CH615167A5 - Process for the preparation of 2-aryl-2H-benzotriazoles - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine in Uhrenfeder-gehäusen einzusetzende Uhrenzugfeder mit verbesserten Eigenschaften.

Bei bisher bekannten Uhrenfedern beobachtet man, daß diese Federn, wenn sie sich nach dem vollständigen s Aufziehen zu entspannen beginnen, einen plötzlichen Anstieg des von ihnen abgegebenen Drehmoments aufweisen, welchem dann ein mehr oder weniger rascher Abfall des Drehmoments auf den normalen Wert folgt. Dieser plötzliche Anstieg des Ausgangsdrehmoments ist io nicht nur gut und klar im Verlaufe einer besonderen Messung zu beobachten, während der das Federdrehmoment als Funktion des Entspannungszustandes bzw. als Funktion der Drehung des Federhauses aufgenommen wird, sondern auch während des praktischen Be- 15 triebs einer mit einer solchen Feder ausgerüsteten Uhr. Es handelt sich bei diesem unerwünschten plötzlichen Drehmomentanstieg um einen sehr störenden Effekt, welcher ungünstige Rückwirkungen auf die Gangge-naugkeit der Uhr hat und insbesondere bei Präzisions- 20 uhren bzw. Chronometern ein ernsthaftes Problem darstellt.

Es hat sich nun aufgrund sorgfältiger Experimente gezeigt, daß die Ursache für diesen plötzlichen Drehmomentanstieg mit der Gegenwart des üblicherweise 25 in der Krümmung der Feder vorhandenen Wendepunktes zusammenhängt, welcher in der Nähe des äußeren Federendes vorhanden ist. Die diesen Wendepunkt enthaltende Zone befindet sich zwischen dem kleinen gekrümmten äußeren Endbereich der Feder und dem 30 sich daran anschließenden, allgemein S-förmig gekrümmten Federabschnitt, welcher sich nahezu über die gesamte Federlänge erstreckt.

Wenn sich die im Federhaus montierte Feder im maximalen Spannungszustand befindet, d. h. also voll- 35 ständig aufgezogen ist, dann erfährt die erwähnte Wendepunktzone eine beträchtliche elastische Defor-

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mation, da nämlich dieser Federabschnitf dann bestrebt ist, eine Krümmung anzunehmen, welche im wesentlichen der Krümmung der äußeren Umfangskurve der fest aufgewickelten Feder als ganzes entspricht. Auf diese Weise wird in dieser Wendepunktzone ein erheblicher Betrag an Deformationsenergie gespeichert, welche diesen Federabschnitt zu entspannen sucht. Versuche haben gezeigt, daß diese lokal gespeicherte Deformationsenergie unmittelbar nach dem Beginn des Entspannungsvorganges der Feder zum großen Teil plötzlich frei gegeben wird, was den beobachteten plötzlichen Anstieg des Federdrehmoments zur Folge hat. Dieser Effekt findet insbesondere während der ersten Umdrehung des Federhauses nach einem vollständigen Aufziehen der Feder statt.

Bei einer konventionellen Uhrenzugfeder ohne S-Form, wie sie früher ausschließlich verwendet wurden, ist es bekannt, dem in der Nähe des äußeren Federendes liegenden Federbereich eine geringere Federelastizität zu verleihen als dem übrigen Federbereich, beispielsweise durch Anbringung von Schlitzen. Das mit dieser Maßnahme zu erreichende Ziel bestand darin, den bei der ersten Entspannungs-Umdrehung der vollständig aufgezogenen Feder zur Verfügung stehenden, unerwünschten Kraftüberschuß auf die letzten Entspannungs-Umdrehungen zu übertragen. Demzufolge schließt bei dieser bekannten Feder der in der Nähe des äußeren Federendes liegende Bereich geringerer Federelastizität die Länge der gesamten innersten Windung der aufgezogenen Feder ein. Irgendwelche mit einem Wendepunkt der Feder zusammenhängende Probleme sind jedoch bei diesen bekannten, konventionellen Federn nicht vorhanden.

Demgegenüber bezieht sich die vorliegende Erfindung auf moderne Uhrenzugfedern mit einer S-Form und hat das Ziel, eine verbesserte Uhrenzugfeder dieses Typs zu schaffen, welche den erläuterten Störeffekt eines

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plötzlichen Dreh moment anstiegs in der ersten Phase der Entspannung nicht aufweist und die demzufolge eine verbesserte Drehmomentkennlinie hat.

Ausgehend von einer Uhrenzugfeder mit einem in der Nähe des äußeren Federendes liegenden Federbereich, welcher eine geringere Federelastizität aufweist als der übrige Federbereich, ist die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß die Uhrenzugfeder eine S-Form mit einem zusätzlichen, entgegengesetzt zur Krümmung des außen liegenden S-Bogens gekrümmten, zur Befestigung dienenden äußeren Endabschnitt aufweist und der Federbereich geringerer Elastizität den zwischen dem äußeren S-Bogen und dem Endabschnitt liegenden Wendepunkt überdeckt, wobei die Elastizität des letzterwähnten Federbereichs auf J/o bis yr> des Elastizitätwertes des übrigen Federbereichs verringert ist.

