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Verfahren zur Herstellung einer Kompensationsunruhe für Uhren, Zähler
u. dgl. Im Hauptpatent ist ein Verfahren zur Herstellung einer Kompensationsunruhe
für Uhren, Zähler u. dgl. beschrieben, welches sich dadurch kennzeichnet, daß man
zur Herstellung der Unruhe ein durch Recken in der Kristallstruktur derart gerichtetes
Metall verwendet, daß die daraus verfertigte Unruhe bei Temperaturschwankungen sich
längs zweier sich schneidender Achsen ungleich deformiert, zum Zwecke, diese Formänderung
im Verein mit der Massenversetzung zum Ausgleich von Kompensationsfehlern der Spirale
nutzbar zu machen.
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Eine nach diesem Verfahren hergestellte, unaufgeschnittene Kompensationsunruhe
gibt, wie sich dilatometrisch nachweisen läßt, längs der zwei sich schneidenden
Achsen Ausdehnungskoeffizienten von etwa 2o u, und etwa 36 u, d.h. eine Differenz
von etwa 16 u. Nun kompensieren erfahrungsgemäß die aus verschiedenen Güssen gewonnenen
Elinvarspiralfedern im Durchschnitt am besten mit Unruhen aus einem Material mit
dem Ausdehnungskoeffizienten von 18 bis 2o u. Mit einer thermischen Anisotropie
von 16 u können z. B. aus einer Zinklegierung hergestellte Unruhen bei Versetzen
der Kompensationsmassen auf die Achse der minimalen Ausdehnung dem Durchschnitt
der Spiralfedern derart angepaßt werden, daß vollkommene Kompensation eintritt;
die hinsichtlich des thermoelastis.chen Koeffizienten unter dem Durchschnitt liegenden
Spiralfedern könnten aber unter jenen Umständen nicht erfaßt werden. Es ist daher
zur Erfassung sämtlicher Spiralfedern notwendig, daß die durchschnittliche Deformation
der Unruhe auf 18 i, gebracht wird.
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Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Herstellung
einer Kompensationsunruhe für Uhren, Zähler u. dgl. mittels eines durch Recken in
der Kristallstruktur derart orientierten Metalls. daß die Unruhe bei Temperaturschwankungen
sich längs zweier sich schneidender Achsen ungleich deformiert, welches Verfahren
sich dadurch kennzeichnet, daß zur Vergrößerung der Differenz der Deformation längs
der beiden sich schneidenden Achsen zur thermischen Anisotropie des Metalls durch
teilweise Behandlung desselben eine mechanische Deformation insofern hinzugesellt
wird, als während das eine der Elemente der Unruhe (Felge, Arm) die thermische Anisotropie
beibehält, das andere einen niedrigeren Ausdehnungskoeffizienten als ersteres erhält.
Es
kann hierbei die Felge der Unruhe aus einem thermisch anisotropen Metall und der
Arm der Unruhe aus einem solchen mit niedrigerem Ausdehnungskoeffizienten hergestellt
werden, oder aber es kann der Arm der Unruhe in der Maximaldehnungsrichtung des
anisotropen Metalls verwendet und die Felge aus einem solchen Metall mit niedrigerem
Ausdehnungskoeffizienten gefertigt werden. Man kann auf diese Weise die Differenz
der Deformation längs zweier sich schneidender Achsen bis über 2o u erhöhen und
so sämtliche Spiralfedern für die Kompensation erfassen.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung kann beispielsweise auf folgende
Arten ausgeführt werden.
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Durch teilweise verschiedene Bearbeitung eines nach dem Verfahren
des Hauptpatents durch Recken in der Kristallstruktur gerichteten Metallplättchens
kann erreicht werden, daß der für den Arm der Unruhe vorgesehene Teil desselben
thermisch anisotrop bleibt und seiner Länge nach eine maximale Ausdehnung von etwa
36u besitzt, während der übrige Teil des Metallplättchens durch die Bearbeitung
eine solche Richtung der Kxistallite erfährt, daß im Felgenteil ein minimaler Ausdehnungskoeffizient
von etwa 18 bis 2o u besteht. Die aus dem so präparierten Metallplättchen herausgestanzte
Unruhe wird sich somit längs des Armes mit 36u ausdehnen. Da sich die Felge in allen
Richtungen gleichmäßig mit z. B. i 8 u ausdehnt, so dehnt sich der Arm, wenn auf
die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird, in der Richtung a um 36 - 18 = 18
u mehr als die Felge, und um diese Differenz, also um 18 #L, wird die Felge naturgemäß
in der Richtung b eingezogen,. Die Felge dehnt sich aber in der zur Richtung b entgegengesetzten
Richtung c mit i 8 u, so daß bei um i° steigender Temperatur z. B. die resultierende
Deformation an der Unruhe etwa beträgt: i. in Richtung au: 36u pro i m Länge; 2.
in Richtung c : 18 - 18 u = o.
