WO2016113704A2 - Uhr, regelorgan und verfahren zum betreiben eines regelorgans mit hoher regelgüte - Google Patents

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    • G04B1/10—Driving mechanisms with mainspring
    • G04B1/22—Compensation of changes in the motive power of the mainspring
    • G04B1/225—Compensation of changes in the motive power of the mainspring with the aid of an interposed power-accumulator (secondary spring) which is always tensioned
    • G—PHYSICS
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    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B15/00—Escapements
    • G04B15/10—Escapements with constant impulses for the regulating mechanism

Definitions

  • CH353679 shows a Remontoire, the main energy storage a first coil spring and as a buffer a second smaller, on having the escape wheel mounted coil spring. This second
  • Triggering force of the leaf spring changed by the restlessness.
  • the latter causes the leaf spring already at shaking the clock mistakenly triggers or that the release force of the leaf spring slows down the restlessness unnecessarily.
  • the dependence of the energy of the leaf spring has the disadvantage that the calibration of the clock is very difficult.
  • WO9964936 discloses a control organ having a leaf spring which can reciprocate between a fourth-order bending line having a discrete high energy state and a second-order bending line having a discrete low energy state.
  • the leaf spring is mounted between two fixed points, that during a movement of a coupled to the leaf spring fork by a driver of a restlessness, the leaf spring with the bending line fourth order on the
  • Escapement braked escapement wheel released.
  • the released escapement wheel rotates by the force of the main drive spring
  • Mass inertia would be reduced by light materials, so increases at smaller angles, the risk that the ellipse of unrest no longer swing cleanly into or out of the fork.
  • the area in which the fork is only dragged increases to the same extent, reducing the area in which the actual momentum is transmitted. Therefore, there are no inhibitions in the prior art with coupling rotational angle ranges smaller than 30 °.
  • the control element is characterized by the fact that the energy intake of the
  • this object is achieved by a method for controlling a movement.
  • the method has the following steps per direction of restlessness. Delivering a cached in a bistable energy storage on the restlessness. Picking up energy in the cache.
  • the method is characterized in that the energy consumption of the
  • Energy release of the buffer can be a constant energy delivery to the restlessness, which has a particularly accurate frequency accuracy of the frequency-giving element result.
  • this goal is achieved by a
  • Coupling rotation angle range so coupled with the restlessness to be triggered by the restlessness and to give energy to the unrest after the triggering the coupling rotation angle range is less than 30 °.
  • this object is achieved by a control organ of a watch comprising a gear train with an escapement wheel, restlessness, a stopper engaging the escapement wheel to inhibit rotation of the escapement wheel, and loading means engaging the wheel train for transmitting energy to the wheel train Agitation to maintain the vibration of restlessness.
  • Gear engaging means allows the impulse transmission of the Gears on the unrest regardless of the release of the
  • this object is achieved by a regulator of a timepiece comprising a bistable spring for the constant delivery of energy to an oscillator, e.g. a restlessness, having.
  • the thermal length and / or modulus of elasticity of the bistable spring is compensated by a thermal change in length of the bearing points of the spring in a circuit board, that of the spring on the
  • Oscillator emitted energy remains constant with the temperature.
  • the time behavior of the spring in the triggering and the pulse delivery to the gear regulator can be set much finer than with a spring with constant parameters along the longitudinal axis. At the same time this can be used so that the effect of the extension of the spring with temperature changes has less influence on the pulse delivery and the triggering of the bistable spring.
  • this object is achieved by a control organ of a timepiece having an escapement wheel, a restlessness, a chock, and a latch for receiving energy and delivering the cached energy to the perturbation.
  • control device is designed so that the energy absorption of the charging means or the buffer of the Hemmungsrad, preferably completely, with a time offset to or separately to or after the energy release on the rest.
  • control element or
  • Loading means a clamping piece and the buffer, wherein the clamping piece engages in the escape wheel or the gear train and is connected to the buffer for transmitting energy of the escape wheel or the gear train to the buffer.
  • the spanner is a rotatable member that moves by rotation of the escape wheel
  • the clamping piece has a first pallet for engaging in the gear train and a second pallet for engaging in the gear train.
  • the first pallet is adapted to be moved / rotated by the gear train when the escape wheel is released in a first direction upon the rotation of the rest, and the second pallet is formed by the
  • Wheel train to be moved / rotated when the escape wheel is released in the rotation of restlessness in a second direction.
  • the buffer has a power receiving point which is connected to the clamping piece.
  • the buffer is a spring that releases one from restlessness relative to the power receiving point
  • opposite bearing point for example, a first end of the spring, which is connected to the housing or the circuit board of the control element.
  • a first end of the spring which is connected to the housing or the circuit board of the control element.
  • control element has a power transmission means for transmitting the cached energy of the buffer to the restlessness.
  • the energy transfer means is a rotatably mounted member which is temporarily in communication with the agitation at a first point, preferably at a first end, and which communicates with the buffer at a second point, preferably at a second end.
  • the turbulence on a arranged on a rotatably mounted disc driver which rotates the energy transfer means about an axis of rotation.
  • the energy transfer means is adapted to transfer energy to the inhibitor to release inhibition of the escape wheel.
  • the control element is designed so that the transmission of energy from the
  • Energy transfer agent on the inhibitor preferably completely, temporally separated or offset or after the transfer of energy from the energy transfer agent to the rest happens.
  • the Hemm ferment on at least one stop wherein the energy transfer means, preferably a rotatable lever, can transmit energy by striking the at least one stop energy to the Hemm ferment.
  • this stop happens after the driver has been released the trouble. This is an example of how the time separation from the release of the escape wheel or the loading of the cache from the
  • the Hemm Faculty a first stop for receiving the energy of the energy transfer means for a first direction of rotation of the energy transfer means and a second Stop for receiving the energy of the energy transfer means for a second direction of rotation of the energy transfer means.
  • the buffer has an energy delivery point connected to the energy transferring means.
  • the buffer has an energy delivery point that is (directly) connected to the escapement piece.
  • the buffer is a spring, preferably a leaf spring.
  • the leaf spring has a varying blade width or height.
  • the coefficient of thermal expansion of the spring coincides with that of the base carrying it, or the match is achieved by means of a compensating device.
  • the spring has a second order bendline in a higher energy state and a first order bendline in a lower energy state.
  • the cache has a stable higher power state and a stable lower one
  • control element is configured to have an initialization energy for the transition from the higher one
  • control element is configured to provide energy for the transition from the lower energy state to the higher energy state for receiving energy to be stored by the escape wheel, preferably via a clamping piece receives.
  • the escape wheel is an escape wheel in which an anchor engages as a Hemm collaborative.
  • the agitation (e.g., by contact of a driver with an energy transfer agent) causes the
  • the restlessness on a coil spring In one embodiment, the restlessness on a coil spring.
  • the energy transferred from the buffer to the agitation is of the energy of the
  • Wheelset / Hemmungsrads is independent.
  • the loading means is different from the inhibitor.
  • the loading means has a clamping piece engaging in the escape wheel.
  • the loading means comprises a buffer arranged between the tensioning piece and the restlessness for the time-delayed release of the rotational energy of the escape wheel onto the restlessness and an energy transfer means arranged between the storage means and the restlessness.
  • the latch is adapted to time-delayed release of the rotational energy of the escape wheel to the disturbance.
  • the escape wheel is for
  • the inhibitor between restlessness and the escape wheel is arranged and configured
  • Time intervals to continue to rotate by a predetermined angle when the escape wheel is connected to the driving power source are provided.
  • the delivery of the cached energy is delayed in time to the recording of the rotational energy.
  • the escape wheel is braked by an inhibitor engaging the escape wheel.
  • the inhibitor is rotated by the restlessness so that the rotation of the escape wheel is released.
  • the cached energy is transferred to the inhibitor, which transfers the energy to the restlessness.
  • the cached energy is transferred to a power transfer element which transfers the energy to the restlessness.
  • Energy transfer element energy to a chock to release the inhibition of an escape wheel takes place on the inhibitor time after energy transfer to the restlessness.
  • Angle of rotation coupling range less than 30 ° with a buffer for absorbing energy and for delivering the cached energy to the dormant combined.
  • the inertia of the energy transfer agent can be significantly minimized to the agitation and thus the energy used to drive the agitation and the speed of energy transfer from the cache to the restlessness are set very accurately. This allows a strong minimization of the coupling rotation angle range.
  • the turbulence on a driver whose coupling point with the energy transmission means has a first distance from the fulcrum of restlessness, wherein the
  • Energy transfer means is rotatably mounted and the coupling point of the energy transfer means with the driver from the pivot point of the energy transfer means has a second distance, wherein the rotational angle coupling range is less than 30 ° combined with a ratio between the second distance and the first distance less than 2.5.
  • the rotational angle coupling range is less than 30 ° combined with a ratio between the second distance and the first distance less than 2.5.
  • 1A to 1 E is a view of a first embodiment of a
  • FIG. 2 shows a three-dimensional view of an alternative embodiment of the escape wheel of the control element from FIGS. 1A to 1E;
  • FIG. 2 shows a three-dimensional view of an alternative embodiment of the escape wheel of the control element from FIGS. 1A to 1E;
  • FIG. 3 is a view of a second embodiment of a control element
  • Fig. 4 is a view of a third embodiment of a control element
  • Fig. 5 is a first three-dimensional view of a fourth
  • Fig. 6 is a second three-dimensional view of the fourth
  • bistable energy storage is important, for example as an energetic buffer of a clockwork
  • Energy storage is a buffer with at least two locally stable energy states
  • the bistable energy storage is separated in the energetically high stable energy state by a potential mountain of the deep stable energy state and passes by supplying a certain amount of energy to overcome the potential mountain in the energetically deep stable energy state and thus the stored energy releases.
  • the point of overcoming the potential mountain is also called the instability point.
  • the low stable energy state can be both a local and a globally stable energy state, whereby any globally stable energy state is always locally stable.
  • Leaf springs are an example of such bistable energy storage.
  • a leaf spring or a leaf spring region of length L is stored between two bearing points of a distance L small, so that forms a bending line between the bearing points with a belly.
  • Bending line with a belly represents a first order energy state and is globally stable.
  • the first order energy state is preferably used, but each higher one
  • Energy state e.g. second order, can also be considered more deeply stable
  • Energy state can be used when more than two stable
  • the high stable energy state is higher in order than the low stable energy state.
  • Leaf spring is thus a leaf spring, which is arranged to accept bending lines of at least two different orders.
  • First-order energy state of a bistable spring can be achieved both by a first curvature direction and by a second curvature direction
  • Curved direction be realized.
  • an energy state of each order can be realized by a bending line symmetrical to the leaf spring axis.
  • the leaf spring axis is as the between the two
  • a symmetrical bistable leaf spring is thus defined as a bistable leaf spring which is so
  • Fig. 1 A to 1 E shows a first embodiment of a control element in various states.
  • the control element has a restlessness 1, a buffer 4, a power transmission means 3, an inhibitor 7, an escape wheel 9 and a clamping piece 5.
  • the agitation 1 is formed as part of a free inhibition to swing in a certain frequency and serves as a speed regulator for the movement.
  • the restlessness 1 preferably does not have one here
  • the restlessness 1 is coupled to the escape wheel 9, and to absorb energy, the restlessness 1 is coupled to the temporary storage 4. Both couplings are achieved in this embodiment via the energy transmission means 3.
  • the coupling means for coupling with the energy transfer means 3 is shown in FIG. 1A.
  • the restlessness 1 or the coupling means of restlessness 1 has a driver 10, which is arranged coaxially to the axis of rotation 12 of the restlessness 1 and rotates with the vibration of the unrest 1 about the axis of rotation 12 of the restlessness 1.
  • This driver 10 is also referred to as ellipse.
  • the cam 10 moves once in a first rotational direction (eg, clockwise) from a first rotational reversal point to a second rotational reversal point and once in a second rotational direction (eg, counterclockwise) from the second Direction of rotation reversal point back to the first rotational direction (eg, clockwise) from a first rotational reversal point to a second rotational reversal point and once in a second rotational direction (eg, counterclockwise) from the second Direction of rotation reversal point back to the first
  • Rotation reversal point The rotational angle of the driver 10, in which the restlessness 1 is in the equilibrium position, will be defined below as the dead center or 0 °.
  • Energy transfer means 3 couples will be referred to as
  • Coupling rotation angle range can be designated. This is preferably, but not necessarily arranged symmetrically about the rotational angle 0 °.
  • the coupling rotational angle range may become less than 30 ° due to the minimum inertia of the energy transferring means that can be achieved due to the buffer. can be between + 15 ° and -15 ° with symmetrical distribution. As a result, very small coupling rotational angle ranges can be achieved and the control quality of the control element can be improved.
  • Coupling angle of rotation from the resting point of rest less than 15 °, less than or equal to 14 °, preferably less than or equal to 13 °, preferably less than or equal to 12 °, preferably less than or equal to 1 1 °, preferably less than or equal to 10 °, preferably less than or equal to 9 °, preferably less than or equal 8 °,
  • Energy transfer means 3 and the buffer 4 0.3 ° for the stop change of the driver 10 in the power transmission means 3 and 2.7 ° for the energy transfer from the power transmission means 3 to the driver 10 is required. This corresponds approximately to an ideal impulse in the rest position of unrest 1. Outside the
  • the buffer 4 is designed to store energy.
  • the temporary storage 4 can continue to transmit 1 energy in the coupling rotation range of the unrest on the unrest 1 to a stable
  • the latch 4 is a leaf spring
  • FIG. 1A is further formed as a symmetrical bistable leaf spring 4, so that the bending line of the leaf spring 4 in the deep stable energy state during the first direction of unrest 1 ( Figure 1 D) mirror symmetry with respect to the leaf spring axis to the bending line the leaf spring 4 is in the deep stable energy state during the second rotational direction of the restlessness 1 and / or that the bending line of the leaf spring 4 in the high stable energy state during the first direction of restlessness 1 (FIG. 1A) is mirror-symmetrical with respect to the leaf spring axis to the bending line of FIG Leaf spring 4 in the high stable energy state during the second rotational direction (Fig. 1 E) of the rest 1.
  • the leaf spring 4 is in the illustrated embodiment in Fig.
  • the leaf spring axis of the leaf spring 4 is here by the line between the axis of rotation 1 1 of the lever 3 and the axis of rotation 18 of the
  • the energy transfer means 3 is designed to transfer energy from the buffer 4, or from a charging means formed by the buffer 4 and the clamping piece 5, to the turbulence 1.
  • the energy transmission means 3 is designed as a lever which is rotatably mounted about a rotation axis 1 1.
  • the axis of rotation 1 1 is arranged parallel / coaxial with the axis of rotation 12 of the turbulence 1.
  • the energy transmission means 3 can also be designed differently, e.g. directly through one end of the leaf spring. 4
  • Energy transmission means 3 may also be designed differently and e.g. perform a translational movement to the energy of the
  • the second pallet 8b is preferably for
  • the Hemm consultancy 7 has a first stop 24a and a second stop 24b.
  • the first stopper 24a is for limiting the relative rotation of the power transmitting means 3 (in the first
  • the escapement wheel 9 of the gear train is coupled with the inhibitor 7 so that it is braked by the engaged inhibitor 7 or
  • Charging process of the buffer 4 also extend beyond the moment of the change of direction of unrest 1. It is only important that the escape wheel 9 is inhibited again before the reentry occurs in the coupling rotational angle range and / or the charging process of the buffer 4 (complete) is completed.
  • the clamping of the buffer 4 takes place during the supplementary arc of the disturbance 1.
  • the energy stored in the buffer 4 is not dependent on the speed of biasing and is therefore not affected by the force of the spring mechanism - as long as the tensioning takes place during the free oscillation arc of the disturbance 1.
  • the inhibition is insensitive to the influence of lubricants in the drive train, since the viscosity does not affect the pulse.
  • this separation also allows slowly oscillating control organs, e.g. to use the agitation 1 without this having any influence on the impulse transmission.
  • the energy transmission means 3 secures the inhibitor 7.
  • No components of the control organ have an undefined position, whereby they can not generate any unforeseeable disturbances. Additional safety can be provided by a pull angle of the resting pallets 8a and 8b. However, this leads to an influence of the tripping resistance of the Hemm Cultures 7 by the power of the drive train.
