DE1942467C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Befestigung des inneren Endes einer Uhrfeder an einem Ring - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Befestigung des inneren Endes einer Uhrfeder an einem Ring, bei dem das genannte Federende seine ursprüngliche Form behält

Um einerseits Verformungen, welche die Federklinge in den Fällen erfährt wenn ihr inneres Ende mit einem Stift in einer Querbohrung des Ringes befestigt wird, und andererseits die schwierige Faltung des Endes der Feder nach einer Sekante des Ringes zu vermeiden, sind bereits verschiedene Befestigungsverfahren bekannt, die es ermöglichen, daß das innere Ende der Federklinge seine ursprüngliche Form behält

Bei einigen dieser bekannten Verfahren erfolgt die Befestigung vollständig auf mechanische Weise. Diese Verfahren haben den Nachteil, daß die Herstellung eines Ringes mit relativ komplizierter Form notwendig wird, wobei der Ring darüber hinaus in den meisten Fällen aus mehreren Teilen besteht Gewisse₍ in diesen Fällen verwendete Ringe haben den weiteren Nachteil, daß sie die Unruhe wegen ihrer asymmetrischen Form aus dein Gleichgewicht bringen. Es ist nicht nur schwierig, die richtige Form der Ringe zu bestimmen, sondern auch, sie in eine solche Form zu bringen, daß der Schwerpunkt des Ringes auf der Achse liegt

Es ist fernor ein Verfahren bekannt, bei welchem die Befestigung der Federklinge am Ring durch Injektion von Plastikmaterial herbeigeführt wird. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß eine äußerst empfindliche Form geschaffen werden muß, bei der es nicht leicht ist, den Ring und die Federklinge automatisch einzubringen.

ίο Darüber hinaus ist nicht gewährleistet, daß die Federklinge ihre ursprüngliche Form behält Die Form kann vielmehr in zweifacher Hinsicht gestört werden, einmal während der Injektion des Plastikmaterials in die Form und zum anderen während des Aushärtens, währenddessen das Plastikelement fast immer mehr oder weniger großen Verformungen unterliegt

Schließlich sind Verfahren bekannt, nach welchen zwecks Vermeidens jeglichen Übertretens des Ringes außerhalb der inneren Windung der Federklinge die Befestigung der Federklinge an dem Ring mittels Haftung (Schweißens, Klebens) erfolgt Diese Verfahren machen eine Verbindung zwischen der »· üderklinge und dem Ring auf einer gewissen Länge der /ederklinge erforderlich und haben den Nachteil, daß zur Herstellung eines Ringes komplizierte Formen erforder'ich sind, wenn vermieden werden soll, daß irgendeine Verformung des Innenteils der Federklinge erfolgt Ein derartiger Ring hat aber wiederum den Nachteil, daß die Unruh aus dem Gleichgewicht gebracht wird, wie es bereits hinsichtlich derjenigen Ringe geschildert worden ist die mechanisch an dem inneren Ende der Federklinge befestigt werden. Endlich haben die Verfahren zur Befestigung mittels Haftung den weiteren Nachteil, daß sich die Federklinge nach einer gewissen Zeit vom Ring löst

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren, die auf einer Haftung zwischen dem Ring und der Federklinge beruhen, dahin zu verbessern, daß die Befestigung zwischen Federklinge und Ring automatisch durchgeführt werden kann, onne daß die Feder der Gefahr einer Verformung ausgesetzt ist noch die Herstellung eines Ringes komplizierter Form erforderlich ist.

Die Lösung der gestellten Aufgabe durch die Erfindung besteht bei einem Verfahren der eingangs geschilderten Art darin, daß erfindungsgemäß die Federklinge und der Ring in die jeweiligen Lagen gebracht werden, die sie nach ihrer Fixierung einnehmen müssen, wobei die Federklinge vollkommen entspannt ist und der Ring gegen sie mindestens längs einer parallelen Verbindungslinie zur Federachse drückt, ohne jedoch eine Verformung der Klinge zu bewirken, sich beide längs einer Kontaktlinie berühren und in ihren jeweiligen Lagen gehalten werden, wobei ein ',as>.rsirahl zumindest näherungsmäßig nach der Kontaktlinie eingestellt und auf die berührenden Flächen der Feder und des Ringes gerichtet wird, die die Zone des engen Kontaktes zwischen diesen beiden Teilen umgeben.

In der französischen Patentschrift 14 92 672 ist zwar bereits die Befestigung der Spiralfeder am Ring mit Laserstrahlen besehrieben. Mangels näherer Verfahrensanleitungen war der Fachmann jedoch nichj in der Lage, diese Lehre gewerblich zu verwerten. Denn die Verwendung eines Laserstrahls zum Befestigen von Uhrenfedern führt, wem nicht die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte eingehalten werden, zu keinem Erfolg. Mit einem schon leicht zu schwachen Strahl hält

die Befestigung nicht, während mit einem leicht zu starken Strahl die Federklinge praktisch zerschnitten wird. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß eine Berührung von Federklinge und Ring mindestens längs einer parallelen Verbindungslinie für eine einerseits gefahrlose, andererseits aber auch zuverlässige Befestl· gung zwischen Federklinge und Ring ausreicht. Der Laserstrahl wird dabei zweckmäßig in der Weise eingestellt, daß ein lokalisierter Schweißpunkt erfolgt uäid sich auf ungefähr der Hälfte der Höhe der to Federklinge erstreckt.

