Die vorliegende Erfindung befasst sich mit den Bewegungsvorgängen in zeithaltenden Geräten und im besonderen mit einer neuartigen Ankerhemmung.
Die Ankerhemmung bei zeithaltenden Geräten steuert die Freigabe der Energie von einer Energiequelle, beispielsweise einer Zugfeder, in der Art, dass die abgegebene Energie oder Leistung in einer fortlaufenden und regulierten Reihe von periodischen Impulsen besteht. Die Genauigkeit und der Wirkungsgrad der Ankerbewegung sind wichtig, um die Güte einer Uhr zu bestimmen.
In praktisch allen Taschen- und Armbanduhren wird gegenwärtig eine Ankerhemmung verwendet. Diese allgemein verwendete Ankerhemmung weist ein gezahntes Gangrad auf.
das über eine Anzahl von Rädern Energie von einer Zugfeder oder einer anderen Energiequelle erhält. Ferner ist ein Anker vorgesehen, der um eine Achse zwischen seinen Enden schwenkbar angeordnet ist, wobei diese Achse ausserhalb des Umfangs des Gangrades ist. Ferner hat der Anker an dem einen Ende eine Ankergabel und am anderen Ende ein Paar von in Form eines T angeordneten Armen, die jeweils einen Hebestein tragen, der sich in zeitlicher Abhängigkeit mit dem Anker bewegt, wobei diese Hebesteine in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der dem Abstand zwischen den Zähnen des Gangrades gemäss einer allgemein benützten Formel entspricht, und ferner ist eine Unruh vorgesehen. die auf einer Unruhwelle angeordnet ist und die eine Hebelscheibe mit einer Ellipse trägt. Die Unruh ist mittig auf der Unruhwelle angeordnet, und mit der letzteren ist eine Spiralfeder verbunden.
Wenn die Uhr nicht läuft, d. h. wenn die Zugfeder nicht aufgezogen ist, ist einer der Hebesteine zwischen zwei Zähnen des Gangrades angeordnet, so dass dieses gegen jede weitere Drehung gesperrt ist. Wenn nun die Zugfeder aufgezogen wird und der Hebestein aus seiner Hemmstellung entfernt wird, so beginnt der Vorgang der gesteuerten Freigabe der Energie der Zugfeder. Das durch die Zugfeder über Zahnräder angetriebene Gangrad wird gegen den Hebestein gedrückt. der das Gangrad vorher gegen Drehung gesperrt hat.
Der Hebestein bewegt sich nun von der Mitte des Gangrades weg und der Anker wird geschwenkt. Der gabelartige Teil des Ankers wird gegen die Ellipse gedrückt, so dass die Unruh sich dreht und die Spiralfeder gespannt wird.
Die Spiralfeder federt dann rückwärts, wodurch eine Drehung der Unruh in entgegengesetzter Richtung und ferner ein Anschlagen der Ellipse gegen den Gabelteil des Ankers erfolgt. Der Anker dreht sich um seine Schwenkachse, so dass nun einer seiner beiden Hebesteine zwischen die Zähne des Gangrades einfällt. wodurch dieses zeitweilig gegen weitere Drehung gesperrt wird.
Eine Ankerhemmung dieser Art erfordert Mittel. um die Schwingung des Ankers zu begrenzen. Ein solches Mittel kann beispielsweise in der Verwendung von Anschlagstiften bestehen, wobei ein Stift an jeder Seite des Ankers angeordnet ist. Ein weiteres Mittel. das bereits vorgeschlagen, jedoch selten gebraucht wird, ist eine Anschlagfläche an den einzelnen Zähnen des Gangrades, auf die der Hebestein auftrifft.
wenn er die Grenze seiner Bewegung in Richtung auf die Mitte des Gangrades zu erreicht. Ein weiteres Erfordernis dieser bekannten Ankerhemmung besteht in einem positiven Zug des Ankerarmes dem Mittelpunkt des Gangrades zu.
und zwar durch die Kurvenwirkung der einzelnen Zähne des Gangrades und der jeweiligen Hebesteine, um so sicherzustellen. dass ein Hebestein jeweils in Hemmstellung verbleibt.
bis er durch die Ellipse wegbewegt wird, wodurch dann der Anker wieder schwenkt. Diese Wirkung kann durch eine Kurvenfläche entweder am Zahn oder am Hebestein erreicht werden. Ein weiteres Erfordernis ist eine gleichmässige Lage und eine Austauschbarkeit der Hebesteine. Ein Weg, um dies zu erreichen, besteht darin, dass ein Hemmstift in der Form eines grossen D verwendet wird, wie dies beispielsweise in dem USA-Patent 1 327 226 dargestellt und beschrieben ist.
