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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Werke von so genannten
mechanischen Uhren. Sie betrifft genauer ein Werk, das ein Gestell
aufweist, welches eine Bezugsebene definiert, die nachfolgend Ebene
des Werks genannt wird, und auf das montiert sind:
- – eine
mechanische Energiequelle,
- – ein
Finissage-Räderwerk,
das von der Energiequelle angetrieben wird und ausgelegt ist, um Zeitanzeigemittel
tragen zu können,
- – eine
Zeitbasis mit zwei Spiralfeder-Unruhen und zwei Hemmungen, und
- – ein
Differentialgetriebe, das eine kinematische Verbindung zwischen
dem Finissage-Räderwerk und
den Hemmungen gewährleistet.
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Ein
Bauteil dieser Art ist in dem "Catalogue d'œceuvres choisies du musée international
d'horlogerie", Bauteil Nr. 417,
ISBN 2-940088-07-1, oder in der Druckschrift
CH 156801 beschrieben.
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Auf
diese Weise ist der tägliche
Gang der Uhr gleich dem Mittelwert der täglichen Gänge der zwei Spiralfeder-Unruhen.
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Es
geht hier um zwei Varianten. In der ersten speist das Differential
unabhängig
die Hemmungen, die die Bewegung der zwei Spiralfeder-Unruhen aufrechterhalten.
Da das Ende der Spiralfedern am gleichen Gestell befestigt ist,
kann eine Kopplung auftreten, derart, dass die Amplitude einer Unruh
zyklisch abnehmen kann, während
diejenige der anderen zunimmt, und dies in Proportionen, die groß sein können. Wenn
man also nicht befürchten
möchte,
dass eine Unruh prellt, ist es notwendig, dass die Amplitude beträchtlich
reduziert wird, was dem angestrebten Ziel zuwiderläuft.
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In
der zweiten Variante sind die zwei Spiralfeder- Unruhen auf den gleichen Tourbillon-Käfig montiert,
der zwei Hemmungen und ein Differential trägt, das die Versorgung der
zwei Hemmungen gewährleistet.
Auch in diesem Fall besteht die Gefahr des Schlagens. Da außerdem die
zwei Unruhen nebeneinander angeordnet sind, können ihre kumulierten Durchmesser
nicht den Radius des Werks überschreiten.
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Ziel
der vorliegenden Erfindung ist es, ein mit zwei Spiralfeder-Unruhen
versehenes Werk vorzuschlagen, die einen großen Durchmesser aufweisen können, ohne
die Gefahr der Kopplung. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass
die Zeitbasis zwei Tourbillons aufweist, die je mit einem Käfig versehen
sind, der eine Hemmung und eine Spiralfeder-Unruh trägt. Diese
Käfige
werden zumindest mittelbar von dem Differentialgetriebe in Drehung
versetzt. Der Begriff Tourbillon ist im weiten Sinn zu verstehen
und umfasst auch die Karussells.
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Bei
einer solchen Konfiguration macht die Tatsache, dass die Spiralfedern
je fest mit einem Tourbillon-Käfig verbunden
sind, der drehbar auf das Gestell montiert ist, eine Kopplung praktisch
unmöglich.
Da außerdem
jede Unruh auf einen Käfig
montiert ist, führt
dies dazu, dass ihr Durchmesser nur sehr wenig kleiner ist als derjenige
des Käfigs.
Die Regulierungsqualität
einer Unruh ist aber umso besser, je größer ihr Durchmesser ist, da
die Erhöhung des
Trägheitsmoments
in Abhängigkeit
vom Durchmesser schneller ist als diejenige des Gewichts. So kann
die Präzision
des Werks deutlich verbessert werden.
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Um
die Gangabweichung zwischen den waagrechten und senkrechten Stellungen
zu reduzieren, weist mindestens eines der Tourbillons einen Käfig auf,
der um eine zur Ebene des Werks nicht orthogonale Achse schwenkt.
Auf diese Weise sind unabhängig
von der Stellung der Uhr die zwei Achsen der Unruhen nie gleichzeitig
senkrecht, was dazu führt,
dass zusätzlich
zu den oben erwähnten Vorteilen
die Gangabweichungen zwischen den verschiedenen Stellungen der Uhr
wesentlich schwächer sind.
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Genauer
gesagt, besitzt das Tourbillon, das einen Käfig aufweist, dessen Achse
nicht orthogonal zur Ebene des Werks ist, einen zweiten Käfig, der
um eine Achse orthogonal zur Ebene des Werks schwenkbar auf das
Gestell montiert ist und in dem der erste Käfig schwenkt.
