Technology of watch production - part 74

FIGURE  60.  Hairspring-coiling 
device 

area  of  the  barrel  is  filled by the  blanks .  The 

strip  ends  which protrude  are  then  cut  off.  The 

barrel is easily  removed from  the  shaft  and 

covered with a  lid.  The  barrels  are  then placed 

in a  container  (Figure  6 1 )  and loaded in a  fur­

nace  for form - fixing  (stabilizing) treatment. 

The form - fixing heat  treatment of the  hair­

spring,  at a  specified temperature  and  for a 

specified  duration,  is  performed for  the  pur­

pose of causing the spring to  maintain  the spiral 
form  imparted to  it by  the  coiling proces s .  

Form  fixing 

is a  critical  operation.  Very 

small fluctuations  in the  process  conditions 

lead  to sharp  variations  in  the  hairspring form . 

The  dependence  of  the  hairspring form  on  the 

heat-treatment conditions  is  illustrated in 

Table  3  by the  example of the  "Molniya "  pocket­

watch hairspring (acc ording to laboratory  ex­

periments ). 

The best results were obtained in the  first 

and  fourth  cases .  No  darkening of  the  polished 

hairspring s urface during heating and  cooling is permitte d .   Accordingly, 

hairsprings  are  now form -fixed in  vacuum  installations  at a  pressure  of 

1 . 2 X 1 o - 4 mm m ercury. 

FIGURE 61.  Barrel container 

The  UFV vacuum  installation  (Figure  6 2 )  used for  form -fixing heat  treat­

m ent consists  of two  thermal blocks ,  an electric heater,  a  vacuum sys tem, 

and a  heating c ontrol panel . 

The  thermal blocks  are  cylinders  8 0 0  m m  long and  of 8 0  m m  diameter, 

made of heat- resis ting  steel .  They are fastened vertically to the panel 

front.  The  hairspring containers  are  placed in  six compartments  sym m e ­

trically located inside  the lower part o f  thermal block  ( 1 )  for a  length  of 

about  4 0 0  mm  from  the  end . 

TABLE  3 

Hairspring properties  and form fixing as a function of the process conditions 

Temperature, 

Holding time, 

au 

kg/mm2 

i,"/o 

Results 

·c 

min 

700 

21 

1 03 

5 .6 

Form  normally  fixed 

680 

19 

1 03 

5.6 

Form not fixed 

680 

30 

111 

3 .2 

Form  not fixed 

680 

45 

99 

5.3 

Form  normally  fixed 

2 9 3  

Vacuum  chambers  ( 2 ),  c onnected by a  vacuum  duct  with  the  vacuum  sys­

tem located inside  the  cabinet,  are  mounted in the  upper part of the  thermal 

block.  The  thermal blocks  are  covered from  above  by a lid  with  a  rubber 
seal  which prevents  air inflow during operation.  A  valve  is mounted in the 

lid,  and argon is  introduced into  the thermal  block  (from  a  cylinder). 

FIGURE 6 2 .   UFV vacuum installation for hairspring form-fixing 

The  coolers  ( 3 )  are  mounted  on  the  outside  of  the  thermal  blocks and 

provide an intensive  water spray after the fixing process has been terminated .  

The inert  gas  argon and  the  cool  water quicken the  p rocess o f  cooling 

the the rmal  block.  The  conical tank ( 5 )  collects  the  water  from the thermal 

block and returns  it to  the  system . 

The  the rm al  blocks  are heated by the  electric  heater  (4 ),  which  is  held 

on a  bracket and can move  vertically or sideways,  and  rotate  ±90°,  and s o  

heat the  two  the rmal  blocks in turn. 

The  vacuum  system  is mounted  behind the panel and  includes :  the  VN-4 6 1  

backing pump  (Figure  6 3 ),  and  the  TsVL- 1 00  diffusion pump  with a  drip pan, 
a  vacuum  duct,  the  cocks  ( 1 - 7 ),  the  electric  motor,  and  the  cooling system. 

2 9 4  

"" 

(C) 

c.n 

1nettic 

tubes 

Left-hand 

VN-461 back-

Terminal 

block 

FIGURE  63.  Basic scheme of the vacuum installation 

FIGURE 

64. 

Instrument for the determination of 

hairspring torque 

The  vacuum - system  instrumentation  is  placed  on  the  side  and  upper 

parts  of  the  cabinet. 

