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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stellglied für eine mechanische Uhr, die eine mit einer Spiralfeder versehene Unruh aufweist. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung ein Stellglied, wobei die Spiralfeder, die von einer Vielzahl konzentrischer Windungen gebildet ist, die ein erstes inneres freies Ende aufweist, welches fest auf einer Unruhachse fixiert ist, und die zwischen einer Platine und einem Unruhkloben schwenkbar ist ein zweites äußeres freies Ende aufweist, welches direkt oder indirekt an einem Befestigungspunkt auf dem Unruhkloben fest fixiert ist.
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Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein zuvor genanntes Stellglied, wobei die Spirale eine definierte aktive Länge aufweist die, insbesondere im Fall von Erschütterungen, über die Zeit stabil ist.
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Technologischer Hintergrund
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Die Qualität eines Spiralunruh-Stellglieds für eine mechanische Uhr besteht in seiner Fähigkeit zur Erzeugung isochroner Schwingungen. Um diesen Idealbetrieb zu erreichen, muss jedes dem Stellglied zugehörige Element optimiert sein, um einerseits äußeren Faktoren, wie der Verbindung mit der Hemmung, Temperaturschwankungen als auch mechanischen Erschütterungen, welchen das Stellglied unterworfen ist, standzuhalten, und um andererseits zeitbedingter Abnutzung standzuhalten.
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Um den Einfluss dieser verschiedenen Parameter auf den Isochronismus des Stellglieds zu kompensieren oder zu reduzieren, wurden im Stand der Technik bereits zahlreiche Lösungen vorgestellt.
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Zum Beispiel beschreibt das Patent
CH 327796 eine flache Spirale, die zur Verwendung in einem, einen Rücker aufweisenden Stellsystem vorgesehen ist, wobei ein innerer gekrümmter Bereich und ein äußerer gekrümmter Bereich der Spirale jeweils einen rechten Abschnitt darstellen, die sich vom restlichen Abschnitt der Spirale unterscheiden. Diese unterschiedlichen Teilbereiche sind somit versteift und erlauben es der Spirale, sich in konzentrischer Art und Weise zu entfalten. Dies verringert oder eliminiert den lateralen Druck, der über die Unruhachse über die Zapfen aufgrund der Kontraktion und Expansion der Spirale ausgeübt wird. Der versteifte Bereich der äußeren Krümmung befindet sich, ausgehend vom Zentrum der Spirale, zumindest zum Teil vor dem Sperrstift des Rückers. In klassischer Manier stellt die letzte Windung u. a. eine Verformung in einer radialen Richtung dar, die einen Durchgang bildet und die gleichermaßen vor dem Sperrstift des Rückers angeordnet ist. Jene abschließende Krümmung hat zum Ziel, den Endabschnitt der letzten Windung der vorausgehenden Windung seitlich abzustellen und somit die Befestigung der Spirale auf dem Spiralklötzchen zu erleichtern. In einem Ausführungsbeispiel wird die Steifigkeit der genannten Abschnitte der inneren Krümmung und der äußeren Krümmung, ausgehend von einem normalen Profil der Klinge durch Biegung um einen Winkel von etwa 70° erreicht. Jene Biegung verändert nicht den Zählpunkt der Spirale, welcher klassisch durch die Sperrstifte des Rückers definiert ist. Die deformierten Abschnitte der Spirale weisen dennoch den Nachteil auf, sich bei Wiedereinnahme ihrer ursprünglichen Form nach einer Deformation bei Erschütterungen zu spannen.