Bisher waren grosse Sorgfalt und ein hoher Kostenaufwand erforderlich, um zu gewährleisten, dass die oben beschriebenen Teile die richtige Beziehung und Lage zueinander haben, um so einen genauen Gang zu erreichen. Ein Umstand, der einen genauen Gang verhindern kann, ist die grosse Ver änderlichkeit in der Höhe des Zuges eines Zahnes auf einen Hebestein von dem Punkt aus, wo die beiden sich treffen, bis zu dem Punkt, an dem nun dieser Zug vervollständigt ist. Dieser Zug wird auf der Stirnfläche des Hebesteines oder des Zahnes erzeugt, je nachdem. wo die Kurvenfläche angebracht ist. Der Zug wird durch einen Winkel (Zugwinkel) bestimmt, der von der Drucknormalen abweicht.
Ein weiterer Umstand, der einen genauen Gang verhindern kann, besteht in der ungenauen Lage der Hebesteine infolge einer falschen Anordnung auf dem Anker oder durch eine Biegung des letzteren, so dass nun der Hebestein einen Zahn in unrichtiger Weise berührt, wodurch die ganze Ankeranordnung zum Stillstand kommen kann. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, dass jeder Zahn den einzelnen Hebesteinen einen Maximalimpuls zur Erreichung eines maximalen Wirkungsgrades erteilen muss. Eine weitere Schwierigkeit liegt in der Schmierung, und zwar derart. dass das Schmiermittel entweder von den zu schmierenden Teilen fortfliessen oder klebrig werden kann, wodurch ebenfalls der Gang der Uhr beeinträchtigt wird.
Dieser Nachteil ist besonders an der Stelle vorhanden, wo der Hebestein auf den Zahn auftrifft und ferner auch an der Hemmfläche des Zahnes, da die üblichen D-förmigen Hebesteine mit scharfen Ecken hergestellt werden, um einen maximalen Impuls zu erreichen.
Es sind bereits Ankerhemmungen üblicher Art bekannt, bei welchen die Amplitude der Unruh durch eine spezielle Form der Hebesteine begrenzt wird. Auch gemäss der vorliegenden Erfindung sind die Hebesteine zum gleichen Zwecke speziell geformt, nämlich D-förmig im Querschnitt stirnseitig gesehen. wobei sie jeweils am Übergang von der ebenen Impulsfläche zu der Rundfläche abgerundet sind. Beide Hebesteine sind identisch ausgebildet, was die Herstellung verbilligt. Ihre Form ergibt einen gleichmässigen Zug, was die Ganggenauigkeit der Uhr erhöht. Ferner ist erfindungsgemäss zwischen den Hebesteinen ein ganz bestimmter Abstand vorhanden. der ein gleichmässiges Spiel des Fallweges der Hebesteine ermöglicht.
An sich sind auch im Querschnitt D-förmige Hebesteine bereits bekannt, jedoch ist deren Anordnung unter einem bestimmten Winkel und in einem bestimmten Abstand, wie gemäss der vorliegenden Erfindung, neu. Bei dieser neuen Anordnung wird der Vorteil erhalten, dass der Zugwinkel ausschliesslich durch die Winkel der Hebesteine bestimmt wird. so dass der Zug gleichmässig ist, und dass wie oben bereits gesagt ein gleichmässiges Spiel des Fallweges der Hebesteine ermöglicht wird.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen genauen Gang und einen hohen Wirkungsgrad zu erreichen, ohne dass die Sorgfalt und die Kosten um eine richtige Grösse, Abmessung und relative Stellung der Teile zu erreichen, erhöht werden. Die Erfindung bezieht sich auf eine Ankerhemmung für zeithaltende Geräte mit einem schwenkbaren, ein Paar von Hebesteinen autweisenden Anker, einem antreibbaren.
gezahnten Gangrad, einer schwingenden und mit dem Anker zusammenwirkenden Unruh zur schrittweisen Steuerung des Gangrades, dessen Zahnflächen in Rotationsrichtung zur Bildung eines Zugwinkels abgeschrägt sind, wobei die Hebesteine teilzylindrisch mit einer entsprechenden Rundfläche und einer diese verbindenden ebenen Impulsfläche und damit im Querschnitt stirnseitig gesehen D-förmig und jeweils am Übergang von der ebenen Impulsfläche zu der Rundfläche abgerundet sind.
Die erfindungsgemässe Ankerhemmung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hebesteine unter einem solchen Winkel angeordnet sind, dass während des Zugs ihre Bewegung ausschliesslich durch die Eingriffwirkung des Zahnzugwinkels bestimmt wird und beim Verschwenken des Ankers und Bewegen der einzelnen Hebesteine in die Bahn der Gangradzähne jeweils der in der Bahn eines Gangradzahnes befindliche Hebestein gegen die Zugfläche des Zahnes gezogen und an dieser Fläche verriegelt wird, und dass die Hebesteine auf dem Anker in einem Winkelabstand voneinander angeordnet sind, gemessen von der Aussenseite des Eintrittshebesteins bis zur Innenseite des Ausgangshebesteins, der um 5' bis 2" grösser ist als der durch die Formel 360" (Anzahl der durch x die Hebesteine (Anzahl der Gangradzähne) überspannten definierte Abstand.