  • the clamping angle of the clamping piece 5 is determined by the clamping pallets 6 a and 6 b and must also match the second-order bending line of the buffer 4. Therefore, the length of the buffer 4 should first be adapted to the pulse angle of the energy transmission means 3. The clamping angle of the clamping piece 5 is then correspondingly by the clamping pallets 6a and 6b set.
  • the properties of the leaf spring may be varied along the longitudinal axis of the spring (see below), allowing greater freedom between the pulse angle of the energy transferring means 3 and the clamping angle of the clamping piece 5. This can influence the center of gravity of the energy transfer.
  • the coupling rotational angle range can be significantly reduced in comparison with other inhibitions, as a result of which
  • Fig. 3 shows a second embodiment of the control element whose design is not described otherwise unless in the first
  • Coupling means 19 of the clamping piece 5 'between the attachment point 20 and the axis of rotation 1 1 is realized. This can be a longer
  • Leaf spring 4 'and / or a smaller escapement wheel 9 may be used.
  • the attachment of the buffer 4 on the board can u.U. be advantageous, e.g. when using an eccentric for fine adjustment.
  • a longer spring 4 ' has the advantage that it is less sensitive to changes in length.
  • the coupling point of the spring 4 'with the clamping piece 5' is selected so that it is between the point of curvature of the leaf spring 4 'and the
  • Attachment point 20 is located, ideally on the belly of the second bending line.
  • the clamping piece 5 'as the clamping piece 5 is formed, in addition, a lever 34 in the direction of
  • Leaf spring axis is arranged.
  • the lever 34 extends from the
  • Leaf spring 4 ' should be designed so that of the Coupling point of the leaf spring 4 'from the first-order bending line to the second-order bending line at least equal to the distance traveled by the coupling means 19 mounted thereon.
  • the coupling point between the clamping piece 5 'and the leaf spring 4' is preferably arranged in the region of the maximum bulge of the leaf spring 4 '. In this system, the coupling point of the
  • Pivoting point 1 1 arranged on the other side of the pivot point 18 of the clamping piece 5 ', so that the directions of rotation and the pallets 6a and 6b in comparison to those in Fig. 1 to 2 exchange.
  • Fig. 4 shows a third embodiment of the control element whose design is not described otherwise unless in the first
  • Embodiment is formed.
  • the energy transfer means 3 is integrated in a Hemm consultancy 28.
  • the inhibitor 7 and the energy transfer means 3 could also be connected to each other in a rotationally fixed manner.
  • the inhibitor 28 has the functions of the power transmission means 3 and the inhibitor 7 of the first embodiment. Unlike the first one
  • the inhibitor 7, the escape wheel 9 and the clamping piece 5 in the first plane and the energy transfer means 3 are arranged in a second plane, here is the inhibitor 28 in the second Level of the buffer 4 'is arranged, but the pallets 8a and 8b protrude into the second level.
  • the pallets 8a and 8b protrude into the second level.
  • For coupling is preferably a lever 37 on the
  • Clamping piece 5 extends and / or preferably in the region of the extreme bulge of the leaf spring 4 "has the coupling means 21.
  • the leaf spring 4" is now on the visible side of the movement, ie on the side facing the dial and facing away from the board of the escape wheel 9 arranged in a third plane.
  • the first level is between the second and third levels arranged, preferably all three planes parallel to the
  • the coupling means 19 ' now extends not in the second plane, but in the opposite direction of the third plane.
  • the energy transferring means 3 ' is formed in the second plane like the lever 3 (without attachment of the leaf spring 4 ") .
  • the energy transferring means 3' is further supported on the axis of rotation 1 1, eg a journal, on the same axis of rotation but in the third Level, now is the lever 37.
  • the lever 37 of the third level is rotatable or integral with the part of
  • the length of the buffer 4 is particularly critical. At a given clamping angle, the length of the spring 4 determines its instability line. Too short a buffer 4 will not have sufficient security against shocks or reach a stable position after clamping, both leads to an unplanned release of the stored energy. Too long a cache carries the risk of inefficient energetic use, which equates to unnecessarily high inertia. In the second and fourth
  • Leaf spring 4 'and 4 can be selected independently of the size of the escapement wheel. The longer the spring 4, the more length error is bearable.
  • a problem that occurs with all control devices that use bistable leaf springs to drive the rest of constant force is the change in length and / or modulus of the leaf spring with temperature and the difficulty of adjusting the behavior of the leaf spring.
  • the latter depends on the angle of rotation of the energy transmission means 3 / inhibitor 28, the angle of rotation of the clamping piece 5 and the length of the leaf spring 4 or its length ratio to the bearing points.
  • the former leads to a change in the behavior of the leaf spring 4, which in the worst case can lead to a malfunction of the escapement.
  • a possible solution to the first problem could be to compensate for the thermal length and / or modulus of elasticity of the bistable leaf spring 4 by a thermal change in length of the bearing points of the leaf spring 4 in the board, that of the
  • bearing points of the leaf spring 4 are not arranged directly on the board as in FIGS. 1 to 5, the bearing point or points in the board of the part on which the leaf spring 4 is mounted are meant. In this case, in addition, the thermal change in length of this part could also be taken into account.
  • Embodiment could be the spring 4 and the material of the board between the bearing points of silicon.
  • the same material is very well suited to achieve the same length changes of the spring 4 and the bearing points with temperature changes.
  • the spring 4 could also be changed by coatings, treatments and / or oxidations so that the change of the
  • Modulus of elasticity over the temperature can be compensated by the change in length of the board.
  • the spring 4 and the material between the bearing points could be made of glass.
  • the material of the board between the bearing points can be either the general board material.
  • another material could be stored in the board, in which the two bearing points of the leaf spring 4 are mounted. If this material of the board longitudinally movably arranged along the leaf spring axis expandable in a second board material, thus a compensation of the length expansion of the spring can be achieved by the temperature, without producing the whole board of this material.
  • a parameter could affect thickness, width, cross-section, and / or modulus of elasticity
  • the thickness and the width are preferably arranged at right angles to the longitudinal axis.
  • the thickness as the extension of the leaf spring 4 is perpendicular to the longitudinal axis and perpendicular to the pulse output to the
  • Energy transfer means 3 defined.
  • the width (possibly on average over the longitudinal axis) in its extent greater than the thickness.
  • centroid or integral center of the impulse or energy transfer is defined as the angle of perturbation or coupling rotational angle range in which the maximum impulse is transmitted to the perturbation by a power transmitting element (e.g., Swiss Anchor or a latch).
  • a power transmitting element e.g., Swiss Anchor or a latch.
  • Tripping pulse can be set. This further allows the pulse angle of the energy transmission means 3 and the clamping angle to select the clamping piece 5 independently of each other.
  • the latter can be achieved, for example, by a decreasing cross-section, a decreasing thickness and / or a decreasing width of the clamping piece 5 to the
  • Energy transfer means 3 can be achieved.
  • the leaf spring 4 could e.g. be formed conically to the energy transfer means 3 out.
  • the material properties of the leaf spring 4 are changed from the clamping piece 5 to the power transmission means 3 so that the leaf spring 4 is harder towards the clamping piece 5 out.
  • the cross-section, the thickness, the width and / or the local stiffness of the leaf spring 4 in the region of the nodes may be greater than in the areas of greatest curvature, i. the bellies.

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Abstract

Regelorgan einer Uhr aufweisend ein Hemmungsrad (9, 9', 29); eine Unruhe (1) mit einer ersten Drehrichtung und einer zweiten Drehrichtung; ein Hemmstück (7, 28) zur Hemmung des Hemmungsrads (9, 9', 29); einen bistabilen Zwischenspeicher (4, 4', 4'') ausgebildet, für jede der ersten und zweiten Drehrichtung der Unruhe (1) eine zwischengespeicherten Energie auf die Unruhe (1) abzugeben und Energie aufzunehmen. Die Energieaufnahme des Zwischenspeichers (4, 4', 4) erfolgt zeitlich nach der vollendeten Energieabgabe auf die Unruhe (1).

Description

Uhr, Regelorgan und Verfahren zum Betreiben eines Regelorgans mit hoher Regelgüte
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf ein Regelorgan, welches das Frequenzgebende Element mit konstanter Energie antreibt, und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen.
Stand der Technik
Ein mechanisches Uhrwerk weist einen Hauptenergiespeicher, z.B. eine Spiralfeder, auf, die das Räderwerk des Uhrwerks antreibt.
Gleichzeitig weist das Uhrwerk ein Regelorgan, das das Räderwerk bremst und mit einer vorgegebenen Frequenz für die Weiterdrehung um einen Schritt freigibt. Das Regelorgan weist ein Frequenz-gebendes Element, z.B. eine Unruhe, auf, welches eine Hemmung steuert, die in der von dem Frequenzgebenden Element vorgegebenen Frequenz ein mit dem
Räderwerk verbundenes Hemmungsrad für die Weiterdrehung um einen Schritt freigibt. Gleichzeitig überträgt das Hemmungsrad die notwendige Energie von dem Energiespeicher auf das frequenz-gebende Element, so dass dieses eine konstante Schwingung behalten kann.
Problematisch ist nun, dass der Hauptenergiespeicher, zum Beispiel eine Antriebsfeder, je nach Ladezustand mehr oder weniger Kraft auf das Räderwerk und somit mehr oder weniger Energie auf die Unruhe überträgt. Dies führt zu einer über die Zeit variierenden
Energieversorgung des Frequenz-gebenden Elements des Uhrwerks. Auch die sehr temperaturabhängige Viskosität der Schmierungen des
Räderwerks hat deshalb einen Einfluss auf die auf die Unruhe übertragene Energie. Der Stand der Technik zeigt folgende Lösungen für dieses
Problem.
CH353679 zeigt ein Remontoire, das als Hauptenergiespeicher eine erste Spiralfeder und als Zwischenspeicher eine zweite kleinere, auf dem Hemmungsrad gelagerte Spiralfeder aufweist. Diese zweite
Spiralfeder kann weniger Energie speichern und muss daher in kürzeren Intervallen nachgespannt werden, was zu einer schnelleren Egalisierung der Energieschwankungen führt, so dass die auf die Unruhe übertragene Energie konstanter ist.
CH292465 zeigt eine Force Constant Hemmung, ausgeführt als Chronometerhemmung, die eine Spiralfeder als Zwischenspeicher für die auf die Unruhe zu übertragene Energie aufweist. Der Zwischenspeicher erlaubt erneut eine konstantere Energie auf die Unruhe zu übertragen. Allerdings haben Chronometerhemmungen den Nachteil, dass solche Uhrwerke nicht selbstanlaufend sind und eine Impulsübertragung nur in eine Richtung erfolgt.
DE1293696 zeigt ebenfalls eine Chronometerhemmung, die eine mit einer in eine Unruhe eingreifende Gabel gekoppelte Blattfeder als Zwischenspeicher für die auf die Unruhe zu übertragene Energie aufweist. Die Blattfeder kann zwischen einer Biegelinie zweiter Ordnung mit einem diskreten hohen Energiezustand und einer Biegelinie erster Ordnung mit einem diskreten niedrigen Energiezustand hin- und herspringen. Wenn ein Mitnehmer der Unruhe in Kontakt mit der Gabel tritt, bewegt die Unruhe die Gabel soweit, dass diese die Blattfeder über den Potentialberg des diskreten höheren Energiezustands bewegt und die gespeicherte Energie auf die Unruhe abgegeben wird. Somit wird auf die Unruhe immer nur die gespeicherte Energie der Blattfeder übertragen und die Schwingung der Unruhe ist unabhängig von der Antriebsfeder. Auch hier bestehen die gleichen Nachteile der zuvor beschriebenen Chronometerhemmung.
Gleichzeitig sind die auf die Unruhe abgegebene Energie der Blattfeder und die notwendige Auslösekraft der Blattfeder von der Länge der Blattfeder und von deren Elastizitätsmodul abhängig. Bei einer
Temperaturänderung verändern sich aber die Länge und/oder das
Elastizitätsmodul der Blattfeder. Somit funktioniert diese Uhr nur in einem bestimmten Temperaturbereich, während in anderen
Temperaturbereichen sich die Geschwindigkeit der Uhr und die
Auslösekraft der Blattfeder durch die Unruhe verändert. Letzteres führt dazu, dass die Blattfeder bereits bei Erschütterungen der Uhr fälschlicherweise auslöst oder, dass die Auslösekraft der Blattfeder die Unruhe unnötig abbremst. Ausserdem hat die Abhängigkeit der Energie der Blattfeder den Nachteil, dass die Kalibrierung der Uhr sehr schwierig ist.
W09964936 offenbart ein Regelorgan mit einer Blattfeder, die zwischen einer Biegelinie vierter Ordnung mit einem diskreten hohen Energiezustand und einer Biegelinie zweiter Ordnung mit einem diskreten niedrigen Energiezustand hin- und herspringen kann. Die Blattfeder ist dabei so zwischen zwei festen Punkten gelagert, dass bei einer Bewegung einer mit der Blattfeder gekoppelten Gabel durch einen Mitnehmer einer Unruhe die Blattfeder mit der Biegelinie vierter Ordnung über den
Potentialberg bewegt wird und die gespeicherte Energie der Blattfeder freigegeben wird. Die so freigegebene Energie der Blattfeder wird auf die Gabel und auf die Unruhe übertragen. Die Hemmung weist zwei
Hemmungsräder, die jeweils mit dem Räderwerk gekoppelt sind, und ein Hemmstück auf. Das Hemmstück ist nicht kraftschlüssig mit der Gabel verbunden, sondern mit der Blattfeder gekoppelt. Während des
Umspringens der Blattfederbiegelinie und der Energieübertragung auf die Unruhe wird das Hemmungsstück durch die Formveränderung der
Blattfeder aus der hemmenden Position bewegt und das von dem
Hemmungsstück gebremste Hemmungsrad freigegeben. Das freigegebene Hemmungsrad dreht durch die Kraft der Hauptantriebsfeder das
Hemmstück bis zur nächsten hemmenden Position. Durch die Drehung des Hemmstücks wird die gekoppelte Blattfeder wieder von der Biegelinie zweiter Ordnung in die Biegelinie vierter Ordnung aufgeladen. Die Blattfeder dieses Regelorgans hat die gleichen Probleme der
Temperaturabhängigkeit wie die zuvor beschriebene DE1293696.
Gleichzeitig ist hier problematisch, dass die Blattfeder bereits während der Energieabgabe auf die Unruhe wieder durch das Hemmstück aufgeladen wird. Dies führt zu einer Störung der Energieabgabe auf die Unruhe und verhindert dadurch eine konstante Energieabgabe auf die Unruhe. Ein weiterer Nachteil dieses Uhrwerks ist der sehr komplexe Aufbau.
EP2706416 offenbart nun eine Vereinfachung der Konstruktion aus W09964936. Hier besteht die Hemmung aus einem Anker mit zwei Paletten zur Hemmung eines Ankerrads. Der Anker ist über eine Blattfeder mit einer in eine Unruhe eingreifende Gabel gekoppelt. Die Blattfeder kann zwischen einer Biegelinie zweiter Ordnung mit einem diskreten hohen Energiezustand und einer Biegelinie erster Ordnung mit einem diskreten niedrigen Energiezustand hin- und herspringen. Die Enden der Blattfeder sind jeweils symmetrisch um die Drehachse der Gabel und des Ankers gelagert, so dass eine Drehung des Ankers und/oder der Gabel zu einer Biegelinienveränderung der Blattfeder führen. Bei einer Bewegung der Gabel durch den Mitnehmer der Unruhe wird die Blattfeder mit der Biegelinie zweiter Ordnung über den Potentialberg bewegt und die gespeicherte Energie der Blattfeder freigegeben. Die so freigegebene Energie der Blattfeder wird durch die verursachte Rotation der Gabel auf die Unruhe übertragen. Während des Umspringens der
Blattfederbiegelinie und der Energieübertragung auf die Unruhe wird der Anker durch die Formveränderung der Blattfeder gedreht. Dadurch wird das von dem Anker gebremste Ankerrad freigegeben, welches durch die Kraft der Hauptantriebsfeder den Anker weiter dreht, bis dieser sich wieder in einer hemmenden Position befindet und die Blattfeder wieder eine Biegelinie zweiter Ordnung aufweist. Dieser Aufbau ist einfacher. Es findet auch hier die Aufladung der Feder während der Impulsabgabe auf die Unruhe statt, wodurch der Impuls auf die Unruhe doch wieder (wenn auch in geringeren Massen) von der Kraft der Antriebsfeder abhängt. Gleichzeitig hat die Federanordnung zwischen dem Anker und der Gabel den folgenden Nachteil. Bei üblichen Grössen für das Ankerrad und den Anker ist die Feder sehr kurz. Hierdurch wird die Feder sehr sensitiv bezüglich ihrer Länge und somit schwierig einzustellen. Alternativ kann natürlich der Abstand zwischen Gabel und Anker vergrössert werden, was aber zu einer unerwünschten Vergrösserung des Regelorgans führen würde. Dies hätte neben dem erforderlichen Rauraumbedarf zusätzlich einen negativen Effekt auf die Massenträgheit der während der
Impulsübertragung beschleunigten Komponenten des Regelorgans.
