WO2010130059A1 - Automatikuhr - Google Patents

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WO2010130059A1
WO2010130059A1 PCT/CH2010/000115 CH2010000115W WO2010130059A1 WO 2010130059 A1 WO2010130059 A1 WO 2010130059A1 CH 2010000115 W CH2010000115 W CH 2010000115W WO 2010130059 A1 WO2010130059 A1 WO 2010130059A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
movement
axis
clock
rotation
housing
Prior art date
Application number
PCT/CH2010/000115
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English (en)
French (fr)
Inventor
frank Jutzi
Original Assignee
Altmann Casting Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Altmann Casting Ag filed Critical Altmann Casting Ag
Priority to CH01821/11A priority Critical patent/CH703487B1/de
Publication of WO2010130059A1 publication Critical patent/WO2010130059A1/de

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • 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
    • G04B5/00—Automatic winding up
    • G04B5/02—Automatic winding up by self-winding caused by the movement of the watch
    • G04B5/16—Construction of the weights
    • G04B5/165—Weights consisting of several parts
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • 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
    • G04B5/00—Automatic winding up
    • G04B5/02—Automatic winding up by self-winding caused by the movement of the watch
    • G04B5/04—Automatic winding up by self-winding caused by the movement of the watch by oscillating weights the movement of which is limited

Definitions

  • the invention relates to a clock with a housing and a movement, wherein the movement comprises a drive with an energy storage device for driving the movement, a charge mass and a charging device for charging the energy storage device, wherein the charging device can be actuated by a movement of the charge mass. Furthermore, the invention relates to a corresponding movement. State of the art
  • Watches are typically used to display the time or time differences. They come in many different embodiments, with clocks can be subdivided by the nature of their movement, for example, in purely mechanical, electro-mechanical and fully electronic watches. There are also special clocks such as sundials or hourglasses. Clocks with (at least partially) mechanical clockwork need to keep the clock of the movement going, energy. This can be provided in many ways. So there are watches that use their energy z. B. from a battery, a rechargeable accumulator or from the potential energy of a tensioned spring or a raised mass. But many other energy sources such as steam engines are conceivable and at least partially already realized. Often, the energy required for the operation of a clock is stored in an energy store, which is either integrated in the clock or can be provided externally.
  • the rotor does not drive the generator directly, but attracts a small barrel. Whenever it is fully wound up, it automatically shuts down and powers the generator.
  • the object of the invention is therefore to provide a the technical field mentioned above clock, which allows a watch designer additional freedom in the design of the clock and allows alternative embodiments of the known clocks. Last but not least, it should also enable a watch designer to build visually appealing and decorative watches with a new inner life.
  • the watch comprises a housing and a movement, wherein the movement comprises a drive with an energy storage device for driving the movement. Furthermore, the movement comprises a charging mass and a charging device for charging the energy store, wherein the charging device can be actuated by a movement of the loading mass.
  • the charging mass now comprises at least one body arranged loosely in the housing.
  • the load mass corresponding rotor mounted on or in the housing or the movement, and that it is typically attached to a physical axis and stored so that it is rotatable about this axis.
  • the at least one body of the charge mass is just loosely arranged in the housing, that is connected to neither the housing nor the movement, so that it can move freely in the housing substantially.
  • the body now actuates the charging device, which in turn charges the energy store accordingly.
  • the mass required for the actuation of the charging device can in principle be distributed as desired in the housing.
  • the at least one body can be arranged where sufficient space is available. In a clock designed in the usual frame, this is usually along the inner circumference of the
  • Watch case In the center of the watch case is namely the movement, wherein the outer diameter of the movement is usually smaller than the inner diameter of the watch case, so outside around the clockwork space for the body is available. Ie. unlike the rotor, in comparison with most others
  • Components of a clockwork precipitates outright and which is attached to the usually positioned in the center of the clock housing axis of rotation and thus also requires a lot of space in the center, the at least one body outside the center can be arranged so that less space is needed in the center or more space is available for other functions.
  • the clockwork is typically formed in many conventional watches as a compact, flat, cylindrical, usually circular cylindrical unit, and has no protruding elements that extend beyond the (imaginary or actually existing cylindrical) boundary surface. Also, the rotor is completely within this boundary surface, virtually arranged within the movement housing and in the
  • the movement is at least partially, preferably housed completely in the housing.
  • the loading device can be actuated by the body loosely arranged in the watch case, this is now, in contrast to the known movements, preferably designed such that it has a protruding, d. H. a protruding beyond the actual boundary surface of the movement element comprises, which can detect a movement of the body in the watch case but outside of the movement housing.
  • loading mass includes the rotor known from the prior art, but is more comprehensive. Namely, the rotor typically consists of a single, niksektor-, usually more or less semicircular structure which is fixed in the watch case such that it is rotatable about an axis of rotation.
  • charge mass is to be understood as meaning both a single and also an accumulation of two or more bodies, which moreover are arranged loosely.
  • watches In addition to the visual display of time, watches often also perform other functions such as displaying additional data (seconds, day, date, etc.), alarms, audible time displays, and many more functions. For a higher precision watches usually also include other technical features such. As a gear control, etc. These additional features are related to the present invention of no or only minor importance, so that will not be discussed in more detail below.
  • the design of the at least one body is arbitrary in itself selectable, as long as it is in addition to the clockwork and the remaining existing components such as dial, pointer, etc. place in the housing.
  • the watch case and the body can be made of correspondingly low-friction material or the outer shape of the body is designed such that the body rolls in the housing. Although an elliptoid or similar shape would be suitable for this purpose, but in a preferred embodiment, the body is designed as a ball.
  • the loading mass advantageously comprises two or more such bodies, which are decoupled from one another in the housing movable.
  • the loading mass advantageously comprises two or more such bodies, which are decoupled from one another in the housing movable.
  • the energy storage is designed to store electrical energy (or more precisely, to store energy which can be obtained in the form of electrical energy), for example as an accumulator, battery, capacitor or coil.
  • the charging device is designed as a generator. The charge mass drives the generator during a movement, which thus loads the energy store, for example the capacitor.
  • the stored energy in the capacitor is finally used, as in a quartz movement, to derive a clock signal from the oscillator quartz-stabilized frequency of an electronic oscillator.
  • the design of the energy store and the charging device corresponds to that of a purely mechanical Automatic movement.
  • the loading device is designed as an elevator mechanism and the energy storage as an elevator spring.
  • the term elevator mechanism is often colloquially understood as meaning a non-exclusive mechanical device. In the present context, this term as the name implies, however, to a purely mechanical design of the device for mounting the elevator spring indicate.
  • the elevator spring is shortened simply referred to as a spring.
  • the loading mass actuates the elevator mechanism during a movement, which in turn tensions the spring.
  • the stored in the spring potential energy is then delivered controlled and typically implemented in a rotational movement of one or more pointer axes on which one or more hands are attached to display the time.
  • the elevator mechanism serves to translate a movement of the body loosely arranged in the watch case into a movement to wind the spring.
  • the elevator mechanism preferably comprises a lever which is mounted rotatably about a rotation axis and which can be displaced by the movement of the body into a rotation about the axis of rotation.
  • This rotatably mounted lever is used in this embodiment of an inventive clock together with the movable body so to speak as a replacement for the rotor of a conventional automatic watch.
  • the lever since the lever is not used as the rotor in an automatic watch for generating a torque, but only for transmitting the torque exerted by the movable body on the lever, the moment of inertia of the lever itself should be as low as possible. Accordingly, the lever is formed as easily as possible with advantage. However, it should be strong enough to transmit the torque generated by the body without plastic deformation.
  • the axis of rotation may be a physical axis, for example in the form of a shaft arranged at the location of the axis of rotation.
  • This shaft which may of course also be designed as a hollow shaft, for example, is arranged coaxially with the pointer axes in the center of the watch case.
  • the rotation of the lever is then transmitted as usual in an automatic movement with the help of a gear train on the elevator spring and this tensioned.
  • the axis of rotation is formed as a purely geometric axis of rotation, but this is typically also coaxial with the pointer axes in the center of the clock.
  • the lever is attached to a hoop or ring which is rotatably mounted on the movement or else in the clock about this axis of rotation.
  • the elevator mechanism in this case comprises a gear, with which a rotation of the tire about the axis of rotation in a lift movement for tensioning the spring is convertible or translatable.
  • This hoop is for example mounted on its outside and has on its inside an internal toothing.
  • the transmission which is typically fixed in relation to the housing, in this case comprises a toothed wheel which engages in the internal toothing of the hoop and thus absorbs the rotation of the hoop and transmits it to the elevator spring.
  • the transmission may be unidirectional, so that only the rotational movement of the tire in a certain direction of rotation can be used for mounting the spring.
  • the transmission is bidirectional, i. H. formed such that each rotation of the hoop can be used regardless of the direction of rotation for mounting the spring. This function of the transmission is achieved for example by two arranged in a known manner and cooperating ratchet wheels.
