В настоящее время в карманных и наручных часах наибольшее применение имеет свободный анкерный ход, изобретенный Томасом Мюджем в 1754 г. В основу его был положен несвободный анкерный ход, примененный его учителем Георгом Грагамом в маятниковых часах. Свободный анкерный ход уступает по точности только хронометровому ходу, изобретенному на основе не свободного дуплексного хода. При хронометровом ходе, как и при дуплекс- ходе, импульс подается один раз за полное колебание баланса; при свобод ном анкерном ходе этот импульс подается при колебании баланса в том и другом направлении не прямо, как в цилиндровом и дуплекс-ходе, а посредством вилки, как в маятниковых часах с несвободным анкерным ходом Грагама.
Применение в балансовых часах вилки для передачи импульса явилось важным изобретением Мюджа в области хронометрии. Это открыло возможность преодолеть имевшиеся до того трудности для применения маятниковых ходов, приспособленных для работы с ограниченной амплитудой, в балансовых часах, работающих с большой амплитудой. Томас Мюдж вышел из этого затруднения путем введения передачи между якорем и балансом, но такую передачу, которая действовала только во время импульса, а во время про хождения балансом дополнительных дуг никакой связи между балансом и спусковым механизмом нет. Этим объясняется существенная разница в конструкции между ходом Грагама и свободным анкерным ходом Мюджа. В маятниковых часах вилка и маятник совершают свое колебание на одной оси под одним и тем же углом, чего нельзя добиться в свободном анкерном ходе, поскольку центры колебания анкера и баланса находятся в отдалении друг от друга. Эллипс и вилка — две захватывающие одна другую части анкерного хода — при совместном движении образуют два пересекающихся круга. Связь этих двух частей анкерного хода происходит в те моменты, когда они находятся в районе пересечения дуг кругов, описываемых каждым из них. При движениях, выходящих за эту точку, баланс находится вне всякой связи с остальными частями хода; он совершает свое колебание совершенно свободно и только при возвратном движении опять на мгновение приходит в связь с вилкой, получая вновь импульс. Баланс с анкерным ходом может делать вращение по полному обороту в каждую сторону, т. е. вдвое больше, чем баланс с цилиндровым ходом. Таким образом, применение анкерного хода, в отличие от грагамовского, обеспечивает свободное колебание баланса, т. е. баланс в течение значительной части своего движения не испытывает какого-либо воздействия от спускового регулятора, так как он разъединен с балансом, но вступает с ним во взаимодействие на мгновение для освобождения ходового ко леса и передачи импульса. Отсюда происходит английское название этого хода detashed lever escapement — свободный анкерный ход.
До Мюджа было несколько безуспешных попыток решить эту проблему. Тем не менее с исторической точки зрения не лишне указать на применение для этой цели секторного анкерного хода для передачи движения балансу от скобки при помощи такого механизма, который позволял увеличивать в значительной мере угол колебания баланса при сравнительно небольших углах поворота анкерной скобки.
Секторный анкерный ход. В 1722 г. физик и механик из Орлеана аббат Д’Отфей (1647—1724) опубликовал описание хода, в котором на оси баланса имелся триб, находящийся в зацеплении с зубчатым сектором, закрепленным на одной оси с анкером. Этот ход (рис. 185) интересен в том отношении, что он существенно отличается от применявшихся до него традиционных типов спускового устройства. Рычаг 5, выступающий над палетой 6, имеет на одном конце сектор 3 с зубчатым зацеплением. Последний находится в зацеплении с трибом 2, который составляет одно целое с осью баланса. Ходовое колесо 8 передает импульс палете, а отсюда через рычаг 5 — зубчатому сектору, который действует на балансовую ось и вызывает колебание баланса 1. Рычаг 5 выступает другим своим концом также за пределы палеты в виде противовеса 7. Два упорных штифта 4 на верхней пластине ограничивают движение рычага, с тем чтобы зубчатый сектор при своем вращении не мог выйти из за.- цепления с балансовой осью триба. Баланс, находясь в непрерывной связи с зубчатым сектором через триб, естественно, не мог иметь свободных колебаний даже на дополнительной дуге. Поскольку зацепление зубчатого сектора с трибом не может быть нарушено какими-либо внешними воздействиями удара или вибрации, то отпадает необходимость предохранительных устройств и притяжки.
