Ich verwende für meine Antriebsgewichte Bleiblech. Gibt es als Rollenblei, im Dachdeckerbedarf. Mit gewöhnlichen Locheisen werden daraus "Unterlegscheiben" gestanzt. Ein Hartholzstab mit einer runden Scheibe unten, einem Deckel mit Loch oben, und je einem oben und unten eingeschraubten Haken bilden das Gewicht. Dafür werden einfach soviel Scheiben wie nötig aufgelegt. Wenn man die Unterlegscheiben unsichtbar machen will, ein mit Blattgold belegtes Paprohr, oder wer's gern teuer möchte ein passendes Messingrohr, der passenden Länge verkleiden das Blei. Der Stab wird, wenn man das passende Gewicht hat, eingekürzt. Auch die Enden des Stabes, und die Deckel sind schnell vergoldet. Nur wer es mag. Man kann die Teile auch im Kleisterbad marmorieren, oder irgendwie anders bemalen.
Das "verdichten" mit Hartmetallschrott daran hatte ich noch gar nicht gedacht. Aber der Gewinn an Gewicht ist unbedeutend, und der Preis für Hartmetall, spart auch kaum Geld. Gießen, kann gefährlich sein, jedenfalls in der Wohnung, mehrere Kilo flüssigen Metalls knapp 600°C heiß, ist kein Pappenstiel. Und dabei ist das reine Blei noch gar nicht optimal gießbar, ist es zu kalt bildet es schichten und Blasen und bildet die Formwand nicht sauber ab. Blei mit 21% Antimon und 2%Zinn, schrumpft nicht beim abkühlen, schichtet nicht, und macht weniger Blasen und Lunker, braucht aber eine höhere Gießtemperatur. Ist etwas weniger schwer, aber deutlich formstabiler.
Aber alles in Allem Schön geworden, prima. Das benötigte Gewicht ist halt so, für mehr oder weniger kriegst Du keinen Preis. Es ist halt so wie es ist.
Die Uhr lief nun mehrere Wochen, bis die Stellung ein weiteres Fallen des Antriebsgewichts verhinderte. In diesem Zeitraum erfasste ich die Pendelamplitude in unregelmäßigen Intervallen, täglich bis zu 25mal. Ingesamt standen danach 327 Messwerte für eine Auswertung zur Verfügung.
Wie beim vorigen Langzeittest (siehe #316) erstellte ich aus den Messwerten Grafiken, die Zeitintervalle von 7,5, 60 und 320 Minuten darstellten und den Umlaufzeiten von Kleinbodenrad, Minutenrad und Großbodenrad entsprechen. Anders als bei der früheren Messreihe konnte ich die gemessene Amplitude diesmal nicht grafisch durch Überlagerung mit Sinuskurven nachbilden.
Die Amplitude schwankte zwar, doch nicht regelmäßig. Während beim ersten Test die Amplitude ständig kleiner wurde, nahm sie beim aktuellen Test zu:
Dies könnte bedeuten, das sich die beweglichen Bauteile "eingelaufen" haben.
Es könnte aber auch sein, dass die seit Ende Juli abnehmende Differenz zwischen Mittlerer und Wahrer Ortszeit dafür verantwortlich ist, denn dadurch bewegt sich der Äquationszeiger dem Minutenzeiger folgend. Bevor er ihn überholen konnte, war jedoch die Laufzeit und damit das Testende erreicht.
Ab 3. November würde sich der Äuationszeiger dem Minutenzeiger entgegen bewegen. Ich bin gespannt, wie sich die Amplitude dann verhält.
Für die Inbetriebnahme des Uhrwerks hatte ich sie auf Graham-Hemmung umgerüstet, d.h. die Ankeranschläge wurden entfernt und für die Antriebsfeder hatte ich steife Lamellen mit 0,4 mm Stärke eingesetzt.
T = Tragfeder A = Antriebsfeder
Für die Hemmung nach Haldimann erhielt die Pendelfeder wieder 0,1 mm starke Antriebsfedern.
Wie bei den ersten Versuchen mit dieser Hemmung gelang es mir nicht, sie so einzustellen, dass sie normal funktioniert. Mal blockierte die Hemmung, mal galoppierte sie.
Die Einstellung der Ankeranschläge soll eigentlich so sein, dass der Gangradzahn genau auf die Kante der Palette fällt, so dass praktisch keine Reibung an der Ruhefläche möglich ist. Das unterscheidet diese Hemmung von der Graham-Hemmung und macht sie der Strasser-Hemmung ähnlich. Anders als bei letzterer wird aber die Antriebsfeder nicht vorgespannt. Und genau da war mein Fehler: Die Antriebsfeder war zu weich!
