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eine Konstruktionsform desRegulators von
Uhren
[* 2] (s. d.), besonders von
Taschenuhren. Die
besteht aus einem kleinen oscillierenden Schwungrad, das abwechselnd unter dem Einfluß der Hauptfeder und der an der selbst
angebrachten feinen Spiralfeder steht. Bei genauen
Uhren ist eine Kompensation (s. d.) der nötig. Das Schwungrad einer Kompensationsunruhe
ist in zwei
Abschnitte geteilt, deren jeder ein festes und ein freies Ende hat und nach Art des
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Metallthermometers (s. Fig. 4 des ArtikelsThermometer)
[* 4] aus zwei Streifen verschiedener Metalle besteht, wodurch die Ausgleichung
ermöglicht ist. Abbildungen einer einfachen und einer Kompensationsunruhe sind aus Tafel: Uhren II,
[* 3]
Fig. 8 u. 10 gegeben.
[* 5] mechan. Vorrichtung zum Messen der Zeit, speziell, da Wasser-, Sand- und Sonnenuhren (s. d.) ihre Bedeutung im wesentlichen
verloren haben, ein Räderwerk, welches durch ein fallendes Gewicht oder durch eine sich entspannende Feder getrieben wird.
Dieses Räderwerk, bestehend aus einer Anzahl ineinander greifender Zahnräder, zählt gewissermaßen die kleinen, aber
sehr regelmäßigen Bewegungen, welche ein andrer Teil der Uhr, der Regulator,
[* 6] vollbringt, und registriert sie durch den Zeiger
auf dem Zifferblatt.
Regulator und Räderwerk sind durch die Hemmung miteinander verbunden. Ersterer ist ein Pendel
[* 7] oder ein Schwungrad mit Spiralfeder,
und je nach der Kombination dieser Teile unterscheidet man nun Gewichtuhren, die meist auch Pendeluhren
sind, und Federuhren mit Pendel (Stutzuhren) oder Unruhe (Taschenuhren). In demRäderwerk befindet sich ein Rad, welches sich
genau in einer Stunde umdreht (das Minutenrad) und den Minutenzeiger trägt, während ein besonderes kleines Räderwerk (Zeiger-
oder Vorlegewerk) mit zwölfmal langsamerer Bewegung den Stundenzeiger treibt.
Bei den Gewichtuhren wirkt das fallende Gewicht, solange es überhaupt fällt, mit stets gleichbleibender
Kraft,
[* 8] die spiralförmig aufgewundene Feder aber, welche, indem sie sich entspannt, das Räderwerk treibt, wirkt weniger gleichmäßig,
und es bedarf zur Erzielung eines gleichförmigen Ganges der Uhr einer vollkommen konstruierten Hemmung. Man benutzt zu diesem
Zweck aber auch die Kette, welche das die Feder enthaltende Federhaus mit der Schnecke, einem abgestutzten
Kegel, verbindet und, wenn die Uhr aufgezogen ist, ganz um die Schnecke, vom dickern nach dem dünnern Ende derselben gewunden
ist. Indem nun die Feder das Federhaus dreht, wickelt dieses die Kette von der Schnecke ab, und die Kompensation
der Ungleichheiten in der Zugkraft der Feder erfolgt, weil die Kette zuerst an dem kleinsten und dann an immer größerm Halbmesser
der Schnecke thätig ist. Diese in den ältern Taschenuhren (Spindeluhren) übliche Einrichtung findet sich jetzt nur noch
in Präzisionswerken.
