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DER ANKER

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Abbildung 1

Plan eines Ankers (Stahl und synthetischer Rubin)

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1. Allgemeine Beschreibung

Zusammen mit dem Hemmungsrad und der doppelten Hebescheibe ist der Anker eine Komponente des Verteilerorgans (hier die Schweizer Ankerhemmung).

Die Form des Ankers und sein Zusammenspiel mit dem Hemmungsrad und der doppelten Hebescheibe (die selbst fest mit der Unruhwelle verbunden ist) ermöglichen es ihm, die Drehbewegung des Räderwerks in eine oszillierende Bewegung umzuwandeln. Zudem blockieren die Paletten des Ankers, während die Unruh frei ihre Schwingung ausführt, das Hemmungsrad und somit das gesamte Räderwerk sowie das Federhaus.

Der Anker verdankt seinen Namen seiner Form und kommt in verschiedenen Hemmungstypen vor. Der Anker der Schweizer Ankerhemmung besitzt zwei Paletten aus Rubin, die abwechselnd die Zähne des Ankerrads blockieren. Wenn die Unruh ihre freie Schwingung beendet, gibt der Ellipsenstift den Anker frei, der sich leicht dreht. Der bis dahin blockierte Zahn des Ankerrads übertragt in einer kurzen Drehbewegung seinen Impuls auf den Anker über die Impulsfläche des Ankers, der durch eine Wippbewegung direkt über die Ankergabel, die den Paletten gegenüberliegt, an die Unruh weitergegeben wird.

2. Composants et matériaux

Selon sa fabrication, l’ancre se compose d’un nombre variable de composants. Dans une fabrication traditionnelle les composants sont les suivants:

La tige d’ancre

Fabriquée en acier, il s’agit d’un axe pivoté sur laquelle la planche de l’ancre est chassée ou vissée. De récents développements, visent à produire une tige d’ancre en céramique par usinage femto-laser. Une telle pratique vise à supprimer l’influence des champs magnétiques dans l‘échappement et l‘organe régulateur mais demeure, à ce jour, anecdotique. Il est à noter que pour garantir la parfaite liberté de l’ancre, les pivots de la tige d’ancre ne doivent jamais être lubrifiés.

La planche de l’ancre

C’est le composant principal de l’ancre. Traditionnellement fabriquée en acier, elle vient chassée ou vissée sur la tige de l’ancre. De part et d’autre de son point de pivotement se déploient les deux bras qui portent les palettes. L’asymétrie des deux bras permet de positionner les plans de repos des palettes de manière équidistante au point de pivotement de l’ancre. À l’opposé des deux bras, se déploie la baguette, à l’extrémité de laquelle est découpée, sur le même plan, la fourchette. Enfin, à la base de la fourchette un perçage permet de recevoir, chassé, le plot de dard.

Les palettes (ou levées)

Celles-ci sont traditionnellement fabriquées en rubis synthétiques afin de minimiser leur usure ainsi que les frottements dans leur interaction avec les dents de la roue d’échappement. De leur géométrie et de leur positionnement dans les bras de la planche dépend, notamment, le bon fonctionnement de l’échappement (cf. : l‘achevage et l‘organe de distribution).  

Le dard

Il est traditionnellement fabriqué en laiton dont la malléabilité permet facilement de le limer ou de le forger afin de garantir le bon fonctionnement de l’échappement. Il constitue une pièce monobloc avec le plot de dard qui permet de le chasser dans la planche de l’ancre et de le positionner en dessous de cette dernière. Le dard est un organe de sécurité qui permet d’éviter le renversement (cf.: l‘organe de distribution et l‘achevage).

Notes importantes

• Dans le cas des ancres fabriquées en nickel-phosphore (UV-LIGA), le dard et son plot sont  également fabriqués en nickel-phosphore et constituent un élément monobloc avec la planche, lequel est amagnétique.
• Dans le cas des ancres fabriquées en silicium (gravure DRIE), l’ensemble de l’ancre (palettes incluses) est fabriqué d’un seul bloc amagnétique. Malgré leurs nombreux avantages, cette technologie et ce matériau ne permettent aucune opération d‘achevage.

