DIE SCHWEIZER ANKERHEMMUNG

Video: Gespräch über die Schweizer Ankerhemmung mit Dominique Büser

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Abbildung 1: Funktionsgeschwindigkeit 1:4

Abbildung 2: Tatsächliche Funktionsgeschwindigkeit (21’600 A/h)

Im Allgemeinen ist die Hemmung das Verteilerorgan einer Uhr, einer Pendeluhr oder einer Grossuhr. Die Schweizer Ankerhemmung wird für ihre Robustheit, Präzision und relativ einfache Herstellung geschätzt. Bereits kurz nach ihrem Erscheinen setzte sich diese Hemmung schnell durch und wurde sowohl aufgrund ihrer technischen als auch wirtschaftlichen Vorzüge rasch zum Standard.

Geschichte

Die Schweizer Ankerhemmung entstand in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts und verbesserte die Prinzipien der älteren und weniger effizienten englischen Ankerhemmung. Um 1842 trug der Schweizer Uhrmacher, Uhrmacherin Georges-Auguste Leschot zur Industrialisierung dieser Hemmung bei und ermöglichte damit ihre breite Verbreitung. Im Laufe der Jahrzehnte wurde sie von den Schweizer Manufakturen weiter perfektioniert und zu einem Grundpfeiler der modernen Uhrmacherei gemacht.

Rolle der Hemmung

Die Hemmung hat zwei Hauptaufgaben. Zunächst muss sie das Finissage-Räderwerk stillsteht, um sie punktuell und regelmäßig freizugeben. Würde die Hemmung nämlich nicht existieren, würde sich die gesamte Energie des Federhauses in wenigen Sekunden über das Räderwerk entladen, das durchdrehen würde. Die Hemmung blockiert also die Energie des Räderwerks und lässt sie punktuell … entweichen, was ihr ihren Namen einbringt. (Man bemerkt, dass auf der Abbildung 1 (oben) das Ankerrad (Hemmungsrad) sich schrittweise vorwärtsbewegt, aber die meiste Zeit stillsteht).

Die Hemmung muss außerdem die Schwingungen des Regulierorgans aufrechterhalten, indem sie ihm einen regelmäßigen Impuls überträgt. Da das Regulierorgan ein Oszillator ist, hat die Hemmung also auch die Aufgabe, eine lineare Bewegung (die Drehung des Räderwerks) in eine oszillierende Bewegung (die Schwingungen der Unruh-Spirale) umzuwandeln (Abbildung 1 & Abbildung 2 oben).

Hemmungstyp

Die Schweizer Ankerhemmung gehört zur Familie der freien Hemmungen.

Beschreibung der Bauteile

Die Schweizer Ankerhemmung besteht aus folgenden Elementen:

  • Der Anker. Sie wird in der Regel aus Stahl gefertigt, teilweise auch aus Messing oder Glucydur, mit Paletten aus Rubin, oder vollständig aus Nickel-Phosphor oder Silizium.

  • Die Doppelscheibe. Sie besteht aus der großen und der kleinen Scheibe, die durch ein Rohr miteinander verbunden sind. Sie wird aus relativ duktilen Materialien gefertigt, die dem Stoß standhalten (Stahl, Messing oder Glucydur usw.). Silizium ist zu spröde und eignet sich nicht für die Herstellung von Doppelscheiben. Der Ellipsenstift, üblicherweise aus Rubin (synthetischer Korund), wird in die große Scheibe eingekittet oder eingeklebt.

Vorteile

  • Präzision : Die Schweizer Ankerhemmung ist eine ausgereifte Hemmung, die eine ausgezeichnete Ganggenauigkeit ermöglicht.
  • Zuverlässigkeit : Sie ist besonders widerstandsfähig gegen Stöße und Lageänderungen. Damit eignet sie sich hervorragend für den Einsatz in Armbanduhren.
  • Industrielle Fertigung : Unabhängig von den zur Herstellung ihrer Bauteile verwendeten Materialien ist die Fertigung von Schweizer Ankerhemmungen beherrschbar und wirtschaftlich.
  • Kundendienst : Mit Ausnahme der aus Silizium gefertigten Hemmungen kann die Schweizer Ankerhemmung leicht reguliert werden (Fertigstellung), unabhängig vom Alter der Uhr.