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Wenn
die zwei Tourbillons mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit drehen,
hat man bei jeder Umdrehung die gleichen Bedingungen. Auf diese Weise
schwankt der mittlere Gang des Uhrenteils periodisch. Es ist möglich, diese
Schwankung dadurch zu reduzieren, dass das Differentialgetriebe
so ausgelegt wird, dass die Tourbillons mit unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten
drehen.
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Weitere
Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung
anhand der einzigen beiliegenden Figur hervor, die eine Teilansicht
im Axialschnitt dieses Uhrwerks ist.
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Das
erfindungsgemäße Werk
weist in klassischer Weise ein Gestell auf, das aus einer Platine 10 und
aus mindestens einer Brücke 11 besteht
und das eine Bezugsebene definiert, Ebene des Werks genannt, auf
denen die verschiedenen Räderwerke, Hebel
und Wippen um Achsen lotecht zu dieser Ebene schwenken.
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Die
Figur zeigt ein Kleinbodenrad 12, Teil eines Finissage-Räderwerks,
das von einem Federhaus angetrieben wird, das nicht dargestellt
werden muss. Dieses Rad greift in ein Drehteil ein, das eine Umdrehung
pro Minute durchführt
und eine Welle aufweist, die mit einem Trieb 13, der mit
dem Kleinbodenrad 12 in Eingriff steht, und einem Rad 14 versehen
ist. Ein Sekundenzeiger 15 ist auf eines der Enden der
Welle aufgepresst.
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Letztere
trägt außerdem frei
drehend ein erstes Drehteil, das von einem Trieb 16, dessen
Funktion weiter unten ersichtlich wird, und einem Rad 17 gebildet
wird, das in einen Trieb 18 eingreift, der fest mit dem
Käfig 19 eines
ersten Tourbillons 20 verbunden ist. Dieses Tourbillon
schwenkt im Gestell um eine Achse A-A lotrecht zur Ebene des Werks.
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Der
Käfig 19 trägt ein Hemmungsrad 21,
das einen Anker und über
diesen eine Spiralfeder-Unruh antreibt, wobei diese beiden letzteren
Bauteile nicht dargestellt sind, um eine Überladung der Zeichnung zu
vermeiden. Eine vollständigere
Information betreffend diese Art von Tourbillons kann in dem Werk
mit dem Titel "Theorie
d'horlogerie", Chs-A. Reymondin et
al, ISBN 2-940025-10-X
gefunden werden.
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Ein
Rad
22, das den gleichen Durchmesser und die gleiche Anzahl
von Zähnen
hat wie das Rad
17, ist ebenfalls frei drehend auf die
Welle
13 montiert. Es greift in den Trieb
23 eines
ersten Käfigs
24 ein,
den ein zweites Tourbillon
25 aufweist. Der Trieb
23 und
der Käfig
24 schwenken
im Gestell um eine Achse B-B lotrecht zur Ebene des Werks. Ein zweiter Käfig
26 ist
auf den ersten Käfig
24 um
eine Achse C-C schwenkbar montiert, die einen spitzen Winkel, typischerweise
von 30°,
mit der Achse B-B bildet. Der Käfig
26 trägt ein Hemmungsrad
27,
das einen Anker und über
diesen eine Spiralfeder-Unruh antreibt, wobei diese zwei letzteren
Bauteile nicht in der Zeichnung dargestellt sind, um diese nicht
zu überladen. Die
Struktur und der Betrieb eines solchen Tourbillons sind ausführlich in
der Patentanmeldung
WO/03017009 im
Namen der Anmelderin beschrieben.
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Das
Rad 22 trägt
ein Planetenrad, das einen ersten Planetenradtrieb 28 aufweist,
der auf eine Seite des Rads montiert ist, in Eingriff mit dem Rad 14 und
mittels einer Schraube 29 starr mit einem zweiten Planetenradtrieb 30 gekoppelt,
der auf der anderen Seite des Rads 22 angeordnet ist und
in den Trieb 16 eingreift. Es ist anzumerken, dass diese zwei
Planetenradtriebe deutlich unterschiedliche Durchmesser haben.