Gangradzähne)
In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine schematische Darstellung einer üblichen Ankerhemmung mit rechtwinkeligen Hebesteinen, um die in der Beschreibung benützten Ausdrücke zu erklären und die Art der Erfindung besser zu verdeutlichen,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ankerhemmung gemäss der Erfindung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Einzelheiten der Gangverhältnisse gemäss der Erfindung,
Fig. 4 bis 8 schematische Darstellungen der Beziehung der Hebesteine zu den Zähnen im Verlauf der Bewegung des Ankers.
Bei der bekannten Ausführungsform nach Fig. 1 ist das Gangrad 1 über nicht dargestellte Zahnräder mit dem Federgehäuse der Zugfeder verbunden. Würde das Gangrad in seinem Lauf nicht gehemmt werden, so würden sich die Zahnräder mit voller Geschwindigkeit drehen, bis die Zugfeder vollständig abgelaufen ist. Das Gangrad 1 wird an einer solch freien Drehung durch die Wirkung eines im wesentlichen T-förmigen Ankers 2 gehindert, der um eine Achse 3 schwenkbar ist. Die aufrecht stehenden Hebesteine 4 (Eingang) und 5 (Ausgang) sind bei dieser Art der Ankerhemmung von rechteckiger Form und sind miteinander durch zwei Arme des Ankers 2 verbunden. Der Anker 2 hat an seinem oberen Ende eine Ankergabel 6, die ein linkes Gabelstück 7 mit einem Horn 7a und ein rechtes Gabelstück 8 mit einem Horn 8a aufweist.
Der zwischen den beiden Gabelteilen vorhandene freie Raum ist einer senkrecht stehenden Ellipse 9 angepasst, die an der Unruh 10 oder einer nicht dargestellten grossen Hebelscheibe befestigt ist. Eine Sicherheitsrolle 11 ist unterhalb der Unruh angeordnet und schwingt mit der Unruhwelle 12, um so zu verhindern, dass der Anker ausser Eingriff mit dem Gangrad kommt. Der ausgenommene halbmondförmige Teil 1 la der Sicherheitsrolle 11 gestattet nun ein Vorbeigehen der Hebelscheibe, wenn der Anker nicht gesperrt ist, und lässt die Hebelscheibe sich ihrer Steuerstellung nähern. Auf entgegengesetzten Seiten des Ankers 2 angeordnete Begrenzungsstifte 23 und 23a begrenzen die Schwingung des Ankers.
Der Ausgangshebestein 5 ist in seiner verriegelten oder Hemmstellung gezeigt. Das Gangrad wird am Drehen in seiner normalen Drehrichtung im Uhrzeigersinn durch die Fläche 13 des Hebesteines 5, die gegen die Ferse 14 des Gangradzahnes 15 anliegt, gehindert. Der Gangradzahn ist bei 39 hinterschnitten. In dieser Lage wird der Hebestein 5 durch die Bewegung des Gangradzahnes der Mitte des Gangrades zu gezogen. Die Fläche des Hebesteines (in diesem Fall die linke), die in Berührung mit dem Gangradzahn kommt und die bestimmt, welchen Anteil der Bewegung die Zugwirkung hat, wird im folgenden als Zugfläche bezeichnet.
Die Ruhefläche ist derjenige Teil des Hebesteines oder Gangradzahnes, der das Gangrad am Drehen dadurch hindert, dass es gegen die Spitze des Gangradzahnes bzw. des Hebesteines anliegt. Bei einer rechtwinkeligen Hebesteinanordnung ge- mäss Fig. 1 befinden sich die Ruhefläche und die Zugfläche am Hebestein.
Fig. 2 zeigt eine verbesserte Ankerhemmung gemäss der Erfindung, bei der das Gangrad 1 eine besonders ausgebildete Kurvenfläche (Federkurve) 21 aufweist, die im folgenden als Anschlagfläche bezeichnet wird und die die Grösse der Schwingung des Ankers 2 begrenzt und steuert. Hierdurch wird ein Rückprall verhindert, der durch den auf die Begrenzungsstifte auftreffenden Anker verursacht wird. Bei der Ankerhemmung gemäss der Erfindung hat die Anschlagfläche neben ihrer Ecke 22 ein Kurvenstück 51 mit einem nach aussen gewölbten Radius. Dieser nach aussen gewölbte Radius, der mit der Abrundung 28 des Hebesteines 27 zusammenwirkt, gewährleistet, dass nur ein Linien- und kein Flächenkontakt zwischen dem Hebestein und der Anschlagfläche vorhanden ist und ferner, dass die Anschlagfläche und die Oberfläche des Hebesteines rasch ausser Berührung kommen.
Die Herabsetzung der Berührungsfläche vermeidet die Möglichkeit des Klebens zwischen dem Hebestein und dem Gangrad, die infolge einer Verdickung des Schmieröls'eintritt. Das Kurvenstück 51 gewährleistet ferner, dass ein Ölreservoir von dem richtigen Umfang und der richtigen Form an der Ecke 22 vorhanden ist. Wenn das Ölreservoir nicht die richtige Grösse und Form aufweist, so verlässt das Öl entweder dieses Reservoir ohne weiteres oder trocknet ein und wird klebrig.
Das Gangrad 1 hat vorzugsweise 15 Kolbenzähne. Diese Kolbenzähne sind alle gleich, und ebenfalls sind auch die Hebesteine 26 und 27 miteinander gleich.
