TOURBILLON
Die Erfindung betrifft ein TourbiUon, respektive ein Tourbillonmodul, gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs.
Aus dem Stand der Technik sind Uhrwerke mit einem TourbiUon bekannt, die in der Regel kompliziert aufgebaut sind. Dadurch entstehen Nachteile bei der Herstellung und der Wartung. Ausserdem besteht keine Möglichkeit einen TourbiUon mit einem besonders flachen Aufbau zu erzielen.
Aus EP 0 681 227 ist ein zentrisch angeordneter TourbiUon bekannt, der vor einem Federhaus montiert ist. Dieser Aufbau ist hinsichtlich Montage und Unterhalt sehr aufwendig und daher teuer. Insbesondere bei einem Defekt ist es erforderlich das ganze Uhrwerk zu demontieren, um Zugang zum TourbiUon zu erhalten. Der TourbiUon ist zudem nur von vorne sichtbar.
Die Firma IWC, Schaffhausen, baut seit 1993 einen fliegenden TourbiUon mit einer einseitigen Kugellagerung in das Modell „II Destriera Scafusia" ein. Dieser weist eine drehende Basis auf, die mit dem Aussenring des Lagers verbunden ist. Der Innenring des Lagers ist feststehend. Ein signifikanter Nachteil dieser Konstruktion besteht darin, dass sie keinen TourbiUon niedriger Bauhöhe zulässt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass der TourbiUon, insbesondere dessen Lager, im eingebauten Zustand nicht von aussen zugänglich sind. Damit der TourbiUon, respektive dessen Lager zugänglich sind, muss das gesamte Uhrwerk zerlegt werden.
Die Aufgabe der hier offenbarten Erfindung besteht darin, einen TourbiUon, respektive ein Tourbillonmodul mit einem wartungsfreundlichen, einfachen Aufbau und einer verbesserten Ganggenauigkeit zu zeigen, der bei Bedarf eine besonders niedere Bauhöhe des Tourbillons aufweist.
Der erfindungsgemässe TourbiUon weist vorzugsweise einen modularen Aufbau auf. Der eigentliche Tourbillonmechanismus, inklusive aller wesentlichen Teile, sind vorzugsweise in einem Tourbillonmodul zusammengefasst, das eine normierte Schnittstelle zum Rest des Uhrwerks aufweist und auf einfache Art und Weise von diesem gelöst werden kann.
Der TourbiUon weist bevorzugt eine Plattform auf, die einseitig gelagert ist (fliegender TourbiUon). Für die Lagerung wird bevorzugt ein Kugellager (Hauptlager) verwendet, wobei der Aussenring dieses Kugellagers mit der Plattform des Tourbillons mitrotiert. Die Plattform und der Aussenring können bei Bedarf einteilig ausgebildet sein. Infolge der gewählten Konstruktion besteht die Möglichkeit die Kugeln des Kugellagers im wesentlichen auf der Höhe der Plattform anzuordnen. Dies hat einen positiven Einfluss auf die Bauhöhe. Der Innenring des zentralen Lagers der Plattform ist fest an einer Basis angeordnet und rotiert nicht. Damit das Lagerspiel einfach eingestellt werden kann, besteht die Möglichkeit den Innen- und/oder der Aussenring zweiteilig auszugestalten. Eine Unruh ist mittels einem oberen und einem unteren Unruhlager gelagert. Bei gewissen Ausführungsformen rotieren beide Unruhlager mit der Plattform mit. Alternativ besteht die Möglichkeit das untere Unruhlager feststehend auf der Seite der Basis anzuordnen. Dies wirkt sich je nach Bauform vorteilhaft auf die Bauhöhe aus.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Tourbillonkonstruktionen weisen in der Regel den Nachteil auf, dass ein Justieren und Warten des Tourbillons, respektive der Lager des Tourbillons, im eingebauten Zustand nicht möglich ist. Falls ein TourbiUon gewartet werden soll, muss in der Regel das gesamte Uhrwerk zerlegt werden. Der hier offenbarte TourbiUon weist einen Aufbau auf, der eine einfache Wartung ermöglicht. Die Lager sind bevorzugt so angeordnet, dass sie auch in eingebauten Zustand einfach kontrolliert, justiert und gewartet werden können. Damit sowohl ein unteres Lager der Unruh (Unruhlager) als auch das Hauptlager der Plattform des Tourbillons frei zugärfglich sind, weist der Innenring des Hauptlagers der Plattform bevorzugt einen Durchmesser auf, der so gross ist, dass das untere Lager der Unruh (Unruhlager) in seiner Mitte Platz findet und bei Bedarf, insbesondere für Wartungszwecke, zugänglich ist. Durch eine koaxiale Anordnung wird erreicht, dass Kräfte infolge von äusseren Stössen und Schlägen besonders effizient abgeleitet werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Unruhlager bei einer koaxialen Anordnung weit auseinander angeordnet werden können, so dass die Unruhachse eine vergleichsweise maximale Länge aufweist, wodurch die Reaktionskräfte infolge von auftretenden Momenten, vergleichsweise minimiert werden. Zudem weisen Fabrikationstoleranzen in der Regel einen geringeren Einfluss auf.