Nachteile

  • Reibungen: Obwohl die Materialien der Komponenten der Hemmung (Stahl-Rubin, Silizium) so gewählt werden, dass die Reibung minimiert wird, ist diese dennoch zahlreich vorhanden. So stehen die Stahlzähne des Ankerrads (Hemmungsrads) ausschließlich über Gleitreibung mit den Rubin-Paletten des Ankers in Wechselwirkung. Die Schweizer Ankerhemmung allein absorbiert etwa 30 % der Nennenergie des Federhauses. Silizium-Hemmungen erzielen heute bessere Wirkungsgrade.
  • Wartung: In einer traditionellen Fertigung (Stahl und Rubin) erfordert sie eine sorgfältige Schmierung, die regelmäßig erneuert werden muss, um gute Leistungen zu gewährleisten und den Verschleiß zu begrenzen. Silizium-Hemmungen bieten hierfür ebenfalls eine Lösung, da die meisten von ihnen ohne Schmierung funktionieren können.

Le fonctionnement de l’échappement à ancre suisse peut être divisé en quatre phases qui se déroulent immuablement selon le même cycle à chaque alternance de l‘organe régulateur. Ces quatre phases sont :

  1. Le repos
  2. Le dégagement
  3. L’impulsion
  4. Les sécurités

Détaillons ci-dessous l’action de chacun des composants durant chacune des quatre phases:

1. Le repos

Durant cette phase, l’ensemble du rouage de finissage est à l’arrêt, bloqué par l’échappement.

Double plateau:

C’est le seul élément de l’échappement alors en mouvement.

Durant la phase de repos, le double plateau effectue librement son arc supplémentaire ascendant α puis son arc supplémentaire descendant β (ci-dessous Figure 1, point 1). Il s’agit de l’angle que parcoure le double plateau (et donc le balancier) durant la période d’arrêt de la roue d’échappement et de l’ancre.

Ancre:

L’ancre est à l’arrêt. La baguette de l’ancre est maintenue en appui contre la goupille de limitation (ci-dessous Figure 1, point 2) par la dent de la roue d’échappement sous l’effet du tirage (cf onglet Le tirage).

Roue d’échappement:

Comme l’ancre, la roue est à l’arrêt. L’une de ses dents est en appui sur le plan de repos de la palette de l’ancre (ci-dessous Figure 1, point 3).

Figure 1

repos

    2. Le dégagement

    Durant cette phase, la roue d’échappement et le rouage de finissage reviennent très légèrement en arrière.

    Double plateau:

    La phase du dégagement débute lorsque la cheville de plateau entre au contact de la fourchette (Figure 2, point 4). La phase de dégagement du double plateau correspond à l’angle α qu’il parcoure, alors que la cheville de plateau pousse la fourchette de l’ancre (Figure 3).

    Ancre:

    La phase de dégagement de l’ancre correspond à l’angle β qu’elle parcoure durant l’action de la dent de la roue d’échappement sur le plan de repos de la palette (Figure 3). La phase de dégagement se termine lorsque la dent de la roue se trouve théoriquement sur le bec de repos de la palette (Figure 4, point 5).

    Roue d’échappement:

    Par le levier que constitue l’ancre et sa géométrie, la roue d’échappement recul légèrement durant la phase de dégagement (recul géométrique, env. 0.15-0.25°) puis poursuit son mouvement en se détachant brièvement du plan de repos de la palette (recul dynamique, env. 0.04°). La somme du recul géométrique et du recul dynamique constitue l’angle γ (Figure 3). Enfin, la roue d’échappement reprend son sens de rotation normal sous la force de l’énergie motrice. Comme pour l’ancre, on considère que la phase de dégagement se termine alors que la dent de la roue se trouve théoriquement sur le bec de repos de la palette (Figure 4, point 5)

    Figure 2

    début du dégagement

    Figure 3

    phase du dégagement

    Figure 4

    fin du dégagement

    3. L’impulsion

    C’est durant cette phase que l’échappement transmet l’énergie reçue du barillet via le rouage de finissage à l’organe régulateur.

