CH347491A - Verfahren zum Abstimmen von Schwingsystemen von Uhren - Google Patents

Verfahren zum Abstimmen von Schwingsystemen von Uhren

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CH347491A
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spiral springs
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Schweizer Walter Ing Dr
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Kienzle Uhrenfabriken Ag
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Description


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 Verfahren zum    Abstimmen   von Schwingsystemen von    Uhren   Wenn ein aus Unruh und Spiralfeder bestehendes Schwingsystem Schwingungen ausführt, so überträgt der äussere    Spiralfederbefestigungspunkt   auf das Gestell nicht nur ein Drehmoment, wie dies für den    Isochronismus   nötig wäre, sondern auch eine Kraft. Diese Kraft wird von der Länge der    Spiralfeder   beeinflusst, so dass sich die Art der Abhängigkeit der Schwingungsdauer von der Schwingungsamplitude ändert, wenn sich die    Spiralfederlänge   und damit die Lage der Ansteckpunkte ändert. 



  Ausserdem gibt es auch noch andere Einflüsse, die in ähnlicher Weise bewirken, dass das Gangverhalten des Schwingsystems massgeblich von der Lage der Ansteckpunkte abhängt. 



  Wenn man eine günstige Lage der Ansteckpunkte ermittelt hat, so muss man bestrebt sein, den sog. Ansteckwinkel, das ist der Winkel, den die vom    Spi-      ralfedermittelpunkt   zum inneren Ansteckpunkt und die vom    Spiralfedermittelpunkt   zum äusseren Ansteckpunkt verlaufenden Richtungen miteinander einschlie- ssen, bei der Fertigung einer Serie gleichartiger Schwingsysteme einzuhalten. Dies stösst jedoch auf Schwierigkeiten. 



  Die Hauptschwierigkeit besteht darin, dass die Richtmomente der Spiralfedern, also die bei einer    Auslenkung   um die Winkeleinheit auf die Unruh ausgeübten Drehmomente, trotz gleicher Herstellungsart der Spiralfedern sehr stark voneinander abweichen. Dazu kommen die Schwankungen der    Unruhträgheits-      momente,   die auch bei gleichartigen Unruhen vorhanden sind und die insbesondere dann beträchtliche Werte annehmen, wenn die Unruhen Schrauben besitzen. 



  Unregelmässigkeiten bei den Richtmomenten der    Spiralfedern   und/oder bei den    Trägheitsmomenten   der Unruhen haben zur Folge, dass die Ansteckpunkte nicht genau eingehalten werden können. Allein die von den Spiralfedern herrührenden Unregelmässigkeiten sind so gross, dass sie Fehler im Ansteckwinkel von 90  und mehr hervorrufen    können.   



  Es ist bekannt, einen verlangten Wert des Ansteckwinkels dadurch    einzuhalten,   dass man die Spiralfedern am inneren Ende mehr oder weniger weit ausbricht. Die Methode beruht im wesentlichen darauf, dass einer bestimmten Winkeländerung am inneren Umgang der Spiralfeder eine kürzere Spiralfederlänge entspricht als am äusseren Umgang. Das Verfahren ist jedoch sehr umständlich. Es erfordert viel Zeit und kann darüber hinaus nur von geübten Personen ausgeführt werden. 



  Das bekannte und bisher ausgeübte Verfahren zur Abstimmung des Schwingsystems besteht in einer Änderung der    Spiralfederlänge   am fertigen Schwingsystem, das aus wahllos der Serie entnommener Spiralfeder und Unruh besteht. 



  Hierdurch ergeben sich aber verschiedene    Spiral-      längen   und Fehler im Ansteckwinkel. Es ergeben sich ferner erhebliche Unterschiede im    Spiraldurch-      messer,   die sich ungünstig auf die Lage des    Rücker-      schlüssels   auswirken. 



  Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Richtmomente der    Spiralfedern,   die so hergestellt und    abgelängt   sind, dass sie einen vorbestimmten Ansteckwinkel ergeben, und die Trägheitsmomente der Unruhen vor dem Zusammenbau zum Schwingsystem ermittelt werden, indem die Spiralfedern und die Unruhen Schwingungen ausführen, deren Frequenz höher ist als die normalerweise in Uhren vorhandene Frequenz, und dass die Spiralfedern sodann mit den Unruhen entsprechenden    Trägheitsmomenten   derart    kombiniert   werden, dass eine    vorbestimmte   Schwingungsdauer entsteht.