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Es .ergibt sich somit unter diesen Umständen :eine Differenz der Deformation
längs zweier sich schneidender Achsen, wovon eine in der Längsachse des Armes der
Unruhe liegt, eine Differenz, die 36u bei einer mittleren Deformation von 18 u beträgt,
was anzustreben ist.
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Dieselbe Wirkung kannerreicht werden, wenn aus Gründen der Festigkeit
die Felge durch ein widerstandsfähigeres Material ersetzt wird, dessen thermische
Ausdehnung ebenfalls etwa i8 ,u pro i° Temperaxurdifferenz beträgt. Auch könnte
die Felge durch Aufziehen eines dünnen Ringes aus festerem Material mit 18 u, Ausdehnung
verstärkt werden. Die Herstellung einer thermisch deformierbaren Unruhe aus zwei
Metallen von verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten ist nicht neu. Hingegen ist
@es bis heute nicht gelungen, solche Unruhen mit genügender Deformationsdifferenz
längs sich schneidender Achsen zu bauen, weil kein Material mit genügend hoher Ausdehnung
vorhanden war, das in Verbindung mit einem andern nicht magnetisierbaren Metall
die nötige Deformation verursachen konnte. Die- erreichten Wirkungen waren zu klein.
Das nach dem Hauptpatent bearbeitete thermisch anisotrope Metall mit einem maximalen
Ausdehnungskoeffizienten von 36,11 erlaubt allein die Verbindung mit anderen nicht
magnetisierbaren Metallen, um eine wirksame Deformatiön der Unruhe herbeizuführen.
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Ähnliche Deformationsdiferenzen können erzielt werden, wenn die Felge
der Unruhe aus dem anisotrop gereckten Metall von maximal 36u Ausdehnung und der
Arm der Unruhe aus einem Metall von etwa 18 #L Ausdehnung hergestellt wird.
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Damit sich die oben beschriebene mechanische Deformation (Einziehen)
der Felge vollziehen kann und nicht der immer leicht gekrümmte Arm durchgebogen
wird, ist es zweckmäßig, daß die Felge dünn gehalten wird, d. h. daß ihre Breite
B (s. Zeichnung) zum Außendurchmesser D der Felge im Verhältnis
steht.
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Damit der Kompensationsbereich der Unruhe möglichst groß und allen
praktisch vorkommenden Fällen Genüge geleistet wird, ist ,es erfahrungsgemäß von
Vorteil, die Massenverhältnisse so zu wählen, daß das Trägheitsmoment h der verschiebbaren
Kompensationsmassen zum Trägheitsmoment I@ der Unruhfelge im Verhältnis ist. Beiden
heute gebauten bekannten
Unruhen ist das Verhältnis dieser Trägheitsmomente kleiner als i.
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Was die obenerwähnte
teilweise Bearbeitung der Unruhe anbetrifft, so kann hierbei folgender Weg eingeschlagen
werden: Es ist bekannt, daß bei dem hier vorliegenden Material sich bei starker
Verringerung der Dicke durch Walzen, Stauchen usw. die hexagonale Achse des Kristallgitters
parallel zur Richtung des Arbeitsdruckes einstellt; senkrecht zu dieser Richtung
herrscht dann minimale thermische Ausdehnung. Wenn nun die anisotrop-en Scheiben,
aus denen die Unruhen herausgearbeitet werden, in dem Bereich, aus dem die Unruhfelge
gebildet wird, z. B. durch einen senkrecht zur Scheibenebene wirkenden Druck stark
gestaucht werden, so wird sich das Kristallgitter in diesem Bereiche
so
umlagern, daß die Unruhfelge die gewünschte minimale thermische Ausdehnung erhält,
wie dies dilatometrisch nachgewiesen worden ist.