Gleichzeitig hat die Blattfeder die gleichen Einstellungs- und
Temperaturprobleme wie zu DE1293696 beschrieben.
Ein weiteres Problem gängiger Hemmungen mit einer Unruhe ist, dass der Koppelungsdrehwinkelbereich, in dem die Unruhe zur Auslösung und zur nachfolgenden Energieaufnahme mit der Gabel zusammenspielt, relativ gross ist. Eine Ankerhemmung hat in der Regel einen Koppelungsdrehwinkelbereich von ca. 50°, der bei hochwertiger Ausführung noch etwas reduziert werden kann. Eine perfekte Schwingung hingegen erhält bei jedem Durchgang durch den Ruhepunkt einen konstanten punktuellen Impuls im Ruhepunkt der Unruhe, der die verlorene Reibungsenergie wieder zuführt. Umso grösser der
Koppelungsdrehwinkelbereich einer Hemmung ist, umso stärker wird die perfekte Schwingung der Unruhe durch den Energieaustausch zwischen Gabel und Unruhe gestört. Zusätzlich ist der Auslösewiderstand oder der Impuls der Ankerhemmung je nach Drehrichtung unterschiedlich, was ebenfalls eine Störung für die Schwingung darstellt.
Chronometerhemmungen, wie sie oben beschrieben wurden, erlauben zwar diesen Koppelungsdrehwinkelbereich zu reduzieren, haben aber gleichzeitig den Nachteil, dass die Unruhe nur in eine Richtung
angetrieben wird und somit ebenfalls eine Störung für die Schwingung darstellt. Für die Koaxialhemmung, wie sie z.B. in EP1045297A1 offenbart ist, sind Koppelungsdrehwinkelbereiche bis zu 30° bekannt. Die Unruhe wird hier zwar in beide Richtungen angetrieben. Allerdings sind der Impuls und/oder der Auslösewiderstand aufgrund der unterschiedlichen
Antriebsstränge je nach Drehrichtung sehr unterschiedlich. In jedem Fall gibt es keine Hemmungen, die es schaffen einen kleineren Drehwinkel als 30° zu realisieren. Dies liegt zum einen an der grossen Masseträgheit des Uhrwerks, die verhindert, dass der Impuls von der Gabel auf die Unruhe in einem kleineren Winkel übertragen werden kann. Selbst wenn die
Masseträgheit durch leichte Materialien reduziert würde, so steigt bei kleineren Winkeln das Risiko, dass die Ellipse der Unruhe nicht mehr sauber in die oder aus der Gabel schwingt. Zudem vergrößert sich durch die Trägheit der Bereich, in dem die Gabel nur geschleppt wird, in gleichem Maße verringert sich der Bereich, in dem der eigentliche Impuls übertragen wird. Deshalb finden sich im Stand der Technik keine Hemmungen mit Koppelungsdrehwinkelbereichen kleiner 30°.
Weiterhin ist aus CH341764 bekannt, die Dicke der antreibenden Spiralfeder über deren Längsachse zu variieren. Auch ist aus DE102013106505 bekannt die Dicke einer schwingenden Spiralfeder einer Unruhe über deren Längsachse zu variieren.
Darstellung der Erfindung
Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Regelorgan zu erfinden, welches die Probleme des Stands der Technik löst.
Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Regelorgan zu finden, welches das frequenz-gebende Element mit einer besonders hohen Regelgüte antreibt.
In einem Ausführungsbeispiel wird dieses Ziel durch ein Regelorgan einer Uhr gelöst. Das Regelorgan weist ein Hemmungsrad, eine Unruhe mit einer ersten Drehrichtung und einer zweiten Drehrichtung, ein Hemmstück zur Hemmung des Hemmungsrads und einen bistabilen
Zwischenspeicher ausgebildet, für jede der ersten und zweiten
Drehrichtung der Unruhe eine zwischengespeicherten Energie auf die Unruhe abzugeben und Energie aufzunehmen, auf. Das Regelorgan zeichnet sich dadurch aus, dass die Energieaufnahme des
Zwischenspeichers zeitlich nach der vollendeten Energieabgabe auf die Unruhe erfolgt.
In einem Ausführungsbeispiel wird dieses Ziel durch ein Verfahren zum Regeln eines Uhrwerks gelöst. Das Verfahren weist die folgenden Schritte pro Drehrichtung einer Unruhe auf. Abgeben einer in einem bistabilen Zwischenspeicher zwischengespeicherten Energie auf die Unruhe. Aufnehmen von Energie in dem Zwischenspeicher. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Energieaufnahme des
Zwischenspeichers zeitlich nach der vollendeten Energieabgabe auf die Unruhe erfolgt.
Durch diese zeitliche Trennung der Energieaufnahme und
Energieabgabe des Zwischenspeichers kann eine konstante Energieabgabe auf die Unruhe erfolgen, welche eine besonders genaue Frequenztreue des frequenzgebenden Elements zur Folge hat. In einem Ausführungsbeispiel wird dieses Ziel durch ein
Regelorgan einer Uhr gelöst, das ein Hemmungsrad, eine Unruhe, ein Hemmstück und ein Energieübertragungsmittel, das in einem
Koppelungsdrehwinkelbereich so mit der Unruhe koppelt, um von der Unruhe ausgelöst zu werden und nach der Auslösung Energie auf die Unruhe abzugeben, wobei der Koppelungsdrehwinkelbereich kleiner als 30° ist.
In einem Ausführungsbeispiel wird dieses Ziel durch ein Verfahren zum Betreiben eines Regelorgans einer Uhr mit den folgenden Schritten gelöst: Koppeln eines Energieübertragungsmittels mit einer Unruhe in einem Drehwinkelkoppelbereich, wobei der Schritt des Koppeins das Auslösen des Energieübertragungsmittels durch die Unruhe und das Abgeben einer Energie von dem Energieübertragungsmittel auf die
Unruhe aufweist, wobei der Koppelungsdrehwinkelbereich kleiner als 30° ist.
Durch die Reduzierung des Koppelungsdrehwinkelbereichs unter 30°, wird die Energieübertragung immer mehr einem idealen Impuls angenähert, was die Energieübertragung optimiert. Dadurch kann die Unruhe mit weniger Energie angetrieben werden. Gleichzeitig werden Störungen der Unruhe, z.B. Vibrationen, durch die Konzentration der Hauptimpulsübertragung im Stabilitätspunkt der Unruhe vermieden. Somit wird auch die Regelgüte der Unruhe erhöht.
In einem Ausführungsbeispiel wird dieses Ziel durch ein Regelorgan einer Uhr gelöst, das ein Räderwerk mit einem Hemmungsrad, eine Unruhe, ein in das Hemmungsrad eingreifendes Hemmstück zum Hemmen der Drehung des Hemmungsrads und ein in das Räderwerk eingreifendes Lademittel zur Übertragung einer Energie des Räderwerks auf die Unruhe zur Aufrechterhaltung der Schwingung der Unruhe aufweist.
Die Trennung der Funktion des Hemmens und der
Impulsübertragung von dem Räderwerk durch zwei getrennt in das
Räderwerk eingreifende Mittel, erlaubt die Impulsübertragung von dem Räderwerk auf die Unruhe unabhängig von der Freigabe des
Hemmungsrads durch das Hemmungsstück zu realisieren. Dies erlaubt eine konstante Energieübertragung auf die Unruhe.
In einem Ausführungsbeispiel wird dieses Ziel durch ein Regelorgan einer Uhr gelöst, das eine bistabile Feder zur konstanten Energieabgabe auf einen Oszillator, z.B. eine Unruhe, aufweist. Die thermische Längen- und/oder Elastizitätsmoduländerung der bistabilen Feder ist so durch eine thermische Längenänderung der Lagerpunkte der Feder in einer Platine kompensiert, dass die von der Feder auf den
Oszillator abgegebene Energie konstant mit der Temperatur bleibt.
Dies löst das Problem der starken Temperatursensibilität der Uhrwerke mit konstanter Kraft, die eine bistabile Feder verwenden.
In einem Ausführungsbeispiel wird dieses Ziel durch ein Regelorgan einer Uhr gelöst, das eine bistabile Feder zur konstanten Energieabgabe auf einen Gangregler, z.B. eine Unruhe, aufweist. Ein die lokale Elastizität bestimmender Parameters der Feder ändert sich über deren Längsachse hin.
Dadurch kann einerseits das zeitliche Verhalten der Feder bei der Auslösung und der Impulsabgabe auf den Gangregler wesentlich feiner eingestellt werden, als mit einer Feder mit konstanten Parametern entlang der Längsachse. Gleichzeitig kann dies dazu verwendet werden, dass der Effekt der Verlängerung der Feder bei Temperaturänderungen weniger Einfluss auf die Impulsabgabe und die Auslösung der bistabilen Feder hat.
In einem Ausführungsbeispiel wird dieses Ziel durch ein Regelorgan einer Uhr gelöst, das ein Hemmungsrad, eine Unruhe, ein Hemmstück und einen Zwischenspeicher zur Aufnahme von Energie und zur Abgabe der zwischengespeicherten Energie auf die Unruhe aufweist.
In einem Ausführungsbeispiel wird dieses Ziel durch ein Verfahren zum Betreiben eines Regelorgans einer Uhr mit den folgenden Schritten gelöst: Aufnehmen von Energie in einem Zwischenspeicher des Regelorgans; Abgeben der zwischengespeicherten Energie von dem
Zwischenspeicher auf eine Unruhe des Regelorgans.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
In einem Ausführungsbeispiel ist das Regelorgan so ausgebildet, dass die Energieaufnahme des Lademittels bzw. des Zwischenspeichers von dem Hemmungsrad, vorzugsweise vollständig, zeitlich versetzt zu oder getrennt zu oder nach der Energieabgabe auf die Unruhe geschieht.
In einem Ausführungsbeispiel weist das Regelorgan bzw.
Lademittel ein Spannstück und den Zwischenspeicher auf, wobei das Spannstück in das Hemmungsrad bzw. das Räderwerk eingreift und mit dem Zwischenspeicher zur Übertragung einer Energie des Hemmungsrads bzw. des Räderwerks auf den Zwischenspeicher verbunden ist.
In einem Ausführungsbeispiel ist das Spannstück ein drehbares Element, das durch eine Drehung des Hemmungsrads bewegt,
insbesondere gedreht, werden kann.
In einem Ausführungsbeispiel weist das Spannstück eine erste Palette zum Eingreifen in das Räderwerk und eine zweite Palette zum Eingreifen in das Räderwerk auf. Insbesondere ist die erste Palette ausgebildet, durch das Räderwerk bewegt/gedreht zu werden, wenn das Hemmungsrad bei der Drehung der Unruhe in eine erste Richtung freigegeben wird, und die zweite Palette ausgebildet, durch das
Räderwerk bewegt/gedreht zu werden, wenn das Hemmungsrad bei der Drehung der Unruhe in eine zweite Richtung freigegeben wird.
In einem Ausführungsbeispiel weist der Zwischenspeicher einen Energieaufnahmepunkt auf, der mit dem Spannstück verbunden ist. In einem Ausführungsbeispiel ist der Zwischenspeicher eine Feder, die einen von der Unruhe aus relativ zu dem Energieaufnahmepunkt
gegenüberliegenden Lagerpunkt, z.B. ein erstes Ende der Feder, aufweist, der mit dem Gehäuse oder der Platine des Regelorgans verbunden ist. In einem alternativen Ausführungsbeispiel dient der Energieaufnahmepunkt zur Befestigung des Zwischenspeichers an dem Spannstück.
In einem Ausführungsbeispiel weist das Regelorgan ein Energieübertragungsmittel zur Übertragung der zwischengespeicherten Energie des Zwischenspeichers auf die Unruhe auf.
In einem Ausführungsbeispiel ist das Energieübertragungsmittel ein drehbar gelagertes Element, das an einem ersten Punkt, vorzugsweise an einem ersten Ende, mit der Unruhe zeitweise in Verbindung steht und das an einem zweiten Punkt, vorzugsweise an einem zweiten Ende, mit dem Zwischenspeicher in Verbindung steht.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Unruhe einen auf einer drehbar gelagerten Scheibe angeordneten Mitnehmer auf, welcher das Energieübertragungsmittel um eine Drehachse dreht.
In einem Ausführungsbeispiel ist das Energieübertragungsmittel ausgebildet, Energie auf das Hemmstück zur Aufhebung der Hemmung des Hemmungsrads zu übertragen. Insbesondere ist das Regelorgan so ausgebildet ist, dass die Übertragung der Energie von dem
Energieübertragungsmittel auf das Hemmstück, vorzugsweise vollständig, zeitlich getrennt oder versetzt oder nach der Übertragung der Energie von dem Energieübertragungsmittel auf die Unruhe geschieht.
In einem Ausführungsbeispiel weist das Hemmstück zumindest einen Anschlag auf, wobei das Energieübertragungsmittel, vorzugsweise ein drehbarer Hebel, durch Anschlagen an dem zumindest einem Anschlag Energie auf das Hemmstück übertragen kann. Vorzugsweise geschieht dieser Anschlag nachdem der Mitnehmer der Unruhe freigegeben worden ist. Dies ist ein Beispiel, wie die zeitliche Trennung von der Freigabe des Hemmungsrads bzw. des Aufladens des Zwischenspeichers von dem
Antreiben der Unruhe durch den Zwischenspeicher realisiert werden kann. In einem Ausführungsbeispiel weist das Hemmstück einen ersten Anschlag für die Aufnahme der Energie des Energieübertragungsmittels für eine erste Drehrichtung des Energieübertragungsmittels und einen zweiten Anschlag für die Aufnahme der Energie des Energieübertragungsmittels für eine zweite Drehrichtung des Energieübertragungsmittels auf.
In einem Ausführungsbeispiel weist der Zwischenspeicher einen Energieabgabepunkt auf, der mit dem Energieübertragungsmittel verbunden ist.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel weist der Zwischenspeicher einen Energieabgabepunkt auf, der (direkt) mit dem Hemmungsstück verbunden ist.
In einem Ausführungsbeispiel ist der Zwischenspeicher eine Feder, vorzugsweise eine Blattfeder. In einem Ausführungsbeispiel weist die Blattfeder eine sich verändernde Klingenbreite oder -höhe auf.
In einem Ausführungsbeispiel ist der
Temperaturausdehnungskoeffizient der Feder mit dem der sie tragenden Basis übereinstimmend, oder die Übereinstimmung wird mittels einer Kompensationsvorrichtung erreicht.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Feder in einem höheren Energiezustand eine Biegelinie zweiter Ordnung und in einem niedrigeren Energiezustand eine Biegelinie erster Ordnung aufweist.
In einem Ausführungsbeispiel weist der Zwischenspeicher einen stabilen höheren Energiezustand und einen stabilen niedrigeren
Energiezustand aufweist.
In einem Ausführungsbeispiel ist das Regelorgan ausgebildet, eine Initialisierungsenergie für den Übergang von dem höheren
Energiezustand in den niedrigeren Energiezustand zur Freigabe der gespeicherten Energie von der Unruhe, vorzugsweise über ein
Energieübertragungsmittel, zu erhalten.