Insbesondere aufgrund der Lagerung der Plattform des Tourbillons, ermöglicht die Erfindung sehr flache Tourbillons zu bauen, deren Höhe unter 5 mm und, falls erforderlich, unter 4 mm zu liegen kommt. Dies wird unter anderem dadurch erreicht, dass bei den sehr flachen Ausführungsformen die Mittel zur Lagerung der Tourbillonplattform (bei einem Kugellager die Kugeln) bevorzugt in etwa auf der Höhe der Hauptebene der Tourbillonplattform angeordnet sind. Die Tourbillonplattform weist zu
diesem Zweck eine entsprechend grosse Öffnung auf. Bei diesen Ausführungsformen wird der Aussenring des Hauptlagers der Plattform bevorzugt in die Plattform integriert. Eine kinematische Umkehr der Lageiteile des Hauptlagers ist bei gewissen Ausführungsformen möglich. Dabei kommen die Mittel zur Lagerung der Tourbillonplattform in etwa auf die Höhe der Basis zu liegen, wobei der Aussenring des Hauptlagers feststehend und der Innenring rotierend angeordnet ist.
Insbesondere bei Ausführungsformen, bei denen die Kugeln des Hauptlagers in etwa auf der Höhe der Plattform, respektive der Basis angeordnet sind, ist es sinnvoll das untere Lager der Unruh im Innern des Hauptlagers koaxial, auf der feststehenden Seite (uhrwerksseitig) anzuordnen. Dadurch wird die Bauhöhe bei Bedarf zusätzlich reduziert.
Das untere Lager der Unruh und das Hauptlager der Plattform des Tourbillons sind bevorzugt im Wesentlichen koaxial angeordnet, da dadurch mechanische Stösse und Schwingungen besonders gut abgeleitet werden.
Anstelle eines integrierten Hauptlagers kann auch ein Industrielager verwendet werden. Dadurch nimmt jedoch die Anzahl Teile zu und das Lagerspiel kann, je nach Ausführungsform, nicht optimal eingestellt werden. Fertige Lager werden bevorzugt durch Einpressen oder Kleben befestigt.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch und vereinfacht:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Tourbillonmoduls in einer Draufsicht;
Fig. 2 einen Schnitt durch das Tourbillonmodul gemäss Figur 1 ;
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform eines Tourbillonmoduls in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Tourbillonmoduls aus Figur 3 von schräg unten;
Fig. 5 eine Schnittdarstellung durch das Tourbillonmodul gemäss Figur 3.
Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemässen Tourbillons 1 in einer Draufsicht. Bei der Bauart des Tourbillons 1 handelt es sich hier um einen fliegenden TourbiUon, der einseitig
gelagert ist. Der TourbiUon 1 ist als Tourbillonmodul 1 konzipiert, das unabhängig vom Rest des Uhrwerks gefertigt und anschliessend montiert wird. Das Tourbillonmodul 1 weist eine Plattform 2 auf, die auf einer Basis 3 um eine Drehachse A drehbar gelagert ist. Die Plattform 2 weist eine Aussenver- zahnung 8 auf, über welche das Tourbillonmodul 1 angetrieben, respektive das Uhrwerk gehemmt wird. Auf der Plattform 2 ist zentrisch eine Unruh 9 drehbar angeordnet, die mit dem Inneren Ende einer Spiralfeder 10 wirkverbunden ist. Die Unruh 9 wird über ein Ankerrad 1 1 und ein Anker 12 (nur teilweise ersichtlich) angetrieben, respektive gehemmt. Auf der Plattform 2 sind drei Stützen 15 angeordnet, die eine Brücke 16 halten. In der Mitte der Brücke 16 ist koaxial zur Drehachse A ein oberes Unruhlager 18 angeordnet. Ein Regelmechanismus 17 steht mit einem äusseren Bereich 4 der Spiralfeder 10 in Wirkverbindung. Der Regelmechanismus 17 dient zur Feineinstellung der Ganggenauigkeit des Tourbillonmoduls 1 , indem er auf die wirksame Länge der Spiralfeder 10 Einfluss nimmt. Ein äusseres Ende 5 der Spiralfeder 10 ist über eine Halterung 6 an der Brücke 16 befestigt. Die Basis 3 weist Öffnungen 7 (Befestigungsmittel) auf, die zur Befestigung der Basis 3 an einer Platine eines Uhrwerks (nicht näher dargestellt) dienen. Figur 2 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie DD.
Figur 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie DD durch das Tourbillonmodul 1 aus Figur 1. Ein Hauptlager 20 dient zur Lagerung der Plattform 2 des Tourbillons 1 gegenüber der Basis 3. Ein Aussenring 21 des Hauptlagers 20 ist starr mit der Plattform 2 verbunden und dreht mit dieser mit. Der Aussenring 21 weist eine glockenförmige Ausgestaltung mit einer durchgehenden Öffnung mit einem veränderlichen Innendurchmesser mit zwei ausgeprägten Durchmesserniveaus aus. Der Aussenring 24 ist bei der gezeigten Ausführungsform, über einen Presssitz mit der Plattform 2 verbunden. Der Aussenring 24 ist so ausgestaltet, dass er als Halterung eines unteren Unruhlagers 19 dient. Das untere Unruhlager 19 ist auf der Seite der Plattform 2 angeordnet und rotiert mit dieser mit. Ein Vorteil besteht darin, dass die auf der Plattform 2 angeordneten Teile und Mittel, inkl. der Unruh 9, unabhängig von der Basis 3 aufgebaut werden können. Ein Innenring 22 ist zweiteilig ausgestaltet und besteht aus einem festen, ersten Teilring 23 und einem justierbaren, zweiten Teilring 24, der mit dem ersten Innenring 23 über ein Gewinde 25 derart wirkverbunden ist, dass das Lagerspiel einstellbar ist. Durch diese Anordnung ist es möglich das Hauptlager 20 zu montieren und das Lagerspiel einzustellen. Alternative Ausführungsformen, zum Beispiel mit einem Presssitz, sind möglich. Die Unruh 9 ist auf einer Unruhachse 13 befestigt, die wiederum mittels einem ersten, unteren und einem zweiten, oberen schock- und vibrationsabsorbierenden Gleitlager 18, 19 (Unruhlager) um die Drehachse A drehbar gelagert ist. Das untere Gleitlager 19 ist hier leicht oberhalb des Hauptlagers 20 angeordnet.
