Amagnetische, thermokompensierte Feder, insbesondere Spiralfeder für
Uhren Die thermoelastische Anomalie, z. B. von thermokompensierten Schwingfedern,
konnte bisher ausschließlich an ferromagnetischen Werkstoffen, und zwar wegen des
auf der Magnetostriktion beruhenden AE-Effektes erzielt werden, während dies bei
amagnetischen Werkstoffen nicht möglich war, obwohl zur Erzielung des Kompensationseffektes
dies ebenfalls erstrebenswert gewesen wäre.Amagnetic, thermocompensated spring, especially spiral spring for
Clocks The thermoelastic anomaly, e.g. B. of thermocompensated oscillating springs,
was previously only able to work on ferromagnetic materials, because of the
based on the magnetostriction AE effect can be achieved while this at
amagnetic materials was not possible, although to achieve the compensation effect
this would also have been desirable.
Auf Grund von Versuchen wurde festgestellt, daß durch einen Ordnungsvorgang,
d. h. durch Bildung einer überstrukturbildung, die sich am Einkristall kubisch kristallisierender
metallischer Werkstoffe als Folge geeigneter Wärmebehandlung vollzieht, die Temperaturabhängigkeit
des Elastizitätsmoduls eine Anomalie erlangt, die innerhalb bestimmter Temperaturintervalle
zu einem sehr kleinen thermoelastischen Koeffizienten führen kann. Es ist auch nachgewiesen
worden, daß ein Ordnungsvorgang an Einkristallen von kubisch kristallisierenden
Werkstoffen eine ausgesprochene thermoelastische Anisotropie zur Folge haben kann.
Durch geeignete Wärmebehandlung, durch Ziehen und/oder Walzen des polykristallinen
Werkstoffes in beliebiger Reihenfolge kann man nun eine Texturbildung im behandelten
Draht oder Band erzielen, die, wenn der Einkristall des behandelten, kubisch kristallisierenden
metallischen Werkstoffes infolge des erwähnten Ordnungsvorganges thermoelastisch
anisotrop ist, eine wesentliche Verstärkung der zu erzielenden thermoelastischen
Anomalise des Werkstoffes zu erreichen ermöglicht.On the basis of tests it was found that through an ordering process,
d. H. by the formation of a superstructure that crystallizes cubically on the single crystal
metallic materials as a result of suitable heat treatment completes the temperature dependency
of the modulus of elasticity acquires an anomaly within certain temperature intervals
can lead to a very small thermoelastic coefficient. It is also proven
been that an ordering process in single crystals of cubic crystallizing
Materials can result in a pronounced thermoelastic anisotropy.
By suitable heat treatment, by drawing and / or rolling the polycrystalline
Material in any order you can now create a texture in the treated
Wire or ribbon achieve which, if the single crystal of the treated, cubic crystallizing
metallic material thermoelastic as a result of the aforementioned ordering process
is anisotropic, a substantial reinforcement of the thermoelastic to be achieved
Anomalize of the material enables it to be achieved.
Die erfindungsgemäße thermokompensierte amagnetische Feder, die sich
für Schwingsysteme oder für statisch beanspruchte Federn eignet, ist somit dadurch
gekennzeichnet, daß sie aus einem amagnetischen metallischen Werkstoff mit kubisch
flächenzentriertem bzw. kubisch raumzentriertem Kristallgitter besteht, dessen Einkristalle
eine ausgeprägte Anisotropie des thermoelastischen Koeffizienten aufweisen und welcher
eine Textur mit Minimalwerten des thermoelastischen Koeffizienten vorzugsweise in
der Ziehrichtung bzw. in der Walzrichtung des Federdrahtes oder Federbandes besitzt.The thermocompensated non-magnetic spring according to the invention, which
It is therefore suitable for oscillating systems or for statically loaded springs
characterized in that they are made of a non-magnetic metallic material with cubic
face-centered or body-centered cubic crystal lattice consists of single crystals
have a pronounced anisotropy of the thermoelastic coefficient and which
a texture with minimum values of the thermoelastic coefficient, preferably in
the drawing direction or in the rolling direction of the spring wire or spring strip.
Die erfindungsgemäßen Federn werden dadurch erhalten, daß man einen
amagnetischen metallischen Werkstoff, welcher ein kubisch flächenzentriertes bzw.
kubisch raumzentriertes Kristallgitter aufweist, in Draht- oder Bandform in beliebiger
Reihenfolge und gegebenenfalls wieder einerseits bei einer 1200° C nicht übersteigenden
Temperatur homogenisiert, hierauf abschreckt, herunterzieht und flachwalzt, wobei
die durch Kaltverformung insgesamt bewirkte Querschnittsverminderung bis zu etwa
95% beträgt, und andererseits durch Erhitzen auf Glühtemperatur derart einem Ordnungsvorgang
unterwirft, daß die Kristallite des Werkstoffes eine ausgeprägte Anisotropie des
thermoelastischen Koeffizienten aufweisen.The springs of the invention are obtained by having a
amagnetic metallic material, which is a face-centered cubic or
Has body-centered cubic crystal lattice, in wire or ribbon form in any
Sequence and possibly again on the one hand at a temperature not exceeding 1200 ° C
Temperature homogenized, then quenched, pulled down and rolled flat, whereby
the total cross-section reduction caused by cold deformation up to approx
95%, and on the other hand, such an ordering process by heating to the annealing temperature
subjects that the crystallites of the material have a pronounced anisotropy of the
have thermoelastic coefficients.