Die vorteilhaftere Lösung der gestellten Aufgabe besteht bei einem Verfahren der eingangs geschilderten Art darin, daß erfindungsgemäß die Federklinge und der Ring jeweils in die Lage gebracht werden, die sie nach ihrer Befestigung einnehmen müssen, wobei die Federklinge vollständig entspannt ist und einen Rand in Berührung mit dem Ring hat, daß ein Laserstrahl auf den die Berührungsstelle umgebenden Bereich des Ringes sowie auf den danebenliegenden Rand der Federklinge gerichtet und so eingestellt wird, daß er zumindest näherungsmäßig nach einer zur Achse des Ringes parallelen Richtung auf den genannten Bereich und auf den danebenliegenden Rand der Federklinge ausgerichtet ist, wobei die Intensität des Strahles in der Weise geregelt wird, daß eine Verschweißung des ofipren Teils der Federklinge mit dem Ring erzielt wird, die nicht über die Hälfte der Klingenhöhe reicht und sich auf eine Länge erstreckt, die mindestens der Höhe dieser Klinge entspricht. Auf diese Weise ist es möglich, das Risiko, daß die Federklinge in gefährlicher Weise an der Stelle, an welcher sie den Ring verläßt, einem Bruchrisiko ausgesetzt wird, nicht nur herabzusetzen, sondern völlig zu vermeiden, welches besteht, wenn die Federklinge auf einem zu großen Teil ihrer Höhe geschweißt wird, ohne daß durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen die Zuverlässigkeit der Befestigung beeinträchtigt wird. Die nach dieser Alternative der Erfindung vorgeschlagene Anordnung des Schweißgebietes kann mehr längs der Feder ausgedehnt werden, jedoch weniger in der Richtung der Höhe. Es wird auf diese Weise die Federklinge derart gegen den Ring gedrückt, daß ein peripherischer Bereich des letzteren genügend in der Nähe der Feder liegt, so daß ein Laserstrahl, der auf diesen Bereich bzw. auf den danebenliegendftn Rand der Federklinge eingestellt ist. mit dem Ring ein Segment dieser Federklinge verschweißt, das eine Länge aufweist, die mindestens gleich der Höhe der Federklinge ist, wobei weder die Federklinge noch der Ring verschoben werden. Die Intensität des Laserstrahls wird vorzugsweise in der Form eingestellt, daß eine Verschweißung des oberen Teils der Federklinge mit dem Ring erfolgt, die nicht über die Hälfte der Klingenhöhe hinausreicht und die sich auf eine Länge erstreckt, die mindestens der Höhe der genannten Federklinge entspricht. Die Intensität des Laserstrahls wird sogar vielmehr in der Weise eingestellt werden, daß die Verschweißung der Federklinge mit dem Ring nicht um ein Drittel über die Höhe der genannten Klinge hinausreicht.

Um die Ausdehnung der Schweißung längs der Federklinge zu erhöhen, ohne Gefahr zu laufen, die folgende Windung der genannten Feder zu erreichen oder einen zu großen Teil des Ringes zu verändern, kann man auf zwei Weisen vorgehen. Man kann entweder den Laserstrahl durch eine Blende von im wesentlichen rechtwinkliger Form reduzieren, so daß nur ein sehr schmaler Bereich des Ringes erreicht wird, der sich längs des Federsegmentes erstreckt, das mit ihm zu verschweißen ist« oder aber sukzessiv mehrere Schweißpunkte anbringen, indem man den Brennpunkt des Laserstrahls längs des mit dem Ring zu verschweißenden Federsegmentes verschiebt.

Die Erfindung hat ferner Vorrichtungen zur Durchführung der beiden Vcrfahrcns-Alternativen zum Gegenstand; Die Vorrichtung weist zunächst in Obereinstimmung mit dem Stand der Technik einen Arbeitstisch und Führungsvorrichlüngcn zur Halterung des Ringes in einer bestimmten Lage auf. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der ersten Alternative der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Stifte aufweist, die über den Tise^¹ hinausragen und die zum Ring so angeordnet sind, daß sie und der Ring Führungen für die Feder bilden und diese in einer zentrierten, genau bestimmten Lajre halten, ohne sie zu verformen. Die Vorrichtung ist in einfachster Weise für Federn verschiedener Grölie verwendbar, die nach links oder nach rechts gewickelt sein können

Die Vorrichtung zur Durchführung der anderen Alternative des Verfahrens nach der Erfindung ist dadnTh gekennzeichnet, daß sie als Träger einen auf einer Tafel angeordneten Wulst aufweist, der den Ring und die Feder, die miteinander verschweißt werden sol'en, festlegt, wobei der Wulst eine Außenfläche aufweist, c/ie der Form der inneren Windung der Feder angepaßt ist, und eine Innenfläche, die eine Aufnahme für den Ring bildet. Um zu vermeiden, daß das Innenende der Federn am genauen Punkt geschnitten werden muß, ist die Außenfläche der Wulst in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Form lediglich des aktiven Teils der inneren Windung der Feder angepaßt und ist die Wulst unterbrochen, um einerseits Platz zu schaffen für das innere Ende der Feder, das sich über das geschweißte Segment hinaus erstreckt, und andererseits für den Laserstrahl.

Um den Ring in einer genauen Winkellage zu halten, kann man vorteilhafterweise die Innenfläche der genannten Wulst dadurch ausbilden, daß man in diese ein Werkzeug hineindrückt, das die Form des Ringes hat.

