DE1140515B - Ankerhemmung fuer Kleinuhren - Google Patents

Ankerhemmung fuer Kleinuhren

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DE1140515B
DE1140515B DEH31146A DEH0031146A DE1140515B DE 1140515 B DE1140515 B DE 1140515B DE H31146 A DEH31146 A DE H31146A DE H0031146 A DEH0031146 A DE H0031146A DE 1140515 B DE1140515 B DE 1140515B
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DE
Germany
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anchor
escapement
teeth
escape wheel
claws
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Pending
Application number
DEH31146A
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English (en)
Inventor
Pierre-Louis Huguenin
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PIERRE LOUIS HUGUENIN
Original Assignee
PIERRE LOUIS HUGUENIN
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Publication date
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Application filed by PIERRE LOUIS HUGUENIN filed Critical PIERRE LOUIS HUGUENIN
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    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04BMECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B15/00Escapements
    • G04B15/14Component parts or constructional details, e.g. construction of the lever or the escape wheel

Description

  • Ankerhemmung für Kleinuhren Die Erfindung bezieht sich auf eine Ankerhemmung für Kleinuhren, wie Taschen- und Armbanduhren mit in der Ebene des Ankers auf die Ankerradzähne zu verlaufenden Ankerklauen, also auf eine sogenannte Schweizer Ankerhemmung.
  • Solche Ankerhemmungen sind seit langem Gegenstand zahlreicher und verschiedenartiger Forschungen. Es wurde im besonderen versucht, gleichmäßige Kraftübertragung zu verwirklichen und durch Änderungen in der Form die Leistung zu verbessern. Man hat andererseits die Reibung reduziert, indem man für die reibenden Teile besondere Werkstoffe wie z. B. Rubin verwendete. Die Ergebnisse dieser verschiedenen Versuche waren nur teilweise befriedigend, indem es zwar gelang, die Leistung in einem gewissen Maße zu erhöhen, jedoch nicht die namentlich nach der Auslösung des Ankers vorkommenden Stöße und Rückprallungen zu beheben. Man hat für Pendeluhren schon vorgeschlagen, den Hebeflächen konkave oder konvexe Kurven zu geben, um den Stoß auf die Ruhefläche möglichst klein zu halten. Entsprechende Vorschläge wurden auch schon bei Stiftankerhemmungen gemacht. Bei Ankerhemmungen der hier vorliegenden Art hat man auch schon zur Abänderung des statischen übertragungsdiagramms der Hebefläche der Eingangsklaue eine Krümmung gegeben. Alle diese Vorschläge waren aber zur völligen bzw. ausreichenden Behebung bzw. Verminderung der Stöße und Rückprallungen noch nicht genügend geeignet, weil die Hebefläche sich nicht kontinuierlich an die Ruhefläche anschloß und auch die zur Behebung der Stöße und Rückprallungen der Zähne des Hemmungsrades gegen die Ankerklauen erforderliche Größe und Form der konvexen Krümmung der Hebefläche und die erforderliche Form der Ankerradzähne nicht erkannt wurde.
  • Zweck der Erfindung ist es nun gerade, die Leistung der Ankerhemmung dadurch zu verbessern, daß die Stöße und Rückprallungen der Hemmungsradzähne gegen die Ankerklauen behoben oder mindestens auf ein Minimum reduziert werden. Eine der wichtigen Folgen der Behebung dieser Stöße liegt in der Möglichkeit, für die Herstellung der Ankerklauen und/oder des Hemmungsrades einen Kunststoff wie z. B. das Markenprodukt »Teflon« zu verwenden, welches verhältnismäßig weich ist und einen sehr kleinen Reibungskoeffizienten und selbstschmierende Eigenschaften aufweist. Es ist zwar schon der Vorschlag der Verwendung von eingesetzten Ankerklauen aus thermoplastischem Kunststoff bekannt. Die praktische Verwendung von Kunststoff ist aber bisher daran gescheitert, daß die Stöße, welchen die Ankerklauen seitens der Zähne des Hemmungsrades ausgesetzt waren, in kurzer Zeit Löcher oder Nuten in der Hebungsfläche dieser Ankerklauen verursachten und erhebliche Energiemengen vernichteten.
