Spiralrollen für Uhren weisen eine Bohrung auf, in die die Unruhwelle eingeführt werden kann. Des weitern weisen die Spiralrollen Mittel auf, um die Spiralfedern fest mit der Spiralrolle zu verbinden.
Es sind nun bereits Spiralrollen mit einem vorstehenden Abschnitt bekannt, der an seiner der Bohrung abgewandten Aussenseite mit einer Nut versehen ist. In diese Nut wird dann das innere Ende der Spiralfeder eingelegt. Die Spiralfeder wird dabei durch die Nutflanken geführt. Die Befestigung der Spiralfeder kann dann etwa dadurch erfolgen, dass die Nutränder etwas gestaucht werden. Spiralrollen mit einem vorstehenden Abschnitt, der mit einer Nut versehen ist, ermöglichen also eine einfache und genaue Befestigung der Spiralfeder.
Damit eine Uhr genau läuft, soll sich der Massenmittelpunkt der Spiralrolle ungefähr auf der geometrischen Achse der Unruh befinden. Ferner soll sich die Spiralfeder beim Schwingen der Unruh möglichst symmetrisch zur Unruhwelle ausdehnen und zusammenziehen. Damit eine solche symmetrische Arbeitsweise der Spiralfeder verwirklicht werden kann, muss der Boden der Spiralrollen-Nut, an dem das innere Ende der Spiralfeder anliegt, einen bestimmten, an die Form der Spiralfeder angepassten Verlauf aufweisen.
Gemäss einem aus der schweizerischen Patentschrift Nr.
496 268 bekannten Verfahren können Spiralrollen, die diese optimalen Eigenschaften aufweisen, in der folgenden Weise hergestellt werden:
Man spannt einen runden Stab in die Spannzange einer Arbeitsstation einer Mehrfach-Werkzeugmaschine und versieht einen Abschnitt des freien Stabendes mit einer konzentrischen Bohrung. Dann wird der Abschnitt abgetrennt und das so gebildete Werkstück wieder eingespannt. Nun werden zwei Ausnehmungen angefräst, die die Flanken des vorstehenden Spiralrollen-Abschnittes zu bilden bestimmt sind. Anschliessend wird gegenüber dem vorstehenden Abschnitt ein sich über einen Winkel von 180 erstreckender Rand angefräst, der den Verlauf einer Spirale aufweist. Dann wird der vorstehende Abschnitt derart angefräst, dass sein Aussenrand ebenfalls den Verlauf einer Spirallinie aufweist.
Des weitern wird in den Aussenrand die ebenfalls spirallinienförmig verlaufende Nut zum Befestigen der Spiralfeder eingefräst. Schliesslich wird noch ein radialer Schlitz eingefräst, um die Ungenauigkeiten der Unruhwelle auszugleichen.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung folgt, erfordert die Durchführung dicscs vorbekannten Herstellungsverfahrens eine komplexe Werkzeugmaschine und Fräser mit komplizierten Profilformen.
Es ist nun bereits bekannt, dass es nicht unbedingt erforderlich ist, dass die Spiralrollen-Nut genau entlang einer Spirallinie verläuft. Eine symmetrische Arbeitsweise kann nämlich auch erreicht werden, wenn der die Auflagefläche des Spiralfederendes bildende Boden der Spiralrollen-Nut entlang einem Kreisbogen verläuft. Dieser Kreisbogen muss dann jedoch zur Unruhwelle und also auch zur Bohrung der Spiralrolle derart exzentrisch sein, dass die Tangente der Spiralfeder dort, wo sie aus der Nut austritt, mit der Tangente an den Kreisbogen zusammenfällt. Ferner sollte die Exzentrität des Kreisbogens so gewählt werden, dass der fiktive Anfangspunkt der Spirale auf der geometrischen Achse der Bohrung zu liegen kommt.
Wir verweisen hierzu auf die auf den Anmelder zurückgehenden, schweizerischen Patentschriften 382 660 und 451 826, sowie auf die entsprechende französische Patentschrift 1 268 087, die amerikanische Patentschrift 3 013 380 und die japanische Gebrauchsmusterschrift 771 716.