Die Herstellung von für Uhren oder Apparate geeigneten Federn mit
spezieller Textur wird in den schweizerischen Patentschriften 294 397, 299 223 und
300 260 beschrieben. Es hat sich nun gezeigt, daß, wenn man Federbänder gemäß den
schweizerischen Patentschriften 294 397, 299 223 und 300 260 einem vorsichtigen
Glühprozeß unterwirft und hierauf verhältnismäßig langsam abkühlen läßt, diese Textur
aufweisenden Federbänder eine überstrukturbildung eingehen, wodurch die Temperaturabhängigkeit
des E-Moduls eine Anomalie erlangt, dank welcher ein sehr kleiner thermoelastischer
Koeffizient erreicht wird.The production of springs suitable for clocks or apparatus with
special texture is described in Swiss patents 294 397, 299 223 and
300 260 described. It has now been shown that if you spring strips according to the
Swiss patents 294 397, 299 223 and 300 260 a cautious
Subjects this texture to the annealing process and then lets it cool down relatively slowly
having spring strips enter into a superstructure formation, whereby the temperature dependence
of the modulus of elasticity acquires an anomaly, thanks to which a very small thermoelastic
Coefficient is achieved.
Die erfindungsgemäßen Federn besitzen somit weitgehend thermoelastische
Anisotropie.The springs according to the invention thus have largely thermoelastic ones
Anisotropy.
Auf Grund von Versuchen gelang es unter anderem die thermoelastische
Anomalie des Einkristalls von f-Messing am Kristallhaufwerk, d. h. an technisch
hergestelltem ß-Messing in Form eines anisotropen, polykristallinen Stabes, dadurch
weitgehend zu reproduzieren, indem Drähte und Bänder hergestellt wurden, die eine
Ziehtextur bzw. eine Walztextur und außerdem eine weitgehende Ausrichtung der Minimalwerte
des thermoelastischen Koeffizienten in der Ziehrichtung bzw. Walzrichtung dank einem
Glühen
bei etwa 450° C und anschließendem Abkühlen aufwiesen. Es wurde auch festgestellt,
daß dank dieser Ziehtextur bzw. Walztextur eine Herabsetzung des thermoelastischen
Koeffizienten erreicht worden ist, die den Kompensationsanforderungen von Schwingsystemen
für Uhren vollauf genügt. Auch wurde festgestellt, daß durch Kaltstrecken des so
thermisch behandelten Materials eine ausgesprochene Zieh- oder Walztextur erreicht
wurde, welche die (110)-Richtung vorzugsweise in der Längsrichtung der Drähte oder
Bänder aufwies. Auch wurde festgestellt, daß durch Rekristallisation bei etwa 500°
C die Textur noch verbessert werden kann. So gelang es nach dem obigen erläuterten
Verfahren, die Vorzugslagen der (110)- bzw. (100)-Richtung möglichst parallel zur
Draht- oder Bandlängsachse auszubilden und überdies dank dem sich anschließenden
Ordnungsvorgang dem so behandelten Federmaterial einen niedrigen thermoelastischen
Koeffizienten zu verleihen.On the basis of tests, the thermoelastic, among other things, was successful
Anomaly of the single crystal of f-brass on the crystal pile, d. H. on technically
manufactured ß-brass in the form of an anisotropic, polycrystalline rod, thereby
largely reproduced by making wires and ribbons that have a
Drawing texture or a rolling texture and also an extensive alignment of the minimum values
of the thermoelastic coefficient in the drawing direction or rolling direction thanks to a
glow
at about 450 ° C and subsequent cooling. It was also found
that, thanks to this drawing texture or rolling texture, a reduction in the thermoelastic
Coefficients have been achieved that meet the compensation requirements of oscillating systems
fully sufficient for watches. It was also found that by cold stretching the so
thermally treated material achieves a pronounced drawing or rolling texture
which the (110) direction is preferably in the longitudinal direction of the wires or
Had ribbons. It was also found that by recrystallization at about 500 °
C the texture can still be improved. So it succeeded according to the above
Method, the preferred positions of the (110) or (100) direction as parallel as possible to the
To train wire or strip longitudinal axis and, moreover, thanks to the subsequent
Ordering process the spring material treated in this way has a low thermoelastic
Give coefficients.
Selbstverständlich soll das an Hand von ß-Messing erläuterte Beispiel
nicht einschränkend wirken, da an Stelle von ß-Messing auch andere amagnetische
Werkstoffe in Frage kommen, mit denen die gleichen Erfolge erreicht werden, d. h.
welche thermoelastisch anisotrop sind und eine Texturwalzung zulassen, die in der
Längsachse des Drahtes oder Bandes minimale Werte des thermoelastischen Koeffizienten
ergeben.Of course, the example explained on the basis of ß-brass is intended
do not have a restrictive effect, since instead of ß-brass there are also other amagnetic ones
Materials come into question with which the same successes can be achieved, d. H.
which are thermoelastically anisotropic and allow texture rolling that occurs in the
Longitudinal axis of the wire or tape minimum values of the thermoelastic coefficient
result.