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1. Allgemeine Beschreibung
Das Kronrad ist das vorletzte Bauteil im Aufzugsmechanismus. Seine Aufgabe ist es, die Energie des Aufzugs (Aufzugwelle, Kupplungstrieb und Aufzugtrieb) auf das Sperrrad der die Feder des Federhauses spannen wird. Das Getriebe des Aufzugsmechanismus ist untersetzend. Jedes Element dreht sich langsamer als das vorherige. Diese Wahl vervielfacht die Anzahl der Umdrehungen der Krone (und der Aufzugwelle), die notwendig sind, um die Zugfeder vollständig aufzuziehen, wobei jedoch deutlich weniger Drehmoment (Kraft) erforderlich ist, um dies zu erreichen. Die Berechnung der Untersetzung des Aufzugsräderwerks unterliegt somit einem feinen Kompromiss (das Aufziehen der Uhr darf weder zu lange dauern noch zu schwierig sein).
Neben der Übertragung der Energie auf das Sperrrad verändert das Kronrad die Ebene des Getriebes. Tatsächlich positioniert die Achse des Aufzugtriebs diesen auf einer vertikalen Ebene, während sich das Kronrad und das Sperrrad auf einer horizontalen Ebene bewegen. Am Umfang des Kronrads ist daher eine doppelte Zahnung angebracht: Eine davon, im Winkel von 45° geschnitten (unterhalb des Kronrads), greift in den Aufzugtrieb ein, die zweite, auf der horizontalen Ebene (am Umfang des Kronrads), greift in das Sperrrad ein. Diese doppelte „kronenförmige“ Zahnung verleiht dem Bauteil sicherlich seinen Namen. Aufgrund der in diesem Getriebezug vorhandenen Drehmomente bestehen alle seine Komponenten aus Stahl. Dies gilt auch für das Kronrad, das auf einem Kern mit möglichst großem Durchmesser drehbar gelagert ist. Die Rotationsachse des Kronrads nimmt die vorhandenen Kräfte dadurch besser auf und gewährleistet dauerhaft ein möglichst geringes Reibungsniveau.
Abbildung 1
Zeichnung eines Kronrads
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Abbildung 2
Kinematik des Aufzugsmechanismus
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2. Geschichte
Das Auftreten des Kronrads (implizit seine Erfindung) ist mit der Erfindung des Aufzugsmechanismus ohne Schlüssel von Adrien Philippe im Jahr 1842 verbunden. Vor ihm hatten andere Uhrmacher bereits solche Mechanismen entwickelt, ohne es zu schaffen, sie ausreichend zu miniaturisieren, um sie für eine Taschenuhr jener Zeit akzeptabel zu machen. Der Erfolg eines solchen Mechanismus lag also mehr in seiner Miniaturisierung als in seinem mechanischen Prinzip. Die Lösung von Adrien Philippe, die bis heute in Kraft ist, besteht darin, den Mechanismus auf eine vertikale Achse (Kupplungstrieb und Aufzugtrieb) und eine horizontale Achse (Kronrad, Sperrrad). Das Kronrad und seine doppelte Verzahnung bilden somit gewissermaßen den Schlussstein der Konstruktion von Aufzugsmechanismen seit ihrer Erfindung.
3. Handwerkliche Herstellung eines Kronrads
Ausschließlich hergestellt aus Stahl, ist das Kronrad relativ einfach herzustellen. Nach der handwerklichen Methode ermöglicht eine Drehbank mit Teilscheibe die Ausführung aller Arbeitsschritte. Die Drehschritte kommen zuerst. Die doppelte Verzahnung des Kronrads und seine Lagerung auf seinem Kern machen sie zahlreich und erfordern ein hohes Maß an Präzision. Man schneidet vorzugsweise die beiden Verzahnungen nacheinander auf derselben Drehbank ohne Umspannen, um die Konzentrizität des Ganzen (Drehungen und Verzahnungen) zu gewährleisten. Diese Arbeiten werden mit speziellen Fräsern und einer auf der Drehbank montierten Teilscheibe durchgeführt. Nach dem Abstechen von der Stange kann das Kronrad in der Dicke bearbeitet werden, um seine Lagerung und sein Höhenspiel einzustellen. Wärmebehandlungen und Verzierung (in der Regel ein Sonnenschliff) beenden die Herstellungsschritte nach der handwerklichen Methode.
4. Industrielle Herstellung eines Kronrads
Wie bei den meisten Bauteilen mit runder Form und kleinem Durchmesser ist der Drehautomat das beste (das einzige) Mittel, um Kronräder nach der industriellen Methode herzustellen. Alle Bearbeitungsvorgänge (Drehen, Fräsen, Verzahnen) können in einem einzigen, schnellen Zyklus ohne besondere Schwierigkeiten durchgeführt werden. Wie immer im industriellen Maßstab erfolgen die Endbearbeitung und die Verzierung je nach gewünschtem Feinheitsgrad und Preisklasse der Uhr von Hand oder industriell.
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