Hallo Willy,
schön das Du Dich aufgerafft hast ...

Manchmal schüttelt es mich halt .... Modul 0,5 Plastikzahnräder, die Frage welcher Lohnfertiger .... .
Das erste ist die Laufzeit, wenn es Dich interessiert, ich habe die Briefe von Ben Franklin an John Fergusson mal zu lesen bekommen.
Ich würde gern daraus zitieren, wenn Du magst, da steht in wenigen Worten vieles dazu, wie die "Alten" ihre Uhren entworfen haben.

Also an meinen Franklinuhren Zifferblatt in Augenhöhe, zieht das fallende Gewicht 2.9Meter Schnur hinter sich her, und die Uhr läuft damit locker 15 Stunden.
Gewöhnlich erfolgt der Aufzug biologisch ... aber für den Fall das mal keiner der Keeper da ist, ist zusätzlich zur Sperrklinke auch noch eine Zugklinke verbaut.
da wird bei Bedarf eine Schnur eingehängt und ein Kästchen unter die Uhr gestellt, in der ein Multivibrator alle 2,5 Minuten einen Elektromagneten ansteuerert der dann 1x an der Schnur zieht und das Gewicht wieder auf die Starthöhe hebt. das KlickKlack alle 2,5 Minuten stört ja nicht weiter wenn eh keiner da ist ... ist einer der "Keeper" wieder da, räumt der das Ganze wieder weg. Und die Uhr ist wieder leise.

Sagt einer was gegen die Hölzernen Räder zeigt das nur das er keine Ahnung hat. Der Wirkungsgrad unserer hölzernen 3-Räder-Uhren ist beachtlich, über alles so zwischen 85-89%.
Wo soll da die befürchtete, gewaltige Reibung herkommen? Was die Wärmedehnung von Holz betrifft, da ist eine gute Charge Holz, manchmal besser als eine weniger gute vom INVAR .
Auch das mit der Feuchtigkeit, sind die Kapillaren des Holzes einmal leer, zieht es auch keine Feuchte mehr aus der Luft nach. Das Holz enthält geringe Mengen Salz und Säure. Sind diese einmal aufgelöst puffern sie die Restfeuchte.
Du müsstest die Hölzer schon längere Zeit tauchen, beziehungsweise lange mit Kondenswasser bedampfen, und zwar recht lange, nur selbst da werden die Sperrholzplatten vielleicht dicker, aber da die Längen und Breiten durch die längs liegenden Faseren bestimmt wird, und quer zur Faser durch den Furnierprozess gestreckt sind, passiert selbst dann nicht wirklich was. Holz quillt und schwindet nur quer zur Faser, niemals längs.

Die Uhr vom Brocklesby Park mit ihrem hölzernen Räderwerk, pendelt schon seit 1722 so vor sich hin, in einem Türmchen ǘber einen Pferdestall .... da ists mal heiß mal kalt, mal trocken und mal feucht und fast immer stinkts nach Ammoniak und anderer Landluft. Die hölzernen Regulatoren die Harrison 1726 und 1728 der Guildhall gestiftet hat, haben alles durch was London so gepiesackt hat Hochwasser Erdbeben Feuersbrünste Weltkriege ....
Sie blieben niemals stehen, fielen niemals innerhalb eines Monats aus der Sekunde, nur ganz selten mal innerhalb von 2Monaten so 5x in fast 300 Jahren, und nicht oft innerhalb von 3Monaten, so alle 2 Jahre mal.
Sie mussten niemals revidiert werden, regelmäsig aufziehen und ab und zu mal Staub saugen und die Mottenkugeln wechseln, das war alles.
Die Leistung dieser Regulatoren ermutigte Harrison zu der Aussage das 1 Sekunde in 100 Tagen auch dauerhaft zu halten sei.
Was ist da gegen Hölzerne Räder wirklich zu sagen ?

Auch seine erste Seeuhr, die nur deshalb den Preis nicht gewann weil J.H. selbst zu pingelig war .... hatte ein Räderwerk aus Holz, und woran denkt man auf einem hölzernem Segler mitten auf dem Nordatlantik wenn nicht an Gummistiefel und Teerjacken? Aber nicht doch an Wasser, Nässe, igitt oder ?


