DAS RÄDERWERK
Das Räderwerk der Uhr ist das Übertragungsorgan eines Uhrwerks. Es besteht aus einer variablen Anzahl von Rädern (in der Regel drei). Seine Aufgabe besteht darin, die Energie aus dem Federhaus über das Hemmungsorgan an das Regulierorgan zu übertragen und durch die unterschiedlichen Drehzahlen seiner Räder die Anzeigeinformationen (Stunden, Minuten, Sekunden usw.) zu verteilen.
Jedes Rad besteht aus einem Stahlzahnrad, dessen Zähne als „Flügel“ bezeichnet werden, und einem Rad (in der Regel aus Messing). Das Zahnrad ist die Achse des Rades, und die Platte des Rades ist daran genietet und absolut fest damit verbunden. So wird, obwohl sie nicht die gleiche Anzahl von Zähnen haben, wenn das Zahnrad eines Rads eine vollständige Umdrehung macht, auch das Rad desselben Rads eine vollständige Umdrehung macht. Das Räderwerk der Uhr ist ein multiplikatives Räderwerk, was bedeutet, dass jedes Rad schneller dreht als das vorherige in der Kinematikkette. Dies wird einfach nach dem Prinzip Radführung-Zahnradgeführte erreicht. Jedes Rad treibt das Zahnrad des nächsten Rads an. Um dies zu verstehen, nehmen wir das Beispiel eines Rades mit 100 Zähnen, das mit einem Zahnrad mit 10 Flügeln greift. Wenn 10 Zähne des Rads mit zehn Flügeln des Zahnrades in Eingriff waren, hat das Rad ein Zehntel einer Umdrehung gemacht, während das Zahnrad, das es antreibt, eine vollständige Umdrehung gemacht hat. Dies wird als Übersetzungsverhältnis von 10 bezeichnet. Die Berechnung der Übersetzungsverhältnisse ermöglicht es, je nach Frequenz des Regulierorgans spezifische Drehzahlen für jedes Rad zuzuordnen. Das Zahnrad in der Mitte wird direkt vom Federhaus angetrieben. Das Mittelrad trägt in der Regel den Minutenzeiger. Die Übersetzungsverhältnisse werden so berechnet, dass das Mittelrad genau eine Stunde für eine vollständige Umdrehung benötigt. Am anderen Ende des Finish-Räderwerks befindet sich in der Regel das Sekundenrad, das den Sekundenzeiger trägt und daher 60-mal schneller als das Mittelrad rotiert, um genau eine Minute für eine vollständige Umdrehung zu benötigen.
Das Prinzip des Finish-Räderwerks existiert seit den Anfängen der mechanischen Uhrmacherei, und die Räder wurden seit jeher nach dem gleichen Modell hergestellt: eine Radplatte aus Messing, die an ihrem Zahnrad genietet ist. Die Zahnräder waren jedoch bis zur Mitte des 18. Jahrhunderts aus Eisen, wobei die ersten Stahllegierungen zu dieser Zeit auftauchten. Die Einführung von Stahl ermöglichte deutlich bessere Ergebnisse in Bezug auf Reibung, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Abgesehen von der Qualität der Legierungen betreffen die wichtigsten historischen Entwicklungen hauptsächlich die Werkzeuge und Maschinen zur Herstellung der Räder und insbesondere die Definition der Zahnprofilierung, um Reibung und Energieverluste zu begrenzen. Moderne Zahnprofilierungen sind epizykloidal und fördern einen Wälzkontakt, der Reibung und Zahnlücken begrenzt.
Das Stahlzahnrad eines Rades kann leicht mit einer Drehmaschine hergestellt werden, einschließlich des Fräsens seiner Flügel. Sein Polieren, Härten und Walzen seiner Zapfen können leicht mit einer kleinen Werkbankdrehmaschine (motorisiert oder nicht) und einer Schwenkdrehmaschine durchgeführt werden. Die Drehoperationen des Radrads können auch auf einer kleinen Drehmaschine durchgeführt werden. Das Schneiden der Arme, das Anglage und die Verzierung erfolgen in diesem Verfahren manuell (Laubsäge, Feilen usw.). Der Handwerker wird eine Schneidemaschine bevorzugen, um das Zahnprofil der Radplatte zu fräsen. Diese manuelle Maschine ermöglicht es, das Zahnprofil zu schneiden und zu polieren, wobei ein unübertroffenes Verfahren in Bezug auf Präzision und Qualität verwendet wird. Nachdem das Zahnrad und die Radplatte fertig und dekoriert sind, führt der Handwerker ihre Montage durch. Er nietet das Rad auf das Zahnrad mit einer Potenz, die das Rad durch einen zuvor auf dem Zahnrad angebrachten Stich sichert. Der Handwerker überprüft, ob das Rad flach entlang der Achse des Zahnrads dreht, und führt bei Bedarf Korrekturen durch, indem er das Nietverfahren verfeinert.
Die Schwenkdrehmaschine ist die am besten geeignete Maschine für die industrielle Bearbeitung von Zahnradpignons. In einigen Fällen kann das Fräsen der Flügel, Flügel für Flügel, mit einem Fräser der Drehmaschine erfolgen. Für eine höhere Präzision wird jedoch empfohlen, die Zähne des Zahnradpignons später mit einer motorisierten Zahnradfräsmaschine zu schneiden.
Obwohl sie durch Fräsen (CNC) oder Elektroerosion (für kleine Serien) hergestellt werden können, ist die bevorzugte industrielle Methode zur Herstellung von Radplatten das Stanzen, das insbesondere das Schneiden der Arme ermöglicht. Die Präzision, die Ausführungsgeschwindigkeit und die Produktionskosten dieser Methode bleiben bis heute die besten. Die Zähne der Radplatten werden in kleinen Serien und durch Generationsfräsen mit einer Zahnradfräsmaschine geschnitten. Die Endbearbeitung, die Dekoration und die Montage des Rads und der Radplatte können maschinell oder von Hand je nach Uhrenlinie erfolgen.