Schließlich ist nach dem Gesetz auf Grund des geschützten Verfahrens auch die Federklinge geschützt, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren an dem Ring befestigt worden ist. Sie zeichnet sich dadurch aus, daß sie mit einem Teil des Ringes verbunden ist, dessen Stärke mindestens näherungsmäßig gleich der Höhe der Federklinge ist und dessen äußere Form eine zur Achse des Ringes symmetrische Form aufweist Eine derartige Federklinge hat den Vorteil, daß die Herstellung eines vollständig ausgewuchteten Ringes ermöglicht wird, der also nicht die Auswuchtung der aus Unruh und Feder bestehenden oszillierenden Einheit stört. Der Ring kann einen Teil in Form eines Rhombus aufweisen, d. h. einen Arm, der denjenigen ausgleicht, an dem die Feder befestigt ist

Wenn man jedoch die auf diese Weise verklemmte Feder Stößen aussetzt, die zur Achse des Ringes senkrecht sind, and deren GröBe in der Größenordnung der Stöße liegt, denen die Uhren ausgesetzt sind, die mit Lagerschutzvorrichtungen versehen sind, wenn sie bei den offiziellen Kontrollbehörden geprüft werden, stellt man fest daß sich die Feder durch Trägheit so weit verformt, daß die Streckgrenze ihrer Klinge an dem Punkt überschritten wird, wo sie den Befestigungsarm des Abdeckteils des Ringes verläßt Diese Stöße

bewirken nämlich eine Knickung der Federklinge dort, wo die Kante des Befestigiingsarmes des Ringes liegt bzw. Von dem Punkt ab, wo die Feder vollständig frei liegt.

Die" Feder kann also an einem Arm eines Abdeckteils des Ringes befestigt sein, dessen Stärke mindestens näherungsmäßig der Höhe der Federklinge entspricht, wobei dieser At¹In an seinem Ende eine Breite aufweist, die näherungsrhäßig gleich der Länge des Federsegrrienles ist, das aiii Ring angeschweißt ist. Der in Äbdeckteil des Ringes wird außerdem einen Ausgleichsarm aufweisen, der demjenigen, der die Feder trägt, diametral gegenüberliegt, sowie Anschlagarme, die zwischen den beiden ersten Armen angeordnet sind.

Um die Herstellung des Ringes zu erleichtern, und um insbesondere zu ermöglichen, daß die Feder in gleicher Weise an dem einen oder dem anderen der Arme befestigt werden kann, wird der Abdeckteil des Ringes vorzugsweise vier Arme aufweisen, die die gleiche Form haben und in einem Abstand von 9Cr zueinander liegen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der in den schematischen Zeichnungen dargestellten beiden Ausführungsbeispiele.

Fig.! ist eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung;

F i g. 2 ist eine Grundrißansicht, wobei ein Teil durch Schnitt abgenommen wurde;

Fig.3 ist eine schematische Schnittzeichnung mit vergrößertem Maßstab nach der Linie III-III der F i g. 2;

Fig.4 ist eine Querschnittsansicht nach der Linie IV-IV uer F ig. 3;

Fig. 5 ist eine Detailansicht der Fig. 3 in noch größerem Maßstab;

Fig. 6 ist eine Grundrißansicht des Teiles nach Fig. 5;

F i g. 7 ist ein diametraler Schnitt eines Teiles der Vorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel, bei dem ein Ring und eine Spirale angebracht sind;

Fig.8 ist eine Grundrißansicht des Teiles der Vorrichtung nach F i g. 7, und

Fig.9 ist eine Seitenansicht eines Teils der verklemmten Feder.

Die Vorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel weist gemäß F i g. 1 und 2 einen Sockel 1 auf, auf dem ein Arbeitstisch 2 befestigt ist, der gebildet wird durch eine runde Platte, die in abnehmbarer Weise mit dem Sockel 1 über Schrauben 3 verbunden ist. An ihrem Mittelpunkt weist die Platte 2 einen Zapfen 4 auf, dessen Durchmesser an die Bohrung der Muffe 5 der zu bearbeitenden Ringserie 6 angepaßt ist. Um es zu ermöglichen, die beschriebene Vorrichtung mit einer beliebigen Serie von Ringen zu verwenden, die dazu bestimmt sind, an Spiralen befestigt zu werden, die in einer bestimmten Richtung gewickelt sind, kann man entweder eine Serie von Platten 2 vorsehen, von denen jede einer Serie von Ringen entspricht wobei der Zapfen 4 in diesem Fall mit der Platte 2 kraftschlüssig verbunden ist, oder aber immer mit der gleichen Platte 2 arbeiten, jedoch einen Satz von Zapfen 4 vorzusehen, die unabhängig sind, und die in abnehmbarer Form auf der Platte 2 montiert sind. Um den Ring 6 in einer bestimmten Richtung um den Zapfen 4 zu halten, weist die Platte 2 zwei Zapfen mit exzentrischen Köpfen 7 (F i g. 6) auf, deren Zapfen zur Fettreibung in entsprechenden Bohrungen der Platte 2 justiert sind.

Um die Zentrierung der Feder 8 auf der genannten Platte 2 in einer bestimmten Lage sicherzustellen, weist die dargestellte Vorrichtung noch zwei zylindrische Stifte 9, 10 auf, die über die Tafel 2 hinausstehen. Jeder dieser Stifte wird von einem Stab 11 (Fig.3 und 4) gelragen, der sich durch eine radiale Spalte 12 der Tafel 2 erstreckt. Die Basis des Stabes 11 ist mit einem Fuß 13 kraftschlüssig Verbunden, der sich in einem Durchlaß 14 des Sockels 1 erstreckt, der unterhalb der Tafel 2 liegt, Der Fuß 13 ist wiederum mit einem Kolben 15 verbunden, der in einer Bohrung 16 des Sockels 1 verläuft.

Bei einer Variante könnte man auch den oberen Teil der Stifte 9, 10 abschneiden, der mit der Feder in Kontakt kommt, so daß die Form eines zylindrischen Sektors erreicht wird, dessen Mittelwinkel beispielsweise 90° betragen würde, und diese Stifte wurden in der Weise ausgerichtet, daß sie mit der Feder über der Kante ihres zylindrischen Sektors in Kontakt kommen.