  • the movable body is arranged loosely in the housing, so that it can essentially move freely in the interior of the housing.
  • the body does not have the entire housing interior available for its movements, but can only move in those areas which are not occupied by other elements of the clock. It may happen that the body also moves in areas of the housing that are not covered by the charging device or can be. So that as many movements of the body can be detected by the charging device and used for charging the energy store, the housing comprises at least one track or a kind of channel, in which or which of the bodies loosely arranged and free is mobile.
  • This web is defined or limited, for example, by structural means such as corresponding partitions, a three-dimensional grid structure or a tubular structure.
  • the loader comprises a dog which is attached to the lever and projects into this track.
  • the track boundary is therefore advantageously not completely closed, but comprises at least one slot-like, circular opening through which the driver engages in the path of the body and in which the driver can rotate about the axis of rotation.
  • This web may comprise one or more individual sections, which may be separate from each other. This can be provided per section, for example, a separate lever and / or driver. However, such a track is advantageously closed, which results in an annular track.
  • the web is preferably circular and arranged around the central axis of the clock that the center of this circular path coincides with the center of the clock.
  • the clock according to the invention is kept in motion, it must therefore be set in motion. Ie. it must be at least temporarily a relative movement between the
  • Object such as a vehicle are attached or installed. But this includes all the watches that a person carries on or with him. For attachment to a
  • Garment (pinch, plug in etc.) are such watches, for example, with a
  • a fastening device for attachment to the wrist of the watch carrier has.
  • This attachment device is usually provided in the 6 o'clock and the 12 o'clock position of the timepiece in order to be able to fasten, for example, a bracelet of suitable size and design.
  • This fastening device can, for. B. be formed in the manner of known lugs.
  • the movement of the watch in daily use is sufficient to sufficiently charge the energy storage of the clock, so that the operation of the clock is ensured.
  • many such watches include a possibility of manually actuating the loader, for example one on one Axis-mounted, rotatable crown whose rotation is transmitted via the axis on the loading device (or directly the elevator spring).
  • the energy storage can be loaded manually by turning the crown, for example, be wound up.
  • the charging device in a clock according to the invention preferably also comprises a manually operable control element for charging the energy store. But it is of course possible to provide no such control.
  • watch winders For loading the energy storage of such watches, so-called watch winders are also known, which move a clock mechanically in motion and hold.
  • such clocks include for displaying the time at least one pointer which is rotatably mounted about an axis hereinafter referred to as a pointer axis. Most are provided at least one hour and a minute hand, which are rotatable about the same pointer axis, the pointers are mounted on coaxial physical (hollow) waves.
  • a pointer axis preferably a pointer axis.
  • the pointers are mounted on coaxial physical (hollow) waves.
  • watches typically also comprise an adjusting device, which in particular is manually operable.
  • this adjusting device is designed such that it is rotatable about an adjusting axis, wherein the adjusting axis is aligned parallel to the pointer axis.
  • the adjustment axis may coincide with that axis about which the crown mentioned above is rotatable for manual actuation of the loading device.
  • the same crown can also be used to actuate the adjusting device, whereby the same crown can be adjusted in a known manner in such a way that either the loading device or the adjusting device can be actuated.
  • An inventive movement for a clock with a housing in which the movement is housed in whole or in part or in which it is integrated accordingly includes a drive with an energy storage device for driving the movement and a charging device for charging the energy storage and is characterized by the loading device can be actuated by a movement of at least one body arranged loosely in the watch case.
  • the movement for this purpose comprises an element which protrudes beyond the actual boundary surface of the movement, wherein this element can be mounted around a physical or geometric axis of rotation arranged in the region of the center of the movement.
  • a movement of the body is not mechanically transferred to the energy storage, but electromagnetically.
  • the body or bodies could be designed, for example, as a permanent magnet. If the balls now move inside the clock in a wire winding, then at the ends of this
  • Wire winding induces a voltage that can be used to charge a rechargeable battery.
  • the wire winding forming a coil could be wound in a toroidal fashion along the inner circumference of the watch case so that the balls inside this wire winding can move annularly in the watch.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a novel clock in a
  • FIG. 2 shows the clock of FIG. 1 in a lateral or partial sectional view from the side;
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a further embodiment of a clock according to the invention in a partial view or partial sectional view from below;
  • Fig. 4 shows a schematic detail view of a storage of a hoop with
  • FIG. 5 shows a schematic detail view of a further embodiment variant of a guide of the movable bodies in the interior of a clock according to the invention.
  • FIGS. 1 and 2 schematically show a first embodiment of a timepiece 1 according to the invention in the form of a wristwatch (the wristband itself is not shown).
  • Fig. 1 shows the clock 1 from above, ie with a view towards the (not shown here) dial and Fig. 2 from the side, wherein the clock 1 is shown in both views at least partially open or in a kind of sectional view.
  • the clock 1 comprises a housing 2 with a centrally arranged, essentially round movement 3. Since the outer diameter of the movement 3 is smaller than the inner diameter of the housing 2, results in the housing 2 around the movement 3 around a space 4. In this Free space 4, a plurality of balls 5 loosely arranged so that they can move freely in this space 4.
  • a separating device 7 is additionally provided in the housing 2, which separates the lower inner region 2.1 from the upper inner region 2.2 of the housing.
  • This separator 7 may be formed in any shape, for example as a continuous plate, as individual bars or plates, or as a kind of lattice structure. It should only be designed so that a ball 5 can not pass from the lower to the upper inner region 2.2 of the housing 2.
  • this separating device 7 is formed as a single circular ring 7.1, which is held by a plurality of webs 7.2 on the housing 2. If the watch has a dial or a similar structure, this can of course also be used as a separator.
  • Fig. 2 further shows a cover 18, which consists for example of glass and with which the housing 2 is closed at the top.
  • the clock 1 further comprises a lever, referred to here as a sensing arm 12, which is also rotatably mounted about the central axis 10 and which has at its outer end a driver 13 which projects into the free space 4.
  • the probe arm 12 is located directly above the movement 3 but below the separator 7, it can, for. B. but also be arranged below the movement 3.
  • the sensing arm 12 is freely rotatable about the axis 10, which is indicated by the double arrow 14. Since the balls 5 loosely, that are not attached to the movement 3 on the housing 2, they cause due to their inertia and / or gravity, a relative movement to the clock 1 from. Ie. they move in the free space 4 back and forth or around. Such a movement of a ball 5 is indicated by the arrow 15.
  • This rotational movement 16 of the sensing arm 12 now corresponds to a rotational movement of a known automatic watch and is used as in such an automatic watch in a known manner for loading a lift spring, which is integrated in the movement 3 and therefore not shown separately.
  • the balls 5 are therefore made of a material of high density, preferably of ceramic, a metal or heavy metal such as iron, brass, silver, gold, tungsten, platinum or corresponding alloys.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a further embodiment of a clock 101 according to the invention in a partial view or a partial sectional view from below.
  • the clock 101 in turn comprises a housing 102 with a movement 103 housed therein, wherein a free space 4 is formed, in which a plurality of balls 5 are arranged loosely.
  • a sensing arm 1 12 is present. Also, this is rotatably mounted about the central axis 10, wherein this axis 10 in this case is a purely geometric axis of rotation, because the sensing arm 1 12 is not connected as shown in FIGS. 1 and 2 with a arranged in the center of the clock physical axis.
  • the sensing arm 1 12 is rather attached to a ring or hoop 1 19, which in turn is rotatably mounted in the housing 102 or on the movement 103 (double arrow 14).
  • the storage takes place depending on the specific design of the clock and the hoop, for example via a sliding or rolling bearing. Typically, a ball bearing is used for the storage of the hoop. The operation is similar to the clock 1 of FIGS.
  • the hoop 1 19 with the sensing arm 1 12 may in turn be arranged above or below the movement 103, wherein it is arranged below the movement 103 in this example.
  • the hoop 1 19 can also be arranged with the scanning arm 12 at any other height of the movement 103.
  • the gear train 120 comprises a gear, which is realized here as a reduction with two successively connected, so-called automatic wheels 124 and 125.
  • the automatic wheels 124, 125 transmit the rectential rotation of the ratchet wheels to a ratchet wheel 126. The latter, in turn, retracts the spring typically housed in a barrel (not shown).
  • the diameter of the hoop 1 19 is typically in the order of magnitude of the diameter of the movement 103, as in this example, but in principle can also be significantly smaller or larger. It could, for example, be in the region of the inner diameter of the housing 102.
  • the hoop would then advantageously be rotatably mounted on the inside of the housing 102 (on a side wall, on the floor or on the cover) and the feeler arm would be directed inwards into the free space 4. Accordingly, the mechanism for transmitting a rotation of the tire to the ratchet wheel would have to be adjusted.
