Warum ticken Uhren - Funktion und Wirkungsweise

Uhren das perpetuum mobile?

Grossuhren.de befasst sich intensiv mit mechanischen Uhren die nicht am Körper getragen werden. Die hohe Qualität der Wanduhren Standuhren und Tischuhren erlauben uns auf alle Zeitmesser über 1000 Euro 5 Jahre Garantie auf das Uhrwerk zu geben.

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Die Funktionsweise von mechanischen Hermle Uhrwerken wird im Tischuhren Bausatz von Horaculix verständlich und ist für den geschickten selbsternannten Uhrmacher eine schöne Wochenendbeschäftigung. Gerne hilft der Uhrmachmeister Martin Pohlmann wenn es mal nicht weitergeht.









Wieso sind Uhren immer in Bewegung?

Am Anfang stand das Rad welches durch seine runde Form einem Ablauf folgte. Stellt man am Anfang eine Zugfeder so folgt diese der Entspannung und führt bei einer bestimmten Bauweise zu drehenden Bewegungen der folgenden Räder. Diese System wurde perfektioniert und wird heute durch Triebe und Zahnräder mit einer bestimmten Anzahl von Rädern optimiert. Um einen schnellen Ablauf zu verhindern muss am letzten Rad eine Hemmung installiert werden. Wanduhren können sowohl mit Gewichten als auch mit Federkraft angetrieben werden, bei Tischuhren wird nur auf die Federkraft zugegriffen. Die Feder wird in einem Gehäuse zusammengezogen und durch ein Gesperr in gespannten Zustand gehalten. Durch das umlaufende Federhaus um die Federhauswelle dreht sich nun die Feder über die folgenden Räder ab. Dies ist in der Regel das Beisatzrad, Minutenrad, Sekundenrad und Ankerrad. Zieht man die Feder auf dreht sich das Ankerrad bis zur Entspannung der Zugfeder. Die Firma Junghans hat dies bei einem Wecker in den 50er Jahren als so genannten Durchlaufwecker produziert indem die Anzahl der Räder erhöht wurde um die Drehgeschwindigkeit des letzten Rades zu reduzieren. Heute wird dieses System bei der Grand Seiko Armbanduhr als High-End-Produkt angeboten.

Antwort:
Wird einer mechanischen Uhr Kraft zugeführt sind die Räder in kreisender Bewegung.

Weshalb ticken mechanische Uhren?

Um das schnelle Ablaufen des letzten Rades (Ankerrad) zu verhindern wird die kreisende Bewegung in eine Hin- und Her- Bewegung umgewandelt. Dazu müssen die Zähne des Ankerrades eine bestimmte Form haben. Über mehrere Zähen greift ein Anker mit seinen Paletten. Durch die Hin- und Her- Bewegung des Ankers wird nun immer 1 Zahn über das System weitergeführt und in seiner höchsten Präzision ist dies genau 1 Sekunde bei Pendeluhren. Durch die Teilung der Sekunde wird die Genauigkeit erhöht und somit ist die Unruh die Alternative bei Tischuhren mit einer Schweizer Echappement Baugruppe. Eine einfachere Alternative ist der Schwebeanker der im Hermle Uhrwerk Kaliber 0130 verbaut ist.

Antwort:
Durch den Fall des Zahnes auf die Ankerpalette wird dies als Tick Tack wahrgenommen.

Warum dreht sich die Unruh unermüdlich oder das Pendelschwingt unaufhörlich?

Bleiben wir bei den Pendeluhren und schauen uns die unterschiedlichen Bauweisen an. Vor zirka 300 Jahren wurden 2 unterschiedliche Typen von Hemmungen erfunden. Die Hakenhemmung und die Graham Hemmung.

Die Hakenhemmung ist eine rückführende Hemmung.