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Der
von der Welle 13, den Rädern 14, 17 und 22 und
den Trieben 16, 28 und 30 gebildete Mechanismus
bildet ein Differentialgetriebe 31, das es ermöglicht,
die Käfige 19 und 24 der
Tourbillons 20 und 25 mit ihrem eigenen Rhythmus
anzutreiben. Jeder der Käfige
dreht nämlich
ruckartig jedes Mal, wenn die Hemmung der Unruh einen Impuls verleiht.
Dies läuft
also darauf hinaus zu sagen, dass bei jedem Antriebsimpuls das Differential-Räderwerk dreht und den einen
oder anderen dieser Käfige
oder sogar beide gleichzeitig antreibt. Das Differential-Räderwerk wird
selbst vom Kleinbodenrad 12 angetrieben, das vom Federhaus
bewegt wird.
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Im
Betrieb wirkt das Kleinbodenrad 12 über den Trieb 13 und
das Rad 14 auf den Planetenradtrieb 28 ein. Es
erzeugt so Drehmomente, von denen eines an den Trieb 16 über den
Planetenradtrieb 30 und das andere direkt an das Rad 22 angewendet wird,
da die Triebe 28 und 30 nicht die gleiche Anzahl von
Zähnen
haben.
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Eine
präzise
Bestimmung der Eigenschaften des soeben beschriebenen Differentialgetriebes
wird zum Beispiel in dem Dokument mit dem Titel "Les engrenages d'horlogerie", Band II, P. Augereau, offenbart, das
anlässlich
der Studientage für
die Lehrer des Uhrenhandwerks herausgegeben wurde, die am 12. und
13. Dezember 1996 im CETEHOR (Besançon, Frankreich) organisiert
wurden.
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Das
Werk, wie es soeben beschrieben wurde, kann Gegenstand vieler Varianten
sein. So können
die Tourbillons beide vom gleichen Typ wie das Tourbillon 20 sein,
mit ihren Achsen zueinander parallel und lotrecht zur Ebene des
Werks. Sie können auch
beide vom gleichen Typ wie das Tourbillon 25 sein, d.h.
je zwei Käfige
aufweisen, von denen einer nicht orthogonal zur Ebene des Werks
ist. Es ist ebenfalls möglich,
dass die Käfige
direkt im Gestell um zur Ebene des Werks nicht orthogonale Achsen schwenken.
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Die
Umdrehungszeiten und die Drehrichtungen der Tourbillons können gleich
oder unterschiedlich sein, definiert durch die Übersetzungsverhältnisse
des Differentials.
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Die
Eigenschaften der Spiralfeder-Unruhen, wie ihre Schwingungsdauer
oder ihr Trägheitsmoment,
können
gleich oder unterschiedlich sein.
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Wenn
die Umdrehungszeiten der Tourbillons unterschiedlich sind, während die
Unruhen die gleiche Frequenz und den gleichen Durchmesser haben, wird
ein Zwischenräderwerk
vorteilhafterweise zwischen das Rad des Differentials und den Trieb
des Tourbillons eingefügt,
damit der vom Kleinbodenrad 12 durchlaufene Winkel für die beiden
Tourbillons gleich ist, wodurch die an jedes der Tourbillons gelieferte
Energie die gleiche ist.
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Wenn
die Tourbillon-Käfige
die gleiche Umlaufgeschwindigkeit haben, sind sie vorteilhafterweise
mit Identifikationsmitteln ihrer Stellung ausgestattet, was es ermöglicht,
den Gang jedes der Tourbillons unabhängig zu bestimmen und so die
Regulierung des Werks zu vereinfachen.
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Die
gleichen Prinzipien sind ebenfalls bei einem Werk anwendbar, das
mehr als zwei Spiralfeder-Unruhen aufweist, indem zum Beispiel ein
Käfig mit
zwei Unruhen versehen wird, wie dies in dem weiter oben erwähnten Katalog
beschrieben ist, und ein zweiter Käfig nur eine Unruh aufweist.
Man kann sogar vorsehen, das Werk mit einem dritten Tourbillon zu
versehen.
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Es
ist offensichtlich, dass das eine und/oder andere der Tourbillons
auch vom Typ mit zwei oder drei, zum Beispiel orthogonalen, Käfigen sein
könnte.
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Aufgrund
der Tatsache, dass das Werk mit mindestens zwei Tourbillons ausgestattet
ist, ist es möglich,
seine Präzision
zu erhöhen
ohne die Gefahr von Schlagphänomenen,
und ihm gleichzeitig einen anspruchsvollen Charakter zu verleihen.