  • the positioning of the hands takes place in such watches typically by rotating an adjusting axis arranged radially to the central axis 10 (typically designed as a shaft or hollow shaft), which usually runs in the 3/9 o'clock direction. Since such an arrangement in this embodiment of the clock with freely movable balls 5 in the free space 4 is not possible or only with difficulty, the adjusting axis 127 is here aligned parallel to the central axis 10 and suitably positioned. It can be rotated by means of a at the lower end of the adjusting shaft 127, ie in the region of the bottom of the clock 101 arranged crown (not shown).
  • an additional elevator axle with crown can be provided. This in turn could be aligned parallel to the central axis and suitably positioned.
  • the manual winding of the clock by means of the adjusting axis and the crown wheel mounted thereon, wherein the adjusting axis is designed to be adjustable in a known manner.
  • ratchet wheels can be omitted, for example, the ratchet wheel 122. It is of course also possible to use a rocker changer or another Drehsinn Dermatrichter to rectify the rotation of the hoop 1 19 ,
  • FIG. 4 is a schematic detail view of a possible embodiment of a bearing for the storage of a hoop 219 is shown with a probe arm 212, wherein the clock is shown with its rear side upwards.
  • the clock comprises an outer housing 202.1 and an inner housing 202.2.
  • the outer housing 202.1 is closed on the back with a bottom 235, wherein the bottom is made for example of glass.
  • the movement 203 is arranged and the movement 203 is on the upper side of a work plate 228 (board, bridges, etc.) attached.
  • the free space 4 is created here in the interior of the outer housing 202.1 on the left in the illustration of FIG. 4 side of the inner housing 202.2.
  • the ball bearing 229 comprises, for example, an inner ring 229.1, which is pressed onto the work plate 228.
  • the hoop 219 in turn is attached to an outer ring 229.2 of the ball bearing 229 (for example, in turn pressed on), wherein the hoop 219 a sensing arm 212 is attached.
  • an internal toothing 221 is arranged at its upper edge.
  • a ratchet wheel 222 is rotatably mounted, which engages in the internal toothing 221.
  • the balls in the free space 4 inside the clock could each move more or less freely, with only a separator made sure that the balls did not collide with the hands or usually made of glass watch cover.
  • FIG. 5 now shows a schematic detail view of a further embodiment for the arrangement of the balls inside the clock.
  • FIG. 5 shows, as it were, the continuation of FIG. 4 in the direction of the outer housing wall.
  • a plurality of rings 331 are arranged, which rotate coaxially to the central axis of the clock. These rings 331 are spaced apart from one another, so that a toroidal free space 332 revolving around the center of the clock is created between them.
  • the arrangement of the rings 331 is now chosen such that the cross section of this free space 332 is formed substantially circular surface, wherein the diameter of this circular surface-like free space 332 is greater than the diameter of the balls 5.
  • the rings 331 are arranged in such a way that the outer wall 333 of the outer housing 302.1 forms a further boundary of this circular surface-like free space 332 forms. Through the bridge 334, which is in the watch case, here attached to the outer housing 302.1, the rings 331 are held in the watch case.
  • the sensing arm 312 in this example leads radially outward between the rings 331 and the bottom 335 of the timepiece. Its tip is bent downwards and slightly inwards and forms a driver 313, which projects into the free space 332. If the balls strike the carrier 313 during a movement in the free space 332, the sensing arm 312 is set into a rotational movement, which can be used to mount the clock as described above.
  • the balls are now arranged loosely in this toroidal clearance 332 and can move freely in this, but are guided by the rings 331 and the outer wall 333. In this way, the movements of the balls can be used as efficiently as possible to wind up the clock.
  • the hoop or the sense arm each rotated about an axis of rotation coincident with the central axis of the watch.
  • the axis of rotation of the hoop or the sense arm each rotated about an axis of rotation coincident with the central axis of the watch.
  • sensing arm can basically also be arranged decentrally. Or it can be provided several rotatable about the same or different axes of rotation sensing arms, which are coupled together or also independently rotatable. Likewise, a plurality of sensing arms may be attached to a hoop or there may be a plurality of hoops which in turn rotate about the same or different axes of rotation.

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Abstract

Bei einer automatischen Uhr mit einem Gehäuse (2) umfasst das Uhrwerk (3) einen Antrieb mit einem Energiespeicher, beispielsweise einer Aufzugfeder, zum Antreiben des Uhrwerks (3). Eine Ladevorrichtung, beispielsweise einen Hebel (12) mit nach geschaltetem Räderwerk, dient zum Laden des Energiespeichers, wobei die Ladevorrichtung erfindungsgemäss durch eine Bewegung eines lose im Gehäuse (2) angeordneten Körpers (5) betätigt wird.

Description

Automatikuhr
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Uhr mit einem Gehäuse und einem Uhrwerk, wobei das Uhrwerk einen Antrieb mit einem Energiespeicher zum Antreiben des Uhrwerks, eine Lademasse und eine Ladevorrichtung zum Laden des Energiespeichers umfasst, wobei die Ladevorrichtung durch eine Bewegung der Lademasse betätigbar ist. Weiter betrifft die Erfindung ein entsprechendes Uhrwerk. Stand der Technik
Uhren (oder Chronometer, wie präzise und typischerweise mechanische Uhren auch bezeichnet werden) dienen typischerweise zum Anzeigen der Uhrzeit bzw. von Zeitdifferenzen. Es gibt sie in vielen verschiedenen Ausführungsformen, wobei sich Uhren nach der Art ihres Uhrwerks beispielsweise in rein mechanische, elektromechanische und vollelektronische Uhren unterteilen lassen. Hinzu kommen Spezialuhren wie etwa Sonnenuhren oder Sanduhren. Uhren mit einem (zumindest teilweise) mechanischen Uhrwerk benötigen, um den Taktgeber des Uhrwerks in Gang zu halten, Energie. Diese kann in vielfältiger weise bereitgestellt werden. So gibt es Uhren, die ihre Energie z. B. aus einer Batterie, einem aufladbaren Akkumulator oder aus der potentiellen Energie einer gespannten Feder oder einer angehobenen Masse beziehen. Aber auch viele andere Energiequellen wie etwa Dampfmaschinen sind denkbar und zumindest teilweise auch schon realisiert worden. Häufig wird die für den Betrieb einer Uhr benötigte Energie in einem Energiespeicher gespeichert, welcher entweder in die Uhr integriert ist oder auch extern vorgesehen sein kann.
Neben Gewichtszügen waren bzw. sind bei mechanischen Uhren Federn als Energiespeicher weit verbreitet. Das Aufziehen dieser Federn erfolgt beispielsweise manuell über eine Krone. Bei sogenannten automatischen Uhren wird die Feder hingegen durch Bewegungen der Uhr in kleinen Schritten aufgezogen. Automatikuhren verfügen hierfür über einen Rotor, der um eine Drehachse drehbar im Uhrengehäuse befestigt ist. Bei Bewegungen des Uhrengehäuses dreht sich der Rotor aufgrund seiner Massenträgheit oder der Schwerkraft somit um diese Drehachse. Diese Drehbewegungen des Rotors wird auf einen Aufzugmechanismus übertragen, welcher wiederum die Feder spannt, wobei die Feder hierbei typischerweise bei Drehungen des Rotors in beiden Drehrichtungen aufgezogen wird.
Daneben gibt es auch Uhren mit einem sogenannten Autoquarz-Uhrwerk. Das sind elektromechanische Uhren mit einem üblichen Quarz-Uhrwerk, welche ihre Energie jedoch nicht aus einer elektrischen Energiequelle wie etwa einer Batterie, sondern von einem mechanischen Aufzugsrotor beziehen. Die Rotation des Aufzugsrotors wird nicht wie bei einer normalen Automatikuhr zum Aufziehen der Feder verwendet, sondern treibt einen winzigen elektrischen Generator an, der seinerseits einen Akkumulator oder Kondensator auflädt, woraus das konventionelle Quarzwerk versorgt wird.
Bei einer Variante eines solchen Autoquarz-Uhrwerks treibt der Rotor den Generator nicht direkt an, sondern zieht ein kleines Federhaus auf. Immer, wenn dieses vollständig aufgezogen ist, läuft es automatisch ab und treibt den Generator an.
Diese bekannten Automatik- und Autoquarzuhren sind in vielen verschiedenen Ausführungsvarianten realisiert worden und erfüllen ihren eigentlichen Zweck typischerweise zur vollen Zufriedenheit ihrer Benutzer. Um das für das Aufziehen der jeweiligen Feder notwendige Drehmoment zu erreichen, muss der Rotor jedoch eine bestimmte Masse und damit auch ein bestimmtes Volumen umfassen. Da die Ausgestaltung und Anordnung der hierfür notwendigen Bauelemente nicht beliebig erfolgen kann, kann der gesamte Aufzugmechanismus einen beschränkenden Faktor bei der Ausgestaltung einer Uhr darstellen. Zudem ähneln sich solche Uhren konstruktionsbedingt häufig stark. Für einen Liebhaber solcher Uhren wäre es jedoch interessanter, wenn mehr unterschiedliche Konstruktionen solcher Uhren möglich wären.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörende Uhr zu schaffen, welche einem Uhrenkonstrukteur zusätzliche Freiheiten bei der Ausgestaltung der Uhr zugesteht und alternative Ausgestaltungen zu den bekannten Uhren ermöglicht. Nicht zuletzt soll sie es einem Uhrenkonstrukteur auch ermöglichen, optisch ansprechende und dekorative Uhren mit einem neuartigen Innenleben zu bauen.
Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Die Uhr umfasst ein Gehäuse und ein Uhrwerk, wobei das Uhrwerk einen Antrieb mit einem Energiespeicher zum Antreiben des Uhrwerks umfasst. Weiter umfasst das Uhrwerk eine Lademasse und eine Ladevorrichtung zum Laden des Energiespeichers, wobei die Ladevorrichtung durch eine Bewegung der Lademasse betätigbar ist. Gemäss der Erfindung umfasst nun die Lademasse wenigstens einen lose im Gehäuse angeordneten Körper. Bei den bekannten Uhren ist der der Lademasse entsprechende Rotor am oder im Gehäuse bzw. dem Uhrwerk befestigt, und zwar ist er typischerweise an einer physikalischen Achse befestigt und gelagert, sodass er um diese Achse drehbar ist. Im Gegensatz dazu ist der wenigstens eine Körper der Lademasse eben lose im Gehäuse angeordnet, also weder mit dem Gehäuse noch dem Uhrwerk verbunden, sodass er sich im Gehäuse im Wesentlichen frei bewegen kann. Durch diese weitgehend freien Bewegungen im Gehäuse, also Relativbewegungen zwischen Körper und Uhrengehäuse, betätigt der Körper nun die Ladevorrichtung, welche wiederum entsprechend den Energiespeicher lädt.
Dadurch, dass zwischen dem wenigstens einen Körper und dem Gehäuse bzw. dem Uhrwerk keine Verbindung besteht, kann die für die Betätigung der Ladevorrichtung benötigte Masse im Prinzip beliebig im Gehäuse verteilt werden. So kann der wenigstens eine Körper dort angeordnet werden, wo genügend Raum vorhanden ist. Bei einer im üblichen Rahmen ausgestalteten Uhr ist dies meist entlang dem inneren Umfang des
Uhrengehäuses. Im Zentrum des Uhrengehäuses befindet sich nämlich das Uhrwerk, wobei der Aussendurchmesser des Uhrwerks in der Regel kleiner ist als der Innendurchmesser des Uhrengehäuses, sodass aussen um das Uhrwerk herum Raum für den Körper vorhanden ist. D. h. im Gegensatz zum Rotor, der im Vergleich mit den meisten anderen
Bauelementen eines Uhrwerks geradezu riesig ausfällt und der an der meist im Zentrum des Uhrengehäuses positionierten Drehachse befestigt ist und somit auch viel Raum im Zentrum benötigt, kann der wenigstens eine Körper ausserhalb des Zentrums angeordnet werden, sodass im Zentrum insgesamt weniger Raum benötigt wird oder mehr Raum für andere Funktionen zur Verfügung steht.
Bei herkömmlichen Automatikuhren mit Rotoren wirken aufgrund der hohen Masse des Rotors enorme Kräfte auf die Drehachse dieses Rotors. Da die Lademasse nicht mit einer physikalischen Achse des Uhrwerks verbunden ist, entfallen diese Kräfte praktisch vollständig. Die Uhr kann somit weniger stabil und damit beispielsweise leichter konstruiert werden oder sie ist bei gleicher Ausbildung stabiler und damit weniger anfällig auf Defekte.
Da der wenigstens eine Körper weder mit dem Uhrwerk noch mit dem Gehäuse verbunden ist, ist - rein begrifflich gesehen - nicht ganz klar, ob dieser Körper nun zum Gehäuse oder zum Uhrwerk zu zählen ist. Da er rein funktionell dem Uhrwerk zuzuschreiben ist, ist im Folgenden, wo nichts anderes aus der Beschreibung hervorgeht, von dieser Interpretation auszugehen.
Das Uhrwerk ist bei vielen herkömmlichen Uhren typischerweise als kompakte, flache, zylinderförmige, meist kreiszylinderförmige Einheit ausgebildet, und weist keine vorstehenden Elemente auf, die über die (gedachte oder tatsächlich vorhandene zylinderförmige) Begrenzungsfläche hinausragen. Auch der Rotor ist vollständig innerhalb dieser Begrenzungsfläche, quasi innerhalb des Uhrwerkgehäuses angeordnet und in das
Uhrwerk integriert. Es sind lediglich Schnittstellen, beispielsweise in Form von Achslagern für die Zeigerachsen vorhanden. Diese Uhrwerke sind in der Regel vollständig im
Uhrengehäuse untergebracht.
Auch bei der Erfindung ist das Uhrwerk zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig im Gehäuse untergebracht. Damit die Ladevorrichtung von den im Uhrengehäuse lose angeordneten Körper betätigt werden kann, ist diese im Unterschied zu den bekannten Uhrwerken nun aber bevorzugt derart ausgebildet, dass sie ein vorstehendes, d. h. ein über die eigentliche Begrenzungsfläche des Uhrwerks hinausragendes Element umfasst, welches eine Bewegung des Körpers im Uhrengehäuse aber ausserhalb des Uhrwerkgehäuses erfassen kann.
Der Begriff Lademasse beinhaltet den aus dem Stand der Technik bekannten Rotor, ist aber umfassender. Der Rotor besteht typischerweise nämlich aus einem einzigen, kreissektor-, meist mehr oder weniger halbkreisförmigen Gebilde, welches im Uhrengehäuse derart befestigt ist, dass es um eine Drehachse drehbar ist. Demgegenüber ist unter dem Begriff Lademasse sowohl ein einzelner, wie auch eine Ansammlung von zwei oder mehr Körpern zu verstehen, welche darüber hinaus eben lose angeordnet sind.
Zusätzlich zur optischen Anzeige der Zeit erfüllen Uhren häufig auch noch andere Funktionen wie etwa die Anzeige zusätzlicher Daten (Sekunden, Tag, Datum, etc.), Weckfunktionen, akustische Zeitanzeigen und viele Funktionen mehr. Für eine höhere Präzision umfassen Uhren meist auch weitere technische Funktionen wie z. B. eine Gangregelung etc. Diese zusätzlichen Funktionalitäten sind im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung von keiner oder lediglich untergeordneter Bedeutung, sodass im Folgenden auf diese nicht näher eingegangen wird.
Die Ausgestaltung des wenigstens einen Körpers ist an sich beliebig wählbar, solange er zusätzlich zum Uhrwerk und den restlichen vorhandenen Bauelementen wie beispielsweise Zifferblatt, Zeiger etc. im Gehäuse Platz findet. Um eine hohe Beweglichkeit zu erreichen, können das Uhrengehäuse und der Körper aus entsprechend reibungsarmem Material gefertigt sein oder die äussere Form des Körpers wird derart gestaltet, dass der Körper im Gehäuse rollt. Hierfür wären zwar auch eine elliptoide oder ähnliche Form geeignet, aber bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Körper als Kugel ausgebildet.
Im Prinzip reicht ein einziger solcher Körper aus, um die Ladevorrichtung zu betätigen. Um jedoch ein gleichmässigeres und auch häufigeres Laden des Energiespeichers zu erreichen, umfasst die Lademasse mit Vorteil zwei oder mehr solcher Körper, welche voneinander entkoppelt im Gehäuse bewegbar sind. Nachfolgend wird auf diese Körper der besseren Lesbarkeit wegen mehrheitlich nur in der Einzahl verwiesen. Dies soll jedoch nicht einschränkend verstanden werden, sondern ohne ausdrücklichen gegenteiligen Hinweis sind damit immer auch zwei oder mehr solcher Körper gemeint.