Bei anderen Ausführungsformen können das Hauptlager 20 und das untere Gleitlager 19 im Wesentlichen auf derselben Höhe angeordnet sein. Ein bei der gezeigten Ausführungsform innenverzahntes Zahnrad 26 ist mit der Basis 3 wirkverbunden und bezüglich der Drehachse A zentriert. Das innenverzahnte Zahnrad 26 dient zum Antrieb des Ankerrades 1 1 über ein Ritzel 27 (vgl. Figur 4). Die Basis 3 und das Zahnrad 26 können bei Bedarf einteilig ausgebildet sein.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Tourbillonmoduls 1 in einer perspektivischen Darstellung von schräg oben. Obschon dieses Tourbillonmodul 1 von vorne im Wesentlichen der Ausführungsform aus Figur 1 entspricht, unterscheidet es sich wesentlich im Aufbau des Hauptlagers. Die hier gezeigte Ausführungsform ist so konzipiert, dass sie von hinten auf einer Platine eines Uhrwerk befestigt werden kann, wobei der TourbiUon 1 in einer geeigneten, durchgehenden Öffnung der Platine angeordnet von vorne (Zifferblattseitig) sichtbar ist. Das innenverzahnte Zahnrad 26 ist konzentrisch zur Drehachse A angeordnet und mittels zwei Schrauben 29 an der Basis 3 befestigt. Andere Befestigungsmöglichkeiten, z.B. von vorne, sind möglich. Die Nummerierung entspricht den Figuren 1 und 2.
Figur 4 zeigt das Tourbillonmodul 1 gemäss Figur 3 in einer perspektivischen Ansicht von schräg unten. Die Basis 3 weist hier eine Lageröffnung 28 auf in welcher der zweite Teilring 24 des Hauptlagers 20 zu erkennen ist. In der Mitte des zweiten Teilringes 24 ist das untere Gleitlager 19 der Unruh 9, respektive der Unruhachse 13 (vgl. Figur 5) zu erkennen. Anstelle des innenverzahnten Zahnrades 26 kann auch ein aussenverzahntes Zahnrad (nicht dargestellt) verwendet werden. Das Zahnrad 26 kann bei Bedarf in die Plattform 3 integriert sein. Bei gewissen Ausführungsformen besteht die Möglichkeit das Hauptlager 20 kinematisch umzukehren, indem der Innenring 24 des Hauptlagers rotierend und der Aussenring 21 mit der Basis 3 verbunden feststehend angeordnet sind. Dadurch wird jedoch die Dicke der Basis 3 tendenziell vergrössert, was sich auf die Bauhöhe des Tourbillons 1 auswirken kann. Bei der gezeigten Ausführungsform besteht die Möglichkeit, die Basis 3 sehr dünn auszugestalten. Die Dicke t wird ist im Wesentlichen nur durch die für einen Betrieb erforderlichen mechanische Festigkeit, respektive Herstellbarkeit gegeben ist. Dies wirkt sich positiv auf eine geringe Bauhöhe aus.
Figur 5 zeigt die Ausführungsform des Tourbillons 1 gemäss den Figuren 3 und 4 in einer perspektivischen Schnittdarstellung. Das Hauptlager 20 und das untere Unruhlager 19 der Unruh 9, respektive der Unruhachse 13 befinden sich hier im Wesentlichen auf derselben Höhe in einer koaxialen Anord-
nung. Das untere Unruhlager 19 ist mit der Basis 3 wirkverbunden und dreht daher nicht mit der Plattform 2 mit. Bei dieser Ausführungsform ist der Aussenring 21 des Hauptlagers 20 in die Plattform 2 integriert. Dies bietet den Vorteil, dass die Anzahl der erforderlichen und aufeinander abzustimmenden Teile verringert wird. Diese Ausführungsform eignet sich für Tourbillons geringer Bauhöhe, die in flachen Kalibern oder von vorne montiert zum Einsatz kommen. Zwischen dem Aussen- und dem Innenring 21 , 22 des Hauptlagers 20 sind Kugeln 28 zu erkennen. Durch den justierbaren Aufbau des Hauptlagers 20, mittels einem ersten und einem zweiten Teilring 23, 24, die über ein Gewinde 25 justierbar wirkverbunden sind, wird das Lagerspiel des Hauptlagers 20 eingestellt.