   Dabei ist es    zweckmässig,   die Spiralfedern vor der Bestimmung ihrer Richtmomente auf gleiche    Länge   zu bringen. 

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 Da der Ansteckwinkel nach dem Verfahren der Erfindung schon durch die Herstellung bzw. Zubereitung der    Spiralfedern   gegeben ist, lässt sich praktisch jeder einmal als günstig erkannte Ansteckwinkel für eine beliebig grosse Serie gleichartiger    Schwingsysteme   mit hoher Genauigkeit herstellen. Auch ist es bei dem Verfahren der Erfindung nicht erforderlich, die Abweichungen der    Spiralfederrichtmomente   von ihrem Sollwert besonders klein zu machen. Letzteres würde für die    Fabrikation   der    Spiralfedern   erhebliche Erschwerungen bedeuten.

   Vielmehr erreicht man durch das nachträgliche Sortieren der    Spiralfedern   in mehrere Gruppen, dass jeder    Gruppe   nur ein kleiner Bereich des Richtmomentes entspricht. Dieser Bereich ist schon bei    einer      Sortierung   in nur wenige    Gruppen   wesentlich kleiner als der gesamte Streubereich des Richtmomentes, wie er ohne    Sortierung   auch bei sorgfältigster    Spiralfederherstellung   noch vorhanden wäre. 



  Wenn hohe    Forderungen   an die Genauigkeit gestellt werden, oder wenn Unruhen mit Schrauben Verwendung finden sollen, so ist es von Vorteil, auch die    Unruhen   nach    Gruppen   mit verschiedenen    Trägheits-      momenten   zu    sortieren.   



  Im    Gegensatz   zu Unruhen, die mit Schrauben versehen sind, weisen schraubenlose    Unruhen   wesentlich geringere Streuungen der    Trägheitsmomente   auf. Bei ihnen ist es daher auch möglich, zu jeder Gruppe der sortierten    Spiralfedern   die entsprechende    Gruppe   von Unruhen durch    fertigungsmässig   beabsichtigte    Änderungen   der    Unruhabmessungen   so herzustellen, dass sich durch die Kombination entsprechender Gruppen von    Unruhen   und    Spiralfedern      näherungs-      weise   die gewünschte    Sollschwingungsdauer   ergibt. 



  Je kleiner die von den einzelnen    Gruppen   umfassten Bereiche der Richtmomente bzw.    Trägheits-      momente   sind, desto genauer    lässt   sich eine verlangte    Sollschwingungsdauer   herstellen. Jedoch wird das Schwingsystem auch nach der Kombination entsprechender    Gruppen   immer noch eine, wenn auch schwache, Verstimmung aufweisen. Eine schwache Verstimmung des Schwingsystems kann durch Veränderung der Massenverteilung an der    Unruh   bzw. durch    Masseänderung   an der Unruh, vorzugsweise gleichzeitig mit dem Auswuchten der Unruh, beseitigt werden. 



  Wenn die zu vollziehende    Masseänderung   an der Unruh darin besteht, dass von der Unruh Masse abgetragen wird, so muss die Kombination der Spiralfedern und Unruhen selbstverständlich so vorgenommen werden, dass hierbei stets eine zu grosse Schwingungsdauer entsteht, da durch Abtragen von Masse an der Unruh das    Trägheitsmoment   der    Unruh   und damit auch die Schwingungsdauer verkleinert wird. Zweckmässig wird die Masse an der Unruh dadurch abgetragen, dass man an der    Unruh   drei um 120  versetzte Bohrungen oder Ausfräsungen anbringt. Sind diese Bohrungen bzw. Ausfräsungen gleich tief, so kann damit das    Trägheitsmoment   der Unruh um einen gewünschten Betrag verkleinert werden. Man kann jedoch dadurch,    .dass   man diese Bohrungen bzw.

   Ausfräsungen verschieden gross macht, gleichzeitig mit dem Abstimmen des Schwingsystems durch Anpassung des    Trägheitsmomentes   auch erreichen, dass eine Unwucht des Schwingsystems sowohl nach Richtung und Grösse beseitigt wird. 