Wie bereits erwähnt, gibt es verschiedene Typen von Uhrwerken, deren Energiespeicher automatisch, d. h. durch die Bewegung einer im Uhrengehäuse angeordneten Lademasse, geladen wird. Hierzu gehören beispielsweise die schon erwähnten Autoquarz-Uhrwerke. Bei diesen ist der Energiespeicher zum Speichern elektrischer Energie ausgebildet (oder genauer, zum Speichern von Energie, welche in Form von elektrischer Energie bezogen werden kann), beispielsweise als Akkumulator, Batterie, Kondensator oder Spule. Und die Ladevorrichtung ist als Generator ausgebildet. Die Lademasse treibt bei einer Bewegung den Generator an, welcher so den Energiespeicher, beispielsweise den Kondensator lädt. Die im Kondensator gespeicherte Energie wird schliesslich wie bei einem Quarzuhrwerk dazu verwendet, um aus der mit einem Schwingquarz stabilisierten Frequenz eines elektronischen Oszillators ein Taktsignal abzuleiten.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung entspricht die Ausgestaltung des Energiespeichers und der Ladevorrichtung derjenigen eines rein mechanischen Automatikuhrwerks. Die Ladevorrichtung ist als Aufzugmechanismus und der Energiespeicher als Aufzugfeder ausgebildet. Unter dem Begriff Aufzugmechanismus wird umgangssprachlich häufig auch eine nicht ausschliesslich mechanische Einrichtung verstanden. Im vorliegenden Zusammenhang soll dieser Begriff wie es der Name impliziert jedoch auf eine rein mechanische Ausgestaltung der Vorrichtung zum Aufziehen der Aufzugfeder hindeuten. Nachfolgend wird die Aufzugfeder auch verkürzt einfach als Feder bezeichnet. Die Lademasse betätigt bei einer Bewegung den Aufzugmechanismus, welcher wiederum die Feder spannt. Die in der Feder gespeicherte potentielle Energie wird dann kontrolliert abgegeben und typischerweise umgesetzt in eine Drehbewegung einer oder mehrerer Zeigerachsen, auf welchen einer oder mehrere Zeiger zur Anzeige der Uhrzeit befestigt sind.
Wie im vorangegangenen Abschnitt erläutert, dient der Aufzugmechanismus zur Umsetzung einer Bewegung des im Uhrengehäuse lose angeordneten Körpers in eine Bewegung zum Aufziehen der Feder. Vorzugsweise umfasst der Aufzugmechanismus hierfür einen um eine Drehachse drehbar gelagerten Hebel, welcher durch die Bewegung des Körpers in eine Drehung um die Drehachse versetzbar ist. Dieser drehbar gelagerte Hebel dient bei dieser Ausführungsform einer erfindungsgemässen Uhr zusammen mit dem beweglichen Körper sozusagen als Ersatz für den Rotor einer üblichen Automatikuhr. Da der Hebel jedoch nicht wie der Rotor bei einer Automatikuhr zum Erzeugen eines Drehmomentes, sondern lediglich zum Übertragen des vom beweglichen Körper auf den Hebel ausgeübten Drehmomentes dient, sollte das Trägheitsmoment des Hebels selber möglichst gering sein. Entsprechend ist der Hebel mit Vorteil möglichst leicht ausgebildet. Allerdings sollte er genügend stark sein, um das vom Körper erzeugte Drehmoment ohne plastische Verformung übertragen zu können.
Bei der Drehachse kann es sich um eine physikalische Achse beispielsweise in der Form einer am Ort der Drehachse angeordneten Welle handeln. Diese Welle, die selbstverständlich auch als Hohlwelle ausgebildet sein kann, ist beispielsweise koaxial mit den Zeigerachsen im Zentrum des Uhrengehäuses angeordnet. Die Drehbewegung des Hebels wird dann wie bei einem Automatikuhrwerk üblich mit Hilfe eines Räderwerks auf die Aufzugfeder übertragen und diese dadurch gespannt. Vorzugsweise ist die Drehachse aber als rein geometrische Drehachse ausgebildet, wobei sich diese typischerweise aber ebenfalls koaxial mit den Zeigerachsen im Zentrum der Uhr befindet.
Erreicht wird dies vorzugsweise dadurch, dass der Hebel an einem Reif oder Ring befestigt ist, welcher am Uhrwerk oder sonst in der Uhr um diese Drehachse drehbar gelagert ist. Des Weiteren umfasst der Aufzugmechanismus hierbei ein Getriebe, mit welchem eine Drehung des Reifs um die Drehachse in eine Aufzugbewegung zum Spannen der Feder umwandel- bzw. übersetzbar ist.
Dieser Reif ist beispielsweise auf seiner Aussenseite gelagert und weist auf seiner Innenseite eine Innenverzahnung auf. Das in Bezug auf das Gehäuse typischerweise feststehende Getriebe umfasst hierbei ein Zahnrad, welches in die Innenverzahnung des Reifs eingreift und so die Drehung des Reifs aufnimmt und zur Aufzugfeder überträgt.
Das Getriebe kann unidirektional ausgebildet sein, sodass lediglich die Drehbewegung des Reifs in einer bestimmten Drehrichtung zum Aufziehen der Feder benutzt werden kann. Vorzugsweise ist das Getriebe jedoch bidirektional, d. h. derart ausgebildet, dass jede Drehung des Reifs unabhängig von der Drehrichtung zum Aufziehen der Feder benutzt werden kann. Diese Funktion des Getriebes wird beispielsweise durch zwei in bekannter Art und Weise angeordnete und zusammenwirkende Klinkenräder erreicht.
Der bewegliche Körper ist wie bereits erwähnt lose im Gehäuse angeordnet, kann sich im Innern des Gehäuses also im Wesentlichen frei bewegen. Selbstverständlich sind im Innern des Gehäuses aber noch andere Bauelement wie beispielsweise das Uhrwerk oder auch weitere Elemente wie die Zeiger etc. angeordnet. Der Körper hat also für seine Bewegungen nicht den gesamten Gehäuseinnenraum zur Verfügung, sondern kann sich nur in jenen Bereichen bewegen, welche nicht durch andere Elemente der Uhr belegt sind. Hierbei kann es vorkommen, dass sich der Körper auch in Bereichen des Gehäuses bewegt, die von der Ladevorrichtung nicht abgedeckt werden bzw. werden können. Damit möglichst viele Bewegungen des Körpers von der Ladevorrichtung erfasst und zum Laden des Energiespeichers verwendet werden können, umfasst das Gehäuse wenigstens eine Bahn oder eine Art Kanal, in welcher bzw. welchem der Körper lose angeordnet und frei beweglich ist. Diese Bahn wird beispielsweise durch konstruktive Mittel wie etwa entsprechende Trennwände, eine dreidimensionale Gitterstruktur oder ein röhrenartiges Gebilde definiert bzw. begrenzt. Um die Bewegung des Körpers in dieser Bahn aufzunehmen, umfasst die Ladevorrichtung einen Mitnehmer, der am Hebel befestigt ist und in diese Bahn hineinragt. Die Bahnbegrenzung ist daher mit Vorteil nicht rundum geschlossen, sondern umfasst zumindest eine schlitzartige, kreisförmige Öffnung, durch welche hindurch der Mitnehmer in die Bahn des Körpers eingreift und in welcher sich der Mitnehmer um die Drehachse drehen kann.
Diese Bahn kann einen oder mehrere einzelne Abschnitte umfassen, welche voneinander getrennt sein können. Hierbei kann pro Abschnitt beispielsweise ein separater Hebel und/oder Mitnehmer vorgesehen sein. Eine solche Bahn ist mit Vorteil jedoch geschlossen ausgebildet, was eine ringförmige Bahn ergibt.
Diese kann grundsätzlich zwar beliebig im Uhrengehäuse angeordnet sein, aber damit eine möglichst einfache Konstruktion der Ladevorrichtung resultiert, ist die Bahn vorzugsweise kreisförmig ausgebildet und derart um die zentrale Achse der Uhr angeordnet, dass das Zentrum dieser kreisförmigen Bahn mit dem Zentrum der Uhr übereinstimmt. So kann praktisch jede Bewegung des Körpers auf dieser kreisförmigen Bahn von dem um dieselbe geometrische Achse drehenden Mitnehmer erfasst werden.
Damit die erfindungsgemässe Uhr in Gang gehalten wird, muss sie also in Bewegung versetzt werden. D. h. es muss zumindest zeitweise eine Relativbewegung zwischen dem
Körper und dem Uhrengehäuse erfolgen bzw. erzwungen werden. Bei unbeweglich befestigten Uhren wie beispielsweise Wand-, Standuhren ist dies in der Regel nicht der
Fall. Es gibt aber verschiedene Arten von Uhren, die im regulären Einsatz zumindest zeitweise bewegt werden und welche demzufolge gemäss der Erfindung ausgebildet werden können. Dazu gehören beispielsweise Uhren, die in oder an einem beweglichen
Objekt wie etwa einem Fahrzeug befestigt oder eingebaut sind. Dazu gehören aber auch sämtliche Uhren, die eine Person auf oder bei sich trägt. Zur Befestigung an einem
Kleidungsstück (anklemmen, anstecken etc.) sind solche Uhren beispielsweise mit einem
Clip, einer Nadel, einer Schlaufe oder anderen geeigneten Befestigungsmitteln versehen. Auch Taschen- oder Armbanduhren gehören dazu. Letztere sind im Gegensatz zu den anderen Arten von Uhren äusserst weit verbreitet, weshalb eine erfindungsgemässe Uhr in einer anderen, bevorzugten Ausführungsvariante eine Befestigungsvorrichtung zur Befestigung am Handgelenk des Uhrenträgers aufweist. Diese Befestigungsvorrichtung ist meist in der 6-Uhr und der 12-Uhr Stellung der Uhr vorgesehen, um daran beispielsweise ein Armband geeigneter Grosse und Ausbildung befestigen zu können. Diese Befestigungsvorrichtung kann z. B. in der Art bekannter Bandanstösse ausgebildet sein.
