DE1157155B

DE1157155B - Mainspring housing made of metal, especially for small watches

Info

Publication number: DE1157155B
Application number: DEI14302A
Authority: DE
Inventors: Hans Bourquin; Dipl-Ing Fritz Straumann
Original assignee: Institut Straumann AG
Current assignee: Institut Straumann AG
Priority date: 1957-01-31
Filing date: 1958-01-24
Publication date: 1963-11-07
Also published as: CH337455A

Description

Aus Metall bestehendes Triebfederhaus, insbesondere für Kleinuhren Es hat sich bei Federhäusern gezeigt, daß die äußerste mit der Federhauswandung zusammenwirkende Windung der Triebfeder diese Wandung trotz guter Schmierung mit der Zeit angreift. Es findet demzufolge ein Anfressen der Triebhauswandung in immer größer werdendem Ausmaß statt. Mit fortschreitendem Anfressen steigt das Kraftmoment, das das Kraftmoment auf das Werk abgibt, unzulässig hoch, was zu Gangstörungen der Uhr führt.Mainspring housing made of metal, especially for small watches It has been shown with barrels that the outermost with the barrel wall cooperating winding of the mainspring this wall despite good lubrication the time attacks. As a result, there is always erosion of the engine house wall to an increasing extent. As the seizure progresses, the moment of force increases, that gives off the moment of force on the work, impermissibly high, which leads to malfunctions of the Watch leads.

Bei Triebfederhäusern, insbesondere für Kleinuhren, soll nun aber eine Konstanthaltung der Reibung zwischen Feder und Federhausinnenwandung gesichert sein.With mainspring houses, especially for small watches, should now the friction between the spring and the inner wall of the barrel is kept constant be.

Bei Messingfedergehäusen ist - in neuem Zustand -- die Reibung zwischen Feder und Federhausinnenfläche optimal; dabei zeigt sich aber - insbesondere bei Selbstaufzuguhren - der schwerwiegende Nachteil, daß diese anfangs optimale Reibung nicht konstant bleibt.With brass spring housings - in new condition - the friction is between Optimal spring and barrel inner surface; But it shows - especially at Self-winding watches - the serious disadvantage that this is initially optimal friction does not remain constant.

Überraschenderweise wurde festgestellt, daß bei Verwendung eines aus Metall bestehenden Triebfederhauses mit einer das Federhaus mitnehmenden Triebfeder einer Härte in der Größenordnung von Stahlfedern dann die Lösung der Aufgabe in hervorragendem Maße möglich ist, wenn mindestens die zylindrische, mit der Feder bzw. dem Federzaum in Berührung stehende Innenseite des Federhauses entweder von Natur oder durch Bearbeitungsvorgänge von größerer Härte gestaltet ist als die Härte der Triebfeder und eine solche Oberflächenbeschaffenheit hat, daß hinreichend Reibung, vorzugsweise unter Verwendung einer an sich bekannten Hilfsfeder zwischen dem letzten Umgang der Triebfeder und der Federhauswandung zur sicheren Mitnahme bei Normalaufzug und beim Federablauf besteht.Surprisingly, it was found that when using one of Metal existing mainspring with a mainspring driving the mainspring a hardness in the order of magnitude of steel springs then the solution to the problem in Excellent measure is possible if at least the cylindrical, with the spring or the inside of the barrel in contact with the spring bridle either from Nature or is made by machining processes of greater hardness than the hardness the mainspring and has such a surface quality that sufficient friction, preferably using a known auxiliary spring between the last Handling of the mainspring and the barrel wall for safe transport in normal windings and when the spring is running.