Derartige Spiralrollen wurden bisher nach dem folgenden Verfahren hergestellt:
Man spannt einen runden Stab in die Spannzange eines Drehautomaten. Der aus der Spannzange herausragende Endabschnitt des Stabes wird überdreht und mit einer Ringnut versehen, deren Boden die Auflagefläche der Spiralfeder bilden soll. Dann wird die Drehbewegung der Spindel des Drehautomaten unterbrochen und die Spindel in einer bestimmten Drehstellung fixiert. Nun wird mit einem Profilfräser auf beiden Stabseiten eine Fläche angefräst. Diese beiden Flächen sind etwas gegeneinander geneigt, so dass der bearbeitete Stababschnitt nun ein sich trapezähnlich gegen eine Seite hin verjüngendes Profil aufweist. Das dünnere Ende des Profiles wird bei der fertigen Spiralrolle dann den vorstehenden Abschnitt bilden, auf dessen Aussenseite die Spiralfeder befestigt wird.
Nun wird der Stab um 180 verschwenkt und der dem vorstehenden Abschnitt gegenüberstehende Rand angefräst.
Ferner wird in einer bestimmten Drehstellung der Spannzange und des Stabes eine bezüglich der Spannzange exzentrische Bohrung gebohrt. Anschliessend wird die Spindel des Drehautomaten wieder in Rotation versetzt und der bearbeitete Stababschnitt mittels eines Einstech-Werkzeuges abgestochen. Dieser abgestochene Stababschnitt bildet nun die Spiralrolle.
Da sich beim Anfräsen mit dem Profilfräser Auslauftlächen ergeben, muss nun zunächst ein Übergangs-Abschnitt des Stabes abgetrennt werden. Dann kann die Spannzange geöffnet, der Stab nach vorne verschoben und mit der Herstellung der nächsten Spiralrolle begonnen werden.
Dieses Herstellungsverfahren ist ebenfalls relativ zeitraubend. Zunächst einmal ist, wie bereits erwähnt, eine zusätzliche Arbeitsoperation erforderlich, um nach dem Abstechen der bearbeiteten Spiralrolle auch noch den angefrästen Über- gangsabschnitt abzustechen. Der Zeitaufwand wird jedoch vorallem dadurch erhöht, dass die Spindel des Drehautomaten nach der Bildung der Ringnut gestoppt, fixiert, mindestens ein Mal verschwenkt und anschliessend wieder in Drehung versetzt werden muss. Damit die zum Unterbrechen der Drehbewegung erforderliche Zeitdauer nicht allzugross wird, muss zudem bei den Dreharbeiten mit einer kleineren Drehzahl gearbeitet werden, als es für die Erzielung einer optimalen Schnittgeschwindigkeit zweckmässig wäre.
Gemäss einem weiteren, aus der deutschen Patentschrift Nr. 2 106 188 bekannten Verfahren wird zur Herstellung der Spiralrollen zuerst ein Stab gezogen, dessen Profil annähernd dem Umriss der fertigen Spiralrolle entspricht. Bei diesem Verfahren werden jedoch keine zur Bohrung exzentrischen Ringnuten gebildet, so dass die Spiralfedern an diesen Spiralrollen nicht in der einfachen, weiter vorne beschriebenen Weise befestigt werden können. Zudem ist bei diesem Herstellungsverfahren zur Erzielung einer genauen Auswuchtung noch eine Nachbearbeitung erforderlich, die ebenfalls sehr zeitraubend ist.
Des weitern sind Verfahren bekannt, bei denen die Spiralrollen gestanzt werden. Bei diesen Spiralrollen weisen jedoch die vorstehenden Abschnitte ebenfalls keine Nuten zur Befestigung der Spiralfeder auf.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das eine schnelle und einfache Herstellung von Spiralrollen mit einem vorstehenden, eine Nut aufweisenden Abschnitt ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Spiralrollen für Uhren aus einem Stab, bei dem jede Spiralrolle mit einer Bohrung, einem vorstehenden Abschnitt und dieser auf seiner der Bohrung abgewandten Aussenseite mit einer Nut versehen wird, deren Boden entlang einem zur Bohrungsachse senkrechten Kreisbogen verläuft.