    Double plateau:

    Le début de l’impulsion à lieu lorsque la fourchette rattrape la cheville de plateau (Figure 5, point 6). La phase d’impulsion du double plateau correspond à l’angle δ qu’il parcoure alors que la fourchette pousse la cheville de plateau (Figure 6).  La phase d’impulsion débute avant le point mort et se termine après le point mort (Figure 7).

    Ancre:

    La phase d’impulsion de l’ancre correspond à l’angle ε (Figure 6) qu’elle parcoure pendant que le bec d’impulsion de la dent de la roue parcoure le plan d’impulsion de la palette. La phase d’impulsion se termine lorsque le bec d’impulsion de la dent de la roue se trouve sur le bec d’impulsion de la palette (Figure 8).

    Roue d’échappement:

    La phase d’impulsion de la roue d’échappement correspond à l’angle qu’elle parcoure durant l’action du plan d’impulsion de sa dent sur le plan d’impulsion de la palette. L’impulsion commence lorsque le bec de repos de la palette entre en contact du plan d’impulsion de la palette (Figure 5, point 7) et se termine lorsque le bec d’impulsion de la dent atteint le bec d’impulsion de la palette (Figure 8, point 8).

    Figure 5

    début de l’impulsion

    Figure 6

    phase d’impulsion

     

     

     

    Figure 7

    point mort (impulsion)

     

     

     

    Figure 8

    fin de l’impulsion

     

     

    4. Les sécurités

    Les sécurités sont des angles parcourus par la roue d’échappement et l’ancre en pure perte juste après la phase d’impulsion.

    Double plateau:

    Au début de la phase des sécurités, la cheville de plateau perd le contact avec la fourchette de l’ancre (Figure 9, point 9). Le double plateau entame alors librement son arc supplémentaire ascendant α‘ puis son arc supplémentaire descendant β‘ (Figure 9).

    Ancre:

    L’angle de sécurité de l’ancre s’appelle le chemin perdu. C’est l’angle que parcoure la baguette de l’ancre dès lors que la dent de la roue d’échappement entre en contact avec le plan de repos de la palette (Figure 10, point 11) et l’instant où la baguette de l’ancre entre en contact avec la goupille de limitation sous l’effet du tirage (Figure 11, point 12).

    Roue d’échappement:

    L’angle de sécurité de la roue d’échappement s’appelle la chute. La chute correspond à l’angle parcouru par la roue dès lors qu’une de ces dents quitte le plan d’impulsion de la palette (Figure 9, point 10) et qu’une autre dent entre en contact avec le plan de repos de l’autre palette (Figure 10, point 11).

    Figure 9

    début de la chute (sécurités)

    Figure 10

    fin de la chute et début du chemin perdu (sécurités)

     

     

     

    Figure 11

    fin du chemin perdu (sécurités)

    Note:

    Pour une vision complète du fonctionnement de l’échappement à ancre suisse, se référer aux deux animations figurant en tête de cette page.

    1. Die Doppelscheibe (de facto die Unruh)

    Beschreibung der verschiedenen Winkel der Doppelscheibe (und somit der Unruh) während zwei Halbschwingungen (eine Schwingung).

     

     

     

    (*) Wichtig:

    Wenn das Ankerrad (Hemmungsrad) seinen dynamischen Rückgang durchführt (siehe Reiter Funktionsweise), der Anker setzt seine Bewegung fort, während er von dem Ellipsenstift. Wenn sich das Ankerrad wieder vorwärts zu bewegen beginnt, findet der Zahn des Rades erneut Kontakt mit der Impulsfläche der Anker-Palette, und die auf die Unruh übertragene Impulsphase beginnt. Während dieser Zeit wurde der Kontakt zwischen dem Ellipsenstift und der Ankergabel kurz unterbrochen, und das Doppelplateau (und somit die Unruh) durchläuft frei einen kleinen Winkel zwischen dem Ende der Auslösung und dem Beginn des Impulses (oben als freier Lauf der Unruh beschriebene Winkel).

     

     

    2. Der Anker

    2.1 Gesamter Hebungswinkel (Abbildung 3)

    Der gesamte Hebungswinkel des Ankers entspricht der Verschiebung des Stabs des Ankers zwischen den beiden Begrenzungsstiften (oder den Anschlägen). Er entspricht der Summe der Winkel von Auslösung, Impuls und verlorenem Weg, und sein Wert liegt im Allgemeinen zwischen 12° und 20°.