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Das Patent
EP 1 612 626 versucht, die durch Alterung eines Klebstoffs bedingten Probleme zu beseitigen, der üblicherweise dazu dient, die letzte Windung einer Spirale eines mit einem Rücker versehenen Stellsystems am Spiralklötzchen zu fixieren. Hierzu schlägt das Patent
EP 1 612 626 vor, einen Abschnitt der letzten Windung der Spirale zwischen dem Sperrstift des Rückers und dem Spiralklötzchen um 90° zu winden, um einen fixen Zählpunkt im gewundenen Bereich zu definieren. Die Spirale weist gleichermaßen einen durch die Deformation der letzten Windung erhältlichen Gang auf und befindet sich vor den Sperrstiften des Rückers. Jenes Dokument präzisiert jedoch nicht die Windung der Spirale, um in sicherer und präziser Art den Zählpunkt zu definieren. Dies ist denkbar sofern der Zählpunkt durch die Sperrstifte des Rückers prinzipiell definiert ist. Infolge dessen ist die aktive Länge der Spirale, die mit den Sperrstiften des Rückers zusammenwirkt, zu 90% derjenigen Zeit durch jene Sperrstifte definiert, die eine Schwingung der Unruh dauert und wobei die Klinge der Spirale von dem einen oder dem anderen Sperrstift während abwechselnder Expansions- und Kontraktionszyklen der Spirale gestützt wird. Wie im Fall des Patents
CH 327796 ist die Deformation durch Biegung der Klinge der Spirale von Erschütterungen beeinflusst, was zur Konsequenz hat, die Geometrie der gebogenen Abschnitte der Spirale in Richtung ihrer ursprünglichen Geometrie vor dem Biegen zu modifizieren. Im Erschütterungsfall kann somit der Abschnitt der terminalen Krümmung dazu neigen, sich wieder seiner ursprünglichen Geometrie anzunähern, wobei in diesem Fall der in Ruhe befindliche Abschnitt der letzten Windung das Spiralklötzchen derart touchieren kann, dass sich die aktive Länge der Spirale ändert. Gleiches gilt für eine Windung, die infolge einer Erschütterung verändert sein kann, was dazu führt, dass die Spirale eine Verkippung aufweist. In diesen beiden Fällen sind die chronometrischen Eigenschaften des Stellsystems verändert.
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Zur Verstärkung des Widerstands gegen Erschütterungen der deformierten Abschnitte der Spirale schlägt
EP 0 911 707 A1 vor, die Abschnitte der Spirale thermisch zu behandeln, um diese zu stabilisieren.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung ist nun bestrebt, die Nachteile des vorbezeichneten Standes der Technik zu beseitigen und eine Stelleinrichtung für eine mechanische Uhr mit Spiralunruh ohne Rücker bereitzustellen, die eine präzise vorgegebene Spiralgeometrie aufweist, um die Stabilität der Spirale über die Zeit zu garantieren.
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Die Erfindung hat gleichermaßen zum Ziel, eine Stelleinrichtung für eine mechanische Uhr mit einer Spiralunruh zu schaffen, deren aktive Länge keinerlei Veränderungen im Lauf der Zeit erleidet, selbst im Erschütterungsfall.
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Die Erfindung hat gleichermaßen zum Ziel, ein Verfahren zur thermischen Stabilisierung einer perfektionierten Stelleinrichtung zu schaffen, um die Stabilität gegen Erschütterungen der Stelleinrichtung zu verstärken.
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Die Erfindung hat gleichermaßen zum Ziel, ein thermisches Stabilisationsverfahren einer Stelleinrichtung bereitzustellen, welches zuverlässig und leicht umzusetzen sein soll.
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Demnach hat die Erfindung eine Stelleinrichtung für eine mechanische Uhr zum Gegenstand, wobei die Stelleinrichtung eine an eine Spiralfeder gekoppelte Unruh aufweist, wobei die Achse, auf welcher die Unruh gelagert ist, zwischen einer Platine und einem Unruhkloben schwenkbar ist, die Spiralfeder, welche von einer Vielzahl konzentrischer Windungen gebildet ist, eine innere Krümmung aufweist, die fest auf der Achse der Unruh fixiert ist und eine terminale Krümmung aufweist, die direkt oder indirekt an einem Befestigungspunkt am Unruhkloben fest fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung rückerlos ist, wobei ein Abschnitt der terminalen Krümmung der Spirale dem Befestigungspunkt vorgelagert spiralartig gewunden ist, wobei der Abschnitt der Windung zwischen dem 0,5- und 10-Fachen der Höhe der Windungen beträgt.