Diese Variante hätte den Vorteil, daß Stifte verwendet werden können, die einen doppelten Durchmesser haben, was ihre Steife sowie ihre Stabilität erhöhen würde. Die Stifte nach dieser Variante hätten außerdem den Vorteil, daß die Zentrierung der Feder 8 auf der Tafel 2 erleichtert wird, denn die Beobachtung des Kontaktes zwischen der Kante des zylindrischen Sektors in der Achse des Stiftes mit der Feder ist leichter und präziser als die eines vollständig zylindrischen Stiftes.

Wie aus F i g. 2 und 3 hervorgeht, sind die Bohrungen 16 und die Durchlässe 14 mit den Spalten 12 der Tafel 2 parallel.

Eine Druckfeder 17, die sich am Boden der Bohrung 16 abstützt, wirkt auf den Kolben 15 in der Weise, daß er mit dem Stab 18 einer Mikrometerschraube 19 in Verbindung gehalten wird, die mit einer Verbindung 20 am Sockel 1 befestigt ist und einen Blockiermechanismus aufweist (nicht dargestellt). Die beiden Mikrometerschrauben 19 der dargestellten Vorrichtung ermöglichen es demzufolge, die Lage der Stifte 9, 10 bezüglich des Zapfens 4 mit einer großen Präzision einzustellen.

Ein Träger 2\ ist weiterhin auf dem Sockel 1 befestigt und trägt den Generator 22 des gebündelten Laser-Lichtstrahles, wobei ein optisches System 23 für die Fokalisierung nicht dargestellte Regelvorrichtungen aufweist, sowie einen Schutzschirm 24. Damit der Laserstrahl auf den gewünschten Punkt gerichtet werden kann, sind (nicht dargestellte) Regeleinrichtungen zwischen dem Träger 21 und den Vorrichtungen 22 und 23 vorgesehen.

Im ersten Ausführungsbeispiel des Herstellungsverfahrens nach dem Patent ist die Feder 8 dazu bestimmt, mit einem Ring 6 verbunden zu werden, der einen Abdeckteil 25 aufweist, dessen Stärke im wesentlichen gleich ist der Höhe der Federklinge 8, so, wie das aus F i g. 5 hervorgeht. Im Grundriß hat der Abdeckteil 25 im wesentlichen die Form einer Raute (Fig.6), deren Ecken 26, die an den Enden der großen Diagonale liegen, in Kreisbögen abgerundet sind, die bezüglich der Achse des Ringes zentriert sind. Wie aus Fig.6 hervorgeht, hat der Abdeckteil 6 eine vollständig symmetrische Form bezüglich der Achse des Ringes, so daß letzterer nicht Gefahr läuft, die Auswuchtung der Einheit Unruh — Feder zu stören.

Im Hinblick auf seine extreme einfache Form kann der Ring 6 sehr leicht durch Abstechen, ausgehend von einem Rundstab, hergestellt werden. Die abgerundeten Enden 26 des Abdeckteils 25 gehören natürlich zu einem gleichen Dreh-Arbeitsgang. Bezüglich der geradlinigen

Kanten des Abdeekteils wird gesagt, daß diese durch Fräsen mit Hilfe von Parallelfräsen erhalten werden können, indem man den Reitstock der Abstechmaschine zweimal anhält. Man wird es jedoch vorziehen, eiinen runden Abdeckteil auf der Abstechmaschine zu drehen und die geradlinigen Kanten dieses Abdeekteils durch Gesenkschneiden zu erhalten. Gleichzeitig kann man den Durchmesser der Zentralbohrung des Ringes schleifen und ihfi'i auf diese Weise eine sehr präzise Abmessung geben. Der Ring 6 könnte auch durch ιό Tiefziehen mittels progressiven Prägens hergestellt werden, indem man von einem zylindrischen — oder Form-Stück ausgeht.

Da die Muffe 5 dünn ist, kann der Ring 6, obwohl er nicht gespalten ist, leichter in der Weise auf der Achse der Unruh in der passenden Weise justiert werden, für die er bestimmt ist.

Die Höhe der Muffe 5 ist natürlich in Abhängigkeit von dem vorzusehenden Abstand zwischen der Feder 8 und der Unruh gewählt.

Wie man insbesondere in F i g. 6 sieht, wird die Feder, die auf der Tafel 2 frei aufliegt, in einer genau bestimmten zentrierten Lage einerseits durch die Kante 27 des Abdeekteils 25 des Ringes 6 gehalten, und andererseits durch die Zapfen 9 und 10. Letztere liegen in radialen Ebenen, ausgehend von der Achse des Zapfens 4, die unter sich einen Winkel von 120° bilden. Im übrigen sind die Exzenterteile in der Weise eingestellt, daß die Kante 27 des Ringes 6 in einer radialen Ebene der Tafel 2 liegt, wobei ebenfalls Winkel von 120" bezüglich der radialen Flächen der Zapfen 9 und 10 gebildet werden. Der Abstand vom Zapfen 10 zur Achse des Zapfens 4 ist mit Hilfe einer Mikrometerschraube 19 einzustellen, und muß so erfolgen, daß er dem Drehradius 26 plus einem Drittel Windungsabstand entspricht. Der Zapfen 9 liegt wiederum an einem Drittel Windungsabstand weiter von der Achse des Zapfens 4 entfernt als der Stift 10. Im Fall einer in entgegengesetzter Richtung gewickelten Feder wird die Klinge dieser Feder nicht mehr gegen die Kante 27 des Abdeekteils des Ringes drücken, sondern gegen die Kante 32. Damit die genannte Kante 32 in 120° Abstand von den Zapfen 9 und 10 liegen kann, ist es vorgesehen, eine weitere Tafel 2 zu verwenden, deren Exzenterpunkte 7 so angeordnet sind, daß eine solche Führung ermöglicht wird.

Es wäre natürlich auch möglich, ein weiteres Bohrungspaar in der Tafel 2 vorzusehen, und dort die Exzenter 7 einzufügen, wenn es sich darum handelt, eine entgegengesetzt gewickelte Feder zu bearbeiten. Die Stifte 9 und 10 würden natürlich in umgekehrter Weise bei einer solchen Feder einzustellen sein.