     

    2.2 Winkel des virtuellen Eingriffs (Abbildung 4)

    Dies ist der Winkel zwischen der Ruhespitze der Palette (siehe Anker) und dem Punkt, an dem der Zahn des Ankerrads (Hemmungsrad) auf die Ruhefläche der Ankerpalette fällt.

     

    2.3 Winkel des verlorenen Weges (Abbildung 4)

    Es handelt sich um den Winkel, den der Anker zwischen dem Ende des Impulses und der Anlage der Ankergabel an den Begrenzungsstift (oder den Anschlag) durchläuft (siehe Registerkarte Funktion)

     

     

    2.4 Gesamteingriffswinkel (Abbildung 5)

    Der Gesamteingriffswinkel entspricht der Summe des virtuellen Eingriffswinkels (Abbildung 4 – ) und des verlorenen Wegs (Abbildung 4 – )

     

    Während die Unruh ihren zusätzlichen Bogen (aufsteigend oder absteigend) durchläuft, liegt der Anker durch die Wirkung des Zugs (siehe Register Zug) an einem der beiden Begrenzungsstifte (oder den Begrenzungssteinen) an. Wenn ein Stoß das Drehmoment des Zugs überwindet, kippt der Anker gegen den anderen Begrenzungsstift. Am Ende des zusätzlichen absteigenden Bogens der Unruh, der Ellipsenstift stößt dann gegen die Rückseite des Horns, wodurch die Uhr sofort zum Stillstand kommt. (Abbildung 1).

    Um das Ausschwingen zu verhindern, verfügt die Schweizer Ankerhemmung über vier Organe:

    Wenn die Unruh ihren zusätzlichen Bogen durchläuft, stützt sich der Sicherheitsstift gegen den Umfang der kleinen Platte und verhindert damit den Anker um gegen den anderen Begrenzungsstift zu kippen und somit das Ausschwingen (Abbildung 2).

    Die kleine Platte weist eine mit dem Ellipsenstift ausgerichtete Kerbe auf. Während der Auslösungs- und Impulsphasen (siehe Register Funktionsweise) ermöglicht diese Kerbe dem Sicherheitsstift den Durchgang und dem Anker das normale Kippen von einem Begrenzungsstift zum anderen. Während dieser Phasen stößt die Innenseite der Hörner gegen den Ellipsenstift an und verhindert so das Ausschwingen (Abbildung 3).

     

     

     

     

    Die verschiedenen Stöße der Schweizer Ankerhemmung sind mit dem Ohr wahrnehmbar. Es handelt sich um das „Tick-Tack“ der mechanischen Uhren. Doch wenn das menschliche Ohr ein Tick oder ein Tack wahrnimmt, hat die Hemmung fünf Geräusche aufgrund von fünf Stößen erzeugt. Diese Geräusche liegen so nah beieinander, dass das Ohr nur eines davon hört (ein Tick oder ein Tack).

    Die Analyse dieser Geräusche, anhand der Intensität jedes einzelnen und des Abstands zwischen ihnen, ermöglicht es, Funktionsstörungen oder fehlerhafte Einstellungen der Hemmung aufzudecken. Ebenso ermöglichen die Diagramme einer Zeitwaage, die mit der Hemmung verbundenen Probleme zu identifizieren. Für jede Halbschwingung sind diese fünf Stöße die folgenden:

    1. Die Auslösung
    2. Der Beginn des Impulses des Ankerrads (Hemmungsrad)
    3. Der Beginn des Impulses der Unruh
    4. Das Ende des Falls
    5. Das Ende des verlorenen Wegs

    1. Auslösung

    Der erste Stoß einer Halbschwingung tritt auf, wenn der Ellipsenstift die Innenseite der Ankergabel berührt (Abbildung 1).

    2. Beginn des Impulses des Ankerrads (Hemmungsrad)

    Kurz nach der Auslösung fällt die Ruhespitze des Ankerrads (Hemmungsrad) auf die Impulsfläche der Palette. Dies ist der zweite Stoß (Abbildung 2).

     

     

    3. Beginn des Impulses der Unruh

    Die Ankergabel holt den Ellipsenstift ein und überträgt ihren Impuls auf die Unruh mittels des Doppelscheibe. Das ist der dritte Stoß (Abbildung 3).