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Nach einer ersten Ausführungsform ist das Ende der terminalen Krümmung um einen Winkel von in etwa 90° gewunden, um das Ende der terminalen Krümmung in eine Ebene senkrecht zur Höhe der Windungen, bevorzugt in Verlängerung der Mittelachse der Windungen zu bringen.
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Indem eine Spiralgeometrie vorgeschlagen wird, die starke plastische Deformationen zu Lasten schwacher Deformationsabschnitte begünstigt, wie zum Beispiel eine schwache radiale Deformation der letzten externen Windung der Spirale, wird die Stabilität der Spirale über die Zeit garantiert. Wenn die Fixierung zum Beispiel mittels Kleben im Schlitz eines mit dem Unruhkloben oder Spiralklötzchenträger verbundenen Spiralklötzchens erfolgt, beobachtet man, dass die Torsion des Endes der terminalen Krümmung die Dimensionen der Klinge der Spirale nicht ändert, sodass keinerlei Modifikation des Spiralklötzchens nötig ist, sofern nur die Breite des Schlitzes des Spiralklötzchens leicht größer als die Höhe der Klinge der Spirale vorgesehen ist. Folglich hängt der Einbaupunkt nicht länger von der Art und Weise des Anbringens des Klebstoffs noch von dessen Alterung, sondern lediglich vom über die Torsion des Endes der Spirale verstärkten Punkts ab.
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Die Erfindung betrifft gleichermaßen ein Verfahren zur thermischen Behandlung der Spirale der Erfindung. Gemäß diesem Verfahren wird die letzte äußere Windung lokal erhitzt, um die Relaxation verbliebener Spannungen herbeizuführen und um die Geometrie der Spirale über die Zeit zu stabilisieren. Man hat sich klargemacht, dass trotz der auf die Herstellung der Spiralfeder aufgewendeten Sorgfalt, die auf die Spiralfeder einwirkenden Erschütterungen eine Veränderung des Abgleichsder Spiralfeder hervorrufen können. Unter dem Abgleich versteht man die Differenz zwischen der Dauer zweier aufeinanderfolgenden Halbschwingungen einer Schwingung der Stelleinrichtung.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der detaillierten Beschreibung deutlicher hervor, die ein Ausführungsbeispiel der Spiralfeder der Erfindung ist, wobei das Beispiel lediglich illustrativ und nicht limitierend in Verbindung mit den Zeichnungen ist, auf welchen:
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die 1 eine perspektivische Ansicht einer partiell abgezogenen Stelleinrichtung mit Spiralunruh zeigt, die mit einer Spiralfeder gemäß der Erfindung versehen ist;
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die 2 eine Ansicht von unten auf die Spiralfeder gemäß der Erfindung und des Verstiftungspunkts der terminalen Krümmung der Spiralfeder ist, und
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die 3 eine vergrößerte perspektivische Darstellung des Endes der terminalen Krümmung der Spiralfeder gemäß 1 ist.