Wie funktionieren mechanische Uhren? Die inneren Teile unter die Lupe nehmen

Die Frage, wie mechanische Uhren funktionieren, war das erste, was ich an Uhren kompliziert fand. Noch verwirrender wurde es, als ich eine Uhr sah, die keine Batterien zum Betrieb benötigte. Ich verstand nicht genau, wie die komplizierten Teile darin die Zeit nur durch das Aufziehen verstreichen lassen.

Aber mit der Zeit ist es nur eine Frage der Zeit, bis Sie neugierig auf andere Dinge werden. Zu sehen, wie diese Komponenten harmonisch zusammenarbeiten und eine zuverlässige Uhr ergeben, ist wirklich ein Moment der Kunst. Lassen Sie uns also, während Sie noch hier sind, mehr darüber sprechen, wie mechanische Uhren funktionieren.

Was ist eine mechanische Uhr?

Es gibt zwei gängige Uhrentypen . Die batteriebetriebenen, sogenannten Quarzuhren , und die batterielosen, also mechanischen Uhren. Wie genau sind mechanische Uhren? Angesichts der in Quarzwerken verwendeten Technologie sind mechanische Uhren weniger genau.

Die Handwerkskunst einer mechanischen Uhr ist jedoch unbestreitbar, da sie einen mechanischen Mechanismus zur Zeitmessung verwendet. Das macht eine mechanische Uhr zu einem Kunstwerk. Darüber hinaus ist die Herstellung mechanischer Uhren viel arbeitsintensiver, was zu einer weitaus teureren Uhr als Quarzuhren führt.

Eine mechanische Uhr verwendet eine Antriebsfeder, die regelmäßig aufgezogen werden muss. Die Kraft, die die Zeiger über das Zifferblatt bewegt und weitere komplexe Funktionen steuert, wie etwa eine Datumsfunktion, eine Mondphase oder einen Chronographen , stammt von der sich abwickelnden Antriebsfeder, die auch die Zahnräder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten rotieren lässt. Dieser Vorgang ermöglicht es der Armbanduhr, die Zeit anzuzeigen. Bei einer mechanischen Uhr kommt es besonders darauf an, wie der Aufziehvorgang jedes Element in der Uhr betätigt.

Wie lange halten mechanische Uhren also, nachdem wir sie aufgezogen haben? Auch hier kommt es auf die Antriebsfeder an. Je länger die Feder, desto länger läuft sie. Wir nennen dies Gangreserve oder die verbleibende Energie in der Antriebsfeder. Damit Sie sich den gesamten Vorgang besser vorstellen können, haben wir Ihnen eine einfachere Erklärung zur Funktionsweise mechanischer Uhren bereitgestellt.

Siehe auch: Uhrwerktypen und ihre Funktionsweise im Überblick

Wie funktioniert eine mechanische Uhr?

Zu verstehen, wie mechanische Uhren funktionieren, kann ziemlich überwältigend sein, besonders wenn Sie sich noch nicht mit mechanischen Uhren auskennen. Die Uhrwerke bestehen aus komplizierten Teilen, die harmonisch zusammenarbeiten, und jedes Teil hat seine eigene Funktion. Damit Sie besser verstehen, wie mechanische Uhren funktionieren, wollen wir zunächst jedes Teil genauer unter die Lupe nehmen.

Die Krone: Einstellen und Aufziehen der Uhr

Die Krone ist mit den Innenteilen wie Einstellbrücke, Zahnrädern, Ritzel, Einstellhebel und Joch verbunden. Wenn Sie die Krone zum Einstellen der Uhrzeit herausziehen, verriegelt die Einstellbrücke den Kronenmechanismus. Auf diese Weise kann sie mit ihren Einkerbungen nicht leicht hineingedrückt werden.

Die anderen Elemente, wie der Hebel, verrichten ihre Arbeit, indem sie das Joch bewegen. Es bringt das Gleitritzel mit den Zahnrädern in Verbindung, die die Uhrzeiger drehen. Wenn die Krone zum Aufziehen hineingedrückt wird, werden die mit der Antriebsfeder verbundenen Zahnräder durch das Gleitritzel gedreht. Von hier aus kann die Uhr reibungslos laufen.

Die Antriebsfeder: Die Energie der Uhr

Eine Antriebsfeder ist ein flaches gehärtetes Metall, das zu einer Feder gewickelt ist. Dieses Element bestimmt, wie lang die Gangreserve einer Uhr ist. Sie erfüllt zwei wichtige Funktionen: Sie liefert Energie für die Uhr und sorgt für Präzision.

