Wie mechanische Uhrentaschenuhren funktionieren

Viele Menschen dieser Generation wissen nicht, dass es so etwas wie eine Taschenuhr gibt. Wenn Sie eine Taschenuhr erwähnen, sind sie verloren und scheinen keine Ahnung zu haben, wovon Sie sprechen.

 

Die Taschenuhr wurde im fünfzehnten Jahrhundert von einem deutschen Schlosser, Peter Heinlein, erfunden und existiert seitdem, obwohl sie sich zu den modernen Zeitmessern entwickelt hat, die wir jetzt haben.

 

Die meisten von ihnen bestehen aus Juwelen und ihr Wert kann oft durch Zählen der Anzahl der Juwelen bestimmt werden, die jede der Uhren enthält. Diese Juwelen werden in bestimmte Bereiche einer Taschenuhr eingesetzt, die die höchste mechanische Bewegung aufweisen, um den Verschleiß zu minimieren.

 

Im Allgemeinen wird die Zahl sieben als die niedrigste Anzahl akzeptabler Juwelen für eine hochwertige Taschenuhr angesehen, und die meisten modernen Uhren enthalten bis zu 17 bis 21 Juwelen - was sie hoch geschätzt und geschätzt macht. Bei einer hochwertigen Taschenuhr sollte jedoch die Anzahl der darin enthaltenen Juwelen auf dem Deckel oder der Rückseite der Uhr eingraviert sein. Menschen zu ermöglichen, ihren Wert aus erster Hand zu sagen.

 

Abgesehen von anderen Merkmalen der Taschenuhr, die sie phantasievoll aussehen lassen, sind einige andere Dinge darin eingebettet, die sie funktionieren lassen und die Zeit anzeigen - den Zweck, für den sie erfunden wurde.

Dies impliziert, dass die Taschenuhr eine Vielzahl von Komponenten aufweist.

 

Die Taschenuhr, die ebenfalls eine mechanische Uhr ist, wird durch mechanische Energie angetrieben und besitzt daher eine mechanische Komponente, die aus einer Hauptfeder, einem Getriebezug, einem Unruhrad, einem Hemmungsmechanismus und einem Zifferblatt besteht.

 

Alle diese Teile erfüllen unterschiedliche Funktionen, mit denen die gesamte Arbeit effektiv ausgeführt werden kann.

Sehen wir uns die verschiedenen Arbeiten an, die von jedem dieser Teile ausgeführt werden:

 

Main Spring 

 

Der Hauptfederteil

Dies ist in erster Linie das Element, das die Taschenuhr antreibt. Es besteht aus einem flachen Federstahlband, das beim Kuppeln oder Biegen beansprucht wird. Es funktioniert so, dass bei jeder Wicklung der Uhr oder eines anderen federgetriebenen Teils die Krümmung der Feder erhöht und Energie gespeichert wird. Infolgedessen wird die erzeugte Energie durch den Radzug und die Hemmung auf den oszillierenden Abschnitt der Uhr übertragen, der auch als Waage bezeichnet wird - die Bewegung der Waage selbst steuert die Freigabe der Hemmung und folglich den Zeitpunkt der sehen. Ein Reibungsantrieb ermöglicht auch das Einstellen der Hand.

 

Bei frühen Taschenuhren gab es jedoch einige Niederlagen, von denen eine die Variation des von der Hauptfeder ausgeübten Drehmoments war. Dies implizierte, dass die Kraft der Hauptfeder bei vollständiger Wunde größer war als wenn sie fast heruntergekommen war. Und da die Zeitmessung einer Uhr mit einer Randhemmung stark von der Kraft beeinflusst wurde, die sie antreibt, war dieses Problem ziemlich ernst.

 

Das Problem wurde schließlich durch das Aufbringen der Sicherung gelöst, einer kegelförmigen, gerillten Riemenscheibe, die zusammen mit einem Zylinder verwendet wurde, der die Hauptfeder enthielt. Mit dieser Anordnung wurde die Hauptfeder dazu gebracht, einen Lauf zu drehen, in dem sie untergebracht war; Ein Stück Katgut, das später durch eine Kette ersetzt wurde, wurde darauf gewickelt, wobei das andere Ende um die Sicherung gewickelt war. Wenn die Hauptfeder vollständig gewickelt war, zog der Darm oder die Kette am kleinsten Radius der kegelförmigen Sicherung; Als die Hauptfeder herunterlief, wurde die Hebelwirkung schrittweise erhöht, wenn der Darm oder die Kette an einem größeren Radius zog. Bei korrekter Proportion der Radien der Hauptfeder und der Fixierfeder wurde ein nahezu konstantes Drehmoment beibehalten, wenn die Hauptfeder abgewickelt wurde.