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung folgt der generellen Erfindungsidee, die darin besteht, in einer Stelleinrichtung einer rückerlosen Spiralunruh einen terminalen Abschnitt der letzten Windung der Spiralfeder derart spiralartig zu deformieren, um einen vollkommen steifen Zählpunkt der Spiralfeder zu definieren. Genauer lehrt die vorliegende Erfindung, dass der Abschnitt der Windung zwischen dem 0,5- und 10-Fachen der Höhe der Klingen liegen soll, um eine gute Definition des Zählpunkts zu garantieren. Bei bekannten rückerlosen Stelleinrichtungen erhält man den Verstiftungspunkt, welcher die aktive Länge der Spiralfeder definiert, durch Verstiften oder Verkleben des terminalen Abschnitts der letzten Windung der Spiralfeder, teils direkt, teils über ein Spiralklötzchen über den Unruhkloben. Nichtsdestotrotz haben derartige Fixiertechniken, sei es aus Gründen leichter Verlagerungen, sei es aus Gründen der Alterung des Klebstoffs oder dessen Zerbröckeln, den Nachteil, eine gute Positionierung des Verstiftungspunkts über die Zeit nicht zu garantieren, was ein Verändern des Ganges und des Isochronismus der Stelleinrichtung zur Folge hat. Um dieses Problem zu beseitigen, ist bereits vorgeschlagen worden, einen Abschnitt der letzten Windung der Spiralfeder ohne weitere Präzision und ohne Präzisieren, insbesondere bezüglich des Werts der spiralartigen Helix zu drehen. Es ist gut vorstellbar, diesen Vorschlag mit einer Stelleinrichtung mit einer Spiralunruh des Rückertyps in Verbindung zu bringen. Nun, in einem solchen Fall ist der Zählpunkt überwiegend durch den Abschnitt der letzten Windung der Spiralfeder bestimmt, der zwischen den Sperrstiften des Rückers liegt. Tatsächlich sind ist die Sperrstifte des Rückers, die die aktive Länge der Spiralfeder definieren und von denen der eine oder andere während 90% der Dauer einer Schwingung mit der terminalen Krümmung in Kontakt sind. Folglich hat der gewundene Abschnitt der letzten Windung der Spiralfeder einen sehr kleinen Einfluss auf die Definition des Zählpunkts und man hat nicht nach Vorteilen zur Verbesserung der Eigenschaften dieses Zählpunkts gesucht. Dennoch hat man sich klargemacht, dass an der Spiralfeder anliegende Erschütterungen ebenso Veränderungen des Abgleichs der Spiralfeder hervorrufen könnten. Zum Beseitigen dieses Problems wird daher vorgeschlagen, der Spiralfeder eine Geometrie zu verleihen, die erhöhte plastische Deformationen bevorzugt, sofern eine derartige Geometrie die Stabilität der Spiralfeder über die Zeit zu garantieren scheint, wohingegen im Gegenteil, die Spiralfedern nach dem Stand der Technik, deren letzte Windung geringfügig plastisch deformiert ist, dazu neigen, sich im Erschütterungsfall an ihre ursprüngliche Form anzunähern, was ebenso den Isochronismus der Spiralfeder wie auch deren Abgleichbeeinflusst.
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Die 1 ist eine perspektivische Ansicht mit einer partiellen abgezogenen Stelleinrichtung mit einer rückerlosen Spiralunruh, auf welcher nur die zum Verständnis der Erfindung verwendeten Teile dargestellt sind.
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Die Stelleinrichtung weist eine Unruh 1 auf, die sich klassischerweise aus einer Unruhachse 2 zusammensetzt, die mit einem Fußkreis 4 über äquidistante radiale Arme 6 verbunden ist. Die innere Krümmung 8 der Spiralfeder 10 ist mittels einer auf der Unruhachse 2 fixierten Spiralrolle 12 an der Unruh 1 fixiert. Diese Fixierung kann gleichermaßen durch sämtliche anderen, dem Fachmann bekannten Mittel verwirklicht werden. Klassischerweise ist die Achse 2 der Unruh 1 zwischen der Platine des Uhrwerks und dem Unruhkloben 14 gelagert.
