UHR

Uhr

Beschreibung

Bezug zu verwandten Anmeldungen

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Gebrauchsmusteranmeldung 200 18537.3, hinterlegt am 28.10.2000, deren Offenbarungsgehalt hiermit ausdrücklich auch zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Uhr, insbesondere eine Wand- oder Standuhr nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik

Wand- oder Standuhren haben traditionell nicht nur die Aufgabe, den Betrachter über die aktuelle Zeit zu informieren, sie dienen häufig auch als Schmuck- oder Ziergegenstände. Viele solcher Uhren beziehen ihren Reiz daraus, dass sie Betrachtern einen Einblick in ihr Innenleben gewähren, welches zumeist aus einer komplizierten Mechanik mit zahlreichen Zahnrädern, Federn usw. besteht.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Uhr zu schaffen, welche nach einem für eine Uhr atypischen physikalischen Prinzip arbeitet. Vorzugsweise soll dieses Prinzip von außen gut erkennbar sein.

Diese Aufgabe wird mit einer Uhr mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Wie letztlich jede mechanische Uhr weist diese Uhr ein Antriebselement und ein Bremselement auf. Das Bremselement arbeitet nach dem Prinzip eines hydrostatischen Gefälles. Die Bremswirkung, also die Dissipation der vom Antriebselement bereitgestellten Energie, wird vom Fließwiderstand des Mediums bewirkt, welches das hydrostatische Gefälle aufweist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Kurzbeschreibung der Figuren

Es zeigen:

Figur 1 Eine Draufsicht auf die gesamte Uhr, jedoch ohne Gestell und Zifferblatt,

Figur 2 eine Schnitt entlang der Linie HH aus Fig. 1 ,

Figur 3 einen teilweise geschnittene Draufsicht auf ein Bremselement,

Figur 4 eine Draufsicht auf ein weiteres Bremselement,

Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

Die Erfindung wird jetzt beispielhaft unter bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Allerdings handelt es sich bei den Ausführungsbeispielen nur um Beispiele, die nicht das erfinderische Konzept auf eine bestimmte Anordnung be- schränken sollen.

An der ersten Welle 10, welche sich koaxial zur Achse AA erstreckt, ist das Antriebsrad 15 starr angeordnet. Die Welle 10 ist von den beiden Lagern 10A drehbar gehalten (Fig. 2). Die Lager 1 0A wiederum sind in einem Gestell angeordnet, welches beispielsweise auch das Zifferblatt trägt. Gestell und Zifferblatt sind der Übersichtlichkeit halber in den Figuren nicht dargestellt. Über dem Antriebsrad 15 liegt ein Seil 14, an dessen Enden die beiden unterschiedlichen Gewichte 11 ,12 angeordnet sind. Durch die Unterschiedlichkeit der beiden Gewichte wird auf das Antriebsrad 15 eine vertikale Kraft F1 ausgeübt, woraus ein erstes Drehmoment M1 resultiert (siehe auch Figur 2). Mittels Verbindungsstreben 17 sind an der ersten Welle 10 zwei kreisförmige Laufschienen 18 angeordnet, welche konzentrisch bezüglich der ersten Welle 10 sind. In Fig. 2 sind nur die Schnittflächen der Laufschienen 18 mit der Projektionsebene dargestellt. Weiterhin trägt die erste Welle 10 den Stundenzeiger S. Das dazugehörige Zifferblatt ist, wie oben bereits erwähnt, der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.

Die zylindrische Trommel 20 weist eine bezüglich der Symmetrieachse BB dieser Trommel konzentrische zweite Welle 22 auf. An den beiden Enden der zweiten Welle 22 ist jeweils ein Laufrad 25 mit einer Lauffläche 25A angeordnet, deren Oberfläche aus einem rutschfesten Material wie beispielsweise Gummi besteht. Jede dieser Laufflächen 25 liegt auf einer der Laufschienen 18 auf, so dass sich die Trommel 20 teilweise zwischen den Laufschienen 18 befindet. Aufgrund der Reibungen zwischen den Laufschienen 18 und den Laufflächen 25A sind die erste Welle 10 und die zweite Welle 22 bezüglich ihrer Rotation gekoppelt. Aufgrund ihrer Gewichtskraft F2 übt die Trommel 20 ein zweites Drehmoment auf die erste Welle 10 aus. Im Gleichgewichtsfall sind das erste und das zweite Drehmoment gleich groß, weisen jedoch in entgegengesetzte Richtungen.

