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Patent Searching and Data


Title:
CLOCK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/035295
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a clock, especially a wall clock or a grandfather clock. Said clock comprises a drive element (weight 12) and a brake element (liquid 23). The braking action of the brake element is based on a hydrostatic fall of at least one free-flowing medium, creating a clock which works according to a physical principle atypical for a clock. Said principle can preferably be easily recognised from the outside.

Inventors:
REIME GERD (DE)
Application Number:
PCT/EP2001/012230
Publication Date:
May 02, 2002
Filing Date:
October 23, 2001
Export Citation:
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Assignee:
REIME GERD (DE)
International Classes:
G04B1/02; G04B15/02; G04B15/00; G04B45/00; G04B45/02; G04F1/06; (IPC1-7): G04B1/02
Foreign References:
DE3135859A11983-03-24
Attorney, Agent or Firm:
Reinhardt, Harry (Reinhardt & Pohlmann Partnerschaft i.G. Grünstrasse 1 Pforzheim, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Uhr, insbesondere Wandoder Standuhr, mit wenigstens einem Antriebs element und wenigstens einem Bremselement, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremswirkung des Bremselements auf einem hydrostatischen Gefälle wenigstens eines fließfähigen Mediums be ruht.
2. Uhr nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement auf eine sich entlang einer ersten Achse (AA) erstreckenden ersten Welle (10) ein erstes Drehmoment (M1) ausübt, und dass das Bremselement auf die erste Welle (10) ein zweites Drehmoment (M2) ausübt, welches dem ersten Drehmoment (M1) entgegengesetzt ist, wobei das Bremselement wenigstens eine um eine zweite Achse (BB) drehbare Trommel (20) auf weist, in welcher sich das fließfähige Medium befindet, und wobei die Trommel (20) mit der ersten Welle (10) bezüglich der Rotation gekoppelt ist.
3. Uhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (20) teilweise mit einer Flüssigkeit gefüllt ist.
4. Uhr nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle starr mit zwei kreisförmigen Laufschienen (18) verbunden ist, welche kon zentrisch zur ersten Achse (AA) sind.
5. Uhr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Trommel (20) eine sich entlang der zweiten Achse (BB) erstreckende zweite Welle (22) mit zwei zylindersymmetrischen Laufflächen (25B) mittelbar oder unmittet bar verbunden ist, und dass je eine dieser Laufflächen (25B) auf je einer Laufschiene (18) aufliegt.
6. Uhr nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhan den sind, mittels derer der Umfang der auf den Laufschienen (18) auflie gende Teile der Laufflächen (25A) veränderbar ist.
7. Uhr nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufflächen (25A) kegelstumpfförmig ausgebildet sind und dass sie axial verschiebbar sind.
8. Uhr nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ge nau eine zylinderförmige Trommel (20) vorhanden ist, deren Symmetrie achse die zweite Achse (BB) ist.
9. Uhr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere der zylin derförmigen Trommel (20) mehrere durch Kammerwände (28) getrennte Kammern (27) enthält.
10. Uhr nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektion der Kammern (27) in Achsrichtung Kreissektoren sind und dass benachbarte Kammern (27) mittels Bohrungen (28A) miteinander verbunden sind.
11. Uhr nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kam merwände (28) achsnahe Durchbrechungen (28C) aufweisen.
12. Uhr nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremselement mehrere Trommeln (20) aufweist, welche jeweils mittels we nigstens einer Kammerwand (28) mit wenigstens einer Bohrung in jeweils wenigstens zwei Kammern (27) aufgeteilt ist.
13. Uhr nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammerwände (28) jeweils wenigstens eine Nut (28B) enthalten, die sich von der Bohrung (28A) weg erstreckt.
14. Uhr nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremselement mehrere Trommeln aufweist, wobei benachbarte Trommeln miteinander verbunden sind.
15. Uhr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement wenigstens ein Gewicht (11,12) aufweist.
16. Uhr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das fließfähige Medium Wasser ist.
17. Uhr nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser einen oberflächenspannungsmindemden Zusatz enthält.
18. Uhr nach einem der Ansprüche 2 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Trommeln wenigstens teilweise aus einem durch sichtigen Material bestehen.
19. Uhr nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das durchsichtige Material Plexiglas ist.
20. Uhr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufflächen und die Trommel miteinander in Wirkverbindung ste hende Zahnkränze aufweisen.
21. Uhr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht zum Stellen der Uhr veränderbar ist.
22. Uhr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie circulär angeordnete metallische Teile aufweist und dass ein Mag net (31) vorgesehen ist, der durch verstellbare Einwirkund auf die metall schen Teile als Stellmittel vorzugsweise zur Feinjustierung der Uhr dient.
23. Uhr nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Tei le Schrauben (32) sind, die zugleich dem Aufbau der Kammern (27) dienen.
24. Uhr nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (31) verstellbar, vorzugsweise einschwenkbar oberhalb eines durch die me tallischen Teile gebildeten Kranzes (33) angeordnet ist.
Description:
Uhr Beschreibung Bezug zu verwandten Anmeldungen Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Gebrauchs- musteranmeldung 200 18 537.3, hinterlegt am 28.10.2000, deren Offenbarungs- gehalt 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 Bet- rachtern 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 hydrostati- schen 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 H-H 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 A-A erstreckt, ist das An- triebsrad 15 starr angeordnet. Die Welle 10 ist von den beiden Lagern 10A dreh- bar gehalten (Fig, 2). Die Lager 1 OA 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 ers- ten Welle 10 zwei kreisförmige Laufschienen 18 angeordnet, welche konzentrisch bezüglich der ersten Welle 10 sind. In Fig. 2 sind nur die Schnittflächen der Lauf- schienen 18 mit der Projektionsebene dargestellt. Weiterhin trägt die erste Welle 10 den Stundenzeiger S. Das dazugehörige Zifferblatt ist, wie oben bereits er- wähnt, der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.

