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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

Mit dem Ankerrad (Hemmungsrad) und der Doppelscheibe ist der Anker ein Bestandteil des Verteilerorgans (hier die Schweizer Ankerhemmung).

Die Form des Ankers und sein Zusammenwirken mit dem Ankerrad (Hemmungsrad) und der Doppelscheibe (die selbst fest mit der Unruhwelle verbunden ist) ermöglichen es ihm, die Drehbewegung des Räderwerks in eine Schwingbewegung umzuwandeln. Wenn die Unruh frei schwingt, blockieren die Paletten des Ankers zudem das Ankerrad (Hemmungsrad) und damit das gesamte Räderwerk sowie das Federhaus.

Der Anker verdankt seinen Namen seiner Form und kommt in verschiedenen Hemmungsarten vor. Der Anker der Schweizer Ankerhemmung besitzt zwei Paletten aus Rubin, die die Zähne des Ankerrads (Hemmungsrad) nacheinander 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 (Hemmungsrad) übermittelt in einer kurzen Drehbewegung seinen Impuls an den Anker über die Impulsfläche des Ankers, der durch eine Wippbewegung direkt über die Ankergabel des Ankers, die sich gegenüber den Paletten befindet, an die Unruh weitergegeben wird.

2. Komponenten und Materialien

Je nach Herstellung besteht der Anker aus einer unterschiedlichen Anzahl von Komponenten. Bei einer traditionellen Herstellung sind die Komponenten wie folgt:

Die Ankerwelle

Hergestellt aus Stahl, handelt es sich um eine gelagerte Achse, auf die die Ankerplatte ausgeschlagen oder aufgeschraubt wird. Neuere Entwicklungen zielen darauf ab, eine Ankerwelle aus Keramik durch Femtosekundenlaser-Bearbeitung. Eine solche Praxis zielt darauf ab, den Einfluss von Magnetfeldern in der Hemmung und im Regulierorgan zu beseitigen, bleibt jedoch bis heute eine Ausnahme. Es ist zu beachten, dass für die vollständige Freiheit des Ankers die Zapfen der Ankerwelle niemals geschmiert werden dürfen.

Die Ankerplatte

Sie ist die Hauptkomponente des Ankers. Traditionell aus Stahl gefertigt, wird sie auf die Ankerwelle ausgeschlagen oder aufgeschraubt. Auf beiden Seiten ihres Drehpunkts erstrecken sich die zwei Arme, die die Paletten tragen. Die Asymmetrie der beiden Arme ermöglicht es, die Ruheflächen der Paletten gleich weit vom Drehpunkt des Ankers entfernt zu positionieren. Gegenüber den beiden Armen erstreckt sich der Stab, an dessen Ende, auf derselben Ebene, die Ankergabel ausgeschnitten ist. Schließlich nimmt eine Bohrung an der Basis der Ankergabel das ausgeschlagene Klötzchen (Sicherheitsstift) auf.

Die Paletten (oder Hebesteine)

Diese werden traditionell aus synthetischen Rubinen hergestellt, um ihren Verschleiss sowie die Reibung bei ihrem Zusammenwirken mit den Zähnen des Ankerrads (Hemmungsrad) zu minimieren. Von ihrer Geometrie und ihrer Positionierung in den Armen der Ankerplatte hängt insbesondere das einwandfreie Funktionieren der Hemmung ab (siehe: die Fertigstellung und das Verteilerorgan).

Der Sicherheitsstift

Er wird traditionell aus Messing hergestellt, dessen Schmiedbarkeit es leicht ermöglicht, ihn zu feilen oder zu schmieden, um das einwandfreie Funktionieren der Hemmung zu gewährleisten. Er bildet ein Einzelteil mit dem Klötzchen (Sicherheitsstift), das es ermöglicht, ihn in die Ankerplatte auszuschlagen und ihn unter dieser zu positionieren. Der Sicherheitsstift ist ein Sicherheitsorgan, das es ermöglicht, das Ausschwingen zu verhindern (siehe: die Verteilerorgan und die Fertigstellung).

Wichtige Hinweise

• Bei Ankern aus Nickel-Phosphor (UV-LIGA) sind der Sicherheitsstift und sein Klötzchen ebenfalls aus Nickel-Phosphor gefertigt und bilden mit der Ankerplatte, die unmagnetisch ist, ein einteiliges Element.
• Bei Ankern aus Silizium (DRIE-Gravur) wird der gesamte Anker (einschließlich der Paletten) aus einem einzigen unmagnetischen Block gefertigt. Trotz ihrer zahlreichen Vorteile ermöglichen diese Technologie und dieser Werkstoff keine Arbeiten zur Fertigstellung.