Da die Schwingungsdauer eines Pendels nur dann konstant ist, wenn seine Länge unverändert bleibt, diese
aber durch die Temperaturschwankungen sich
verändert, so benutzt man für genaue UhrenKompensationspendel, bei denen durch
die verschieden große Ausdehnung
[* 9] zweier Metalle der Mittelpunkt der Pendellinse in gleicher Entfernung vom Aufhängepunkt erhalten
wird. Sind in
[* 5]
Fig. 1 e e e drei Eisenstäbe, z z zwei Zinkstäbe, so ist bei der eigentümlichen Aufhängungsweise
der Pendellinse die Aufgabe gelöst, wenn die Summe der Längen eines äußern und des mittlern Eisenstabes sich zu der eines
Zinkstabes verhält wie die Ausdehnungskoeffizienten von Zink und Eisen.
[* 10] Die Unruhe, ein kleines Schwungrädchen mit Spiralfeder,
welches um eine Gleichgewichtslage schwingt, macht Schwingungen von konstanter Dauer, solange Durchmesser,
Schwingungsbogen und Spiralenlänge unverändert bleiben, ist also auch von Temperaturschwankungen abhängig und bedarf bei
Chronometern wie das Pendel einer Kompensation. Die Hemmung (échappement) hat dem Pendel oder der Unruhe fort und fort mittels
kleiner Impulse dasjenige an Kraft zu ersetzen, was sie durch Reibung
[* 11] und Luftwiderstand bei jeder Schwingung
[* 12] einbüßen. Bei der viel angewandten Ankerhemmung von Graham
[* 5]
(Fig. 2) ist A ein sogen. Steigrad, welches durch Zahnräderübersetzung
von der Gewichtstrommel aus bewegt wird, während der Anker
[* 13] B an denSchwingungen des Pendels teilnimmt u. so abwechselnd links
u. rechts in die Zähne
[* 14] des Steigrades eingreift.
In der dargestellten Lage wird im nächsten Moment der jetzt gesperrte Zahn k frei und erteilt, an der schrägen Fläche g i
entlang gleitend, dem Pendel einen kleinen Impuls. Nachdem sich hierauf das Steigrad um die halbe Entfernung zweier Zähne bewegt
hat, stößt rechts ein Zahn gegen den Arm m des Ankers, und das Rad bleibt so lange gesperrt, bis das Pendel
zurückkehrt. Auch hier erteilt die Zahnspitze demselben einen Impuls, indem sie an der Hebefläche m p entlang gleitet.
Die Hemmung heißt ruhende Hemmung, weil das Steigrad, während es gesperrt ist, vollständig unbeweglich bleibt, was bei den
ältern Ankerhemmungen nicht der Fall war. Dem Anschein nach wesentlich, in Wirklichkeit aber nur wenig verschieden von dieser
Hemmung ist die Cylinderhemmung der Taschenuhren, bei welcher statt vieler Zähne nur ein einziger zwischen den beiden Armen
des Ankers sich befindet, der nun durch die hohle Achse der Unruhe gebildet werden kann. Bei der Ankerhemmung
neuerer Taschenuhren
[* 5]
(Fig. 3) ist A der sogen. Anker, B die Unruhachse mit der darauf sitzenden Scheibe g und C das vom Uhrwerk
in der Richtung des Pfeils getriebene Steigrad; i ist der sogen. Hebestein, welcher an der Scheibe g befestigt
Fig. 3. Ankerhemmung in den neuern
Taschenuhren.]
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ist und den doppelten Zweck hat, den Anker in den extremen Stellungen II und III zu halten, in denen das Steigrad gesperrt wird,
und anderseits in dem Moment, in welchem ein Zahn des letztern an einer der beiden Hebeflächen m n oder p q entlang gleitet,
durch die Hörner t und r, zwischen denen er dann liegt, den Impuls zur Erhaltung der Unruhbewegung zu empfangen.
Der letztere Moment ist in der
[* 15]
Figur, Stellung I, gezeichnet. Der Zahn k gleitet an der Hebefläche p q entlang und bewirkt
dadurch eine Bewegung des obern Teils des Ankers nach links; dadurch drückt das Horn r auf den Hebestein
und unterstützt die Drehung, in welcher sich die Unruhe augenblicklich befindet, bis die Stellung II eingetreten ist; in dieser
sperrt der Zahn z, gegen welchen sich der Zahn v legt, das Steigrad so lange, bis die Unruhe umkehrt und den Hebestein gegen
r trifft, wodurch der Anker den Zahn v freigibt, welcher nun auf die Hebefläche m n wirkt und einen Impuls
nach der andern Richtung erteilt.
