Im Moment baue ich aus einem zugekauften Uhrwerk eine Sekundenpendeluhr. Ich habe den Beitrag absichtlich nicht unter PPU gesetzt, weil die Uhr wahrscheinlich zwar recht genau wird, aber eine Präzisionspendeluhr wird das nie. Trotzdem bekommt sie einige Einrichtungen, die für gute Genauigkeit sorgt.
Das Uhrwerk ist wirklich außergewöhnlich. Erstens ist es ein elektrisches Uhrwerk. Außerdem ist es wirklich früh, und das Pendel wird direkt angetrieben. Das ist für diese Zeit fast einzigartig, denn das Uhrwerk ist schätzungsweise gegen 1900 gebaut worden.
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Die Uhrwerk besitzt ein Emailzifferblatt, welches bis auf einige winzige Risse sehr gut erhalten ist. Und es ist riesig: 27cm Durchmesser. Mit Zifferblatt wiegt die Sache gegen 7kg!!! Alle Zeiger aus der Mitte, also auch Zentralsekunde. Und das Uhrwerk ist mit Sicherheit ein Einzelstück und individuell gefertigt. Ich weiß nicht, ob der Erbauer das Patent von Aron gekannt hat (DRP. 32026 von 1884), denn das Prinzip ist das gleiche. Nur die Ausführung ist eine komplett andere.
Das Bild der Aron aus Zacharias: Elektrotechnik für Uhrmacher zeigt das Prinzip:
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Das Pendelzwischenstück schiebt bei jeder kompletten Schwingung einmal ein Schaltrad weiter, welches sich einmal in der Minute dreht. Die Rastklinke schließt dabei einen Kontakt, die Spule wird sehr kurz mit Strom durchflossen und zieht den Arm K links oben an. Denn der Arm K hat an seinem Ende einen Stahlbügel. Das ist der Antrieb des Pendels. Während die Uhr aus dem Patent mit Sicherheit auf einem Uhrwerk von Gustav Becker aufgebaut und von Aron auf elektrisch umgebaut wurde, ist das vorliegende Uhrwerk aus dem Vollen gefertigt.
Es lohnt also, das Uhrwerk nicht einfach nur irgendwo herumliegen zu lassen, sondern daraus etwas Nettes zu machen. Weil das Schaltrad 30 Zähne hat, liegt es nahe, daraus eine Sekundenpendeluhr zu bauen, bei der sich der Zentralsekundenzeiger nur alle 2 Sekunden (!) einen Schritt weiter bewegt. Als ich die Uhr bekommen habe, gab es dazu ein kürzeres Pendel, welches nicht zum Werk gehörte. Aber das Uhrwerk lief und machte ordentlich Radau dabei.
Der Weg vom Werk zur fertigen Uhr soll hier in Umrissen beschrieben werden.
Frank

Ich hatte jetzt das Uhrwerk und ein nicht dazu passendes Pendel in einem Gehäusefragment, welches nur dazu diente, die Funktion zu zeigen. Zu schade, um das Werk in irgendeiner Ecke herumliegen zu lassen, musste ich mir jetzt das nötige Zubehör besorgen. Das erste, was ich bekommen konnte, war ein Sekundenpendel. Das stammt von einer Hauptuhr, vermutlich aus England. Äußerst schwer, 5,1 kg! Also genau das richtige für dieses massive Uhrwerk. Vielleicht keine Schönheit, aber die lackierte Pendellinse kann ich ja irgendwann mit Messingblech ummanteln.
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Die Pendelfeder ist ebenso massiv ausgeführt wie das Pendel. Schön breit, damit sich das Pendel nicht verwindet.
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Nachteil: Das Gehäuse muss recht tief werden, denn die Pendelfeder baut schon 37mm breit.
Der Teller zum Feinregulieren ist schon eine Eigenproduktion. Die Uhr soll ja schon genau laufen können.
Frank

