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Freie Ankerhemmung mit gleichbleibender Impulsgabe durch eine Ausgleichskraft
Gegenstand der Patentanmeldung H31832 IX b/83 a ist eine besondere Form des
Verlaufs der Ausgleichskraft in freien Ankerhemmungen mit gleichbleibender Impulsgabe,
und zwar derart, daß die impulsgebende Ausgleichskraft während der Impulsgabe ansteigt.
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Vorzugsweise, jedoch nicht ausschließlich, wird diese Form des Impulsverlaufs
durch die Anziehungskraft eines Magneten erreicht. Dies ermöglicht auch den Ersatz
mehrerer bzw. aller in derartigen Hemmungen erforderlichen Rückstellfedern durch
denselben Magneten, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung geeigneter Leitstücke
für die Kraftlinein.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine besonders einfache und sichere
Ausführung einer freien Ankerhemmung mit gleichbleibender Impulsgabe durch eine
Ausgleichskraft, die während der Impulsgabe anwächst und die vorzugsweise durch
die Anziehungskraft eines Magneten geliefert wird, nach Patentanmeldung H 31832
IX b/83 a, zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Anker koaxial zum Ankerrad
gelagert wird. Dadurch läßt sich die Form des Ankers, die sowohl in den zahlreichen
vorbekannten Hemmungen dieser Art als auch gemäß der Hauptpatentanmeldung mehrere
Arme, und zwar vier bzw. drei aufweist, so weit vereinfachen, daß mit einem einzigen
Arm, vorzugsweise mit einer Verlängerung über den Drehpunkt hinaus alle Aufgaben
erfüllt werden können. Darüber hinaus kann dieser Anker um die Achse des Ankerrades
.schwenkbar gelagert werden,so daß auch noch die bisher stets erforderliche besondere
Lagerstelle für den Anker eingespart wird.
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Die Vorteile der neuen Hemmung liegen nicht allein in der erheblichen
Vereinfachung der Teile, sondern auch in einer sehr einfachen Montage und Justage
und schließlich darin, daß die Teile ohne weiteres gestanzt werden können, soweit
sie nicht Drehteile oder Steine sind. Diese und weitere günstige Eigenschaften gehen
aus der Zeichnung hervor, die nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeigt, an
dem vieles geändert werden kann, ohne daß dadurch die eigentliche Erfindung geändert
wird.
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In der Zeichnung bedeutet 1 das Ankerrad mit einfachen Spitzzähnen
11 und der Welle 12, auf der der Impulshebel 2 lose mit seiner beliebig gestalteten
Nabe 21 gelagert ist. Statt dessen könnte natürlich auch der Hebel 2 mit einem Zapfen
durch eine hohlgebohrte Ankerradwelle in den beiden Werkplatten gelagert sein. Das
Ankerrad braucht in diesem Fall einen Zwischenkloben mit Gegendeckplättchen. Ebenfalls
könnte das Ankerrad mit hohlgebohrtem Trieb und der Impulshebel 2 auf einer feststehenden
Welle mit Ansatz gelagert werden. Oder der Hebel 2 lagert auf einer im Gestell befestigten
Hülse, durch die die Ankerradwelle führt oder ebenfalls gelagert ist.
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An ,seinem äußeren Kopf 22 trägt der Impulshebel 2 die um den Stift
23 schwenkbare Auslöse-und Impulsgabel 3 mit dem Auslösezahn 31, dem Impulszahn
32, dem Ruhestift 33, der in einer Ausnehmung 24 des Impulshebels
2 begrenzt spielen kann, und dem Kraftarm 34, der von dem in seiner Lage
und Entfernung einstellbaren Magneten M angezogen wird. Der komplette Kopf 22 des
Impulshebels 2 mit seinem schwenkbaren Teil 3 kann, wie im Ausführungsbeispiel,
durch einen diametral entgegengesetzten Ansatz 25 ausgewogen sein, der dazu dienen
kann, die Ankerradruhe 4 über ihren Arm 41 nach dem Ende der Impulsgabe auf den
Hebelstift 51 der nur angedeuteten Unruh 5 auszuheben.
