-
Unruh für Uhren Die Erfindung bezieht sich auf eine Unruh für Uhren,
deren Trägheitsmoment durch An- oder Abtragen von Masse auf einen bestimmten Wert
gebracht worden ist.
-
Es ist bekannt, zum Abgleichen des Schwingsystems hochwertiger Uhren
das Trägheitsmoment der Unruh auf einen bestimmten Wert zu bringen anstatt die Länge
der Spiralfeder des Schwingsystems zu verändern. Der Abgleich des
Trägheitsmomentes
der Unruh hat den Zweck, die Verwendung einer Spirale vorgegebener Länge unter einem
solchen Ansteckwinkel zu ermöglichen, der für eine langfristige Ganzkonstanz bei
infolge von Alterungserscheinungen oder der Abnahme der auf die Unruh wirkenden
Antriebskräft sich ändernder Schwingamplituden optimal ist.
-
Es ist eine Vielzahl von Anordnungen bekannt, die das Abgleichen des
Trägheitsmomentes der Unruh ermöglichen sollen. So ist es bekannt, in den Reif der
Unruh radial Schrauben einzudrehen und durch Ändern des Abstandes der von den Schrauben
gebildeten Massen von der Unruhachse das Urägheitsmoment der Unruh zu verändern
und auf den gewünschten Wert zu bringen. Es ist offensichtlich, daß diese Art der
Abstimmung des Trägheitsmomentes der Unruh außerordentlich kostspielig ist, denn
es muß in den Unruhreif radial eine Vielzahl von Löchern gebohrt und mit Gewinde
versehen werden und es muß eine Vielzahl von Schrauben in diese Löcher eingedreht
und in die zur Erzielung des gevmnschten Trägheitsmomentes richtige Stellung gebracht
werden. Infolgedessen ist eine derartige Abstimmung von Unruhen sehr kostspielig.
-
Es ist weiterhin bekannt, an der Unruh drehbare exzentrische Massen
oder verschiebbare Gewichte anzubringen.
-
Die entsprechenden Anordnungen sind ebenfalls relativ kostspielig
und verlangen zu ihrer Abstimmung eine Vielzahl von Arbeitsgängen, die nur durch
hochqualifizierte Fachkräfte ausgeführt werden können. Auch hier sind die Kosten
durch das Anbringen der exsentischen Massen oder
verschiebbaren
Gexzichte sowie für das Justieren der Massen oder Gewichte relativ hoch.
-
Eine weitere EiöC;ichkeit zum Abstimmen des Trägheitsmomentes der
Unruh besteht in dem An- oder Abtragen von Masse. Bei einer bekannten Unruh ist
der Unreihreif mit radial gerichteten Löchern versehen, in die zur Erhöhung der
Unruhmasse kleine Nieten eingepreßt werden können. Weiterhin weist der Reif dieser
Unruh Bräsungen auf, an denen Masse abgetragen werden kann. Es ist offensichtlich,
daß die Anbringung einer Vielzahl von Löchern und das Einpressen von Nieten in diese
Löcher ebenfalls noch sehr umständlich und zeitraubend und infolgedessen kostspielig
ist. Bei einer anderen bekannten Unruh weist der Unruhreif einen sich nach außen
verjungenden Querschnitt auf, durch den das Abtragen von Metall mit Hilfe einer
Fräse, einer Feile oder eines sonstigen geeigneten Werkzeuges erleichtert werden
soll. Die auf diese Weise abtragbare Masse ist jedoch relativ klein, so daß entweder
an vielen Stellen oder sogar auf dem ganzen Umfang der Unruh Masse abgetragen werden
muß, wenn eine merkliche Veränderung des Trägheitsmomentes der Unruh eintreten soll
Ein gleichmäßiges Abtragen von Masse längs des Umfanges der Unruh ist nur möglich,
wenn die Unruh von der Spiralfeder getrennt in eine geeignete Vorrichtung eingespannt
wird. Bei dieser Unruh ist weiterhin vorgesehen, unmittelbar am Unruhreif Klebstoff
anzubringen, um den gewünschten Abgleich des Drägheitsmomentes zu erzielen. Es dürfte
schwierig sein, ohne zusätzliche Mittel durch einfaches Anbringen von Klebstoff
den
gewünschten Abgleich zu erzielen, weil die Verteilung, die der Klebstoff einnimmt,
nicht klar vorhersehbar ist.