Dann ist die Reibung zwischen Feder und Federhaus bzw. Innenwandung des Federhauses optimal, und es bleibt diese optimale Reibung auch während längerer Zeitdauer der Benutzung der Uhr konstant im Gegensatz zu dem bisherigen Vorgehen unter Verwendung eines Messingfederhauses und einer Stahlfeder, wobei die Reibung im Gebrauch sich ungünstig verändert.Then there is the friction between the spring and the barrel or inner wall of the barrel optimally, and this optimal friction remains even for a long time Duration of use of the clock constant in contrast to the previous procedure using a brass barrel and a steel spring, the friction changes unfavorably in use.

Eine Lösung der Aufgabe in befriedigender Weise ist durch Einlegung von Kunststoffringen nach bekannten Vorschlägen nicht möglich, ganz abgesehen davon, daß solche Kunststoffelemente insofern unerwünscht sind, als dadurch die Federhauswandung unverwünscht verdickt und also der Federhausinnenraum verkleinert wird. Das gleiche gilt für Zwischenschichten aus plastischem Material, insbesondere Kunststoff, der erheblich weniger hart als die Feder ist. Die Oberfläche solcher Kunststoffteile ist im übrigen allzu glatt, als daß die zur Mitnahme des Federhauses im Normalzustand der Feder erforderliche Reibungskraft gewährleistet wäre, so daß zuviel Schlupf vorhanden ist bzw. eine Abriebfestigkeit durch einen schlechteren Wirkungsgrad erkauft werden müßte.One solution to the problem in a satisfactory manner is through lodging of plastic rings according to known proposals not possible, quite apart from the fact that that such plastic elements are undesirable insofar as this causes the barrel wall undesirably thickened and thus the interior of the barrel is reduced. The same applies to intermediate layers made of plastic material, especially plastic, the is considerably less hard than the spring. The surface of such plastic parts is, by the way, too smooth as that for taking the barrel with you in the normal state the spring required frictional force would be guaranteed, so that too much slip is available or abrasion resistance is bought at the expense of poorer efficiency would have to be.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der zylindrische Oberflächenteil des Federgehäuses aus einer gehärteten Oberflächenschicht des Materials des Federgehäuses; insbesondere besteht das Federhaus aus Aluminium oder Aluminiumlegierung und einer im Eloxierverfahren gehärteten inneren Oberflächenschicht, wobei die Härtung durch Eloxierung auch bzw. ausschließlich an der Innenwand, d. h. an der Reibungsstelle zwischen Triebfeder bzw. Federzaum und Federhaus, vorzugsweise unter Wahl einer derartigen Oberflächenbeschaffenheit vorgesehen ist, daß eine ausreichende und konstante Reibung erzielt wird.According to a preferred embodiment of the invention, the cylindrical Surface part of the spring housing made from a hardened surface layer of the material of the spring housing; In particular, the barrel consists of aluminum or aluminum alloy and an anodizing hardened inner surface layer, wherein the hardening by anodizing also or exclusively on the inner wall, d. H. at the point of friction between mainspring or spring bridle and barrel, preferably choosing one such a surface quality is provided that a sufficient and constant Friction is achieved.

Die Härtbarkeit von Aluminium durch Eloxieren war bekannt. Es war auch bei einem Vorschlag für ein Räderwerk einer Uhr bekannt, daß durch Eloxieren die Reibung so vermindert wird, daß z. B. Lagersteine usw. nicht benötigt werden. Zwar ist bei dem letztgenannten bekannten Vorschlag auch erehnt worden, das Federhaus aus bis zu einer erheblichen Härte (entsprechend z. B. »Widia«) eloxiertem Aluminium herzustellen.The hardenability of aluminum by anodizing was known. It was also known from a proposal for a gear train of a clock that by anodizing the friction is reduced so that, for. B. jewels etc. are not required. Though has also been mentioned in the latter known proposal, the barrel Made of anodized aluminum up to a considerable hardness (corresponding to eg »Widia«) to manufacture.