     

     

    4. Ende des Falls

    Ein Zahn des Ankerrad (Hemmungsrad) kommt mit der Ruhefläche einer Palette des Anker (Abbildung 4).

     

     

    5. Ende des verlorenen Wegs

    Schließlich, am Ende seines verlorenen Wegs, kommt der Stab des Anker in Kontakt mit einem der Begrenzungsstifte (oder einem Anschlagstift) (Abbildung 5).

     

     

     

    Die Geräte zur Kontrolle des Gangs von Uhren (Zeitwaagen) liefern zahlreiche Informationen wie den momentanen Tagesgang, dieAmplitude und den Wert des Merkzeichens. Eine gute Lektüre der von den Zeitwaagen gelieferten Diagramme ermöglicht es jedoch, zahlreiche Probleme zu erkennen, die aus dem Finissage-Räderwerk, der Hemmung und des Regulierorgans stammen.

    So zeigt das Diagramm bei einem fehlerfreien Betrieb einer perfekt regulierten Uhr eine einzige horizontale Linie (Abbildung 1).

     

    Wenn das Merkzeichen zu groß ist, erscheinen zwei parallele Linien im Diagramm (Abbildung 2). Die Korrektur besteht darin, das Merkzeichen anzupassen (über den beweglichen Spiralträger oder die Spiralrolle (Virole)) und anschließend den Gang neu einzustellen.

     

     

    Wenn die Linie des Diagramms ansteigend ist, geht die Uhr vor (Abbildung 3a). Umgekehrt, wenn sie absteigend ist, geht die Uhr nach (Abbildung 3b). Es geht dann darum, den Gang zu regulieren (durch Änderung der aktiven Länge der Spirale oder des Trägheitsmoments der Unruh).

     

     

    In manchen Fällen wird man bei den Messungen des Uhrwerks eine Gangabweichung zwischen der horizontalen Lage und den vertikalen Lagen feststellen (Abbildung 4). Die Korrektur besteht in diesem Fall darin, die Begrenzungsstifte enger zu stellen.

     

     

    Wenn das Diagramm eine regelmäßige Sinuslinie aufweist, ist es nützlich, den Zeitabstand zwischen jedem Höchstwert der Sinuskurve zu messen. Wenn die Frequenz der Drehgeschwindigkeit des Sekundenrads entspricht (60 Sek., wenn das Uhrwerk einen Zeiger für die Sekunden besitzt), liegt ein Fehler an Unplanheit oder Unrundheit am Sekundenrad vor (Abbildung 5). Die Korrektur besteht dann darin, die Verstiftung des Sekundenrads auf seinem Trieb zu überprüfen und zu korrigieren oder das Sekundenrad auszutauschen.

     

     

    Das Diagramm zeigt manchmal eine unregelmäßige und zufällige Linie. In solchen Fällen ist die Amplitude oft zu schwach oder weist zahlreiche Schwankungen auf (Abbildung 6). In einem solchen Fall wird empfohlen, eine vollständige Revision des Uhrwerks durchzuführen.

     

     

    Wenn das Diagramm punktuell nahezu vertikale Linien aufweist, die Geräusche der Hemmung außer Kontrolle geraten und dadurch unregelmäßig werden und man dabei einen starken Anstieg der der Amplitude (oder den vollständigen Verlust der Amplitudeninformation) bedeutet dies, dass die Amplitude zeitweise zu hoch ist und dass die Unruh prellt (Abbildung 7). Man kann dann die Zugfeder durch eine Feder ersetzen, die weniger Drehmoment entwickelt, oder den Wert des Gesamteingriffs der Ankerpaletten ändern.

     

    Mehrfache und unregelmäßige Linien zeigen an, dass die Unruh kontinuierlich prellt (Amplitude zu hoch) (Abbildung 8). Auch hier wird der Fehler behoben, indem man die Zugfeder durch eine Feder mit geringerem Drehmoment, bei der der Gesamteingriff der Paletten angepasst wird.

     

     

    Ein Diagramm mit einer sinusförmigen Kurve enger Frequenz (einige Sekunden) weist auf ein Unrundheitsproblem hin von dem Ankerrad (Hemmungsrad) (Abbildung 9). Es wird dann empfohlen, das Ankerrad zu ersetzen.