Der Regulator von 1726 hat wie alle Wochenläufer 3 Räder im Zug, durchweg ein Modul von ~2,5 Kraftrad: 64/8 , Mittelrad: 60/6 Bodenrad; 54;6, und im Steigrad 30Zähne mit einem Modul von 2,1.
Das sind Räder und Triebe die kann auch ein Grobmotoriker in Handarbeit fertigen.

Der RAS hat im Kraft- und im Mittelrad gar ein Modul von 3, das ist ein Zahnabstand 9,42mm und im Bodenrad ein Modul von 2,2, und im Steigrad von ~1,6. Aber das Steigrad ist dann eher was für deutlich Fortgeschrittene.

Wichtig ist auch die Verzahnungsform. Alle Verzahnungen die eine Überdeckung > 1 erfordern fallen schon einmal aus. es geht nicht um die Reibung an sich, und nicht um die Zyklischen, sondern um die erratischen Schwankungen die diese produzieren.
Alle starren wie das Kaninchen auf die Schlange, auf den Achsabstand, aber die Anforderungen an die Teilung sind 3x so hoch, und die an die Zahnform 5x so hoch. Bei Modul 0,5 landest Du dann, bei den Evolenten, im My-Bereich.

Meine Franklinuhren haben Modul 3 im Zug , ein Rad 120/6, und Konstant-Adendum wie nach BS-978 Part II/Constant, nach der die Fräser der Firma Thornton funktionieren.
Bei diesem Modul hast Du im Achsabstand ein Toleranz von +0 +0,1mm in der Teilung +2,5' -2,5' (Bogenminuten), und in der Form der Zahnköpfe bei den üblichen 5% Spitzenreduktion mit +0 -0,25mm Toleranz.

Machst Du das Modul kleiner, verkleinern sich natürlich auch die Toleranzen, was wenn Du sie nicht halten kannst, den geglaubten Gewinn schnell über-kompensiert.
Industriell gefertigte Räder, werden durch Wälzfräsen vor, und durch Wälzschleifen fertig gemacht. Die gängigen Plastik-Räder sind Spritzguss und so gut wie die Muster/ Formen.
Auch da liegen die Toleranzen kleiner als Hundertstel. Einzelstücke = unbezahlbar.

Mit POM und PEEK habe ich generell schlechte Erfahrungen gemacht. Sind Sie nicht mit Glaswolle armiert, leiden sie unter Kaltfluss und armiert zerfressen sie ihre Counterparts, so die nicht härter als 58HRC sind.
Aber das ist schon ein paar Jahre her vielleicht hat sich da auchwas verbessert. Hölzerne Räder sind was für Jahrhunderte gedruckte Plastik IMHO was für Tage und Wochen. Gewöhnlich haben die Teile aus dem 3D-Drucker eine dichte Kruste, und darunter ist "Sauerkraut" also nicht wirklich gut nachzuarbeiten. Und auch keine Reserven für Verschleiß.

Du hast die Kurve von Moritz Pendel fehlinterpretiert. Da ist kein Buckel. Bis 3° pass die Radiale Wange nicht gut zur Pendelfeder, der Kreisbogenfehler wird überkompensiert. Danach wird die sonst gewölbte Kurve zur Gerade gemacht, und wie steil sie verläuft, liegt am Radius. Nach 12° rutsch die Radiale Wange in die Unterkompensation, und kimmt wieder stark auf. Beim ersten Mal, machte ich die Kompensation zu stark, also die Kurve ging ab 3° waagerecht.

Aber weil die Hemmung ja einen Teil der Antriebsleistung gegen jegliche Amplitudenänderung verwendet, war das zuviel des Guten, und eine Dichtekompensation nicht möglich. Moritz hat von all den Erfahrungen aus Harrison-Decoded profitiert und gleich einen optimalen Wert erwischt, diese Möglichkeit hatte ich vor 30Jahren noch nicht, und musste lange experimentieren. Das was die Wangen nicht platt machen, lässt man besser diedie Hemmung machen ... hier muss man den guten Mittelweg finden.