In einem Ausführungsbeispiel ist das Regelorgan so ausgebildet, dass es Energie für den Übergang von dem niedrigeren Energiezustand in den höheren Energiezustand zur Aufnahme von zu speichernder Energie von dem Hemmungsrad, vorzugsweise über ein Spannstück, erhält.
In einem Ausführungsbeispiel ist das Hemmungsrad ein Ankerrad, in das ein Anker als Hemmstück eingreift.
In einem Ausführungsbeispiel verursacht die Unruhe (z.B. durch Kontakt eines Mitnehmers auf ein Energieübertragungsmittel) die
Freigabe der zwischengespeicherten Energie von dem
Energieübertragungsmittel.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Unruhe eine Spiralfeder auf.
In einem Ausführungsbeispiel ist die von dem Zwischenspeicher auf die Unruhe übertragene Energie von der Energie des
Räderwerks/Hemmungsrads unabhängig ist.
In einem Ausführungsbeispiel unterscheidet sich das Lademittel von dem Hemmstück.
In einem Ausführungsbeispiel weist das Lademittel ein in das Hemmungsrad eingreifendes Spannstück auf.
In einem Ausführungsbeispiel weist das Lademittel ein zwischen dem Spannstück und der Unruhe angeordneten Zwischenspeicher zum zeitlich verzögerten Abgeben der Rotationsenergie des Hemmungsrads auf die Unruhe und ein zwischen dem Speichermittel und der Unruhe angeordnetes Energieübertragungsmittel auf.
In einem Ausführungsbeispiel ist der Zwischenspeicher zum zeitlich verzögerten Abgeben der Rotationsenergie des Hemmungsrads auf die Unruhe ausgebildet. In einem Ausführungsbeispiel ist das Hemmungsrad zur
Verbindung mit einer das Hemmungsrad antreibenden Energiequelle ausgebildet.
In einem Ausführungsbeispiel ist das Hemmstück zwischen Unruhe und dem Hemmungsrad angeordnet und ausgebildet, das
Hemmungsrad in durch die Unruhe vorgegebenen periodischen
Zeitabständen um einen vorbestimmten Winkel weiterdrehen zu lassen, wenn das Hemmungsrad mit der antreibenden Energiequelle verbunden ist.
In einem Ausführungsbeispiel geschieht die Abgabe der zwischengespeicherten Energie zeitlich verzögert zu der Aufnahme der Rotationsenergie.
In einem Ausführungsbeispiel wird die Energie von einem
Hemmungsrad aufgenommen.
In einem Ausführungsbeispiel wird das Hemmungsrad von einem in das Hemmungsrad eingreifende Hemmstück gebremst.
In einem Ausführungsbeispiel wird das Hemmstück von der Unruhe gedreht, so dass die Rotation des Hemmungsrads freigegeben wird.
In einem Ausführungsbeispiel wird die zwischengespeicherte Energie auf das Hemmstück übertragen, welches die Energie auf die Unruhe überträgt.
In einem Ausführungsbeispiel wird die zwischengespeicherte Energie auf ein Energieübertragungselement übertragen, welches die Energie auf die Unruhe überträgt.
In einem Ausführungsbeispiel überträgt das
Energieübertragungselement Energie auf ein Hemmstück zur Freigabe der Hemmung eines Hemmungsrads. In einem Ausführungsbeispiel erfolgt die Energieübertragung auf das Hemmstück zeitlich nach der Energieübertragung auf die Unruhe.
In einem Ausführungsbeispiel wird der
Drehwinkelkoppelungsbereich kleiner als 30° mit einem Zwischenspeicher zur Aufnahme von Energie und zur Abgabe der zwischengespeicherten Energie auf die U nruhe kombiniert. Durch die Verwendung eines
Zwischenspeichers kann die Trägheit des Energieübertragungsmittels auf die Unruhe signifikant minimiert und somit die verwendete Energie zum Antreiben der Unruhe und die Geschwindigkeit der Energieübertragung von dem Zwischenspeicher auf die Unruhe sehr genau eingestellt werden. Dies erlaubt eine starke Minimierung des Koppelungsdrehwinkelbereich.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Unruhe einen Mitnehmer auf, deren Koppelungspunkt mit dem Energieübertragungsmittel einen ersten Abstand vom Drehpunkt der Unruhe hat, wobei das
Energieübertragungsmittel drehbar gelagert ist und der Koppelungspunkt des Energieübertragungsmittels mit dem Mitnehmer von dem Drehpunkt des Energieübertragungsmittels einen zweiten Abstand hat, wobei der Drehwinkelkoppelungsbereich kleiner als 30° mit einem Verhältnis zwischen dem zweiten Abstand und dem ersten Abstand kleiner als 2,5 kombiniert ist. Durch die Verwendung des kleineren Verhältnisses wird der von dem Energieübertragungsmittel in dem Drehwinkelkoppelungsbereich zurückgelegte Winkel vergrößert und somit die Fehleranfälligkeit der Hemmung reduziert. Dieses Ausführungsbeispiel könnte auch ohne einen Zwischenspeicher realisiert werden, wenn die Massenträgheit des Systems anders reduziert wird, z.B. durch leichte Materialien oder Bauweise.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren näher erläutert, wobei zeigen
Fig. 1A bis 1 E eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines
Regelorgans für fünf verschiedene Zustände des Regelorgans; Fig. 2 eine dreidimensionale Ansicht einer alternativen Ausführungsform des Hemmungsrads des Regelorgans aus Fig. 1A bis 1 E;
Fig. 3 eine Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Regelorgans;
Fig. 4 eine Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines Regelorgans;
Fig. 5 eine erste dreidimensionale Ansicht eines vierten
Ausführungsbeispiels eines Regelorgans; und
Fig. 6 eine zweite dreidimensionale Ansicht des vierten
Ausführungsbeispiels des Regelorgans.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Für die Beschreibung der Ausführungsbeispiele ist eine Definition des Begriffs„bistabiler Energiespeicher" wichtig, z.B. als energetischen Zwischenspeicher eines Uhrwerks. Ein bistabiler
Energiespeicher ist ein Zwischenspeicher mit zumindest zwei lokal stabilen Energiezuständen, wobei der bistabile Energiespeicher im energetisch hohen stabilen Energiezustand durch einen Potentialberg von dem tiefen stabilen Energiezustand getrennt ist und durch Zufuhr einer bestimmten Energiemenge zur Überwindung des Potentialbergs in den energetisch tiefen stabilen Energiezustand übergeht und dadurch die gespeicherte Energie freigibt. Der Punkt der Überwindung des Potentialbergs wird auch als Instabilitätspunkt bezeichnet. Der tiefe stabile Energiezustand kann sowohl ein lokal als auch ein global stabiler Energiezustand sein, wobei jeder global stabiler Energiezustand auch immer lokal stabil ist. Die
Begriffe„tiefer stabile Energiezustand" und„hoher stabile
Energiezustand" sollen hier nicht absolut verstanden werden, sondern nur bedeuten, dass der tiefe stabile Energiezustand energetisch tiefer ist als der hohe stabile Energiezustand. Bistabil ist nicht auf zwei stabile
Energiezustände beschränkt, sondern bedeutet, dass es auch mehr als zwei stabile Energiezustände geben kann. Bistabile Federn, z.B. bistabile
Blattfedern, sind ein Beispiel für solche bistabilen Energiespeicher. Dazu wird eine Blattfeder oder ein Blattfederbereich der Länge L zwischen zwei Lagerpunkten einer Entfernung kleiner L gelagert, so dass sich zwischen den Lagerpunkten eine Biegelinie mit einer Bauchung formt. Diese
Biegelinie mit einer Bauchung stellt einen Energiezustand erster Ordnung dar und ist global stabil. Durch Energiezufuhr kann die Blattfeder aber auch eine Biegelinie mit zwei, drei, vier, oder allgemein mit n Bauchungen (mit n-1 Krümmungswechseln) annehmen mit den entsprechenden
Energiezuständen zweiter, dritter, vierter oder allgemein n-ter Ordnung. Als tiefer stabiler Energiezustand der bistabilen Feder wird vorzugsweise der Energiezustand erster Ordnung benutzt, aber jeder höhere
Energiezustand, z.B. zweiter Ordnung, kann auch als tiefer stabile
Energiezustand verwendet werden, wenn mehr als zwei stabile
Energiezustände bestehen. Der hohe stabile Energiezustand ist in der Ordnung höher als der tiefe stabile Energiezustand. Eine bistabile
Blattfeder ist somit eine Blattfeder, die so angeordnet ist, Biegelinien zumindest zweier unterschiedlicher Ordnungen anzunehmen. Der
Energiezustand erster Ordnung einer bistabilen Feder kann sowohl durch eine erste Krümmungsrichtung als auch durch eine zweite
Krümmungsrichtung realisiert sein. Analog kann ein Energiezustand jeder Ordnung durch eine zu der Blattfederachse symmetrische Biegelinie realisiert sein. Die Blattfederachse ist als die zwischen den beiden
Lagerpunkten gespannte Linie definiert. Eine symmetrische bistabile Blattfeder ist somit als eine bistabile Blattfeder definiert, die so
angeordnet ist, dass sie Biegelinien zweier Ordnungen und deren gespiegelte Biegelinien annehmen können.
Fig. 1 A bis 1 E zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Regelorgans in verschiedenen Zuständen. Das Regelorgan weist eine Unruhe 1 , einen Zwischenspeicher 4, ein Energieübertragungsmittel 3, ein Hemmstück 7, ein Hemmungsrad 9 und ein Spannstück 5 auf.
Die Unruhe 1 ist als Teil einer freien Hemmung ausgebildet, in einer bestimmten Frequenz zu schwingen und dient als Gangregler für das Uhrwerk. Dazu weist die Unruhe 1 vorzugsweise eine hier nicht
dargestellte Spiralfeder mit einer ebenfalls nicht dargestellten
Schwungmasse auf. Zur Auslösung der Hemmung ist die Unruhe 1 mit dem Hemmungsrad 9 gekoppelt und zur Aufnahme von Energie ist die Unruhe 1 mit dem Zwischenspeicher 4 gekoppelt. Beide Kopplungen werden in diesem Ausführungsbeispiel über das Energieübertragungsmittel 3 erzielt. Das Koppelungsmittel zur Koppelung mit dem Energieübertragungsmittel 3 ist in Fig. 1A dargestellt. Die Unruhe 1 bzw. das Koppelungsmittel der Unruhe 1 weist einen Mitnehmer 10 auf, der koaxial zu der Drehachse 12 der Unruhe 1 angeordnet ist und sich mit der Schwingung der Unruhe 1 um die Drehachse 12 der Unruhe 1 dreht. Dieser Mitnehmer 10 wird auch als Ellipse bezeichnet. Innerhalb einer Schwingungsperiode (Inverse der Schwingungsfrequenz) der Unruhe 1 , bewegt sich der Mitnehmer 10 einmal in eine erste Drehrichtung (z.B. im Uhrzeigersinn) von einem ersten Drehrichtungsumkehrpunkt zu einer zweiten Drehrichtungsumkehrpunkt und einmal in eine zweite Drehrichtung (z.B. gegen den Uhrzeigersinn) von dem zweiten Drehrichtungsumkehrpunkt zurück zu dem ersten
Drehrichtungsumkehrpunkt. Der Drehwinkel des Mitnehmers 10, in dem sich die Unruhe 1 in der Gleichgewichtslage befindet, soll im Folgenden als Totpunkt oder 0° definiert werden. Der Drehwinkelbereich der Unruhe 1 bzw. des Mitnehmers 10, in dem die Unruhe 1 mit dem
Energieübertragungsmittel 3 koppelt, soll im Folgenden als
Kopplungsdrehwinkelbereich bezeichnet werden. Dieser ist vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise symmetrisch um den Drehwinkel 0° angeordnet. Der Koppelungsdrehwinkelbereich kann aufgrund der minimalen Massenträgheit des Energieübertragungsmittels, die aufgrund des Zwischenspeichers erzielt werden kann, kleiner als 30° werden, d.h. kann bei symmetrischer Verteilung zwischen +15° und -15° liegen. Dadurch können sehr kleine Koppelungsdrehwinkelbereiche erreicht werden und die Regelgüte des Regelorgans verbessert werden. Vorzugsweise ist der Koppelungsdrehwinkelbereich kleiner gleich 28°, vorzugsweise kleiner gleich 26°, vorzugsweise kleiner gleich 24°, vorzugsweise kleiner gleich 22°, vorzugsweise kleiner gleich 20°, vorzugsweise kleiner gleich 18°,
vorzugsweise kleiner gleich 16°, vorzugsweise kleiner gleich 14°,
vorzugsweise kleiner gleich 12°, vorzugsweise kleiner gleich 10°,
vorzugsweise kleiner gleich 8° ist. Vorzugsweise ist der maximale
Koppelungsdrehwinkel von dem Ruhepunkt der Unruhe kleiner 15°, kleiner gleich 14°, vorzugsweise kleiner gleich 13°, vorzugsweise kleiner gleich 12°, vorzugsweise kleiner gleich 1 1 °, vorzugsweise kleiner gleich 10°, vorzugsweise kleiner gleich 9°, vorzugsweise kleiner gleich 8°,
vorzugsweise kleiner gleich 7°, vorzugsweise kleiner gleich 6°,
vorzugsweise kleiner gleich 5°, vorzugsweise kleiner gleich
4°.Vorzugsweise erfolgt eine Kopplung der Unruhe 1 mit dem Energieübertragungsmittel 3 zwei Mal pro Schwingungsperiode, d.h. für jede Drehrichtung einmal, wenn der Mitnehmer 10 den
Koppelungsdrehwinkelbereich durchläuft. In einem Prototyp wurde eine Unruhe 1 mit einem Koppelungsdrehwinkelbereich von 5,2° erreicht. In diesem Prototyp werden die ersten 2,2° für die Auslösung des
Energieübertragungsmittels 3 bzw. des Zwischenspeichers 4, 0,3° für den Anschlagswechsel des Mitnehmers 10 in dem Energieübertragungsmittel 3 und 2,7° für die Energieübertragung von dem Energieübertragungsmittel 3 auf den Mitnehmer 10 benötigt. Dies entspricht näherungsweise einem idealen Impuls in der Ruhelage der Unruhe 1. Ausserhalb des
Koppelungsdrehwinkelbereichs ist die Unruhe 1 bzw. der Mitnehmer 10 nicht mit dem Energieübertragungsmittel 3 gekoppelt. Der
Drehwinkelbereich der Schwingungsperiode des Mitnehmers 10 ausserhalb des Kopplungsdrehwinkelbereichs wird auch als Ergänzungsbogen bezeichnet. Obwohl in diesem Ausführungsbeispiel eine Unruhe 1 verwendet wurde, können andere Gangregler als eine Unruhe 1 verwendet werden.