Hierauf tritt die Stellung III ein, und das Spiel wiederholt sich. Die Unruhe ist in der
[* 15]
Figur weggelassen, ebenso der sogen.
Sicherheitsmesser, welcher verhindert, daß bei Erschütterung fehlerhaftes Arbeiten stattfindet. Bei diesen
Hemmungen liegt noch ein gewisser Nachteil in dem Umstand, daß der Anker während des größten Teils der Pendelschwingung
an den Zähnen des Steigrades gleitet und dabei eine von der Größe der Triebkraft abhängige Reibung erfährt, welche leicht
verzögernd auf den Gang
[* 16] der Uhr einwirken kann.
Die Chronometer haben sehr kräftige Kompensationsunruhen, häufig mit Spiralfedern von bedeutender Länge aus stark gehämmertem
Gold,
[* 18] um das Rosten zu verhindern. AlleRäder müssen aufs vorzüglichste gelagert und äquilibriert sein.
Ein Chronometer muß auch vorsichtig gebraucht werden, frei von heftigen Erschütterungen bleiben und weder in zu trockner noch
zu feuchter Atmosphäre sich befinden. Ein mathematisch sicheres Resultat ist aber selbst bei der ausgesuchtesten Behandlung
nicht zu erwarten.
Das Aufziehen der Taschenuhren mit besonderm Uhrschlüssel wird bei den Remontoiruhren vermieden, bei
denen der äußere Griff der Uhr, wenn man ihn dreht, auf ein kleines Zahnradsystem wirkt, welches das Aufziehen besorgt. Eine
autodynamische oder selbst aufziehende Taschenuhr von Löhr ist
mit einem Aufziehmechanismus versehen, der nach Art der Schrittmesser
mit schwingendem Hämmerchen arbeitet. Bei geringen Erschütterungen, wie sie die Uhr beim Gehen, Reiten,
Fahren etc. erleidet, gerät ein Gewichtshebel in Schwingungen, und diese werden auf ein Räderwerkübertragen, welches zum
Aufziehen der Uhrfeder dient.
Lößls autodynamische Gewichtsuhr befindet sich in einem allseitig geschlossenen Gehäuse und geht, einmal aufgezogen, ohne
weiteres Zuthun von außen. Das Gehwerk wird durch ein hängendes Gewicht betrieben, und man benutzt den
stets schwankenden Barometer- oder Thermometerstand, um das Gewicht stets in gleicher Höhe zu erhalten. Die Gleichmäßigkeit
des Ganges ist durch ein genau adjustiertes Kompensationspendel gesichert. Eine sehr viel längere Gangbarkeit, als die gewöhnlichen
Pendeluhren besitzen, erhielt Harder durch Anwendung eines rotierenden Torsionspendels.
Dieses Pendel besteht aus einer wagerechten Scheibe, die in ihrem Mittelpunkt an einer dünnen, schmalen,
sehr geschmeidigen, senkrecht an einem festen Punkt herabhängenden Stahlfeder befestigt ist und, ohne ihre Lage zu ändern,
wie die Unruhe einer Taschenuhr abwechselnd vor- und rückwärts schwingt. Da diese Scheibe bei ihrer immer gleichbleibenden
Lage keine Luft verdrängt und nicht gehoben wird, so kann sie mit demselben Kraftaufwand unter sonst ähnlichen
Verhältnissen sehr viel länger im Gang erhalten werden als ein Pendel; ja, es gelingt, diese Uhr in der Weise zu konstruieren,
daß sie im Jahr nur einmal aufgezogen zu werden braucht (daher Jahresuhr). Besondere Versuche haben ergeben,
daß die Schwingungen des Torsionspendels ebenso isochron sind wie die eines gewöhnlichen Pendels, so daß der regelmäßige
Gang einer mit Torsionspendel versehenen Uhr in dieser Hinsicht sichergestellt ist.