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Bei stationären Uhren kann auf das Ausgleichsteil 25 verzichtet werden,
so daß nur ein einarmiger Impulshebel vorhanden zu sein braucht, der nach erfolgter
Impulsgabe auf den Unruhhebelstein ebenfalls die an entsprechend anderer Stelle
angebrachte Ankerradruhe auslöst. Die Ankerradruhe 4 besteht außer dem Auslösearm
41 noch aus dem eigentlichen Haltearm 42 mit den Ruhelippen 43 und
47 und der Auflauffläche 44, sowie aus dem Kraftarm 45, auf den ein kleiner
Dauermagnet 8 wirkt. Dieser Arm könnte auch mit dem Auslösearm 41 aus einem
Teil bestehen. Zwei Arme sind nur wegen der besseren Darstellung gewählt.
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Der Anschlagstift 6 dient nur als Sicherheit, wie später beschrieben
wird. Der Anschlag 7 ist nicht
nur für den Anschlagarm 42, sondern
über den Arm 41 und den Ansatz 25 auch als Endanschalg für den Impulshebel 2 bestimmt.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Wenn die Unruh 5 ihren Rückschwung
in Richtung des Pfeiles 50 beendet, löst sie durch den Anschlag ihres Hebelstiftes
51 gegen den Auslösezahn 31 die Ruhe des Impulshebels 2 aus, die durch das Anliegen
des Ruhestiftes 33 an einem der Ankerradzähne 11 gebildet ist und durch die Kraft
des Magneten M auf den Kraftarm 34 gesichert wird. Der Magnet M zieht dann den Impulshebel
2 mit steigender Kraft nach links gemäß Pfeil 20, wobei der Ruhestift 33
sofort wieder an den Innenrand der Ausnehmung 24 zu liegen kommt und der Unruhhebelstift
51 den neuen Impuls von dem Impulszahn 32 erhält. Nachdem dieser Impuls beendet
ist, wird die Ankerradruhe durch den Impulshebel 2, im Ausführungsbeispiel durch
das Gegengewicht 25, über den Arm 41 ausausgeschlagen. Jetzt wird das Ankerrad 1
frei und nimmt bei seiner Drehung in Richtung des Pfeiles 10 den Impulshebel 2 dadurch
mit, daß der nächste Ankerradzahn 11 nach einem kurzen Fall von 1 bis 2 Grad, der
für die Beschleunigung des Räderwerkes günstig ist, den Ruhestift 33 faßt. Die Drehung
des Ankerrades 1 beträgt eine Zahnteilung, weil die Ankerradruhe 4 sofort nach ihrer
Auslösung wieder durch den Magneten 8 in ihre Hemmstellung zurückgelegt wird, aus
der sie durch den nächsten Zahn 11 über die Auflauffläche 44 nur so weit gedrückt
wird, daß dieser Zahn 11 an die Ruhelippe 43 gelangen kann.
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Nach der Richtungsumkehr der Unruh 5 schlägt ihr Hebelstift 51 zwar
gegen den Auslösezahn 31, nimmt dabei aber den Impulshebel 2 nur ein kurzes Stück
gegen die jetzt schwache Kraft des Magneten M mit, so daß auch bei dieser Hemmung
nur eine geringe Störung der Schwingung eintritt. Diese Störung könnte dadurch noch
verringert werden, daß der Auslösezahn 31 verkürzt wird und mit einer Feder in die
Bahn des Hebelsteines 51 reicht, die in der Auslösungsrichtung steif, in der Rückschwungrichtung
sehr weich arbeitet. Ebenfalls kann ein Auslösefmger an Stelle der Auslösefeder
angebracht werden, wie er in der Hauptpatentanmeldung dargestellt ist. Nach der
nächsten Richtungsumkehr der Unruh beginnt das beschriebene Spiel von neuem.
