Arten von Hemmungen

DIE DUPLEXHEMMUNG

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Duplexhemmung (2 Hz)

Reale Funktionsgeschwindigkeit

1. Geschichte

Als Anpassung der Hemmung für Pendel, entwickelt von Jean-Baptiste Dutertre, fand die Duplexhemmung ihre funktionale und endgültige Konzeption um 1750 durch Pierre Leroy.

Sie verdankt ihren Namen dem doppelten Profil ihres Ankerrads (Hemmungsrad), das aus zwei unterschiedlichen Zahnreihen besteht, wobei jede eine präzise Rolle (Auslösung und Impuls) im Prozess der Energiefreisetzung und -übertragung erfüllt.

Ein Jahrhundert lang erlebte die Duplexhemmung mehrere Weiterentwicklungen, die ihre Präzision verbesserten und ihre Herstellungskosten senkten (die Ankerräder (Hemmungsräder) konnten durch Stanzen hergestellt werden). Eine der bekanntesten Varianten der Duplexhemmung wurde von Charles-Edouard Jacot entwickelt. Die Duplex-Jacot-Hemmung funktioniert mit 3 Leerschlägen, das heißt einem Impuls alle vier Halbschwingungen. In Verbindung mit einer Unruh schwingend mit 14’400A/h (also 4 Halbschwingungen pro Sekunde) ermöglicht sie somit die Anzeige einer toten Sekunde, ohne dass dafür ein spezieller Mechanismus vorgesehen werden muss (der Sekundenzeiger springt einmal pro Sekunde).

Zeitgleich mit der Zylinderhemmung erlebte die Duplexhemmung grossen Erfolg, bevor auch sie durch die Schweizer Ankerhemmung verdrängt und ersetzt wurde.

2. Beschreibung

Abbildung 1

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Die Duplexhemmung, wie sie hier beschrieben wird, ist eine Hemmung mit ausgelassenem Schlag, da sie der Unruh nur einen Impuls pro Schwingung übermittelt, und mit reibendem Ruhen, da ein Ruhezahn des Ankerrads (Hemmungsrads) ständig gegen die Rolle drückt, wenn die Unruh ihren zusätzlichen Bogen ausführt. Die Unruhwelle trägt einen eingekerbten Zylinder, meist aus Rubin, genannt die Rolle. Diese ist mit der Unruhwelle verklebt. Über der Rolle befindet sich die Platte, die auf die Unruhwelle aufgepresst ist. Diese Platte ist mit dem Impulsfinger (oder Hebungsfinger) aus Stahl oder, bei hochwertigeren Konstruktionen, aus Rubin versehen. Am Umfang des Ankerrads (Hemmungsrads) befindet sich eine Reihe spitzer Zähne, die Ruhezähne während sich auf dem Fusskreis desselben Rades in der Ebene eine weitere Reihe trapezförmiger Zähne befindet, die Impulszähne genannt werden. Je nach Bauart kann das Ankerrad (Hemmungsrad) zwischen 12 und 15 Zähne jeder Art aufweisen (immer eine gleiche Anzahl für jede Art).

3. Funktionsweise

Die Funktionsweise der Duplexhemmung lässt sich in vier Phasen unterteilen, die sich bei jeder Schwingung des Regulierorgans unveränderlich im selben Zyklus abspielen. Diese vier Phasen sind:

1. Die Ruhe
2. Die Auslösung (kleine Hebung)
3. Der Impuls (grosse Hebung)
4. Die stumme Halbschwingung (verlorener Schlag)

Im Folgenden erläutern wir die Wirkung jedes einzelnen Bauteils während jeder der vier Phasen:

1. Die Ruhe

Während die Unruh ihren zusätzlichen Bogen ausführt, liegt ein Ruhezahn an der Rolle an (Abbildung 2).

Abbildung 2

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2. Die Auslösung (kleine Hebung)

Wenn die Unruh ihren absteigenden zusätzlichen Bogen beendet, dringt der an der Rollenperipherie anliegende Ruhezahn in die Rollenkerbe ein und gibt damit das Ankerrad (Hemmungsrad) frei (Abbildung 3).

Abbildung 3

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3. Der Impuls (Hebung)

Das Ankerrad (Hemmungsrad) erreicht die Scheibe. Ein Impulszahn des Ankerrads (Hemmungsrad) tritt in Kontakt mit dem von der Scheibe getragenen Impulsfinger (Abbildung 4).

Abbildung 4

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Dès que la phase d’impulsion est terminée, la prochaine dent de repos de la roue vient s’appuyer contre la circonférence du rouleau alors que le balancier effectue son arc supplémentaire ascendant (Figure 5).

Abbildung 5

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4. Die stumme Halbschwingung (verlorener Schlag)

Die Unruh führt diese Halbschwingung aus, ohne einen Impuls zu erhalten. Der Impulsfinger der Scheibe passiert zwischen zwei Impulszähnen, ohne dass dabei irgendein Kontakt zwischen ihnen stattfindet. Der Ruhezahn bleibt in Anlage gegen die Rolle. Beim Durchgang der Kerbe gegen den Ruhezahn führt das Rad einen kurzen Ruck aus (leichte Vor- und Rückwärtsbewegung) (Abbildung 6).

Abbildung 6

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Hinweis:

Für eine vollständige Ansicht der Funktionsweise der Duplexhemmung siehe die beiden Animationen am Anfang dieser Seite.

4. Vorteile und Nachteile

Vorteile

Die Duplexhemmung weist mehrere bemerkenswerte Vorteile auf:

• Große Regelmäßigkeit der Unruh durch die Trennung der Impuls- und Ruhephasen.
• Reduzierte Reibung im Vergleich zur Zylinderhemmung oder Spindelhemmung.
• Relative Einfachheit des Mechanismus, mit einer geringen Anzahl beweglicher, miteinander interagierender Bauteile.
• Begrenzte Herstellungskosten, da das Ankerrad (Hemmungsrad) durch Stanzen hergestellt werden kann.

Diese Eigenschaften machen ihn besonders geeignet für hochpräzise Taschenuhren, die vor dem Aufkommen der Schweizer Ankerhemmung.

Nachteile

Trotz ihrer technischen Vorzüge weist die Duplexhemmung auch mehrere Einschränkungen auf:

• Mechanische Zerbrechlichkeit, insbesondere des Ankerrads (Hemmungsrads) mit doppeltem Profil, dessen Ruhezähne relativ empfindlich sind.
• Stossempfindlichkeit, wodurch sie sich wenig für Uhren eignet, die unter dynamischen Bedingungen getragen werden.
• Einseitig gerichteter Impuls, der präzise Einstellungen erfordert, um die Schwingungen der Unruh auszugleichen.

Diese Mängel haben zu ihrem allmählichen Verschwinden zugunsten zuverlässigerer Hemmungen mit weniger Reibung (freie Hemmungen) beigetragen