik verstellbar gelagerte Trägheitseinstellelemente auf, welche eine Einstellung des Trägheitsmoments des Reifs in einem bestimmten Einstellbereich ermöglichen. Solche Trägheitseinstellelemente sind insbesondere in Form von Gewichtchen oder von Schrauben bekannt.
Bei Marinechronometern sind beispielsweise auf dem Reif aufgesteckte, verschiebbare Gewichtchen bekannt.
Auch die Druckschrift EP 4 194 964 offenbart einen Unruhreif mit vier Speichen, die jeweils einen radial verlaufenden Spalt aufweisen, wobei in den Spalten zwei Paare Gewichtchen radial verschiebbar gelagert sind. Das eine Paar weist schwerere Gewichtchen zur groben - und das zweite Paar leichtere Gewichtchen zur feinen Einstellung des Trägheitsmoments auf.
In vielen Uhrwerken kommen Unruhen der eingangs genannten Gattung zum Einsatz, wobei ihre Schwingungsfrequenz mit einer Vielzahl von meist am Reif angeordneten Regulierschrauben justiert werden kann, indem die Position der Schrauben relativ zur Schwingungsachse des Unruhreifs verändert wird. Dreht man diese Schrauben nach außen, werden die Schwingungen langsamer, dreht man sie nach innen, oszilliert der Reif schneller. Je nachdem, welcher Gangfehler auftritt, beschließt der Fachmann, wie er das Trägheitsmoment des Reifs mittels der Schrauben zu verändern hat.
Weiterhin sind im Stand der Technik gewöhnliche Unruhen mit einem zweimetallischen Reif bekannt. Andere Unruhen verwenden einen monometallischen, nicht aufgeschnittenen Reif, der mit einer selbstkompensierenden Spiralfeder gekoppelt ist. Auch diese Reife weisen üblicherweise eine Vielzahl an Regulierschrauben, die an ihrem Umfang angeordnet sind, auf.
Im Stand der Technik bestand der Grundgedanke bis dato darin, Schrauben oder Gewichtchen der oben erwähnten Art mit hoher Volumenmasse zu verwenden, um eine hohe Einstellwirkung zu erreichen. Der Grund hierfür ist natürlich, daß die Positionsverlagerung einer Schraube oder eines Gewichtchens umso stärker den Gang der Uhr verändert, je größer die verschobene Masse ist.
Nachteilig dabei ist, daß ein Fehler bei der Einstellung des Trägheitsmoments der Unruh einen Gangfehler des Uhrwerks der Uhr verursacht, der nur durch den Uhrmacher, also zeitaufwändig, berichtigt werden kann. Zum Beispiel führt ein Fehler von wenigen Grad bei der Drehung einer der besagten Regulierschrauben bei Verwendung von schweren Schrauben zu einer erheblichen Gangverschiebung. Falls beispielsweise bei einer Unruh des Standes der Technik ein Schraubenpaar aus Stahl zur Einstellung des Trägheitsmoments einer Unruh eines bestimmten Durchmessers benutzt wird, so wird pro Umdrehung von 360° des Schraubenpaars eine Gangverschiebung von etwa +/-41 Sek./Tag bewirkt, d. h. eine Schraube erzeugt eine Gangverschiebung von zirka +/- 20,5 Sek./Tag pro Umdrehung. Im Falle eines Fehlers von 10° Grad bei der Einstellung des Winkels einer Regulierschraube entspricht dies einem Gangfehler von etwa 0,57 Sek./Tag. Da eine Unruh in der Regel vier oder mehr Schrauben aufweist, kann die Gesamtabweichung also beträchtlich sein. Eine Feineinstellung auf einen gewünschten Wert ist daher für den Fachmann langwierig und schwierig.

Aufgabe der Erfindung

Um diesen Nachteil aufzuheben, ist daher eine verbesserte Unruh wünschenswert. Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Verwirklichung einer Unruh mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich der oben erwähnten Aspekte, respektive die Verwirklichung eines entsprechenden Regulierorgans.