Meistens reicht bei Automatik- oder Autoquarzuhren die Bewegung der Uhr im täglichen Gebrauch aus, um den Energiespeicher der Uhr genügend zu laden, sodass der Betrieb der Uhr sichergestellt ist. Bei längeren Tragpausen kann es jedoch geschehen, dass der Energiespeicher vollständig entladen ist und die Uhr somit nicht mehr läuft. Um in solchen Situationen ein sofortiges In-Gang-Setzen und damit Tragen der Uhr zu ermöglichen, ohne dass die entladene Uhr vorgängig getragen oder anderweitig in Bewegung versetzt werden muss, umfassen viele solcher Uhren eine Möglichkeit zum manuellen Betätigen der Ladevorrichtung, beispielsweise eine auf einer Achse befestigte, drehbare Krone, deren Drehbewegung via die Achse auf die Ladevorrichtung (oder direkt die Aufzugfeder) übertragen wird. Auf diese Weise kann der Energiespeicher durch Drehen an der Krone quasi manuell geladen, beispielsweise aufgezogen werden. Vorzugsweise umfasst daher auch die Ladevorrichtung bei einer erfindungsgemässen Uhr ein manuell betätigbares Bedienelement zum Laden des Energiespeichers. Es ist aber selbstverständlich möglich, kein solches Bedienelement vorzusehen.
Zum Laden des Energiespeichers solcher Uhren sind des Weiteren auch sogenannte Uhrenbeweger bekannt, die eine Uhr maschinell in Bewegung versetzen und halten.
Üblicherweise umfassen derartige Uhren zum Anzeigen der Uhrzeit wenigstens einen Zeiger, der um eine nachfolgend als Zeigerachse bezeichnete Achse drehbar gelagert ist. Meist sind mindestens ein Stunden- und ein Minutenzeiger vorgesehen, welche um dieselbe Zeigerachse drehbar sind, wobei die Zeiger auf koaxial angeordneten physikalischen (Hohl-)Wellen befestigt sind. Zum Einstellen der von dem bzw. den Zeigern angezeigten Uhrzeit, beispielsweise nach einem Stillstand, nach einem Zeitzonenwechsel oder um Gangungenauigkeiten zu korrigieren, umfassen solche Uhren typischerweise auch eine Stellvorrichtung, welche insbesondere manuell betätigbar ist. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist diese Stellvorrichtung derart ausgebildet, dass sie um eine Stellachse drehbar ist, wobei die Stellachse parallel zur Zeigerachse ausgerichtet ist.
Die Stellachse kann beispielsweise mit jener Achse übereinstimmen, um welche die weiter oben erwähnte Krone zum manuellen Betätigen der Ladevorrichtung drehbar ist. Zum Betätigen der Stellvorrichtung kann in diesem Fall auch dieselbe Krone verwendet werden, wobei diese in bekannter Art und Weise derart verstellbar ist, dass wahlweise die Ladevorrichtung oder die Stellvorrichtung betätigbar ist.
Ein erfindungsgemässes Uhrwerk für eine Uhr mit einem Gehäuse, in welchem das Uhrwerk ganz oder teilweise untergebracht bzw. in welches es entsprechend integriert ist, umfasst einen Antrieb mit einem Energiespeicher zum Antreiben des Uhrwerks sowie eine Ladevorrichtung zum Laden des Energiespeichers und zeichnet sich dadurch aus, dass die Ladevorrichtung durch eine Bewegung wenigstens eines lose im Uhrengehäuse angeordneten Körpers betätigbar ist.
Wie bereits beschrieben umfasst das Uhrwerk hierfür ein Element, das über die eigentliche Begrenzungsfläche des Uhrwerks hinausragt, wobei dieses Element um eine im Bereich des Zentrums des Uhrwerks angeordnete physikalische oder geometrische Drehachse drahbar ist.
Bei einer anderen Variante einer erfindungsgemässen Uhr wird eine Bewegung der Körper nicht mechanisch zum Energiespeicher übertragen, sondern elektromagnetisch. Der oder die Körper könnten beispielsweise als Permanentmagnet ausgebildet sein. Bewegen sich die Kugeln nun im Innern der Uhr in einer Drahtwicklung, so wird an den Enden dieser
Drahtwicklung eine Spannung induziert, die zum Laden eines Akkumulators verwendet werden kann. Die Drahtwicklung, welche eine Spule bildet, könnte beispielsweise torusförmig entlang dem inneren Umfang des Uhrengehäuses gewickelt sein, sodass sich die Kugeln im Innern dieser Drahtwicklung ringförmig in der Uhr bewegen können. Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Uhr in einer
An- bzw. partiellen Schnittansicht von oben;
Fig. 2 zeigt die Uhr aus Fig. 1 in einer seitlichen An- bzw. partiellen Schnittansicht von der Seite;
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemässen Uhr in einer An- bzw. partiellen Schnittansicht von unten;
Fig. 4 zeigt eine schematische Detailansicht einer Lagerung eines Reifs mit
Tastarm und
Fig. 5 zeigt eine schematische Detailansicht einer weiteren Ausführungsvariante einer Führung der beweglichen Körper im Innern einer erfindungsgemässen Uhr.
Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Wege zur Ausführung der Erfindung
In den Figuren Fig. 1 und 2 ist schematisch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemässen Uhr 1 in Form einer Armbanduhr dargestellt (das Armband selber ist nicht gezeigt). Fig. 1 zeigt die Uhr 1 von oben, d. h. mit Blickrichtung auf das (hier nicht dargestellte) Zifferblatt und Fig. 2 von der Seite, wobei die Uhr 1 in beiden Ansichten zumindest teilweise offen bzw. in einer Art Schnittansicht dargestellt ist. Die Uhr 1 umfasst ein Gehäuse 2 mit einem zentral angeordneten, im Wesentlichen runden Uhrwerk 3. Da der Aussendurchmesser des Uhrwerks 3 kleiner ist als der Innendurchmesser des Gehäuses 2, ergibt sich im Gehäuse 2 rund um das Uhrwerk 3 herum ein Freiraum 4. In diesem Freiraum 4 sind eine Mehrzahl von Kugeln 5 lose angeordnet, sodass sie sich in diesem Freiraum 4 frei bewegen können.
In der Mitte der Uhr 1 sind zwei Zeiger 6, ein Stundenzeiger und ein Minutenzeiger um eine zentrale (geometrische) Achse 10 drehbar befestigt. Sie werden zur Anzeige der Zeit in bekannter Weise vom Uhrwerk 3 in Drehung versetzt. Um zu verhindern, dass die Kugeln 5 die Zeiger 6 berühren und diese so allenfalls beschädigen oder deren Drehung behindern, ist im Gehäuse 2 zusätzlich eine Trennvorrichtung 7 vorgesehen, die den unteren Innenbereich 2.1 vom oberen Innenbereich 2.2 des Gehäuses trennt. Diese Trennvorrichtung 7 kann in beliebiger Form ausgebildet sein, beispielsweise als durchgängige Platte, als einzelne Stäbe oder Plättchen, oder als eine Art Gitterstruktur. Sie sollte lediglich so ausgebildet sein, dass eine Kugel 5 nicht vom unteren in den oberen Innenbereich 2.2 des Gehäuses 2 gelangen kann. In Fig. 1 ist diese Trennvorrichtung 7 als ein einzelner kreisförmiger Ring 7.1 ausgebildet, der durch mehrere Stege 7.2 am Gehäuse 2 gehalten wird. Falls die Uhr ein Zifferblatt oder ein ähnliches Gebilde aufweist, kann dieses selbstverständlich auch als Trennvorrichtung verwendet werden.
Auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 2 sind an diesem jeweils zwei Bandanstösse 17 angeformt, an welchen in bekannter Art und Weise ein geeignetes Armband befestigt werden kann. Fig. 2 zeigt des Weiteren eine Abdeckung 18, welche beispielsweise aus Glas besteht und mit welcher das Gehäuse 2 nach oben abgeschlossen ist.