-
Weiterhin ist es bekannt, aus dem Unruhreif eine Vielzahl von zylindrischen
Pfropfen teilweise herauszudrücken, die dann zur Verminderung der Masse des Reifes
und damit zu Verminderung des Trägheitsmomentes der Unruh nach Bedarf völlig aus
dem Reif herausgedrückt werden können. Auch hier besteht der Hachtell, daR eine
Vielzahl von Stellen zum Abtragen der Masse vorgesehen ist und demnach eine Vielzahl
von Arbeitsgängen notwendig ist, um den gewünschten Abgleich zu erzielen.
-
Auch kann das Herausdrücken der Pfropfen aus dem Unruhreif, die einen
nur sehr kleinen Durchmesser haben können, nur mit Spezialwerkzeugen erfolgen, zu
deren Anwendung die Unruh in eine spezielle Vorrichtung eingesetzt werden muß.
-
Allen bekannten Anordnungen, bei denen das Trägheitsmoment durch An-
oder Abtragen von Masse auf den gewünschten Wert gebracht wird, erfolgt die Massenveränderung
am Unruhreif. Wegen der geringen Abmessungen des Unruhreifes ist es erforderlich,
die Massenänderungen an mehreren Stellen des Reifes vorzunehmen, weil die an einer
Stelle mögliche Massenänderung zu klein ist, um in jedem Fall die gewünschte Wirkung
zu erzielen. Je größer die Anzahl der Stellen ist, an denen die Massenveränderungen
vorgenommen werden müssen, lm-so aufwendiger ist die mit dem Abgleich verbundene
Arbeit.
-
Weiterhin ist die mit dem Abgleich verbundene Arbeit sehr schwierig,
weil der Grad der Schwierigkeit mechanische Arbeiten mit der Verminderung der Dimensionen
zunimmt Daher sind Uhren, bei denen das Trägheitsmoment der Unruh abgeglichen ist
und die Spiralfeder mit einem bestimmten AnsteckvJinkel eingebaut ist, noch immer
sehr kostspielig. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile der
bekannten Unruhen zu vermeiden und eine Unruh zu schaffen, deren rägheitsmoment
sich mit einem geringen Arbeitsaufwand und entsprechend geringen Kosten sehr genau
abgleichen läßt.
-
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Unruh
breite Speichen aufweist, deren Dicke wenigstens annähernd der Dicke des Unruhreifes
gleich ist, und wenigstens eine der Speichen auf einer Außenseite mit wenigstens
einer Bohrung mit parallel zur Unruhachse verlaufenden Achse versehen ist, durch
deren Anbringung entweder soviel Masse abgetragen worden oder die so weit mit einer
angetragenen Masse angefüllt ist, daß das gewünschte Trägheitsmoment hergestellt
ist.
-
Entgegen der allgemeinen Auffassung, daß Masseänderungen am Unruhreif
vorgenommen werden müssten, weil die Masse in dem Unruhreif konzentriert ist, wird
also bei der erfindungsgemäßen Unruh die Masseänderung an den Speichen vorgenommen.
hierdurch wird der Vorteil erzielt, daß es genügt, die IEasseänderung an einer oder,
wenn eine Unwucht vermieden werden soll, an zwei Stellen vorzunehmen, die an einander
diametral gegenüberliegenden Speichen vorgesehen sind. Die Ausmaße der Stellen,
an denen die
Masseänderungen vorgenommen werden können, sind groß
genug, um den Abgleich des Trägheitsmomentes durch An- oder Abtragen von Masse an
diesen Stellen zu ermöglichen. Weiterhin kann das An- oder Abtragen von Masse parallel
zur Achse der Unruh erfolgen, also bei aufliegender Unruh, was sehr viel einfacher
ist als das An- oder Abtragen von Masse radial zum Unruhreif. Darüberhinaus ist
das Bearbeiten der zum An- oder Abtragen von Masse vorgesehenen Stellen sehr viel
einfacher als bei den bekannten Unruhen, weil größere Ilerkzeuge benutzt werden
können, die leichter und daher auch von weniger gut geschulten Personal zu handhaben
sind. Sofern ArO»-richtungen verwendet werden, ist die ausbildung dieser Vorrichtungen
entsprechend einfacher. Von besonderem Vorteil ist die Ausführungsform der Erfindung,
bei der zum Abgleich des Trägheitsmomentes im Bereich vorbereiteter Bohrungen Masse
angetragen wird, weil dann das Abstimmen des Trägheitsmomentes bei eingebauter Unruh
erfolgen kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß andere Uhrenteile beschädigt oder
durch die anzutragende Masse verunrqinigt werden.