Erfindungsgemäße Lösung

Die vorliegende Erfindung hat daher eine Unruh als Gegenstand, welche die im Anspruch 1 genannten Kennzeichen aufweist, sowie ein entsprechendes Regulierorgan und ein Uhrwerk, welche eine derartige Unruh aufweisen. Die Erfindung hat ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung eines Regulierorgans eines Uhrwerks mit einer solchen Unruh als Gegenstand.
Zur Verwirklichung der vorgenannten Ziele zeichnet sich der Erfindungsgegenstand insbesondere dadurch aus, daß die Gesamtheit der Trägheitseinstellelemente aus einem zweiten Material hergestellt ist, wobei die Volumenmasse des zweiten Materials weniger als 6 g/cm³ beträgt.
Durch die Verwendung von Trägheitseinstellelementen, insbesondere von Schrauben, nur aus einem leichten Material hat ein Handhabungsfehler von einigen Grad während der Einstellung des Trägheitsmoments der Unruh, d. h. etwa bei der Drehung der Schrauben, somit nur einen geringeren Gangfehler des Regulierorgans des Uhrwerkes bzw. der Uhr zur Folge. Durch die Verwendung von Gewichtchen aus einem leichten Material bedeutet ein Handhabungsfehler bei deren Verschiebung ebenfalls nur einen geringeren Gangfehler.
In spezifischen Ausführungsformen des Erfindungsgegenstands sind die besagten Trägheitseinstellelemente als Schrauben, respektive als Gewichtchen ausgeführt. In einer Ausführungsform sind die besagten Trägheitseinstellelemente verstellbar am Reif gelagert.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt die Volumenmasse des ersten Materials zwischen 6 g/cm³ und 22 g/cm³, insbesondere zwischen 6 g/cm³ und 9 g/cm³.
Gemäß weiteren Ausführungsformen ist das besagte erste Material unter den Kupferlegierungen, vorzugsweise Messing oder anderen Kuper-Zink-Legierungen (Cu-Zn) und Kupferberyllium (Cu-Be), vorzugsweise mit galvanischer Veredelung aus Edelmetall, oder unter den Goldlegierungen, insbesondere den 9ct-, 14ct- und 18ct-Goldlegierungen, ausgewählt.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt die Volumenmasse des zweiten Materials zwischen 0,5 g/cm³ und 6 g/cm³, insbesondere zwischen 3 g/cm³ und 5,5 g/cm³.
Gemäß einer Ausführungsform ist das besagte zweite Material ein Leichtmetall oder eine Leichtmetall-Legierung, wobei das besagte zweite Material vorzugsweise unter den Titanlegierungen, den Aluminiumlegierungen sowie den Magnesiumlegierungen und Magnesium-Lithium-Legierungen ausgewählt ist.
Gemäß weiteren Ausführungsformen ist das besagte zweite Material keramisch veredelt, vorzugsweise mittels einer keramischen Oberflächenbeschichtung einer Dicke von weniger als 10 µm, insbesondere einer Dicke von 1 µm bis 2 µm, vorzugsweise in Form einer Beschichtung aus Ceratanium.
Gemäß alternativen Ausführungsformen ist das besagte zweite Material ein keramisches Material, wobei das besagte zweite Material vorzugsweise aus der Gruppe von Materialien enthaltend Siliziumnitrid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid sowie Mischungen aus Aluminiumoxid und Zirkoniumoxid ausgewählt ist.
Gemäß einer Ausführungsform besteht die Gesamtheit der Trägheitseinstellelemente aus vier Schrauben, die in radialer Richtung und um 90° versetzt am Reif angeordnet sind und deren gesamte Einstellwirkung weniger als ± 140 Sek./Tag, vorzugsweise weniger als ± 125 Sek./Tag, beträgt.
Gemäß einer Ausführungsform besteht die Gesamtheit der Trägheitseinstellelemente aus Schrauben, deren Gewicht und Geometrie einschließlich des Gewindeschrittes so ausgewählt sind, daß eine Drehung einer Schraube um höchstens 45°, vorzugsweise um höchstens 30°, eine Veränderung des Ganges des zugehörigen Uhrwerks von weniger als 1 Sek./Tag bewirkt.
Gemäß einer Ausführungsform weist ein Verfahren zur Herstellung eines Regulierorgans eines Uhrwerks mit einer derartigen Unruh die Schritte auf

