Detaillierte Beschreibung eines Uhrwerks

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Caffrey

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Hallo zusammen,

da in letzter Zeit immer mehr Fragen zur Technik aufkommen (und ich immer noch krank im Bett liege und somit Zeit habe), will ich mal die Besonderheiten anhand der genialen Bilder von Powerford (siehe den Thread https://uhrforum.de/neuankoemmling-alpina-precision-von-union-horlogere-t6317-15.html) zeigen und bitte um Korrektur bzw. weitere Hinweise (siehe meine entsprechenden Marker in rot).

@Powerford: Ich hoffe, Du bist damit d'accord!!

Teile eines Uhrwerks:

- Schwingsystem
- Hemmung
- Räderwerk
- Antrieb
- Aufzug
- Zeigerstelleinrichtung (wird hier nicht behandelt)
- Zeigerwerk

Das Schema der Baugrupper mechanischer Uhren zeigt folgende Grafik:



Schwingsystem

Ein mechanischer Schwinger ist ein Körper, auf den eine Kraft, die Reversierkraft, wirkt, die die Masse des Schwingers ständig in ihre Mittellage, die mittlere Stellung oder Nullstellung, zurückbringt.

Die bei mechanischen Uhren angewandte Schwingsysteme sind: das Pendel, diue Unruh mit Spirale und das Drehpendel. Die Unruh mit Spirale ist ein ungenaueres Schwingsystem als adas Pendel. Sie arbeitet jedoch in jeder beliebigen Lage der Uhr zuverlässig und wird daher - auch wegen ihrer geringen Grösse - in Amrbanduhren eingesetzt.

Die Schwingungsdauer der Unruh hängt vom Druchmesser und von der Masse des Werkstoffs des Unruhringes sowie der Länge, Breite, Dicke und von der Art des Werkstoffs der Spirale ab.

Man kann die Schwingungsdauer berechnen, aber die Rechnung ist aufwendig und ihr Ergebnis nicht ganz genau. Wenn ein Uhrmacher eine unbekannte Spirale für ein gegebenes Uhrwerk festelegen soll, so geht er in der Regel versuchsweise vor. Dazu muss er die Schwingungszahl der Unruh kennen, für die das Uhrwerk konstruiert ist. Bei den geläufigen Uhrentypen handelt es sich hier um im grossen und ganzen feststehende werte, die folgende Tabelle zeigt:



Je hochwertiger die Uhr, desto besser wird der Werkstoff sein. Dornblüth verwendet z.B. einen Unruhering aus Glucydur und eine Spirale aus Nivarox.

Glucydur ist eine Legierung aus Kupfer und Beryllium. Diese Legierung hat besonders gute mechanische Eigenschaften. Das Metall wird meistens bei monometallischen Unruhen verwendet. Diese Legierung kommt durch ihre Elastizität und Stabilität meist im Uhrwerk von Armband- oder Taschenuhren zum Einsatz. Glucydur ist gegen Korrosion resistent. Nivarox (Nicht variabel oxydfest) ist eine Metalllegierung, welche hauptsächlich in der Uhrenindustrie verwendet wird. Diese Legierung aus Eisen, 40% Nickel, Chrom, Titan und Beryllium besitzt Eigenschaften, welche bei der Herstellung von Unruhspiralen von Vorteil sind. Federn aus diesem Material sind ermüdungsfrei, nahezu antimagnetisch, nicht rostend und haben einen sehr geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten.

Nivarox macht das Gangverhalten mechanischer Uhren stabil und nahezu temperaturneutral. Durch diese hervorragenden Eigenschaften konnte die aufwändigere und teurere Kompensationsunruh abgelöst werden. Unruhspiralen aus diesem Material werden heute weltweit von fast allen Herstellern mechanischer Uhren in verschiedenen Qualitätsstufen verwendet.

alpina_werk8.jpg


Hier erkennt man deutlich die Unruh mit Spirale, die aus einem geschlossenen monolithischen Unruhring mit aussen angebrachten Schrauben besteht. Die Schrauben können einzeln zur Feinjustierung der Unruh heraus- oder hineingeschraubt werden.

Die Unruh hängt in einer Schwanenhals-Feinregulierung. Dies ist eine Reguliervorrichtung, die aus einer schwanenhalsförmigen Stahlfeder, einem Rücker und einer Stellschraube besteht. Durch Drehen der Schraube lässt sich der Gang der Uhr in sehr feinen Schritten regulieren.