Pendel und Uhrwerk sind schon da. Weil die Uhr doch einigermaßen genau sein soll und das Pendel ordentlich schwer ist, muss es direkt an der Wand befestigt werden. So wird das - zugegebenermaßen schwere - Werk entlastet und muss das Pendel nicht tragen. Wie bei einem Wiener Regulator braucht man da eine vernünftige und stabile Konsole, die beides trägt und die Abstände von Werk zu Pendel festlegt. Besonders Drehpunkt vom Pendel muss mit dem Biegepunkt des Pendels zusammenfallen. Hier wird die Konsole wirklich stabil: Grundplatte aus 10mm starkem Blech, Pendelbefestigung aus zwei 20 x 40 Stahlstücken. Beide mit jeweils 2 Stellstiften von 3mm Durchmesser und einer M6 Senkkopfschraube gut an der Grundplatte befestigt.
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Beide Teile sind gemeinsam bearbeitet worden, sodass die Pendelaufhängung gerade ist. Das war mit meinen kleinen Maschinen nicht gerade einfach. Eigentlich sind sie für solche Dinge nicht gedacht. Da musste für die äußeren Konturen, die nicht wichtig sind, schon mal die Flex herhalten.
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Die Werkkonsole ist ähnlich gemacht, diesmal sind es zwei Stücke Baustahl 20 x 20 mm Vierkant. Auch hier M6 und jeweils zwei Stellstifte. So kann alles zerlegt und postitiongetreu wieder zusammengesetzt werden. Das Werk wird dann einfach draufgestellt und mit zwei Schrauben befestigt.
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Alles an der Wand. Schrauben mit 6mm Durchmesser und 120mm Länge. Hier nur eine Schraube. Am Ende werden es drei, um die Konsole verdrehsicher befestigen zu können. Und so kann der erste Probelauf erfolgen. Ich kann nur sagen: Probelauf mit Überraschung!
Frank

bin gespannt auf die Fortsetzung!

Danke fürs mitnehmen

Hallo Frank,

das ist ein schönes Projekt. Hast Du noch weitere Fotos des Werks? Gibt es auch Steine an den Klinken?

Viele Erfolg bei der Umsetzung und der Erreichung einer hohen Ganggenauigkeit.

Hartwig

Heute möchte ich die Funktion dieser Uhr erklären. Dazu das erste Bild:

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Das Werk ohne Zifferblatt. Man erkennt gut das recht große Klinkenrad. 30 Zähne, 60mm Durchmesser! An der Unterseite des Klinkenrades gibt es eine Rastklinke, die mit einem Kontakt zusammenarbeitet. So weit ganz normal, nur etwas größer. Ähnliches findet man bei ATO und Co.

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Der Anker oben hat zwei Funktionen.
Einmal besitzt er auf der linken Seite des Ankerkörpers einen beweglichen Messinghebel, der am Ende einen Stahlstift eingepresst hat. Damit er nicht zu tief fällt, gibt es rechts einen festen Teil mit einem Langloch, der die Bewegung dieses Hebels nach unten begrenzt. So kann bei jeder kompletten Schwingung, also hier alle 2 (!) Sekunden, ein Zahn des Rades weiter geschoben werden. Bei der Rückwärtsbewegung dagegen rutscht der Stahlstift über den nächsten Zahn des Klinkenrades. Alles etwas massiver als normal.
Die zweite Funktion zeigt sich über den Spulen: Ein auf der Ankerwelle beweglicher Arm nach links. Wird das Klinkenrad weitergeschoben, wird die Spule kurzzeitig von Strom durchflossen und zieht das Ende des Armes herunter, denn das Ende besteht aus Stahlblech. Dadurch wird das Pendel angetrieben. Damit es aber den Ergänzungsbogen mache kann, ist der Arm nach oben beweglich und hat nach unten einen einstellbaren Anschlag. Der Stromfluss muss jetzt so eingestellt werden, wenn der Arm kurz vor den Spulen ist und kräftig angezogen wird - und aufhört, wenn der Arm die Spulen erreicht hat.
Aufgrund der Größe der Teile kann man alles sauber einstellen. Allerdings ergab sich an 4 Stellen Optimierungsbedarf.
1. Die Rastklinke ist in Zapfen gelagert, die natürlich geölt sind. Daher kann man sehen, dass ich eine Kabelverbindung geschaffen habe, um den Betriebskontakt sicherer zu machen.
2. Funkenlöschwiderstand für die Spulen. Denn man konnte an den Kontakten schon Abbrand sehen. Besonders deshalb, weil die Spulen nur 10 Ohm Widerstand haben. Mit einem kräftigen Funken war da zu rechnen. Nicht ohne Grund waren die Kontaktteile so massiv.
3. Die Kontaktfeder war viel zu massiv. 0,4mm Federblech. An der Spitze ergab sich so ein Kontaktdruck von mehr als 5 Gramm. Das habe ich durch Schwächung des Federblechs auf ca. 1 Gramm reduziert, was ohne weiteres ausreicht. Das Gegengewicht der Rastklinke wurde auch reduziert.
4. Bei der Betätigung des Klinkenrades beim Rückschwung bewegte sich das Klinkenrad z. T. rückwärts (daher auch das schwere Gegengewicht der Rastklinke). Daher habe ich die Vorderseite der Klinke etwas gekürzt. So liegt der entsprechende Zahn des Klinkenrades quasi auf einer Ruhefläche (ähnlich wie bei der Grahamhemmung) und kann nicht rückwärts fallen. Zwar nur so gerade eben, aber das reicht schon aus, dass es keinerlei Rückwärtsbewegung des Klinkenrades geben kann.