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Folgende vorteilhafte Eigenschaften dieser Hemmung sind bemerkenswert:
Die Lagerung des Impulshebels 2 auf derAnkerradwelle 12 hat keinerlei Nachteile,
weil die Ankerradwelle 12 bei der Impulsgabe stillsteht und beim neuen Spannen des
Impulshebels 2 dieselbe Richtung und Geschwindigkeit hat wie dieser, so daß keinerlei
Reibung zwischen beiden auftritt. Auch während der Impulsgabe auf die Unruh hat
die Lagerung 12 bis 21 des Hebels 2 nur wenig Reibung, weil der Gabelkopf 3, insbesondere
sein Kraftarm 34, vom Magneten direkt angezogen wird, ohne daß die Ausgleichskraft
den üblichen Weg über die Ankerwelle nehmen muß. Der Lagerung des Hebels 2 auf der
Ankerradwelle fällt somit in beiden Richtungen keine eigentliche Kraftübertragung,
sondern nur eine Führung zu. Trotz dieser Vorteile benötigt dieser Impulshebel 2
keinen Hebestein und auch keinen Ruhestein mehr, wie es bei anderen Hemmungen dieser
Art meistens der Fall sein muß; die dadurch bedingte Einstellung wähend der Remontage
vereinfacht sich sehr. Die vorteihaften Wirkungen der Magnetkraft sind schon in
der Patentanmeldung H 31832 IXb/83 a beschrieben.
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Sollte das Ankerrad l durchdrehen, weil die Ankerradruhe 4 aus irgendwelchen
Gründen versagt, so würde der Impulshebel 2 rundum mitgenommen werden. Dafür ist
der Sicherheitsstift 6 angeordnet. Wenn der Impulshebel 2 nämlich so weit mitgenommen
ist, daß die schräge Fläche 36 der Auslöse-und Impulsgabel 3 gegen den Stift 6 gelangt,
so wird durch ihn die Gabel 3 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn geschwenkt und dadurch
der Kraftschluß des Ruhestiftes 33 mit dem Ankerradzahn 11 aufgehoben, so daß der
Magnet M den In, pulshebel2 zurückholen kann. Solche Störung kann aber nicht lange
dauern, weil der Kraftarm 45 des Ruhehebels 4 eine Hebefläche 46 hat, die so lange
in die Bahn der Ankerradzähne 11 reicht, wie die Anschlaglippen 43 und 47 mit der
Ölkammer 48 außerhalb dieser Bahn liegen. Das Ankerrad 1 sorgt also auch selbst
für seine Ruhe, wenn eine Störung eintreten sollte. Das Gegengewicht 25 des Hebels
2 kann ebenfalls in der Ausgangsstellung durch den Stift 6 begrenzt werden, wenn
dieser Stift so angebracht wird, daß er den Hebel 2 höchstens noch 2 Grad weiterlaufen
läßt, falls die Ankerradruhe 4 nicht richtig gearbeitet hätte. Dies läßt sich nur
dann anwenden, wenn der Gabelkopf 3 über eine Auslösefeder oder über einen Auslösefinger
von der Unruh ausgelöst wird, die im Rücklauf den Hebel nicht weiterzuschwenken
braucht.
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Wenn die Uhrtriebfeder nicht mehr genügend Kraft hat, den Impulshebel
2 über das Ankerrad 1 neu zu spannen und dieser daher in einer Zwischenlage stehenbleibt,
so ragt der Selbstanlaufzahn 35 in die Bahn des Unruhhebelstiftes 51, in der vielleicht
auch schon der Impulszahn 32 liegt. Wenn jetzt die Triebfeder wieder gespannt und
das Ankerrad 1 in der Richtung des Pfeiles 10 bewegt wird, erhält die Unruh
5 über den Selbstanlaufzahn 35 oder über den Impulszahn 32 einen Stoß, der zwar
in umgekehrter Richtung wie der normale Impuls erfolgt, aber ausreichend ist, um
beim Zurückschwingen über den Auslösezahn 31 das normale Spiel erneut in Gang zu
setzen.
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Denkbar wäre es auch, daß der Impulshebel 2, ohne ausgelöst zu werden,
mit dem Ankerrad umläuft und dabei der Stift 6 die Schräge 36 faßt, so daß der oben
beschriebene Fall eintritt und die Unruh einen Impuls von dem Auslösezahn oder von
dem Impulszahn empfängt. Auf jeden Fall bedarf es keiner besonderen Maßnahmen, die
Hemmungen wieder zum Arbeiten zu bringen, wenn das rechtzeitige Aufziehen der Triebfeder
einmal vergessen sein sollte.
