Uhrwerk


Eine Uhr ist - genau genommen - ein Messinstrument, mit dem das "Verstreichen" der Zeit gemessen werden kann. Uhren sind schon sehr lange in Gebrauch; eine der ältesten Uhren (abgesehen von der Sonnenuhr) ist die ägyptische Wasseruhr aus dem 16. Jh. v. Chr. [1]. Im Mittelalter verbreiteten sich Kerzen- und Sanduhren (in der Schifffahrt als "Glasenuhren" bezeichnet) zur noch relativ groben Messung von Zeiteinheiten.

Mechanische Uhren entstanden ab ca. 1450 ("Räderuhren"), aber erst mit der Erfindung des Pendels um 1650 durch Christiaan Huygens (1629-1695) und die Entwicklung der Hemmung durch britische Uhrmacher gegen Ende des 17. Jahrhunderts wurden genaue Uhren möglich.

Mechanische Uhren bestehen aus einem (möglichst gleichmäßigen) Antrieb, einem Getriebe (das Sekunden in Minunten und Stunden "umrechnet") und einer Anzeige - bei mechanischen Uhren in der Regel Zeiger vor einem Zifferblatt. Die Übersetzung ist klar:
  • sechzig Sekunden ergeben eine Minute
  • sechzig Minunten ergeben eine Stunde
  • zwölf Stunden ergeben einen Tag.

Will man ein Uhrengetriebe in fischertechnik konstruieren, stößt man auf eine Herausforderung: Die Zahnräder von fischertechnik lassen sich nicht zu einer 1:60-Untersetzung kombinieren. Das gelingt (fast) nur durch die Verwendung eines Schneckengetriebes: Dabei bewegt eine Umdrehung der Schnecke ein Zahnrad um genau einen Zahn. Allerdings stehen die Achsen von Schnecke und Zahnrad senkrecht zueinander, was eine "flache" Konstruktion des Uhrwerks erschwert.

Hat man einen Antrieb mit 60 Umdrehungen pro Minute (Sekundenzeiger), kann man daraus mit einer Untersetzung von 1:30 (Schneckengetriebe auf Z30) und 1:2 (Z10:Z20, Z15:Z30 oder Z20:Z40) eine Untersetzung von 1:60 realisieren, die der Geschwindigkeit des Minutenzeigers entspricht. Mit einer Untersetzung von 1:12 (Z10:Z30 und Z10:Z40) erhält man die Geschwindigkeit des Stundenzeigers.

Raffiniert ist dann noch die Realisierung der Zeiger auf derselben Achse. Mit fischertechnik gelingt das durch Verwendung einer (schwarzen) Freilaufnabe.

Wie wunderschön sich eine hoch präzise Pendeluhr in fischertechnik realisieren lässt, könnt Ihr Euch in [6] anschauen. Als Antrieb kann man auch die Frequenz des Stromnetzes nutzen - indem man einen 60-Hz-Elektromotor verwendet.

Quellen

[1] Erich H. Heimann: Ägyptische Wasseruhr, in: Das Ei des Kolumbus, Anhang mit fischertechnik-Modellen, Engelbert-Verlag, fischer-Werke 1977, S. 44-45.
[2] Erich H. Heimann: Pendeluhr, in: Das Ei des Kolumbus, Anhang mit fischertechnik-Modellen, Engelbert-Verlag, fischer-Werke 1977, S. 40-43.
[3] Artur Fischer: Pendeluhr, in: hobby1 Band 2, fischer-Werke, S. 30-38.
[4] fischer-Werke: Elektronische Uhr. Club-Modell Heft 01-1973, S. 9-13.
[5] fischer-Werke: Elektronische Uhr. Club-Modell Heft 02-1977, S. 1-6.
[6] Remadus: fischertechnik-Pendeluhr, Youtube.