Diese Elastizitätsverringerung läßt sich entweder dadurch erreichen, daß man den Querschnitt der Feder in der erwähnten Wendepunktzone durch Anbringung von Schlitzen, Einschnitten oder Öffnungen entsprechend verringert, oder aber dadurch, daß man diesen kritischen Federbereich einer besonderen lokalisierten Wärmebehandlung unterwirft. Im Falle einer Verringerung des Querschnittes kann man vorzugsweise einen Längsschlitz in der Feder längs ihrer Mittelachse oder eine Anzahl runder Öffnungen in regelmäßigen Abständen ebenfalls längs der Federmittelachse oder aber auch auf einer oder beiden Federseiten Einschnitte anbringen.

Im Einzelfalle hängt die Größe der Elastizitätsverringerung von der Natur des Federmaterials, den Abmessungen der Feder und dem Grade der Krümmung des äußeren Federendes sowie des Hauptfedernbereichs ab.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Diagramm, in welchem das von einer üblichen Uhrenzugfeder abgegebene Drehmoment (in willkürlichen Einheiten) als Funktion der Anzahl der Umdrehungen des Federhauses (ebenfalls in willkürlichen Einheiten) dargestellt ist,

Fig. 2 ein der Fig. 1 entsprechendes Diagramm, das die Drehmomentcharakteristik einer Zugfeder nach der Erfindung zeigt,

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf eine im wesentlichen abgewickelte Zugfeder nach der Erfindung zur Veranschaulichung der wesentlichen Krüm-mungs absch n itte,

Fig. 4 eine vergrößerte Teilansicht der Feder nach Fig. 3, dje das äußere Ende dieser Feder zeigt,

Fig. 5-7 Draufsichten auf das äußere Ende verschiedener Ausführungsformen von Zugfedern nach der Erfindung sowie

Fig. 8 die Draufsicht auf das äußere Ende einer weiteren Ausführungsform, ähnlich der nach Fig. 5, welche insbesondere detaillierte Beispiele für die vorzugsweise zu wählenden Abmessungen veranschaulicht.

Die in der Fig. 1 gezeigte Drehmomentkennlinie üblicher Uhrenzugfedern zeigt den mit A bezeichneten plötzlichen Drehmomentanstieg kurz nach Beginn des Entspannungsvorganges der voll aufgezogenen Feder. Wie bereits erwähnt, soll dieser nachteilige Effekt durch die Feder nach der Erfindung vermieden werden. Federn nach der Erfindung weisen daher die auf Fig. 2 dargestellte Drehmomentkennlinie auf.

Bei der auf Fig. 3 gezeigten abgewickelten Feder 10 stellt der untere Abschnitt das noch teilweise aufge4

wickelte innere Federende dar, während der obere Abschnitt das äußere Federende ist. Dieses äußere, auf Fig. 3 mit einem gestrichelten Kreis 11 umrandete Federende ist auf Fig. 4 nochmals im größeren Maßstab gezeigt. Mit 13 ist ein Wendepunkt in der Federkrümmung bezeichnet, welcher zwischen einem sich längs des Abstandes L erstreckenden gekrümmten Ende einerseits und einem S-förmig gekrümmten Hauptfeder-teil (Fig. 3) anderseits liegt. Auf Fig. 4 ist der den Wendepunkt 13 einschließende Krümmungsbereich der Feder mit einem gestrichelten Kreis 14 umrandet, dessen Ausdehnung in den Darstellungen nach Fig. 5 •und 7 mit M bezeichnet ist. In üblicher Weise ist, wie auf Fig. 4 sowie auf den Fig. 5-7 angedeutet, die Feder 10 durch ein Band 15 verstärkt, das nach den Fig. 5-7 beispielsweise durch Punktschweißung an der Stelle 16 mit der Feder fest verbunden ist.

Im Beispiel nach Fig. 5 ist die Feder 10 im Bereich des Wendepunktes 13 unter Bildung eines recht-eckförmigen Längschlitzes 17 ausgeschnitten, so daß in der Zone M die Elastizität der Feder, verglichen mit der Elastizität im vollen Bereich der Feder, verringert ist. Die dadurch erzielte, verbesserte Drehmomentkennlinie ist auf Fig. 2 dargestellt, welche sich auf die Feder nach Fig. 5 bezieht.

Im Beispiel nach Fig. 6 wird die Verringerung der Federelastizität innerhalb der Zone M dadurch erreicht, daß auf gegenüberliegenden Seiten der Feder Ausschnitte 18 und 19 angebracht sind, so daß die Federbreite in dieser Zone verkleinert wird. Derselbe Effekt wird im Beispiel nach Fig. 7 durch einen einzigen Ausschnitt 20 erzielt, der nur auf der einen Seite der Feder angebracht ist.