     

     

    Wenn das Diagramm eine zufällige Linie zeigt, die einer geraden Linie überlagert ist, bedeutet dies, dass die Einschnitt-Palette des Ankers hakt oder verschmutzt ist (Abbildung 10). Es wird dann empfohlen, sie sorgfältig zu reinigen der Anker und das Ankerrad (Hemmungsrad) und gegebenenfalls den Anker oder die Eingangspalette zu ersetzen.

     

     

    Vertikale Striche entlang einer normalen Ganglinie zeigen an, dass die Spirale zeitweise die Rückerstifte oder das Spiralklötzchen (Abbildung 11) berührt. Dieser Fehler wird behoben, indem die Geometrie und die Zentrierung der Spirale überprüft werden.

     

     

    Eine Stabilisierung des Gangs und der Amplitude zu langsam zwischen zwei Messpositionen deutet auf ein Problem der Schmierung der Lager der Unruh oder des Räderwerks der Minutenpartie (Abbildung 12) hin.

     

    Der Zug ist eine Sicherheit, die es ermöglicht, den Stab des Ankers gegen die Begrenzungsstifte gedrückt zu halten, wenn die Unruh ihren zusätzlichen Ausschlag ausführt. Dies verhindert, dass der Sicherheitsstift kommt mit dem Umfang der kleinen Platte in Berührung und stört die Periode des Regulierorgans.

    Die mechanische Wirkung des Zugs ergibt sich aus dem Druck eines Zahns des Ankerrads (Hemmungsrad) auf die Ruhefläche der einen oder anderen Palette des Ankers.

    So wirkt die Kraft F1, die vom Zahn des Rades ausgeübt wird, senkrecht zur Ruhefläche der Palette und erzeugt ein Kraftmoment durch den Hebelarm des Abstands d1 zum Drehpunkt des Ankers. Dieses Kraftmoment hat zur Folge, dass der Stab des Ankers mit einer Kraft F2 und der Hebelarm d2, der dem Abstand zwischen dem Drehpunkt des Ankers und der Mitte des Begrenzungsstifts entspricht (Abbildung 1).

     

    Der Anker wird so gegen den Begrenzungsstift gedrückt gehalten. Wenn ein Stoss die Kraft des Zugs überwindet, bewegt sich der Anker und der Sicherheitsstift kann kurz mit dem Umfang der kleinen Platte in Kontakt kommen, doch die Kraft des Zugs bringt ihn sofort wieder in seine Ruhestellung zurück.

    Wert des Kraftmoments des Zugs

    Das Kraftmoment des Zugs lässt sich durch folgende Berechnungen definieren:

     

     

    Der Abstand d1 variiert je nach dem Wert des Winkels αgemessen am Ruhepunkt B1. Eine Änderung des Winkels α bewirkt somit eine Zunahme oder Abnahme des Kraftmoments M des Zugs (Abbildung 2).

     

     

    Der Zugwinkel β ist der Wert zwischen einer am Ruhepunkt errichteten Senkrechten B auf der Linie, die diesen Punkt mit dem Drehpunkt des Ankers verbindet und der Ruhefläche der Palette BP (Abbildung 3).

     

     

    Wie wir soeben gesehen haben, wird der Zugwinkel β an der Ruheecke B der Palette definiert. Man kann ihn ebenfalls am Ruhepunkt B1 der Palette definieren. In diesem Fall nennt man den Zugwinkel: α (Abbildung 4). So versteht man, dass sich während der Auslösung (siehe Registerkarte Funktionsweise) der Zugwinkel von β auf α ändert.

     

     

    Der Ziehwinkel wird bei der Konstruktion der Hemmung festgelegt (idealerweise beträgt er 9° für die Kombination Ankerrad (Hemmungsrad) aus Stahl – Palette aus Rubin). Ein zu kleiner Ziehwinkel verringert jedoch die Zugkraft und reduziert somit die Sicherheit. Er erhöht zudem den Reibungskoeffizienten. Umgekehrt erhöht ein zu großer Winkel das für die Auslösung erforderliche Kraftmoment und vergrößert den Rückschlag des Ankerrads (Hemmungsrad) (Verlust des Impulswerts). Somit beeinträchtigt ein zu kleiner oder zu großer Ziehwinkel die regulierenden Eigenschaften des Regulierorgans. So lässt sich ein idealer Ziehwinkel (für ein Ankerrad (Hemmungsrad) aus Stahl und Paletten aus Rubin) in einem Bereich definieren, der im Allgemeinen zwischen 13° und 16° liegt.