Zurverfügungstellung einer Serie von erfindungsgemäßen Unruhen,
Zurverfügungstellung einer Serie von Spiralfedern, die geeignet sind, mit diesen Unruhen ein Regulierorgan eines Uhrwerks zu formen,
Messung der Trägheitsmomente der Unruhen in der besagten Serie von Unruhen sowie der Steifigkeit der Spiralfedern in der besagten Serie von Spiralfedern vor deren Einbau in ein Uhrwerk,
Sortierung und Einteilung der Unruhen in der besagten Serie von Unruhen sowie der Spiralfedern in der besagten Serie von Spiralfedern je nach Abweichung von entsprechenden Sollwerten in 30 bis 40 Unruh- und Spiralfederklassen, insbesondere in 35 Unruh- und Spiralfederklassen,
Paarung einer Unruh- und einer Spiralfeder, die jeweils aus sich entsprechenden Unruh- und Spiralfederklasse gewählt werden,
- Zusammenbau der gepaarten Unruh und Spiralfeder zu einem Regulierorgan eines Uhrwerks.

Kurzbeschreibung der Abbildungen

Die beigefügten Abbildungen stellen beispielhaft eine Ausführungsform einer Unruh laut der vorliegenden Erfindung dar.
Die Abbildung 1 ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Unruh; die Abbildung 2 ist eine perspektivische Teilansicht derselben.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Im Folgenden soll die Erfindung nun mit Hilfe der erwähnten Abbildungen in einer ihrer Ausführungsformen beschrieben werden. Die erfindungsgemäße Unruh wird dabei schematisch und beispielhaft dargestellt, wiewohl dies keinerlei Beschränkung des Anwendungsbereichs der Erfindung darstellen soll.
Die in den Abbildungen 1 und 2 dargestellte Unruh umfaßt einen Reif 1 mit zwei Speichen 2a und 2b und arbeitet mit einer Spiralfeder 3 zusammen. Die Unruh 1 kann um die Schwingungsachse 4 schwingen. Die Unruh kann selbstredend mehr als zwei Speichen aufweisen. Der Reif 1 weist vier gleichartige U-förmige Einbuchtungen 5 auf, mit jeweils einem radialen Gewindeloch. In jedem Gewindeloch sitzt eine Schraube 6, die als Trägheitseinstellelement dient. Auch hier gilt, daß die Unruh natürlich mehr oder weniger als vier Einbuchtungen 5 und zugehörige Trägheitseinstellelemente bzw. Schrauben 6 aufweisen kann und diese beispielhafte Schilderung der Erfindung keinerlei Beschränkung darstellen soll. Letzteres gilt auch in dem Sinne, daß die Einbuchtungen 5 am Reif 1 in der beispielhaft in den Abbildungen dargestellten Ausführungsform nur zwecks Reduzierung des Luftwiderstandes und des Platzbedarfs der Schrauben 6 angebracht sind, dies aber keineswegs notwendig ist, so daß die Schrauben 6 auch an einem kreisförmigen Reif angeordnet werden können. Die Abbildung 2 ist eine Teilansicht einer jeweiligen Einbuchtung 5. Wie in der Abbildung 2 ersichtlich ist, weist der Reif 1 entlang der Einbuchtungen 5 einen Schlitz 7 auf, dessen Reifenabschnitte federnd auf einen Teil der Trägheitseinstellelemente wirken. Die durch diese Verfederung verstärkte Reibung zwischen dem Reif 1 und der jeweiligen Schraube 6 erleichtert die Handhabung bzw. die stufenlose Feinverstellung der Schrauben 6 und verhindert jegliches Loslösen oder Drehen einer Schraube 6 durch Vibrationen während der Schwingungen der Unruh.