  • Um das obenerwähnte Ziel zu erreichen, ist eine sogenannte Schweizer Ankerhemmung mit derartig gekrümmten Hebeflächen der Ankerklauen, daß die Stöße der Zähne des Hemmungsrades gegen die Ankerklauen zumindestens vermindert werden, erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß beide Ankerklauen eine sich an die Ruhefläche kontinuierlich, d. h. unter tangentialem Verlauf der Ruhefläche zu Beginn der Hebefläche, anschließende, derartig große und so geformte konvexe Krümmung und die Ankerradzähne eine derartige Form haben, daß die zweite Ableitung der Winkelbewegung eines Zahnes in bezug auf die Winkelbewegung des Ankers vom Beginn der Hebungsperiode an eine stetige Funktion ist. Dank diesem Erfindungsgedanken erhält das Hemmungsrad eine Geschwindigkeit und eine Beschleunigung, die die obenerwähnten Stöße und Rückprallungen praktisch ausschließen.
  • Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ankerhemmung. Die einzige Zeichnung ist eine Draufsicht auf einen Teil dieser Ausführungsform.
  • Das in 2 gelagerte Hemmungsrad 1 hat spitze Zähne 3. Der Rücken jedes Zahnes 3 weist aus einem weiter unten angeführten Grunde eine Ausnehmung 4 auf. Der in 6 gelagerte Anker 5 trägt die beiden Klauen 7 und 8 und ist im dargestellten Beispiel vom sog. gleicharmigen Typ, d. h. die Längsachsen 9 und 10 der Ankerklauen 7 und 8 sind gleich weit vom Ankermittelpunkt 6 entfernt.
  • In der Zeichnung ist zu Vergleichszwecken bei 11 und 12 die übliche Form der Hebungsfläche jeder Ankerklaue 7 und 8 gestrichelt dargestellt. Diese Form hat bekanntlich den Nachteil, daß während der Hebungsfunktion Stöße und Rückprallungen der Hemmungsradzähne gegen dieAnkerkiauen auftreten, so daß die Geschwindigkeit und die Beschleunigung derBewegung desHemmungsrades zahlreicheSprünge oder Unstetigkeiten aufweisen. Zur Vermeidung dieses Nachteils, welcher die Leistung der Hemmung herabmindert und die Verwendung verhältnismäßig weicher und einen kleinen Reibungskoeffizienten aufweisender Kunststoffe ausschließt, werden die Hebungsebenen 11 und 12 durch krumme Hebungsflächen 13 bzw. 14 ersetzt. Die Form der Flächen 13 und 14 ist so gewählt, daß das Hemmungsrad 1 bei seiner Auslösung eine Geschwindigkeit und eine Beschleunigung erhält, die beide stetige Funktionen des Schwingungswinkels des Ankers sind, und zwar vom Ende der Auslösung des Ankers an und während der Dauer der Impuls- oder Hebungsfunktion. Die Zeichnung zeigt die Teile der Hemmung in der Lage, in der sie sich am Ende der Auslösung des Ankers durch den nicht dargestellten Hebelstift der Unruh befinden, d. h. am Anfang der Hebungsfunktion.
  • Um die Form der Hebungsflächen 13 und 14 mathematisch zu bestimmen, stellt man die vollständig gerechtfertigte Arbeitshypothese auf, daß der Anker 5 sich mit einer gleichförmigen stetigen Geschwindigkeit um seine Achse 6 dreht, d. h., daß sein Schwingungswinkel während der Hebungsfunktion der Zeit proportional ist. Hierauf wählt man sog. Grenzbedingungen, d. h. man bestimmt den Wert der Geschwindigkeit und der Beschleunigung des Hemmungsrades 1, wenn sich die Spitze eines Zahnes 3 jeweils am Ende der Hebungsfläche befindet, wobei diese Grenzbedingungen den Wert der Integrationskonstanten zu bestimmen gestatten. Anschließend wählt man eine einfache, stetige Funktion, welche die Beschleunigung des Rades 1 darstellt. Diese Funktion ist im dargestellten Beispiel ein Polynom vom dritten Grad, welches im Nullpunkt und in zwei Punkten der Abszissenachse Null wird (wobei der Nullpunkt dem Anfang der Hebungsfläche, der zweite Punkt der Abszissenachse dem Ende der Hebungsfläche und der andere Punkt annähernd der Mitte der Hebungsfläche