Technology of watch production - part 105

In the example considered earlier,  this difference  will be 

-

6 0 - (+4 0 

)

= 

- 1 0 0 .  

The  two  right- hand  knobs  a r e  rotated  until  the  m obile  abscissa is  lowered 

from  ordinate  0  to  o rdinate  1 00  sec . 

2 .   Next,  the  difference betwe en  the  daily  erro rs  in  the  othe r  two  oppo ­

site  directions  - c rown  right  and  crown left - is  calculated.  I n  our  cas e :  
- 8 0 - (+6 0 )  

= 

- 1 4 0 .   The  two  left- hand  knobs  are  rotated  till  the  mobile  o r ­

dinate  is  displaced  from  abscissa  0  t o  abscissa  1 4 0  sec t o  the  left.  The 
point of inters ection of the  two  mobile  axes  determines  the  c enter  of  gravity. 

In  our  case,  this  will  be  point A  which  is  in  the  zone  of  s c rew No . 

4  and  on 

the  circle  indicating a  washer  thickness  of  0 . 0 8 mm . 

Ins tead  of  removing a  washer  0 . 0 8  mm  thick  from unde r  s c rew No .  4 ,   it 

is  better to  remove  a  0. 04 mm  thick washer,  and  to  add  a  washer  of  the 
same  thickness  under  the  opposite  s c rew,  No .  1 2 .   In  this  way  the  os cilla ­
tion frequency  is  not  disturb e d .   The  weight  of  screw No .  4  could  als o  be 

reduced by drilling the hea d .  

After the  balance  system  has  b e e n  poised,  the  daily  e rrors  a r e  deter­

m ined  again  in the P - 1 2  instrument.  If the position  adjustment gives satis ­
factory  results ,  a  fine  adjustment is  performed by  means  of  the  re gulator. 

It is  recom m ended  that  watches  be  set for a  5  to  10  sec  advance  in hori zontal 
position to  compensate  for  the  watch  lag in  the  vertical pos itions . 

The  following  results  were  obtained  afte r  a  washer  0 . 04 mm  thick had 

been  place d  under s c rew No .  12  and an identical  washer had  been  removed 

from  under s c rew No .  4 :   c rown  up  +4 0  s e c  (la g ),  c rown  down  + 3 0  s e c  (lag), 

crown  right  + 3 0  s e c   (lag),  c rown left +4 0  sec  (lag).  The  watch lagged  in 

all  positions ,  and  therefore  it  could  be  adjusted  by  means  of the  regulator. 

A fter this  fine  adjus tment,  the  daily  e rrors  of  the  watch  in the  various  posi­

tions  were: 

Pos ition  of  the  c rown 

up 

down 

right 

left 

Daily e rror 

+5  sec 

- 5  sec 

-5  sec 

+5  sec 

This  accuracy  is  considered  satisfactory.  The  spring is  then  fully  wound 

and  the  watch  is  finally  tested  in horizontal  and  vertical  pos itions  at  an  am ­
plitude  of  2 8 0  to  3 2 0 ° .  

Influence  o f  the  clearance i n  the  regulator  curb  pins  and  of the  hairspring 

terminal  curves  on  watch  accuracy. 

The  function  of the  regulator curb  pins 

is  to  alter the  effective  length  of the hairspring,  and  the refore  the  watch 
motion.  The  daily  watch  motion  can  be  altered  within  the  l im its  of  ±3  min 
by displacing the  regulator to  its  extreme  positions .  The  regulator with 

curb  pins  was  designed  for  fine  adjustm ent  of  the  watch  during  overhaul, 

this  being a  much  simpler  and  more  reliable  operation than  changing  the 
balance  weight.  GOST  specifies  that  the  regulator  of  a  new  watch  should  not 
be  displaced from  its  central  pos ition by more  than  1 / 3  or  1 / 4  of  its  maxi ­
mum  travel. 

The  clearance  between the  regulator  curb  pins  and  the  spring consider­

ably influences the watch  motion.  This  influence  depends  on the balance 
amplitude .   Some  clearanc e  between the  pins  is  of  cours e  necess ary  to  pre­

vent the pins  from  touching  the  hairspring when the regulator is  rotated. 

The  influence  of  the  clearance between the  regulator  curb  pins  on  the 

watch  motion  as  a  function  of  the  amplitude  is  best illustrated by the  follow­
ing examples .  

