DE1673629A1 - Aufzugsfeder fuer ein Federtriebwerk - Google Patents

Description

PATENTANWALT DIPL-INQ, JOACHIM STRASSE

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CITIZEN TOKEI KABUSHIKI KAISHA 15. Juni 1970

Tokio, Japan . Str/Jg - 8442

Aufzugsfeder für ein Federtriebwerk

Die Erfindung betrifft Aufzugsfedern für Zeitwerkantriebe.

Bei den bisher bekannten Aufzugsfedern zeigt sich ein plötzlicher und deshalb nachteiliger Anstieg ihres Ausgangsdrehmomentes, wenn sie aus dem voll aufgezogenen Zustand ablaufen und ebenso am Beginn des Federaufziehens. Der plötzliche Anstieg des Ausgangsdrehmomentes ist klar und gut beobachtbar bei Drehmoinentenuntersuchungen der Aufzugsfeder irä Prüffeld und bei der praktischen Zeitmessung mit einem von einer Aufzugsfeder angetriebenen Zeitwerk. Dieser Momentenanstieg wirkt sich selbstverständlich störend auf die reguläre Zeitmessung eines federangetriebenen Zeitwerkes aus und stellt ein schwer lösbares Problem bei der Herstellung von sehr präzisen Zeitmessungen dar, die auf Grund der steigenden Anforderungen gestellt werden.

Als Ergebnis umfangreicher Experimente wird der Grund für den plötzlichen Momentenanstieg darin gesehen, daß eine bekannte Reflexionszone, die eine Verbindungsstelle darstellt, in Nähe des äußeren Endpunktes der Aufzugsfeder vorhanden ist und die Bezugsfläche dieser Zone, die als die Zone der äußeren geschwungenen Abschlußfläche definiert ist, sich um ein kleines Stück und die gesamte S-Kurve über die volle Länge der Feder ausdehnen»

In voll aufgezogenem Zustand der Aufzugsfeder erfährt die vorhin angeführte Reflexionsfläche zwangsläufig eine beträchtliche ' elastische Deformation, wodurch eine Krümmung herbeigeführt wird, die im wesentlichen der vorherrschenden in der äußeren Randkurve der dicht aufgewickelten Aufzugsfeder gleicht und in der Zone ein bedeutender lokaler Betrag, an Rückstoßenergie gespeichert wird.

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(Art.7.älAb8.3iMr.]Satz3de^Änderuneeae3.ife4.S.l967_t

BAD ORIGINAl.

Wie die Experimente zeigten, wird diese gespeicherte Rückstößenergie zum Großteil plötzlich freigegeben zu Beginn der Entspannungsbewegung der dicht aufgewickelten Aufzugsfeder. Diese Bewegung leitet die Abgabe der notwendigen Antriebsenergie an das Zeitwerk ein, das mit der Feder zur Gewährleistung einer genauen Zeitgebung des Zeitwerkes verbunden ist. Die plötzliche Freisetzung der gespeicherten Energie erfolgt insbesondere während der ersten Umdrehung der Feder.

Diese Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung vermieden, die eine Aufzugsfeder betrifft, die den vorhin angeführten bekannten Rückstoß vermeidet und eine wesentlich verbesserte Momentencharakteristik besitzt.

Vorzugsweise wird bei der vorliegenden Erfindung die Elastizität der Reflexionszone der Aufzugfeder herabgesetzt. Dazu ist ein mechanischer Bauteil zur Reduzierung der Wirkungsquerschnittsflache vorgesehen, wie z. B. ein Aufzugsfederteil an der geometrischen Reflexionsstelle und wie an der dazugehörigen Fläche. Dieser mechanische Bauteil ist vorteilhafterweise eine Längsnut entlang der Zentralachse der Aufzugsfeder, die sich in der Reflexionszone verbreitert. Diese Nut kann durch eine Reihe von engen zylindrischen öffnungen im gleichen Abstand durch die Feder längs der Zentralachse ersetzt werden. Wahlweise kann auch eine Längsausnehmung entlang 'einer oder beider Seitenkanten der Feder vorgesehen werden.