Dies funktioniert so: Das eine gebogene Ende des Schwanenhalses verschiebt den Verstellhebel, dessen andere Seite in die Unruhfeder
eingreift, durch konstanten Druck auf ihn. Was jedoch durch die Schraube blockiert wird. Dreht man an der Schraube, kann sich der Verstellhebel nun weiter verschieben und zwar in Millibruchteilen eines Millimeters (was durch schlichtes Drücken mit Uhrmacherwekzeug freihand nie so genau möglich wäre). Der Eingriff des Verstellhebels in die Unruhfeder
verändert deren Schwinglänge je nach Position dort. Und damit den Gang der Uhr: Kürzere Feder = schnellerer Gang.

Hemmung

Die Hemmung in Uhren ist ein Sperrmechanismus bzw. eine Art Sperrgetriebe. Sie hat zwei Aufgaben zu erfüllen:
1) die Antriebsenergie vom Räderwerk auf den chwinger zu übertragen. Das geschieht in einer Form feiner Impukse, deren Zeitpunkt der Schwinger selbst steuert, entweder bei jeder Halbschwingung oder während einer vollen Schwingung.
2) das Räderwerk im Rhythmus des Schwingersystems anzuhalten und wieder freizugeben, sodass es sich nur um einen bestimmten - immer den gleichen - Teil der Zahnteilung des Hemmungsrades dreht.

Da in der Abbildung eine Ankerhemmung zum Einsatz kommt, wird diese hier erklärt (Wikipedia): Wesentliche Bauelemente sind das Ankerrad mit den kolbenartigen Zähnen, der drehbar gelagerte Anker und die Unruhwelle mit der Doppelscheibe (Hebel- und Sicherheitsscheibe).


Quelle: Claudius Saunier, Lehrbuch der Uhrmacherei, Bautzen 1902, Copyright erloschen

Der Anker trägt die Ein- und Ausgangspalette (auch Ankersteine oder Hebsteine genannt) aus Korund (meist Rubin), die wechselweise in das Ankerrad fassen; er endet zur Unruhwelle in einer Gabel, in die der Hebelstein der Unruhwelle greift. Die schwingende Unruh kippt mittels des Hebelsteins den Anker in eine Endposition, so dass die eine Palette das Steigrad freigibt, während die andere Palette darauf den nachfolgenden Ankerzahn festhält. Dabei erhält die Unruh über Ankergabel und Hebelstein einen Kraftimpuls. Beim Rückschwingen der Unruh wiederholt sich dieser Prozess, so dass die Unruh bei jeder Vollschwingung zwei Impulse erhält. Während der Ruhephase des Ankerrades schwingt die Unruh frei, es besteht keine mechanische Verbindung zwischen Gangwerk und Schwinger.

alpina_werk1.jpg


Das schwarze Rad ist das Ankerrad oder Hemmungsrad. Der schwarze Anker rechts davon ist ein Palettenanker. Die beiden roten Stifte an seinen beiden Enden sind die Ausgangspaletten, die abwechseln zwischen die Zähne des Ankerrades einrasten und dieses somit anhalten.

Räderwerk

Unter dem Räderwerk (Zahnradgetriebe) versteht man im Allgemeinen mindestens ein Paar ineinandergreifende Zahnräder. Die Räder mit einem kleineren Zähnezahl als 15 werden in der Uhrentechnik als Triebe bezeichnet. Das Räderwerk hat zwei Aufgaben:
1) Übertragung der Antriebsenergie auf die Hemmung und dadurch auch auf das Schwingsystem
2) Addierung der Schwingungen der Unruh auf das Zeigerwerk

alpina_werk2.jpg


Hier sieht man das vergoldete Räderwerk. Man erkennt, dass die Achsen der Zahnräder auf Rubinen gelagert sind, um die Reibung zu minimieren.

Antrieb

Der Antrieb mchanischer Uhren erfolgt aus einem Energiespeicher. Quelle dieser Energie ist die Arbeit eines MEnschen, der die Uhr in regelmäßigen Zeitabständen aufzieht und dabei die Energie einspeichert. Es gibt dabei den Gewichtsantrieb und den Federantrieb.

Der Federantrieb ist das häufigste System des Antriebs für mechanische Uhren. Duch seine Einführung verkleinerte sich die Uhrengrösse wesentlich. Er ermöglichte die Produktion tragbarer Uhren. Gegenüber dem Gewichtsantrieb hat er allerdings den Nachteil der veränderlichen Antriebskraft, denn sie vermindert sich beim Abwickeln der Zugfeder schrittweise. Die Feder sitzt in einem Federhaus und übertragt von dort aus die Kraft über weitere Zahnräder an das Zeigerwerk.

alpina_werk3.jpg


Die beiden silbernen Zahnräder im oberen Teil der Uhr sind dieser Antrieb.