Let the  hairspring b e  s ituated,  i n  the  equilibrium  position  of  the  balance, 

at an  equal  distance from the  two  pins  and with  considerable  clearance  (Fig­
ure  60,  a ). 

4 1 7  

At  small  amplitudes,  the  hairspring  will  touch  the  pins  neither in  c oiling 

up  nor  in uncoiling,  i . e .   the  effective  hairspring length 

(L}, 

plus  the length 

from the  curb  pins  to  the  fastening stud 

(IlL} 

will  participate  in the  operation. 

With  larger  amplitude s ,  the hairsp ring will touch one  or  the  other of the pins 
at  times  and  eithe r  the  entire hairspring length 

(L  +  IlL), 

or  its  effective 

length  only will participate .  Since  the  balance  p e riod increases with the 
hairspring length 

(

s e e  formula 

(6 

)), 

for the  s ituation under  dis cus sion,  it 

will  obviously be  smaller  at large  amplitudes  than at  s mall  amplitude s .  

Beginning 

of arc 

a 

terminal curve 

b 

FIGURE 

60. 

Shapes  of the  hairspring  outer  terminal  curve : 

a-flat  spiral;  b-Breguet spiral. 

Regulator 

curb  pins 

If  the  hairspring contacts  one  of  the  pins  in  the  equilibrium  position  of 

the balance ,   then the  effective  hairspring length  will  participate  at  small 

amplitudes  and the  entire  hairspring length 

( 

L  + 

D.,L) 

will  participate  at 

large  amplitudes  for  a  considerable  part  of  the  os cillation. 

The  balance p e riod will then be  s maller for  small  amplitudes  than  for 

large  amplitudes .  The  position  of the  hairspring between the  regulator  curb 
pins  will have  no influence  on the watch m otion,  if  it  is  fastened  rigidly 
betwe en the m .   This  system  is  us ed in  ce rtain  watch  designs  but  its  use  has 
been restricted by  the  complications  it  caus es in  its  us e .  

The  gap  between the  regulator  curb  pins  is  established a s  

1 . 5  

t o  

2  tim es 

the hairspring thickness  to  ensure  correct functioning  of the balance  sub ­
ass embly and  minimum  influence  of  the  clearance  on  the  watch  accuracy . 
A  total  clearance  of 

5 0  to  1 00 o/o  of  the  hairspring thickness  for both  sides 

of the  spiral gives the neces sary freedom ,  that  is,  allows  the  displacement 
of the  regulator curb pins  without  disturbing the pos ition  of the hairspring 
terminal  curve,  and  a  clearer display  of the  balance  equilibrium  position, 
on the  other hand . 

Pocket- and  wristwatch hairsprings ,  as mentioned earlier,  present  inner 

and  outer  te rminal  curves .  Their  function  is  to  bring the  center  of  gravity 

4 1 8  

of  the  hairspring nearer  the  axis  of  revolution  of  the  balance .   The  most 

widely used of the  various  pos s ible  outer  terminal  curves  is  the  one shown 
in Figure  6 0 ,  b .   The  curve  is  plotted according to  the  points  whose  coor­

dinates  are  given  in  Table  4 .  

TABLE 

4 

Coordinates of points on the outer terminal cutve of wristwatch hairsprings 

No.  of points 

z 

y 

No.  of points 

z 

" 

I 

+2.7 1 0  

0.000 

I I  

- 0.936 

+ 1 .9 1 0  

2 

+2.710 

+ 0.284 

1 2  

- 1 .330 

+ 1 .545 

3 

+2.600 

+ 0.813 

13 

- 1 .600 

+ 1 .082 

4 

+2.370 

+ 1 .300 

1 4  

- 1 .7 1 0  

+ 0.556 

5 

+2.030 

+ 1 .720 

1 5  

- 1 .710 

+0.140 

6 

+ 1 .6 1 2  

+ 2.040 

1 6  

- 1 .625 

-0.5 1 5  

7 

+ 1 .1 1 0  

+2.260 

1 7  

- 1 .490 

- 1 .030 

8 

+ 0.597 

+ 2.360 

1 8  

- 1 .250 

- 1 .502 

9 

+ 0.064 

+2.330 

1 9  

-0.786 

- 1 .8 1 4  

1 0  

+ 0.462 

+ 2. 1 70 

20 

- 0.273 

- 1 .950 

21 

0.000 

- 1 .985 

In  some  watches,  the  outer  te rminal  curve  lies  in  the  hairspring plan e ,  

i t s  e n d  of  course  being led between the  pins .  The  c enter  of  gravity  of such 

a hairspring is farther from the axis of revolution and therefore such  watches 
are  harder to  adjust  to  a  higher  de gree  of accuracy  ( 1 0  to  20  sec ) .  