-
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Unruhreif
beim Abgleich des Trägheitsmomentes unverändert bleibt, so daß das Auswuchten der
Unruh und das Abstimmen des Trägheitsmoinentes unabhängig voneinander vorgenommen
werden können, weil die hierzu zu treffenden Maßnahmen einander nicht stören, also
das Abtragen von Masse am Unruhreif zum Auswuchten an jeder Stelle unabhängig von
dem zur Abstiminung des Trägheitsmomentes abzutragenden oder anzutragenden Material
möglich ist.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Speichen
eine im wesentlichen sektorförmige Gestalt auf. Die Bohrung tangiert dann etwa den
durch den Innenrand des Unruhreifes definierten preis und reicht zugleich bis nahe
an den Rand der Speiche heran.
-
Auf diese Weise befindet sich die Xauptmasse der Speichen nahe am
Reif, so daß sie auf das Trägheitsmoment der Unruh die größte Wirkung ausübt, und
es können die dem Abgleich des Trägheitsmomentes dienenden Bohrungen relativ groß
ausgeführt werden, ohne daß die Speichen in ihrer Gesamtheit eine zu große Masse
annehmen. Zugleich ist diese Form der Speichen für zweispeichige Unruhen von Vorteil,
wie sie bei elektrischen Uhren mit an der Unruh angebrachten Hagnetträgern Verwendung
finden,weil bei dieser Speicherform der Unruhreif auf einem relativ großen Winkelbereich
abgestützt wird und dadurch gewährleistet ist, daß dieser Reif nicht unrund wird.
-
Die bei der erfindungsgemäßen Unruh vorgesehenen Bohrungen können
vorteilhaft als Sackbohrungen mit flachem Boden ausgeführt sein. Um das Herstellen
solcher Bohrungen zu erleichtern, können die Sackbohrungen vorteilhaft konzentrisch
zu einer Durchgangsbohrung kleineren Durchmessers angeordnet sein, in die ein Führungszapfen
des zum Herstellen der Sackbohrungen verwendeten Bohrers oder Fräsers eingreifen
kann. Es ist dann ohne weiteres möglich, derartige Löcher mit einfachen Automaten
zu bohren und es können auch dann, wenn Löcher in zwei oder mehr Speichen vorgesehen
sind, alle Löcher mit einer einzigen Vorrichtung gemeinsam gebohrt werden, weil
sie sich in einer Szene befinden und parallele Achsen aufweisen.
-
Wenn der Abgleich des Trägheitsmomentes durch Antrager von Masse erfolgen
soll, sieht eine Ausführungsforn der Erfindung vor, daß in die Bohrung eine oder
mehrere Platten mit vorbestimuter Masse eingelegt sind. In diesen Fall ist also
die Unruh von vornherein mit Bohrungen versehen und so ausgebildet, daß sie in jedem
Falle ein zu kleines Drägheitsmoment aufweist. Nach einer Gangmessung werden dann
die zur Abstimmung des Trägheitsmomentes benötigten Masseplatten in die Bohrungen
eingelegt. Es können Platten verschiedener Masse oder aber gleicher Masse vorgesehen
werden, die nach Bedarf kombiniert werden. Das Befestigen der Platten in der Bohrung
kann durch Einkleben, Vernieten, Verstemmen oder auf ähnliche Weise erfolgen.
-
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist in die Bohrungen
eine bestimmte Menge einer flüssigen oder plastischen, erstarrenden Masse eingefüllt,
beispielsweise ein gegebenenfalls mit Metallpulver vermischtes aushärtendes Gießharz.
Für die Anwendung von solchen Massen hat die Erfindung den Vorteil, daß diese Massen
einen genau definierten Raum ausfüllen, so daß ihre Wirkung auf das Trägheitsmoment
genau vorhersehbar ist.
-
Damit die Masse in den Bohrungen einen guten Halt bekommt, ist es
zweckmäßig, die Bohrungen hinterschnitten auszubilden.
-
Wie bereits oben erwähnt, wird normalerweise in jeder Speiche der
Unruh eine Bohrung angeordnet und die an-oder abgetragene Masse auf alle Speichen
gleichmäßig verteilt sein, so daß die hinsichtlich des Trägheit momentes abgeglichene
Unruhe zugleich auch ausgewuchtet
ist. Die Erfindung bietet aber
auch die Iogrlichkeit, die Massen unsyrniietrisch -an- oder abzutragen und dadurch
der Unruh einen definierten exzentrischen Schwerpunkt zu verleihen. Bei Uhren, die
sich stets in einer vorbestimmten Lage befinden, kann dieser absichtlich vorgesehene,
exzentrische Schwerpunkt geometrisch so angeordnet werden, daß bei kleinen Schwingungen
die Schwingfrequenz zunimmt.