Enthielt die Trommel 20 kein bewegliches Medium, so würde sich ein statisches Gleichgewicht einstellen. Dies ist hier jedoch nicht möglich. Die Trommel 20 ist in sechs Kammern 27 aufgeteilt. Diese Kammern 27 haben jeweils eine segment- förmige Grundfläche und sind mittels der Kammerwände 28 voneinander getrennt. In jeder der Kammerwände 28 befindet sich eine Bohrung 28A, siehe Fig. 2, so dass jeweils benachbarte Kammern 27 miteinander verbunden sind. Weiterhin weist jede Kammerwand 28 eine achsnahe Durchbrechung 28C zum Luftdruckausgleich auf. Dies ist ebenfalls in Fig. 2 dargestellt.

Die Trommel 20 ist teilweise mit einer Flüssigkeit, beispielsweise mit Wasser ge- füllt. Da sich die zweite Welle 22 an einer Stelle der Laufschienen 18 befindet, an der deren Tangente nicht waagrecht verläuft, wirkt aufgrund der Gewichtskraft der Trommel bzw. des sich in der Trommel befindlichen Wassers ein Drehmoment auf die zweite Welle 22. Dies führt dazu, dass durch eine Drehung der Trommel die sich auf der linken Seite befindlichen Kammern so weit angehoben werden, bis durch die unterschiedlichen Wasserstände innerhalb der Kammern wiederum ein Kräftegleichgewicht beziehungsweise ein Drehmomentgleichgewicht geschaffen ist. Aufgrund der Höhendifferenzen fließt Wasser von den Kammern, in denen der Wasserstand höher ist, in solche, in denen der Wasserstand niedriger ist. Die unterschiedlichen Wasserstände sind in Fig. 1 mittels der schraffierten Flächen mit dem Bezugszeichen 23 angedeutet.

Das Antriebselement übt auf eine Welle, welche beispielsweise den Stundenzeiger tragen kann, ein erstes Drehmoment aus. Dieses Antriebselement kann zB gravitativ wirken. Dem durch das Antriebselement erzeugten Drehmoment wirkt ein Bremselement entgegen. Das Gleichgewicht zwischen Antriebs- und Bremselement ist für die Geschwindigkeit und damit für die Ganggenauigkeit der Uhr verantwortlich. Das Bremselement ist durch die teilweise mit Flüssigkeit gefüllte Trommel 20 gebildet, die um eine zweite Welle 22 drehbar angeordnet ist. Die Trommel ist bezüglich ihrer Drehbewegung mit der ersten Welle gekoppelt. Die Bremswirkung ergibt sich aus dem Fließwiderstand der Flüssigkeit innerhalb der Trommel. Die Kopplung der Drehbewegungen erfolgt nur indirekt. Das dem Antriebsdrehmoment entgegengesetzte Bremsdrehmoment wird gravitativ erzeugt.

Die Geschwindigkeit dieser Fließbewegungen wird durch die Größe der Bohrun- gen 28a und der Viskosität des Wassers bestimmt. Aufgrund dieser Fließbewe- gungen drehen sich die Trommel 20 und somit die Laufschienen 18 bzw. die erste Welle 10. Der Fließwiderstand des Wassers dient hierbei als Bremse.