3. Profil und Terminologie der Paletten (Hebungen)

Abbildung 2

Profil der Ankerpaletten

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4. Historie

Die Verwendung eines Ankers in verschiedenen Hemmungsarten von Uhren, später von Armbanduhren, geht auf den Beginn des 18. Jahrhunderts zurück. Und Thomas Mudge erfindet dieSchweizer Ankerhemmung im Jahr 1754. Diese Art der Hemmung ist seit Beginn des 20. Jahrhunderts bei weitem die am häufigsten verwendete. An sich hat der Anker seit seiner Erfindung keine großen Weiterentwicklungen erfahren. Bis zum Ende des 19. Jahrhunderts glichen Uhrmacher die durch die asymmetrische Form des Ankers bedingten Ungleichgewichte häufig durch Anbringen eines Gegengewichts aus. Die Geschichte zeigte jedoch, dass es besser ist, der Leichtigkeit des Ankers gegenüber seiner Ausgewogenheit den Vorzug zu geben, sodass die Gegengewichte fortan aufgegeben wurden. Die weiteren geschichtlichen Meilensteine stehen im Zusammenhang mit den verwendeten Materialien. So sind die Paletten des Ankers, die früher aus natürlichem Rubin bestanden, seit der Mitte des 20. Jahrhundert durch Paletten aus synthetischem Korund ersetzt, ebenso wie sämtliche Steine einer Uhr. Schließlich ermöglicht die Entstehung des Herstellungsverfahrens UV LIGA (für Anker aus Nickel-Phosphor) und der DRIE-Gravur (für Anker aus Silizium) zu Beginn des 21. Jahrhunderts die Herstellung leichterer, robusterer und amagnetischer Anker.

5. Handwerkliche Herstellung eines Ankers

Die handwerklichste Methode zur Herstellung eines Ankers besteht darin, ihn zunächst anzuzeichnen und dann mit der Laubsäge das Profil des Ankers in eine Stahlplatte. Die Endmaße werden durch Feilen und Glätten der Oberflächen erreicht. Der Klotz, der den Sicherheitsstift hält, wird übertragen und mittels zweier Zapfen präzise und stabil an der Ankerplatte befestigt. Der zylindrische Sicherheitsstift wird am Klotz durch Schmieden und anschließendes Feilen abgeflacht, um seine Funktion zu gewährleisten. Der Ankerschaft wird gedreht und danach gezapft. Alte, manuelle Maschinen oder neuere, motorisierte Maschinen ermöglichen es, die Rubinpaletten zu schleifen, um ihnen ihre genauen Abmessungen zu geben und den Winkel der Impulsflächen zu kontrollieren. Sobald die Bestandteile des Ankers hergestellt und dekoriert sind, nimmt der Handwerker den Zusammenbau vor. Der Sicherheitsstift wird somit in seinen Klotz eingepresst, die Ankerplatte wird in der Regel auf den Ankerschaft geschraubt, und die Paletten werden in ihren Klemmen durch Gummilack gehalten, der es ermöglicht, durch leichtes Erwärmen die genaue Position jeder Palette anzupassen und deren feste Befestigung im erkalteten Zustand zu gewährleisten.

6. Industrielle Herstellung eines Ankers

Auf industrieller Ebene wird der Ankerschaft auf einer Drehautomat bevor seine Zapfen gerundet werden. Das Stanzen eignet sich besonders zur Herstellung der Platte, obwohl diese auch spanend bearbeitet werden kann. Die Paletten werden auf Automatenmaschinen mit Diamantschleifscheiben hergestellt. Je nach erforderlichem Finish-Niveau werden die Ankerplatten von Hand oder in Masse in Poliertrommeln poliert. Schließlich verdrängt heute die Verwendung von Klebstoff zur Befestigung der Paletten den Schellack in der industriellen Fertigung.

7. High-Tech-Methoden zur Herstellung eines Ankers

Die Mikrofertigungstechnologien haben die Produktion bestimmter Uhrenkomponenten grundlegend verändert, insbesondere die Komponenten der Hemmung. Zu diesen Verfahren gehören die Herstellung durch UV-LIGA sowie die durch Siliziumgravur (DRIE) ermöglichen es, Anker mit einer äußerst hohen geometrischen Präzision zu erhalten, die mit traditionellen Bearbeitungsmethoden nur schwer erreichbar ist.

Diese Verfahren basieren auf Techniken aus der Mikroelektronik und ermöglichen die Herstellung von Teilen mit komplexen Profilen, kontrollierten Oberflächenzuständen und einer nahezu perfekten industriellen Wiederholbarkeit in als amagnetisch geltenden Materialien.

Im Gegensatz zu klassischen Methoden (Fräsen, Stanzen), bieten die UV-LIGA- und Silizium-Verfahren:

• Beseitigen mechanische Belastungen bei der Herstellung
• Betreffen amagnetische Materialien
• Beseitigen werkzeugbedingte Fehler (Fräserradius, Grate)
• Ermöglichen eine höhere Präzision und Wiederholbarkeit

Sie reihen sich damit in eine Entwicklung hin zu einer hochpräzisen Uhrmacherkunst ein, die traditionelles Know-how mit fortschrittlichen Technologien verbindet.

Die Herstellung von Ankern mittels UV-LIGA und aus Silizium nach dem DRIE-Verfahren veranschaulicht die Integration von Mikrofertigungstechnologien in die zeitgenössische Uhrmacherkunst. Diese Verfahren ermöglichen es, die Präzision, die Regelmäßigkeit und die Leistung der Hemmungen zu verbessern und öffnen zugleich den Weg zu neuen Architekturen.

Sie stellen heute eine Ergänzung zu den traditionellen Methoden dar, insbesondere im Bereich der technischen Haute Horlogerie und der industriellen Fertigung von Komponenten mit hoher Wertschöpfung.