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Die letzte äußere Windung 16 ist mit dem Unruhkloben 14 verbunden. Im gezeigten Beispiel wird ist diese Fixierung durch Verstiftung der letzten äußeren Windung 16 in einem Befestigungspunkt 18 erreicht, welcher von einem auf einem Spiralklötzchenträger 20 fixierten Spiralklötzchen gebildet wird, wobei jene Einpassung mittels Kleben erreicht wird. Hierzu weist das Spiralklötzchen 18 (siehe 3) eine Nut 22 auf, deren Breite L geringfügig größer als die Höhe H der Klingen 24 der Spiralfeder 10 ist. Ein Tropfen Klebstoff 26 ist in der Nut 22 deponiert, um eine Blockierung der letzten äußeren Windung 16 im Spiralklötzchen 18 zu erlauben.
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Die terminale Krümmung 28 der letzten äußeren Windung 16 ist von rechteckigem Querschnitt H·E, wobei H die Höhe der Klingen und E deren Dicke ist. Üblicherweise befindet sich die terminale Krümmung 28 der letzten äußeren Windung 16 in der Verlängerung der Klingen 24. Im Unterschied hierzu und gemäß der vorliegenden Erfindung ist die terminale Krümmung 28 der letzten externen Windung 16 derart deformiert, dass der Zählpunkt der Spiralfeder 10 nicht mehr durch das Spiralklötzchen 18, sondern durch die Spirale 10 selbst an der Stelle, an welcher sie selbst durch Deformation versteift ist, definiert ist.
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Folglich und wie in den 2 und 3 dargestellt, ist die terminale Krümmung 28 der letzten äußeren Windung 16 spiralartig gewunden, wobei eine Torsion von zum Beispiel 90° auf die terminale Krümmung 28 der letzten äußeren Windung 16 derart durchgeführt ist, und die terminale Krümmung 28 in einer senkrecht zur Höhe H der Klingen 24 liegenden Ebene gelangt. Die Mittellinie 30a der Klingen 24 vor der Deformation befindet sich folglich in der Verlängerung der Mittellinie 30b des gewundenen Abschnitts 32. Im Allgemeinen kann auf die terminale Krümmung 28 der letzten äußeren Windung 16 eine Torsion zwischen 10° und 180° angewendet werden.
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Darüber hinaus, stets gemäß der Erfindung, beträgt die Steigung P der Windung zwischen dem 0,5- und 10-Fachen der Höhe H der Klingen. Mit anderen Worten ist die Steigung der letzten externen Windung 16, welche zum Vorbeiführen jener letzten externen Windung 16 von ihrer Position, in welcher sie sich vertikal erstreckt, in diejenige, in welcher sie sich in der Ebene senkrecht zur Höhe H der Klingen 24 wiederfindet, zwischen dem 0,5- und 10-Fachen der Höhe H der Klingen 24. Es wurde insoweit bestimmt, dass der Längenbereich, der als Vielfaches der Höhe der Klingen 24 definiert ist, es erlaubt, ein Optimum im Hinblick auf die Steifigkeit des Zählpunkts zu erreichen und dennoch eine exzellente Einhaltung des Isochronismus der Stelleinrichtung mit rückerfreier Spiralunruh gemäß der Erfindung über die Zeit zu garantieren.
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Der gewundene Abschnitt 32 der letzten externen Windung 16 ist mit der vorherigen Windung 34 über einen Übergangsbereich 36 verbunden, der einen Knick bildet, der sich radial nach außen erstreckt. Man nennt α den Winkel zwischen der Tangente der vorherigen Windung 34 und dem Übergangsbereich 36. Dieser Winkel α beträgt zwischen 0 und 160°, vorzugsweise zwischen 0 und 90°. Die Länge l des Übergangsbereichs 36 beträgt zwischen 0 und dem externen Durchmesser D der Spiralfeder 10 vor Veränderung der letzten externen Windung 16. Schließlich beträgt die Länge d des Abschnitts der letzten äußeren Windung 16, der sich an den gewundenen Abschnitt 32 zum Spiralklötzchen anschließt, zwischen 0 und dem 10-Fachen der Höhe H der Klingen 24.
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Nach einem anderen Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur thermischen Stabilisierung des Zählpunkts.