Letztere haben die Form. der üblicherweise verwendeten D-förmigen Hebesteine, jedoch mit einer Abweichung von der üblichen Praxis, die darin besteht, dass eine Abrundung vorgesehen ist, wo der kreisförmige Teil des D auf den flachen Teil auftrifft. Diese Abweichung ist bedeutsam. Bei der Verwendung der üblichen D-förmigen Hebesteine wird durch die Ecken derselben eine grosse Abnützung an der Fläche des Kolbenzahnes hervorgerufen, und dies wiederum ergibt eine unvollkommene und wenig wirksame Berührung zwischen der Hebefläche 24 des Zahnes und dem Hebestein.
Der Grund für diese unvollkommene Berührung besteht darin, dass die Einführung eines Zuges, wie oben beschrieben, notwendigerweise einen zusätzlichen Faktor einführt, der darin besteht, dass das Gangrad 1 um einen gewissen Winkel nach rückwärts gedreht wird, wenn die Unruh den Anker und den Hebestein aus der Ruhelage freigibt und den Hebestein nach oben anhebt. Die Zahnferse trifft auf die Antriebsfläche 40 des Hebesteines unter einem bestimmten Winkel auf, der für die einzelnen Uhren verschieden ist. Im ersten Augenblick des Impulses ist der Winkel der gleiche ohne Rücksicht auf die Form der Ecken des Hebesteines, und ein Impuls findet erst dann statt, wenn ein bestimmter kritischer Winkel erreicht ist.
Ohne Rücksicht auf die Form der Ecke ergibt die Winkelbeziehung eine wirksame Schiebeberührung zwischen dem Hebestein und der Zahnferse 14, und zwar etwa an der Stelle 52 etwa der Mitte der Antriebsfläche 40 des Hebesteines zu (siehe Fig. 3).
Gemäss der Erfindung wird nun von der üblichen Praxis insofern noch abgewichen, als an den einzelnen Hebesteinen abgerundete Ecken vorgesehen sind. Die Verwendung solcher abgerundeter Ecken ergibt keinen Verlust an Impulskraft, wie allgemein angenqmmen wird, weil der Zahnfuss selten, wenn überhaupt, den Hebestein an der Ecke desselben mit grosser Kraft berührt. Die abgerundete Ecke wischt nun das Öl nicht von der Zahnfläche ab, wie dies häufig bei Hebesteinen mit scharfen Ecken eintritt. Ausserdem wird hierdurch die Abnützung an der Zugfläche des Kolbenzahnes vermindert.
Die D-förmigen Hebesteine sind auf dem Anker so angeordnet, dass die Abrundung 28 des Hebesteines an der Fläche des Kolbenzahnes gleitet, wenn die einzelnen Hebesteine in ihren Hemm- und Zugstellungen sind. Die Länge der Zugbewegung und die Länge der Zugfläche wird zwischen den Linien 35, 35a gemessen, und zwar vom Schwerpunkt 3 des Ankers 2 aus (siehe Fig. 3). Die Kurvenfläche, die den Zug steuert, d. h. die Zugfläche ist nun auf dem Kolbenzahn und nicht mehr auf dem Hebestein. Wenn die Zugfläche sich auf dem Kolbenzahn befindet, wird die quantitative Wirkung der Zugfläche zur Steuerung der Zugwirkung, d. h. der Zugwinkel des Kolbenzahnes dadurch gemessen, dass eine Linie 30 von der Mitte 29 des Gangrades zur Zahnferse 14 des Kolbenzahnes und eine weitere Linie 31 von der Zahnferse 14 entlang der Zahnfläche gezogen wird.
Der so entstehende Winkel ist der sogenannte Zugwinkel 32, der gemessen wird. Es wurde festgestellt, dass ein optimales Arbeiten eintritt, wenn der Zugwinkel zwischen 10 und 16 ist.
Der Winkel, der die Bewegungsrichtung des Hebesteines in bezug auf die Zugfläche des Kolbenzahnes bestimmt, ist ein wichtiger Faktor für die Symmetrie der Bewegung und daher für die Genauigkeit. Wenn die Veränderlichkeit dieses Winkels herabgesetzt werden kann, so bedeutet dies eine minimale Veränderlichkeit in der Bewegung des Ankers. Der Winkel kann, wie in dem folgenden Beispiel gemäss Fig. 3 dargelegt, bestimmt werden. Wenn sich der Eingangshebestein 26 in seinem äussersten Kontaktpunkt 48 mit der Zahnferse 14 befindet, so wird dieser Winkel durch Einzeichnen einer Linie 48a vom Schwenkpunkt des Ankers 3 zu Punkt 48 bestimmt. Anschliessend wird eine Linie 36 senkrecht zur Linie 48a am Berührungspunkt gezogen. Eine weitere Linie 37 wird dann vom Berührungspunkt 48 entlang der Zugfläche des Kolbenzahnes eingezeichnet.