Best  results  are  obtained i n  the  adjustment o f  watches  with  such a  curve 

if the  place  where the  hairspring pass es between the  pins  is  at a  distance 
of  9 0°  or 2 7 0°  from  the  place  where  the inner terminal  curve  ends  (Figure 

6 0,  a ). 

The  inner  terminal  curve  is  made  so  that  its  initial  se ction will  not touch 

the  collet  when  the  hairspring is  coiled  up  3 3 0° .  Its  effe ctive  length  thus 
remains  constant.  The  inner  terminal  curve lies  in the hairspring plan e .  
When the  watches  a r e  adjusted,  attention  should  be paid t o  the  c o rrect posi­
tioning of  the  hairspring  relative  to  the  balance .  

THE  P-12  WATCH  TIMER AND  ITS  USE 

The  P- 1 2   watch  tim e r  (Figure  6 1 )  was  des i gned  for testing watch  accur­

acy and for  measuring the  oscillation  rate of the balance - hairspring  s ystem . 
It  consists  of a  mic rophone ,  an  amplifier,  an  electromagnet,  a  paper- tape 

recorder,  a  synchronous  electric  motor,  and  a  s troboscope  (Figure  6 2 ) .  

The  sensing  device  us ed i.s  a  piezoelectric  mic rophone  which  transforms 

the  me chanical  impacts  in the  balance  system  into  current pulse s .   The 
m ic rophone  is  spe cially m ounted  to permit  watch  tes ting  in s ix  different 
pos itions .  The  oscillation  rate  is  determined by  a  head which  works  on the 
same  principle  as  the  mic rophone . 

The  amplifier  is  a  s eparate  unit.  The  current puls es  are  amplified and 

a  thyratron  activates  the  electromagnet  and  through  it  the  re cording  device 

or the  stroboscope  neon lamp . 

4 1 9 

The  synchronous  electric  motor  is  fed from  the  frequency - s tabilized a .  c .  

mains  ( 1 2 7  v,  5 0  c ) .  Test  results  are  either  recorded  on  a  paper  s trip  or 
visually  obse rved  on  the  s trobos cope.  Inspection is  carried out by checking 
the  frequency  of  the  balance - hairsp ring  system  by  me ans  of the  stroboscope 
disk.or the p rinting device  driven by an  a.  c.  s ourc e  with  qua rt z - s tabilized 
frequency.  The instrument  operates  as  follows . 

FIGURE 

61.  P-12  watch timer 

�� 

Mains ll0/127/220v 

Stabilized-frequency  mains 

127 v  50c 

FIGURE 

62.  Block  diagram  of the  P-12  watch timer : 

1-microphone;  2-amplifier;  3-electromagnet;  4-armature ; 
5-carbon  ribbon;  6-paper tape;  7-drum  with  six helical pro- ­

jections;  ? -synchronous  electric  motor;  9-stroboscope . 

The  synchronous  m otor  ( 1 )  (F igure 

6 3 )  drives  the  drum  (2 )  with  six  heli­

cal  projections ,  and the paper- feeding  m echanism  ( 3 ) .   The  electromagnet 
attracts  the  arm ature  (Figure 

6 2 )  each  ti me it is  energized by a  current 

pul s e .   The  armature  presses the  carbon ribbon and paper  strip  against  the 
drum  and  the  helical  proje ction leaves  a  series  of dots  on  the  m o ving paper 
s trip .  If  the helical projection  on  the  drum  is  at the  same  pos ition  for  each 
arm ature  stroke ,  all the  dots  will  obviously  be  located  on  the  same  straight 
line parallel  to  the  s trip  edges  (Figure 

6 6 ,  a ) .   If  the  watch  is  fast,  the 

s e cond  stroke  will  come  before  the  p rojection  has  had  tim e  to  return  to  its 

4 2 0