So wie in den Abbildungen 1 und 2 beispielhaft illustriert, kann jede Schraube 6 von einer mittleren Position ausgehend nach links oder rechts gedreht werden, bevor sie in ihrer jeweiligen Einbuchtung 5 gegen die Wand des Reifs 1 stößt oder der Schraubenkopf über den äußeren Rand des Reifs 1 hervorragt. Insgesamt kann jede Schraube 6 dabei um etwa 2,5 bis 3 Vollumdrehungen gedreht werden.
Der Reif 1 ist aus zumindest einem ersten Material hergestellt und besteht vorzugsweise aus einer handelsüblichen Kupferlegierung, vorzugsweise Messing oder anderen Kupfer-Zink-Legierungen (Cu-Zn) und Kupferberyllium (Cu-Be). Alternativ kann der Reif 1 aus einer Goldlegierungen, insbesondere aus einer 9ct-, 14ct- und 18ct-Goldlegierung, bestehen. Allgemein beträgt die Volumenmasse des besagten ersten Materials zwischen 6 g/cm³ und 22 g/cm³, insbesondere zwischen 6 g/cm³ und 9 g/cm³. In einer bevorzugten Ausführungsform hat der Reif 1 ein Trägheitsmoment von 14 mg*cm², üblicherweise liegt das Trägheitsmoment im Bereich von 6 mg*cm² bis 18 mg*cm².
Die Gesamtheit der Trägheitseinstellelemente 6, d. h. vorzugsweise der Schrauben, ist aus einem zweiten Material hergestellt, vorzugsweise aus einem Leichtmetall oder einer Leichtmetall-Legierung. Insbesondere kann das zweite Material aus einer Titanlegierung bestehen, noch bevorzugter aus sogenanntem Ti Grad 5, welches eine Volumenmasse von 4,5 g/cm³ aufweist. Alternativ kann die Gesamtheit der Trägheitseinstellelemente 6 aus Aluminiumlegierungen, Magnesiumlegierungen oder Magnesium-Lithium-Legierungen hergestellt sein. Allgemein beträgt die Volumenmasse des zweiten Materials vorzugsweise weniger als 6 g/cm³. In besonders bevorzugten Ausführungsformen beträgt die Volumenmasse des zweiten Materials zwischen 0.5 g/cm³ und 6 g/cm³, in ganz besonders bevorzugten Ausführungsformen beträgt die Volumenmasse des zweiten Materials zwischen 3 g/cm³ und 5,5 g/cm³. Zudem kann das besagte zweite Material keramisch veredelt sein, vorzugsweise mittels Auftragung einer keramischen Oberflächenbeschichtung einer Dicke von weniger als 10 µm, insbesondere einer Dicke von 1 µm bis 2 µm. Die Beschichtung kann insbesondere in Form von Ceratanium aufgetragen werden.
Als weitere Alternative kann die Gesamtheit der Trägheitseinstellelemente 6 aus einem keramischen Material hergestellt sein, vorzugsweise aus Materialien auf der Basis von Siliziumnitrid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid oder einer Mischung aus Aluminiumoxid und Zirkoniumoxid. Schließlich kann die Gesamtheit der Trägheitseinstellelemente 6 alternativ auch aus einem Polymer hergestellt sein. Auch in diesen beiden Fällen, d. h. bei Trägheitseinstellelementen 6 aus einem keramischen Material oder aus einem Polymer, beträgt die Volumenmasse des zweiten Materials vorzugsweise weniger als 6 g/cm³.
Eine Umdrehung pro Schraubenpaar aus Ti Grad 5 bewirkt zum Beispiel bei einer Unruh mit einem Trägheitsmoment von 14 mg*cm², eine Gangänderung von +/- 24 Sek./Tag. Für eine Schraube liegt die Gangänderung also bei +/- 12 Sek./Tag pro Umdrehung. Dies entspricht einer Gangänderung von etwa 0,33 Sek/Tag bei einer Schraubenwinkeländerung von 10°.
Die geringere Einstellwirkung bei leichten Trägheitseinstellelementen bzw. Schrauben kann durch eine höhere Anzahl von Paarungsklassen im Herstellungsprozess ausgeglichen werden.
Demzufolge weist ein Verfahren zur Herstellung eines Regulierorgans eines Uhrwerks mit einer derartigen Unruh die folgenden Schritte auf:

Zurverfügungstellung einer Serie von erfindungsgemäßen Unruhen,
Zurverfügungstellung einer Serie von Spiralfedern 3, die geeignet sind, mit diesen Unruhen ein Regulierorgan eines Uhrwerks zu formen,
Messung der Trägheitsmomente der Unruhen in der besagten Serie von Unruhen sowie der Steifigkeit der Spiralfedern 3 in der besagten Serie von Spiralfedern vor deren Einbau in ein Uhrwerk,
Sortierung und Einteilung der Unruhen in der besagten Serie von Unruhen sowie der Spiralfedern 3 in der besagten Serie von Spiralfedern je nach Abweichung von entsprechenden Sollwerten in 30 bis 40 Unruh- und Spiralfederklassen, insbesondere in 35 Unruh- und Spiralfederklassen,
Paarung einer Unruh- und einer Spiralfeder 3, die jeweils aus sich entsprechenden Unruh- und Spiralfederklasse gewählt werden,
- Zusammenbau der gepaarten Unruh und Spiralfeder 3 zu einem Regulierorgan eines Uhrwerks.

Der Vollständigkeit halber sei hier erwähnt, daß es sich bei der Spiralfeder 3 um jegliche Art von vorbekannten Spiralfedern handeln kann und die Spiralfeder somit keine Einschränkung für die vorliegende Erfindung bewirkt. Insbesondere kann es sich um eine Spiralfeder flacher oder zylindrischer Form, um eine Spiralfeder des Breguet-Typs oder eines anderen bekannten Spiralfeder-Typs, sowie um eine Spiralfeder aus Metall oder Metalllegierungen, aus nichtmetallischem Material, aus anorganischem Material, und aus keramischem Material, insbesondere aus Material aus der Kohlenstoff-Silizium-Gruppe, vorzugsweise aus Silizium, handeln.

Beispiel

Ein Vergleich zwischen zwei Typen von Einstellschrauben mit identischer Geometrie, aber unterschiedlichen Volumenmassen, für eine Unruh mit einem Trägheitsmoment von 14 mg*cm² zeigt Folgendes (sofern nicht abweichend angegeben, handelt es sich um theoretische Werte):