Die Schlagfeder ist in einem Federhaus untergebracht, das mit dem Aufzugsritzel verbunden ist. Es ist außerdem mit einem weiteren Federhaus verbunden, das sich unter dem Federhaus befindet. Kurz gesagt ist die Schlagfeder das Triebwerk und durch Aufziehen der Feder kann die Energie in der Schlagfeder gespeichert werden.

Siehe auch: Watch 101: Ein besonderes Highlight für die Uhr-Triebfeder

Das Räderwerk

Das Räderwerk treibt die Zeitzeiger und die zugehörigen Räder an. Das Zentralrad wird vom Federhaus angetrieben und dreht sich einmal pro Stunde. Es hält den Minutenzeiger und seine 60-minütige Fahrt wird oft in Minutenmarkierungen auf dem Zifferblatt unterteilt.

Das dritte Rad leitet die Energie durch das vierte Rad. Das vierte Rad dreht sich einmal pro Minute in inkrementellen Schritten und hält den Sekundenzeiger. Auch hier können Markierungen auf dem Zifferblatt es einfacher machen zu sehen, wie viele Sekunden innerhalb einer vollen, minutenlangen Umdrehung vergangen sind.

Die Bewegung funktioniert

Das Uhrwerk ermöglicht die freie Drehung der Uhrzeiger zum Einstellen der Zeit und bewirkt außerdem eine Geschwindigkeitsreduzierung des Stundenzeigers im Verhältnis 12:1. Da sich das Mittelrad und der Minutenzeiger einmal pro Stunde drehen, muss der Stundenzeiger eine viel langsamere Bewegung ausführen und führt alle 12 Stunden eine vollständige Drehung durch.

Einfach ausgedrückt ist das Uhrwerk eine weitere Form, die den Vorgang des Abwickelns der Antriebsfeder, der Drehung des Zahnrads und der Hemmungswirkung des Rades in aussagekräftige Informationen für den Zeitmesser umwandelt.

Die Hemmung und die Unruh

Die Unruh schwingt in einem präzisen Rhythmus, schlägt die Ankergabel hin und her und ermöglicht so die Bewegung des Ankerrads, das die Antriebsfederkraft in kleinen, dosierten Schritten freigibt. Dieser besondere Teil ist jedoch der empfindlichste. Daher wird er von einem stoßdämpfenden Montagesystem mit Edelsteinlager und Deckstein getragen, das die empfindlichen Teile vor Schäden schützt, beispielsweise wenn die Uhr fallen gelassen wird.

Angetrieben von der Spiralfeder stößt der Impulsstift der Unruh gegen eine Seite der Ankergabel und löst so den gegenüberliegenden Ankerstein aus seiner verriegelten Position gegen einen Ankerradzahn. Gerade als der Ankerstein frei rutscht, überträgt der speziell geformte Ankerradzahn einen kleinen Kraftimpuls von der Antriebsfeder durch die Ankergabel, die wiederum den Impulsstift drückt und die Unruh erneut in Schwung bringt. Und so wiederholt sich der Vorgang, solange die Uhr über Antriebsfederkraft verfügt.

Die Spiralfeder verfügt über Regulierstifte, um die aktive Länge der Feder einzustellen. Dadurch ändert sich die Schwingungsrate der Unruh und damit die Geschwindigkeit der gesamten Armbanduhr. Dies ist gemeint, wenn eine Uhr reguliert wird, die die Zeit zu schnell oder zu langsam anzeigt. Normalerweise beträgt die Schlagrate einer Uhr 21.600 Schläge pro Stunde, was 6 Schlägen pro Sekunde entspricht.

Siehe auch: Uhren 101: Was sind Unruhfedern bei Uhren?

Unterstützende Struktur

Verschiedene speziell geformte Metallplatten stützen das Innenleben der Uhr. Die Hauptplatte dient als Basis, während die Federhausbrücke das Federhaus und die zugehörigen Teile hält. Die Räderwerkbrücke stützt das Räderwerk und die Ankerbrücke hält die Ankergabel. Die Unruhbrücke dient zur Unterstützung der Unruh und der Reglerbaugruppe.

Wie arbeiten sie zusammen?

Die Funktionsweise mechanischer Uhren ist tatsächlich so kompliziert, wie es scheint. Mehrere Teile arbeiten in perfekter Harmonie zusammen, um eine Uhr zum Laufen zu bringen. Wenn man jedoch alle Teile in einer Reihe anordnet, um zu sehen, wie sie funktionieren, wird der Vorgang deutlicher und leichter verständlich.