Die Feinjustierung der Ganggeschwindigkeit der Uhr wird mittels Einstellrädern 26 (siehe Figur 2) erreicht. Die Laufflächen 25A sind kegelstumpfförmig geformt. Mittels der Einstellräder 26 und zweier nicht dargestellter Gewinde können die Laufräder 25 und damit auch die Laufflächen 25A in ihrer axialen Lage verschoben werden. Somit kann der Auflagepunkt der Laufflächen 25A auf den Laufschienen 18 und hiermit der effektive Umfang der Laufflächen 25A und somit auch der ef- fektive Radius verändert werden. Durch eine solche Veränderung wird das Übersetzungsverhältnis zwischen der ersten Welle 10 und der zweiten Welle 22 verändert. Eine Verkleinerung des effektiven Umfangs der Lauffläche 25A führt somit zu einer Verlangsamung der Uhr und umgekehrt.

Das Stellmittel kann auch wie in Fig 4 dargestellt durch einen Magnet 31 , vorzugsweise einen Stabmagnet gebildet werden. Die Kammern werden durch Schrauben 32 im Kranz 33 zusammengehalten. Wird der Magnet jetzt einschwenkbar in der Nähe des Kranzes positioniert, vorzugsweise oberhalb des Kranzes angeordnet, sorgt er an der richtigen Stelle dafür, dass der Wasserstand niedriger ist als ohne Magnet, da er die Schraube anzieht. Wird die Uhr damit von vorn herein etwas zu langsam eingestellt, kann sie mit Hilfe des Magnets 31 feinjustiert werden, indem der Magnet 31 in Richtung des Pfeils 34 mehr oder weniger auf die Schrauben 32 zu geschwenkt wird. Der Magnet ist vorzugsweise in Seitenansicht symmetrisch zur Mittelebene der Uhr angeordnet. Eine entsprechende Ausführungsform läßt sich selbstverständlich auch in den anderen Ausführungsbeispielen verwirklichen.

Wenn Wasser als fließfähiges Medium innerhalb der Trommel 20 verwendet wird, stellt die hohe Oberflächenspannung des Wassers ein gewisses Problem dar, selbst wenn diese durch Zusätze, wie beispielsweise Spülmittel, vermindert wird.

Da die Bohrungen 28A relativ klein gewählt werden müssen, um einen entspre- chend hohen Fließwiderstand zu erhalten, kann es vorkommen, dass aufgrund der hohen Oberflächenspannung das Wasser vollkommen zu fließen aufhört, was zu einem Stillstand der Uhr führt. Dieses Problem kann dadurch überwunden werden, dass in der Kammerwand von der Bohrung 28A ausgehende Nuten 28B angeord- net sind. Da das Wasser ausgehend von der Bohrung 28A auch in diese Nuten hereinfließt, kann damit die Oberfläche so weit vergrößert werden, dass die Oberflächenspannung keine erhebliche Rolle mehr spielt.

Es ist auch denkbar auf die Kammerwände völlig zu verzichten und statt Wasser ein hochviskoses Medium einzusetzen. In diesem Fall hat das Medium, beispielsweise ein Öl, ständig eine nichthorizontale Oberfläche. Die Bremswirkung beruht hier hauptsächlich auch der inneren Reibung des Öls. Problematisch ist hier jedoch, dass die Viskosität der meisten hochviskosen Flüssigkeiten stark temperaturabhängig ist, so dass schon geringe Temperaturschwankungen zu erheblichen Gangunterschieden führen können.