Das Verfahren ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass der Stab in einem ersten Arbeitsgang mit zwei Längsnuten versehen wird, deren einander zugewandte Flanken die äussersten Seitenflächen-Abschnitte des vorstehenden Spiralrollen-Abschnittes bilden, dass in einem zweiten Arbeitsgang abwechselnd eine zur Bildung der entlang einem Kreisbogen verlaufenden Nut dienende Ringnut in einen Abschnitt des Stabes gedreht und der diese Ringnut enthaltende Stababschnitt anschliessend abgestochen wird, und dass in einem dritten Arbeitsgang durch Stanzen mindestens ein Abschnitt der nicht zum vorstehenden Abschnitt gehörenden Umrissfläche der Spiralrolle gebildet wird, wobei der die entlang dem Kreisbogen verlaufende Nut enthaltende Teilabschnitt des vorstehenden Abschnittes beim Stanzen nicht mehr verändert wird.
Die Erfindung betrifft des weitern eine nach dem Verfahren hergestellte Spiralrolle mit einer zum Aufnehmen einer Welle bestimmten Bohrung, einem vorstehenden Abschnitt, der auf seiner der Bohrung abgewandten Aussenseite mit einer Nut mit einem entlang einem Kreisbogen verlaufenden Boden versehen ist, wobei der Kreisbogen zur Bohrung exzentrisch ist. Die Spiralrolle ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die sich im Bereich der Nut befindenden, äussersten Abschnitte der Seitenflächen des vorstehenden Abschnittes durch Fräsen oder Ziehen und die nicht zum vorstehenden Abschnitt gehörenden Aussenflächen-Abschnitte im wesentlichen durch Stanzen gebildet sind. Hierzu sei bemerkt, dass anhand der Beschaffenheit der Oberflächen eindeutig bestimmt werden kann, ob der betreffende Flächenabschnitt durch Stanzen oder Fräsen oder Ziehen gebildet wurde.
Die Erfindung soll nun anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert werden. In der Zeichnung zeigen: die Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Spiralrolle mit einer Spiralfeder, die Fig. 2 einen Schnitt durch die Spiralrolle mit der in ihre Nut eingelegten Spiralfeder, die Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt, jedoch nach dem Befestigen der Spiralfeder, die Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende Draufsicht auf einige geometrische Elemente, die Fig. 5 eine Längsansicht eines Stabes mit Längsnuten und einer schematischen Fräsvorrichtung, die Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie Vl-Vl der Fig. 5, die Fig. 7 eine Längsansicht des Stabes während der Ausführung der Dreharbeiten, die Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII der Fig. 7 und die Fig.
9 eine schematische Darstellung des Stanzvorganges.
In den Fig. 1 und 2 ist eine Spiralrolle 1 und ein Abschnitt einer Spiralfeder 2 dargestellt. Die Spiralrolle 1 weist eine durchgehende Bohrung 3 auf, deren geometrische Achse mit 4 bezeichnet ist. Die Spiralrolle list symmetrisch zu einer durch die Bohrungsachse 4 verlaufenden Symmetrieebene 5.
Auf der sich in der Fig. 1 rechts befindenden Seite weist die Spiralrolle 1 einen nasenartig vorstehenden Abschnitt 6 auf, dessen äusserste Seitenflächen-Abschnitte 7 parallel zueinander und zur Symmetrieebene 5 verlaufen. Auf seiner der Bohrung 3 abgewandten Aussenseite wird der vorstehende Abschnitt 6 durch eine Fläche 8 begrenzt. Diese bildet einen Abschnitt einer zur Achse 9 koaxialen Kreiszylinderfläche. Der vorstehende Abschnitt 6 ist auf seiner Aussenseite ferner mit einer einen Abschnitt eines Ringes bildenden Nut 10 versehen.
Der Boden 10a der letzteren bildet einen Abschnitt einer zur Achse 9 koaxialen Zylinderfläche. Die Achse 9 liegt in der Symmetrieebene 5 und verläuft parallel zur Achse 4, ist jedoch gegen diese versetzt. Der Boden lt)a der Nut 10 verläuft mit andern Worten also entlang einem Kreisbogen, der zur Bohrungsachse 4 senkrecht verläuft und zur letzteren exzentrisch ist.
Auf der dem vorstehenden Abschnitt 6 gegenüberstehenden Seite wird die Spiralrolle durch einen Flächenabschnitt 11 begrenzt, der einen Abschnitt einer strichpunktiert dargestellten, zur Bohrungsachse 4 koaxialen Zylinderfläche 12 bildet.