Nachdem ich sie durch 0,2 mm starke Lamellen ausgetauscht hatte, lief es gleich viel besser. Die Einstellung der Ankereingriffstiefe braucht allerdings viel Geduld und Fingerspitzengefühl. Die Hemmung blockierte zuweilen immer an denselben drei Gangradzähnen. Dem konnte ich abhelfen, indem ich deren Zahnspitzenbreite mit einer Echappementfeile geringfügig verminderte.
Nach der Einstellung eines gleichmäßigen Abfalls erhöhte sich die Amplitude innerhalb einer halben Stunde von 20 mm beim Start auf 23 mm. Ich erwarte, dass sie sich weiter zunimmt, denn die im Vergleich zur Grahamhemmung nun fehlende Ruhereibung der Gangradzähne an den Ankerpaletten sollte nun für weniger Energieverlust im Schwingsystem sorgen.
Einlaufen? Daran hatte ich bei meiner "Versuchsuhr" auch nicht gedacht. Es scheint aber wirklich zu passieren. Und sei es, das irgendwo ein paar Moleküle platt gedrückt werden. Das sollte aber in einigen Wochen erledigt sein.
Die Haldimann-Hemmung scheint zu funktionieren. Die Uhr läuft nun seit drei Tagen damit. Die Pendelamplitude schwankt nur gering und beträgt 26 bis 27 mm.
Etwas irritiert mich aber mächtig: die Uhr läuft nun sehr viel schneller als vorher mit der Graham-Hemmung. Der Gang hat sich von 1s/Woche auf 1s/h erhöht. Dabei habe ich am Pendel nichts verändert!
Die aktuelle Amplitude ist wie am Ende des kürzlich beendeten Langzeittest. Wie kann sich die Pendelfrequenz trotzdem so stark ändern? Die nun verbaute Antriebsfeder ist so steif, dass ich Durchgaloppieren als Ursache ausschließe.
Eine Grund: Du vergisst den sog. Hemmungsfehler, eine etwas irreführende Bezeichnung für den Einfluss der jeweiligen Hemmung (bzw. die Form des Antriebsimpulses) auf den Gang, so dass sich dieser von dem eines frei schwingenden Pendel unterscheidet. Der Antriebsimpuls bei der Grahamhemmung erfolgt während der Hebung gegen Ende des Schwingungsbogens, ist also von Mitte des Schwingungsbogens gesehen auswärts gerichtet. Solch ein auswärts weisender Impuls verlangsamt die Schwingung, während ein einwärts weisender Impuls diese wie eine künstliche Schwerkraft beschleunigt. Beim Haldimann erfolgt das Umschalten des Ankers näher an der Mitte des Schwingungsbogens, womit sich der Impuls (genaugenommen die Differenz zwischen den beiden Federpositionen) neutraler auf den Gang auswirkt.
Eine zweiter Grund: Doch, Du hast sehr wohl am Pendel etwas verändert! Du schreibst doch selber von einer nun deutlich steiferen Antriebsfedern, welche die meiste Zeit über parallel zur Pendelfeder wirken. Zum Rückstellmoment aufgrund der Schwerkraft addiert sich nun also ein gesteigertes Rückstellmoment aufgrund genannter Federsteifigkeit, welches sich wie eine künstliche Schwerkraft, also den Gang beschleunigend auswirkt.
Insgesamt wahrscheinlich eine Kombination beider Ursachen. Ich denke aber, dass die zweite überwiegt.
Danke für Deine Hinweise. Zumindest der zweite trifft voll ins Schwarze. Den Einfluss der Hemmung hatte ich noch nicht in Betracht gezogen.
1. Bei beiden Hemmungen stehen die Gangradzähne jeweils in der Mitte der Hebefläche, wenn sich das Pendel in Ruhelage befindet. Der Antriebsimpuls ist somit symmetrisch und bei beiden Hemmungsarten immer derselbe.
2. Aber die Ankeranschläge bewirken ja nun, dass sowohl die Antriebsfeder als auch die Koppelmagnete das Pendel vor Erreichen des Umkehrpunktes bremsen und danach wieder beschleunigen. Zusammen bewirkt das eine verkürzte Periodendauer.
Das lässt mich jetzt auch verstehen, warum eine stärkere Pendelfeder den Isochronismusfehler eines Pendels verringern kann.