Offenbar ist dabei aber, da in diesem Vorschlag stets nur von einer Verringerung der Reibung ganz allgemein bzw. von einer Vereinfachung der Fertigung, wie sie bei Großuhren unter Umständen möglich ist, die Rede ist, nur daran gedacht, die »äußere« Oberfläche des Federhauses, insbesondere das Federhausrad, durch Eloxierung zu härten; dagdgen ist nicht daran gedacht, die Innenwandung des Federhauses zu eloxieren und einerseits mit einer genügenden Abriebfestigkeit gebenden Härte zu versehen, andererseits aber die Oberfläche so zu machen, daß nicht eine unnötige Verringerung der Reibung, sondern im Gegenteil eine ausreichende Reibung erzielt wird. .Obviously, however, there is always only one in this proposal Reduction of friction in general or from a simplification of production, as it is possible with large clocks under certain circumstances, the speech is only thought of, the "outer" surface of the barrel, especially the barrel wheel, by anodizing to harden; on the other hand, it is not considered to close the inner wall of the barrel anodize and on the one hand with a sufficient abrasion resistance giving hardness provided, but on the other hand to make the surface so that not an unnecessary Reducing friction but, on the contrary, achieving sufficient friction will. .

Cberraschenderweise setzt nun eine Federgehäuseinnenwand aus eloxiertem Aluminium die Reibung gegenüber der Feder von Stahlfederhärte nicht unerwünscht herab, sondern schafft eine konstant bleibende optimale Reibung.Surprisingly, a spring housing inner wall made of anodized Aluminum the friction against the spring of steel spring hardness is not undesirable down, but creates a constant, optimal friction.

Das Federhaus nach der Erfindung kann z. B. anstatt aus Messing, wie dies bis anhin der Fall war, das eine Vickers-Härte von unter 250 kg pro Quadratmillimeter aufweist, aus Stahl oder aus einer ausgehärteten, rostfreien Legierung bestehen, wobei als Stahl für das Gehäuse ein normaler, gehärteter Kohlenstoffstahl mit einem C-Gehalt von 0,9 bis 1,0 %, der eine Vickershärte von 800 kg pro Quadratmillimeter aufweist, in Frage kommt.The barrel according to the invention can, for. B. instead of brass, like this has hitherto been the case, with a Vickers hardness of less than 250 kg per square millimeter made of steel or a hardened, rust-free alloy, where the steel for the housing is a normal, hardened carbon steel with a C content of 0.9 to 1.0%, which has a Vickers hardness of 800 kg per square millimeter has, comes into question.

Die harte Oberflächenschicht kann auch durch Hartverchromen oder durch Aufdämpfen erzielt werden.The hard surface layer can also be by hard chrome plating or by Steaming can be achieved.

Die nach der einen oder der anderen dieser Methoden erreichten Oberflächenschichten haben eine Härte, die mindestens annähernd so groß ist wie die Oberflächenschicht der metallischen Triebfeder.The surface layers reached by one or the other of these methods have a hardness that is at least approximately as great as the surface layer the metallic mainspring.

Die bis zum Bruch der Triebfeder durchgeführten Dauerversuche haben gezeigt, daß das Anfressen der Triebfeder bei so harten Oberflächenschichten, mit denen die äußerste Windung der Triebfeder reibungsschlüssig zusammenwirkt, nicht mehr zu befürchten ist.Have the endurance tests carried out until the mainspring breaks shown that the erosion of the mainspring with such hard surface layers, with which the outermost turn of the mainspring cooperates frictionally, not is more to be feared.

Die Triebfeder kann aus texturgewalztem Federstahl mit einer Vickershärte von etwa 700 kg pro Quadratmillimeter oder aus einer Legierung auf Ni-Co-Cr-Basis (Nivaflex) mit einer Vickershärte von 600 bis 700 kg pro Quadratmillimeter bestehen.The mainspring can be made of texture-rolled spring steel with a Vickers hardness of about 700 kg per square millimeter or of a Ni-Co-Cr based alloy (Nivaflex) with a Vickers hardness of 600 to 700 kg per square millimeter.