Bei jeder Pendelschwingung geht ein Bruchteil der Energie an das Räderwerk zurück und bewirkt eine Rückwärtsbewegung des Ankerrades. Die Bauteile sind Hemmungsrad aus Messing und dem Anker aus gebogenem Stahlblech. Oft wird der Anker auch als Massivanker verbaut. Die beiden ankerklauen sind poliert um die Reibung gering zu halten. Das Hemmungsrad dreht in der Regel im Uhrzeigersinn und wird meist über 4 – 5 Zahnräder angetrieben. Federhaus, (Beisatzrad), Minutenrad, Sekundenrad und Ankerrad auch genannt Hemmrad. Alle Zapfen der Wellen sind in Stahl poliert und stecken in den Messing-Werkplatinen. Bei der Hakenhemmung sind weitere Bauteile nötig damit das Pendel unermüdlich schwingt. Pendelgabel Pendelverlängerung Pendelfeder und einem losen Zapfenlager welche mit 2 Schrauben an der Werkplatine befestigt wird. Die beiden Löcher zur Aufnahme der Schrauben sind langoval gehalten. Nun kann der Anker so positioniert werden, das wie oben beschreiben immer 1 Zahn weitergeführt wird,ehren nicht zu tief um Blockaden zu vermeiden, nicht zu hoch um den Ankerzähnen den Durchlauf zu ermöglichen.

Die Graham Hemmung.

Graham-technische-zeichnung
Die Graham Hemmung ist eine so genannte ruhende Hemmung bei der das Pendel auch einen Bruchteil der kreisenden Energie an das Räderwerk zurück gibt aber in Form von Reibungsenergie. Im Gegensatz zur Hakenhemmung wird der Anker nicht extra befestigt sondern mit in die Werkplatinen eingesetzt. Der Anker besteht hier nicht aus einer festen Einheit wie die Hakenhemmung. Der Anker ist aus Messing und auf beiden Seiten sind eingearbeitete verschiebbare Paletten aus Stahl. Die Reibungsenergie wird an den Reibungsflächen der Paletten im laufe der Jahre sichtbar. Daher müssen diese ausgebaut und nachgeschliffen und wieder poliert werden. Als Alternative sind auch synthetische Rubine möglich. Eine gute Schmierung ist in diesem Bereich sehr wichtig.

Die Zeichnung wurde konstruiert auf Pergamanetpapier zur Uhrmachergesellenprüfung 1973


Pendel oder Unruh

schweizer-hemmung-zeichnungEine Weiterentwicklung der Pendeluhren sind tragbare Uhren bei denen die Hemmungen anders aufgebaut sind. Anstelle des Pendels fungiert eineStiftanker-Konstruktionszeichnung Unruh. Eine hochkomplexes Bauelement mit vielen Einzelteilen. Die Spiralfeder will immer in ihre Ausgangposition zurück genau wie das Pendel immer in die Senkrechte will. Dreht man die Unruh wird nun die Spirale zusammen gezogen oder gedehnt. Über die eigenwillige Zahn und Ankerpaletten wird die Unruh immer wieder in die eine oder andere Richtung gedreht und von der Spirale zur Ausgangsposition zurück gezogen. Somit laufen die Uhren unermüdlich wenn genügend Kraft und die Schmierung vorhanden ist. Bei diesen System wird weder eine rückführende noch eine ruhende Hemmung eingesetzt. Hier findet die freien Hemmungen hiere Anwendungen. Dazu gehört die einfache Stiftanker-Hemmung und die Schweizer Ankerhemmung auch genannt Kolbenzahnanker Hemmung. Die Stiftankerhemmung findet bei Grossuhren bei Tischuhren in Form von Echappement, die Stiftankerhemmung wird bei Weckern aber auch als Schwebeanker Uhrwerk 0130 von Hermle heute noch gebaut.

Diese Hemmungs Zeichnungen wurden konstruiert auf Pergamanetpapier zur Uhrmachergesellenprüfung 1973

Grossuhren.de mit Uhrmachermeister Martin Pohlmann gibt Auskunft über die Funktion und das Zusammenspiel der Uhren Baugruppen.