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Durch einige einfache konstruktive Kunstgriffe kann die Justage dieser
Hemmung einfacher gemacht werden als die des bekannten Schweizer Ankerganges: Die
Nabe 21 des Impulshebels 2 kann z. B. innen oder außen eine exzentrische Oberfläche
haben und den Impulshebel 2 mit satter Reibung tragen. Dann kann die Eingriffstiefe
des Ruhestiftes 33 und die Höhe der Impulsgabel 3 bezüglich des Hebelstiftes 51
sehr leicht und genau eingestellt werden. Wenn die gleiche Maßnahme auch bei dem
Stift 23 getroffen wird, können die beiden genannten Justagen auch unabhängig voneinander
gemacht werden. Auch der Magnet 8 wird zweckmäßig mit einer Exzenterschraube in
Verbindung gebracht, um
die Lage des Ankerradruhehebels 4 genau
in bezug auf die Bahn der Ankerradzähne 11 einstellen zu können. Statt dessen kann
auch die Messinghülse 81
innen und außen exzentrisch sein. Schließlich kann.
der Ankerradruhehebel4 ebenfalls satt auf einer exzentrischen Buchse oder auf einem
exzentrischen drehbaren Zapfen gelagert sein. Auch der Anschlag 7 kann durch Exzenter
genau einstellbar gemacht werden, wozu auch der Lagerkloben 9 herangezogen werden
könnte.
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Bei der Genauigkeit der heutigen Stanzteile werden vermutlich aber
all diese Sicherungsmöglichkeiten nicht notwendig sein. Die Hemmung braucht keine
andere Ölung als die bekannten Hemmungen. Durch eine kleine Ölkammer 48, die mit
den Ruhelippen 43 und 47 in Verbindung steht, kann die Ölung der Zahnspitzen auf
lange Zeit sichergestellt werden. Das Lager 12 bis 21 wird normal geölt, und der
Gabelkopf 3 mit seinem kleinen Schwenkwinkel benötigt kein Öl.
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Alle Teile dieser Hemmung vom Ankerrad 1 bis zur Ankerradruhe 4 können
gestanzte Teile sein. Da auch die schwierigen Einstellungen, die der Schweizer Ankergang
mit sich bringt, in Fortfall kommen (Ankerzentrierung, Messer- und Hornluft, verlorener
Weg und gleichmäßiger Zahnfall), darf von der neuen Hemmung gesagt werden, daß sie
einfacher und trotzdem besser ist als dieser, der zur Zeit als die beste Hemmung
angesehen wird. Wie schon bekannt, ist der Impulshebel 2 schwerpunktfrei, seine
Auslösung durch die Unruh weich und konstant, weil zu diesem Zeitpunkt der Kraftarm
34, der vom Magneten M angezogen wird, noch einen größeren Abstand einnimmt, der
sich aber während der Impulsgabe verringert und .somit eine anwachsende Impulskraft
auf die Unruh überträgt. Die anwachsende Impulskraft kann mit großer Sicherheit
die nicht konstante Ankerradruhe auslösen, während der Gangordner frei im Ergänzungsbogen
schwingt. Dazu geht das Ankerrad bei der neuen Hemmung um eine ganze Zahnteilung
weiter, wodurch mehr Kraft entwickelt wird, die bei einer solchen Hemmung aber auch
notwendig ist; denn wenn der Gangordner über die gesamte Ablaufzeit eine immer gleichbleibend
große Schwingung behalten soll, muß auch am letzen Tag der Laufzeit noch genügend
Kraft am Ankerrad vorhanden sein, um den Hebel 2 rechtzeitig entgegen der Ausgleichskraft
in die Ausgangsstellung zurückzuschwenken. Vor allem ist es bei dieser Hemmung gelungen,
die sonst üblichen Hilfsfedern, ihre komplizierte Einstellung, ihre Temperaturfehler
und Reibungen in Wegfall zu bringen.
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Die neue Hemmung hat wenig verlorenen Weg. 1. Schwenkbereich vom Gabelkopf
3 beträgt etwa 3 Grad.
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2. Auslösungsweg der Ankerradruhe 4 beträgt ebenfalls etwa 3 Grad.
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3. Zahnfall auf den Ruhestift 33 beträgt etwa 2 Grad.
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Im Ankergang erfolgt ein zweimaliger Zahnfall auf die Paletten, eine
zweimalige Ruheauslösung und der zweimalige verlorene Weg, den der Anker dabei zurückführen
muß.
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Tatsache ist, daß die neue Hemmung sich auch bei einfachen Gebrauchsuhren,
wie Küchen-, Tisch-und Wanduhren, einhauen läßt, deren Ganggenauigkeit dadurch ganz
erheblich gesteigert wird.