3. Profil und Terminologie der Paletten (Hebungen)

Abbildung 2

Profil der Paletten des Ankers

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4. Geschichte

Der Gebrauch eines Ankers in verschiedenen Hemmungstypen von Uhren und später von Taschenuhren geht auf den Beginn des 18^. Jahrhunderts zurück. Und Thomas Mudge erfand die Schweizer Ankerhemmung im Jahr 1754. Dieser Hemmungstyp ist seit Beginn des 20^. Jahrhunderts der bei weitem am häufigsten verwendete. An sich hat der Anker seit seiner Erfindung keine großen Weiterentwicklungen erfahren. Bis zum Ende des 19^e Jahrhundert glichen Uhrmacher häufig die durch die asymmetrische Form des Ankers bedingten Unwuchtfehler aus, indem sie ein Gegengewicht anbrachten. Die Geschichte sollte zeigen, dass es besser ist, die Leichtigkeit des Ankers seiner Auswuchtung vorzuziehen, und die Gegengewichte wurden daraufhin aufgegeben. Die weiteren historischen Meilensteine hängen mit den verwendeten Materialien zusammen. So wurden die Paletten des Ankers, die früher aus natürlichem Rubin bestanden, seit der Mitte des 20^e Jahrhunderts durch Paletten aus synthetischem Korund ersetzt, genau wie sämtliche Steine einer Uhr. Schließlich ermöglicht das Aufkommen des Herstellungsverfahrens UV LIGA (für Anker aus Nickel-Phosphor) und der DRIE-Gravur (für Anker aus Silizium) zu Beginn des 21^e Jahrhunderts die Herstellung leichterer, robusterer und unmagnetischer Anker.

5. Handwerkliche Herstellung eines Ankers

Die handwerklichste Methode zur Herstellung eines Ankers besteht darin, das Profil des Ankers auf eine Stahlplatte zu zeichnen und es anschließend mit der Laubsäge auszuschneiden. Die endgültigen Maße werden durch Feilen und Glätten der Oberflächen erreicht. Das Klötzchen, das den Sicherheitsstift hält, wird übertragen und mit zwei Füßen an der Ankerplanke befestigt, um eine präzise und stabile Positionierung zu gewährleisten. Der zylindrische Sicherheitsstift wird auf Höhe des Klötzchens durch geschmiedetes Feilen abgeflacht, um seine Funktion zu gewährleisten. Die Ankerwelle wird gedreht und dann mit Zapfen versehen. Alte, handbetriebene 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 so in sein Klötzchen ausgeschlagen, die Planke wird in der Regel auf die Ankerwelle geschraubt und die Paletten werden mit Hilfe von Schellack der es ermöglicht, durch leichtes Erwärmen die genaue Position jeder Palette einzustellen und sie im kalten Zustand fest zu fixieren.

6. Industrielle Produktion eines Ankers

Auf industrieller Ebene wird die Ankerwelle auf einem Drehautomat gedreht, bevor ihre Zapfen poliert werden. Das Stanzen eignet sich besonders für die Herstellung der Ankerplatte, obwohl diese auch bearbeitet werden kann. Die Paletten werden auf Automatenmaschinen mit Diamantscheiben hergestellt. Je nach gewünschtem Feinheitsgrad werden die Ankerplatten von Hand oder in Masse in Poliertrommeln poliert. Schließlich verdrängt heute die Verwendung von Klebstoff zur Befestigung der Paletten den Gummilack in der industriellen Produktion.

7. High-Tech-Methoden zur Herstellung eines Ankers

Die Mikrofertigungstechnologien haben die Herstellung bestimmter Uhrenkomponenten grundlegend verändert, insbesondere der Komponenten der Hemmung. Zu diesen Verfahren zählen die Fertigung durch UV-LIGA und die durch Ätzen von Silizium (DRIE), die es ermöglichen, Anker mit äusserst hoher geometrischer Präzision herzustellen, die mit traditionellen Bearbeitungsmethoden kaum erreichbar ist.

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

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

• Vermeiden mechanische Beanspruchungen bei der Herstellung
• Betreffen unmagnetische Werkstoffe
• Beseitigen werkzeugbedingte Fehler (Fräserradius, Grate)
• Ermöglichen eine höhere Präzision und Wiederholgenauigkeit

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

Die Herstellung von Ankern mittels UV-LIGA und aus Silizium nach dem DRIE-Verfahren zeigt die Integration von Mikrofertigungstechnologien in die zeitgenössische Uhrmacherei. Diese Verfahren verbessern die Präzision, die Regelmäßigkeit und die Leistung der Hemmungen und eröffnen 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.