Die Spiralrolle 1 ist auf ihrer dem vorstehenden Abschnitt abgewandten Seite ferner mit einem in die Bohrung 3 mündenden Schlitz 13 versehen.
An die inneren Enden der Seitenflächen-Abschnitte 7 des vorstehenden Abschnittes 6 schliesst je ein ungefähr rechtwinklig zu ihnen nach aussen verlaufender Flächenabschnitt 14 an.
An die äusseren Enden der letzteren schliesst je ein schräg zu den Seitenflächen-Abschnitten 7 verlaufender Flächen-Abschnitt 15 an, der sich bis zum Flächenabschnitt 11 erstreckt.
Die Flächenabschnitte 7 und 1 5 bilden also zusammen einen stumpfen Winkel.
Als nächstes soll nun die Verbindung der Spiralfeder 2 mit der Spiralrolle 1 erläutert werden. Für die Befestigung der Spiralfeder wird deren inneres Ende, wie dies in der Fig. 2 ersichtlich ist, in die Nut 10 eingelegt. Der rechteckige Querschnitt der Nut 10 gewährleistet, dass die ein rechteckiges Profil aufweisende Spiralfeder gut geführt wird und genau senkrecht zu der Bohrungsachse 4 verläuft. Die sich beim Einlegen der Spiralfeder zwangsläufig ergebende Führung der letzteren bedeutet bei der Spiralfeder-Montage einen erheblichen Vorteil. Wenn sich die Spiralfeder in der in der Fig. 2 dargestellten Lage befindet, kann sie befestigt werden. Dies erfolgt vorteilhafterweise dadurch, dass die Ränder der Nut 10 mit einem geeigneten Werkzeug etwas nach innen gestaucht werden.
Dabei bilden sich die in der Fig. 3 dargestellten, nach innen vorstehenden Ränder 16, die die Spiralfeder 2 nun unverrückbar in der Nut 10 festhalten.
Bei der Herstellung der Uhr muss die Spiralrolle ferner drehfest mit der Unruhwelle verbunden werden. Zu diesem Zweck wird die Unruhwelle in die Bohrung 3 eingeführt und dann fixiert. Der Schlitz 13 ermöglicht, dass die Spiralrolle etwas elastisch deformiert werden kann, wodurch Fabrikationsungenauigkeiten ausgeglichen werden können. Da eine elasti sche Deformation der Spiralrolle natürlich eine Veränderung ihrer Massenverteilung bewirkt. ist es für die Herstellung genauerer Uhren vorteilhaft, den Schlitz 13 wegzulassen und die Toleranzen der Bohrung 3 und der Unruhwelle so festzulegen, dass die Bohrung und die Welle zusammen einen Press-Sitz bilden.
Damit die Uhr, in die die Spiralrolle eingebaut wird, eine möglichst hohe Genauigkeit aufweist, müssen die Spiralrolle 1 und die Spiralfeder 2 verschiedene Bedingungen erfüllen.
Einer dieser Bedingungen ist, dass die Spiralfeder genau senkrecht zur Unruhwelle verläuft. Wie bereits beschrieben, wird die Erfüllung dieser Bedingung durch die Nut 10 gewährleistet.
Des weitern darf die Spiralfeder beim Schwingen der Un ruh, abgesehen von ihrem befestigten Endabschnitt, die Spiralrolle nirgends berühren. Dies wird dadurch erreicht, dass die Nut 10 so angeordnet wird, dass sie ausserhalb der zur Bohrung 3 koaxialen Zylinderfläche 12 verläuft und dass ausser dem die Nut 10 enthaltenden, vorstehenden Abschnitt 6 alle übrigen Spiralrollen-Abschnitte innerhalb der Zylinderfläche 12 verlaufen.
Damit die Schwingungsfrequenz der Unruh unabhängig von der Lage der Uhr ist, sollte der Massenmittelpunkt des Spiralrollen-Spiralfeder-Systems bei jeder Unruh-Stellung auf der Achse 4 liegen. Zur Erreichung dieses Ziels kann die Massenverteilung der Spiralrolle 1 so gewählt werden, dass der Massenmittelpunkt der Spiralrolle allein auf der Achse 4 liegt.