Durch die 4 Optimierungen konnte die Versorgungsspannung von 3 Volt auf 1,5 Volt reduziert werden.
Die massive Rückplatte hatte vom Experimentieren des Erbauers noch einige Bohrungen, die nicht mehr gebraucht wurden. Die habe ich z. B. für die Befestigung des Kabels an der Platte genutzt, um so wenig wie möglich am Werk ändern zu müssen. Ebenso konnte auf diese Weise ein Isolator auf der Rückwand angebracht werden, um eine sichere Kabelverbindung mit den Gegenstück auf der Werkhalterung zu schaffen.

Und jetzt kommt die Überraschung: Werk auf Konsole setzen, Pendel dran, läuft. Einmal mit der Stoppuhr den Sekundenzeiger vergleichen. Genau einmal in der Minute. Und nach einer Stunde nachsehen, ob alles noch läuft - und die Uhr läuft in dieser Stunde 1/4 Stunde nach!!!
Aber dazu später.
Frank

Das Ergebnis hat mich dann auch überrascht. Zumal ich ein schönes Gehäuse für eine Sekundenpendeluhr besorgt habe. Nussbaum furniert, die Maserung des Furniers von der Türe in das Gehäuse übergehend. Eine sehr schöne Schreinerarbeit. Und ein Uhrwerk war noch nie eingebaut! So neu, dass die Gläser noch angefertigt werden müssen.
Was ist nun verkehrt?
Meine erste Idee: Ich habe die Uhr nicht gestellt. Konnte schnell widerlegt werden, und zwar eine Stunde später
Zweite Idee: Zeigerreibung zu lose. Aber das war es auch nicht.
Nachdem ich keine andere Idee mehr hatte, habe ich das Uhrwerk zerlegt und Zahnzahlen gezählt: Sekundenrad 30, Trieb 10, Kleinbodenrad 84, Trieb 10, Minutenrad 100. Vom Sekundenrad zum Minutenrad eine Übersetzung von 84. Richtig wäre 60. Was nun? Entweder kürzeres Pendel und Gehäuse oder andere Übersetzung. Nur durch die Änderung der Übersetzung konnte ich Sekundenzeiger und Minutenzeiger richtig synchronisieren. Weiß der Himmel, was der Erbauer sich dabei gedacht hatte.
Kleine Rechnung: Durch Änderung des Sekundentriebes von 10 auf 14 konnte ich die Übersetzung korrigieren.
Also Kleinbodenrad mit gleicher Zahnzahl etwas kleiner schneiden und ein durchbohrtes 14er Trieb anfertigen, welches statt des 10ers auf die Sekundenwelle aufgepresst wird. Dazu habe ich das 10er abgedreht. Für die Bohrung blieb immerhin noch 3,2mm Welle stehen. Auch daran sieht man die gewaltige Größe des Uhrwerks.
Leider habe ich nicht den passenden Fräser für ein 14er Trieb mit Modul 0,54, und so habe ich eine Bastellösung gebaut. Da es bei dieser Uhr keine richtige Kraft-Übertragung gibt, läuft alles sanft durch. Wenn jemand aber mit so einem Fräser aushelfen könnte - leihweise - so könnte ich auch das Trieb durch was besseres ersetzen.
Die Sache sieht jetzt so aus:
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Erwartungsgemäß läuft die Uhr jetzt richtig.
Und hier noch ein eher schlechtes Bild des Gehäuses:
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Die nächsten Schritte: Polieren der Teile, denn alles war fast schwarz angelaufen.
Frank

Frank,

super Arbeit. Ja, manchmal fragt man sich....

Wie ist eigentlich die Kopplung Antrieb/Pendel gelöst? Pendelgabel?
Das Gehäuse sieht klasse aus.

Viele Grüße
Bernd

Ja, ganz normal mit einer Gabel. An der Gabel war übrigens ein Stück Pertinax angeschraubt (mit 4 recht alten, nicht metrischen Schrauben und zwei Stellstiften!), um eine dünnere Pendelstange verwenden zu können. Da das Pendel eine starke Pendelstange hat, war die Gabel sogar eine Winzigkeit zu klein. Also Pertinax-Plättchen abgeschraubt, dann alle Löcher in der Gabel mit runden Messingnieten wieder ausgefüllt. Jetzt eine Pendelgabel ohne überflüssige Bohrungen.