Eine weitere Möglichkeit besteht in der Verwendung der erfindungsgemäßen Feder mit einer lokalisierten wärmebehandelten Reflexionszone. Erfindungsgemäß wird dabei die Elastizität auf einen Wert reduziert, der die Hälfte bis ein Fünftel des Normalwertes des Federhauptteiles aufweist. Selbstverständlich können die obenbeschriebenen Figuren Änderungen unterworfen werden, die von der Art und Beschaffenheit des Federmaterials, der Federgröße und dem Krümmungsmaß sowohl im äußeren Endteil wie auch im Hauptteil der Feder abhängen.

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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Aus* führungsbeispiele, die in der Zeichnung dargestellt sind.

Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Schaubild der von einer herkömmlichen Aufzugsfeder aufgebrachten Antriebskraft, die in willkürlichem Maß über der Anzahl der Umdrehungen der Aufzugsfeder aufgetragen ist,

Fig. 2 ein dem in Fig« 1 dargestellten ähnliches Schaubild_f wobei jedoch die gemäß der Erfindung verbesserte Auf- £ zugsfeder angewandt worden ist,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Aufzugsfeder im wesentlichen zum Zweck der Darstellung der verschiedenen von ihr eingenommenen Krümmungen,

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht desjenigen Teils der in Fig. dargestellten Feder, das das äußerste Ende der Feder mit der Reflexionszone darstellt,

Fig. 5 - 7 Draufsichten auf entsprechende äußere Enden verschiedener Ausführungsformen von Aufzugsfedern gemäß der Erfindung- und _m

Fig. 8 eine Darstellung ähnlich Fig. 5 mit einer hauptsächlich in den Dimensionen geänderten Abwat. lung.

Die in Fig. 1 dargestellte charakteristische Drehmomentkurve einer herkömmlichen Aufzugsfeder zeigt bei "A" einen plötzlichen Anstieg des Drehmomentes. Hie bereits beschrieben, ist es das Hauptziel der vorliegenden Erfindung, jenen plötzlichen Anstieg zu vermeiden. Zum Vergleich wird in Fig. 2 die verbesserte Drehmomentkurve einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt.

In Fig. 3 wird eine Aufzugsfeder -gezeigt,- wie sie sich im wesentlichen von oben gesehen darstellt. Das untere Ende gleicht dabei dem inneren Ende der Feder, wogegen der obere Teil dem äußeren

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Ende der Feder entspricht, die allgemein mit 10 bezeichnet ist.

Um den Süßeren Endteil der Feder 10 ist in Fig. 3 ein kleiner gestrichelter Kreis 11 eingezeichnet!, welcher in Fig. 4 detaillierter dargestellt ist.

In Fig. 4 wird bei 13 eine Reflexionszone gezeigt, welche in einer gebogenen Linie endet und welche einerseits bei "L" in einer geraden Linie und andererseits im Hauptteil derselben Feder 10 in einer S-Kurve verläuft (Fig. 3). In Fig. 4 wird ein kleiner gestrichelter Kreis 14 gezeigt, der die Reflexionszone umschließt, welche in jeder der Figuren 5 bis 7 mit "M" w bezeichnet ist.

Wie üblich ist die Feder 10 durch festes Anbringen, beispielsweise wie durch: Punktschweißen bei 16, mit einem Verstärkungsstreifen 15 verstärkt*

In Fig. 5 ist in das Federraaterial ein langer rechtwinkliger Schlitz 17 eingeschnitten, um die Elastizität in der Zone ¹¹M" im Vergleich zu anderen Teilen der Feder herabzusetzen. Die in

i.

Fig. 2 gezeigten Ergebnisse wurden beim Gebrauch der in Fig. gezeigten Ausführungsform erhalten.

^ In der zweiten in Fig. 6 gezeigten Ausfuhrungsform sind entlang der beiden Kanten der Feder innerhalb der Zone "M° anstelle des Schlitzes 17 in der vorangegangenen Ausführungsform lange Kerben 19 und 19 ausgebildet.

In Fig. 7 ist nur an einer Seite der Feder innerhalb der Zone "M** eine etwas breitere lange Kerbe 20 vorgesehen.