Bedenken wir, dass die Antriebsfeder die Energiequelle einer Uhr ist. Abgesehen von dieser Energiequelle befindet sich in einer mechanischen Uhr auch ein System, das den Energiefluss steuert: die sogenannte Unruh- und Spiralfedereinheit. Sie besteht ebenfalls aus mehreren Teilen: der Unruh und Spiralfeder selbst, der Unruhwelle oder -achse, einer Rolle und einem Edelstein .

Wenn man die Unruh als einzelnes Teil betrachtet, setzt ein Druck auf den Edelsteinstift die Unruh in Bewegung. Das Element, das diese Aufgabe übernimmt, wird als Palette bezeichnet. Es kann so montiert werden, dass die Palette, wenn sie sich vor und zurück bewegt, eine Reihe von Impulsen erzeugt, um die Unruh in Bewegung zu halten.

Darüber hinaus ist dem Palettenquerarm auch ein Palettenstein hinzugefügt. Hier ist ein weiteres Teil, das als Hemmungsrad bezeichnet wird, mit dem Palettenstein verbunden. Ein Hemmungsrad ist von Zähnen umgeben, die den Palettenstein anschieben und so die Unruh in Bewegung halten.

Wenn die Antriebsfeder jedoch das Hemmungsrad antreibt, gibt es keine Möglichkeit, die Kraft unter Kontrolle zu halten. Da die Antriebsfeder auf Spulen läuft, bewirkt sie, dass sich das Federhaus mitdreht, und das würde nicht lange anhalten. Daher wird am anderen Ende des Ankerquerarms ein weiterer Ankerstein angebracht, um sicherzustellen, dass die Kraft der Antriebsfeder immer dann nach und nach freigesetzt wird, wenn sie benötigt wird.

Sobald der erste Palettenstein vom Hemmungsrad einen Schub erhält, verriegelt sich der zweite Palettenstein gegen einen anderen Zahn des Hemmungsrads, um die Kraft der Antriebsfeder unter Kontrolle zu halten. Doch im selben Moment bewegt sich das Unruhrad weiter und der Steinstift bewegt das Gabelende der Palette, bis das Hemmungsrad wieder entriegelt wird.

Die Kraft der Antriebsfeder ist jedoch bald erschöpft, wenn das Hemmungsrad direkt mit der Antriebsfeder verbunden ist. Tatsächlich würde dieser gesamte Vorgang bei einer echten Uhr nur wenige Sekunden dauern. Es muss eine Möglichkeit gefunden werden, die Kraft so zu strecken, dass sie länger als einen Tag hält. Dann kommt das Räderwerk zu Hilfe, um die Kraft von der Antriebsfeder auf das Hemmungsrad zu übertragen.

Eine kleine Drehung des Federhauses bewegt das Zentrumsrad zu einer vollständigen Umdrehung. Gleichzeitig wird durch eine Teildrehung des Zentrumsrads das dritte Rad zu einer vollständigen Umdrehung angetrieben. Dies wiederum erzeugt eine viel weitere Bewegung des vierten Rads. Diese integrierten Prozesse, die von der Antriebsfeder angetriebene Drehungen erzeugen, bewirken viele Umdrehungen im Hemmungsrad, genug, um einen ganzen Tag oder sogar länger zu halten. Dann sehen Sie eine Bewegung auf dem Zifferblatt Ihrer Uhr .

Letzter Gedanke

Jetzt, da ich jedes Teil kenne, das eine mechanische Uhr zum Funktionieren bringt, gebührt den Uhrmachern große Anerkennung. Angesichts all der komplizierten und heiklen Dinge hinter dem Gehäuseboden einer Uhr – ein wunderschöner Vorgang vom Aufziehen der Krone bis zur Freigabe der Antriebsfederenergie an die Unruh – ist es ein Wunder, wie diese Apparate eine präzise Zeitanzeige ermöglichen können. Ganz zu schweigen davon, wenn die Uhr mit einer Reihe von Komplikationen ausgestattet ist, die den Vorgang sicherlich noch komplexer machen.

Abgesehen davon gibt es eine Sache, die bei mechanischen Uhren nicht vergessen werden sollte. Reibung und äußere Stöße sind das Hauptproblem bei einer mechanischen Uhr, auf das der Träger besonders achten sollte. Daher ist die ordnungsgemäße Wartung für eine lebenslange Lebensdauer einer mechanischen Uhr unerlässlich.

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