Des weitern sollte die Spiralfeder 2 derart mit der Spiralfeder verbunden werden, dass sie sich beim Schwingen der Unruh derart symmetrisch ausdehnt und zusammenzieht, dass ihr Massenmittelpunkt ebenfalls in jedem Zeitpunkt annähernd auf der Achse 4 liegt und dass sie möglichst keine asymmetrischen Radialkräfte erzeugt.
Im folgenden soll nun anhand der Fig. 1 und 4 erläutert werden, wie das letztgenannte Ziel weitgehend verwirklicht werden kann. Die Fig. 4 zeigt eine der Fig. 1 entsprechende Draufsicht auf einige geometrische Elemente. Insbesondere sind in der Fig. 4 die Symmetrieebene 5 und die beiden Achsen 4 und 9 dargestellt. Zur Verdeutlichung wurde der Abstand der beiden Achsen 4, 9 jedoch in übertriebener Grösse dargestellt. Der mit 19 bezeichnete Kreisbogen ist konzentrisch zur Achse 9, verläuft entlang dem Boden 10a der Nut 10 und weist einen Radius R auf. Der Punkt 17 bezeichnet die Stelle, bei der die Spiralfeder 2 aus der Nut 10 austritt. Die Verbindungsgerade zwischen der Achse 9 und dem Austrittspunkt 17 ist mit 18 bezeichnet. Das von der Achse 4 auf die Gerade 18 gefällte Lot ist mit 20 bezeichnet.
Das Lot 20 habe die Länge a und sein Fusspunkt auf der Geraden 18 sei mit 21 bezeichnet. Der Abstand zwischen beiden Punkten 17 und 21 habe den Wert b.
Die Spiralfeder 2 verlaufe entlang einer archimedischen Spirale mit einer Steigung s. Der Verlauf einer Spirale kann dann durch die folgende Gleichung wiedergegeben werden: r = (ç < O) s/2:r
Dabei bedeutet ç den von der Symmetrieebene 5 aus gemessenen Azimut und 5no den Azimut des Spiralenursprungs.
Damit nun das gewünschte Ziel erreicht wird, darf die Spiralfeder bei der Austrittsstelle 17 keinen Knick aufweisen. Die Tangente der Spirale soll also an dieser Stelle mit der Tangente des Kreisbogens 19 identisch sein und senkrecht zur Geraden 18 verlaufen. Des weitern soll die Spiralfeder so befestigt sein, dass ihr fiktiver Ursprung in der Bohrungsachse 4 zu liegen kommt. Dies ist dann der Fall, wenn die Lage der Bohrunsachse 4 derart gewählt wird, dass die Länge des Lotes Lotes 20 gegeben ist durch die Beziehung: a = Y2r.
Der Abstand der Punkte 17 und 21 wird dann b = Vr2 - (Y2T)2. Wenn die Punkte 9 und 17 und die Steigung s der Spirale vorgegeben sind, ist die Lage der Bohrungsachse 4 durch die Grössen a und b eindeutig bestimmt. Bei der Befestigung der Spiralfeder muss dann natürlich dafür gesorgt werden, dass sie an der richtigen Stelle mit der Spiralrolle verbunden wird.
Wir verweisen hierzu auch auf die Ausführungen in den in der Einleitung angeführten, schweizerischen Patentschriften 382 660 und 45 1 826 sowie die entsprechenden ausländischen Patentschriften.
Da die Spiralrolle 1 und insbesondere die Nut 10 zur Symmetrieebene 5 symmetrisch ist, kann die gleiche Spiralrolle sowohl für eine Spiralfeder, deren Radius im Gegenuhrzeigersinn, als auch für eine Spiralfeder, deren Radius im Uhrzeigersinn zunimmt, verwendet werden.
Im folgenden soll nun die Herstellung der Spiralrollen be schrieben werden. Als Ausgangsmaterial dienen runde Stäbe.