Der betreffende Winkel ist nun der Winkel zwischen der Linie 36 und 37, d. h. der Winkel 45. In dem Beispiel des Hebesteines 26 ist dieser am äussersten Berührungspunkt 10 45 Minuten. In der gleichen Weise wird der betreffende Winkel für den Eingangshebestein an seiner innersten Stellung 49 mit 140 gemessen, wobei die Linie 36a der Linie 36 und die Linie 37a der Linie 37 entspricht. Da die Zugfläche des Kolbenzahnes gerade ist, verändert sich der Zugwinkel des Zahnes nur um einen Betrag, der im wesentlichen gleich dem Winkel zwischen den Winkeln 36a und 36 ist.
Für den Ausgangshebestein 27 an seinem äussersten Berührungspunkt wird der Winkel in der gleichen Weise auf 13" 20 Minuten (Winkel 46) bestimmt, und für einen Ausgangshebestein an seiner innersten Stellung ist er 100 55 Minuten (Winkel 46a). Der Durchschnitt oder das Mittel der Extremwerte für den Eingangshebestein, nämlich 12" 22 Minuten, und das Mittel für die Extremwerte des Ausgangshebesteines, nämlich 12" und 7 Minuten, sind im wesentlichen gleich, wodurch sich eine im wesentlichen symmetrische Bewegung ergibt.
Der Abstand am äussersten Teil der Schwingung des Ankers vom obersten Teil des Kolbenzahnes bis zum Hebesteinteil in der grössten Nähe der Mitte des Gangrades, der im folgenden als Fallwinkel bezeichnet wird, ist gleich für die beiden Hebesteine. Dieser gleiche Fallwinkel, der ebenfalls nur eine Abweichung in der üblichen Praxis darstellt, wird in der Ankerhemmung durch eine besondere Abstandhalterung der Hebesteine voneinander auf dem Anker erreicht. In der üblichen Praxis besteht die allgemein anerkannte Formel darin, dass die Hebesteine 21/2 Zähne überspannen sollen.
Um nun 21/2 Zähne zu überspannen, müssen sie 60 voneinander entfernt sein. Die Ankerhemmung gemäss der Er findung ergibt für die Hebesteine eine Spannung von 60 und 24 Minuten zwischen den Linien 33 und 34, d. h. gemessen von der linken Kante des linken Hebesteines bis zur linken
Kante des rechten Hebesteines. In dem Augenblick, wenn die einzelnen Hebesteine ihre Hemmfläche verlassen und gerade beginnen, über die Antriebsfläche zu gleiten, beträgt der Win kel 30 und 12 Minuten relativ zu der Linie durch die Mitte
29 des Gangrades und den Ankerschwenkpunkt 3. Der Vor teil eines gleichen Fallwinkels besteht darin, dass die Her stellungstoleranzen der Teile nicht so genau zu sein brauchen wie im Fall eines ungleichen Fallwinkels.
Die Ankerhemmung gemäss der Erfindung ergibt eine abstandsgleiche Hemmung, da die Abrundungen 28 und 38 der Hebesteine jeweils den gleichen Abstand vom Anker schwenkpunkt 3 haben. Der Impuls wird auch in den anderen
Kolbenzahnlücken zwischen der Hebefläche 24 des Kolben- zahnes und der Antriebsfläche 40, dem unteren Teil des
Hebesteines, aufgeteilt.
Bei der Betätigung gemäss den Fig. 4-8 beginnt der Ein gangshebestein 26 seinen Abstieg (Fig. 4), kommt dann in
Berührung mit der Ferse 14 des Kolbenzahnes (Fig. 5), wird dann nach unten in die Ecke 22 und in die Hemmstellung durch die Zugfläche des Kolbenzahnes (Fig. 6) gezogen.
Dann wird er von seiner Hemmstellung durch die Rück schwingung des Ankers (Fig. 7) angehoben. In Fig. 8 gibt die Ferse 14 einen Impuls an die Antriebsfläche des Hebe steines 27. Wie in den üblichen Kolbenzahnlücken sind die
Hebefläche des Kolbenzahnes und die Antriebsfläche des
Hebesteines unter einem Winkel zueinander angeordnet, um die Reibung herabzusetzen.
Es sei darauf hingewiesen, dass Hebesteine der erfindungs gemässen Ankerhemmung gleiche Sperrung, einen gleichen
Fallwinkel und einen in bestimmten Grenzen gleichen Zug winkel zwischen der Bewegungsrichtung der Hebesteine und der Zahnflächen aufweisen, wodurch sich eine im wesent lichen symmetrische Bewegung und ein genauer Gang ergeben.
The present invention deals with the movement processes in time-keeping devices and in particular with a new type of anchor escapement.
The anchor escapement in time-keeping devices controls the release of energy from an energy source, for example a tension spring, in such a way that the energy or power output consists of a continuous and regulated series of periodic pulses. The accuracy and the efficiency of the armature movement are important to determine the quality of a watch.