Die modernen Herstellungsverfahren für Feder'·, ermöglichen die Erreichung einer solchen Regelmäßigkeit, daß bei einer bestimmten Fabrikationsserie es möglich ist, im vorhinein den Ort längs der Federklinge des inneren Endes ihres aktiven Teils festzusetzen, so daß beim Moment des Einsetzens der Einheit Unruh-Feder in die Uhr die Einstellungen des Befestigungspunktes, die für den Fachmann wohlbekannt sind, automatisch eingehalten werden. Der Punkt längs der Federklinge dieses inneren Endes des aktiven Teils wurde für eine Serie von Federn festgestellt, und man wird dann eine Serie von Ringe nehmen, deren Drehdurchmesser 26 diesem Punkt in der Weise entspricht, daß in der ir. F i g. 5 dargestellten Lage die Kante 27 des Ringes 6 genau mit dem gewollten Punkt bzw. mit der Federklinge 8 in Verbindung tritt, ohne dadurch irgendeine Verformung der letzteren zu bewirken. Die Stei'ung der Stifte 9 und 10 wird dann abhängig vom Drelhdurchmesser 26 eingestellt, der der betrachteten Federserie entspricht.

Man wird schließlich bemerken, daß die Stifte 9 und 10 sich nicht notwendigerweise auf Radien befinden müssen, die in 120" Abstand von der Kante 27 liegen. Die drei Abstützpunkte, die von diesen Stiften und von der genannten Kante gebildet werden, werden immer die Zentrierung der Feder auf der Achse des Ringes sicherstellen, und zwar unabhängig von ihren jeweiligen Winkellagen längs der inneren Windung der Feder. Man kann beispielsweise die Winkellagen der Stifte 9 und 10 in Abhängigkeit von der bestimmten Form des Abdeekteils des Ringes in der Weise wählen, daß sich die Stifte an den Punkten befinden, wo am meisten Platz zwischen dem genannten Abdeckteil und der Feder vorhanden ist. Die Abstände der Stifte 9 und IG zur Achse des Ringes müssen natürlich in Abhängigkeit von ihren Winkellagen und vom Federabstand berechnet werden.

Es geht aus der vorstehenden Beschreibung hervor, daß die Klinge der Feder 8 um den Ring und um die Stifte 9 und 10 der beschriebenen Vorrichtung gewickelt wird, ohne irgendeine Verformung ihrer inneren Windung zu bewirken.

Die beschriebenen Führungsvorrichtungen für die Feder haben nicht nur den Vorteil, deren Zentrierung herzustellen, sondern auch denjenigen der Eichung der Abmessung der inneren Windung. Wenn bei einer gleichen Serie von Federn die inneren Enden in der Weise geschnitten werden, daß die erste Windung dieser Feder immer die gleiche Abmessung hat, die vorher bestimmt wird, weiß man durch Erfahrung, daß die Zustände des Befestigungspunkts automatisch mit ausreichender Präzision erreicht werden.

Bevor die Feder auf der beschriebenen Vorrichtung angebracht wird, wird es also ausreichen, zur Beseitigung des Hakens, der an ihrem Ende bei der Fabrikation geschaffen wurde, einen Innenteil der Feder in der Weise zu schneiden, daß ihre erste Windung dann geringere Abmessungen hat als die erforderlichen. Die so vorbereitete Feder kann dann auf der Tafel 2 in der Weise angebracht werden, daß sie frei um den Ring zu liegen kommt, sowie um die Stifte 9 und 10. Zu diesem Zeitpunkt reicht es aus, sie »zu schrauben«, indem man sie um diese drei Elemente drehen läßt bis sie mit ihnen in Verbindung tritt, ohne sich jedoch zu verformen, um gleichzeitig ihre Zentrierung und die Eichung der inneren Windung zu erzielen.

Da die Stärke des Abdeekteils 25 gleich ist der Höhe der Klinge 8, und da beide auf der Tafel 2 aufliegen, sind der Seitenrand, der von dem oberen Abschnitt 28 der Klinge der Feder 8 gebildet wird und die obere Fläche des Abdeekteils 25 in einer Ebene.

Um die Durchführung der Feder am Ring 6 vorzunehmen, werden die Vorrichtungen 22 und 23 (Fig. 1) zunächst so eingestellt, daß die Achse des gebündelten Laser-Lichtstrahles zumindest näherungsmäßig mit der Kante 27 übereinstimmt. Der Laserbeschuß ist außerdem auf diese Kante in der Weise gerichtet, daß eine gleichzeitige Schmelzung des inneren Endes der Feder 8 und der Kante des Abdeekteils 25 erreicht wird.

Interessante Ergebnisse wurden mittels eines Laser-Edelsteingerätes erzielt, dessen Leistung durch eine manuelle Einstellung variiert werden kann, die auf die elektronischen Versorgungskreise des Laserstrahler-

zeugers wirkt, sowie dadurch, daß man zwischen dem Erzeuger dieses Strahls und den zu schweißenden Teilen ein optisches Konvergenzsystem einfügt, sowie eine «: mische Blende und optische Filter* Indem man einen Öffnungswinkel von etwa 9" des Bündelkonus vorsieht, der auf den beiden zu schweißenden Teilen auftritt und durch Regulierung der Emissionsintensität in der Weise, daß die Klinge der Spirale 8 ungefähr bis zur Hälfte ihrer Höhe zum Schmelzen gebracht wird, hat man feststellen können, daß die Befestigung der Feder am Ring allen Erfordernissen gerecht wurde.

