De ankergang

Klok­kenmakers streefden via de ankergang naar een zo groot mogelijke nauw­keurigheid van de gang van een uurwerk. Hiervoor wilden zij alle storende invloeden van de gang op de eigen bewegingsmogelijkheid van de balans uitschakelen. Dat was alleen mogelijk als de balans en gang na het voor de aandrijfimpuls noodzakelijke contact weer van elkaar scheidde. Dit was met een rustende gang zoals de cilindergang niet te bereiken. De cilindergang staat door zijn wijze van functioneren immers altijd met de balans in verbinding.

De eerste echt vrije gang werd uitgevonden door de Engelsman Thomas Mudge (1715-94 ), een leerling van George Graham. Deze gang is gebaseerd op de haakgang van William Clement en de zgn. rustende gang van Graham (Graham-ankergang) voor plaatsgebonden uurwerken. Deze uurwerken hadden in plaats van een spillegang raderen met in het radervlak liggende tan­den. Hierin grepen de bekken van een uit twee hefboomarmen be­staand anker. Het zijn een terugwerkende (Clement) en een rustende (Graham) gang.

Mudge nam het principe van het anker over, maar bij verbond dit niet aan zijn draaipunt met de ba­lansas. Hij maakte die verbinding via een arm, waarvan het uiteinde in de vorm van een vork uit elkaar gebogen is.

De uitvinder van de Ankergang (Thomas Mudge)
De uitvinder van de Ankergang (Thomas Mudge)

Een kleine schijf op de balansas is voorzien van een pennetje, dat in de vork valt, hierdoor een aandrijf­impuls krijgt en de vork direct daarna weer verlaat, waardoor de korte verbinding tussen balans en gang weer onderbroken is. De balans kan nu helemaal vrij van het anker de supplementaire boog maken en van het keerpunt tot het volgende aandrijfpunt terugslingeren. De werking van de vrije ankergang wordt duidelijk gemaakt door de zes posities op de hieronder getoonde afbeelding.

 

Toelichting van de werking van de vrije ankergang in 6 posities.
Ankergang volgens Thomas Mudge.

Kolftandige ankergang

Haverwege de 19e eeuw ging men in Frankrijk en Zwitserland tanden met brede heffingsvlakken de zgn. kolftanden gebruiken in plaats van spitse gangradtanden (zoals die in Engeland gebruikelijk waren). De vlakken van de kolftanden waren minder aan slijtage onderhevig dan de spitse tanden. Bovendien hielden ze de olie beter vast en konden ze van staal worden gemaakt. Spitse tanden hadden een behoorlijk groot heffingsvlak van de ankerbek (pa­let) nodig. Bij kolftanden verdeelde het heffingsvlak zich over de palet en de gangradtand. Vanwege de breedte van het heffingsvlak van de kolf­tand kon de palet smaller zijn. Nu werd het ook mogelijk in het anker paletten van robijnen aan te brengen. Tijdens de over­dracht van de impuls werd hierdoor minder wrijving veroorzaakten.

Een gouden zakhorloge uit 1768 gemaakt door Mudge en Dutton
Een gouden zakhorloge uit 1768 gemaakt door Mudge en Dutton

Meer soorten ankergangen

Op zoek naar verdere verbeteringen construeerde men de meest uiteenlopende soorten ankergangen. Silvain Mairet (1805-90) legde de totale heffing op gang­radtanden met gebogen oppervlak­ken en maakte spitse paletten aan de ankerklauwen. In de ankergang van Edward Massey (1770-1852) ligt de stift op de schijf tegen de balansas op het vlak van de schijf. De functie van de anker­vork werd hierbij overgenomen door een recht­hoekig stuk staal met opening tus­sen de tanden. De vlakken aan beide zijden van deze tanden zijn aan de randen rond uitgesneden en dienen als zekering tijdens de supplementaire fase en het terugschommelen van de balans. Bijzondere aandacht schonk men aan de evenwichtstoestand van het anker, een probleem dat zich bij andere gangsystemen niet voordeed. Het anker is pas in evenwicht als zijn zwaartepunt in het draaipunt ligt. Als dat niet het geval was, zou­den sommige delen van het anker zwaarder zijn dan andere. Door het ongelijke gewicht in verschillende plaatsen van het uur­werk zou er dan meer kracht moeten worden uitgeoefend om het zware deel op te heffen. Het gevolg hiervan zou een onregelmatige krachtoverdracht zijn met nadelige effecten op de schommelingen van de balans. Alleen wanneer het zwaartepunt van het anker in zijn draaipunt ligt zijn al zijn onderdelen even zwaar. Pas dan kunnen ze met eenzelfde kracht bewogen worden en reageren ze neutraal op schokken. Deze evenwichtstoestand kan men bijvoorbeeld bereiken als men het anker over zijn draaipunt heen langer maakt, van een compensatiegewicht voor­ziet en het laat uitlopen in een vork waarvan de tanden aan beide zijden van de gangradas liggen.
In dit geval worden de begrenzingsstiften overbodig, want de gangradas neemt hun functie over.

Bijzondere aandacht schonk men aan de evenwichtstoestand van het anker, een probleem dat zich bij andere gangsystemen niet voordeed. Het anker is pas in evenwicht als zijn zwaartepunt in het draaipunt ligt. Als dat niet het geval was, zou­den sommige delen van het anker zwaarder zijn dan andere. Door het ongelijke gewicht in verschillende plaatsen van het uur­werk zou er dan meer kracht moeten worden uitgeoefend om het zware deel op te heffen. Het gevolg hiervan zou een onregelmatige krachtoverdracht zijn met nadelige effecten op de schommelingen van de balans. Alleen wanneer het zwaartepunt van het anker in zijn draaipunt ligt zijn al zijn onderdelen even zwaar. Pas dan kunnen ze met eenzelfde kracht bewogen worden en reageren ze neutraal op schokken. Deze evenwichtstoestand kan men bijvoorbeeld bereiken als men het anker over zijn draaipunt heen langer maakt, van een compensatiegewicht voor­ziet en het laat uitlopen in een vork waarvan de tanden aan beide zijden van de gangradas liggen. Hierdoor worden de begrenzingsstiften overbodig, want de gangradas neemt hun functie over.

Volgens dit systeem werkten o.a. de ankergangen van Breguet en Mairet. Bij de kolftandige ankergang (zie tekening), eveneens een vrije balansgang, komen uit het vlak van het anker naar boven stekende ‘kolftan­den’ in de plaats van de anker klau­wen. Dit systeem werd voor het eerst door Louis Perron (1779-1836) uit Besançori toegepast, die de hele heffing op de gangradtanden legde. Deze waren aan de zijkanten zo gesneden dat hun trekhoeken het anker tegen de begrenzingsstiften drukten.

Kolftandige ankergang
Kolftandige ankergang

Van de kolftandige anker­gang van Perron maakte Georg Friedrich Roskopf (1813-89) ge­bruik, toen hij in 1865 de eerste vrij goedkope, maar goed gecon­strueerde horloges met vereenvoudigd raderwerk op de markt bracht (‘Roskopf-uurwerken’). Ook Fer­dinand Lange gebruikte Perrons kolftandige ankergang, waarbij hij de beveiliging tegen omslaan van het anker wijzigde en de ankervork een andere vorm gaf.

Silvain Mairet (1805-90)
Silvain Mairet (1805-90)
Georg Friedrich Roskopf (1813-89)
Georg Friedrich Roskopf (1813-89)
To top