 

Der Lauflauf, in dem der Hauptfederlauf den Radzug direkt antreibt, ist an allen modernen mechanischen Uhren einschließlich der Taschenuhr angebracht und hat die Sicherung abgelöst. Mit Hauptfedern von besserer Qualität wurden Drehmomentschwankungen auf ein Minimum reduziert, und mit einer richtig eingestellten Unruh und Unruhfeder ist eine gute Zeitmessung gewährleistet.

 

Gear Train 

 

Der Getriebezug

Das Getriebe einer Taschenuhr in seiner einfachsten Form wird als Mittel zur Kraftübertragung von der Hauptfeder auf die Hemmung verwendet; was, wie wir zuvor gesehen haben, verhindert, dass die Energie auf einmal entweicht.

 

Die Zahnräder erhöhen die Geschwindigkeit der langsam drehenden Hauptfeder und ermöglichen es ihr, die Uhr mehrere Tage lang anzutreiben, bevor sie erneut aufgezogen werden muss - und an der Hauptfeder ist das erste Rad im Getriebezug angebracht. Die Feder dreht sich und das Rad dreht sich, wodurch wiederum drei aufeinanderfolgende Räder bewegt werden.

 

Hier kommt die zweite Hauptfunktion der Zahnräder ins Spiel. Das zweite Rad in der Sequenz ist an den Minuten- und Stundenzeigern befestigt, während das vierte Rad - das letzte im Zug - die Hemmung antreibt, die die Energie in regulierten Mengen zurückgibt und es der Uhr ermöglicht, die genaue Zeit zu halten.

 

Die meisten mechanischen Uhrwerke sind standardisiert, ohne große Unterschiede in den verwendeten Teilen und Techniken. Es ist eine technische Meisterleistung, die die Menschheit Tausende von Jahren gekostet hat, um sie zu meistern. Ohne Zahnräder hätten die frühesten Uhrmacher viel mehr Probleme gehabt, ihre Ideen zu veröffentlichen.

 

Balance Wheel 

 

Das Unruhrad

Das Unruh ist das Herzstück des Schwingsystems einer kompakten tragbaren Uhr wie einer Taschenuhr. Die Vibration des Unruhrads wird zur Zeitmessung verwendet und ist eine der Hauptspezifikationen einer Bewegung. Das Unruh erzeugt eine zeitlich definierte Bewegung, die sich hin und her dreht und dann durch den Getriebezug des Uhrwerks in eine Bewegung der Zeiger übertragen wird. Es hat die gleiche Funktion wie das Pendel einer Uhr, ist jedoch viel kompakter und arbeitet weitgehend unabhängig von der Position der Uhr.

 

Das Unruh hält Zeit für die Uhr. Es besteht aus einem gewichteten Rad, das sich hin und her dreht und durch eine feine Spiralfeder, die Ausgleichsfeder oder "Spirale" in ihre Mittelposition zurückgebracht wird. Das Rad und die Feder bilden zusammen einen harmonischen Oszillator. Die Masse des Unruhrads kombiniert mit der Steifheit der Feder, um die Periode jedes Schwingens oder "Schlagens" des Rades genau zu steuern.

 

Ein wichtiges historisches Problem bei Unruh ist die Tatsache, dass Temperaturänderungen die Genauigkeit der Bewegung beeinträchtigen können. Aus diesem Grund drehte sich im 20. Jahrhundert ein Hauptforschungs- und Entwicklungsbereich um verbesserte Materialien und Konstruktionen für Ausgleichsräder. Um seine Schwingung aufrechtzuerhalten, wird die Hemmung des Unruhrads periodisch von der Hauptfeder angeregt.

 

Das Unruhrad kann auch durch Ändern der effektiven Länge der Ausgleichsfeder reguliert werden: Es gibt typischerweise einen Hebel, der gedreht werden kann, um die Frequenz des Rads zu ändern.