Hallo Roland, Moritz hat 2x recht, aber einen 3. Punkt hat er noch vergessen. Versucht man einen Sinus-Schwinger (ich nehme mal das Uhrpendel als solchen) mit Nadelimpulsen zum schwingen anzuregen, entstehen außer der Grundwelle ein ganzer Cocktail an Oberwellen. Die f/2 also die harmonischen Oberwellen sind allesamt kürzer als die Grundwelle, da das Pendel aber nur die Summe dieser mit der Grundfrequenz absolvieren kann. ist ganz unvermeidlich das die Wellenlänge um so kürzer wird je steiler der Impuls wird... Zudem entstehen auch noch jede Menge Unharmonischer, die wirken dann besonders übel, wenn sie irgendwo in der Umgebung, via Körperschall, einen Resonanzkörper finden. Je nachdem wie gut die Resonanz gerade ist, verliert das Pendel Energie, und verändert obendrein die Frequenz. durch die schnelle Entspannung der Hemmungsfeder, wird der Impuls steiler, und die Rückwirkung auf die Amplitude geringer, aber dafür die Wirkung auf die Frequenz größer. Zudem entsteht ein starkes Oberwellenrauschen, was die Frequenz von Schwingung zu Schwingung erratisch variieren lässt- Das ist bei allen Ankerhemmungen so, das ist einfach nur rechte Tasche versus linke Tasche.
Das kann man schon beobachten wenn man Clementanker und Grahamanker, in ansonsten gleichen Uhrwerken vergleicht. Jede der Hemmungen zickt zwar ein wenig anders, aber die Zeitanzeige ist am Ende ähnlich unzuverlässig.
Zum weiteren möchte ich Dich daran erinnern das die statische Betrachtung der Hebung, durchaus ein anders Bild abgibt, als die Betrachtung in Bewegung. Die Hemmung gibt den Steigradzahn frei, das heißt aber nicht das er nun die Hebung entlang streicht, und das Pendel antreibt. Das Pendel ist in dieser Zeit am schnellsten, also hebt sich die Hebefläche auch mit maximaler Geschwindigkeit, das Rad dagegen muss ja erst mal beschleunigt werden .... Irgendwann ist es schneller als die Hebung zurückweicht und der Zahn schlägt mit Schmackes auf, und gibt seine kinetische Energie weitestgehend in einem einzigen Impuls ab, und bleibt in der Folge stehen, und muss erneut beschleunigt werden, wie zu erwarten ist dann die Hebefläche schon längst außer Reichweite.
Du musst also experimentieren, ob Du den Anker nun ein wenig absenken oder anheben musst, jedenfalls in die Richtung, in der das Pendel in der Folge weniger stark verrissen wird. Damit wandert aber wieder mehr Energie in die Amplitude und weniger in die Oberwellen, ist wie mit Pest und Cholera, aber man suche eben den besten Mittelwert.
- Die Uhr läuft immer noch. - Ich warte auf Angebote für die Marmorplatte, die als Rückwand dienen soll. Ich habe eine sehr konkrete Vorstellung, welche Farbe und Strukturierung sie aufweisen soll. - Der Datenlogger Clock Timer von Mumford Micro Systems würde mich rund 1000 USD kosten. Also werde ich doch, wie ursprünglich geplant, selbst ein Gerät auf Basis eines Arduino Mega 2560 bauen. - Das Arduino-Board wird mit der Programmiersprache C++ programmiert. Diese sieht für mich zunächst sehr ähnlich aus wie Java, doch die Tücke liegt wie immer im Detail. Da hilft nur: Üben. - Ich habe mir einen Sensormodul HP03S besorgt. Dieser kann gleichzeitig den Luftdruck und die Temperatur messen. Das Auslesen der Werte mittels Arduino über eine I2C-Schnittstelle funktioniert gut. Der Sensor ist rund 10 mm groß und lässt sich in der Uhr verstecken. Ich habe mich noch nicht entschieden, ob er einen Platz am Uhrwerk oder hinter der Pendellinse erhält. - Die Gabellichtschranke, die zur Messung der Pendelamplitude und -frequenz dienen soll, habe ich gerade gestern erhalten. Sie wird hinter der Pendelskala versteckt.
Momentan befasse ich mich gerade mit der Arduino-Bibliothek DCF77_xtal.h (Open Source, GPU) von Udo Klein. Die macht genau das, was ich vorgesehen hatte: - Als Basis-Zeitnormal dient der 16 MHz-Quarz des Prozessors. - Die wahre MEZ wird mittels DCF-Empfänger erfasst. - Das Programm vergleicht ständig die Basis-Zeit und die DCF-Zeit und korrigiert das für die Basiszeit verwendete 16 MHz-Frequenz-Normal in Schritten von 1 Hz (!!!). - Zudem hat der Autor einen Algorithmus entwickelt, der die Nutzung des DCF-Signals auch dann noch ermöglichen soll, wenn es stark gestört ist.
Hallo Roland, und wozu brauchst Du das? Deine Uhr tickt doch vernehmlich ? Und die Ohren gehen auch noch ?
