Hilfe bei CAD-Modellierung einer Pendeluhr

Diskutiere Hilfe bei CAD-Modellierung einer Pendeluhr im Uhrenwerkstatt Forum im Bereich Uhren-Forum; Hallo und guten Abend ins Forum! Ich bin gerade dabei für eine Arbeit eine Pendeluhr im CAD zu konstruieren - bzw. besser gesagt zu modellieren...
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OWLer

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Hallo und guten Abend ins Forum!

Ich bin gerade dabei für eine Arbeit eine Pendeluhr im CAD zu konstruieren - bzw. besser gesagt zu modellieren und bräuchte etwas Hilfe bei einigen Details.

Die Eckdaten:
Wanduhr mit Gewichtsantrieb und Graham-Hemmung
Sekundenpendel
Gangrad mit 30 Zähne
3-Zeiger

Was mich nun als erstes interessiert: Wie hoch ist in etwa das Übersetzungsverhältnis vom Gewichtsantrieb hin zum Gangrad? Sicherlich kann man das rechnerisch unter Kenntnis vom Massenträgheitsmoments, Reibung und einigen Randbedingungen der Hemmung rechnerisch ermitteln - das soll hier aber nicht das Ziel bzw. die Aufgabe sein. Den Antrieb möchte ich zunächst als einfachen Wickel darstellen - falls noch Zeit sein sollte, kann eine Kette später folgen.

Weiterhin frage ich mich wie die Zahnräder auf ihren Wellen befestigt werden - werden die aufgeschrumpft oder eher formschlüssig, z.B. durch eine Verzahnung, miteinander verbunden? Wie gestaltet sich die Lagerung der Wellen in den Platinen - Steinlager habe ich in Großuhren noch nicht gesehen - reicht da einfach ein abgesetzter Zapfen der Welle, der in einer Bohrung der Platine gleitgelagert ist?

Viele Grüße :) !
 
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Der Stromer

Der Stromer

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Hm. Das sind Fragen, über die sich Generationen von Schmieden und Uhrmachern Gedanke gemacht haben. Heraus gekommen sind die heutigen Räderuhren. Die Untersetzungsverhältnise der Räder zu den Trieben haben sich kaum geändert. Auch die Verzahnung hat sich so wie sie ist, bestens bewährt (Evolventen-Verzahnung). Ebenso die Lagerung der Zapfen in den Lagern (Stahlzapfen in Messinglagern = Bestes Reibungs- und Verschleißverhältnis). Bei der Gestaltung der Lager muss die Ölhaltung beachtet werden, auch deren Form und Funktion haben unsere Altvorderen bereits mit einfachsten mitteln zur Perfektion gebracht.

Als Anhaltspunkt sollte dieses Bild eines Getriebes einer Räderuhr dienen. Damit kann man schon mal anfangen, sich Gedanke zu machen, warum eine Uhr so und nicht anders aufgebaut ist. Wenn man das begriffen hat, ist der Rest "nur noch" mechanische Arbeit:ok: :D
 
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OWLer

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Hi, danke für deine Antwort @Der Stromer,

zur Verzahnung: Und ich dachte immer, dass im Uhrenbau die Zykloidenverzahnung eingesetzt wird. Ich sitze jetzt schon einige Zeit daran, diese zu konstruieren.
Gibt es zu der Lagerschmierung Näheres?
Viele Grüße!
 
Steven Rogers Capt

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Naja, das Räderwerk vom Foto hast doch in einer Std. modelliert. ;-)
 
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Natal-Rasch-Eid

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Wird Uhr danach gebaut, und muss funktionieren? Oder nur Cadzeichnung, dann ist alles egal.
 
Rainer Nienaber

Rainer Nienaber

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Hier die Übersetzungen eine "klassischen" Sekundenpendeluhr aus einem alten Schulbuch. Ich kann Dir die anderen Seiten gerne kopieren.

P1120395.jpg

Hochwertige Großuhrwerke haben auch Steinlager, z.B. die TOP-Werke von Kieninger. Du kannst aber auch Kugellager nehmen, die gibt es ab 1 mm Zapfendurchmesser im Modellbauhandel. Bei Uhren findet eine Zykloidenverzahnung Verwendung, eine Evolvente tut es aber auch.
 
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OWLer

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Hallo ins Forum!

Wird Uhr danach gebaut, und muss funktionieren? Oder nur Cadzeichnung, dann ist alles egal.
Die Parameter wie Übersetzung bzw. Untersetzung des Laufwerks sollten schon halbwegs stimmen. Die Zahnräder sollen schon exakt sein, wobei ich dafür Regelkurven verwenden muss, die die Zahnflankenform beschreiben. Für meine Verzahnung habe ich nun für den Zahnkopf eine Epizykloide und den Zahnfuß über eine Hypozykloide konstruiert. Verhältnis Teilkreis/Rollkreis ist bei mir 1/3.
Weiß jemand welches Flankenspiel man üblicherweise bei Uhren einsetzt?