-
Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden
Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigen: Fig. 1 einen
Längsschnitt durch eine Unruh nach der Erfindung, Fig. 2 eine Draufsicht auf die
Unruh nach Fig. 1 und Fig. 3 bis 5 Schnitte durch den Endabschnitt der Speiche einer
Unruh ähnlich Fig. 1 in verschiedenen Ausführungsformen.
-
Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Unruh ist der Unruhreif
1 mit Hilfe von zwei diametral angeordneten Speichen 2 an der Unruhvielle 3 befestigt,
die die gleiche Dicke haben wie der Unruhreif und sektorförmig gestaltet sind. In
den beiden Speichern 2 sind nahe ihren äußeren Enden Sackbohrungen 4 mit flachem
Boden angebracht, die
den Kreis 5 tangieren, der von dem inneren
Rand 6 des Unruhreifes 1 definiert wird. Die Sackbohrungen 4 sind konzentrisch zu
Durchgangsbohrungen 7 angeordnet' die einen erheblich kleineren Durchmesser aufxreisen
als die Sackbohrungen 4 und das Verwenden eines Bohrers oder Fräsers mit einem Zentrierzapfen
zum Herstellen der Sackbohrungen ermöglichen. Die Sa-ckbohrungen 4 reichen auch
dicht bis zu den Rändern 8 der Speichen 2, so daß sie wegen der sektorförmigen Gestalt
der Speichen einen relativ großen Durchmesser haben und das Volumen dieser Bohrungen
völlig ausreicht, um den gewünschten Abgleich des Trägheitsmomentes zu erzielen1
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 sind zum Abgleich des Trägheftsmomentes
in die Bohrungen 4 Plättchen 9 eingelegt und durch Kleben befestigt. Die Unruhspeichen
2 werden also von vornherein mit den Bohrungen 4 und 7 versehen und es ist die Unruh
so bemessen, daß sie zunächst ein zu kleines Trägheitsmonent aufweist. Nach dem
Einbau der Unruh in das Uhrwerk und das Anstecken der Spirale kann dann eine Gangmessung
vorgenommen werden und das Trägheitsmoment durch Einlegen der Plättchen 9 das Trägheitsmoment
der Unruh auf den Wert erhöht werden, bei dem das System die gewunschte Schwingungsdauer
hat. Der besondere Vorteil der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 liegt darin,
daß der Abgleich des Trägheitsmomentes bei fertig eingebauter Unruh vorgenommen
werden kann, weil das Einlegen der Plättchen 9 ohne weiteres auch bei eingebauter
Unruh erfolgen kann. Es kann beispielsweise eine
Vielzahl von Plättchen
verschiedener Masse vorgesehen sein beispielsweise in Form von Plättchen verschiedener
Dicke oder ringscheibenförmiger Plättchen mit verschiedenem Innendurchmesser, die
so sortiert sind, daß bei jedem gemessenen Gang mit einer bestimmten Scheibe die
gevmnschte Schwingungsdauer erzielt wird. Es können auch sehr dünne Plättchen vorgesehen
und in einer solchen Anzahl in die Löcher 4 eingebracht werden, daß auf diese Weise
das gevaxnschte '2ragheitsmoment erzielt wird.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 sind die Plättchen
9, wie bereits erwähnt, eingeklebt. Statt dessen können die Plättchen auch, wie
das Plättchen 10 bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3, in der Bohrung 11 der
Speiche 12 durch Verstemmen befestigt sein. Die für die Verstelrlmung 13 erforderliche
Materialverformung hat jedoch zur Voraussetzung, daß die Unruh in eine Vorrichtung
eingespannt wird, also nicht mehr in eingebautem Zustand auf das gewünschte Drägheitsmoment
gebracht werden kann.
-
Das gleiche gilt für alle anderen mechanischen Befestigungsarten,
wie beispielsweise Einsprengen oder Vernieten.
-
Eine Abstimmung des Trägheitsmomentes der Unruh im eingebauten Zustand
ist auch-dann möglich, wenn statt eines Plättchens in die Bohrung 14, die in diesem
Felle einen geschlossenen Boden hat, eine ursprünglich flüssie oder plastische Masse
15 eingegeben wird, wie es bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 der Fall ist.