In einem ersten Arbeitsgang, der schematisch in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist, wird jeder dieser runden Stäbe 31 über seine ganze Länge mit zwei Längsnuten 32 versehen. Die beiden Längsnuten 32 sind im Profil rechteckig und ihre einander zugewandten Flanken 32a verlaufen parallel zueinander. Diese beiden Nutflanken 32a werden bei der fertigen Spiralrolle die Seitenflächen 7 bilden, die den vorstehenden Abschnitt 6 begrenzen. Je ein Abschnitt der beiden Böden 32b der Nuten 32 wird bei der fertigen Spiralrolle einen der Flächenabschnitte 14 bilden. Fals die Spiralrolle den Schlitz 13 erhalten soll, wird der Stab 31 auf seiner den Nuten 32 gegenüberliegenden Seite zusätzlich mit einer Längsnut 33 versehen. Diese verläuft symmetrisch zu den beiden Nuten 32 und erstreckt sich soweit nach innen, dass sie sich mit der noch zu bildenden Bohrung 3 überlappt.
Die beiden Nuten 32 können mittels einer schematisch dargestellten Fräsvorrichtung 34 mit einem Gestell 34a und zwei nebeneinander auf einer Welle 36 angeordneten Scheibenfräsern 35 schnell und einfach hergestellt werden. Die Nut 33 kann gleichzeitig mittels eines Scheibenfräsers 37 gefräst werden. Der Stab 31 wird beim Fräsen in einer Buchse 38 geführt und mit einer Verschiebevorrichtung oder manuell gleichmässig in Längsrichtung verschoben. Die Buchse ist zweckmässigerweise mit drei Schlitzen versehen, in die die Scheibenfräser hineinragen.
Im übrigen sollten die Nuten derart gefräst werden, dass jede von ihnen bei ihrem äusseren Ende einen Bogen aus dem Umfangskreis des Stabes 31 herausschneidet, der einem Zentriwinkel a von höchstens 45" und vorzugsweise weniger als 30 entspricht. Dies gewährleistet, dass der Stab beim nä7h- sten Arbeitsgang in einer runden Buchse oder Spannzange noch genau koaxial zu seiner Achse 9 geführt werden kann.
Der mit Längsnuten 32, 33 versehene Stab 31 wird nun in einem schematisch in den Fig. 7 und 8 dargestellten zweiten Arbeitsgang auf einem Drehautomaten weiterverarbeitet. Der schematisch in der Fig. 7 dargestellte Drehautomat 42 weist ein Maschinengestell 42a, eine Spindel mit einer Spannzange 43 und'eine nicht rotierende, fest mit dem Maschinengestell 42a verbundene Führungsbuchse 46 auf, in der der Stab 31 mit geringem Spiel geführt wird. Der Drehautomat 42 ist ferner mit zwei Drehwerkzeugen 44 und 45 versehen. In diesem zweiten Arbeitsgang wird in dem aus der Spannzange 43 und der Führungsbuchse 46 herausragende Endabschnitt 39 des Stabes 31 zuerst mittels des Drehwerkzeuges 44 eine Ringnut 40 eingedreht.
Deren Tiefe und Breite ist so bemessen, dass ihr sich zwischen den beiden Nutflanken 32a befindender Abschnitt die zum Befestigen der Spiralfeder dienende Nut 10 der fertigen Spiralrolle bilden wird. Wenn nötig, wird die Mantelfläche des Abschnittes 39 noch etwas überdreht, so dass der Radius des Abschnittes 39 genau mit dem von der Achse 9 aus gemessenen Radius des Flächenabschnittes 8 der Spiralrolle übereinstimmt. Dann wird der Abschnitt 39 mittels des Drehwerkzeuges 45 zwischen den strichpunktierten Linien 41 vom restlichen Stab 31 abgetrennt. Anschliessend wird die Spannzange des Drehautomaten ohne Unterbrechung der Drehbewegung der Spindel geöffnet und der Stab 31 um eine dem abgetrennten Abschnitt entsprechende Distanz nach vorne verschoben. Nun wird die Spannzange wieder geschlossen und ein neuer Stababschnitt bearbeitet.
Auf diese Weise kann durch abwechselndes Drehen einer Ringnut und Abstechen der ganze Stab verarbeitet werden, ohne dass die Rotation der Spindel des Drehautomaten unterbrochen werden muss.