Jetzt geht es eigentlich nur noch darum, die Uhr ein wenig aufzuhübschen. Also habe ich alle Teile schön poliert, soweit das möglich war. Feilstriche auf den Rädern sind geblieben, aber die Oxidationen habe ich dann entfernt. Die massive Rückplatte war ursprünglich schön poliert, und so ist das Werk wieder nett geworden.

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Hier ohne das Räderwerk vorneweg.
Dann ging es an das Zifferblatt. Auch das 3,7kg! Die äußeren Ringe massiv. Rund gebogen aus einer Stange, professionell hartgelötet und dann auf einer für Uhrmacher großen Drehbank rund gedreht. Toll! Schwer.

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Und wenn man ganz genau sucht, erkennt man auch die Lötfuge. Super gemacht!

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Und so sieht das Werk eingebaut aus. Zeiger aus der Mitte, Emailblatt, Zwei-Sekunden-Sprung und ein Lärmbolzen. Die Uhr hängt an einem Ladegerät von einem nicht mehr vorhandenen Handy, denn der Stromverbrauch ist gewaltig: Eine Monozelle wäre innerhalb von 27 Tagen leer, und das bei einem schon optimierten Werk. Keine Ahnung, mit welcher Spannungsquelle die Uhr früher betrieben wurde!

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Ganz oben habe ich ja schon gesagt, dass diese Uhr niemals eine Präzisionspendeluhr werden wird. Mir war von vornherein klar, dass die Pendelamplitude groß sein muss: Kurzer Anker, große Teilung im Rad. Das Pendel muss sich schon ordentlich bewegen, um überhaupt das Klinkenrad weiter schalten zu können. Ich hatte schon Bedenken, dass das Gehäuse nicht breit genug für den Pendelausschlag ist. Und dann kommt ja noch der Ergänzungsbogen dazu. Aber es reicht. Das Bild zeigt das ganz gut.

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Jetzt wird die Uhr reguliert. Und die Pendellinse bekommt noch einen Mantel aus Messing. Und Gläser braucht das Gehäuse noch. Außerdem kleine Reguliergewichte für den Teller. Dann ist die Uhr fertig.

Frank

Zitat von Typ1-2-3 im Beitrag #7

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Leider habe ich nicht den passenden Fräser für ein 14er Trieb mit Modul 0,54
Frank

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Das Problem mit dem Fräser hat sich recht elegant gelöst: Ich habe in einer Pendule ein 14er Trieb gefunden, welches berechnet ein Modul von 0,55 hat. Da das Werk aus dem Schrott ist, kann ich ohne weiteres das Trieb nutzen. Rad ab, zentrisches Loch bohren, auf die Welle der Uhr schlagen, fertig. Na ja, nicht ganz so schnell, denn das Trieb ist bockhart.
Damit die Uhr recht genau laufen kann - mit allen Nachteilen durch die riesige Amplitude - habe ich ein Reguliertellerchen auf halber Höhe montiert und die entsprechenden Gewichtchen angefertigt. Die Zahlen geben direkt die Fehlweisungen in Sekunden pro Tag an, denn ich habe eine sehr gute Waage, sodass ich die Gewichte nur für dieses Pendel berechnen und anfertigen kann. Ob ich die 0,1 Sek jemals brauchen werde, steht aber in den Sternen.

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Frank

Frank,

da bleibt mir doch der Mund offen. Klasse, was du da zauberst.

Grüße Bernd

Falls es überhaupt von Interesse ist:
Das Pendel stammt m. M. n. von einer britischen "Magneta".

Siehe:
https://www.lightstraw.uk/gpo/clocksystems/pages/magad2.html

Grüße vom Augustiner!

Hallo Augustiner,
das passt zu 100%. Habe auch noch mal bei clockdoc.org nachgesehen:

https://clockdoc.org/default.aspx?moid=34582

Das ist genau das Pendel! Ich wusste bisher nicht genau, woher es stammt, denn ich habe es für eine recht spezielle Reparatur geschenkt bekommen. Weil mir die schwarze Lackierung der Pendelstange nicht gefallen hat, habe ich sie entfernt. Und ich werde auch die Pendellinse mit Messing verkleiden, wenn ich das schön hinbekomme, denn die Pendellinse selbst (der Berechnung nach müsste sie aus Blei sein) ist nur mit einer Art messingfarbenen Hammerschlaglack überzogen. Und das passt eigentlich gar nicht zum Rest. Bei dieser Uhr bin ich ja vollkommen frei und muss mich nicht danach richten, alte Substanz nicht zu beschädigen.
Vielen Dank für den Hinweis. Jetzt weiß ich definitiv, was ich vermutet habe: Die Pendelstange ist aus Invar. Schön, dann wird die Uhr auch recht genau laufen.
Frank