An anchor escapement is currently used in practically all pocket and wrist watches. This commonly used anchor escapement has a toothed gear wheel.
which receives energy from a tension spring or other energy source over a number of wheels. Furthermore, an armature is provided which is arranged pivotably about an axis between its ends, this axis being outside the circumference of the gear wheel. Furthermore, the anchor has an anchor fork at one end and a pair of arms arranged in the form of a T at the other end, each of which carries a lifting stone that moves with the anchor in a time-dependent manner, these lifting stones being arranged at a distance from one another, which corresponds to the distance between the teeth of the gear wheel according to a generally used formula, and a balance wheel is also provided. which is arranged on a balance shaft and which carries a lever disk with an ellipse. The balance wheel is arranged in the middle of the balance shaft, and a spiral spring is connected to the latter.
If the clock is not running, i.e. H. when the tension spring is not wound up, one of the lifting stones is arranged between two teeth of the gear wheel, so that it is locked against any further rotation. If the tension spring is now pulled up and the lifting stone is removed from its inhibited position, the process of the controlled release of the energy of the tension spring begins. The gear wheel, driven by the tension spring via gears, is pressed against the lifting stone. who has previously locked the gear wheel against rotation.
The lifting stone now moves away from the center of the gear wheel and the anchor is pivoted. The fork-like part of the armature is pressed against the ellipse so that the balance wheel rotates and the spiral spring is tensioned.
The spiral spring then springs backwards, whereby the balance wheel rotates in the opposite direction and the ellipse hits the fork part of the armature. The armature rotates around its pivot axis so that one of its two lifting stones now falls between the teeth of the gear wheel. whereby this is temporarily blocked against further rotation.
An anchor escapement of this type requires funds. to limit the vibration of the armature. Such a means may, for example, consist in the use of stop pins, one pin on each side of the anchor. Another remedy. which has already been proposed, but is rarely used, is a stop surface on the individual teeth of the gear wheel that the lifting stone strikes.
when he reaches the limit of his movement towards the center of the gear wheel. A further requirement of this known anchor escapement is a positive pull of the anchor arm towards the center of the gear wheel.
namely by the curve effect of the individual teeth of the gear wheel and the respective lifting stones in order to ensure. that a lifting stone remains in the inhibited position.
until it is moved away by the ellipse, which then causes the anchor to pivot again. This effect can be achieved by a curved surface either on the tooth or on the lifting stone. Another requirement is that the lifting stones must be in the same position and be exchangeable. One way to accomplish this is to use a capital D-shaped jam pin, such as is shown and described in U.S. Patent 1,327,226.
Until now, great care and expense have been required to ensure that the parts described above have the correct relationship and position to one another in order to achieve an accurate gait. One circumstance that can prevent a precise gait is the great variability in the amount of pull of a tooth on a lifting stone from the point where the two meet to the point at which this pull is now completed. This pull is generated on the face of the lifting stone or the tooth, as the case may be. where the curve surface is attached. The tension is determined by an angle (tension angle) that deviates from the normal pressure.
Another circumstance that can prevent an accurate gait is the inaccurate position of the lifting stones as a result of an incorrect arrangement on the anchor or a bending of the latter, so that the lifting stone now contacts a tooth in an incorrect manner, whereby the entire anchor assembly comes to a standstill can come. Another difficulty is that each tooth has to give the individual lifting stones a maximum impulse to achieve maximum efficiency. Another difficulty lies in lubrication, and that is what it is. that the lubricant can either flow away from the parts to be lubricated or become sticky, which also affects the performance of the watch.
This disadvantage is particularly present at the point where the lifting stone hits the tooth and also at the locking surface of the tooth, since the usual D-shaped lifting stones are made with sharp corners in order to achieve maximum momentum.
There are already known anchor escapements of the usual type in which the amplitude of the balance is limited by a special shape of the lifting stones. According to the present invention, too, the lifting stones are specially shaped for the same purpose, namely D-shaped in cross-section at the end face. where they are rounded off at the transition from the flat impulse surface to the round surface. Both lifting stones are designed identically, which makes production cheaper. Their shape results in an even pull, which increases the accuracy of the watch. Furthermore, according to the invention, there is a very specific distance between the lifting stones. which enables an even play of the fall path of the lifting stones.
Lifting stones with a D-shaped cross section are already known per se, but their arrangement at a certain angle and at a certain distance, as in accordance with the present invention, is new. With this new arrangement, the advantage is obtained that the pulling angle is determined exclusively by the angle of the lifting stones. so that the pull is even, and that, as already said above, an even play of the fall path of the lifting stones is made possible.
The invention is now based on the object of achieving a precise rate and a high degree of efficiency without increasing the care and costs involved in achieving the correct size, dimension and relative position of the parts. The invention relates to an anchor escapement for time-keeping devices with a pivotable anchor, which has a pair of lifting stones, and a drivable one.
toothed gear wheel, a vibrating balance wheel that interacts with the armature for step-by-step control of the gear wheel, the tooth surfaces of which are beveled in the direction of rotation to form a pull angle, the lifting stones being partially cylindrical with a corresponding round surface and a flat impulse surface connecting them and thus seen in cross-section on the front side D- are shaped and each rounded at the transition from the flat pulse surface to the round surface.