Damit das Auftreffen des Lasers nicht eine zufällige Verschiebung der Feder während des Schweißens bewirkt, hält ein Zapfen 29 (F i g. 3), der mindestens die erste innere Windung der Feder 8 überdeckt, diese auf der Tafel 2 durch Druck fest, ohne sie jedoch zu Verformen. Dieser Zapfen 29 weist eine zentrale Öffnung 30 auf, die dazu bestimmt ist, sich über die Muffe 5 des Ringes zu schieben, sowie ein (nicht dargesieiites) Loch an der Sieiie, wo der Laserstrahl hindurchlaufen muß.

Unter den beschriebenen Arbeitsbedingungen liegt der Auftreffpunkt des Laserstrahls auf der Höhe des Abschnitts 28 und der oberen Fläche des Abdeckteils 25 im Inneren eines runden Bereichs 31 (Fig. 6), der nicht die zweite Windung der Federklinge 8 erreicht. Der Durchmesser dieses Schweißgebietes kann zwischen 5/100 und 40/100 mm liegen, und zwar nach dem Federabstand, ohne Störung der Befestigungsbedingungen der Feder am Ring.

Das Ende der Feder, das sich eventuell über die Kante 27 nach innen hinaus erstreckt, wird automatisch durch den Laserstrahl an dieser Kante abgeschnitten, wenn unter den beschriebenen Bedingungen gearbeitet wird.

Das beschriebene Befestigungsverfahren ist natürlich nicht auf die in der Zeichnung dargestellte Ringform beschränkt Insbesondere, wenn der Ring eine Oberflächenzone in Spiralform aufweist, kann der Laserstrahl nach einer beliebigen Linie der Kontaktfläche zwischen der Feder und dem Ring verlaufen. Der Kontakt zwischen diesen beiden Teilen wird vorteilhafterweise eng sein, d. h., es soll dort kein Luftkissen liegen. Natürlich ist es ebenfalls erforderlich, daß die Feder und der Ring Flächen aufweisen, die am Auftreffpunkt des Laserstrahls dicht nebeneinander liegen.

Es ist jedoch nicht notwendig, daß die beiden fraglichen Flächen zur Achse des Lichtbündels rechtwinklig sind; sie könnten auch zu dieser Achse parallel sein. Wenn also in dem Beispiel nach F i g. 6 der äußere innere Rand der Klinge der Feder 8 an dem geradlinigen Rand des Abdeckteils 25 liegen würde, der an der Kante 27 endet, würde der Laserstrahl ganz genauso gut tangential arbeiten. Bei großen Herstellungsserien könnte man natürlich ein Anschlagsystem vorsehen mit festen Stiften an Ort und Stelle der Anschläge 7 und der einstellbaren Stifte 9 und 10 für jede Federserie.

Die Vorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel umfaßt eine Tafel 2a, die zu der des ersten Ausführungsbeispieis analog ist. Um den Ring 6a und die Feder 8 zu führen, weist diese Tafel sine Wulst 33 auf. Letztere hat eine Außenfläche 34, die sich der Form der inneren Windung der Feder 8 anschmiegt und eine Innenfläche 35, die eine Aufnahme umgrenzt, die die Form des Ringes 6a aufweist Die Wulst 33 ist bei 36 unterbrochen, um für das innere Ende der Feder 8 Platz zu machen.

Wie aus F i g. 7 hervorgeht, wurde die Wulst 33 aus einem Stück mit der Tafel 2a hergestellt Wenn diese beiden Teile aus synthetischem Material hergestellt werden, können sie durch Formgießen hergestellt werden. Man kann sie jedoch auch aus einem Metallblock herstellen, indem man zunächst ein Werkzeug mit der Form des Ringes 6a in eine der Flächen dieses Blocks einprägt, um die Inner^flärhe 35 der Wulst auszubilden und dann die Außenfläche 34 dieser Wulst auszubilden, sowie durch Fräsen den Durchlaß 36. Schließlich kann die Wulst 33 auch aus einem oder mehreren unabhängigen und nachträglich mit Tafel la befestigten Teilen bestehen. Es ist offensichtlich nicht notwendig, daß die Innenfläche 35.· der Wulst 33 eine Aufnahme abgrenzt, die genau die Form des Ringes hat, es reicht aus, daß die Umgrenzung dit-Ser Innenfläche derjenigen des Ringes in der Weise angepaßt ist, daß letzterer in einer bestimmten Winkellage gehalten wird.

Der Ring 6a setzt sich aus einer dünnen Muffe 5 zusammen, die jedoch die Standardhöhe aufweist, sowie aus einem Auueukiei! 25a, dessen Siäfkc ungefähr ucF Höhe der Federklinge 8 entspricht Der Abdeckteil 25a weist Ausschnitte auf, die einen Befestigungsarm 37, einen Ausgleichsarm 38 für den Arm 37 und zwei Anschlagarme 39 und 40, die sich diametral gegenüberliegen, abgrenzen. Wie man in Fig.{I sieht, haben diese vier Arme die gleiche Form und 90° Abstand voneinander. Die Breite dieser Arme ist in der Weise gewählt, daß das Ende des Befestigungsarms 37 der Feder 8 auf einer zureichenden Länge folgt, um eine ordnungsmäßige Schweißung zu ermöglichen.

Der Ring 6a kann vorteilhafterweisie durch Abstechen seines Rohres 5 und eines ringförmigen Abdeckteils hergestellt werden, dann durch Abschneiden dieses Abdeckteils, wobei letzerer Arbeitsgang mit einem Glätten der Zentralbohrung des Ringes verbunden ist, wobei dessen Durchmesser geschliffen werden soll.