Die Achse 13 der Unruh 9 ist in einem oberen Unruhlager 18 und in einem unteren Unruhlager 19 gelagert. Bei den Unruhlagern 18, 19 handelt es sich um schock- und vibrationsabsorbierende Gleitlager. Das obere Unruhlager 18 ist an einer Brücke 16 befestigt, die wiederum mittels Schrauben 14 auf stützen 15 befestigt ist. Die Stützen 1 5 sind auf der Plattform 2 befestigt. Bei der gezeigten Ausführungsform handelt es sich um Pressverbindungen. Alternativ kann eine andere Verbindungsform gewählt werden. Das untere Unruhlager 19 ist feststehend, daher ausserhalb der drehbar angeordneten Plattform 2, angebracht. Bei der gezeigten Ausführungsform ist das untere Unruhlager mit dem ersten Teilring 23 des Innenringes 22 des Hauptlagers 20 wirkverbunden. Eine alternative Ausführungsform besteht darin, das untere Unruhlager 19 ausserhalb des Hauptlagers 20 anzuordnen.
Die auf der Unruhachse 13 drehbar gelagerte Unruh 9 ist über einen zur Achse A parallel angeordneten Unruhzapfen 29 mit dem Anker 12 wirkverbunden. Der Anker 12 ist auf einer Ankerachse 30, die mittels zwei Ankerlagern 31 (wovon hier nur das obere sichtbar ist) gegenüber der Plattform 2 gelagert ist, angeordnet. Die Ankerwelle 30 ist bei der gezeigten Ausführungsform um eine zweite Drehachse B drehbar angeordnet. Die zweite Drehachse B ist parallel zur Hauptdrehachse A angeordnet.
Der Anker 12 steht in Wirkverbindung mit dem Ankerrad 1 1 , das auf einer Ankerradwelle 32 mit einem Ritzel 27 befestigt ist. Die Ankerradwelle 32 ist um eine zweite Drehachse C mittels zwei an der Plattform 2 befestigten Ankerradlagem 33 drehbar gelagert. Das Ritzel 27 steht wiederum in Eingriff mit dem hier innenverzahnten, auf der Basis 3 befestigten Zahnrad 26. Der Hemmmechanismus 34, der das Ankerrad 1 1 , den Anker 12 und den Unruhzapfen 29, sowie die zwischen diesen wirkenden Wirkverbindungen umfasst, dient zum Antrieb, respektive zur Hemmung der Unruh 9.
Um die Bauhöhe des Tourbillons 1 zu minimieren, besteht bei gewissen Ausführungsformen die Möglichkeit die Kugeln 28 des Hauptlagers 20 in etwa auf der Höhe der Plattform 2 anzuordnen. Bei gewissen Ausführungsformen ist es sinnvoll den Hemmmechanismus 34, sowie das Ritzel 27 und das Zahnrad 26 oberhalb der Unruh 9 anzuordnen. Der zweite Teilring 24 kann bei einer entsprechenden Formgebung und Anordnung des Hauptlagers 20 so ausgestaltet sein, dass er auf einem Aussenbe- reich eine Verzahnung (nicht näher dargestellt) aufweist oder mit dieser Wirkverbunden ist. Diese Verzahnung kämmt mit dem Ritzel 27 und dient als Ersatz für das Zahnrad 26. Dadurch besteht die Möglichkeit die Anzahl Teile, sowie die Bauhöhe weiter zu reduzieren. Bei einer solchen Anordnung ist das Ankerrad 1 1 in der Regel zwischen der Unruh 9 und der Plattform 2 und das Ritzel 27 zwischen der Unruh, respektive dem Ankerrad 1 1 und der Plattform 2 angeordnet.
Die erfindungsgemässe Konstruktion des Tourbillons 1 bietet den Vorteil, dass insbesondere die Lager der Unruh 18, 19 im eingebauten Zustand zugänglich sind und gewartet werden können, ohne dass der TourbiUon 1 , respektive das Tourbillonmodul aus einem Uhrwerk ausgebaut oder komplett auseinander genommen werden muss.
Anstelle eines integrierten Hauptlagers 20 kann auch ein separat gefertigtes, standardisiertes Kugellager verwendet werden, das durch Einpressen, Kleben oder auf eine andere Art und Weise befestigt wird. Vorzugsweise befinden sich die Kugeln des Lagers in etwa auf der Höhe der Plattform 3, da so eine besonders geringe Bauhöhe erzielt werden kann.