Der Zwischenspeicher 4 ist ausgebildet, Energie zu speichern. Der Zwischenspeicher 4 kann weiterhin im Kopplungsdrehwinkelbereich der Unruhe 1 Energie auf die Unruhe 1 übertragen, um eine stabile
Schwingung der Unruhe 1 zu garantieren. In diesem Ausführungsbeispiel wird die zwischengespeicherte Energie über das
Energieübertragungsmittel 3 auf die Unruhe 1 übertragen. Vorzugsweise ist der Zwischenspeicher 4 ein bistabiler Energiespeicher, der sich in dem hohen stabilen Energiezustand befindet, wenn sich die Unruhe 1 bzw. der Mitnehmer 10 sich vor dem Eintritt in den Kopplungsdrehwinkelbereich befindet. Bei Eintritt in den Kopplungsdrehwinkelbereich überträgt die Unruhe 1 eine Initialenergie auf den Zwischenspeicher 4, welche den bistabilen Energiespeicher über den Potentialberg bringt, so dass der Zwischenspeicher 4 in den tiefen stabilen Energiezustand übergehen kann und die gespeicherte Energie freisetzen kann. In dem gezeigten
Ausführungsbeispiel ist der Zwischenspeicher 4 eine Blattfeder,
insbesondere eine bistabile Blattfeder, insbesondere eine symmetrische bistabile Blattfeder. Die in dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigte bistabile Blattfeder 4 befindet sich in dem hohen stabilen Energiezustand in einer Biegelinie zweiter Ordnung (z.B. Fig. 1A, 1 E) und in dem tiefen stabilen Energiezustand in einer Biegelinie erster Ordnung (z.B. Fig. 1 D). Die bistabile Blattfeder 4 aus Fig. 1 A ist weiterhin als symmetrische bistabile Blattfeder 4 ausgebildet, so dass die Biegelinie der Blattfeder 4 in dem tiefen stabilen Energiezustand während der ersten Drehrichtung der Unruhe 1 (Fig. 1 D) spiegelsymmetrisch bezüglich der Blattfederachse zu der Biegelinie der Blattfeder 4 in dem tiefen stabilen Energiezustand während der zweiten Drehrichtung der Unruhe 1 ist und/oder dass die Biegelinie der Blattfeder 4 in dem hohen stabilen Energiezustand während der ersten Drehrichtung der Unruhe 1 (Fig. 1A) spiegelsymmetrisch bezüglich der Blattfederachse zu der Biegelinie der Blattfeder 4 in dem hohen stabilen Energiezustand während der zweiten Drehrichtung (Fig. 1 E) der Unruhe 1 ist. Die Blattfeder 4 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in Fig. 1A, vorzugsweise mit einem ersten Ende, auf dem drehbar auf einer Platine gelagerten Energieübertragungsmittel 3, und, vorzugsweise mit einem zweiten Ende, auf dem drehbar auf der Platine gelagerten Spannstück 5, befestigt. Somit ist die Blattfederachse der Blattfeder 4 hier durch die Linie zwischen der Drehachse 1 1 des Hebels 3 und der Drehachse 18 des
Spannstücks definiert. Alternativ kann die Blattfeder 4 aber auch an einem Befestigungspunkt oder an zwei Befestigungspunkten direkt auf der Platine drehbar oder fest befestigt werden (siehe z.B. Fig. 3, 5 oder 5). Wird in dieser Erfindung von der Koppelung der Blattfeder 4 mit dem Energieübertragungsmittel 3 oder dem Hemmstück 7 gesprochen, so kann damit sowohl eine Befestigung auf diesem als auch eine Befestigung der Blattfeder 4 ausserhalb dieses, aber mit einer Koppelung auf diesem gemeint sein. Ein Zwischenspeicher 4 hat den Vorteil, dass die notwendige Energie in einem sehr kleinen Koppelungsdrehwinkelbereich abgegeben werden kann, da eine geringe Massenträgheit eines Zwischenspeichers 4 viel einfacher reduziert werden kann als in klassischen Hemmungen. Der Zwischenspeicher 4 ist weiterhin so ausgebildet, dass der Vorgang der Energieabgabe aus dem Zwischenspeicher 4 auf die Unruhe 1 in dem Kopplungsdrehwinkelbereich erfolgt und das nachfolgende Aufladen des entladenen Zwischenspeichers 4 erst ab oder nach der Entkoppelung des Zwischenspeichers bzw. des Energieübertragungsmittels 3 von der Unruhe 1 bzw. von dem Mitnehmer 10 beginnen kann. Dies hat den Vorteil, dass die auf die Unruhe 1 aus dem Zwischenspeicher 4 übertragene Energie konstant ist und nicht durch Einflüsse aus dem Ankerrad 9 verändert wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Zwischenspeicher 4 von der Unruhe 1 in bzw. kurz vor dem Totpunkt (der Ruhelage) der Unruhe 1 durch den Instabilitätspunkt bewegt wird und in dem Totpunkt der Unruhe 1 die Energieabgabe auf die Unruhe 1 beginnt bzw. der Schwerpunkt der Energieabgabe auf die Unruhe 1 in dem Totpunkt der Unruhe 1 liegt. Dies hat den Vorteil, dass der Einfluss der Impulsabgabe auf die Unruhe 1 minimal ist. Mit einer klassischen Ankerhemmung ist dies nicht zuverlässig möglich. Vorzugsweise wird die Energie für das Aufladen des
Zwischenspeichers 4 aus der Rotation des Räderwerks, z.B. des
Hemmungsrads 9, genommen. Die in Richtung der Blattfederachse wirkende Kraft sollte durch die Mitte der Drehachsen des
Energieübertragungsmittels 3 und des Spannstücks 5 verlaufen (um keine Längenänderungen an dem Zwischenspeicher 4 zu erzeugen). Die
Symmetrielinie des Energieübertragungsmittels 3, des Spannstücks 5 und des Hemmstücks 7 müssen aber nicht mit der der Impulsfeder 4
übereinstimmen.
Das Energieübertragungsmittel 3 ist ausgebildet Energie von dem Zwischenspeicher 4, bzw. von einem durch den Zwischenspeicher 4 und das Spannstück 5 gebildeten Lademittels, auf die Unruhe 1 zu übertragen. Vorzugsweise ist das Energieübertragungsmittel 3 als Hebel ausgeführt, der drehbar um eine Drehachse 1 1 gelagert ist. Vorzugsweise ist die Drehachse 1 1 parallel/koaxial zu der Drehachse 12 der Unruhe 1 angeordnet. Das Energieübertragungsmittel 3 kann aber auch anders ausgebildet werden, z.B. direkt durch ein Ende der Blattfeder 4.
An einem erste Hebelpunkt (Koppelungspunkt), vorzugsweise an einem ersten Ende des Hebels 3, ist ein Koppelungsmittel angeordnet zur Koppelung mit der Unruhe 1. Vorzugweise weist das Koppelungsmittel eine Gabel 14 auf, die ausgebildet ist, in dem
Koppelungsdrehwinkelbereich der Unruhe 1 in den Mitnehmer 10 einzugreifen und so eine rotative Koppelung zwischen der Unruhe 1 und dem Hebel 3 zu schaffen. Dreht sich die Unruhe 1 z.B. in der ersten
Drehrichtung ist der Mitnehmer 10 ausserhalb des
Koppelungsdrehwinkelbereichs noch nicht mit dem Hebel 3 gekoppelt. Bei Eintritt in den Koppelungsdrehwinkelbereich greift die Gabel 14 in den Mitnehmer 10 und koppelt die Drehung der Unruhe 1 mit der Drehung des Hebels 3 bis der Mitnehmer 10 aus dem Koppelungsdrehwinkelbereich austritt und der Hebel 3 und der Mitnehmer 10 wieder entkoppeln.
Dadurch dreht sich der Hebel 3 in die zu der Drehrichtung der Unruhe 1 entgegengesetzte Drehrichtung. Die hier beschriebenen Koppelungsmittel der Unruhe 1 (Mitnehmer 10) und des Energieübertragungsmittels 3 (Gabel 14) sind nur ein Beispiel einer möglichen Koppelung. Zusätzlich oder alternativ können andere Koppelungsmittel eingesetzt werden. Der
Sicherungshebel 15 sichert die Hemmung ausserhalb des
Kopplungsbereichs gegen eine unerwünschte Auslösung, wie dies bei der Schweizer Ankerhemmung allgemein üblich ist.
Der Koppelungspunkt des Mitnehmers 10 mit der Gabel 14 weist einen ersten Abstand von dem Drehpunkt der Unruhe 1 auf. Der
Koppelungspunkt der Gabel 14 mit dem Mitnehmer 10 weist einen zweiten Abstand zu dem Drehpunkt des Hebels 3 auf. Das Verhältnis von dem zweiten Abstand zu dem ersten Abstand (zweiter Abstand dividiert durch den ersten Abstand) wird in der Regel um die 3 gewählt. Bei kleinen Winkeln führt dies aber zu einem erhöhten Risiko von Störungen, da der von dem Hebel 3 zurückgelegte Winkel noch dreimal kleiner als der von dem Mitnehmer 10 zurückgelegte Winkel im
Drehwinkelkoppelungsbereich ist. Deshalb ist es für kleine Winkel besonders vorteilhaft, das Verhältnis von dem zweiten Abstand zu dem ersten Abstand kleiner als 2,5, insbesondere kleiner als 2, insbesondere kleiner als 1 ,5 oder sogar kleiner gleich 1 auszugestalten. Dies reduziert die Störanfälligkeit der Interaktion von Energieübertragungsmittel 3 mit der Unruhe 1.
An einem zweiten Hebelpunkt 17, vorzugsweise an einem zweiten entgegengesetzten Ende des Hebels 3, ist der Hebel 3 mit dem Zwischenspeicher 4 gekoppelt. Der zweite Hebelpunkt 17 ist so
angeordnet, dass in dem Zwischenspeicher 4 gespeicherte Energie in eine Drehenergie des Hebels 3 umgewandelt werden kann, die wiederum in dem Koppelungsdrehwinkelbereich der Unruhe 1 auf die Unruhe 1 übertragen wird. Für die Blattfeder 4 bedeutet dies, dass eine Drehung des Hebels 3 zu einer Veränderung der Biegelinie der Blattfeder 4 führt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Fig. 1A ist der zweite Hebelpunkt 17 auf der zu der Drehachse 1 1 des Hebels 3 entgegengesetzten Seite des ersten Hebelpunkts angeordnet. Allerdings könnte alternativ der zweite Hebelpunkt 17 auch auf der gleichen Seite des ersten Hebelpunkts angeordnet sein. Der zweite Hebelpunkt 17 ist sehr nahe an der Drehachse 1 1 angeordnet, so dass eine Drehung des Hebels 3 hauptsächlich zu einer Veränderung des Ausgangswinkels der Blattfeder 4 führt und nur zu einer geringen translatorischen Bewegung. Der zweite Hebelpunkt 17 könnte aber auch weiter weg von der Drehachse 1 1 angeordnet werden (siehe z.B. Fig. 5 und 6). Eine symmetrische Lagerung oder Koppelung der Blattfeder 4 um die Drehachse 1 1 des Energieübertragungsmittels 3 (Punktsymmetrie zur Drehachse 1 1 des Energieübertragungsmittels 3) kann genutzt werden, um den Lagerdruck der Lagerung des Energieübertragungsmittels 3 zu minimieren.
In diesem Beispiel ist das Energieübertragungsmittel 3 als drehbar gelagerter Hebel ausgebildet. Alternativ könnte das
Energieübertragungsmittel 3 auch anders ausgeführt sein und z.B. eine translatorische Bewegung ausführen, um die Energie des
Zwischenspeichers 4 mit der Rotationsbewegung der Unruhe 1 zu koppeln. Auch wäre es möglich das Energieübertragungsmittel 3 direkt als einen Bereich, z.B. den Endbereich, der Blattfeder 4 auszubilden.
Das Hemmstück 7 ist ausgebildet, in das Hemmungsrad 9 hemmend einzugreifen und jedes Mal, wenn die Unruhe 1 den
Kopplungsdrehwinkelbereich durchquert bzw. durchquert hat, das
Hemmungsrad 9 für eine Drehung des Hemmungsrads 9 um einen bestimmten Drehwinkel freizugeben. Anders als bei der Ankerhemmung ist das Hemmstück 7 in dem ersten Ausführungsbeispiel nicht ausgebildet, eine Rotationsenergie des Hemmungsrads 9 auf die Unruhe zu übertragen. Das Hemmstück 7 ist hier zum Beispiel als Anker (ohne Eingriff in die Unruhe 1) ausgeführt. Das Hemmstück 7 hat für den Eingriff in das
Hemmungsrad 9 vorzugsweise eine erste Palette 8a und eine zweite
Palette 8b. Die erste Palette 8a ist vorzugsweise zur Hemmung des
Hemmungsrads 9 während dem fallenden Ergänzungsbogen (in Richtung Kopplungsdrehwinkelbereich) für die erste Drehrichtung der Unruhe 1 und evtl. zusätzlich für das Ende des steigenden Ergänzungsbogens (von dem Kopplungsdrehwinkelbereich weg) in der zweiten Drehrichtung der Unruhe 1 ausgebildet. Die zweite Palette 8b ist vorzugsweise zur
Hemmung des Hemmungsrads 9 während dem fallenden
Ergänzungsbogen (in Richtung Kopplungsdrehwinkelbereich) für die zweite Drehrichtung der Unruhe 1 und evtl. zusätzlich für das Ende des steigenden Ergänzungsbogens (von dem Kopplungsdrehwinkelbereich weg) in der ersten Drehrichtung der Unruhe 1 ausgebildet. Das Hemmstück 7 ist vorzugsweise drehbar auf einer Drehachse 22 gelagert. Die Drehachse 22 ist z.B. koaxial/parallel zu der Drehachse 12 der Unruhe 1 und/oder zu einer Drehachse 23 des Hemmungsrads 9 gelagert. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Hemmstück 7 zwischen einer ersten
hemmenden Position (siehe z.B. Fig. 1A) und einer zweiten hemmenden Position (siehe z.B. Fig. 1 E) drehbar. Dazu sind z.B. ein erster Anschlag 2a zur Begrenzung der Drehung des Hemmstücks 7 in die erste Drehrichtung und ein zweiter Anschlag 2b zur Begrenzung der Drehung des Hemmstücks 7 in die zweite Drehrichtung angeordnet. Diese sind aber optional. In diesem Ausführungsbeispiel sind das Energieübertragungsmittel 3 und das Hemmstück 7 zwei unabhängig voneinander bewegliche/drehbare Teile. Das Energieübertragungsmittel 3 koppelt mit der Unruhe 1 in dem
Kopplungsdrehwinkelbereich. Während dieser Kopplung bleibt das
Hemmstück 7 unbewegt und das Hemmungsrad 9 gehemmt, wodurch die Impulsabgabe von dem Zwischenspeicher 4 auf die Unruhe 1 einzig von dem Zwischenspeicher 4 und dem Energieübertragungsmittel 3 abhängt. Die Antriebskraft des Hemmungsrads 9 und die Schmierung des
Räderwerks beeinflussen die Impulsabgabe auf die Unruhe 1 somit nicht.
Das Hemmstück 7 weist einen ersten Anschlag 24a und einen zweiten Anschlag 24b auf. Der erste Anschlag 24a ist zur Begrenzung der relativen Drehung des Energieübertragungsmittels 3 (in der ersten
Drehrichtung) zu dem Hemmstück 7 und der zweite Anschlag 24b ist zur Begrenzung der relativen Drehung des Energieübertragungsmittels 3 (in der zweiten Drehrichtung) zu dem Hemmstück 7 ausgebildet. Erst wenn das Energieübertragungsmittel 3 an dem ersten oder zweiten Anschlag 24a oder 24b anschlägt, beginnt sich das Hemmstück 7 aufgrund der Trägheit der Energieübertragungsmitteldrehung und/oder aufgrund der
Restenergie des Zwischenspeichers 4 zu drehen und das Hemmungsrad 9 freizugeben. Nach dem Anschlag des Energieübertragungsmittels 3 an dem ersten oder zweiten Anschlag 24a oder 24b dreht sich das Hemmstück 7 von dem ersten Anschlag 2a zu dem zweiten Anschlag 2b (oder
umgekehrt). Das Energieübertragungsmittel 3 dreht sich dabei in einem der Anschläge 24a oder 24b befindlich mit dem Hemmstück 9 mit, da die Blattfeder 4 das Energieübertragungsmittel 3 weiterhin in die mit einem der Anschläge 24a oder 24b angeschlagene Position drückt. In dem
Moment des ersten Anschlags ist die Unruhe 1 bereits von dem
Energieübertragungsmittel 3 entkoppelt. Alternativ entkoppelt die Unruhe 1 bzw. der Mitnehmer 10 durch das Abbremsen des
Energieübertragungsmittels 3 beim Anschlagen auf dem ersten Anschlag 24a oder dem zweiten Anschlag 24b in dem Moment des Anschlags.
Dadurch wird sichergestellt, dass die Unruhe 1 durch die Reibungs- und Anschlagsmomente bei Freigabe des Hemmungsrads 9 nicht beeinflusst wird. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Energieübertragungsmittel 3 und das Hemmstück 7 auf zwei verschiedenen Drehachsen 1 1 und 22 gelagert. Alternativ könnten diese auch auf der gleichen Drehachse (aber unabhängig voneinander drehbar) gelagert sein.