  Zum Zweck der    Sortierung   der Spiralfedern nach ihrem Richtmoment können vorteilhaft die Eigenschwingungen der    Spiralfeder   herangezogen werden. 



  Wie jeder elastische Körper, so kann auch eine Spiralfeder sog. Eigenschwingungen ausführen, und zwar    Torsions-   und Biegeschwingungen. Jede Eigenschwingung besitzt eine bestimmte Frequenz und Schwingungsform. Grundsätzlich kann man aus der Eigenfrequenz einer bestimmten Eigenschwingung auf die elastischen Eigenschaften der Spiralfeder schlie- ssen. 



  Damit ergibt sich die Möglichkeit, die Messung des Richtmomentes bzw. die Messung der Abweichung von einem    Sollrichtmoment   direkt oder indirekt auf die Messung einer Eigenfrequenz zurückzuführen. 



  Durch geeignete Anregung lassen sich    näherungs-      weise   reine Biegeschwingungen bzw. reine    Torsions-      schwingungen   erzeugen.    Frequenzbestimmend   für diese Schwingungen sind die geometrischen Abmessungen der Feder, der    Elastizitätsmodul   bzw. der aus diesem herzuleitende Schubmodul und    die   Dichte des Federmaterials. Dieselben Grössen bestimmen aber auch den    Wert   des Richtmomentes einer Spiralfeder, so dass sich sowohl Biege- als auch    Torsionsschwin-      gungen   zur    Sortierung   von    Spiralfedern   heranziehen lassen. 



  Die Eigenfrequenzen von Spiralfedern liegen in jedem Falle höher als die Frequenzen, die die zu sortierenden Spiralfedern zusammen mit einem massebehafteten Körper ergeben, auch wenn die Masse bzw. das    Trägheitsmoment   dieses Körpers grössenordnungsmässig kleiner ist als die Masse bzw. das Trägheitsmoment der zu den Spiralfedern gehörenden Unruhen. Es ist nämlich auch möglich, die Spiralfedern in der Weise zu sortieren, dass man jede Spiralfeder mit demselben    massebehafteten   Körper, der als Normal .dient, z. B. auch mit einer  Normalunruh , in Wirkverbindung bringt und die Unterschiede der sich jeweils ergebenden Frequenzen als Mass für die Unterschiede der Richtmomente der Spiralfedern benutzt. 



  Da sich der stationäre Zustand einer erregten Schwingung um so schneller einstellt, je höher die Frequenz ist, besitzt das Verfahren der Eigenschwingungen, bei dem die Elastizität der Spiralfeder gewissermassen nur die Eigenmasse der    Spiralfedern   zu bewegen hat, besondere    Vorteile   hinsichtlich der Schnelligkeit des Sortiervorganges. Der    Sortiervor-      gang   kann überdies    automatisiert   werden. 



  Stahlspiralfedern sowie auch    Federn   aus den bekannten Legierungen sind    ferromagnetisch.   Zur Erregung der Schwingungen eignet sich daher insbesondere eine auf elektromagnetischer Basis beruhende Anordnung, z. B. ein von einer Spule umgebener Permanentmagnet. 

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 Die    Frequenzbestimmung   der Spiralfedern bzw. die Abweichung von einer Sollfrequenz kann indirekt auch dadurch erfolgen, dass man die bei einer vorgegebenen Erregerfrequenz sich einstellende Schwingungsamplitude misst. 



  An sich kann die Spiralfeder an einer beliebigen Stelle festgehalten werden. Es ist aber    zweckmässig,   die    Spiralfeder   an ihrem inneren Ende zu fixieren. Letzteres ist vorzugsweise dadurch möglich, dass die    Spiralrolle   festgehalten wird. 



  Die    Trägheitsmomente   der Unruhen lassen sich unter Voraussetzung gleicher oder ähnlicher Fertigungsbedingungen in an sich bekannter Weise aus ihren Gewichten bestimmen. 