    Schließlich ist zu bemerken, dass sich bei der Auslösung der Ziehwinkel an der Einschnittspalette um den Wert des Winkels ε (β = α + ε) (Abbildung 4) vergrößert.

    Während er sich an der Austrittspalette um denselben Wert ε (β = α – ε) (Abbildung 5) verringert.

    1. Stopp auf der Ruhefläche

    Man beobachtet den Stopp auf der Ruhefläche wenn das Uhrwerk vollständig gespannt ist. Man positioniert dann manuell die Unruh so, dass der Ellipsenstift sich am Anfang der Auslösungsphase befindet (siehe Reiter „Funktionsweise) (Abbildung 1).

     

    Wenn es der Unruh nicht gelingt, das Ankerrad (Hemmungsrad) von der Ruhefläche zu lösen von die Palette allein durch die Kraft der Spirale wird davon ausgegangen, dass das Uhrwerk auf der Ruhefläche zum Stillstand kommt.

    Der Stillstand auf der Ruhefläche ist am stärksten ausgeprägt, wenn das Uhrwerk maximal gespannt ist, da die Kraft, die der Zahn des Ankerrads auf die Ruhefläche der Palette ausübt (und somit der Zug), dann maximal ist. Wie wir im Reiter „Zug“ beschreiben, nimmt der Zug während der Auslösung auf der Eingangspalette zu und während der Auslösung auf der Ausgangspalette ab.

    Uhrwerke mit einem Durchmesser von mehr als 24mm dürfen unter keinen Umständen einen Stillstand auf der Ruhefläche aufweisen. Bei einem Uhrwerk mit einem Durchmesser von weniger als 24mm kann ein Stillstand auf der Ruhefläche jedoch nicht verhindert werden. Denn wenn man die Größe des Uhrwerks verringert, nehmen das Trägheitsmoment und das Drehmoment der Spirale schneller ab als das Drehmoment der Zugfeder.

    Bei Uhrwerken mit einem Durchmesser von weniger als 24mm ist ein Stillstand auf der Ruhefläche nach 24h Gangdauer nicht zulässig, da die Schwierigkeit, die Auslösung zu bewirken, den Isochronismus des Regulierorgans erheblich stört.

    1a. Ursachen des Stillstands auf der Ruhefläche

    Die Ursachen für einen Stillstand auf der Ruhefläche können folgende sein:

    • Ein Mangel an Freiheit oder eine mangelhafte Schmierung der Räder der Hemmung. (erkennbar an einer zu geringen Amplitude)
    • Ein mangelhafter Oberflächenzustand der Ruhefläche einer der beiden Paletten oder eine mangelhafte Schmierung zwischen Ankerrad (Hemmungsrad) und Paletten.
    • Ein fehlerhaftes Profil oder ein mangelhafter Oberflächenzustand der Ruhefläche der Zähne des Ankerrads (Hemmungsrad).
    • Ein zu großer Anzugswinkel.
    • Ein fehlendes Spiel des Ellipsenstifts in der Ankergabel.
    • Zu kurze Seiten des Einschnitts der Ankergabel, was ein zu großes Spiel des Sicherheitsstifts am Anfang des zusätzlichen Bogens der Unruh zur Folge hat.
    • Eine fehlerhafte Einstellung des Merkzeichens

    Um das Anhalten auf der Ruhefläche zu vermeiden oder zu begrenzen (je nach Durchmesser des Uhrwerks), muss die Position der Unruh bestimmt werden, bei der das Anhalten auf der Ruhefläche auftritt. Es ist dann möglich, den Gesamteingriff jeder Palette zu verringern, um das Ende der Auslösung winkelmäßig zu verschieben, sodass sie vor der Anhalteposition auf der Ruhefläche erfolgt. Diese Lösung führt jedoch zu einer Verringerung des Werts der verlorenen Wege.