Hier die Übersetzungen eine "klassischen" Sekundenpendeluhr aus einem alten Schulbuch. Ich kann Dir die anderen Seiten gerne kopieren.

Anhang anzeigen 2645729

Hochwertige Großuhrwerke haben auch Steinlager, z.B. die TOP-Werke von Kieninger. Du kannst aber auch Kugellager nehmen, die gibt es ab 1 mm Zapfendurchmesser im Modellbauhandel. Bei Uhren findet eine Zykloidenverzahnung Verwendung, eine Evolvente tut es aber auch.
Vielen Dank, Rainer - danach habe ich gesucht! So bekomme ich sogar realistische Module. Ja, an den anderen Seiten bin ich auch brennend interessiert.
Viele Grüße :-)
 
Rainer Nienaber

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Weiß jemand welches Flankenspiel man üblicherweise bei Uhren einsetzt?
Das spielt bei einer Evolvente keine Rolle. Der Achabstand muss sehr genau passen, dann ergibt sich das Flankenspiel von selbst.

(Z1 + Z2) x Modul : 2 = Achsabstand.
 
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Steven Rogers Capt

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Was beschreibt die Zahnstärke und warum ausgerechnet 0,804mm?
 
Steven Rogers Capt

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Wenn ich nicht irre ist das die Breite eines Zahns am Teilkreis. Das müsste doch die Hälfte der Teilung p sein.
Oh, da bin ich schon raus. Werkkunde ist nicht so meins aber die Tatsache das die nachfolgenden Werte ja "gängige"
Blechstärken sind, hat die Frage provoziert. Da für alle Zähne gleich wird es wohl die Breite sein.

Danke für die schnelle Antwort!
 
Harpye

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Evolvente und Zykloide unterscheiden sich in der Beruehrlinie die beim Evolventenprinzip ja nur eine Gerade ist.. bei der Zykloide folgt die meiner Erinnerung nach ein gutes Stueck dem Beruehrkreis eines Rades und es koennen mein ich hoehere Uebersetzungsverhaeltnisse damit realisiert werden...
 
Rainer Nienaber

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Evolvente und Zykloide unterscheiden sich in der Beruehrlinie die beim Evolventenprinzip ja nur eine Gerade ist.. bei der Zykloide folgt die meiner Erinnerung nach ein gutes Stueck dem Beruehrkreis eines Rades und es koennen mein ich hoehere Uebersetzungsverhaeltnisse damit realisiert werden...
Das ist richtig, mit einer Zykloide sind Triebe mit kleineren Zahnzahlen möglich (6 oder 8 sind das kleinste, was ich bisher gesehen habe). Bei einer Evolvente ist bei 12 Zähnen eigentlich die untere Grenze erreicht. Mit Müh und Not noch 10 Zähne, aber dann ist Schluss. Da ist aber bei Großuhren okay, da sind 12 zähne die Regel.
 
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OWLer

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Vielen Dank für eure Hilfe! Bei meiner Konstruktion stellt sich noch eine Frage:
Was hat es mit dem Abfall auf sich? Die Uhr läuft in diesem Fall ja nicht symmetrisch. Das müsste doch mit den Positionen von Pendel, Gabel, Anker und Ankerrad relativ zu einander zu tun haben. Dazu müsste man doch die Gabel zum Anker verdrehen können um das korrigieren zu können oder sehe ich das falsch?
 
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ModellTech

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Entweder mann kann die Gabel auf der gleichen welle wie den Anker verdrehen oder das Problem wird mit einer Abfallregulierung gelöst.

Hier ein kleines Bild Quelle: Strasser & Rohde 1875 - 1918
 

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Der Stromer

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@ModellTech: Bitte nichts durcheinander bringen. Ankergabel auf der gleichen Welle wie der Anker sollte nur bei sehr kurzen und leichten Pendeln gemacht werden, sonst wird das Ankerlager zu sehr vom Gewicht des Pendels belastet und die Reibungsverluste werden zu hoch. Normal (bei hochwertigen Uhren Ausschließlich) wird das Pendel mit einer Aufhängung entweder mit Pendelfeder oder Faden (ältere Uhren) realisiert.
Zum Abfall: Die Einstellung des Abfalles kann durch eine Abfallregulierung am Pendelstab gemacht werden (Sekundenpendeluhren, PPU's, etc.), wie bei Deinem Beispiel auch. Sonst ist bei den Besseren Uhren der Anker auf seiner Welle mit einer zügigen Reibung befestigt, die entsprechen eingerichtet werden muss. Bei den ganz billigen Uhren mit Haken- oder Blechanker (Schwarzwaldhemmung) wird meist die Ankerstange verbogen.
:-( Ganz listige Uhrenbastler hängen auch gerne den Uhrenkasten schief an die Wand, oder legen einen Bierfilz under eine Ecke des Gehäuses, bis das Tick-Tack gleichmäßig ist.
 