  Zum Zweck der Sortierung der Unruhen nach ihrem jeweiligen    Trägheitsmoment   eignet sich prinzipiell jede elastische, eine    Rückstellkraft   ausübende Vorrichtung, die ein annähernd konstantes Normalrichtmoment liefert, also z. B. auch eine  Normalspiralfeder , mit der jede der zu sortierenden Unruhen in Wirkverbindung gebracht wird. Aus den Unterschieden der Schwingungsfrequenzen kann man quantitativ auf die Unterschiede der    Trägheitsmomente   schliessen. 



  Vorteilhaft ist das    Normalrichtmoment   so gross, dass sich zusammen mit den zu sortierenden Unruhen eine Frequenz ergibt, die wesentlich höher liegt als die normale Schwingungsfrequenz des Systems    Un-      ruh-Spiralfeder.   



  Als elastische, eine    Rückstellkraft   ausübende Vorrichtung eignet sich insbesondere ein auf    Torsion   beanspruchter Körper, mit dem die Unruhen derart in Wirkverbindung gebracht werden können, dass bei geeigneter Anregung Drehschwingungen um die    Un-      ruhachse   entstehen, deren Frequenz ein Mass für das jeweilige    Trägheitsmoment   der Unruh darstellt. Im einfachsten Fall besteht eine solche Anordnung aus einem    Torsionsstab,   der eine Halterung für die Unruh besitzt. Die Anregung kann zum Beispiel durch Wirbelstrom oder durch andere an sich bekannte elektromagnetische Verfahren erfolgen.

   Ebenso ist es, wie im Falle der Spiralfedern, auch hier möglich, das System mit annähernd konstanter Frequenz zu erregen und die Grösse der Schwingungsamplituden als Mass für die Abweichung von einem    Sollträgheits-      moment   zu benutzen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum Abstimmen von Schwingsystemen von Uhren, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtmomente der Spiralfedern, die so hergestellt und abgelängt sind, dass sie einen vorbestimmten Ansteckwinkel ergeben, und die Trägheitsmomente der Unruhen vor dem Zusammenbau zum Schwingsystem er- mittelt werden, indem die Spiralfedern und die Unruhen Schwingungen ausführen, deren Frequenz höher ist als die normalerweise in Uhren vorhandene Frequenz, und dass die Spiralfedern sodann mit den Unruhen entsprechenden Trägheitsmomenten derart kombiniert werden, dass eine vorbestimmte Schwingungsdauer entsteht.
    II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ein zur Sortierung der Unruhen benutztes elastisches, eine Rückstellkraft ausübendes Organ ein auf Torsion beanspruchter Körper ist. 11I. Nach dem Verfahren nach Patentanspruch I abgestimmtes Schwingsystem, bei dem die Unruhen keine Schrauben aufweisen. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiralfedern zum Zweck der Bestimmung ihres Richtmomentes Eigenschwingungen ausführen. 2.
    Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiralfedern zum Zweck der Bestimmung ihres Richt- momentes jede für sich mit demselben massebehaf- teten Körper in Wirkverbindung gebracht werden, wobei sich aus der jeweiligen Schwingungsfrequenz die Richtmomente der Spiralfedern ergeben. 3. Verfahren nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschwingung der Spiralfedern näherungsweise eine reine Biegeschwingung oder eine reine Torsions- schwingung ist. 4.
    Verfahren nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiralfederschwingungen. auf elektromagnetischem Wege angeregt werden. 5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Unruhen zum Zweck der Bestimmung ihrer Trägheitsmomente jede für sich mit derselben elastischen, eine Rückstellkraft ausübende Vorrichtung in Wirkverbindung gebracht werden, wobei sich aus der jeweiligen Schwingungsfrequenz die Trägheitsmomente der Unruh ergeben. 6.
    Verfahren nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die verbleibende Verstimmung des Schwingsystems durch Änderung der Massenverteilung oder durch Masseänderung an der Unruh behoben wird. 7. Verfahren nach Patentanspruch 1 und den Unteransprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Masseänderung an der Unruh gleichzeitig auch die Unwucht des Schwingsystems beseitigt wird.
CH347491D 1957-06-08 1957-06-08 Verfahren zum Abstimmen von Schwingsystemen von Uhren CH347491A (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2455825A1 (de) * 2010-11-18 2012-05-23 Nivarox-FAR S.A. Verfahren zur Paarung und Angleichung einer Untereinheit einer Uhr

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