Die im zweiten Arbeitsgang abgetrennten Werkstücke 39 werden nun in einem dritten Arbeitsgang durch Stanzoperationen zu fertigen Spiralrollen verarbeitet. Dieser dritte Arbeitsgang soll anhand der Fig. 9 erläutert werden. In dieser ist schematisch eine Stanzvorrichtung 47 dargestellt. Die Stanzvorrichtung 47 weist ein Maschinengestell 47a und eine nicht dargestellte Fördervorrichtung zum Transportieren und Ausrichten der Werkstücke 39 auf. Ferner weist sie zwei Stanzwerkzeuge, das heisst eine Matrize und einen dazu komplementären Stempel auf. In der Fig. 9 wurden von den beiden Stanzwerkzeugen nur die Elemente 48 und 49 des Stempels schematisch dargestellt. Die Werkstücke 39 werden durch die Fördervorrichtung so transportiert, dass für jeden Stanzvorgang eines von ihnen in die in der Fig. 9 dargestellte Lage gelangt.
Beim Stanzvorgang erzeugt das zylindrische Werkzeugelement 48 die Bohrung 3 der Spiralrolle 1. Das Werkzeugelement 48 ist selbstverständlich derart positioniert, dass der Boden 10a der Nut 10, wie weiter vorne beschrieben, exzentrisch zur Bohrungsachse 4 verläuft. Das Werkzeugelement 49 ist ringförmig ausgebildet und erzeugt beim Stanzvorgang die Flächenabschnitte 11 und 15 der Umriss-Fläche der Spiralrolle 1.
Der wesentliche Teil der nicht zum vorstehenden Abschnitt 6 gehörenden Umrissfläche wird also beim Stanzen gebildet. Wie der Fig. 9 entnommen werden kann, schneiden die die Flächenabschnitte 15 bildenden Schneidkanten 49a des Werkzeugelementes 49 die Nutboden 32b des Werkstückes. Im Bereich des zu bildenden, vorstehenden Abschnittes 6 weist das Werkzeugelement 49 eine an die Enden der Schneidkanten 49a anschliessende Ausnehmung 49b auf. Der vorstehende Abschnitt 6 und insbesondere sein die Nut 10 enthaltender Teilabschnitt wird also beim Stanzvorgang vom Werkzeugelement 49 nicht berührt. Auf diese Weise wird vermieden, dass die Nut 10 verformt wird oder dass sich bei ihren Rändern Gräte bilden
Wie bereits erwähnt, schneiden die Werkzeugkanten 49a die Nutböden 32b, erstrecken sich bis ins Innere der Nut 32 des Werkstückes und gehen dann in die Ausnehmung 49b über.
Die beim Stanzen verbleibenden Abschnitte der Nut Böden 32b bilden dann die Flächenabschnitte 14. Diese Ausbildung des Werkzeugelementes 49 hat den Vorteil, dass die Seitenflächen 7 des vorstehenden Abschnittes 6 beim Stanzen auch dann nicht in Berührung mit dem Werkzeugelement 49 gelangen, wenn sich das Werkstück 39 nicht genau in der vorgesehenen Lage befindet.
Gemäss der vorstehenden Beschreibung des Fabrikationsprinzipes werden die Bohrung 3 und der Umriss gleichzeitig ausgestanzt. Es wäre jedoch ohne weiteres möglich, zwei Stanzwerkzeugpaare vorzusehen. Die Bohrung und der Umriss können dann in separaten Arbeitsschritten ausgestanzt werden.
Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, können die Spiralrollen in drei Arbeitsgängen aus Stäben hergestellt werden. Alle drei Arbeitsgänge können weitgehend automatisiert und mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden.
Selbstverständlich können die Ausbildung der Spiralrollen und das Herstellungsverfahren in verschiedener Weise modifiziert werden. Beispielsweise ist es ohne weiteres möglich, im zweiten Arbeitsgang noch einen Hals zu bilden, so dass die Bohrung länger wird und die Spiralrolle über eine grössere Strecke auf der Unruhwelle geführt werden kann. Falls etwa Spiralfedern mit nichtrechteckigem Querschnitt vorgesehen werden sollten, kann natürlich die Profilform der Nut 10 adaptiert werden. Des weitern muss die Spiralrolle natürlich nicht unbedingt symmetrisch zu einer durch die Bohrungsachse verlaufenden Symmetrieebene sein.
Ferner ist es bei gewissen Uhrentypen möglich, die Bohrung zentrisch zur Ringnut anzuordnen. Die Bohrung kann in diesem Fall statt durch Stanzen ohne weiteres im zweiten Arbeitsgang durch Bohren gebildet werden.