The anchor escapement according to the invention is characterized in that the lifting stones are arranged at such an angle that their movement is determined exclusively by the engagement effect of the tooth traction angle during the pull and when the armature is pivoted and the individual lifting stones are moved into the path of the gear teeth in each case of the The lifting stone located in the path of a gear wheel tooth is pulled against the pulling surface of the tooth and locked on this surface, and that the lifting stones are arranged on the anchor at an angular distance from one another, measured from the outside of the entry lifting stone to the inside of the output lifting stone, which is 5 'to 2 "is greater than the distance defined by the formula 360" (number of the distance spanned by x the lifting stones (number of gear teeth).
Gear teeth)
A preferred embodiment of the invention is shown in the drawing. Show it:
1 shows a plan view of a schematic representation of a conventional anchor escapement with right-angled lifting stones in order to explain the terms used in the description and to better illustrate the nature of the invention.
2 shows a schematic representation of an anchor escapement according to the invention,
3 shows a schematic representation of the details of the gear ratios according to the invention,
Figures 4-8 are schematic representations of the relationship of the lifting stones to the teeth as the armature moves.
In the known embodiment according to FIG. 1, the gear wheel 1 is connected to the spring housing of the tension spring via gear wheels (not shown). If the gear wheel were not inhibited in its course, the gear wheels would rotate at full speed until the mainspring has completely expired. The gear wheel 1 is prevented from such free rotation by the action of an essentially T-shaped armature 2 which is pivotable about an axis 3. The upright lifting stones 4 (entrance) and 5 (exit) are rectangular in shape in this type of anchor escapement and are connected to one another by two arms of the anchor 2. The anchor 2 has at its upper end an anchor fork 6 which has a left fork piece 7 with a horn 7a and a right fork piece 8 with a horn 8a.
The free space between the two fork parts is adapted to a vertical ellipse 9 which is attached to the balance 10 or a large lever disk, not shown. A safety roller 11 is arranged below the balance and swings with the balance shaft 12 in order to prevent the armature from disengaging from the gear wheel. The recessed crescent-shaped part 11a of the safety roller 11 now allows the lever disc to pass when the armature is not locked, and allows the lever disc to approach its control position. Limiting pins 23 and 23a arranged on opposite sides of the armature 2 limit the vibration of the armature.
The output lifting stone 5 is shown in its locked or inhibited position. The gear wheel is prevented from rotating in its normal clockwise direction of rotation by the surface 13 of the lifting stone 5 which rests against the heel 14 of the gear wheel tooth 15. The gear tooth is undercut at 39. In this position the lifting stone 5 is pulled towards the center of the gear wheel by the movement of the gear wheel tooth. The surface of the lifting stone (in this case the left one) which comes into contact with the gear tooth and which determines which part of the movement has the pulling effect is referred to below as the pulling surface.
The resting surface is that part of the lifting stone or gear wheel tooth which prevents the gear wheel from rotating by resting against the tip of the gear wheel tooth or the lifting stone. In the case of a right-angled lifting stone arrangement according to FIG. 1, the resting surface and the pulling surface are located on the lifting stone.
2 shows an improved anchor escapement according to the invention, in which the gear wheel 1 has a specially designed curve surface (spring curve) 21, which is referred to below as the stop surface and which limits and controls the magnitude of the vibration of the armature 2. This prevents rebound which is caused by the anchor hitting the limit pins. In the anchor escapement according to the invention, the stop surface has, next to its corner 22, a curved piece 51 with an outwardly curved radius. This outwardly curved radius, which cooperates with the rounding 28 of the lifting stone 27, ensures that there is only a line and no surface contact between the lifting stone and the stop surface and also that the stop surface and the surface of the lifting stone quickly come out of contact.
The reduction in the contact surface avoids the possibility of sticking between the lifting stone and the gear wheel, which occurs as a result of a thickening of the lubricating oil. The cam 51 also ensures that an oil reservoir of the correct size and shape is present at the corner 22. If the oil reservoir is not the correct size and shape, the oil will either leave this reservoir easily or dry up and become sticky.
The gear wheel 1 preferably has 15 piston teeth. These piston teeth are all the same, and the lifting stones 26 and 27 are also the same with one another.
The latter have the shape. the commonly used D-shaped lifting stones, but with a departure from common practice which is to provide a fillet where the circular part of the D meets the flat part. This deviation is significant. When the usual D-shaped lifting stones are used, the corners of the same cause a great deal of wear on the face of the piston tooth, and this in turn results in imperfect and ineffective contact between the lifting surface 24 of the tooth and the lifting stone.
The reason for this imperfect contact is that the introduction of a pull, as described above, necessarily introduces an additional factor, which is that the gear wheel 1 is rotated backwards by a certain angle when the balance wheel hits the anchor and the lifting stone releases from the rest position and lifts the lifting stone upwards. The tooth heel hits the drive surface 40 of the lifting stone at a certain angle which is different for the individual watches. In the first moment of the impulse the angle is the same regardless of the shape of the corners of the lifting stone, and an impulse only takes place when a certain critical angle is reached.
Regardless of the shape of the corner, the angular relationship results in an effective sliding contact between the lifting stone and the tooth heel 14, namely at approximately the point 52 approximately to the center of the drive surface 40 of the lifting stone (see FIG. 3).