-
Da die Masse 15 den Boden der Bohrung 14 bedecken kann, ist ihre Lage
genau definiert, so daß eine bestimmte Menge dieser Masse eine genau bekannte linderung
des Trägheitsmomentes hervorruft. Damit die Masse 15 nach
dem Erhärten
in der Bohrung 14 einen guten Sitz aufweist, ist die Bohrung bei den Ausführungsbeispiel
nach Fig. 14 leicht hinterschnitten, also im Querschnitt gesehen leicht schwalbenscllvranzförmig
ausgebildet. Bei dem dargestellten Ausfünrungsbeispiel ist zu diesem Zweck der obere
Rand 16 der Bohrung 14 mit Hilfe eines Werkzeuges nach innen gedrückt worden.
-
Durch das i!;indrücken des Randes 16 ist auf einer Seitenfläche der
Speiche 18 eine die Bohrung 14 konzentrisch umgebende Ringnut 17 entstanden.
-
Bei den bisher behandelten Ausführungsbeispielen ist der Abgleich
des fljrägheitsmomentes durch Antragen von Masse erfolgt. Es ist. aber auch möglich,
den Abgleich des Drägheitsmomentes durch Abtragen von Tasse zu erzielen. In diesem
Fall weist die Unruh zunächst bine Sackbohrungen auf, sondern allenfalls eine Durchgangsbohrung
19 kleinen Durchmessers, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist. Diese Bohrung kann zur
Aufnahme des Zentrierzapfens eines spanabhebenden Werkzeuges dienen.
-
Die Unruhe ist so ausgebildet, daß sie zunächst ein zu großes Drehmoment
aufweist. Nach der Vereinigung mit der Spiralfeder wird der Gang gemessen und auf
diese Weise festgestellt, in welchem Maße das Trägheitsmoment der Unruh vermindert
werden muß, damit sich der gewünschte Gang ergibt. Dann wird die Unruh in eine Vorrichtung
eingelegt, mit deren Hilfe in die Speichen 20 Sackbohrungen 21 solcher Tiefe gebohrt
werden, daß durch den hierdurch bedingten Massenverlust das Trägheitsmoment der
Unruh auf das gevmnschte
Maß vermindert wird. Die hierzu erforderliche
Bohr- oder Fräsarbeit kann mit relativ einfachen Vorrichtungen ausgeführt werden,
weil die spanabhebenden Werkzeuge keine zu kleinen Durchmesser aufzuweisen brauchen
und mit kIlle eines Zentrierzapfens in der kleinen Durchgangsbohrung 19 geführt
sein können. Da alle in den Speichen 20 der Unruh vorgesehenen Bohrungen 21 achsparallel
sind, können diese Bohrungen in einem Arbeitsgang hergestellt werden. Infolgedessen
ist auch hier die Vornahme des erforderlichen Abgleiches sehr einfach, obwohl das
Einarbeiten der Bohrungen 21 nicht bei im Werk montierter Unruh erfolgen kann, sondern
die Unruh zu diesem Zwe-ck in ein besonderes Werkzeug eingesetzt werden muß.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 weist die Unruh
zwei Speichen auf und es sind die Bohrungen 4 symmetrisch auf diesen beiden Speichen
angeordnet, so daß, sofern die Unruh beispielsweise durch Abtragen von Masse am
Reif 1 ausgewuchtet war, die Auswuchtung der Unruh nicht gestört wird. Statt dessen
ist es auch möglich, durch Ab- oder Antragen von Masse an nur einer Speiche bewußt
eine Unwucht zu erzeugen, die eine vorbestimmte Lage hat. Bei Uhren mit einer gleichbleibenden
Gebrauchslage, bei denen dann auch die Unruh eine stets gleichbleibende Lage aufweist,
kann ein exzentrischer Schwerpunkt für die Erzielung bestimmter Eigenschaften der
Uhr von Vorteil sein. So ist es beispielsweise möglich, den Schwerpunkt geometrisch
so anzuordnen, daß bei einer Abnahme der Schwingungsweite eine Zunahme der Schwingfrequenz
erzielt wird, so daß in einem solchen Fall die Uhr die Tendenz hat vorzugehen anstatt,
wie sonst üblich, nachzugehens wodurch langfristig eine hohe Gangkonstanz erreicht
wird.
-
Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt ist, sondern Abweichungen davon möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen. So ist die Brfindung bei Unruhen mit einer beliebigen Anzahl- von
Speichen anwendbar und es können dann nur einige oder alle der vorhandenen Speichen
mit dem Abgleich des Trägheitsmomentes dienenden Bohrungen versehen werden.
-
Weiterhin können insbesondere bei Uhren, bei denen der Abgleich durch
das Antragen von Masse erfolgt, statt Bohrungen mit kreisrundem Querschnitt Vertiefungen
beliebiger anderer Gestalt vorgesehen werden, die zur Aufnahme der anzutragenden
Massen dienen.