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Während der Herstellung einer Spiralfeder wird ein sehr feiner und in Form einer Spirale gewickelter Metalldraht konventionell einer ersten thermischen Behandlung unterzogen, um ihn in seiner Form zu erstarren. Bis jetzt wurde bereits vorgeschlagen, eine gleiche Spirale zwei sukzessiven thermischen Behandlungen zu unterziehen. Eine solche Spirale weist einen Übergangsbereich auf, der eine Treppenstufe oder Stufe zwischen der letzten externen Windung und der vorhergehenden Windung bildet. Diese Öffnung der Krümmung hat zum Ziel, die letzte externe Krümmung von der vorhergehenden Krümmung abzuspreizen, um die Montage der letzten externen Krümmung zwischen den Sperrstiften des Rückers zu erleichtern und die Verstiftung zu vereinfachen. Die durch die radiale Deformation erhaltene Stufe der letzten externen Windung der Spiralfederwird nach der thermischen Behandlung der Spirale in ihrer Gänze lokal erhitzt, um die Relaxation der durch die Biegung induzierten Spannung herbeizuführen. Folglich kann jede Erschütterung, die die Uhr erleidet, die Rückkehr der Spiralfeder zu einer Form nahe der ursprünglichen Form fördern, die, man erinnere sich, durch die erste thermische Behandlung erstarrt ist, sodass wichtige Störungen des Ganges und der Amplitude der Unruh folglich einen Verlust der chronometrischen Qualitäten nach sich ziehen. Durch lokales Erwärmen der Stufe führt man eine Relaxation der verbliebenen Spannungen herbei und man beobachtet, dass die Spiralfeder weniger dazu neigt, in ihre ursprüngliche Form zurückzukehren.
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Im Stand der Technik beschränkt man sich dennoch auf die thermische Behandlung der Stufe und im Allgemeinen der leicht plastisch deformierbaren Abschnitte. Die Stufe, die über simple radiale Deformation der äußeren Krümmung der Spiralfeder erreicht wird, ist folglich derart, dass die eingebrachten plastischen Deformationen relativ schwach sind, Nun, im Fall von Erschütterungen haben jene leicht plastisch deformierbaren Abschnitte die Tendenz zu einfach wieder ihre Ausgangsform einzunehmen, daher die Idee, diese Bereiche thermisch zu behandeln, um eine Relaxation ihrer Spannungen zu bewirken. Anders verhält es sich im Fall der vorliegenden Erfindung, wo die Torsion der letzten äußeren Windung 16 der Spiralfeder 10 zur Bestimmung des Zählpunkts stark erhöhte plastische Deformationen induziert. Bis jetzt hat man nie daran gedacht, stark plastisch deformierte Bereiche thermisch zu behandeln, gilt es zu bedenken, dass selbst im Erschütterungsfall jene stark plastisch deformierten Bereiche nicht dazu tendieren, eine Form nahe zu ihrer ursprünglichen Form wieder einzunehmen, aus Gründen der Existenz der erhöhten plastischen Deformationen, die den Isochronismus der Stelleinrichtungen nicht in negativer Art und Weise beeinflussen.
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Durch Unterziehen eines Satzes Spiralfedern gemäß der Erfindung unter einer Reihe von Erschütterungen, macht die Anmelderin nun klar, dass die Erschütterungen nicht nur einen Einfluss auf die Geometrie der Spiralfedern haben, sondern auch gleichermaßen den Abgleich der Spiralfeder empfindlich belasten.
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Unter einem Abgleich versteht man die Differenz zwischen den Dauern zweier aufeinanderfolgender Halbschwingungen einer Schwingung der Stelleinrichtung. Je näher die Dauern der beiden Halbschwingungen einer Oszillation sind, desto besser ist die Qualität der Spiralfedern. Anders gesagt, trotz Vorhandensein eines gewundenen Abschnitts starker plastischer Deformationen im terminalen Abschnitt der letzten äußeren Windung der Spiralfeder gemäß der vorliegenden Erfindung, haben Erschütterungen einen sehr nachteiligen Einfluss auf den Abgleich der jene Spiralfedern aufweisenden Unruhspiralanordnung.