Es ist noch zu erwähnen, dass grundsätzlich nicht nur Flüssigkeiten als fließfähige Medien in Frage kommen, sondern auch feinkörnige Feststoffe, wie beispielsweise Sand oder ähnliches prinzipiell als fließfähiges Medium dienen könnten.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bremselements dargestellt. Hier trägt die zweite Welle 22, die auf dieselbe Art und Weise wie im oben dargestellten Ausführungsbeispiel mit dem Rest der Uhr zusammenwirkt, nicht direkt eine Trommel, sondern eine kreisförmige, bezüglich der Achse BB konzentrische Scheibe 30. Diese Scheibe 30 trägt 6 symmetrisch angeordnete Trommeln 20. Die Anzahl der Trommeln 20 kann beliebig gewählt werden, muss jedoch wenigstens 2 betragen. Jede Trommel 20 ist mittels einer Kammerwand 28 in zwei Kammern 27 unterteilt. Jede der Kammerwände weist zwei randständige Bohrungen 28A und eine zentrale Durchbrechung 28C auf. Dies ist lediglich anhand der sich an oberster Stelle befindlichen Trommel dargestellt. Wie im ersten Beispiel dienen die Bohrungen 28A dem Fließen des Wassers und bestimmen mit ihrer Größe den Fließwiderstand. Auch in diesem Ausführungsbeispiel sind Nuten in den Kammerwänden vorgesehen, die sich von den Bohrungen weg erstrecken. Diese Nuten sind in Fig. 3 nicht dargestellt. Die Durchbrechungen 28C dienen dem Luftdruckausgleich. Je nach Durchmesser der Bohrungen 28A kann auf die Durchbrechung 28C auch verzichtet werden.

Fig. 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Bremselements. Auch hier ist auf der zweiten Welle 22 eine runde Scheibe 30 angeordnet. Diese Scheibe 30 trägt auf jeder Seite 6 Trommeln 20, wobei sich jede Trommel mit zwei Trommeln der anderen Seite in der Draufsicht überlappt. Auch hier muss die Anzahl der Trommeln auf jeder Seite nicht unbedingt 6 betragen. Die Trommeln der Rückseite der Scheibe sind in Fig. 4 gestrichelt dargestellt. Die sich überlappenden Trommeln 20 sind jeweils mittels einer sich durch die Scheibe 30 hindurch erstreckenden Bohrung 28 miteinander verbunden, so dass das sich in den Trommeln befindliche Wasser zwischen benachbarten Trommeln fließen kann. Die Trommeln 20 haben hier die Funktion der Kammern 27 des ersten Ausführungsbeispiels. Um der verdrängten Luft ein Entweichen zu erleichtern, können innen liegend Luftlöcher 29 vorgesehen sein, die üblicherweise größer sind als die außen liegenden Bohrungen 28. Auch hier ist es vorteilhaft Nuten vorzusehen, die sich von den Bohrungen 28 weg erstrecken.

Laufflächen und Trommel können auch über Zahnkränze miteinander in Wirkverbindung stehen. Um in einem solchen Fall ein Stellen der Uhr zu erleichtern, sollte das Gewicht bzw. die Gewichte 11 , 12 austauschbar oder ihr Gewicht veränderbar sein.

Grundsätzlich ist es auch denkbar ein Bremselement, also beispielsweise eine im ersten Ausführungsbeispiel dargestellte Trommel, direkt an der ersten Welle 10 anzuordnen und mit dieser starr zu verbinden. In diesem Fall würden dann die erste Achse AA und die zweite Achse BB zusammenfallen. Da das Prinzip, nach dem die Uhr arbeitet, nach außen hin erkennbar sein soll, ist es vorteilhaft die Trommel beziehungsweise die Trommeln aus einem durchsichtigen Material wie beispielsweise Plexiglas herzustellen.

Es versteht sich von selbst, dass diese Beschreibung verschiedensten Modifikationen, Änderungen und Anpassungen unterworfen werden kann, die sich im Bereich von Äquivalenten zu den anhängenden Ansprüchen bewegen.

Bezugszeichenliste

AA erste Achse

BB zweite Achse

10 erste Welle

10A Lager

11 erstes Gewicht

12 zweites Gewicht

14 Seil

15 Antriebsrad

18 Laufschienen

20 Trommel

22 zweite Welle

23 Flüssigkeit

25 Laufräder

25A Laufflächen

26 Einstellrad

27 Kammer

28 Kammerwand

28A Bohrung

28B Nut

28C Durchbrechung

29 Luftloch

30 Scheibe

31 Magnet

32 Schrauben

33 Kranz

S Stundenzeiger