Das Hemmungsrad 9 ist Teil des Räderwerks des Uhrwerks und drehbar mit diesem gekoppelt. Das Räderwerk wird durch eine
Energiequelle, z.B. eine Hauptantriebfeder des Uhrwerks, angetrieben. Das Hemmungsrad 9 des Räderwerks ist mit dem Hemmstück 7 so gekoppelt, dass es durch das in Eingriff stehenden Hemmstück 7 gebremst bzw.
gehemmt wird und bei Bewegung des Hemmstücks 7 in einer durch den Gangregler vorgegebenen Frequenz für die Drehung des bestimmten Drehwinkels freigegeben wird. Vorzugsweise wird das Hemmungsrad 9 pro Schwingungsperiode der Unruhe 1 zwei Mal (für jede Drehrichtung einmal) freigegeben und entsprechend zwei Mal um den bestimmten Drehwinkel weitergedreht. Dazu weist das Hemmungsrad 9 eine Vielzahl von Zähnen 27 auf. Diese Zähne sind in gleichmässigen Abständen über den Umfang des Hemmungsrads 9 verteilt. Jeder Zahn 27 weist einen Hemmbereich 25 auf. Dieser ist hier als Nut ausgeführt, in welche die Paletten 8a und 8b eingreift, wenn diese das Hemmungsrad 9 hemmen. In Fig. 2 ist eine alternative Ausführungsform für die Hemmbereiche 26 dargestellt. Diese sind hier durch sich in Richtung der Drehachse des Hemmungsrads 9 (das heisst senkrecht zu der flachen Seite des
Hemmungsrads 9) erstreckende Vorsprünge ausgebildet, die an der Palette 8a oder 8b anliegen, wenn das Hemmungsrad 9 von dem Hemmstück 7 gehemmt ist. In diesem Fall ist es möglich die Ruhepaletten 8a und 8b mit einer eigenen (oder ohne) Schmierung zu betreiben. Alternativ kann der Hemmbereich auch durch andere Mittel oder durch eine flache Oberfläche realisiert sein.
Das Spannstück 5 ist ausgebildet den Zwischenspeicher 4 mit Energie aufzuladen. Vorzugsweise greift das Spannstück 5 dazu in das Räderwerk, hier in das Hemmungsrad 9, ein und lädt den Zwischenspeicher 4 bei einer Drehung des Räderwerks bzw. des Hemmungsrads 9 auf.
Insbesondere bei bistabilen Energiespeichern als Zwischenspeicher 4, sollte die Rotationsenergie bei einer Drehung des Hemmungsrads 9 um den bestimmten Drehwinkel ausreichen, um den Zwischenspeicher 4 von dem tiefen stabilen Energiezustand in den hohen stabilen Energiezustand zu überführen. Vorzugsweise ist das Spannstück 5 drehbar um die Drehachse 18 gelagert und greift so in das Räderwerk bzw. das Hemmungsrad 9 ein, dass eine Drehung dieses, eine Drehung des Spannstücks 5 verursacht. Da das Spannstück 5 mit dem Zwischenspeicher 4 gekoppelt ist, wird diese Drehung des Spannstücks 5 auf den Zwischenspeicher 4 übertragen. Im Falle einer Blattfeder 4 verursacht die Drehung des Spannstücks 5 eine Überführung der Biegelinie tiefer (erster) Ordnung in eine Biegelinie hoher (zweiter) Ordnung. Bei einer Drehung der Unruhe 1 in die erste
Drehrichtung wird nach Durchlaufen des Kopplungsdrehwinkelbereichs der Unruhe 1 das Hemmungsrad 9 in die zweite Drehrichtung freigegeben, was eine Drehung des Spannstücks 5 in die zweite (oder alternativ erste (z.B. Fig. 3, 5 und 6)) Drehrichtung verursacht. Bei einer Drehung der Unruhe 1 in die zweite Drehrichtung wird nach Durchlaufen des
Kopplungsdrehwinkelbereichs der Unruhe 1 das Hemmungsrad 9 ebenfalls in die zweite Drehrichtung freigegeben, was aber zu einer Drehung des Spannstücks 5 in die erste (oder alternative zweite) Drehrichtung
verursacht. Somit wird für abwechselnde Drehrichtungen der Unruhe 1 die Drehrichtung des Spannstücks 5 abgewechselt und jedes Mal der Zwischenspeicher 4 wieder aufgeladen. Vorzugsweise hat das Spannstück 5 eine erste Palette 6a und eine zweite Palette 6b. Dabei greift eine der beiden Paletten 6a oder 6b in das Hemmungsrad 9 ein.
In den Fig. 1A bis 1 E sind die verschiedenen Zustände des
Regelorgans des ersten Ausführungsbeispiels für die erste Drehrichtung der Unruhe 1 gezeigt.
In Fig. 1A ist die Unruhe 1 noch von dem
Energieübertragungsmittel 3 entkoppelt und befindet sich somit noch vor dem Eintritt in den Koppelungsdrehwinkelbereich (fallender
Ergänzungsbogen). Das Energieübertragungsmittel 3 liegt an dem ersten Anschlag 24a des Hemmstücks 7 an. Das Hemmstück 7 liegt an dem ersten Anschlag 2a an und hemmt das Hemmungsrad 9 durch Eingriff der ersten Palette 8a in einen Zahn 27.3 des Hemmungsrads 9. In diesem Zustand des Energieübertragungsmittels 3 und/oder des Hemmstücks 7 ist die Gabel 14 des Energieübertragungsmittels 3 in einer Position zur Koppelung mit dem Mitnehmer 10 der Unruhe 1. Die bistabile Blattfeder 4 befindet sich in dem hohen stabilen Energiezustand, d.h. weist eine Biegelinie zweiter Ordnung auf. Die Blattfeder 4 ist bis nahe dem Instabilitätspunkt gespannt. Die Blattfeder 4 drückt in diesem Zustand den Hebel 3 in die erste
Drehrichtung gegen den ersten Anschlag 24a des Hemmstücks 7 und dadurch das Hemmstück 7 gegen den ersten Anschlag 2a. Dadurch wird sichergestellt, dass die Gabel 14 sich bei Eintritt der Unruhe 1 in den Koppelungsdrehwinkelbereich in der richtigen Position zur Koppelung mit dem Mitnehmer 10 befindet. Gleichzeitig drückt die Blattfeder 4 in diesem Zustand das Spannstück 5 in die zweite Drehrichtung, so dass die
Blattfeder 4 die zweite Palette 6b zu dem entsprechenden Zahn 27.1 des Hemmungsrads 9 drückt.
In Fig. 1 B ist die Unruhe 1 in den Koppelungsdrehwinkelbereich eingetreten und die Gabel 14 ist mit dem Mitnehmer 10 gekoppelt. Das Energieübertragungsmittel 3 wird durch die Kraft der Unruhe 1 in die zweite Drehrichtung gedreht. Dadurch wird die Blattfeder 4 aus der lokalen Ruhelage (gestrichelte Biegelinie) bewegt. Der Mitnehmern 10 bzw. die Unruhe 1 zwingt den Zwischenspeicher 4 gegen den
Potentialberg.
In Fig. 1 C befindet sich die Unruhe 1 kurz vor dem Totpunkt und/oder der Zwischenspeicher 4 kurz vor dem Instabilitätspunkt. Die Unruhe 1 zwingt nun die Blattfeder 4 über den Potentialberg. Bei
Überwindung dieses Potentialbergs schlägt die Blattfeder 4 von der Biegelinie zweiter Ordnung in die Biegelinie erster Ordnung durch, wobei die hierdurch freigesetzte Energie über das Energieübertragungsmittel 3 an die Unruhe 1 abgegeben wird. Dieser Instabilitätspunkt der Blattfeder 4 wird vorzugsweise im Totpunkt der Unruhe 1 erreicht. Der Umschlag von der Biegelinie zweiter Ordnung auf die Biegelinie erster Ordnung erfolgt von der Seite des Spannstücks 5 in Richtung des
Energieübertragungsmittels 3. Mit dem Umschlagen ändert sich die
Richtung der auf den Hebel 3 übertragenen Kraft und die Blattfeder 4 beschleunigt nun die Unruhe 1. Während sich die Kraftrichtung der Blattfeder 4 auf der Seite des Energieübertragungsmittels 3 bei
Überschreiten des Instabilitätspunkts umkehrt. Mit Überschreiten des Instabilitätspunktes ändert sich die Kraftrichtung der Blattfeder 4 auf der Seite des Spannstücks 5 und drückt das Spannstück 5 nun in die erste Drehrichtung, so dass die Blattfeder 4 die erste Palette 6a zu dem
entsprechenden Zahn 27.2 des Hemmungsrads 9 drückt. Mit Überschreiten des Instabilitätspunktes wechselt somit der Kontakt von der zweiten Palette 6b auf die erste Palette 6a.
In Fig. 1 D ist der Zwischenspeicher 4 vollständig umgeschlagen. Das Energieübertragungsmittels 3 trifft dabei zuerst auf den zweiten Anschlag 24b des Hemmstücks 7. Spätestens ab diesem Zeitpunkt ist die Unruhe 1 nicht mehr mit dem Energieübertragungsmittel 3 in Kontakt. Das Regelorgan kann so ausgebildet sein, dass bei dem Anschlag des
Energieübertragungsmittels 3 auf dem Anschlag 24b die Unruhe 1 bereits von dem Energieübertragungsmittel 3 entkoppelt ist. Dadurch ist die Unruhe 1 vollständig unabhängig von möglicherweise durch den Anschlag verursachten Störungen. Alternativ kann das Regelorgan so ausgebildet sein, dass die Unruhe 1 genau in dem Moment, dieses Anschlags
entkoppelt, oder direkt danach, z.B. durch das Abbremsen des Energieübertragungsmittels 3 bei dem Anschlag. Wenn die Unruhe 1 in diesem Moment nur noch für die Drehrichtung (hier die erste
Drehrichtung) der Unruhe 1 gekoppelt ist, aber nicht für die
entgegengesetzte Drehrichtung (hier die zweite Drehrichtung) der Unruhe 1 gekoppelt ist, wird die Unruhe 1 nicht von einem möglicherweise durch das Abbremsen des Energieübertragungsmittels 3 entstandenen
Rückimpuls (hier in die erste Drehrichtung des Energieübertragungsmittels 3) gestört. Der für die Auslösung des Hemmstücks 7 erforderliche Impuls wird durch die Rotationsenergie des Energieübertragungsmittels 3
(Trägheit) und/oder der noch in dem Zwischenspeicher 4 gespeicherten Restenergie aufgebracht. Hierbei wird das Hemmstück 7 in seine
entgegengesetzte Position, d.h. in Anschlag mit dem zweiten Anschlag 2b, gebracht. Mit dem Beginn der Drehung des Hemmstücks 7 in die zweite Drehrichtung wird das Hemmungsrad 9 freigegeben. Ab dem Anschlag des Energieübertragungsmittels 3 an dem Anschlag 24b bis zu dem Anschlag des Hemmstücks 7 an dem Anschlag 2b übt die Blattfeder 4 eine Kraft in die zweite Drehrichtung des Energieübertragungsmittels 3 auf das
Energieübertragungsmittel 3 aus. Deshalb bleibt das
Energieübertragungsmittel 3 in Kontakt mit dem Anschlag 24b des
Hemmstücks 7 und ist mit dem Anschlag des Hemmstücks 7 an dem
Anschlag 2b bereit für die Koppelung mit der zurückkommende Unruhe 1 , welche dann in die entgegengesetzte zweite Drehrichtung dreht. Die Freigabe des Hemmungsrades 9 durch die Drehung des Hemmstücks 7 leitet das erneute Vorspannen des Zwischenspeichers 4 ein. Durch die Freigabe des Hemmungsrads 9 wird dieses in die zweite Drehrichtung (auch in die erste Drehrichtung ist möglich) durch die Hauptantriebsfeder angetrieben. Diese Rotation des Hemmungsrads 9 führt dazu, dass das Hemmungsrad 9 das Spannstück 5 gegen die Kraft der Blattfeder 4 mit der Biegelinie erster Ordnung in die zweite Drehrichtung dreht. Die Blattfeder 4 beginnt nun entgegen der durch das Hemmungsrad 9 verursachten Drehung des Spannstücks die erste Palette 6a gegen den Zahn 27.2 des Hemmungsrads 9 zu drücken. Auch dieser Druck wird mit weiterer
Drehung des Spannstücks 5 bzw. des Hemmungsrads 9 kontinuierlich stärker. Mit der Drehung des Hemmungsrads 9 gleitet die erste Palette 6a über den Zahn 27.2 des Hemmungsrads 9. Das in dem Anschlag 2b befindliche Hemmstück 7 ist so angeordnet, dass die zweite Palette 8b in den nächsten an dieser Palette 8b passierenden Zahn 27.4 des
Hemmungsrads 9 eingreift und die weitere Drehung des Hemmungsrads 9 über den bestimmten Drehwinkel hinaus (gebremst) verhindert wird.
In Fig. 1 E ist das Hemmungsrad 9 wieder in dem gehemmten Zustand. Der Zahn 27.4 des Hemmungsrads 9 wird durch die zweite Palette 8b gehalten. In diesem Zustand drückt die Blattfeder 4 immer noch die erste Palette 6a gegen den Zahn 27.2. Der Zwischenspeicher 4 ist nun in Gegenrichtung gespannt, d.h. in einer zu Fig. 1 A symmetrischen Biegelinie, und nimmt erneut eine Form der Biegelinie zweiter Ordnung ein. Die Blattfeder 4 drückt das Energieübertragungsmittel 3 weiter in den zweiten Anschlag 24b (und das Hemmstück 7 in den zweiten Anschlag 2b), so dass die Gabel 14 in der richtigen Position für die Koppelung mit der
zurückkommenden Unruhe 1 ist. Bei sehr schnell schwingenden Unruhen könnte sich der Zeitraum des freien Hemmungsrads 9 bzw. des
Aufladevorgangs des Zwischenspeichers 4 auch über den Moment des Drehrichtungswechsels der Unruhe 1 erstrecken. Wichtig ist nur, dass vor dem Wiedereintritt der Unruhe in den Koppelungsdrehwinkelbereich das Hemmungsrad 9 wieder gehemmt ist und/oder der Ladevorgang des Zwischenspeichers 4 (vollständig) beendet ist.
Da die Blattfeder 4 wieder in eine Biegelinie zweiter Ordnung vorgespannt ist, kann der gleiche Prozess bei dem Durchgang der Unruhe in die entgegengesetzte (zweite) Drehrichtung analog ablaufen. Dabei drehen sich nur die Drehrichtungen aller Elemente (ausser des
Hemmungsrads 9) um. Das Regelorgan ist dabei so ausgebildet, dass der Ablauf der Hemmung bei jeder Drehrichtung der Unruhe 1 mit
entsprechend unterschiedlichen Drehrichtungen gleich abläuft.
Das Regelorgan zeichnet sich durch die folgenden
Besonderheiten aus:
Es findet kein erneutes Spannen des Zwischenspeichers 4 und somit auch keine Veränderung seines energetischen Zustandes während der Impulsabgabe auf die Unruhe 1 statt. Nach Beendigung der
Impulsübertragung an die Unruhe 1 entsperren die Trägheit des Energieübertragungsmittels 3 und die in dem Zwischenspeicher 4 noch vorhandene Energie das Hemmungsrad 9. Es ist besonders vorteilhaft, dass kein erneutes Spannen des Zwischenspeichers 4 während der
Impulsübertragung auf die Unruhe 1 erfolgt, da hierdurch die Vorteile der Hemmung mit konstanter Energie (Force Constant) zunichte gemacht würden.
Das Spannen des Zwischenspeichers 4 findet während des Ergänzungsbogens der Unruhe 1 statt. Die in dem Zwischenspeicher 4 gespeicherte Energie ist nicht von der Geschwindigkeit des Vorspannens abhängig und wird daher nicht durch die Kraft des Federwerks beeinflusst - solange das Spannen während des freien Schwingungsbogens der Unruhe 1 erfolgt. Hierdurch wird die Hemmung unempfindlich gegen Einflüsse von Schmiermitteln im Antriebsstrang, da die Viskosität den Impuls nicht beeinflusst. Ausserdem erlaubt auch diese Trennung, langsam schwingende Regelorgane, wie z.B. die Unruhe 1 zu verwenden, ohne dass dies einen Einfluss auf die Impulsübertragung hätte.