Секторный анкерный ход был запатентован в Ливерпуле (Англия) в 1791 г. Петером Ливерландом. С таким ходом было изготовлено много механизмов под названием «шестерня и гребенка», или «гребенчатый анкер».
Некоторые считают, что современный анкерный ход мог быть результатом эволюции секторного хода, выразившейся в удалении всех зубцов сектора, кроме двух, и всех зубцов триба, кроме одного. Эта мысль совершенно ошибочна, она могла быть навеяна ходом, показанным на рис. 186. Ход был запатентован в Англии около 1814 г. Эдвардом Мэсси (1770—1852). В этом спусковом устройстве ход балансира ограничен прорезом в прямоугольном стержне на одном из его концов, который сцепляется с единственным зубом, выступающим за периферию круга маленького ролика, укрепленного на оси баланса; через этот ролик импульс передается балансу.
Первый свободный анкерный ход в исполнении Томаса Мюджа (рис. 187) был применен в часах, изготовленных им в 1754 г. для супруги короля Георга III Шарлотты. Эти часы находятся теперь в Виндзорском замке.
Ходовое колесо из стали имеет 20 зубцов; по внешнему виду и по форме зубцов оно такое же, какое имеется в ходе Грагама для маятниковых часов. Палеты 2 обхватывают 41/2 зубца по окружности ходового колеса. Они сделаны из сапфира и вставлены в опору после соответствующей отрегулировки на одном из палетных плеч. Рычаг 3 установлен на палетной оси и составляет прямое продолжение входа и выхода палеты, так что он находится на более низком уровне, чем палеты. У одного конца он имеет противовес 4. Два драгоценных камня 5 и 6, вставленные в оправу и соответственно отрегулированные, образуют разветвление. Они установлены на различной высоте (уровне), так что каждый может действовать на один из двух кулачков (7 и 8), соединенных вместе. Кулачки заменяют, или, что то же, выполняют функции двойной рольки, получившей распространение в современных часах со свободным анкерным ходом. Предохранительный штифт 9, имеющий форму изогнутых плеч, прочно прикреплен к палетам и действует на малый ролик 10, установленный на балансовой оси.
При вращении баланса один из кулачков контактирует со своим камнем и двигает рычаг, чтобы отключить спуск. Сразу же второй камень другого раз ветвления сцепляется с другим кулачком, который дает балансу импульс. Цикл повторяется; сначала один кулачок выполняет функцию отключения хода, а другой подает балансу импульс, затем функции у них и камней меняются на обратные.
Мюдж является не только изобретателем одного из первых свободных анкерных ходов, но, кроме того, он высказывал ряд других идей, новых в то время, но широкое применение получивших только теперь; таковы, например, его идеи о сдвоенном ролике безопасного действия и о палетах, изготовленных всецело из драгоценных камней, вставленных в оправы. Хотя сам Мюдж изготовил только двое карманных часов с этим ходом, но от его изобретения ведут свое начало все современные свободные хода, используемые теперь почти во всех карманных и наручных часах. Мюдж справедливо считал изобретенный им ход слишком трудным в изготовлении и применении и не пытался найти возможность для распространения своего изобретения.
Анкерный свободный ход из всех ходов, применяемых в карманных часах, бесспорно занимает первое место, но требует чрезвычайной аккуратности в исполнении. Часы с несовершенным цилиндровым ходом кое-как еще могут выполнять свое назначение, но механизм с несовершенным анкерным ходом непригоден. Следовательно, применение анкерного хода в карманных часах предполагает довольно высокий уровень развития технологии часового производства. Отсутствие этого необходимого условия в начале появления анкерного хода задержало на весьма продолжительное время его широкое применение и потому же он долго не был оценен по достоинству. Оборудование часовых предприятий было недостаточно совершенным, а у рабочих не было должных навыков для обеспечения нужной точности. Кроме того, в ранней конструкции анкерного хода имелась весьма существенная техническая недоработка, которая также немало задержала ее распространение.