CH196408A - Nickel iron alloy spring with hardening beryllium additive for thermo-compensated oscillating systems. - Google Patents

Nickel iron alloy spring with hardening beryllium additive for thermo-compensated oscillating systems.

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CH196408A
CH196408A CH196408DA CH196408A CH 196408 A CH196408 A CH 196408A CH 196408D A CH196408D A CH 196408DA CH 196408 A CH196408 A CH 196408A
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Reinhard Straumann
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    • G04BMECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B17/00Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/20Compensation of mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/22Compensation of mechanisms for stabilising frequency for the effect of variations of temperature
    • G04B17/227Compensation of mechanisms for stabilising frequency for the effect of variations of temperature composition and manufacture of the material used

Description

  

  Feder aus     Nickeleisenlegierung    mit härtendem     Berylliumzusatz     für     thermokompensierte    Schwingsysteme.    Es ist eine     Leerung    für Federn für       thermokompensierteSchwingsysteme    be  kannt, welche durch die     unter    sich, sowohl  als auch in bezug auf     Iden    Nickelgehalt,  genau     dosierten    Zusätze von Beryllium und  Metallen der     Chromgruppe    den Zwecker  füllt, eine     harte,        hochelastische    Feder zu  geben,

   die je nach Wahl und Dosierung der       Zusätze    einen     thermoelastischen    Koeffizien  ten gibt, ,der 0,     positiv    oder negativ     ist    und  sich bei ,der     Vergütungstemperatur        in    der  Form fixieren lässt.  



  Wie .die     Fabrikationserfahrung        gezeigt     hat, bieten     diese        Leti        erun:gen    in der     beschTie-          benen        Zusammensetzung        einige        echwierig-          keiten.     



  1. Der     thermoelastis,che        Koeffizient    ist  stark     abhängig    von der     Fixiertemperatur.     Diese     Ahhängigkeit    kann sich heutzutage bis  zu 5 Sekunden pro 1   Schwankung der       Fixiertemperatur    auswirken. Dieser Umstand  verlangt deshalb eine ausserordentliche Präzi  sion der Wärmebehandlung, was     bei    ,der ver-         hältnismässig    hohen     Fixiertemperatur    von  über<B>600'C</B>     Schwierigkeiten        bietet.     



  2. Es war     bisher        nicht    möglich, mit       Chrom-B.erylliumzusatz    Federn     herzustellen,          die    sich beim     Vergüten    in     ihrer    Form be  friedigend     fixieren        liessen.     



  3. Im     Hinblick    auf     die    starke Abhängig  keit des     thermoelastischen    Koeffizienten von  der     Fixiertemperatur        ist    begreiflicherweise  auch der Sekundärfehler des     thermoelasti-          schen        Koeffizienten    stark     abhängig    von der       Fixiertemperatur.     



  Es     ist    nun gelungen, bei Federn aus       Nickeleisenleg        erungen    für     thermokompen-          eierte,Schwingsysteme    nicht nur die Vorzüge  .der bekannten     Legierungen    zu erhalten, son  dern auch .die oben     ,genannten        Nachteile    zu       beseitigen    und     ferner        als    neuen Vorteil     die          Fixiertemperatur    der Federn tiefer zu legen.

    Gegenstand der     Erfindung    ist     nämlich        eine     Feder aus einer     Nickeleisenlegierung    mit här  tendem     Berylliumzusatz    für     thermokompen-          sierte        Schwingsysteme,    z.

   B.     Uhrenunruhen,         welche sich dadurch auszeichnet,     dass    die       Legierung    aus     -'95-40%    Nickel,     0,5-?,%          Beryllium,        5-12%    mindestens eine.     Me-          talles    der Chromgruppe     (z.        L'.    Chrom.

       31o1@@h-          dän    oder Wolfram), 0,5-2% Titan und  dem     Rest    im wesentlichen aus Eisen     be-          steht,    wobei diese Mengenverhältnisse so zu  einander abgestimmt sind, dass ausser der er  zielten hohen Härte und dem kleinen Tempe  raturkoeffizienten des     Elastizitätsmoduls    der  Feder     .die    Abhängigkeit des Temperatur  koeffizienten und seines Sekundärfehlers von  der     Fixiertemperatur    sehr klein ist.  