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Andererseits ist man immer davon ausgegangen, dass die Präsenz starker plastischer Deformationen in der letzten äußeren Windung 16 der Spiralfeder 10 die Spiralfeder 10 merklich schwächt. Auch in diesem Fall hat man nun erstaunlicherweise festgestellt, dass eine thermische Behandlung des gewundenen Abschnitts 32 der Spiralfeder 10 nicht ausschließlich zur Zerstörung der Spiralfeder 10 führt, sondern noch die Relaxation der verbleibenden Spannungen in den gewundenen Abschnitt 32 derart erlaubt, dass die Form des Zählpunkts erstarrt.
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Diese Beobachtungen sind durch eine Reihe durchgeführter Tests an gewundenen und thermisch behandelten Spiralfedern gemäß der Erfindung bestätigt, deren Details in der nachfolgenden Tabelle angegeben sind:
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Man bemerke, dass die durch Erschütterungen hervorgerufenen Abweichungen des Abgleichs der Stelleinrichtung merklich um das Doppelte zwischen den thermisch behandelten oder nicht behandelten Spiralfedern gemäß der Erfindung variieren.
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Die Tests sind zunächst für einen Satz A von zehn Spiralfedern durchgeführt worden, von denen die letzte äußere Windung gedreht dann thermisch entsprechend der Erfindung behandelt wurde. Die gleichen Tests sind für einen Satz A1 Spiralfedern der gleichen Zusammensetzung wie die Spiralfedern des Satzes A durchgeführt worden, von denen die letzte äußere Windung gedreht, aber nicht thermisch behandelt wurde. Die in der Tabelle angegebenen Werte sind die in Millisekunden ausgedrückten Mittelwerte.
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Die erste mit ”Eingang” markierte Spalte gibt den Mittelwert des Abgleichs für den jeweiligen Satz Spiralfedern bei Erhalt dieses Satzes an. Zum Beispiel ist der Mittelwert des Abgleichs bei Erhalt des Satzes der Spiralfedern A 0,24 ms. Die zweite Spalte gibt den Mittelwert des Abgleichs des Satzes der Spiralfedern an, die den Chappuis-Test überstanden haben. Zum Beispiel ist der Mittelwert des Abgleichs des Satzes der Spiralfedern A 0,75 ms nach dem Chappuis-Test. Die dritte Spalte gibt den Mittelwert des Abgleichs eines Satzes Spiralfedern an, die eine Beschleunigung von 100 g erfahren haben. Zum Beispiel weist der Mittelwert des Abgleichs des Satzes der Spiralfedern A 0,70 ms nach der Beschleunigung von 100 g auf. Die vierte Spalte gibt den Mittelwert des Abgleichs eines Satzes Spiralfedern an, die eine Beschleunigung von 500 g erfahren haben. Beispielsweise ist der Mittelwert des Abgleichs des Satzes der Spiralfedern A 0,62 ms nach einer Beschleunigung von 500 g. Die fünfte Spalte gibt den Mittelwert eines Satzes Spiralfedern an, die Dreherschütterungen ausgesetzt waren. Beispielsweise ist der Mittelwert des Abgleichs des Satzes der Spiralfedern A 0,62 ms nach den Dreherschütterungen. Die sechste Spalte gibt den Mittelwert des Abgleichs eines Satzes Spiralfedern an, die eine Beschleunigung von 5000 g ausgesetzt waren, beispielsweise ist der Mittelwert des Abgleichs des Satzes der Spiralfedern A 0,53 Millisekunden nach der Beschleunigung von 5000 g. Die siebte und letzte Spalte gibt die Mittelung des Ensembles der Spiralfedern des Satzes A bezüglich der maximalen Abweichung des Abgleichwertes als Funktion der durchlaufenen Tests an. Folglich ist das