Was schwierig zu verstehen ist, ist natürlich das die Harrisonifizierten Uhren deutlich weniger anfällig sind für Die Luftdichteschwankung, ist schwer zu verstehen, ist aber so. Die übliche PPU hat eine Amplitude von 3° und ein Bob von 3Kg, meine Franklinuhr hat einen Bob von 300g und eine Amplitude von 8,5. Mein Pendel hat trotzdem mehr Energie gespeichert als das der PPU. Das Volumen des Pendels ist nur 10% von dem der PPU, also macht der Auftrieb auch nur 10% soviel Probleme. Weil aber die von der Luft bestrichene Fläche nur im Quadrat schrumpft das Volumen aber im Kubik, und Auftrieb und Reibung hier gegeneinander wirken, sind die Auswirkungen der Dichteschwankung um einiges weniger als die zuerst vermuteten 10% zur PPU.

Das ist wirklich nur ein ganz winziger Effekt. selbst unkompensiert, fällt die Uhr, kaum in 14Tagen aus der Sekunde, egal wie das Wetter war. Darum kompensiere ich zuerst den Temperaturfehler, und zwar nicht über die Tabelle, und die Pendelstange, sondern die gemessenen Werte. Und erst danach kümmere ich mich ums Barometer. Und auch nur soviel, wie das absolute Minimum, es reicht schon 50% vom Restfehler, denn die Schwankungen dauern ja nicht ewig, und gleichen sich gegenseitig auch wieder aus. Die Korrektur versaut mir aber wieder die Temperaturkompensation, nicht viel aber trotzdem lästig. Manchmal ist eben weniger mehr.

Der Schnur hilft vor dem Spleißen, ein Bad in Leimwasser, wie beim Bügeln von gestärkten Hemden, muss man nach dem Trocknen, eine gewisse Restfeuchte behalten, es soll die Fasern verkleben, aber die Schnur nicht ganz und gar bretthart werden lassen.
Also ungefähr 1Teil Stärke-Kleister 20Teile Wasser, weil man aber nicht weiss wieviel in der Schnur Plastik ist und wieviel Natur, ist probieren angesagt.
Leider wird ja die Wikipedia jeden Tag auf Neue wokistanisiert, so das leider jeder noch so kleine Kniff, der Praktiker und nicht nur hier beim Spleßen ausradiert, damit das "Wissen" am ende auch garantiert wirklich unbrauchbar ist.
Und so muss man eben etwas probieren und üben bis es klappt.

vielleicht kannst Du irgendetwas davon verwenden.
Viel Spaß beim basten

LG
Matthias

Hallo Matthias,

Zitat von Matthias Bigalke im Beitrag #16

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vielleicht kannst Du irgendetwas davon verwenden.

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Zitat von Matthias Bigalke im Beitrag #16

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Du hast die Kurve von Moritz Pendel fehlinterpretiert. Da ist kein Buckel.
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Was schwierig zu verstehen ist, ist natürlich das die Harrisonifizierten Uhren deutlich weniger anfällig sind für Die Luftdichteschwankung, ist schwer zu verstehen, ist aber so. Die übliche PPU hat eine Amplitude von 3° und ein Bob von 3Kg, meine Franklinuhr hat einen Bob von 300g und eine Amplitude von 8,5. Mein Pendel hat trotzdem mehr Energie gespeichert als das der PPU. Das Volumen des Pendels ist nur 10% von dem der PPU, also macht der Auftrieb auch nur 10% soviel Probleme. Weil aber die von der Luft bestrichene Fläche nur im Quadrat schrumpft das Volumen aber im Kubik, und Auftrieb und Reibung hier gegeneinander wirken, sind die Auswirkungen der Dichteschwankung um einiges weniger als die zuerst vermuteten 10% zur PPU.

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Das Zahnrad ist eingetroffen und ich habe es gleich mal getestet:



Es ist nicht schlecht, aber die pure Begeisterung kommt auch nicht auf. Bei dem Aufbau im Bild ist der Achsabstand nahezu perfekt und die Räder drehen sich einwandfrei. Allerdings ist das Spiel zwischen Kunststoff- und Stahlzahnrad kleiner als die angestrebten 0,15 mm. Werden die Wellen auf der Rückseite des Alu-Trägers eingesteckt, dann ist der Achsabstand 0,1 mm zu klein und die Räder hakeln beim Drehen etwas. Das sollte nicht sein und deutet darauf hin, dass der 3D-Druck minimal größer als die vorgegebene Kontur ist. Der Außendurchmesser ist allerdings 0,3 mm zu klein. Die Ursache ist klar: der Schmelzdurchmesser des Lasers beträgt offenbar 0,7 mm und darf somit nicht bis in die schmalere Zahnspitze gefahren werden. Die Software hatte zwar eine entsprechende Warnung ausgegeben, die ich allerdings ignoriert hatte (die Modul 0,2 Aussage auf der IGUS-Seite bezog sich offenbar nicht auf SLS). Auch sind die Zahnspitzen nicht eckig, sondern mit recht genau 0,35 mm Radius abgerundet.