Gesamter Einstellbereich einer Unruh mit 4 Schrauben, bei einer Klassenpaarung mit 20 Klassen für Unruh und Spiralfeder sowie Schrauben aus 1.4305-Stahl: ± 205 Sek./Tag, also insgesamt ein Einstellbereich von 410 Sek./Tag, wobei trotz dieses theoretischen Werts in der Praxis meist ein Einstellbereich von ± 150 Sek./Tag benutzt wird.
Gesamter Einstellbereich einer Unruh mit 4 Schrauben, bei einer Klassenpaarung mit 35 Klassen für Unruh und Spiralfeder sowie Schrauben aus Ti Grad 5: ± 120 Sek./Tag, also insgesamt eine Einstellbreite von 240 Sek./Tag.
Klassenbreite für die Unruh und die Spiralfeder bei einer Klassenpaarung mit 20 Klassen, wobei die Unruh mit 4 Schrauben aus 1.4305-Stahl ausgestattet sein soll: ± 79 Sek./Tag.
Klassenbreite für die Unruh und die Spiralfeder bei einer Klassenpaarung mit 35 Klassen, wobei die Unruh mit 4 Schrauben aus Ti Grad 5 ausgestattet sein soll: ± 46 Sek./Tag.
Benötigter Einstellbereich bzw. herstellerseitig üblicherweise gewährleistete Gangtoleranz einer industriell gefertigten Unruh mit 4 Schrauben aus1.4305-Stahl: ± 120 Sek./Tag, also insgesamt ein benötigter Einstellbereich bzw. eine Gangtoleranz von 240 Sek./Tag, so daß im Vergleich hierzu der oben erwähnte, in der Praxis meist benutzte Einstellbereich von ± 150 Sek./Tag eine Einstellreserve von ± 30 Sek./Tag zur Verfügung stellt.
Benötigter Einstellbereich bzw. herstellerseitig üblicherweise gewährleistete Gangtoleranz einer industriell gefertigten Unruh mit 4 Schrauben aus Ti Grad 5: ± 75 Sek./Tag, also insgesamt ein benötigter Einstellbereich bzw. eine Gangtoleranz von 150 Sek./Tag, so daß im Vergleich hierzu der oben erwähnte Einstellbereich von ± 120 Sek./Tag eine Einstellreserve von ± 45 Sek./Tag zur Verfügung stellt.

Im Detail kann dies auch folgendermaßen dargestellt werden:

Einstellwirkung durch 1 Umdrehung von 360° pro Schraubenpaar aus 1.4305-Stahl: ± 41 Sek./Tag; bei zwei Schraubenpaaren (4 Schrauben) und der Annahme von maximal 2,5 möglichen Umdrehungen je Schraube erklärt dies den oben erwähnten gesamten Einstellbereich einer mit 4 Schrauben aus 1.4305-Stahl ausgestatteten Unruh von ± 205 Sek./Tag.
Einstellwirkung durch 1 Umdrehung von 360° pro Schraubenpaar aus Ti Grad 5: ± 24 Sek./Tag.; bei zwei Schraubenpaaren (4 Schrauben) und der Annahme von maximal 2,5 möglichen Umdrehungen je Schraube erklärt dies den oben erwähnten gesamten Einstellbereich einer mit 4 Schrauben aus Ti Grad 5 ausgestatteten Unruh von ± 120 Sek./Tag.