    Eine andere, schwieriger umzusetzende Lösung besteht darin, die Neigung der Impulsflächen der Paletten zu verstärken. Dies verringert den Wert des Gesamteingriffs, ohne den Winkel der verlorenen Wege zu reduzieren. Dabei ist darauf zu achten, einen ausreichenden Wert der virtuellen Eingriffe beizubehalten.

    Bei der Entwicklung von Uhrwerken mit kleinem Durchmesser kann man das Stehenbleiben auf der Ruhefläche minimieren, indem man das Verhältnis zwischen den Hebungswinkeln von Anker und Unruh erhöht (siehe nachstehende Tabelle). Dies erfordert eine Verringerung des Durchmessers der Platten und eine Verlängerung der Ankergabel. So beginnt die Unruh ihre Auslösung mit einem größeren Winkel in Bezug auf den Toten Punkt, was ihr Drehmoment erhöht und das Stehenbleiben auf der Ruhefläche begrenzt. Ein hoher Hebungswinkel der Unruh erhöht jedoch den störenden Einfluss der Hemmung auf den Isochronismus des Regulierorgans.

    2. Stehenbleiben auf der Impulsfläche

    Man beobachtet das Stehenbleiben auf der Impulsfläche, indem man die Zugfeder um zwei Zähne des Sperrrad. Anschließend positioniert man die Unruh manuell so, dass einer der Zähne des Ankerrads (Hemmungsrad) am Anfang der Impulsfläche der Palette liegt (Abbildung 2). Wird der Impuls durch diese geringe Antriebskraft nicht vollständig gegeben, so geht man davon aus, dass das Uhrwerk auf der Impulsfläche stehen bleibt.

     

     

    Alle Uhrwerke weisen ein Stehenbleiben auf der Impulsfläche auf. Um zu prüfen, ob dieses akzeptabel ist, spannt man die Zugfeder sehr allmählich, bis sich das Uhrwerk von selbst in Gang setzt, wobei man die Drehung des Sperrrads beobachtet. Die zulässigen Werte, um das Stehenbleiben auf der Impulsfläche zu überwinden, sind folgende:

    Uhrwerke mit kleinem Durchmesser: Ingangsetzen nach 4 bis 5 Spannzähnen des Sperrrads.

    Uhrwerke mittleren Durchmessers: Anlaufen nach 1/2 Umdrehung Spannung des Sperrrads.

    Uhrwerke großen Durchmessers: Anlaufen nach 1 bis 2 Umdrehungen Spannung des Sperrrads.

     

    2.a Ursachen für einen Stillstand auf der Hebungsfläche

    Die Ursachen für einen Stillstand auf der Hebungsfläche können folgende sein:

    • Ein Mangel an Antriebskraft (zu schwache Zugfeder, mangelnde Freiheit des Räderwerks, Verzahnungsfehler, schlechte Schmierung).
    • Ein Mangel an Freiheit des Ankers oder der Unruh.
    • Ein fehlerhafter Oberflächenzustand oder Profil der Hebungsfläche der Palette.
    • Ein fehlerhafter Oberflächenzustand oder Profil der Hebungsfläche der Zähne des Ankerrads (Hemmungsrad).
    • Eine schlechte Schmierung zwischen Ankerrad (Hemmungsrad) und Anker.
    • Ein fehlendes Spiel des Ellipsenstifts in der Ankergabel.
    • Ein fehlerhafter Oberflächenzustand oder ein fehlerhaftes Profil des Einschnitts der Ankergabel.
    • Eine falsche Einstellung auf das Merkzeichen.

    Wichtig

    Der Stillstand auf der Impulsebene nimmt mit dem Durchmesser des Uhrwerks zu. Es handelt sich dabei nicht wirklich um einen Fehler, da er weder die Präzision des Uhrwerks noch den Isochronismus des Regulierorgans beeinträchtigt.Wenn er jedoch zu groß ist, ermöglicht er kein spontanes Anlaufen des Uhrwerks allein unter dem Einfluss der toten Kraft und erfordert, der Unruh manuell einen ersten Impuls zu geben (zum Beispiel durch schnelles Drehen des Uhrwerks bzw. der Uhr).

    Um die beste Regulierung und den bestmöglichen Isochronismus zu erzielen, sollte der Hebungswinkel der Unruh möglichst gering sein.

    Zulässige Werte & Verhältnisse der Hebungswinkel

     

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