Während des Ergänzungsbogens der Unruhe 1 sichert das Energieübertragungsmittel 3 das Hemmstück 7. Keine Komponenete des Regelorgans weist eine Undefinierte Lage auf, wodurch diese auch keine unvorhersehbaren Störungen erzeugen können. Zusätzliche Sicherheit kann durch einen Zugwinkel der Ruhepaletten 8a und 8b erzeugt werden. Dies führt jedoch zu einer Beeinflussung des Auslösewiderstandes des Hemmstücks 7 durch die Kraft des Antriebsstrangs.
Der Impulswinkel (Winkel den das Energieübertragungsmittel 3 zurücklegt) ist hauptsächlich durch die Überlänge des Zwischenspeichers 4 bestimmt. Er ergibt sich aus der natürlichen Biegelinie der zweiten
Ordnung, kann jedoch durch die Anschlagstifte 2a und 2b und/oder die Anlagen 24a und 24b begrenzt werden. Der Spannwinkel des Spannstücks 5 wird durch die Spann-Paletten 6a und 6b bestimmt und muss ebenfalls zu der Biegelinie der zweiten Ordnung der Zwischenspeichers 4 passen. Daher sollte zunächst die Länge des Zwischenspeichers 4 an den Impuls-Winkel des Energieübertragungsmittels 3 angepasst werden. Der Spannwinkel des Spannstücks 5 wird dann durch die Spannpaletten 6a und 6b entsprechend eingestellt. Alternativ können die Eigenschaften der Blattfeder entlang der Längsachse der Feder verändert werden (siehe unten), was eine größere Freiheit zwischen dem Impulswinkel des Energieübertragungsmittels 3 und dem Spannwinkel des Spannstücks 5 ermöglicht. Hierdurch kann der Schwerpunkt der Energieübertragung beeinflusst werden.
Aufgrund der minimalen Massenträgheit des Energie- übertragunsmittels kann der Koppelungsdrehwinkelbereich gegenüber anderen Hemmungen deutlich verkleinert werden, wodurch die
Energieübertragung mehr den Charakter eines Impulses annimmt und die Zeit störender Einflüsse (z.B. Vibrationen) deutlich verkürzt wird, was zu einer Verbesserung der Regelgüte führt.
Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Regelorgans, dessen Design soweit nicht anders beschrieben, wie in dem ersten
Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. Die Blattfeder 4' ist hier anstatt auf dem Spannstück 5' direkt an einem Befestigungspunkt 20 auf der Platine befestigt ist und die Koppelung mit dem Spannstück 5' mit
Kopplungsmitteln 19 des Spannstücks 5' zwischen dem Befestigungspunkt 20 und der Drehachse 1 1 realisiert ist. Dadurch kann eine längere
Blattfeder 4' und/oder ein kleineres Hemmungsrad 9 (z.B. für den wahlweisen Verbau von Schweizer Anker und Force Constant) verwendet werden. Die Befestigung des Zwischenspeichers 4 auf der Platine kann bzgl. Längeneinstellung u.U. vorteilhaft sein, z.B. bei Verwendung eines Exzenters zur Feineinstellung. Eine längere Feder 4' hat den Vorteil, dass diese weniger empfindlich für Längenänderungen ist. Vorzugsweise ist der Koppelungspunkt der Feder 4' mit dem Spannstück 5' so gewählt, dass er zwischen dem Krümmungswechselpunkt der Blattfeder 4' und dem
Befestigungspunkt 20 liegt, idealerweise am Bauch der 2. Biegelinie. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Spannstück 5' wie das Spannstück 5 ausgebildet, wobei zusätzlich ein Hebel 34 in die Richtung der
Blattfederachse angeordnet ist. Der Hebel 34 erstreckt sich von dem
Drehpunkt 1 1 ausgehend auf die andere Seite des Drehpunkts 18 des Spannstücks 5'. Auf diesem Hebel 34 sind die Koppelungsmittel 19 angeordnet. Der Koppelungspunkt auf dem Hebel 34 und auf der
Blattfeder 4' sollten so ausgebildet sein, dass der von dem Koppelungspunkt der Blattfeder 4' von der Biegelinie erster Ordnung in die Biegelinie zweiter Ordnung mindestens dem Weg entspricht der von dem darauf befestigten Koppelungsmittel 19 zurückgelegt wird. Der Koppelungspunkt zwischen dem Spannstück 5' und der Blattfeder 4' ist vorzugsweise im Bereich der maximalen Bauchung der Blattfeder 4' angeordnet. In diesem System ist der Koppelungspunkt von dem
Drehpunkt 1 1 ausgehend auf der anderen Seite des Drehpunkts 18 des Spannstücks 5' angeordnet, so dass sich die Drehrichtungen und die Paletten 6a und 6b im Vergleich zu denen in Fig. 1 bis 2 vertauschen.
Fig. 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des Regelorgans, dessen Design soweit nicht anders beschrieben, wie in dem ersten
Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Energieübertragungsmittel 3 in einem Hemmstück 28 integriert. Alternativ könnten das Hemmstück 7 und das Energieübertragungsmittel 3 auch drehfest miteinander verbunden werden. Das Hemmstück 28 hat die Funktionen des Energieübertragungsmittels 3 und des Hemmstücks 7 aus dem ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu dem ersten
Ausführungsbeispiel bewegt die Unruhe 1 im
Koppelungsdrehwinkelbereich nicht nur das Energieübertragungsmittel 3, sondern das gesamte Hemmstück 28, wie bei einer klassischen
Ankerhemmung. Anders als bei einer klassischen Ankerhemmung ist aber das Hemmstück 28, wie zuvor das Energieübertragungsmittel 3, mit der Blattfeder 4 verbunden und so ausgebildet, dass das Hemmungsrad 29 erst ab oder nach der Entkoppelung der Unruhe 1 von dem Hemmstück 28 freigegeben wird. Dies kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass eine mit einem Zahn 30.3 des Hemmungsrads 29 verbundene erste Palette 31 a so ausgebildet ist, dass diese bei einer Drehung des Hemmstücks 28 während des Koppelungsdrehwinkelbereichs sich reibend entlang dem Zahn 30.3 verschiebt. Erst ab oder nach der Entkoppelung des Mitnehmers 1 aus der Gabel 14 dreht das Hemmstück 28 durch die Trägheit und/oder durch die restliche Energie der Blattfeder 4 weiter und gibt das
Hemmungsrad 29 bzw. dessen Zahn 30.3 schliesslich frei. In diesem Fall weist die Hemmung während des Impulses eine reibende Ruhe auf. Diese Anordnung stellt eine deutliche Vereinfachung dar. Trotzdem kann hier der Impuls auf die Unruhe 1 vollständig von dem Aufladevorgang der Blattfeder 4 getrennt werden. Allerdings wird der Impuls auf die Unruhe 1 im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel zusätzlich durch die Reibungseffekte zwischen Hemmungsrad 29 und dem Hemmstück 28 beeinflusst. Zur Reduzierung der Reibung und/oder zur Vereinfachung des Hemmungsrads 28, kann das Hemmungsrad 28 in einer Form, ähnlich einer Chronometer Hemmung oder einem englischen Spitzzahn- Hemmungsrades, mit spitz zulaufenden Zähnen 30 ausgebildet sein, so dass nur deren Spitzen in reibenden Kontakt mit der ersten Palette 31 a kommen. Analog gibt es wie in dem ersten Ausführungsbeispiel
beschrieben eine zweite Palette 31 b für das erneute Hemmen des
Hemmungsrads 29 an dem Zahn 30.4. Während in dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, das Hemmstück 7, das Hemmungsrad 9 und das Spannstück 5 in der ersten Ebene und das Energieübertragungsmittel 3, der Mitnehmer 10 und der Zwischenspeicher 4 in einer zweiten Ebene angeordnet sind, ist hier das Hemmstück 28 in der zweiten Ebene des Zwischenspeichers 4' angeordnet, wobei aber die Paletten 8a und 8b in die zweite Ebene hervorstehen. Alternativ könnte man aber auch das
Hemmstück 28 in der ersten Ebene belassen und die Befestigungs- oder Koppelungsmittel für die Blattfeder 4' in die zweite Ebene hervorstehen lassen und/oder den Mitnehmer 10 in der ersten Ebene anordnen.
Fig. 5 und 6 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel, dessen Design soweit nicht anders beschrieben, wie in dem zweiten
Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. Die Blattfeder 4" ist nun anstatt an dem Hebel 3' (oder an dem Hemmstück 28) direkt mit der Platine an dem zweiten Befestigungspunkt 35 befestigt. Zusätzlich ist ein
Koppelungsmittel 21 auf dem Hebel 3' zur Koppelung der Blattfeder 4" mit dem Hebel 3' angeordnet. Dadurch lässt sich die Blattfeder 4" weiter verlängern. Zur Koppelung wird vorzugweise ein Hebel 37 an dem
Energieübertragungsmittel 3' angeordnet, der sich in Richtung des
Spannstücks 5 erstreckt und/oder vorzugsweise im Bereich der extremen Bauchung der Blattfeder 4" das Koppelungsmittel 21 aufweist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Blattfeder 4" nun auf der Sichtseite des Uhrwerks, d.h. auf der zu dem Ziffernblatt zugewandten und zu der Platine abgewandten Seite des Hemmungsrads 9 in einer dritten Ebene angeordnet. Die erste Ebene ist zwischen der zweiten und dritten Ebene angeordnet, wobei vorzugsweise alle drei Ebenen parallel zu dem
Ziffernblatt und/oder zu der Platine angeordnet sind. Zur Koppelung des Spannstücks 5" mit der Blattfeder 4" erstreckt sich das Koppelungsmittel 19' nun nicht in die zweite Ebene, sondern in die entgegengesetzte Richtung der dritten Ebene. Das Energieübertragungsmittel 3' ist in der zweiten Ebene wie der Hebel 3 (ohne Befestigung der Blattfeder 4") ausgebildet. Das Energieübertragungsmittel 3' ist weiterhin auf der Drehachse 1 1 , z.B. einem Zapfen, gelagert. Auf der gleichen Drehachse, aber in der dritten Ebene, ist nun der Hebel 37 angeordnet. Der Hebel 37 der dritten Ebene ist drehfest oder integral mit dem Teil des
Energieübertragungsmittels 3' in der ersten Ebene angeordnet.
Die Länge des Zwischenspeichers 4 ist besonders kritisch. Bei einem vorgegebenen Spannwinkel bestimmt die Länge der Feder 4 ihre Instabilitätslinie. Ein zu kurzer Zwischenspeicher 4 wird keine hinreichende Sicherheit gegen Erschütterungen aufweisen oder keine stabile Lage nach dem Spannen erreichen, beides führt zu einer nicht geplanten Freisetzung der gespeicherten Energie. Ein zu langer Zwischenspeicher birgt das Risiko einer ineffizienten energetischen Nutzung, was einer unnötig hohen Massenträgheit gleich kommt. In dem zweiten und vierten
Ausführungsbeispiel ist es deshalb vorteilhaft, dass die Länge der
Blattfeder 4' und 4" unabhängig von der Grösse des Hemmungsrads gewählt werden kann. Je länger die Feder 4 ist, desto mehr Längenfehler ist erträglich.
Ein Problem, das bei allen Regelorganen auftritt, die bistabile Blattfedern verwenden, um die Unruhe mit konstanter Kraft anzutreiben, ist die Längen- und/oder Elastizitätsmoduländerung der Blattfeder mit der Temperatur und die schwierige Einstellung des Verhaltens der Blattfeder. Letzteres hängt von dem Drehwinkel des Energieübertragungsmittels 3/Hemmstücks 28, dem Drehwinkel des Spannstücks 5 und der Länge der Blattfeder 4 bzw. dessen Längenverhältnis zu den Lagerpunkten. Ersteres führt zu einer Veränderung des Verhaltens der Blattfeder 4, was im schlimmsten Fall zu einer Fehlfunktion der Hemmung führen kann.
Ausserdem führt eine Längenänderung zu einer Änderung der in dem Zwischenspeicher 4 gespeicherten Energie. Eine mögliche Lösung für das erste Problem könnte es sein, die thermische Längen- und/oder Elastizitätsmoduländerung der bistabilen Blattfeder 4 so durch eine thermische Längenänderung der Lagerpunkte der Blattfeder 4 in der Platine zu kompensieren, dass der von der
Blattfeder 4 auf die Unruhe 1 abgegebene Impuls konstant mit der
Temperatur ist. Dies kann durch die Wahl geeigneter Materialien oder entsprechende Kompensationsmechanismen erreicht werden.
Falls einer der oder beide Lagerpunkte der Blattfeder 4 wie in Fig. 1 bis 5 nicht direkt auf der Platine angeordnet sind, ist der Lagerpunkt bzw. sind die Lagerpunkte in der Platine des Teils gemeint, auf welchem die Blattfeder 4 gelagert ist. In diesem Fall könnte zusätzlich auch die thermische Längenänderung dieses Teils noch berücksichtigt werden. In Fig. 1 bis 5 ist zum Beispiel der Drehpunkt 1 1 der Lagerpunkt der
Blattfeder 4 auf der Platine und in Fig. 1 und 5 ist die Drehachse 18 der Lagerpunkt der Blattfeder 4. In einem Ausführungsbeispiel könnte die Feder 4 z.B. aus Bronze und das Material der Platine zwischen den
Lagerpunkten aus Messing hergestellt sein. In einem anderen
Ausführungsbeispiel könnten die Feder 4 und das Material der Platine zwischen den Lagerpunkten aus Silizium sein. Das gleiche Material ist dabei sehr gut geeignet, um gleiche Längenänderungen der Feder 4 und der Lagerpunkte bei Temperaturänderungen zu erzielen. Allerdings könnte die Feder 4 auch durch Beschichtungen, Behandlungen und/oder Oxidierungen so verändert werden, dass auch die Änderung des
Elastizitätsmoduls über die Temperatur durch die Längenänderung der Platine kompensiert werden kann. In einem weiteren Ausführungsbeispiel könnten die Feder 4 und das Material zwischen den Lagerpunkten aus Glas hergestellt sein. Das Material der Platine zwischen den Lagerpunkten kann entweder das allgemeine Platinenmaterial sein. Alternativ könnte in der Platine ein anderes Material einlagern, in dem die beiden Lagerpunkte der Blattfeder 4 gelagert sind. Wird dieses Material der Platine längsbeweglich entlang der Blattfederachse ausdehnbar in einem zweiten Platinenmaterial angeordnet, kann somit eine Kompensation der Längenausdehnung der Feder durch die Temperatur erreicht werden, ohne die ganze Platine aus diesem Material herzustellen. Es werden keine besonderen Anforderungen an die Werkstoffe gestellt, auch wenn es empfehlenswert ist für die Feder einen Werkstoff mit einem weitgehend von der Temperatur unabhängigen E-Modul zu wählen.
Durch Variation eines Parameters der Blattfeder 4 über deren Längsachse lässt sich der, während des Impulses von der Feder auf das Energieübertragungsmittel 3, übertragene Momentenverlauf verändern. Als Längsachse soll die der Biegelinie der Blattfeder 4 folgende Achse definiert sein (Im Unterschied zu der Blattfederachse). Die Länge ist dabei durch die längste Ausdehnungsrichtung definiert. Der Parameter beeinflusst dabei die lokale Steifigkeit der Blattfeder 4 entlang der
Längsachse. Ein Parameter könnte zum Beispiel die Dicke, die Breite, der Querschnitt und/oder das Elastizitätsmodul beeinflussende
Materialeigenschaften der Blattfeder 4 sein. Die Dicke und die Breite sind vorzugsweise rechtwinkelig zu der Längsachse angeordnet. Vorzugsweise ist die Dicke dabei als die Ausdehnung der Blattfeder 4 rechtwinkelig zu der Längsachse und rechtwinkelig zu der Impulsabgabe auf das
Energieübertragungsmittel 3 definiert. Vorzugsweise ist die Breite (evtl. im Durchschnitt über die Längsachse) in Ihrer Ausdehnung grösser als die Dicke.