Ferner ist es möglich, die Fräsoperation beim ersten Arbeitsgang durch einen Ziehvorgang zu ersetzen und die Längsnuten also durch Ziehen zu bilden. Als Ausgangsmaterial für den Ziehvorgang wird dabei ebenfalls ein runder, einen vollen Querschnitt aufweisender Stab verwendet, der jedoch zweckmässigerweise einen etwas grösseren Durchmesser aufweist als der aus dem Ziehvorgang resultierende Stab.
PATENTANSPRUCH I
Verfahren zur Herstellung von Spiralrollen für Uhren aus einem Stab (31), bei dem jede Spiralrolle mit einer Bohrung (3). einem vorstehenden Abschnitt (6) und dieser auf seiner der Bohrung (3) abgewandten Aussenseite (8) mit einer Nut (10) versehen wird, deren Boden (l0a) entlang einem zur Bohrungsachse (4) senkrechten Kreisbogen (19) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (31) in einem ersten Arbeitsgang mit zwei Längsnuten (32) versehen wird, deren einander zugewandte Flanken (32a) die äussersten Seitenflächen-Ahschnitte (7) des vorstehenden Spiralrollen-Abschnittes (6) bilden, dass in einem zweiten Arbeitsgang abwechselnd eine zur Bildung der entlang einem Kreisbogen (19) verlaufenden Nut (10) dienende Ringnut (40) in einen Abschnitt (39) des Stabes (31)
gedreht und der diese Ringnut (40) enthaltende Stababschnitt (39) anschliessend abgestochen wird und dass in einem dritten Arbeitsgang durch Stanzen mindestens ein Abschnitt (11, 15) der nicht zum vorstehenden Abschnitt (6) gehörenden Umrissfläche der Spiralrolle gebildet wird, wobei der die entlang dem Kreisbogen (19) verlaufende Nut (10) enthaltende Teilabschnitt des vorstehenden Abschnittes (6) beim Stanzen nicht mehr verändert wird.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (3) beim dritten Arbeitsgang gestanzt und derart positioniert wird, dass der Kreisbogen (19) exzentrisch zu ihrer Achse (4) verläuft.
2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass jede Längsnut (32) derart hergestellt wird, dass sie bei ihrem äusseren Ende einen Bogen aus dem Umfangskreis des Stabes herausschneidet, dessen Zentriwinkel (a) höchstens 45" beträgt.
3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass beim ersten Arbeitsgang gegenüber dem vorstehenden Abschnitt (6) eine dritte Längsnut (33) derart hergestellt wird, dass sie nach der Ausführung des dritten Arbeitsganges einen mit der Bohrung (3) zusammenhängenden Schlitz (13) bildet.
4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsnuten (32, 33) gefräst werden.
5. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsnuten (32, 33) durch einen Ziehvorgang gebildet werden.
PATENTANSPRUCH 11
Nach dem Verfahren nach Patentanspruch I hergestellte Spiralrolle mit einer zum Aufnehmen einer Welle bestimmten Bohrung (3), einem vorstehenden Abschnitt (6), der auf seiner der Bohrung (3) abgewandten Aussenseite (8) mit einer Nut (10) mit einem entlang einem Kreisbogen (19) verlaufenden Boden (lot) versehen ist, wobei der Kreisbogen (19) zur Bohrung exzentrisch ist, dadurch gekennzeichnet, dass die sich im Bereich der Nut (10) befindenden, äussersten Abschnitte (7) der Seitenflächen des vorstehenden Abschnittes (6) durch Fräsen oder Ziehen und die nicht zum vorstehenden Abschnitt (6) gehörenden Aussenflächen-Abschnitte (11, 15) im wesentlichen durch Stanzen gebildet sind.
UNTERANSPRÜCHE
6. Spiralrolle nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass an die inneren Enden der äussersten Abschnitte (7) der beiden Seitenflächen des vorstehenden Spiralrollen Abschnittes (6) je ein ungefähr rechtwinklig nach aussen verlaufender Flächen-Abschnitt (14) und an diesen ein bezüglich der äussersten Seitenflächen-Abschnitte (7) unter einem stumpfen Winkel schräg nach aussen verlaufender Fläch