Aufzug

Der Aufzug und die Zeigerstelleinrichtung sind Baugruppen mechanischer Uhren. Dies ebeiden Mechanismen sind selbstständig und arbeiten unabhängig voneinander. Sie werden entweder von zwei verschiednen Stellen, z.b. bei Pendeluhren und einefachen Weckern, oder von einer gemeinsamen Stelle aus betätigt, z.B. mit Hilfe der Krone.

Der Aufzug dient der Einbringung der Energie in den Antriebspeicher. Seine Hauptelemente sind das Sperrad und die Sperrklinke. SIe ermöglcihen die ENegieeinbringung, gleichzeitig jedoch verhindern sie ihre Rückführung.

alpina_werk5.jpg


Die Sperrklinke erkennt man am linken Zahnrad.
 
mecaline

mecaline

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Hallo Caffrey,

werde Deinen Bericht mal später ganz in Ruhe studieren. Danke für die Erläuterungen.

Aber jetzt wünsche ich erst mal Gute Besserung ;-)
 
BBouvier

BBouvier

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<"Durch Drehen der Schraube lässt sich der Gang der Uhr in sehr feinen Schritten regulieren.
--> Wie bzw. warum??? ">

Das eine gebogene Ende des Schwanenhalses verschiebt den
Verstellhebel, dessen andere Seite in die Unruhfeder
eingreift, durch konstanten Druck auf ihn.
Was jedoch durch die Schraube blockiert wird.

Dreht man an der Schraube, kann sich der
Verstellhebel nun weiter verschieben.
Und zwar in Millibruchteilen eines Millimeters.

Sowas bekommt man durch schlichtes Drücken
mit Uhrmacherwekzeug freihand nie so genau hin!

Der Eingriff des Verstellhebels in die Unruhfeder
verändert deren Schwinglänge je nach Position dort.
Und damit den Gang der Uhr:
Kürzere Feder = schnellerer Gang.

Gruss,
BB........und gute Besserung auch! :-)
 
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Rundstahl

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Hallo Caffrey,

wünsch dir erst mal gute Besserung.

Dein Beitrag ist super! Komme immer mehr auf den Gedanken,
meine alte nicht funktionierende Armbanduhr, aus meine Jugend zu öffnen.
Es scheitert leider an den verschraubten Böden, da ich nicht weis,
welches Werkzeug ist für die sechs Kerben benützen kann.

Bye
Jo
 
Caffrey

Caffrey

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Im badischen Exil
Danke für eure Besserungswünsche!! Mit drei Litern Kamillen- iund Pfefferminztee im Bauch gluggert es so lustig bei den wenigen Gängen, die ich ausserhalb des Bettes mache.... :)

@BBouvier: Danke für die Information, habe sie gleich eingepflegt!

Wenn Interesse besteht, kann der Betrag noch erweitert werden und auch auf Zeigerwerk usw. eingegangen werden...

Caffrey
 
BBouvier

BBouvier

Gesperrt
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Rundstahl schrieb:
Hallo Caffrey,

wünsch dir erst mal gute Besserung.

Dein Beitrag ist super! Komme immer mehr auf den Gedanken,
meine alte nicht funktionierende Armbanduhr, aus meine Jugend zu öffnen.
Es scheitert leider an den verschraubten Böden, da ich nicht weis,
welches Werkzeug ist für die sechs Kerben benützen kann.

Bye
Jo

Hallo, Rundstahl!

In 2 gegenübeliegende Nuten einfach die Spitzen
einer Spitzzange setzten und dann den Deckel
wie eine Mutter aufdrehen.

Für Schrammen beim Abrutschen
zeichnet nicht verantwortlich:

BB
 
R

Rundstahl

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BBouvier schrieb:
Rundstahl schrieb:
Es scheitert leider an den verschraubten Böden, da ich nicht weis,
welches Werkzeug ist für die sechs Kerben benützen kann.
In 2 gegenübeliegende Nuten einfach die Spitzen
einer Spitzzange setzten und dann den Deckel
wie eine Mutter aufdrehen.

Für Schrammen beim Abrutschen
zeichnet nicht verantwortlich:
Vielen Dank für den Tip :!:
Wenn dann einige Schrammen an die Uhr oder
an meiner Hand kommen, werde ich mehr oder
weniger ein langes Andenken habe :lol2: .

Bye
Jo

Zusatz:
Oder, Du lässt 6.95 springen,
Auch eine gute Idee, aber zu Zeit etwas Ebbe in meiner Kasse :( .
Noch mal Danke!
Jo
 
JochensUhrentick

JochensUhrentick

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@Caffrey,

das hast Du sehr schön erklärt mit den passenden Fotos!