Da die Uhr ohnehin ein Experiment mit ungewissem Ausgang ist, werde ich das Zahnrad erstmal verwenden. Die etwas zu geringe Zahnhöhe führt zusammen mit der Abrundung der Spitzen sogar dazu, dass die Überdeckung kleiner wird und die von Matthias angesprochenen, theoretisch möglichen, von mir aber noch nie festgestellten, Probleme verringert werden.

LG, Willy

Hallo Willy,

FA = gpV ?

Nach Deiner Darstellung, hat der Fingerhut im Wasserglas, denselben Auftrieb wie der Ozeandampfer, wenn er nur dieselbe Dichte hat. Wäre schön, oder auch nicht, wies beliebt, ist aber vielleicht nicht wirklich so.

Ich habe mehrere ansonsten baugleiche Franklinuhren jahrelang nebeneinander betrieben, um z.B. 3verschiedene Hemmungen vergleichen zu können, verschiedene Lagerungen, und Zahnformen ... .
Da war vieles nicht so wie es die Theorie versprochen hat.

Jedes Pendel hat irgendwo eine Amplitude, wo sich Kreisbogenfehler, Luftdichtefehler, und variabler Luftwiderstand gegeneinander aufheben.

Leider ist bei den gängigen PPU die Breite dieses Effektes sehr schmal, sehr oft schmaler, als die alltägliche Variation der Amplitude, durch Hemmung und Räderwerk so vorkommt.
Leider steht auf den Ergebnissen nicht, welcher Fehler, durch welche Ursache bedingt ist. Da braucht es viele Messungen und lange Zeit, und jede Menge Statistik ... .
Ich fand einen Faktor von ~10 größere Anfälligkeit vom Luftdruck bei der PPU als beim Grashüpfer. Beide Uhren waren ausreichend Temperaturstabil, sowohl in Bezug auf die umgebende Luft, als auch die der Stange.

Beim Harrisonifizierten Pendel, ist die Sache aber anders, die Hemmung hat einen durch die Konstruktion bedingten Amplitudenbereich, zuerst kompensiert man den kompletten Temperaturfehler, da bin ich das erste Mal auf die Nase gefallen, ich hatte die Auswirkung der Lufttemperatur nicht eingepreist, und musste ein neues Pendel anfertigen, sollte Dir bekannt vorkommen (Stange zu kurz). Dann kompensierte ich den Kreisbogenfehler komplett weg, was sich natürlich im Nachhinein als unpraktisch erwies, dann machte ich den Hemmungsfehler platt ... nun war keine Abhängigkeit der Frequenz weder von der Amplitude, noch vom Drehmoment am Steigrad mehr zu finden.

Blieb nur noch die Abhängigkeit vom Barometerstand, aber eben viel geringer als beim Hi-Q-Pendel. Ich musste den Radius der Wangen um etwa 6/10mm reduzieren, um etwas Kreisbogenfehler zu bekommen, den Komposern etwas Gewicht auflegen und die Pendelfeder verschlanken um wieder etwas Hemmungsfehler zu erlauben, um den Restfehler auf etwa die Hälfte zu reduzieren. Das reichte bisher immer um die Uhr, wenigstens nicht aus diesem Grunde aus der Sekunde zu kicken. Im Unterschied zum Hi-Q-Pendel, wirkt diese Kompensation über beinahe den gesamten Wirkungsbereich, nur gleich nach dem loshumpeln, praktisch ohne jede Antriebsreserve war die Kompensation zu wenig. Wobei ich aber nicht sagen kann, ob es aus den Fehlern im Steigrad, oder der generellen Lage des Hügels resultiert.

Das die Pendel entsprechend ihrem Volumen, auf den Luftdruck reagieren, kann ich nur feststellen, und eine oder mehrere Ursachen vermuten, leider .... .

LG
Matthias