Nach Beseitigung des Innenhakens und eines Zentralteiles wird die Feder 8 frei um die Wulst 33 auf der Tafel 2a gelegt. Bei dieser Anbringung der Feder kann der radiale Rand des Anschnittes 36 der Wulst 33 als Bezugsgröße in der Hinsicht dienen, daß das Innenende der Feder gegenüber diesem Rand gehalten werden kann. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel reicht es aus, dann die Feder 8 um die Wulst 33 zu drehen, bis ihre Innenwindung vollständig gegen die Außenfläche 34 dieser Wulst drückt, ohne irgendeine Verformung der Windung zu bewirken.

Wenn die Feder 8 und der Ring 6a in der beschriebenen Weise auf der Tafel 2a angeordnet sind, erstreckt sich die Klinge der Feder 8 in der unmittelbaren Nähe des Endes des Befestigungsarmes 37 des Ringes, wobei der obere Rand dieser Klinge die obere Fläche des Armes 37 berührt

Um dann die Feder mit dem Ring zu verbinden, genügt es, einen Laserstrahl auf den Bereich 41 zu richten, der das Ende des Armes 37 und den Abschnitt umfaßt, der von der Klinge 8 anliegt Diese Einstellung kann ohne Schwierigkeiten mit Hilfe einer Blende von im allgemeinen rechteckiger Form erfolgen. Diese Maßnahme ermöglicht es, den Ring und die Feder längs eines relativ langen Segmentes der letzteren zu erreichen, ohne dadurch zu riskieren, die folgende Windung zu berühren oder einen wesentlichen Teil des Armes 37 zu verändern. Die Intensität des Laserstrahles wird auf der anderen Seite in der Weise geregelt, daß der Bereich 42 der Schweißung (F i jr. 9) sich in keinem Fall über die Hälfte der Höhe der Klinge 8 hinaus erstreckt Vorzugsweise wird man so verfahren, daß

dieser Bereich 42 sich nicht Ober das obere Drittel der Höhe der Klinge 8 hinaus erstreckt

Da eine Schweißzone 42 mit einer im wesentlichen der Höhe der Klinge 8 entsprechenden Länge in gewissen Fällen ausreichend sein kann, kann man in diesen Fällen sich damit begnügen, den Laserstrahl in einem kreisförmigen Bereich einzustellen, der beispielsweise bezüglich der Mitte des Armes 37 zentriert ist. Alternativ dazu kann man auch mehrere sukzessive Schweißpunkte anbringen, indem man den Brennpunkt des Laserstrahles längs der Verbindung der Klinge 8 und des Armendes 37 verschiebt

Um jede Verschiebung der Feder während des Schweißens zu verhindern, verfährt man wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, indem man einen Zapfen auf dieselbe legt Dieser Zapfen drückt die Feder 8 auf den Tisch 2a, ohne sie zu verformen und weist ein Loch

auf, um den Laserstrahl hindurchzulassen.

Die verklemmte Feder kann von der Wulst 33 der Tafel 2a mittels eines Abziehgerätes 43 getrennt werden, das auf den Ring 6a wirkt

Bei dem beschriebenen Beispiel wird die Zentrierung des Ringes 6a auf der Tafel 2a ausschließlich durch die Innenfläche 35 der Wulst 33 bewirkt Es ist jedoch klar, daß diese Zentrierung auch mit Hufe eines Zentraldornes erfolgen könnte, auf dem das Rohr 5 des Ringes

ίο justiert werden könnte.

Bei Arbeit unter den beschriebenen Bedingungen bleibt das Ende 44 der Feder, das sich über den Befestigungsarm 37 hinaus erstreckt, mit der Feder verbunden und behält seine natürliche Form, so daß keine Gefahr besteht daß der aktive Teil der Feder gestört wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (17)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Befestigung des inneren Endes einer Uhrfeder an einem Ring, bei dem das genannte Federende seine ursprüngliche Form behält, dadurch gekennzeichnet, daß die Federklinge und der Ring in die jeweiligen Lagen gebracht werden, die sie nach ihrer Fixierung einnehmen müssen, wobei die Federklinge vollkommen entspannt ist und der Ring gegen sie mindestens längs einer parallelen Verbindungslinie zur Federachse drückt, ohne jedoch eine Verformung der Klinge zu bewirken, sich beide längs einer Kontaktlinie berühren und in ihren jeweiligen Lagen gehalten werden, wobei ein Laserstrahl zumindest näherungsmä3ig nach der Kontaktlinie eingestellt und auf die berührenden Flächen der Feder und des Ringes gerichtet wird, die die Zone des engen Kontaktes zwischen diesen beiden Teilen umgeben.

2. Verfahren zur Befestigung des inneren Endes einer Uhrfed&r an einem Ring, bei dem das genannte Federende seine ursprüngliche Form behält, dadurch gekennzeichnet, daß die Federklinge und der Ring jeweils in die Lage gebracht werden, die sie nach ihrer Befestigung einnehmen müssen, wobei die Federklinge vollständig entspannt ist und einen Rand in Berührung mit dem Ring hat, daß ein Laserstrahl auf den die Beriihrungsstelle umgebenden Bereich des Ringes sowie auf den danebenliegenden Rand der Federklinge gerichtet und so eingestellt wird, daß er zumindest näherungsmäßig nach einer zur Achse des Ringes parallelen Richtung auf den genannten Bereic'i und < > λ den danebenliegenden Rand der Federklinge ausgerichtet ist, wobei die Intensität des Strahles in der Weise geregelt wird, daß eine Verschweißung des oberen Teils der Federklinge mit dem Ring erzielt wird, die nicht über die Hälfte der Klingenhöhe reicht und sich auf eine Länge erstreckt, die mindestens der Höhe dieser Klinge entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verankerungsstelle (25) mit einem zylindrischen Flächenstück (26) und einem senkrecht dazu stehenden, ebenen Flächenstück (die obere Flachseite der Läppchen 25) auf dem Tragstück (6) derart beschaffen wird, daß, wenn die Federklinge (8) und ihr Tragstück (6) in ihre endgültigen, gegenseitigen Lagen gelegt werden, das zylindrische Flächenstück (26) der Verankerungsstelle (25) die breite Innenseite der inneren Windung der Federklinge (8) mindestens längs einer parallel zur Federachse verlaufenden, geraden Linie (27) ohne Verformung der Federklinge berührt und eine Schmalseite (28) der Fede^rklinge (8) in der Ebene des ebenen Flächenstücks dt. Verankerungsstelle (25) lieg», daß die Federklinge (8) und ihr Tragstück (6) in ihre endgültigen gegenseitigen Lagen gesetzt und in diesen Lagen festgehalten werden und daß anschließend der zumindest näherungsmäßig nach der Berührungslinie (27) eingestellte Laserstrahl auf die rings um die Berührungslinie (27) liegende Zone der

