Die Idee, eine Stimmgabeluhr als Großuhr selbst zu bauen, existiert schon länger. Ästhetisch soll die Sache sein. Bei der Ausführung gibt es durchaus verschiedenste Möglichkeiten, besonders was den Antrieb des Räderwerks angeht. Da gibt es die magnetische Übertragung, wie sie bei der Resonic von Diehl oder den Stimmgabeluhren von Copal (eine Klappzahlenuhr mit Stimmgabelwerk) angewendet wird. Und natürlich die Übertragung mit Klinke und Klinkenrad, wie sie von Bulova gebaut wurde. Vor vielen Jahren habe ich mir dazu eine Stimmgabel gekauft. Ein Monstrum, für obskure medizinische Experimente oder für physikalische Experimente gebaut. 20 cm lang, 128 Hz. Das untere Ende mit einem M8er Gewinde versehen, welches in einen Holzgriff geschraubt war. Äußerst praktisch für die Befestigung an einer Bodenplatte.
Meine erste Aktion war, mir ein Gehäuse zu besorgen. Meine Erfahrungen beim Uhrenbau ist die, dass es schon gelingt, eine Uhr zu bauen. Aber dann ein passendes Gehäuse zu finden, ist schwierig. Und meine kleinen Maschinen reichen meist nicht aus, ein Gehäuse, was ansprechend sein soll, zu fräsen. Also bin ich schon einmal den umgekehrten Weg gegangen, zuerst das Gehäuse zu besorgen und daran die Konstruktion des Uhrwerks anzupassen.
Und so konnte ich ein wunderschönes Leergehäuse als Vierglasgehäuse mit Marmorfuß besorgen. Das Gehäuse kam von einer ausgeschlachteten Bulle-Clock. Vorteil: Platz im Gehäuseboden für die Batterie. Und Sichtbarkeit von allen Seiten.
Aber zuerst zur Stimmgabel: Wie funktioniert der Antrieb? Erster Versuch erfolgte mit mechanischen Kontakten, Platin auf Gold.
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An der unscharfen Stimmgabel kann man sehen: Sie schwingt. Kontakt ist der Golddraht an einem eingeklemmten Platinblech. Sieht man oben an der Krokodilklemme. Aber: Jede Menge Nebenfrequenzen. Keine reine Schwingung möglich, weil Störung durch die Kontakte. Außerdem ein äußerst schlechter Wirkungsgrad. Die kleine Spule brauchte über 6V, damit sie die Stimmgabel überhaupt zum Schwingen brachte.
Zweiter Versuch: Elektronischer Antrieb.
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E-Block von einer Resonic von Diehl. Nett, mit Selbstanlauf. Nach einer Weile fängt die Stimmgabel selbst an zu schwingen. Und man sieht den sehr (!) provisorischen Aufbau ohne großen Aufwand. Von der Nähe betrachtet kann man das Schwingen der Stimmgabel sehr gut beobachten:
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Das funktioniert schon mal gut, und es gibt keinen Lärm durch Oberschwingungen.
Jetzt wollte ich die Schwingungszahl der Stimmgabel auf genau 100 Hz bringen und regulierbar machen. 100 Hz haben den Vorteil, dass man die Werkstatt-Röhrenlampe quasi als Stroboskop benutzen kann. So kann man die Bewegungen besser studieren und auch später die Uhr besser grob regulieren. Dazu habe ich am Fuß der Stimmgabel die Zinken geschwächt und dazu zwei Gewichte gefertigt, die die Schwingungszahl reduzieren. So bin ich annähernd auf 100 Hz gekommen. Grobe Abstimmung durch mein Multimeter und durch den Stroboskopeffekt. So sah die Stimmgabel dann aus:
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Bei genauer Betrachtung kann man die kleinen Excenter auf den Gewichten sehen. So kann man durch Verschieben der Gewichte die Frequenz grob regulieren. Fein durch verdrehen der Excenter.