entspricht). Wenn man diese Funktion graphisch darstellt, so ist sie im betreffenden Intervall einer Sinuskurve ähnlich. Übrigens könnte man auch in einer Variante eine echte Sinuskurve wählen. Die Beschleugung ist also zuerst Null, wird nachher positiv, erfährt ein Maximum, nimmt ab, wird Null und dann negativ, erfährt ein Minimum und wird wieder Null. Man integriert die obengenannte Funktion und erhält somit die Gleichung der Geschwindigkeit des Rades 1, und integriert diese noch einmal, um die Gleichung der Bewegung des Rades 1 selbst zu erhalten. Wie schon gesagt, werden die Integrationskonstanten durch die gewählten Grenzbedingungen bestimmt. Es genügt nachher, die aufeinanderfolgenden Positionen des Rades 1 und jeder Ankerklaue Punkt für Punkt zu konstruieren, um die gesuchte Form der Hebungsflächen zu finden. Die erhaltene Kurve weist, vom Rade 1 aus gesehen, zuerst einen konvexen Teil auf, welcher sich in stetiger Weise an die Ruhefläche 15 der Klaue anschließt, dann einen Wendepunkt und hierauf einen konkaven Teil, der in der Fluchtebene 16 der Ankerklaue endet. Die Gleichung der die Hebungsfläche der Ankerklaue definierenden Kurve ist somit eine stetige Funktion, deren zwei erste Ableitungen gleichfalls stetig sind.
  • Es ist bemerkenswert, daß der wichtigste Teil der Hebungsflächen 13 bzw. 14 ihr Anfangsteil ist, d. h. der links dargestellte Teil, der dem unmittelbar dem Ende der Auslösung des Ankers 5 folgenden Moment entspricht. Da die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Rades 1 stetig sind, so bewegt sich das Rad praktisch stoßfrei, so daß die Stöße und Rückprallungen der Zähne 3 gegen die Ankerklauen praktisch unterdrückt werden.
  • Da andererseits die Beschleunigung des Rades 1 während des letzten Teils der Hebungsfunktion negativ ist, nimmt die Geschwindigkeit des Rades 1 ab, wobei diese Geschwindigkeitsverminderung zugunsten der Bewegung des Ankers 5 erfolgt. Daher ergibt sich eine bessere Energieübertragung an die Unruh.
  • Die am Rücken der Zähne 3 des Rades 1 vorgesehene Ausnehmung 4 ermöglicht es, daß die Spitze einer der Ankerklauen 8 (in der dargestellten Lage der Zeichnung) am entsprechenden Zahn 3 des Rades 1 nicht anstoßen kann, wenn der Impuls auf die andere Ankerklaue? (in der Zeichnung) zu wirken anfängt. Da das Rad 1, von der Federkraft der Antriebsfeder angetrieben, sich allmählich im Uhrzeigersinn weiterdreht, so kann die Ausgangsklemme ohne weiteres in eine Zahnlücke des Rades 1 eintreten.
  • Die beinahe totale Behebung der Stöße der Zähne 3 gegen die Ankerklauen 7 und 8 des Ankers 5 hat zur Folge, daß man für die Herstellung der Ankerklauen und/oder des Hemmungsrades 1 einen verhältnismäßig weichen Werkstoff, wie z. B. das Markenprodukt »Teflon«, verwenden kann. Dieser Kunststoff weist einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten und außerdem selbstschmierende Eigenschaften auf, die das sehr schwierige ölen der Hemmungsteile vermeiden lassen. Wegen der Behebung der Stöße ist die Bildung von Löchern oder Nuten in den Hebungsflächen der Ankerklauen nicht mehr zu befürchten. Dank dem geringen Reibungskoeffizienten des betreffenden Werkstoffes werden die Energieverluste stark reduziert, so daß die Leistung der Hemmung um so mehr erhöht wird.
  • Selbstverständlich könnte dieKonstruktion derHemmung in Einzelheiten noch von derjenigen der Zeichnung verschieden sein. Insbesondere könnte der Endteil der Hebungsfläche jeder Ankerklaue den dargestellten konkaven Teil nicht aufweisen, weil, wie schon erwähnt, das Wichtigste die Gewährleistung einer korrekten Form des Anfangsteiles dieser Hebungsfläche ist. Die Zähne des Hemmungsrades könnten ebenfalls eine andere Form, als die dargestellte, aufweisen und z. B. anstatt eine Spitze, eine Hebungsfläche haben, so daß eine Hemmung mit verteilten Hebungsflächen erhalten würde.