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OWLer

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@ModellTech: Bitte nichts durcheinander bringen. Ankergabel auf der gleichen Welle wie der Anker sollte nur bei sehr kurzen und leichten Pendeln gemacht werden, sonst wird das Ankerlager zu sehr vom Gewicht des Pendels belastet und die Reibungsverluste werden zu hoch. Normal (bei hochwertigen Uhren Ausschließlich) wird das Pendel mit einer Aufhängung entweder mit Pendelfeder oder Faden (ältere Uhren) realisiert.
Das verstehe ich nicht - das Pendel hängt doch ohnehin nicht an der Gabel :hmm: Oder meinst du das Gewicht der Gabel belastet schon die Ankerwelle? So wie es @ModellTech erklärt schien es mir einleuchtend.
 
Der Stromer

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Das Beispiel von ModellTech ist denkbar schlecht für eine einfache Uhr. Diese Pendelaufhängung wurde für die PPU's von Strasser & Rohde entwickelt. "Normale" Uhren begnügen sich mit anderen, nicht so kostenintensiven Möglichkeiten der Pendelaufhängung. Da wäre (von teuer nach billig) Die Aufhängung mit Faden und Isocronismus-Ausgleich - üblich bis ca. 1840; dann, diese Aufhängung mit Pendelfeder aus Stahl in diversen Varianten; Aufhängung nur durch eine Stahlpendelfeder, 1 oder 2 lamellig, Kraftübertragung duch die Gabel; Aufhängung OHNE Gabel, das Pendel wird direkt auf der Ankerwelle angebracht (kurze Pendel und billige Uhren).
 
Der Stromer

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Vielen Dank für eure Hilfe! Bei meiner Konstruktion stellt sich noch eine Frage:
Was hat es mit dem Abfall auf sich? Die Uhr läuft in diesem Fall ja nicht symmetrisch. Das müsste doch mit den Positionen von Pendel, Gabel, Anker und Ankerrad relativ zu einander zu tun haben. Dazu müsste man doch die Gabel zum Anker verdrehen können um das korrigieren zu können oder sehe ich das falsch?
Das ist nichts zum wegwerfen:shock:. Der "Abfall" beschreibt einen Zustand der Hemmung - hier ein Beispiel einer Hemmung -; Der Abfall ist in diesem Modell der Teil, wo das Pendel seinen Ausgleichsschwung , also den Weg NACH der Hebung bis zur Auslösung zurück legt. Dieser Weg muss auf beiden Seiten - Eingang und Ausgang - der Hemmung absolut gleich sein. Bei größeren Differenzen führt das zum Auspendeln - stehen bleiben - der Uhr. Daher wurden einige Methoden der Einregulierung erdacht: Verschieben der Pendelstange durch Schrauben rechts und links z.B. bei Minutenpendeln und Grahamhemmung; Z.B. auch die Pendelaufhängung von Strasser & Rohde; günstigste Lösung für Uhren im Mittlern Bereich ist das verstellen der Gabel auf der Ankerwelle oder bei der Schwarzwaldhemmung einfach verbiegen der Ankergabel.

...und ganz faule oder eben Laien: Schief hängen des Uhrenkastens oder Unterlegen von Bierfilz...:ok:
 
Zeitmaschinenschlosser

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Weiterhin frage ich mich wie die Zahnräder auf ihren Wellen befestigt werden - werden die aufgeschrumpft oder eher formschlüssig, z.B. durch eine Verzahnung, miteinander verbunden? Wie gestaltet sich die Lagerung der Wellen in den Platinen - Steinlager habe ich in Großuhren noch nicht gesehen - reicht da einfach ein abgesetzter Zapfen der Welle, der in einer Bohrung der Platine gleitgelagert ist?

Viele Grüße :) !
Hallo,
schau mal hier: Furtwanger Schuluhr
Dort ist die Überholung einer Sekundenpendeluhr mit einigen Detailbildern beschrieben, vielleicht kannst du dir da etwas Inspiration holen.
 
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Hilfe bei CAD-Modellierung einer Pendeluhr

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