Im Gehäuse wirkt das schon mal gar nicht so schlecht:
Im Moment geht das Schreiben noch schnell, denn ich spreche nicht von der Gegenwart. Das Projekt ist schon weiter gediehen. Es geht also weiter: Das nächste, sehr spannende, ist die Übertragung der Schwingungen auf das Räderwerk. Weil mir anfangs noch gar nicht klar war, ob das möglich ist und ob meine Maschinen ein so feines Klinkenrad überhaupt herstellen können, habe ich auch hier sehr provisorisch gearbeitet. Die Ansprüche an das Räderwerk sind höchst verschieden. Das Klinkenrad muss sehr fein verzahnt sein und eine gute Lagerung haben. Wenn geht, mit Trompetenzapfen und einer Art Stoßsicherung. Der Rundlauf muss relativ gut sein, dazu später mehr. Der Anspruch an den Rest des Räderwerks ist eher gering: Es wird kaum Kraft übertragen, dann auch noch vom Schnellen zum Langsamen. Je weiter wir bei der Räderwerkskaskade kommen, desto geringer werden die Ansprüche. Geplant ist, später Steine einzusetzen, aber zum Testen ist das nicht notwendig. Eigentlich sind die Lagersteine überflüssig, tragen aber dann zum Aussehen bei. Jetzt könnte man sich ein Räderwerk komplett selbst bauen. Aber nötig ist das nicht. Also habe ich ein rundes Uhrwerk von Hermle kannibalisiert. Von denen hatte ich zwei, und das Räderwerk konnte angepasst werden. Es gibt also eine wilde Mischung aus Gehwerkrädern und Schlagwerkrädern. Nur ein Rad musste ich fräsen, das Kleinbodenrad. Denn da passten die Zahnzahlen überhaupt nicht. Nett: Genau den passenden Fräser mit richtigem Modul hatte ich hier. Und natürlich mussten die Höhen der übrigen Räder auf den Trieben passend versetzt werden. Der erste Versuch des Räderschneidens ging prompt schief. Geschlafen. Also noch mal. P1020009.JPG - Bild entfernt (keine Rechte) P1020008.JPG - Bild entfernt (keine Rechte) Für das versuchsweise Klinkenrad musste das Windfangtrieb des Schlagwerks herhalten. Die Übersetzung gab für das Klinkenrad genau 75 Zähne. Blöd nur, dass mein Teilapparat mit den vorhandenen Teilscheiben 74 und 76 Zähne schneiden konnte, aber keine 75! Also musste ich mir dazu noch eine Teilscheibe mit genau 30 Bohrungen fertigen, was aber mit dem Teilapparat ging. Also ein Werkzeug für das Werkzeug. Der Rohling für die Teilscheibe, verglichen mit einer fertigen vom Zubehör der Teilscheibe: P1020011.JPG - Bild entfernt (keine Rechte) Und die neu gebohrte Teilscheibe, nur mit einem Bohrungskranz. Wer weiß, vielleicht gibt es ja noch mal Bedarf, und dann braucht man keinen neuen Rohling zu fertigen: P1020016.JPG - Bild entfernt (keine Rechte) Wie man sieht: Auch das Provisorium zum Funktionstest braucht schon jede Menge Zeit... Jetzt geht es also an das Fertigen des Klinkenrades und an die ersten Tests, aber dazu später mehr... Frank
Du solltest beim Klinkenrad auf möglichst niedriges Gewicht achten. Mit steigender Frequenz werden Effekte der Massenträgheit relevant, denn das Klinkenrad muss ja bei jeder Schwingung beschleunigt und gebremst werden.
Auch Rücklauf des Klinkenrades muss möglich sein, damit die Amplitude schwanken kann und das Klinkenrad ggf. bis an die Sperrklinke zurück gezogen wird, wenn die Antriebsklinke ihre Rückbewegung macht.
Und genau damit hatte ich Probleme. Aber dazu gibt es auch Lösungen. Kleines Klinkenrad - kleine Massenträgheit. Und wie klein das sein musste... Aber die Stimmgabel hat ja nur 100 Hz, das macht das Problem etwas kleiner.
Auch wird die Trägheit des Rades die Frequenz der Stimmgabel nochmal nach unten ziehen. Insofern hoffe ich, dass das Schwächen der Gabel nicht voreilig war. Tolles Projekt, spannender Thread!
Die Frequenz zu erhöhen ist nie ein Problem, weil es ja oben an der Gabel die Gewichte gibt. Entweder kann man sie heruntersetzen, oder man macht sie leichter. Die Gewichte haben eine viel höhere Wirksamkeit als die Schwächung der Gabel, das ist jedenfalls meine Erfahrung beim Abstimmen der Stimmgabel gewesen. Ich war immer erstaunt, wie wenig Auswirkung auf die Schwingung es hatte, die Gabel unten zu schwächen.Weil es weiterhin schwierig ist, das gleichmäßig für beide Zinken zu machen, habe ich dann die Gewichte gefertigt. Ich habe eine Präzisionswaage, und damit ist es nicht besonders problematisch, die Gewichte gleich schwer zu machen, auf 1/100g. Frank
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22.02.2025 21:24 (zuletzt bearbeitet: 22.02.2025 21:26)
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Bin neugierig auf die Weiterentwicklung.