According to the invention, there is now a departure from the usual practice insofar as rounded corners are provided on the individual lifting stones. The use of such rounded corners results in no loss of impulse force, as is generally assumed, because the tooth root rarely, if at all, touches the lifting stone at the corner thereof with great force. The rounded corner now does not wipe the oil off the tooth surface, as is often the case with lifting stones with sharp corners. In addition, this reduces wear on the pulling surface of the piston tooth.
The D-shaped lifting stones are arranged on the armature so that the rounded portion 28 of the lifting stone slides on the surface of the piston tooth when the individual lifting stones are in their inhibiting and pulling positions. The length of the pulling movement and the length of the pulling surface are measured between the lines 35, 35a, from the center of gravity 3 of the anchor 2 (see FIG. 3). The curved surface that controls the train, i.e. H. the pulling surface is now on the piston tooth and no longer on the lifting stone. When the pulling surface is on the piston tooth, the quantitative effect of the pulling surface is used to control the pulling action; H. the pull angle of the piston tooth is measured by drawing a line 30 from the center 29 of the gear wheel to the tooth heel 14 of the piston tooth and another line 31 from the tooth heel 14 along the tooth surface.
The resulting angle is the so-called draft angle 32, which is measured. It has been found that optimum work occurs when the pull angle is between 10 and 16.
The angle which determines the direction of movement of the lifting stone in relation to the pulling surface of the piston tooth is an important factor for the symmetry of the movement and therefore for the accuracy. If the variability of this angle can be reduced, this means a minimal variability in the movement of the armature. The angle can be determined as shown in the following example according to FIG. 3. When the input lifting stone 26 is at its outermost contact point 48 with the tooth heel 14, this angle is determined by drawing a line 48a from the pivot point of the anchor 3 to point 48. A line 36 is then drawn perpendicular to line 48a at the point of contact. Another line 37 is then drawn in from the point of contact 48 along the pulling surface of the piston tooth.
The angle in question is now the angle between line 36 and 37; H. the angle 45. In the example of the lifting stone 26 this is at the outermost point of contact 10 45 minutes. In the same way, the relevant angle for the input lifting stone is measured at its innermost position 49 as 140, the line 36a corresponding to the line 36 and the line 37a to the line 37. Since the pulling surface of the piston tooth is straight, the pulling angle of the tooth changes only by an amount which is substantially equal to the angle between angles 36a and 36.
In the same manner, for the output elevator 27 at its outermost point of contact, the angle is determined to be 13 "20 minutes (angle 46), and for an output elevator at its innermost position it is 100 55 minutes (angle 46a). The average or mean of the Extreme values for the input lifting stone, namely 12 "22 minutes, and the mean for the extreme values for the output lifting stone, namely 12" and 7 minutes, are essentially the same, resulting in an essentially symmetrical movement.
The distance at the outermost part of the armature oscillation from the uppermost part of the piston tooth to the lifting stone part in the closest vicinity of the center of the gear wheel, which is referred to below as the angle of fall, is the same for both lifting stones. This same angle of fall, which is also only a deviation in normal practice, is achieved in the anchor escapement by a special spacer between the lifting stones on the anchor. In common practice, the generally accepted formula is that the lifting stones should span 21/2 teeth.
In order to span 21/2 teeth, they have to be 60 apart. The anchor escapement according to the invention results in a tension of 60 and 24 minutes for the lifting stones between lines 33 and 34, i.e. H. measured from the left edge of the left lifting stone to the left
Edge of the right lifting stone. At the moment when the individual lifting stones leave their blocking surface and just begin to slide over the drive surface, the angle is 30 and 12 minutes relative to the line through the center
29 of the gear wheel and the armature pivot point 3. The advantage of an equal angle of fall is that the manufacturing tolerances of the parts do not need to be as precise as in the case of an unequal angle of fall.
The anchor escapement according to the invention results in an equally spaced escapement, since the rounded portions 28 and 38 of the lifting stones each have the same distance from the anchor pivot point 3. The impulse is also in the other
Piston tooth gaps between the lifting surface 24 of the piston tooth and the drive surface 40, the lower part of the
Lifting stone, divided.
When actuated according to FIGS. 4-8, the A gangshebestein 26 begins its descent (FIG. 4), then comes in
Contact with the heel 14 of the piston tooth (Fig. 5), is then pulled down into the corner 22 and into the inhibited position by the pulling surface of the piston tooth (Fig. 6).
Then it is raised from its inhibited position by the return oscillation of the armature (Fig. 7). In Fig. 8, the heel 14 gives a pulse to the drive surface of the lifting stone 27. As in the usual piston tooth gaps are the
Lifting surface of the piston tooth and the drive surface of the
Lifting stone arranged at an angle to each other to reduce friction.
It should be noted that lifting stones of the anchor escapement according to the invention are the same locking, the same
Fall angle and an equal train angle within certain limits between the direction of movement of the lifting stones and the tooth surfaces, resulting in a wesent union symmetrical movement and a more accurate gait.