Die zylindrische Trommel 20 weist eine bezüglich der Symmetrieachse B-B 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 Luftdruck- ausgleich 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 un- terschiedlichen Wasserstände sind in Fig. 1 mittels der schraffierten Flächen mit dem Bezugszeichen 23 angedeutet.

Das Antriebselement übt auf eine Welle, welche beispielsweise den Stundenzei- ger tragen kann, ein erstes Drehmoment aus. Dieses Antriebselement kann z. B. gravitativ wirken. Dem durch das Antriebselement erzeugten Drehmoment wirkt ein Bremselement entgegen, Das Gleichgewicht zwischen Antriebs-und Brems- element 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 An- triebsdrehmoment 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. Mit- tels der Einstellräder 26 und zweier nicht dargestellter Gewinde können die Lauf- räder 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 Über- setzungsverhältnis zwischen der ersten Welle 10 und der zweiten Welle 22 verän- dert. 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, vor- zugsweise einen Stabmagnet gebildet werden. Die Kammern werden durch Schrauben 32 im Kranz 33 zusammengehalten. Wird der Magnet jetzt ein- schwenkbar 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 fein- justiert 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 Sei- tenansicht symmetrisch zur Mittelebene der Uhr angeordnet. Eine entsprechende Ausführungsform läßt sich selbstverständlich auch in den anderen Ausführungs- beispielen 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 Ober- flächenspannung 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, beispiels- weise ein Öl, ständig eine nichthorizontale Oberfläche. Die Bremswirkung beruht hier hauptsächlich auch der inneren Reibung des Öls. Problematisch ist hier je- doch, dass die Viskosität der meisten hochviskosen Flüssigkeiten stark tempera- turabhängig 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 darge- stellten Ausführungsbeispiel mit dem Rest der Uhr zusammenwirkt, nicht direkt eine Trommel, sondern eine kreisförmige, bezüglich der Achse B-B 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 Kammer- wänden vorgesehen, die sich von den Bohrungen weg erstrecken. Diese Nuten sind in Fig. 3 nicht dargestellt. Die Durchbrechungen 28C dienen dem Luftdruck- ausgleich. 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 Trom- meln 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 Boh- rung 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 ver- drängten Luft ein Entweichen zu erleichtern, können innen liegend Luftlöcher 29 vorgesehen sein, die üblicherweise größer sind als die außen liegenden Bohrun- gen 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 Wirkver- bindung 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 A-A und die zweite Achse B-B 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 durchsichti- gen Material wie beispielsweise Plexiglas herzustellen.

Es versteht sich von selbst, dass diese Beschreibung verschiedensten Modifia- tionen, Änderungen und Anpassungen unterworfen werden kann, die sich im Be- reich von Äquivalenten zu den anhängenden Ansprüchen bewegen.

Bezugszeichenliste A-A erste Achse B-B zweite Achse 10 erste Welle 10lager 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 <BR> 28A Bohtung<BR> 28B Nut 28C Durchbrechung 29 Luftloch <BR> 30 Scheibe<BR> 31 Magnet 32 Schrauben 33 Kranz S Stundenzeiger