 

Pocket Watch Escapement Mechanism

 

Der Hemmungsmechanismus

Die Hemmung ist eine Vorrichtung in der Taschenuhr, die die Räder der Uhr freigibt, um sich bei jedem Schwingen des Unruhrads ein kleines Stück vorwärts zu bewegen und die Zeiger der Uhr mit einer konstanten Geschwindigkeit nach vorne zu bewegen. Die Hemmung macht das "Ticken" aus, das in einer funktionierenden mechanischen Uhr zu hören ist.

 

Dies bedeutet, dass die Hemmung die doppelte Funktion hat, das Unruhrad in Schwingung zu halten, indem es bei jedem Schwung gedrückt wird und die Zahnräder der Uhr bei jedem Schwung um einen festgelegten Betrag vorrücken oder "entkommen" können. Auch das periodische Anhalten des Getriebezuges durch die Hemmung erzeugt das "Ticken" der mechanischen Taschenuhr.

 

Das vierte Rad treibt auch das Ankerrad der Hebelhemmung an. Die Zähne des Ankerrads fangen abwechselnd zwei Finger ein, die als Paletten bezeichnet werden, an den Armen des Palettenhebels, der hin und her schwingt. Das andere Ende des Hebels hat eine Gabel, die mit einem aufrechten Impulsstift an der Ausgleichsradwelle in Eingriff steht. Jedes Mal, wenn das Unruhrad durch seine Mittelstellung schwingt, entriegelt es den Hebel, der einen Zahn des Ankerrads freigibt, sodass die Räder der Uhr um einen festen Betrag vorrücken und die Zeiger nach vorne bewegen können. Wenn sich das Ankerrad dreht, drückt sein Zahn gegen den Hebel, wodurch das Unruhrad kurz gedrückt wird und es hin und her schwingt.

 

Clock Faces 

 

Das Zifferblatt

Die Taschenuhr hat auch einen Teil, der als Zifferblatt bezeichnet wird. Es liegt in seiner Verantwortung, die Uhrzeit mithilfe eines Zifferblatts mit fester Nummer oder von Zifferblättern und beweglichen Zeigern anzuzeigen. In seiner grundlegendsten Form ist das Zifferblatt das Symbol für die Anerkennung von Uhren auf der ganzen Welt. Der Umfang des Zifferblatts ist mit 1 bis 12 nummeriert, um die Stunden in einem 12-Stunden-Zyklus anzuzeigen, und ein kurzer Stundenzeiger macht zwei Umdrehungen pro Tag.

 

Das Zifferblatt ist so vertraut, dass die Zahlen häufig weggelassen und durch angewendete Indizes (undifferenzierte Stundenmarkierungen) ersetzt werden, insbesondere bei Uhren. Gelegentlich wird auf Markierungen jeglicher Art verzichtet, und die Zeit wird durch die Winkel der Hände abgelesen.

Mit dem Zifferblatt der Taschenuhr kann man also leicht auf die Uhr schauen und genau sagen, wie spät es ist, vorausgesetzt, die Uhrzeit ist eingestellt und die Uhr funktioniert ordnungsgemäß.

 

 

Zusammenfassend ist die Hauptfeder an einem zylindrischen Zylinder mit Zahnradzähnen befestigt. Die Zahnradzähne des Laufs drehen den Zahnradzug, der aus vier separaten Rädern besteht, die mit zusätzlichen Zahnradzähnen aneinander befestigt sind. Der Lauf ist direkt am Mittelrad befestigt, das auch als Unruh bezeichnet wird. welches dann an dem Hemmungsmechanismus angebracht wird. Der Hemmungsmechanismus ist ein Pendel, das bei jeder Umdrehung des Mittelrads hin und her schwingt. Ein Ende des Hemmungsmechanismus ist an einem aufrechten Stift am Unruh befestigt. Die Bewegung des Hemmungsmechanismus bewirkt, dass das Unruhrad in regelmäßigen Abständen vorrückt, wodurch die Uhr Zeit behält. Am Unruhrad ist ein Kanonenritzel angebracht, das am Minutenrad befestigt ist. Das Kanonenritzel treibt auch einen kleinen 12-1-Untersetzungsmechanismus an, der das Stundenrad alle 12 Umdrehungen des Minutenzeigers einmal dreht. Sowohl die Stunden- als auch die Minutenräder enthalten Wellen, die durch das Zifferblatt gehen und an den Zeigern der Uhr befestigt sind.

 

Da Taschenuhren von der in der Hauptfeder gespeicherten Energie abhängen, um das Uhrwerk anzutreiben, ist es daher erforderlich, dass es täglich aufgezogen wird, damit es effektiv funktioniert.