Anhand der Fig. 8 soll eine Variante der Ausführungsform nach Fig. 5 im einzelnen beschrieben werden. Das auf dieser Feder 10a mittels Punkt-schweißung an der Stelle 16a befestigte Verstärkerband 15a hat eine Breite von 1,2 mm, eine Dicke von 0,1 mm und eine Länge La von 3,5 mm. Die Feder 10a selber hat eine Abmessung von

1,55 x 0,074 x 310 mm.

Der Wendepunkt ist mit 13a bezeichnet. Der recht-eckförmige Längsschlitz 17a im Bereich des Wendepunktes hat eine Breite von 0,5 mm, so daß also für die Breite der beiden Federstege im Bereich dieses Schlitzes je 0,525 mm übrig bleiben. Die Länge Ma des Schlitzes beträgt 12 mm, während der Abstand vom äußeren Ende der Feder bis zum Beginn des Längsschlitzes 2,5 mm und bis zum Wendepunkt 13a ungefähr 7 mm lang ist. Die Breite des Schlitzes 17a kann, wenn erforderlich, unter gleichzeitiger Reduzierung der Länge bis auf ungefähr 1 mm erhöht werden.

'Die Verringerung des Querschnittes der Feder in der Wendepunktzone M zur Erzielung einer kleineren Elastizität kann ferner auch durch Anbringung von Perforationen oder runden Löchern, beispielsweise längs der longitudinalen Federachse, erreicht werden.

Anderseits läßt sich die wünschenswerte Elastizitätsverringerung in der Wendepunktzone auch durch eine besondere lokale Wärmebehandlung erreichen, für die im folgenden ein Beispiel angegeben wird.

Als Federmaterial kann ein handelsübliches Zugfederband verwendet werden, das unter dem Handelsnamen «PHINOC» (eingetragene Marke) erhältlich ist und folgende Zusammensetzung (in Gewichtsprozenten) aufweist:

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

5

6

c

0,10-0,15;

Si weniger als 0,50;

Mn

0,90-1,50;

P

weniger als 0,03 ;

S

weniger als 0,03;

Ni

15,50-17,50;

Cr

20,50-22,50;

Mo

5,80-6,80;

Co mehr als 40,00;

Fe

Rest

Die aus diesem Material geschnittenen Federn ha- 15 ben für Herrenuhren eine Längsabmessung von 30-40 cm und für Damenuhren von ungefähr 20 cm. Das geschnittene Federband wird mit dem inneren Ende beginnend mechanisch aufgewickelt, auf eine Federwelle aufgeschoben und mittels einer am inneren 20 Federende angebrachten, üblichen Öffnung an dieser Welle angehängt. Dann wird ein Verstärkerband 15 bzw. 15a nach den Fig. 5-8 am äußeren Federende diurch Schweißen an den Stellen 16 bzw. 16a befestigt. Durch mechanische Deformierung erhält die 25 Feder die allgemeine, auf Fig. 3 gezeigte Gestalt. Anschließend wird die geformte FedeT innerhalb der erwähnten Wendepunktzone M etwa 10 Minuten lang auf 1100° C oder mehr erhitzt und anschließend langsam bis auf Raumtemperatur abgekühlt. Diese Wärme- 30 behandhing schließt zur Vereinfachung der Operation auch den auf Fig. 4 mit L bezeichneten Endbereich ein. Nach dieser Wärmebehandlung wird die Feder in einen Federhausbehälter eingesetzt, wobei das innere Federende frei liegt. Die Feder mit dem Federhaus wird 3J dann einem Alterungsprozeß unterworfen, der üblicherweise in einer etwa zweistündigen Erwärmung auf ungefähr 500° C sowie einer anschließenden langsamen Abkühlung auf Raumtemperatur besteht. Nach dieser Behandlung ist die Feder für die Montage bereit. Eine auf diese Weise behandelte Feder liefert ebenfalls eine verbesserte Drehmomentkennlinie nach Art der auf Fig. 2 dargestellten Kennlinie.

Wenn erforderlich, kann die Wärmebehandlung der Feder auch vor der mechanischen Deformation der Feder erfolgen, wobei gleich gute Resultate erhalten werden.

Claims (3)

1. Nr. 6151/67

   AUSLEGESCHRIFT

   Nr 6151/67

   Internationale Klassifikation: G 04 b 1/14

   SCHWEIZERISCHE EIDGENOSSENSCHAFT

   EIDGENÖSSISCHES AMT FÜR GEISTIGES EIGENTUM

   Anmeldungsdatum:

   Priorität:
2. 29. April 1967, 24 Uhr

   Japan, 30. April 1966 (27432/66, 27433/66)

   Gesuch bekanntgemacht:
3. 31. März 1971

   HAUPTPATENTGESUCH

   Citizen Tokei Kabushiki Kaisha, Tokyo (Japan) Uhrenzugfeder

   Hiroshi Iwasawa, Kawasaki-shi/Kanagawa-ken, Hajime Iseki, Kashiwa-shi/Chiba-ken, und Hiroshi Hirano, Kawasaki-shi/Kanagawa-ken (Japan), sind als Erfinder genannt worden

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