Für Uhren, welche eine selbst in den kleinsten Zeitteilen gleichförmige Bewegung haben müssen, namentlich bei solchen zum
Bewegen astronomischer Fernröhre, die dem Lauf der Sterne folgen sollen, wendet man ein Zentrifugalpendel an, welches auch konstante
Umdrehungszeiten besitzt. Eine Hemmung ist bei diesen Uhren gar nicht nötig, da direkt eine schnell gehende
Achse als Pendelachse benutzt werden kann. Wächterkontrolluhren zwingen den Wächter, zu regelmäßigen Zeiten seine Rundgänge
zu machen, indem sie jede Abweichung von der Vorschrift sofort verraten.
Bei der Uhr von Bürk macht der Wächter mit verschiedenen, an den einzelnen Stationen in besondern Kästchen
eingeschlossenen Schlüsseln auf einem in der Uhr sich bewegenden Papierstreifen Eindrücke, aus deren Ort in der Längenrichtung
des Streifens auf den Moment der Einwirkung, aus deren Ort in der Breite
[* 20] aber auf die Station geschlossen werden kann, an welcher
sie erfolgt, sofern jeder Schlüssel nur im stande ist, an einer bestimmten Stelle in der Breitendimension
zu wirken. Versäumt der Wächter eine Station, so fehlt ein derselben entsprechender Punkt auf dem Streifen.
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Der Bau der Turmuhren läßt sich bis ins 14. Jahrh. verfolgen. Die Benutzung des
Pendels regte Galilei an, und unter seiner Leitung arbeitete Balcetri an einer Pendeluhr, allgemein wurde die Pendeluhr aber
erst bekannt, als Huygens, der eine solche 1656 konstruierte, sein »Horologium oscillatorium«
(1673) hatte erscheinen lassen. Als Erfinder der Taschenuhren gilt Peter Henlein (Hele) in Nürnberg
[* 24] (um 1500); die ersten hatten
cylindrische Form, die eiförmigen (Nürnberger Eier) kamen um 1550 auf. Barlow erfand 1676 die Repetieruhren.
elektromagnetische Stundensteller, welche mit Hilfe des elektrischen Stroms in bestimmten Zeiträumen
die Richtigstellung einer Anzahl von Uhren mit selbständigen Gangwerken nach den Angaben der Normaluhr bewirken, und elektrische
Pendeluhren, welche ohne ein Laufwerk nur durch den elektrischen Strom in Thätigkeit gesetzt und erhalten werden.
Bei den
sympathischen Uhren sendet die Normaluhr mittels einer in das Getriebe
[* 45] eingelegten einfachen Kontaktvorrichtung
in jeder Minute in die Leitung einen Strom, welcher die Fortbewegung des Minutenzeigers der sympathischen Uhr um ein Feld veranlaßt.
Die sympathische Uhr von Siemens u. Halske
[* 21]
(Fig. 1) besteht aus dem Elektromagnet MM, der auf der Platte g und mit dieser auf
der Platte PP festgeschraubt ist. Den Polenpp ganz nahe gegenüber steht fast vertikal der um h drehbare
Anker aa; die Abreißfeder f zieht ihn in die Ruhelage, wenn er von den Polenpp nicht angezogen ist, bis zu dem Aufhaltestift
i zurück. An seinem verlängerten Ende befindet sich ein stählerner Stößer c sowie etwas tiefer eine
kleine stählerne Schneide b. R ist ein Zahnrad mit 60 eigentümlich gekrümmten Zähnen, für dessen Achse die Platte e das Lager
[* 46] bildet.