Die Uhr 1 umfasst weiter einen Hebel, hier als Tastarm 12 bezeichnet, der ebenfalls um die zentrale Achse 10 drehbar gelagert ist und der an seinem äusseren Ende einen Mitnehmer 13 aufweist, der in den Freiraum 4 hineinragt. Der Tastarm 12 ist direkt oberhalb des Uhrwerks 3 aber unterhalb der Trennvorrichtung 7 angeordnet, er kann z. B. aber auch unterhalb des Uhrwerks 3 angeordnet sein. Der Tastarm 12 ist um die Achse 10 frei drehbar, was durch den Doppelpfeil 14 angedeutet ist. Da die Kugeln 5 lose, d. h. weder am Uhrwerk 3 noch am Gehäuse 2 befestigt sind, führen sie bedingt durch ihre Trägheit und/oder die Schwerkraft eine Relativbewegung zur Uhr 1 aus. D. h. sie bewegen sich im Freiraum 4 hin und her bzw. rundherum. Eine solche Bewegung einer Kugel 5 ist durch den Pfeil 15 angedeutet. Trifft die entsprechende Kugel 15 bei dieser Bewegung auf den Tastarm 12 bzw. den Mitnehmer 13, wird auf diesen eine Kraft ausgeübt, welche in einem Drehmoment resultiert, das den Tastarm 12 in eine Drehbewegung 16 um die Achse 10 versetzt. Diese Drehbewegung 16 des Tastarms 12 entspricht nun einer Drehbewegung einer bekannten Automatikuhr und wird wie bei einer solchen Automatikuhr in bekannter Art und Weise zum Laden einer Aufzugfeder genutzt, welche im Uhrwerk 3 integriert und daher nicht separat dargestellt ist.
Je höher die Dichte des für die Kugeln 5 verwendeten Materials, umso höher ist das Drehmoment, welches die Kugeln 5 auf den Tastarm 12 übertragen können. Mit Vorteil sind die Kugeln 5 daher aus einem Material hoher Dichte, vorzugsweise aus Keramik, einem Metall oder Schwermetall wie beispielsweise Eisen, Messing, Silber, Gold, Wolfram, Platin bzw. entsprechenden Legierungen gefertigt.
In Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemässen Uhr 101 in einer An- bzw. einer partiellen Schnittansicht von unten gezeigt. Die Uhr 101 umfasst wiederum ein Gehäuse 102 mit einem darin untergebrachten Uhrwerk 103, wobei ein Freiraum 4 gebildet wird, in welchem eine Mehrzahl von Kugeln 5 lose angeordnet sind.
Ebenso ist wiederum ein Tastarm 1 12 vorhanden. Auch dieser ist um die zentrale Achse 10 drehbar gelagert, wobei diese Achse 10 in diesem Fall eine rein geometrische Drehachse ist, denn der Tastarm 1 12 ist nicht wie in den Fig. 1 und 2 mit einer im Zentrum der Uhr angeordneten physikalischen Achse verbunden. Der Tastarm 1 12 ist vielmehr an einem Ring oder Reif 1 19 befestigt, der seinerseits im Gehäuse 102 oder am Uhrwerk 103 drehbar gelagert ist (Doppelpfeil 14). Die Lagerung erfolgt je nach konkreter Ausgestaltung der Uhr und des Reifs beispielsweise über ein Gleit- oder Wälzlager. Typischerweise wird für die Lagerung des Reifs ein Kugellager verwendet. Die Funktionsweise ist ähnlich wie bei der Uhr 1 aus den Fig. 1 und 2. Die Kugeln 5 versetzen durch ihre Bewegungen (Pfeil 15) im Freiraum 4 den Tastarm 1 12 und damit den Reif 1 19 in eine Drehbewegung 16. Die Übertragung einer Drehbewegung 16 des Reifs 1 19 in ein Aufziehen der Aufzugfeder erfolgt bei diesem Beispiel allerdings durch eine Innenverzahnung 121 des Reifs 1 19 mit Hilfe eines Räderwerks 120. Damit die Bewegung des Reifs 1 19 in beiden Drehrichtungen zum Aufziehen der Feder verwendet werden kann, umfasst das Räderwerk einen Drehsinngleichrichter. Dieser umfasst in diesem Beispiel zwei Klinkenräder 122 und 123 von welchen jedes in die Innenverzahnung 121 des Reifs 1 19 eingreift und in bekannter Weise eine Drehung des Reifs 1 19 in jeweils einer bestimmten Drehrichtung überträgt.
Der Reif 1 19 mit dem Tastarm 1 12 kann wiederum ober- oder unterhalb des Uhrwerks 103 angeordnet sein, wobei er auch in diesem Beispiel unterhalb des Uhrwerks 103 angeordnet ist. Da bei dieser Ausgestaltung der Ladevorrichtung jedoch keine mitdrehende physikalische Verbindung zur zentralen Achse 10 der Uhr besteht, kann der Reif 1 19 mit dem Tastarm 1 12 auch auf einer beliebigen anderen Höhe des Uhrwerks 103 angeordnet sein.
Weiter umfasst das Räderwerk 120 ein Getriebe, welches hier als Untersetzung mit zwei hintereinander geschalteten, sogenannten Automatenrädern 124 und 125 realisiert ist. Die Automatenräder 124, 125 übertragen die von den Klinkenrädern gleichgerichtete Drehbewegung auf ein Sperrrad 126. Letzteres wiederum zieht die typischerweise in einem (nicht dargestellten) Federhaus untergebrachte Feder auf.
Der Durchmesser des Reifs 1 19 liegt wie in diesem Beispiel typischerweise in der Grössenordnung des Durchmessers des Uhrwerks 103, kann grundsätzlich aber auch deutlich kleiner oder grösser sein. Er könnte beispielsweise im Bereich des Innendurchmessers des Gehäuses 102 liegen. Der Reif wäre dann mit Vorteil an der Innenseite des Gehäuses 102 (an einer Seitenwand, am Boden oder am Deckel) drehbar gelagert und der Tastarm wäre nach innen in den Freiraum 4 hinein gerichtet. Entsprechend müsste auch der Mechanismus zum Übertragen einer Drehung des Reifs zum Sperrrad angepasst werden. Das Stellen der Zeiger erfolgt bei derartigen Armbanduhren typischerweise durch Drehen einer radial zur zentralen Achse 10 angeordneten Stellachse (typischerweise als Welle bzw. Hohlwelle ausgebildet), welche meist in der 3/9-Uhr - Richtung verläuft. Da eine solche Anordnung bei dieser Ausgestaltung der Uhr mit frei beweglichen Kugeln 5 im Freiraum 4 nicht oder nur schwer möglich ist, ist die Stellachse 127 hier parallel zur zentralen Achse 10 ausgerichtet und geeignet positioniert. Sie kann mittels einer am unteren Ende der Stellachse 127, d. h. im Bereich des Bodens der Uhr 101 angeordneten Krone (nicht dargestellt) gedreht werden. Es wäre technisch zwar möglich, die Krone in der üblichen Art und Weise in der 3/9-Uhr Richtung anzuordnen, das wäre in der Regel aber aufwändiger, da keine physikalische Drehachse von der Krone radial nach innen quer durch den Freiraum 4 hindurch vorgesehen werden kann. Eine Drehung der Krone müsste anderweitig am Freiraum 4 vorbei zu einer im Bereich des Uhrwerks 103 geeignet angeordneten Stellachse übertragen werden.
Um die Uhr manuell aufziehen zu können, kann eine zusätzliche Aufzugachse samt Krone vorgesehen sein. Diese könnte wiederum parallel zur zentralen Achse ausgerichtet und geeignet positioniert sein. Vorzugsweise erfolgt jedoch auch das manuelle Aufziehen der Uhr mit Hilfe der Stellachse und dem darauf befestigten Kronenrad, wobei die Stellachse hierfür in bekannter Weise verstellbar ausgebildet ist.
Wenn die Drehbewegung des Reifs 1 19 nur unidirektional, d. h. nur in einer Drehrichtung, zum Aufziehen der Feder genutzt werden soll, kann selbstverständlich auch eines der Klinkenräder weggelassen werden, beispielsweise das Klinkenrad 122. Es ist natürlich aber auch möglich, zum Gleichrichten der Drehung des Reifs 1 19 einen Wippenwechsler oder einen anderen Drehsinngleichrichter zu verwenden.
In Fig. 4 ist eine schematische Detailansicht einer möglichen Ausführung eines Lagers für die Lagerung eines Reifs 219 mit einem Tastarm 212 dargestellt, wobei die Uhr mit ihrer Rückseite nach oben dargestellt ist. Die Uhr umfasst ein Aussengehäuse 202.1 sowie ein Innengehäuse 202.2. Das Aussengehäuse 202.1 ist auf der Rückseite mit einem Boden 235 abgeschlossen, wobei der Boden beispielsweise aus Glas gefertigt ist. Im Innengehäuse 202.2 ist das Uhrwerk 203 angeordnet und am Uhrwerk 203 ist auf dessen Oberseite eine Werkplatte 228 (Platine, Brücken etc.) befestigt. Der Freiraum 4 entsteht hierbei im Innern des Aussengehäuses 202.1 auf der in der Darstellung gemäss Fig. 4 linken Seite des Innengehäuses 202.2. Auf der Aussenseite (radial gesehen) der Werkplatte 228 ist ein Kugellager 229 befestigt. Das Kugellager 229 umfasst beispielsweise einen Innenring 229.1, der auf die Werkplatte 228 aufgepresst ist. Der Reif 219 wiederum ist an einem Aussenring 229.2 des Kugellagers 229 befestigt (beispielsweise wiederum aufgepresst), wobei am Reif 219 ein Tastarm 212 befestigt ist.