In der gleichen Ebene liegenden Flächen der Federklinge (8) und der Verankerungsstelle (25) gerichtet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verankerungsstelle (37) mit einem kreiszylindrischen Flächenstück (26) und einem senkrecht dazu stehenden, ebenen Flächenstück (die obere Flachseite der Läppchen 37 bis 40) auf dem Tragstück (6a) derart beschaffen wird, daß, wenn die Federklinge (8) und ihr Tragstück (6a) in ihre endgültigen, gegenseitigen Lagen gelegt werden, das kreiszylindrische Fiächenstück (26) der Verankerungsstelle (37) die breite Innenseite der inneren Windung der Federklinge (8) mindestens längs einer parallel zur Federachse verlaufenden, geraden Linie (27) ohne Verformung der Federklinge berühr und eine Schmalseite (28) der Federklinge (8) in der Ebene des ebenen Flächenstücks der Verankerungsstelle (37) liegt, daß die Federklinge (8) und ihr Tragstück (6a) in ihre endgültigen gegenseitigen Lagen gesetzt und in diesen Lagen festgehalten werden und daß anschließend der zumindest annähernd parallel zur Berührungslinie (27) eingestellte Laserstrahl auf Zonen der in der gleichen Ebene liegenden Flächen der Federklinge (8) und der Verankerungsstelle (37) gerichtet wird, die von der Berührungslinie (27) ausgehend einen Teil der Schmalseite (28) der Federklinge (8) und der danebenliegenden Verankerungsstelle umgeben, dessen Länge mindestens so groß ist wie die Breite der Federklinge, wobei die Intensität des Strahles in der Weise geregelt wird, daß die Verschweißung nicht über die Hälfte der Breite der Federklinge (8) reicht.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Laserstrahls in der Weise geregelt wird, daß der Öffnungswinkel des auftreffenden Konus dieses Bündels auf den zu verschweißenden Teilen ungefähr 9° entspricht

6. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität des Laserstrahls in der Weise geregelt wird, daß die Verschweißung der Federklinge mit dem Ring nicht mehr als ein Drittel der Höhe dieser Klinge überschreitet

7. Verfahren nach Anspruch 2, 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl durch eine Blende von im allgemeinen rechtwinkliger Form reduziert wird, und zwar so weit, daß nur ein sehr enger Bereich des Ringes erreicht wird, der sich längs des mit ihm zu verschweißenden Federsegmentes erstreck L

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2, 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schweißpunkte nacheinander geschaffen werden, indem der Brennpunkt des Laserstrahls längs des mit dem Ring zu verschweißenden Federsegments verschoben wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder mit einem Abdeckteil aes Ringes verbunden ist, dessen Stärke mindestens näherungsmäßig gleich der Höhe der Federklinge ist und dessen Umfang eine symmetrische Form bezüglich der Achse des Ringes aufweist

10. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder mit einem Arm des Abdeckteils des Ringes verbunden ist dessen Stärke mindestens näherungsmäßig gleich der Höhe der Fedefklinge ist, wobei dieser Arm an seinem Ende eine im wesentlichen gleiche Breite aufweist wie die Länge des mit dem Ring verschweißten Federsegmentes und wobei der genannte Abdeckteil einen Ausgleichsarm aufweist, der diametral demjenigen, der die Feder trägt, gegenüberliegt, sowie Anschlagarme, die zwischen den beiden ersten Armen

angeordnet sind.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 3 mit einem Arbeitstisch und Führungsvorrichtungen zur Halterung des Ringes in einer bestimmten Lage, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Stifte (9,10) aufweist, die über den Tisch (2) hinausragen und die zum Ring (6) so angeordnet sind, daß sie und der Ring (6) Führungen für die Feder (8) bilden und diese in einer zentrierten, genau bestimmten Lage halten, ohne sie zu verformen.

IZ Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Träger einen auf einer Tafel (2a) angeordneten Wulst (33) aufweist, der den Ring (6a) und die Feder (8), die miteinander verschweißt werden sollen, festlegt, wobei der Wulst (33) eine Außenfläche (34) aufweist, die der Form der inneren Windung der Feder (8) angepaßt ist, und eine Innenfläche (35), die eine Aufnahme für den Ring (6a; bildet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (9, 10) und die Berührungslinie (27) in regelmäßig um die Fed^rachse verteilten, radialen Ebenen liegen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der genannten Stifte (9, 10) in seiner radialen Ebene einstellbar ist

15. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsvorrichtungen für den Ring (8), die dessen Ausrichtung um seine Achse bewirken, einstellbar sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, da3 die Außenfläche (34) der Wulst (33) der Form lediglich des aktiven Teils der inneren Windung der Feder (8) angepaßt ist und daß diese unterbrochen ist, um Platz zu schaffen für das innere Ende der Feder (8), das sich über das geschweißte Segment hinaus erstreckt

17. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 16, dadurch ge^ennzeichnet daß die Innenfläche (35) der Wulst (33) zur Aufnahme des Ringes (6a) an deren Form angepaßt ist