Es ist zu beachten, daß Gehäuse und Feder nicht gleichzeitig aus dem gleichen Stahl oder gleichzeitig aus Nivaflex bestehen dürfen.It should be noted that the housing and spring do not come out of the may consist of the same steel or of Nivaflex at the same time.

Das Aluminiumgehäuse kann aus irgendeiner Aluminiumlegierung bestehen, z. B. aus einer Aluminium-Magnesium-Silizium-Legierung. Die eloxierte Schicht besteht aus Aluminiumoxyd, dessen bekannteste Form der Saphir ist.The aluminum housing can be made of any aluminum alloy, z. B. from an aluminum-magnesium-silicon alloy. The anodized layer is made made of aluminum oxide, the best-known form of which is sapphire.

Die Zeichnung veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.The drawing illustrates a preferred embodiment of the Invention.

Fig.1 ist eine Draufsicht auf das Federhaus, dessen Deckel ausgebrochen ist; Fig. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1.Fig.1 is a top view of the barrel, the lid of which has broken off is; FIG. 2 is a cross section along the line II-II in FIG. 1.

In Fig. 1 und 2 ist a das Federhaus, b der darauf aufgesetzte Deckel, c die Triebfeder und d die Hilfsfeder, die die äußerste Windung der Triebfeder c gegen die zylindrische Wandung a1 des Federhauses a drückt. Dieses Federhaus a besteht, wie oben als Beispiel angegeben ist, aus Stahl oder aus einer Stahllegierung, so daß die Härte der Oberfläche, mit dem die äußerste Windung der Triebfeder c reibungsschlüssig zusammenwirkt, gleich groß oder größer ist als diejenige der Triebfeder c.In Fig. 1 and 2, a is the barrel, b is the lid placed on it, c is the mainspring and d is the auxiliary spring which presses the outermost turn of the mainspring c against the cylindrical wall a1 of the barrel a. This barrel a consists, as given above as an example, made of steel or a steel alloy, so that the hardness of the surface with which the outermost turn of the mainspring c cooperates in a frictional manner is equal to or greater than that of the mainspring c.

Bei einem Federhaus a aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung wird das gleiche Resultat auch durch Eloxieren der Innenfläche der Federhauswandung a1 erreicht. Nach der Erfindung sind die Materialhärten der reibungsschlüssig zusammenwirkenden Teile einander angeglichen, so daß die Gefahr des Anfressens der Triebhauswandung vermieden wird.With a barrel a made of aluminum or an aluminum alloy the same result is achieved by anodizing the inner surface of the barrel wall A1 reached. According to the invention, the material hardnesses are those that interact in a frictional manner Parts adjusted to one another, so that there is a risk of erosion of the engine house wall is avoided.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Mainspring housing made of metal, in particular for small watches, with a mainspring that drives the barrel through friction Hardness in the order of magnitude of steel springs, characterized in that at least the cylindrical inside in contact with the spring or the spring bridle of the barrel either by nature or by machining operations of larger ones Hardness is designed as the hardness of the mainspring and such a surface texture that has sufficient friction, preferably using one known per se Auxiliary spring between the last contact of the mainspring and the barrel wall, for safe transport with normal winding and with spring operation.

2. barrel according to claim 1, characterized in that the cylindrical surface part from a hardened surface layer of the material of the barrel.

3. barrel according to claim 1 and 2, consisting of aluminum or aluminum alloy and one inner surface layer hardened in an anodizing process.

4. Barrel according to claim 1 or 3 made of aluminum or an aluminum alloy with hardening of a surface layer by anodizing, characterized in that the hardening by anodizing is also or exclusively on the inner wall, ie at the point of friction between the mainspring or spring bridle, is provided, with the choice of such a surface finish that sufficient and constant friction is achieved. Documents considered: Swiss Patent Specifications No. 308,025,316,843 ; French Patent No. 1108,654; Austrian Patent No. 80 270; USA: Patent No. 2,369,338.