WIE FUNKTIONIERT EINE MECHANISCHE UHR?
Basierend auf der Beobachtung der Gestirne und später auf der Schattenprojektion (Gnomon, Sonnenuhr) sowie dem Flüssigkeitsfluss (Wasseruhr, Sanduhr) wurden Messinstrumente bereits im 13. Jahrhundert mechanisch (Uhren). Obwohl die ersten Taschenuhren im 16. Jahrhundert auftauchten, dauerte es bis zum 18. Jahrhundert, bis die getragenen (Taschen-)Uhren zuverlässiger und weit verbreitet wurden. Die meisten Herstellungsverfahren und mechanischen Prinzipien von damals sind bis heute die gleichen geblieben, obwohl sie sich je nach Wissen und Technologie weiterentwickelt haben.
Ein grundlegendes mechanisches Uhrwerk (ohne Komplikationen) kann aus mehr als zweihundert Komponenten bestehen. Um ihr Funktionieren und ihre verschiedenen Wechselwirkungen besser zu verstehen, ist es üblich, diese Komponenten in verschiedene Organe mit jeweils spezifischen Funktionen zu gruppieren. Die verschiedenen Organe eines mechanischen Uhrwerks sind wie folgt:
1. Das Antriebsorgan
Rolle: Das Antriebsorgan, am Anfang der kinematischen Kette des Uhrwerks platziert, hat die Aufgabe, die für den Betrieb des Uhrwerks erforderliche Energie zu speichern und allmählich abzugeben.
Hauptkomponenten: Das Federhaus (bestehend aus einem Federhausfeder, einem Federhaustrom und einer Federhauskappe).
2. Das Übertragungsorgan (Feinradzug)
Rolle: Die Aufgabe des Übertragungsorgans besteht darin, die Energie von der Federhaus zum Regulator über das Hemmungssystem zu leiten und mechanisch die Frequenz zu teilen, um die verschiedenen Anzeigen zu verteilen. So macht das Sekundenrad eine Umdrehung pro Minute, das Zentrumrad (das die Minutenzeiger trägt) eine Umdrehung pro Stunde usw.
Hauptkomponenten: Die Anzahl der Zahnräder des Übertragungsorgans kann variieren. In der Regel finden sich jedoch folgende Zahnräder: Zentrumrad (oder großes Mittelrad), Mittelrad (oder kleines Mittelrad), Sekundenrad.
3. Das Hemmungssystem
Rolle: Das Hemmungssystem erfüllt zwei verschiedene Funktionen. Zunächst blockiert es das Übertragungsorgan, wenn das Unruhrad sich frei schwingt. Gelegentlich (zwischen 5 und 10 Mal pro Sekunde) gibt es das Übertragungsorgan frei und überträgt ihm durch kurze Impulse Energie, um die Schwingungen des Regulators (des Unruh-Spirals) aufrechtzuerhalten. Die zweite Funktion des Hemmungssystems besteht darin, die lineare Bewegung des Übertragungsorgans (kontinuierliche Rotation) in eine oszillierende Bewegung umzuwandeln (die Schwingungen des Regulators).
Hauptkomponenten: In einer Schweizer Ankerhemmung bestehen die Komponenten aus: Das Anker-, das Hemmungsrad und das Doppelrad. Obwohl das Doppelrad fest auf der Welle der Unruh befestigt ist (dem Regulatororgan), ist es die letzte Komponente in der kinematischen Kette der Hemmung und gehört zum Hemmungssystem.
4. Der Regulator
Rolle: Es ist seine Aufgabe, die Genauigkeit einer Uhr zu gewährleisten. Unabhängig von der Art der Uhr (oder Uhr) und ihrer Konstruktion ist der Regulator immer ein Oszillator. Je höher die Frequenz eines Oszillators ist, desto genauer wird die Uhr sein. Obwohl einige Versuche mit sehr hohen Frequenzen unternommen wurden, schwanken die Regulatororgane mechanischer Uhren im Allgemeinen zwischen 2,5 Hz und 5 Hz.
Hauptkomponenten: Die Unruh und die Spiralfeder. Häufig spricht man vom Unruh-Spiral, um dieses Duo zu bezeichnen, das den Regulator bildet.
Zu diesen vier unverzichtbaren Organen für das Funktionieren einer mechanischen Uhr kommen zwei „sekundäre“ Mechanismen hinzu:
5. Der Aufzug- und Zeigerstellmechanismus
Es ermöglicht dem Benutzer, dem Antriebsorgan Energie zuzuführen und die von der Uhr angezeigte Zeit (mindestens) einzustellen.
6. Die Anzeige
Es verteilt und zeigt die verschiedenen Informationen an, die vom Uhrwerk geliefert werden.
Jedes System oder jeder Mechanismus, der über diese Basis hinausgeht, wird als „Komplikation“ bezeichnet.