"Uhrige" Grüße aus Berlin!

JochensUhrentick
 
R

Rundstahl

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Caffrey schrieb:
Wenn Du es schaffen solltest, Dich oder die Uhr hierbei zu verletzen, wollen wir:

:pics:

Also, verletzt bin ich nicht und ob der Deckel was abbekommen hat,
urteile selbst.
deckel0zn.jpg

Sind viele Kratzer drin, aber sie sind nicht von diesem Versuch.

Und hier das Innenleben, nicht Aufregendes und auch
nicht so schön, wie die Bilder die in deiner super Beitrag sind.
innena7xd.jpg

innenbbl1.jpg


Jetzt frage ich mich, soll ich sie mal total auseinander nehmen
oder soll ich ihr noch eine Change geben :?:

Bye
Jo
 
Caffrey

Caffrey

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Im badischen Exil
Zeigerwerk

Das Zeigerwerk besteht aus dem Minutenrohr, dem Wechselrad mit Trieb und dem Stundenrad, also aus zwei Zahnradpaaren.

Der Minutenzeiger wird entweder auf dem Minutenrohr oder direkt auf der verlängerten Minutenradwelle befestigt. Der Stundenzeiger wird auf das Stundenradrohr aufgesetzt. Das Zeigerwerk übersetzt die Minuten in Stunden und sichert zwischen dem Minutenrohr und dem Stundenrad eine Übersetzung ins Langsame. Bei 12 Umdrehungen des Minutenrohrs muss sich das Stundenrad einmal drehen. Das Gesamtübersetzungsverhältnis des Zeigerwerks beträgt unter der Voraussetzung, dass das Ziffernblatt eine Zwölfstundenteilung hat, also 12:1.

Die antreibende Kraft vom Räderwerk zum Zeigerwerk wird ständig durch die Friktionskupplung (Zeigerreibung) übertragen, die zur Zeigerstellvorrichtung gehört.

Wenn die Zeigerreibung auf dem Minutenradtrieb angebracht wird (bei normaler Anordnung des Räderwerks), dann wird das Minutenrohr zum antreibenden Glied. Wenn man jedoch die Zeiger stellt, dann wird das Wechselrad zum antreibenden Glied und das Minutenrohr zum angetrieben. Das ist bei der Festlegung der Zahnform des Zeigerwerks, besonders der des Zahnradpaares Minutenrohr - Wechselrad, zu beachten.

Eine etwas einfachere Situation für die Bestimmung der Zahnradform des Zeigerwerks entsteht bei der Anordnung des Räderwerks ohne Minutenrad. Hierbei wird die Friktionskupplung auf dem Federhausdeckel untergebracht. In diesem Fall bleibt das Wechselrad ständig ein antreibendes Glied und das Minutenrohr ein angetriebenes, auch bei der Zeigerstellung.
 
R

Rundstahl

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Hallo Caffrey,

Hab ich gut verstanden! Vielen Danke! :klatsch:

Und bei einer Datumsanzeige wird noch mal ein Zwischenrad eingebaut, die dann durch den Stundenrad angetrieben wird?

Bye
Jo
 
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Rundstahl

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Sorry, wollte nicht voreilig wirken, :oops:
nur kundtun, dass für mich das Thema interessant ist.

Jo
 
A

arno_nym

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Neuss
Hallo Uhrenfreunde,

eine ganz tolle Idee hier mal ein Uhrwerk zu beschreiben. Die gesammelten Informationen sollte man sammeln und gleich am Anfang der Homepage dieses Forums abspeichern, damit sie hier nicht unter den recht zahlreichen Threads verloren gehen.

Ein mechanisches Uhrwerk ist anschauliche Physik und diese Beschreibung auf jeden Fall lesenswert.

Mfg
arnonym
 
Caffrey

Caffrey

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Im badischen Exil
Hi Arno, Raxon kümmert sich bereits darum.

Leider wird eine Erweiterung dieser Beschreibung einige Zeit auf sich warten lassen müssen, da ich erst einmal 14 Tage auf Dienstreise gehe.

Bis später also,

Caff
 
G

goldie

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Vielen Dank für den Post. Es ist wirklich nützlich und sehr sehr interessant.

Ich werde es detailiert studieren, und im Sommersemester mache ich die Prüfung bei Dir:)

Lg
Goldie
 
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Rundstahl

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Das wäre was! Und wär die meisten Punkten hat, bekommt ein Stipendium.

Jo

P.S. Trotzdem warten auf dem nächsten Beitrag!
 
Thema:

Detaillierte Beschreibung eines Uhrwerks

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