Bei Verwendung von etwa 35 Klassen für die Unruh und die Spiralfeder im Falle der Nutzung von Schrauben aus Ti Grad 5, statt etwa 20 Klassen im Falle der Nutzung von Schrauben aus 1.4305-Stahl laut dem Stand der Technik, ist die Klassenbreite zwar enger, nämlich wie oben erwähnt ungefähr ± 46 Sek./Tag anstatt der vorbekannten Klassenbreite von ± 79 Sek./Tag bei 20 Klassen, dies ermöglicht auf Grund der höheren Anzahl von Klassen, nämlich etwa 30 bis 40 Klassen, aber dennoch, in etwa denselben Gesamtklassenpaarungsbereich zu überdecken (35 x ± 46 Sek./Tag = ± 1.610 Sek./Tag; 20 x ± 79 Sek./Tag = ± 1.580 Sek./Tag).
Vorzugsweise besteht die Gesamtheit der Trägheitseinstellelemente 6 der erfindungsgemäßen Unruh daher aus vier Schrauben, die in radialer Richtung und jeweils um 90° versetzt am Reif 1 angeordnet sind und deren gesamte Einstellwirkung weniger als ± 140 Sek./Tag, vorzugsweise weniger als ± 125 Sek./Tag, beträgt. Deren Gewicht und Geometrie einschließlich des Gewindeschrittes sind zudem so ausgewählt, daß eine Drehung einer Schraube um höchstens 45°, vorzugsweise um höchstens 30°, eine Veränderung des Ganges des Uhrwerks von weniger als 1 Sek./Tag bewirkt.
Für die erfindungsgemäßen Trägheitseinstellelemente bzw. Schrauben kann auch durch thermische Keramisierung, z. B. gemäß den Patentschriften US 9,382,607 , US 9,303,306 , US 9,382,606 oder US 8,262,814 , veredeltes Titan, das dem Fachmann unter der Bezeichnung Ceratanium bekannt ist, verwendet werden. Ceratanium besteht aus einer Titanlegierung, deren Oberfläche sich durch eine spezifische Wärmebehandlung in eine keramische Schicht umwandelt. Dabei handelt es sich um eine gewachsene Diffusionsschicht und nicht um eine konventionelle Beschichtung. Daher ist Ceratanium besonders widerstandsfähig und kratzfest. Es ist um etwa ein Drittel leichter als Stahl und sehr hautverträglich. Die Zusammensetzung von Ceratanium liegt bei 51 % Titan und 49 % Zirkoniumdioxid (in Masse-%). So hergestellte Trägheitseinstellelemente bzw. Schrauben wiesen eine Volumenmasse von 5,3 g/cm³ auf. Zu bemerken wäre hier noch, daß die Keramikschichtdicke bei Uhrenbauteilen, die zur Ausstattung verwendet werden, üblicherweise etwa 10 µm beträgt. Für Uhrwerksbauteile, die keinem Verschleiß unterliegen, kann die Schicht auch dünner sein, insbesondere etwa 1 µm bis 2 µm.
Eine erfindungsgemäße Unruh erlaubt eine äußerst einfache Handhabung und verwirklicht auf elegante Art und Weise eine Vorrichtung zur Einstellung des Trägheitsmoments der Unruh.
Aus dem Vorgesagten wird auch deutlich, daß die vorliegende Erfindung insbesondere auch auf ein Regulierorgan sowie auf ein Uhrwerk, welches eine erfindungsgemäße Unruh aufweisen, sowie auf eine Uhr mit einem entsprechenden Uhrwerk gerichtet ist.
Zudem verdeutlicht die obige, detaillierte Beschreibung der erfindungsgemäßen Unruh, daß die vorliegende Erfindung auf optimale Art und Weise erlaubt, deren Funktion durch einfach gehaltene Gestaltungsmerkmale zu optimieren, dies ohne die Notwendigkeit von strukturellen Änderungen am Unruhreif selbst. Daher weist eine erfindungsgemäße Unruh auch den Vorteil auf, mit vorbekannten Bauteilen verwendet werden zu können. Die Hauptvorteile der Erfindung sind jedoch, daß eine erfindungsgemäße Unruh mit nur leichten Trägheitseinstellelementen der oben beschriebenen Art eine Feinjustierung des Trägheitsmoments der Unruh erlaubt, die auf Grund der verbesserten Kontrolle der Fertigungstoleranzen in heutigen Fertigungsverfahren von Uhrenbauteilen ausreichend ist und bei Fehleinstellungen nur zu geringen Gangabweichungen des Uhrwerks führt.