Auf der Innenseite des Reifs 219 ist an seinem oberen Rand eine Innenverzahnung 221 angeordnet. Auf der Werkplatte 228 wiederum ist drehbar ein Klinkenrad 222 gelagert, welches in die Innenverzahnung 221 eingreift.
Wird der Tastarm 212 durch eine Bewegung der losen Körper in Drehung versetzt, treibt diese Drehung via die Innenverzahnung 221 das Klinkenrad 222 an. Dieses wiederum überträgt diese Drehung beispielsweise wie weiter oben beschrieben via ein Räderwerk auf ein Sperrrad, welches die Aufzugfeder spannt.
Bei den bisherigen Beispielen konnten sich die Kugeln im Freiraum 4 im Innern der Uhr jeweils mehr oder weniger frei bewegen, wobei lediglich eine Trennvorrichtung dafür sorgte, dass die Kugeln nicht mit den Zeigern oder der üblicherweise aus Glas gefertigten Uhrenabdeckung kollidierten.
Fig 5 zeigt nun eine schematische Detailansicht einer weiteren Ausführungsvariante für die Anordnung der Kugeln im Innern der Uhr. Fig 5 zeigt quasi die Fortsetzung von Fig. 4 in Richtung der äusseren Gehäusewand.
In dem Freiraum 4 sind eine Mehrzahl von Ringen 331 angeordnet, die koaxial zur zentralen Achse der Uhr umlaufen. Diese Ringe 331 sind beabstandet zueinander, sodass zwischen ihnen ein um das Zentrum der Uhr umlaufender, torusartiger Freiraum 332 entsteht. Die Anordnung der Ringe 331 ist nun derart gewählt, dass der Querschnitt dieses Freiraums 332 im Wesentlichen kreisflächenartig ausgebildet ist, wobei der Durchmesser dieses kreisflächenartigen Freiraums 332 grösser als der Durchmesser der Kugeln 5 ist. Im dargestellten Beispiel sind die Ringe 331 derart angeordnet, dass die Aussenwand 333 des Aussengehäuses 302.1 eine weitere Begrenzung dieses kreisflächenartigen Freiraums 332 bildet. Durch die Brücke 334, welche im Uhrengehäuse, hier am Aussengehäuse 302.1 , befestigt ist, sind die Ringe 331 im Uhrengehäuse gehalten.
Der Tastarm 312 führt in diesem Beispiel zwischen den Ringen 331 und dem Boden 335 der Uhr radial nach aussen. Seine Spitze ist nach unten und leicht nach innen umgebogen und bildet einen Mitnehmer 313, der in den Freiraum 332 hineinragt. Stossen die Kugeln bei einer Bewegung im Freiraum 332 an den Mitnehmer 313, wird der Tastarm 312 in eine Drehbewegung versetzt, welche wie vorgängig beschrieben zum Aufziehen der Uhr genutzt werden kann.
Die Kugeln sind nun lose in diesem torusartigen Freiraum 332 angeordnet und können sich in diesem frei bewegen, sind jedoch durch die Ringe 331 bzw. die Aussenwand 333 geführt. Auf diese Weise können die Bewegungen der Kugeln möglichst effizient zum Aufziehen der Uhr genutzt werden.
Bei den obigen Beispielen drehte sich der Reif bzw. der Tastarm jeweils um eine mit der zentralen Achse der Uhr übereinstimmenden Drehachse. Die Drehachse des Reifs bzw. des
Tastarms kann grundsätzlich aber auch dezentral angeordnet sein. Oder es können mehrere um dieselbe oder jeweils unterschiedliche Drehachsen drehbare Tastarme vorgesehen sein, welche miteinander gekoppelt oder auch unabhängig voneinander drehbar sind. Ebenso können mehrere Tastarme an einem Reif befestigt sein oder es können mehrerer Reifen vorhanden sein, welche wiederum um dieselbe oder unterschiedliche Drehachsen drehen.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass aufgrund der Erfindung für die Anordnung der für das automatische Laden des Energiespeichers der Uhr benötigte Masse mehr Freiheitsgrade bestehen, weil diese nicht unerhebliche Masse frei im Gehäuse angeordnet werden kann und nicht wie beim Stand der Technik mit einer physikalischen Drehachse im Bereich des Zentrums der Uhr verbunden ist. Der für die Bewegung dieser Masse benötigte Raum steht ausserhalb des Uhrwerks im Innern des Uhrengehäuses zur Verfügung, sodass das Uhrwerk selber kleiner, beispielsweise flacher hergestellt werden kann. Darüber bieten derart lose im Uhrengehäuse angeordnete Körper dem Uhrendesigner eine Vielzahl von Möglichkeiten, was die optische Ausgestaltung der Uhr betrifft.

Claims

Patentansprüche
1. Uhr (1) mit einem Gehäuse (2) und einem Uhrwerk (3), wobei das Uhrwerk (3) einen Antrieb mit einem Energiespeicher zum Antreiben des Uhrwerks (3), eine Lademasse und eine Ladevorrichtung (12) zum Laden des Energiespeichers umfasst, wobei die Ladevorrichtung (12) durch eine Bewegung der Lademasse betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lademasse wenigstens einen lose im Gehäuse angeordneten Körper (5) umfasst.
2. Uhr nach Anspruch 1 , wobei der Körper als Kugel (5) ausgebildet ist.
3. Uhr nach einem der Ansprüche 1-2, wobei die Lademasse zwei oder mehr solcher Körper (5) umfasst, welche voneinander entkoppelt im Gehäuse (2) bewegbar sind.
4. Uhr nach einem der Ansprüche 1-3, wobei der Energiespeicher als Aufzugfeder und die Ladevorrichtung als Aufzugmechanismus (1 12, 121 , 120) ausgebildet sind.
5. Uhr nach Anspruch 4, wobei der Aufzugmechanismus einen um eine Drehachse (10) drehbar gelagerten Hebel (12) umfasst, der durch die Bewegung des wenigstens einen Körpers (5) in eine Drehung um die Drehachse (10) versetzbar ist, wobei die
Drehachse (10) vorzugsweise als rein geometrische Drehachse ausgebildet ist.
6. Uhr nach Anspruch 5, wobei der Hebel (1 12) an einem um die Drehachse (10) drehbar gelagerten Reif (1 19) befestigt ist und der Aufzugmechanismus ein Getriebe (120) umfasst, mit welchem eine Drehung des Reifs (1 19) um die Drehachse (10) in eine Aufzugbewegung zum Spannen der Aufzugfeder umwandelbar ist.
7. Uhr nach Anspruch 6, wobei mit dem Getriebe (120) die Drehung des Reifs (1 19) unabhängig von seiner Drehrichtung in die Aufzugbewegung umwandelbar ist, und das Getriebe hierfür vorzugsweise zwei Klinkenräder (122, 123) umfasst.
8. Uhr nach einem der Ansprüche 1-7, wobei das Gehäuse wenigstens eine Bahn umfasst, in welcher der wenigstens eine Körper (5) angeordnet und frei beweglich ist.
9. Uhr nach Anspruch 8, wobei die Bahn ringförmig, insbesondere kreisförmig, um eine zentrale Achse ( 10) der Uhr angeordnet ist.
10. Uhr nach einem der Ansprüche 1-9, wobei sie eine Befestigungsvorrichtung (17) zur Befestigung an einem Handgelenk aufweist.
1 1. Uhr nach einem der Ansprüche 1-10, wobei die Ladevorrichtung ein manuell betätigbares Bedienelement zum Laden des Energiespeichers umfasst.
12. Uhr nach einem der Ansprüche 1-1 1, wobei sie zur Anzeige einer Uhrzeit wenigstens einen um eine Zeigerachse drehbaren Zeiger (6) und zum Einstellen der Uhrzeit eine um eine Stellachse (127) drehbare Stellvorrichtung umfasst, wobei die Stellachse (127) parallel zur Zeigerachse ausgerichtet ist und die Stellvorrichtung insbesondere manuell betätigbar ist.
13. Uhrwerk (3) für eine Uhr (1) mit einem Gehäuse (2), insbesondere für eine Uhr nach einem der Ansprüche 1-12, wobei das Uhrwerk (3) einen Antrieb mit einem
Energiespeicher zum Antreiben des Uhrwerks (3), und eine Ladevorrichtung (12) zum Laden des Energiespeichers umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung (12) durch eine Bewegung wenigstens eines lose im Gehäuse (2) angeordneten Körpers (5) betätigbar ist.
14. Uhrwerk nach Anspruch 13, wobei der Energiespeicher als Aufzugfeder und die Ladevorrichtung als Aufzugmechanismus (1 12, 121, 120) ausgebildet sind.
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