       Bei    Verwendung einer solchen     Legierung     für eine     Unruhfeder    ergeben sieh folgende       Vorteile:     1. Eine ungefähr fünfmal geringere     Al-b-          hä.ngigke.it        des        thermoelastischen        Koeffizie        i!-          ten    der Feder und seines     Sekundärfehlens    von  der     Fixiertemperatur.        Diese        Abhängigkeit     des     thermoelastischen    Koeffizienten  <RTI  

   ID="0002.0035">   maehl     nur noch 0,5 bis 1 Sekunde pro 1   Schwan  kung der     Fixiertemperatur    aus.  



       ?.    Eine tiefere     Fixiertemperatur    für die  Feder als bisher, das heisst eine     solehe.        die,     um zirka<B>50'</B> gegenüber der     bisherigen    ver  ringert werden kann.  



  3. Die     JZöglichkeit    der     Erzielung-        hraucli-          ba.rer    Federn aus     Legierungen    mit     sse    r     vllium-          Chromzusatz.     



  Die folgenden drei     beispielsweisen    Nickel  eisenlegierungen geben Federn, die diese Vor  züge aufweisen:    <I>1.</I>     Beispiel:          30-38%    Ni  5-l0% W  0,5 - ? %     13e     <B>0,5-2</B>     Ti     1 %     Si        -E-    Mn  Rest Fe  
EMI0002.0057     
  
    <I>-2. <SEP> Beispiel:</I>
<tb>  <B>30-38%</B> <SEP> Ni
<tb>  <B>5-10/'0</B> <SEP> Mo
<tb>  n.5-2 <SEP> % <SEP> <B>8e</B>
<tb>  <B>0.5-2</B> <SEP> % <SEP> Ti
<tb>  1 <SEP> % <SEP> 5i <SEP> -f- <SEP> Mn
<tb>  liest <SEP> Fe
<tb>  <I>3. <SEP> Beispiel:

  </I>
<tb>  30-38% <SEP> Ni
<tb>  6-9 <SEP> % <SEP> Cr
<tb>  0,5 <SEP> - <SEP> ? <SEP> % <SEP> Be
<tb>  <B>0,5-2</B> <SEP> % <SEP> Ti
<tb>  1 <SEP> % <SEP> Si <SEP> -f- <SEP> Mn
<tb>  Rest <SEP> Fe       Es können auch zwei oder drei Metalle  der Chromgruppe     (Cr,    Mo und W)     gleieh-          zeitig    in der     Ixgierung        enthalten    sein, immer  hin mit der     Massgabe,    dass ihre Summe mit  5-l 2 % in die     Legierung    eingeht.



  Nickel iron alloy spring with hardening beryllium additive for thermo-compensated oscillating systems. There is a void for springs for thermo-compensated oscillating systems known, which through the precisely dosed additions of beryllium and metals of the chromium group, both among themselves and with regard to the nickel content, fills the purpose of giving a hard, highly elastic spring,

   which, depending on the choice and dosage of the additives, gives a thermoelastic coefficient that is 0, positive or negative and can be fixed in the mold at the tempering temperature.



  As manufacturing experience has shown, these let- tings offer some difficulties in the composition described.



  1. The thermoelastic coefficient is strongly dependent on the fixing temperature. Nowadays, this dependency can have an effect of up to 5 seconds per 1 fluctuation in the fusing temperature. This circumstance therefore requires an extraordinary precision of the heat treatment, which presents difficulties with the relatively high fixing temperature of over <B> 600.degree. C. </B>.



  2. Up to now it has not been possible to manufacture springs with the addition of chromium-B.eryllium, the shape of which could be fixed satisfactorily during tempering.



  3. With regard to the strong dependency of the thermoelastic coefficient on the fixing temperature, the secondary error of the thermoelastic coefficient is understandably also strongly dependent on the fixing temperature.



  It has now been possible to obtain not only the advantages of the known alloys with springs made of nickel-iron alloys for thermocompensated oscillating systems, but also to eliminate the disadvantages mentioned above and, as a new advantage, to lower the fixing temperature of the springs .

    The subject of the invention is namely a spring made of a nickel iron alloy with hardening beryllium additive for thermocompensated vibration systems, eg.