The control panel provides for the  automatic  and  m anual  adjustment  of 

the  temperature  in the  working  space  of the  heater.  The EPD- 1 7  electro ­

nic potentiometer,  signal  lamps and other additional  instruments are mount­

ed  in its  upper part. 

The  electronic potentiom eter indicate s ,   records ,  and adjusts the  temper­

ature in the working zone  of the  heater. 

The  container with the hairsprings  to be form - fixed  (800- 1 000 pieces ) 

is  loaded  in one  of  the  thermal  blocks ,  and  the  chamber  is  then closed by 
gasketed lid s .   The  backing pump  is  switched on and the p ressure  reduced 

to  5 X 1 0- 3 mm mercury.  The diffusion pump is then switched on and the 
pressure  reduced to  1 X 1 0- 4  mm,  at which  the  surface of the  heated  hair­

springs does not acquire  oxide  or  dark tints  (the  surface  darkens  at a  pres ­

sure  as low as  5 X  1 o- 4  mm  mercury ) .  

Down t o  5 X 1 o- 3 mm  the  pressure  is  measured b y  the U T V  - 4 9  vacuum 

meter together  with the  LM- 2  pressure  gage .  The  VI- 3  ionization vacuum 

meter in conjunction with the  LT- 2  tube  is  used  for  vacuums  down  to 

l X l o -4  m m .  

The  next  stage  consists in positioning the  electric heater under the  therm ­

al block and lifting it  until  the  whole  lower working part  of  the  thermal block 

is within the heater .   The  cooler is transferred to its  upper position .   The 

time relay controlling the holding time  at the  specified temperature  is 

s witched on when this temperature  is  reached.  A  s ignal  at the end of the 

period causes  the  electric heater to  be  drawn away  from  the  thermal  block. 

The  cooler is  lowered to the heated part of the thermal block and filled with 

water,  after  which  it directs  a  strong jet against  the  thermal  block.  A rgon 

is  fed  into  the  chamber from  the  cylinder.  The  containers  are  unloaded 

after the thermal block has  been cooled,  and  a  new batch is  charged into the 

block.  The  s econd  thermal  block  is heated while  the  first is being cooled, 

unloaded and loaded.  A  considerable  period  of time  (up to  an hour and a 

half )  is  required to p roduce  the  necessary  vacuum . 

The  holding time at  7 0 0°C  for hairspring form - fixing is  2 1  to  2 3  min. 

The cooling time  is  5 0  min. 

Technical data for the vacuum form-fixing installation 

Power consumed,  kw 

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

•

.

.

.

.

.

.

.

.

.

•

.

.

.

.

 

Supply voltage,  v 

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

•

.

.

.

•

.

.

.

.

.

•

.

.

 

Maximum heater power,  kw 

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

•

•

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

 

Maximum heating temperature,  'C 

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

•

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

 

Dimensions of the working volume of the heater,  mm : 

diameter 

.

.

.

•

.

.

.

•

.

•

•

.

.

•

.

.

.

.

.

•

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

•

.

.

•

.

.

 

length 

.

.

.

•

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

•

.

•

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

 

Length of the uniformly heated zone,  mm  . . . . . . . . . . . . . . .  

. 

A llowable temperature gradient  in the uniformly heated  zone,  'C  . .  
W orking-section heating temperature,  'C 

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

•

.

.

.

.

 

W arming-up time for the parts (or the thermal block),  min  . . . . .  

. 

Temperature adjustment 

•

.

.

•

.

•

.

.

.

•

.

.

.

.

.

.

.

.

•

.

.

.

.

.

.

.

•

.

 

Residual pressure in the thermal block,  mm mercury  . . . . . . . . .  

. 

Pumping-out time,  hours 

.

.

.

.

.

•

.

.

•

. 

, 

•

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

•

•

.

.

.

.

 

Number of hairsprings  which can be processed per installation in 

8 hours under steady conditions 

•

.

.

.

.

•

.

.

.

.

.

•

.

.

.

•

.

.

.

.

.

.

 

Coolant 

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

•

.

.

.

.

.

.

•

.

•

.

.

•

.

.

.

.

.

.

.

•

.

 · 

· 

· 

2 9 6  

4.5 

220 

3 .5 

950 

90 

500 

200 

Not more than 10 

600-700 

Up to 75 
A utomatic 
1 

x 

1o-4 

Up to 1.5 

10,000 
W ater