Liste der Verweiszeichen

Nr.	Element

1	Reif
2a, 2b	Speichen
3	Spiralfeder
4	Schwingungsachse
5	Einbuchtung
6	Schraube
7	Schlitz

Claims

Unruh zur Integration in ein Regulierorgan eines Uhrwerks, welche einen Reif (1), Speichen (2a,2b) und eine Schwingungsachse (4) aufweist, wobei der Reif (1) über die Speichen (2a,2b) mit der Schwingungsachse (4) der Unruh verbunden und aus zumindest einem ersten Material hergestellt ist, wobei die Unruh eine Vielzahl von verstellbar gelagerten Trägheitseinstellelementen (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtheit der Trägheitseinstellelemente (6) aus einem zweiten Material, dessen Volumenmasse weniger als 6 g/cm³ beträgt, hergestellt ist.
Unruh gemäß dem der vorhergehenden Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Trägheitseinstellelemente (6) Schrauben oder Gewichtchen sind.
Unruh gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Trägheitseinstellelemente (6) verstellbar an besagtem Reif (1) gelagert sind.
Unruh gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenmasse des besagten ersten Materials zwischen 6 g/cm³ und 22 g/cm³, insbesondere zwischen 6 g/cm³ und 9 g/cm³, beträgt.
Unruh gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte erste Material unter den Kupferlegierungen, insbesondere Messing oder anderen Kupfer-Zink-Legierungen (Cu-Zn) und Kupferbryllium (Cu-Be), ausgewählt ist.
Unruh gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte erste Material unter den Goldlegierungen, insbesondere den 9ct-, 14ct- und 18ct-Goldlegierungen, ausgewählt ist.
Unruh gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenmasse des zweiten Materials zwischen 0,5 g/cm³ und 6 g/cm³, insbesondere zwischen 3 g/cm³ und 5,5 g/cm³, beträgt.
Unruh gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte zweite Material ein Leichtmetall oder eine Leichtmetall-Legierung ist, wobei das besagte zweite Material vorzugsweise unter den Titanlegierungen, den Aluminiumlegierungen sowie den Magnesiumlegierungen und Magnesium-Lithium-Legierungen ausgewählt ist.
Unruh gemäß dem vorhergehenden Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte zweite Material keramisch veredelt ist, vorzugsweise mittels einer keramischen Oberflächenbeschichtung einer Dicke von weniger als 10 µm, insbesondere einer Dicke von 1 µm bis 2 µm, vorzugsweise in Form einer Beschichtung aus Ceratanium.
Unruh gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte zweite Material ein keramisches Material ist, wobei das besagte zweite Material vorzugsweise aus der Gruppe von Materialien enthaltend Siliziumnitrid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid sowie Mischungen aus Aluminiumoxid und Zirkoniumoxid ausgewählt ist.
Unruh gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtheit der Trägheitseinstellelemente (6) aus vier Schrauben (6) besteht, die in radialer Richtung und jeweils um 90° versetzt am Reif (1) angeordnet sind und deren gesamte Einstellwirkung weniger als ± 140 Sek./Tag, vorzugsweise weniger als ± 125 Sek./Tag, beträgt.
Unruh gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtheit der Trägheitseinstellelemente (6) aus Schrauben besteht, deren Gewicht und Geometrie einschließlich des Gewindeschrittes so ausgewählt sind, daß eine Drehung einer Schraube um höchstens 45°, vorzugsweise um höchstens 30°, eine Veränderung des Ganges des Regulierorgans des Uhrwerks von weniger als 1 Sek./Tag bewirkt.
Regulierorgan eines Uhrwerks, welche eine Unruh laut einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12 aufweist.
Uhrwerk, welche eine Unruh laut einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12 oder ein Regulierorgan laut dem vorhergehenden Anspruch 13 aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Regulierorgans eines Uhrwerks gemäß dem vorhergehenden Anspruch 13, wobei das Verfahren die Schritte aufweist
- Zurverfügungstellung einer Serie von Unruhen laut einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12,

- Zurverfügungstellung einer Serie von Spiralfedern (3), die geeignet sind, mit diesen Unruhen ein Regulierorgan eines Uhrwerks zu formen,

- Messung der Trägheitsmomente der Unruhen in der besagten Serie von Unruhen sowie der Steifigkeit der Spiralfedern (3) in der besagten Serie von Spiralfedern vor deren Einbau in ein Uhrwerk,

- Sortierung und Einteilung der Unruhen in der besagten Serie von Unruhen sowie der Spiralfedern (3) in der besagten Serie von Spiralfedern je nach Abweichung von entsprechenden Sollwerten in 30 bis 40 Unruh- und Spiralfederklassen, insbesondere in 35 Unruh- und Spiralfederklassen,

- Paarung einer Unruh- und einer Spiralfeder (3), die jeweils aus sich entsprechenden Unruh- und Spiralfederklasse gewählt werden,

- Zusammenbau der gepaarten Unruh und Spiralfeder (3) zu einem Regulierorgan eines Uhrwerks.