   B. watch balance, which is characterized by the fact that the alloy of -'95-40% nickel, 0.5 -?,% Beryllium, 5-12% at least one. Metals of the chromium group (e.g. L '. Chrom.

       31o1 @@ h- den or tungsten), 0.5-2% titanium and the remainder essentially consists of iron, these proportions being matched to one another in such a way that, in addition to the high hardness and the low temperature coefficient of the Modulus of elasticity of the spring. The dependence of the temperature coefficient and its secondary error on the fixing temperature is very small.



       When using such an alloy for a balance spring, the following advantages result: 1. An approximately five times lower Al-b-hangigke.it of the thermoelastic coefficient of the spring and its secondary lack of the fixing temperature. This dependence of the thermoelastic coefficient <RTI

   ID = "0002.0035"> measure out only 0.5 to 1 second per 1 fluctuation in the fusing temperature.



       ?. A lower fixing temperature for the spring than before, i.e. a sole marriage. which can be reduced by around <B> 50 '</B> compared to the previous one.



  3. The possibility of achieving high quality springs made from alloys with added solid chromium.



  The following three examples of nickel iron alloys give springs that have these advantages: <I> 1. </I> Example: 30-38% Ni 5-l0% W 0.5 -? % 13e <B> 0.5-2 </B> Ti 1% Si -E- Mn remainder Fe
EMI0002.0057
  
    <I> -2. <SEP> Example: </I>
<tb> <B> 30-38% </B> <SEP> Ni
<tb> <B> 5-10 / '0 </B> <SEP> Mon
<tb> n.5-2 <SEP>% <SEP> <B> 8e </B>
<tb> <B> 0.5-2 </B> <SEP>% <SEP> Ti
<tb> 1 <SEP>% <SEP> 5i <SEP> -f- <SEP> Mn
<tb> reads <SEP> Fe
<tb> <I> 3. <SEP> example:

  </I>
<tb> 30-38% <SEP> Ni
<tb> 6-9 <SEP>% <SEP> Cr
<tb> 0.5 <SEP> - <SEP>? <SEP>% <SEP> Be
<tb> <B> 0.5-2 </B> <SEP>% <SEP> Ti
<tb> 1 <SEP>% <SEP> Si <SEP> -f- <SEP> Mn
<tb> remainder <SEP> Fe Two or three metals of the chromium group (Cr, Mo and W) can also be contained in the alloy at the same time, always with the proviso that their sum is 5-1 2% in the Alloy enters.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Feder aus @ickeleisenlegierulig mit här- teiidem Per vlliumzusatz für thermokompen- siertc, Scliwing-systeine, dadurch gekennzeich net, dass die Legierung aus 25--40% Nickel, (),5-2 % Beryllium. <B>-5-1</B>2 % mindestens eines Meta.lles der Chromgruppe, 0.,5--) PATENT CLAIM: Spring made of nickel-iron alloy with hard- ene per vllium additive for thermo-compensated, swinging systems, characterized in that the alloy is made of 25-40% nickel, (), 5-2% beryllium. <B> -5-1 </B> 2% at least one metal of the chromium group, 0., 5--) % Titan und. dem Rest im wesentlichen aus Eisen besteht, wobei. diese Mengenverhältnisse so zueinander abgestimmt sind, dass ausser der erzielten hohen Härte und dem kleinen Tem- pe!-aturkoeffizienten des Elastizitätsmoduls der Feiler die Abhängigkeit des Temperatur koeffizienten und seines Sekundärfehlers von der Fixiertemperatur sehr klein ist. % Titanium and. the remainder consists essentially of iron, with. these quantitative ratios are matched to one another in such a way that, apart from the high hardness achieved and the low temperature coefficient of the elastic modulus of the filer, the dependence of the temperature coefficient and its secondary error on the fixing temperature is very small.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1783139B1 (en) * 1958-09-04 1973-11-15 Straumann Inst Ag USE OF AN IRON-NICKEL ALLOY FOR SPRINGS WITH VERY LOW TEMPERATURE COEFFICIENTS
EP3176651A1 (en) * 2015-12-02 2017-06-07 Nivarox-FAR S.A. Method for manufacturing a timepiece hairspring

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