Mittel des Ensembles der zehn Spiralfedern des Satzes A, welche thermisch gemäß der maximalen Variation des Abgleichwerts behandelt wurden, 0,87 ms, während die maximale Abweichung des Markierungswerts der Spiralfedern des Satzes A1, welche nicht thermisch behandelt wurden, 1,50 ms beträgt. Die Amplitude der Schwankungen der Abgleiche unter dem Einfluss der Erschütterungen beträgt folglich spürbar das Doppelte, wenn die Spiralfedern thermisch behandelt wurden oder nicht. Diese Resultate zeigen zwei Dinge: In erster Linie, dass die Erschütterungen einen Einfluss auf den Wert des Abgleichs der Spiralfedern haben, deren äußere Krümmung gewunden, aber nicht thermisch behandelt sind; in zweiter Linie, dass die thermische Behandlung es erlaubt, den Einfluss der Erschütterungen auf den Wert des Abgleichs der Spiralfedern zu limitieren und dabei zu verhindern, dass die gebogenen Abschnitte einer ihrer ursprünglichen Form genäherte Form wieder einnehmen.
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Gemäß dem Verfahren der Erfindung wird die terminale Krümmung 28 in einem späteren Schritt des Verfahrens thermisch nach dem initialen thermischen Behandlungsschritt behandelt, welchem die Spiralfeder 10 in ihrer Gesamtheit klassischerweise einmal unterzogen wird, sodass sich der Draht oder das Metall, aus welchem sie gebildet ist, eingerollt hat. Das Metall kann ein Ferronickelstahl, ein paramagnetsicher Stahl, zum Beispiel Nb-Zr oder auch ein antiferromagnetischer Stahl, zum Beispiel Fe-Mn-Ni-Cr sein.
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Für den späteren thermischen Behandlungsschritt verwendet man eine Energiequelle, die einen Energiestrahl erzeugt, der in einer Energieanwendungsrichtung gerichtet ist. Es kann sich zum Beispiel um ein Mikrolötrohr handeln, dessen Flammenhitze, typischerweise in der Größenordnung von 2700°C liegt, und welches in einem kurzen Augenblick die äußere Krümmung der Spiralfeder auf hohe Temperatur bringt. Das Mikrolötrohr wird in der Nähe des Punktes vorbeigeführt, wo die Spiralfeder 10 durch Drehen deformiert wird, um den Zählpunkt zu bilden und bewirkt ein lokalisiertes Erhitzen der Spiralfeder 10 auf das Niveau jenes Punkts. Dies führt zu einer Relaxation der im gedrehten Bereich 32 verbliebenen Spannungen und zum Erstarren der Form des Zählpunkts, der weniger dazu neigt, im Erschütterungsfall seine ursprüngliche Form einzunehmen.
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Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt, es sind diverse einfache Modifikationen und Varianten denkbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, der durch die folgenden Patentansprüche definiert ist. Es versteht sich insbesondere, dass andere Wärmequellen verwendet werden können. Beispielsweise und nicht beschränkend kann man Laserstrahlen, Infrarotstrahlen oder weiterhin induktionsbasierte Wärmeeinrichtungen angeben. Die thermische Behandlung kann gleichermaßen über Wärmediffusion in der Spirale oder über den Joule-Effekt mittels eines elektrischen Widerstands erreicht werden. Zuletzt wird das Ende der Spiralfeder erhitzt und die Wärme propagiert entlang der Spiralfeder. Der Wärmetransport zum Ende der Spiralfeder erfolgt wie die thermische Leitung, die an den gebogenen Abschnitten begrenzt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- CH 327796 [0005, 0006]
- EP 1612626 [0006, 0006]
- EP 0911707 A1 [0007]