Für den gleichen Zweck kann auch, obgleich nicht gezeigt, eine Anzahl von runden Löchern entlang der Längsachse der Feder innerhalb der Zone "Μ" vorgesehen werden.

In Fig. 8 ist eine in Dimensionen gegenüber dem Beispiel aus Fig. 5 abgewandelte Ausführung«form zu sehen. Ein Verstärkungs-

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streifen 15a hat die Maße 1.2 χ 0.1 χ 3.5 mm, während die Feder 10a folgende Abmessungen aufweist: 1.55 χ 0,074 χ 310 ram. Der Reflexionspunkt liegt bei 13a. Die anderen Bezugszeichen stimmen mit der voraufgehenden Beschreibung überein und sind lediglich mit dem Zusatz "a" versehen worden. Die Breite des Schlitzes 17a kann, falls erforderlich, bei gleichzeitiger Verkürzung der Länge bis 1 nun vergrößert werden.

Gleichermaßen kann auch zur Verminderung der Elastizität anstelle des Schlitzes oder der Kerben eine örtliche Wärmebehandlung vorgenommen werden. Hierfür sei das nachfolgende Beispiel angegeben:

Ein handelsüblicher Federstreifen ("PIIINOG") mit folgender Zusammensetzung (in Gewichtsprozent)

C — 0.10 - 0.15; Ni — 15.50 - 17.50;

Si unter 0.50; Cr — · 20.50 - 22.50;

Mn 0.90 - 1.50; Mo ■— 5.80 - 6.80,«

P —-—· unter 0.03; Go ■-" über 4O.OO;

S — unter 0.03; Fe —-—. Rest

wurde auf Länge geschnitten. Die Länge für eine Herrenuhr beträgt etwa 30 bis 40 cm und für eine Damenühr etwa 20 cm. Nach dem mechanischen Aufrollen am inneren Ende zum Festlegen auf eine nicht dargestellte Federwelle sowie nach dem Anbringen einer üblichen Aufhängungsöffnung am inneren Ende und nach dem Anbringen eines Verstärkungsstreifens 15 oder 15a (gem. Fig. 5 bis'8) am äußeren Ende wird die Feder schließlich so mechanisch verformt, daß sie etwa die Gestalt gemäß Fig. 3 annimmt. Dann wird die geformte Feder zonal an der zuvor erwähnten Zone "M^w jetzt mit dem äußeren Endteil "V getempert, und zwar durch 10-minütige Hitzebehandlung bei 1100 ⁰C oder höher sowie durch anschließendes Abkühlen auf Raumtemperatur. Das so wärmebehandelte Material wird in ein Federgehäuse eingesetzt, wobei ein Stück des inneren Federendes frei bleibt. Dann wird die Feder •mit Gehäuse einem üblichen Alterungsvorgang bei 500 ° C für 2 Stunden ausgesetzt und 1st nach Abkühlung auf Raumtemperatur für den Gebrauch fertig. Ί " ^;

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Die hierbei gebildete Feder zeigt eine Federcharakteristik ähnlich Fig. 2.

Wenn nötig, kann das Tempern auch vor der mechanischen Verformung stattfinden, wobei sich gleiche Resultate einstellen.

Ansprüche:

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Claims (3)

Ansprüche:

1. Aufzugsfeder für ein Federtriebwerk, g e k e η η zeichnet ά u- r c h eine geringere Elastizität in der Reflexionszone (M) in der nähe des äußeren Endes der Feder gegenüber den anderen Federteilen,

2. Aufzugsfeder nach Anspruch 1» c a d u r c h ge k e η η zeichnet, daß Querschnittsverminöerungeni-wie Schlitz (17), Kerben (18, 19, 20), Löcher oder ähnliches, in der Reflexionszone (Ii) vorgesehen sind.

3. Aufzugsfeder nach Anspruch 1, dadurch g e 1: e η η zeichnet , daß die Reflexionszone (II) zur Verminderung der Elastizität einer örtlichen Wärmebehandlung ausgesetzt worden ist.

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L e e r s e i t e