Hierdurch kann das integrale Zentrum des Impulses
(Schwerpunkt der Energieübertragung) eingestellt werden, wodurch sich durch den Impuls verursachte Gangabweichungsfehler eliminieren oder minimieren lassen. Der Schwerpunkt oder das integrale Zentrum des Impulses oder der Energieübertragung ist als der Winkel der Unruhe bzw. des Koppelungsdrehwinkelbereichs definiert, in dem der maximale Impuls von einem Energieübertragungselement (z.B. Schweizer Anker oder einem Zwischenspeicher) auf die Unruhe übertragen wird. Bei Unruhen, die Energie bzw. einen Impuls in jeder Drehrichtung erhalten, kann es zwei solche Schwerpunkte des Impulses geben, einen für jede Drehrichtung. Konventionelle Hemmungen mit zwei Impulsen je Unruheschwingung geben, nur unter Vernachlässigung der Massenträgheiten, zur Ruhelage symmetrische Impulse ab. Sobald Trägheitskräfte -wie dies z.B. in
Armbanduhren der Fall ist- auftreten, verschiebt sich der Schwerpunkt des Impulses Richtung spät, was zu einer Verlangsamung des Gangs führt. Ein wirklicher Isochronismus ist nun nicht mehr vorhanden. Durch den Zwischenspeicher, der nur minimale Trägheitskräfte hat und dessen integrales Zentrum der Impulsabgabe auf die Unruhe durch das Design des Zwischenspeichers eingestellt werden kann, kann das integrale Zentrum des Impulses auf die Ruhelage der Unruhe (für beide Drehrichtungen) eingestellt werden.
Wird eine Blattfeder 4 mit veränderlichem Parameter über dessen Längsachse verwendet, so kann die Instabilitätslage des
Zwischenspeichers 4 verschoben werden. Hierdurch kann u.a. der
Auslöseimpuls eingestellt werden. Dies erlaubt weiterhin den Impulswinkel des Energieübertragungsmittels 3 und den Spannwinkel das Spannstücks 5 unabhängig voneinander zu wählen. Letzteres kann zum Beispiel durch einen abnehmenden Querschnitt, eine abnehmende Dicke und/oder eine abnehmende Breite von dem Spannstück 5 zu dem
Energieübertragungsmittel 3 erreicht werden. Die Blattfeder 4 könnte z.B. konisch zu dem Energieübertragungsmittel 3 hin ausgebildet sein.
Zusätzlich oder alternativ wäre es möglich, dass die Materialeigenschaften der Blattfeder 4 von dem Spannstück 5 zu dem Energieübertragungsmittel 3 so geändert werden, dass die Blattfeder 4 zu dem Spannstück 5 hin härter wird. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Querschnitt, die Dicke, die Breite und/oder die lokale Steifigkeit der Blattfeder 4 im Bereich der Energieabnahme, z.B. 17 oder 21, kleiner sein als in anderen Bereichen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Querschnitt, die Dicke, die Breite und/oder die lokale Steifigkeit der Blattfeder 4 im Bereich der Knotenpunkte grösser sein als in den Bereichen der grössten Krümmung, d.h. den Bäuchen.

Claims

Patentansprüche
1. Regelorgan einer Uhr aufweisend:
ein Hemmungsrad (9, 9', 29);
eine Unruhe (1) mit einer ersten Drehrichtung und einer zweiten Drehrichtung;
ein Hemmstück (7, 28) zur Hemmung des Hemmungsrads (9, 9', 29); einen bistabilen Zwischenspeicher (4, 4', 4") ausgebildet, für jede der ersten und zweiten Drehrichtung der Unruhe (1) eine
zwischengespeicherte Energie auf die Unruhe (1) abzugeben und
Energie aufzunehmen;
dadurch gekennzeichnet, dass das Regelorgan so ausgebildet ist, dass die Energieaufnahme des Zwischenspeichers (4, 4', 4) zeitlich nach der vollendeten Energieabgabe auf die Unruhe (1) erfolgt.
2. Regelorgan nach Anspruch 1 , wobei das Hemmstück (7, 28) ausgebildet ist, für jede der ersten und zweiten Drehrichtung ab oder nach vollendeter Energieabgabe der zwischengespeicherten Energie auf die Unruhe (1) das Hemmungsrad (9, 9', 29) freizugeben.
3. Regelorgan nach Anspruch 1 oder 2 ausgebildet, zur
Energieabgabe von dem Zwischenspeicher (4, 4', 4") auf die Unruhe (1) die Unruhe (1) zeitweise mit dem Zwischenspeicher (4, 4', 4") zu koppeln und/oder die Energieabgabe auf die Unruhe (1) mit einer Entkoppelung der Unruhe (1) von dem Zwischenspeicher (4, 4', 4") zu beenden.
4. Regelorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet, die Energie des Zwischenspeicher (4, 4', 4") durch die Rotation des Hemmungsrads (9, 29) oder eines mit dem Hemmungsrad drehfest verbundenen Räderwerks aufzunehmen.
5. Regelorgan nach Anspruch 4, aufweisend ein Spannstück (5) zur Aufnahme der Rotationsenergie des Hemmungsrads (9, 29) oder des Räderwerks in den Zwischenspeicher (4), wobei das Spannstück (5) mit dem Zwischenspeicher (4) gekoppelt ist und in das Hemmungsrad (9, 29) oder das Räderwerk eingreift.
6. Regelorgan nach Anspruch 5, wobei das Spannstück (5) drehbar gelagert ist und zwei Paletten (6a, 6b) zum Eingriff in das Hemmungsrad (9, 29) oder das Räderwerk aufweist.
7. Regelorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend ein Energieübertragungsmittel (3, 3') zur Koppelung mit der Unruhe (1) in einem Koppelungsdrehwinkelbereich der Unruhe (1) und zur Übertragung der zwischengespeicherten Energie des
Zwischenspeichers (4') auf die Unruhe (1) in dem
Koppelungsdrehwinkelbereich.
8. Regelorgan nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Energieübertragungsmittel (3) ein drehbar gelagertes Element ist, das an einem ersten Punkt (14) mit der Unruhe (1) zeitweise in Verbindung steht und das an einem zweiten Punkt (17, 21) mit dem
Zwischenspeicher (4, 4', 4") in Verbindung steht.
9. Regelorgan nach Anspruch 7 oder 8, wobei das
Energieübertragungsmittel (3) unabhängig von dem Hemmstück (7) ist und ausgebildet ist, nach der Entkoppelung des
Energieübertragungsmittels (3) von der Unruhe (1) Energie auf das Hemmstück (7) zur Freigabe des Hemmungsrads (9) zu übertragen.
10. Regelorgan nach Anspruch 9, wobei das Hemmstück (7) einen ersten Anschlag (24a) für die Aufnahme der Energie des
Energieübertragungsmittels (3) für eine erste Drehrichtung des
Energieübertragungsmittels (3) und einen zweiten Anschlag (24b) für die Aufnahme der Energie des Energieübertragungsmittels (3) für eine zweite Drehrichtung des Energieübertragungsmittels (3) aufweist.
1 1. Regelorgan nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Hemmstück (28) und das Energieübertragungsmittel in einem Stück oder relativ unbeweglich verbunden realisiert sind.
12. Regelorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Zwischenspeicher (4, 4', 4") eine bistabile Feder ist.
13. Regelorgan nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die bistabile Feder einen ersten stabilen Energiezustand hat, in dem die Feder eine erste Biegelinie aufweist, und einen zweiten stabilen
Energiezustand hat, in dem die Feder eine zweite Biegelinie höherer Ordnung aufweist.
14. Regelorgan nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Regelorgan so ausgebildet ist, dass die thermische Längen- und/oder
Elastizitätsmoduländerung der bistabilen Feder so durch eine thermische Längenänderung der Lagerpunkte der Feder in einer Platine
kompensiert wird, dass die von der Feder auf die Unruhe (1)
abgegebene Energie konstant mit der Temperatur ist.
15. Regelorgan nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei ein die lokale Elastizität bestimmender Parameters der Feder, insbesondere die Dicke, die Breite, der Querschnitt und/oder die Materialeigenschaft, über deren Längsachse variiert.
16. Regelorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Regelorgan ausgebildet ist, dass die Unruhe (1) den Zwischenspeicher im Totpunkt der Unruhe (1) über den Instabilitätspunkt bewegt und die Energieabgabe des Zwischenspeichers auf die Unruhe (1) im Totpunkt der Unruhe (1) beginnt.
17. Regelorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei der Koppelungsdrehwinkelbereich, in dem die zwischengespeicherten Energie des Zwischenspeichers (4, 4', 4") auf die Unruhe (1) abgegeben wird, kleiner als 30° ist, insbesondere kleiner gleich 20° ist.
18. Regelorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei der Zwischenspeicher so ausgebildet ist, dass der Schwerpunkt des von dem Zwischenspeicher auf die Unruhe abgegebenen Impulses unter
Berücksichtigung der wirkenden Massenträgheiten in beiden
Drehrichtungen der Ruhelage der Unruhe entspricht.
19. Verfahren zum Regeln eines Uhrwerks aufweisend die folgenden Schritte pro Drehrichtung einer Unruhe (1):
Abgeben einer in einem bistabilen Zwischenspeicher (4, 4', 4") zwischengespeicherten Energie auf die Unruhe (1);
Aufnehmen von Energie in dem Zwischenspeicher (4, 4', 4");
dadurch gekennzeichnet, dass die Energieaufnahme des
Zwischenspeichers (4, 4', 4) zeitlich nach der vollendeten Energieabgabe auf die Unruhe (1) erfolgt.
20. Regelorgan einer Uhr aufweisend:
ein Hemmungsrad (9, 9', 29);
eine Unruhe (1);
ein Hemmstück (7, 28) zur Hemmung des Hemmungsrads (9, 9', 29); ein Energieübertragungsmittel (3, 3'), das in einem
Koppelungsdrehwinkelbereich so mit der Unruhe koppelt, um von der Unruhe (1) ausgelöst zu werden und nach der Auslösung Energie auf die Unruhe (1) abzugeben,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Koppelungsdrehwinkelbereich kleiner als 30° ist.
21. Regelorgan nach Anspruch 20, wobei der
Koppelungsdrehwinkelbereich kleiner gleich 28° ist.
22. Regelorgan nach Anspruch 21 , wobei der
Koppelungsdrehwinkelbereich kleiner gleich 26° ist.
23. Regelorgan nach Anspruch 22, wobei der
Koppelungsdrehwinkelbereich kleiner gleich als 15° ist.
24. Regelorgan nach einem der Ansprüche 20 bis 23, wobei die Unruhe (1) eine erste Drehrichtung und eine zweite Drehrichtung aufweist, wobei das Energieübertragungsmittel (3, 3') ausgebildet ist, für jede der ersten und zweiten Drehrichtung der Unruhe (1) ausgelöst zu werden und eine Energie auf die Unruhe (1) abzugeben.
25. Regelorgan nach Anspruch 24, wobei das
Energieübertragungsmittel (3, 3') so ausgebildet ist, dass der
Schwerpunkt des von dem Energieübertragungsmittel (3, 3') auf die Unruhe (1) abgegebenen Impulses unter Berücksichtigung der wirkenden Masseträgheiten in beiden Drehrichtungen der Ruhelage der Unruhe (1) entspricht.
26. Regelorgan nach Anspruch 24 oder 25, wobei das
Energieübertragungsmittel (3, 3') so ausgebildet ist, dass der von dem Energieübertragungsmittel (3, 3') auf die Unruhe (1) abgegebenen Impuls und/oder ein Widerstand zur Auslösung des
Energieübertragungsmittels (3, 3') in beiden Drehrichtungen
symmetrisch sind.
27. Regelorgan nach einem der Ansprüche 20 bis 26, aufweisend einen Zwischenspeicher (4, 4', 4") ausgebildet, eine
zwischengespeicherte Energie über das Energieübertragungsmittel (3, 3') auf die Unruhe (1) abzugeben und Energie aufzunehmen.
28. Regelorgan nach Anspruch 27 wobei der Zwischenspeicher (4, 4', 4") ein bistabiler Zwischenspeicher ist.
29. Regelorgan nach Anspruch 27 oder 28, wobei der
Zwischenspeicher (4, 4', 4") eine Feder ist.
30. Regelorgan nach einem der Ansprüche 20 bis 29, wobei die Unruhe (1) einen Mitnehmer (10) aufweist, deren Koppelungspunkt mit dem Energieübertragungsmittel (3, 3') einen ersten Abstand vom
Drehpunkt der Unruhe (1) hat, wobei das Energieübertragungsmittel (3, 3') drehbar gelagert ist und der Koppelungspunkt des
Energieübertragungsmittels (3, 3') mit dem Mitnehmer (10) von dem Drehpunkt des Energieübertragungsmittels (3, 3') einen zweiten
Abstand hat, wobei das Verhältnis zwischen dem zweiten Abstand und dem ersten Abstand kleiner als 2,5 ist.
31. Regelorgan nach Anspruch 30, wobei das Verhältnis zwischen dem zweiten Abstand und dem ersten Abstand kleiner als 1 ,5 ist.
32. Regelorgan nach einem der Ansprüche 20 bis 31 , wobei das Energieübertragungsmittel (3, 3') und das Hemmstück (7, 28)
kraftschlüssig verbunden sind oder aus einem Stück bestehen, wobei das Energieübertragungsmittel (3, 3') und das Hemmstück (7, 28) um den gleichen Drehpunkt drehbar gelagert sind.
33. Verfahren zum Betreiben eines Regelorgans einer Uhr mit den folgenden Schritten:
Koppeln eines Energieübertragungsmittels (3, 3') mit einer Unruhe (1) in einem Drehwinkelkoppelbereich, wobei der Schritt des Koppeins das Auslösen des Energieübertragungsmittels (3, 3') durch die Unruhe (1) und das Abgeben einer Energie von dem Energieübertragungsmittel (3, 3') auf die Unruhe (1) aufweist
dadurch gekennzeichnet, dass der Koppelungsdrehwinkelbereich kleiner als 30° ist.
34. Regelorgan einer Uhr aufweisend eine bistabile Feder zur periodischen Zwischenspeicherung von Energie und zur periodischen Abgabe der zwischengespeicherten Energie auf einen Regeloszillator;
dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Längen- und/oder Elastizitätsmoduländerung der bistabilen Feder so durch eine thermische Längenänderung der Lagerpunkte der Feder in einer Platine
kompensiert, dass die von der Feder auf den Oszillator abgegebene Energie konstant mit der Temperatur bleibt.
35. Regelorgan nach Anspruch 34, wobei die Platine hauptsächlich aus einem ersten Material besteht, wobei mindestens einer der
Lagerpunkte der bistabilen Feder in der Platine in einem zweiten
Material gelagert ist, dessen Längenänderung bei
Temperaturänderungen grösser ist als die Längenänderung des ersten Materials.
36. Regelorgan nach Anspruch 35, wobei beide Lagerpunkte der bistabilen Feder in der Platine in dem zweiten Material gelagert sind.
37. Regelorgan nach Anspruch 36, wobei die beiden Lagerpunkte der bistabilen Feder in einem verbundenen Bereich aus dem zweiten Material gelagert sind.
38. Regelorgan nach Anspruch 37, wobei der verbundene Bereich sich in dem ersten Material ausdehnen kann, so dass sich der Abstand der beiden Lagerpunkte bei einer Temperaturänderung ändert.
39. Regelorgan nach einem der Ansprüche 35 bis 38, aufweisend ein Hemmungsrad (9, 9', 29), eine Unruhe (1) als Regeloszillator und ein Hemmstück (7, 28) zur Hemmung des Hemmungsrads (9, 9', 29).
40. Regelorgan einer Uhr aufweisend eine bistabile Feder zur periodischen Zwischenspeicherung von Energie und zur periodischen Abgabe der zwischengespeicherten Energie auf einen Regeloszillator;
dadurch gekennzeichnet, dass der die lokale Elastizität
bestimmender Parameters der Feder sich über deren Längsachse hin ändert.
41. Regelorgan nach Anspruch 40, wobei der Parameter die Querschnittsfläche ist.
42. Regelorgan nach Anspruch 40 oder 41 , aufweisend ein Hemmungsrad (9, 9', 29), eine Unruhe (1) als Regeloszillator und ein Hemmstück (7, 28) zur Hemmung des Hemmungsrads (9, 9', 29).
43. Uhr aufweisend ein Regelorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 18, 20 bis 32 und 34 bis 42.
44. Uhr nach Anspruch 43, die eine Armbanduhr oder eine Taschenuhr ist.
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