Ein analoger DCF77 Empfänger gibts für um die 10 Euro in jedem Bastlerversand.
Den analogen Teil des Signals kann man mit einem kleinen Lautsprecher , oder Kopfhöhrer hören. Es knackt jede Sekunde und nach der 58 Sekunde ist der 59. Knack stumm. Daran erkennt man den Beginn der Minute. Hörst Du beide Geräusche mit je einem Ohr kannst Du schon geringen Zeitversatz 1/20 Sekunde erkennen und mit etwas Übung abschätzen. Das menschliche Ohr muss zur Richtungsbestimmung Differenzen bis zu 1/1000 Sekunde auswerten. Also da ist mit Training viel Luft nach oben. Das machst Du 2x am Tag und notierst Dir die dazugehörigen Umweltdaten. Der Rest ist am Jahresende einfache Statistik.
Du hast Doch nicht jede Woche eine neue Uhr einzurichten? Ist das nicht schade um die Zeit und das Geld ?
Das alte Mumford-Microset 2, in der Grundausstattung bekommt man schon ab 200 Euro aus 2. Hand. Du brauchst es doch nur um die Periode zu messen und über die Verdunkelung die Geschwindigkeit beim Lotdurchgang.
Aber Du kannst auch mal @Willy hier im Forum fragen, der baut sowas und ist auch mit der Programmierung schon recht weit.
Zitat von mikromeister im Beitrag #385Verkauft nicht der User Willy sowas auf seiner Webpage? Leider auch nicht gerade billig.
Eben. Auch rund 1000 Euro.
Zitat von Matthias Bigalke im Beitrag #386Hallo Roland, und wozu brauchst Du das?
Wozu brauche ich eine Pendeluhr, die mich 13 Jahre Zeit und rund 8000 Euro gekostet hat? Man bekommt doch für 10 Euro eine Quarz- oder DCF-Uhr. Für das inzwischen für das PPU-Projekt ausgegebene Geld hätte ich einst die Mechanica M1 kaufen können. Ich habe mich aber für den längeren Weg entschieden und es nicht bereut, denn in den vielen Jahren habe ich sehr viel gelernt und bin mit vielen Gleichgesinnten in fruchtbaren Kontakt gekommen.
Das Überwachungsgerät mit Arduino ist nur ein weiteres Bauprojekt, das sich gut als Fortführung des Uhrenprojekts betrachten lässt. Das Programmieren hat mich schon immer begeistert. Es mit einer weiteren Programmiersprache zu tun, ist eine weitere Herausforderung und lässt mich wieder Neues lernen. Das ist doch eine schöne Beschäftigung im warmen PC-Stübchen, wenn es nun draußen in der Werkstatt allmählich ungemütlich wird.
Zitat von Enno im Beitrag #373 4,6 Kilogramm an der Rolle erscheint ja ziemlich viel zu sein für eine "P"PU. Meine Wiener Regulatoren (Wochenläufer) haben 850 bis 1200 g an der Rolle. Wenn ich die 37 Tage Gangdauer meiner Uhr mit den 8 Tagen Gangdauer der Wiener vergleiche, würde meine Uhr als Wochenläufer 1000 g benötigen. Das ist gerade der Mittelwert der Wiener-Gewichte. Bei diesem Vergleich ist noch nicht einmal berücksichtigt, dass mein Uhrwerk durch die Komplikation "Äquationsanzeige" auch mehr Energie verbraucht. Insofern bin ich mit dem Energiebedarf recht zufrieden.
Ich bin eigentlich nicht so sehr mit Präzisionuhren bewandert, sondern eher mit frühen Wiener Regulatoren, lese hier gern immer wieder mal mit, und bewundere die feinmechanischen Fähigkeiten der Akteure.
Ich stolpere heute über die hohen Gewichtsangaben: 4,6 kg für eine PPU finde ich etrem viel, wenn ich das in Relation zu meinen antiken Uhren setze.
Meine 8 Tage laufenden Regulatoren um 1830 laufen mit (fast schon zu) großer Amplitude mit 400 Gramm allerbestens, und mehrere Monatsläufer brauchen 1200 Gramm für diese Laufdauer. Und das sind über 200 Jahre alte Werke, die nicht besonders aufwendig gebaut sind, eher anspruchsloser österreichischer Uhrwerksbau um 1820-40.
Wochenläufer sind oft mit viel zu schweren Gewichten versehen, da reichen sicher oft weniger.
Aber für eine mit solchem Aufwand gebaute PPU finde ich fast 5 kg Antriebsgewicht doch eher enttäuschend viel.
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13.08.2025 17:44
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