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Ankerhemmung für Kleinuhren mit in der Ebene des Ankers auf die Ankerradzähne zu verlaufenden Ankerklauen (sogenannte Schweizer Ankerhemmung) und mit derartig gekrümmten Hebeflächen der Ankerklauen, daß die Stöße der Zähne des Hemmungsrades gegen die Ankerklauen zumindest vermindert werden, dadurch gekennzeichnet, daß beide Ankerklauen eine sich an die Ruhefläche kontinuierlich, d. h. unter tangentialem Verlauf der Ruhefläche zu Beginn der Hebefläche, anschließende, derartig große und so geformte konvexe Krümmung und die Ankerradzähne eine derartige Form haben, daß die zweite Ableitung der Winkelbewegung eines Zahnes in bezug auf die Winkelbewegung des Ankers vom Beginn der Hebungsperiode an eine stetige Funktion ist.
  2. 2. Ankerhemmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne des Hemmungsrades und die Ankerklauen derart ausgebildet sind, daß die genannte stetige Funktion von Null an zuerst positiv, dann wieder Null, dann negativ und am Ende der genannten Hebungsperiode wieder Null ist.
  3. 3. Ankerhemmung nach irgendeinem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne des Hemmungsrades spitz sind.
  4. 4. Ankerhemmung nach irgendeinem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne des Hemmungsrades je eine Hebungsfläche aufweisen. In Betracht gezogene Druckschriften: österreichische Patentschrift Nr. 101260; schweizerische Patentschriften Nr. 7 583, 240 490; französische Patentschrift Nr. 1089122; Giebel, Carl, »Einfluß der Hemmung auf den Gang der Uhr«, Göttingen, Diss., S. 54 bis 56; Gros, Charles »Echappements d'horloges et demontres«, Paris 1913, S. 57.
DEH31146A 1956-11-08 1957-09-16 Ankerhemmung fuer Kleinuhren Pending DE1140515B (de)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH7583A (de) * 1893-10-13 1894-05-15 Langhorst John Henry Anker für Ankerhemmungen an Uhren
AT101260B (de) * 1925-01-23 1925-10-10 Ver Freiburger Uhrenfabriken A Brocot-Hemmung.
CH240490A (fr) * 1944-04-12 1945-12-31 Montres Oris Sa Comp D Echappement ancre à chevilles.
FR1089122A (fr) * 1953-07-01 1955-03-15 Kienzle Uhrenfabriken Ag échappement à ancre pour mouvements d'horlogerie

Patent Citations (4)

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