Unruhe

Titel

Uhr,

Regulator

[* 2] mechan. Vorrichtung zum Messen der Zeit, speziell, da Wasser-, Sand- und Sonnenuhren (s. d.) ihre Bedeutung im wesentlichen verloren haben, ein Räderwerk, welches durch ein fallendes Gewicht oder durch eine sich entspannende Feder getrieben wird. Dieses Räderwerk, bestehend aus einer Anzahl ineinander greifender Zahnräder, zählt gewissermaßen die kleinen, aber sehr regelmäßigen Bewegungen, welche ein andrer Teil der Uhr, der Regulator, [* 4] vollbringt, und registriert sie durch den Zeiger auf dem Zifferblatt.

Regulator und Räderwerk sind durch die Hemmung miteinander verbunden. Ersterer ist ein Pendel [* 5] oder ein Schwungrad mit Spiralfeder, und je nach der Kombination dieser Teile unterscheidet man nun Gewichtuhren, die meist auch Pendeluhren sind, und Federuhren mit Pendel (Stutzuhren) oder Unruhe (Taschenuhren). In dem Räderwerk befindet sich ein Rad, welches sich genau in einer Stunde umdreht (das Minutenrad) und den Minutenzeiger trägt, während ein besonderes kleines Räderwerk (Zeiger- oder Vorlegewerk) mit zwölfmal langsamerer Bewegung den Stundenzeiger treibt.

Bei den Gewichtuhren wirkt das fallende Gewicht, solange es überhaupt fällt, mit stets gleichbleibender Kraft, [* 6] die spiralförmig aufgewundene Feder aber, welche, indem sie sich entspannt, das Räderwerk treibt, wirkt weniger gleichmäßig, und es bedarf zur Erzielung eines gleichförmigen Ganges der Uhr einer vollkommen konstruierten Hemmung. Man benutzt zu diesem Zweck aber auch die Kette, welche das die Feder enthaltende Federhaus mit der Schnecke, einem abgestutzten Kegel, verbindet und, wenn die Uhr aufgezogen ist, ganz um die Schnecke, vom dickern nach dem dünnern Ende derselben gewunden ist. Indem nun die Feder das Federhaus dreht, wickelt dieses die Kette von der Schnecke ab, und die Kompensation der Ungleichheiten in der Zugkraft der Feder erfolgt, weil die Kette zuerst an dem kleinsten und dann an immer größerm Halbmesser der Schnecke thätig ist. Diese in den ältern Taschenuhren (Spindeluhren) übliche Einrichtung findet sich jetzt nur noch in Präzisionswerken.

Schwindsucht - Schwing

Da die Schwingungsdauer eines Pendels nur dann konstant ist, wenn seine Länge unverändert bleibt, diese aber durch die Temperaturschwankungen sich verändert, so benutzt man für genaue Uhren [* 7] Kompensationspendel, bei denen durch die verschieden große Ausdehnung [* 8] zweier Metalle der Mittelpunkt der Pendellinse in gleicher Entfernung vom Aufhängepunkt erhalten wird. Sind in [* 2] Fig. 1 e e e drei Eisenstäbe, z z zwei Zinkstäbe, so ist bei der eigentümlichen Aufhängungsweise der Pendellinse die Aufgabe gelöst, wenn die Summe der Längen eines äußern und des mittlern Eisenstabes sich zu der eines Zinkstabes verhält wie die Ausdehnungskoeffizienten von Zink und Eisen. [* 9] Die Unruhe, ein kleines Schwungrädchen mit Spiralfeder, welches um eine Gleichgewichtslage schwingt, macht Schwingungen von konstanter Dauer, solange Durchmesser, Schwingungsbogen und Spiralenlänge unverändert bleiben, ist also auch von Temperaturschwankungen abhängig und bedarf bei Chronometern wie das Pendel einer Kompensation. Die Hemmung (échappement) hat dem Pendel oder der Unruhe fort und fort mittels kleiner Impulse dasjenige an Kraft zu ersetzen, was sie durch Reibung [* 10] und Luftwiderstand bei jeder Schwingung [* 11] einbüßen. Bei der viel angewandten Ankerhemmung von Graham [* 2] (Fig. 2) ist A ein sogen. Steigrad, welches durch Zahnräderübersetzung von der Gewichtstrommel aus bewegt wird, während der Anker [* 12] B an den Schwingungen des Pendels teilnimmt u. so abwechselnd links u. rechts in die Zähne [* 13] des Steigrades eingreift.

In der dargestellten Lage wird im nächsten Moment der jetzt gesperrte Zahn k frei und erteilt, an der schrägen Fläche g i entlang gleitend, dem Pendel einen kleinen Impuls. Nachdem sich hierauf das Steigrad um die halbe Entfernung zweier Zähne bewegt hat, stößt rechts ein Zahn gegen den Arm m des Ankers, und das Rad bleibt so lange gesperrt, bis das Pendel zurückkehrt. Auch hier erteilt die Zahnspitze demselben einen Impuls, indem sie an der Hebefläche m p entlang gleitet.

Die Hemmung heißt ruhende Hemmung, weil das Steigrad, während es gesperrt ist, vollständig unbeweglich bleibt, was bei den ältern Ankerhemmungen nicht der Fall war. Dem Anschein nach wesentlich, in Wirklichkeit aber nur wenig verschieden von dieser Hemmung ist die Cylinderhemmung der Taschenuhren, bei welcher statt vieler Zähne nur ein einziger zwischen den beiden Armen des Ankers sich befindet, der nun durch die hohle Achse der Unruhe gebildet werden kann. Bei der Ankerhemmung neuerer Taschenuhren [* 2] (Fig. 3) ist A der sogen. Anker, B die Unruhachse mit der darauf sitzenden Scheibe g und C das vom Uhrwerk in der Richtung des Pfeils getriebene Steigrad; i ist der sogen. Hebestein, welcher an der Scheibe g befestigt

[* 2] ^[Abb.: Fig. 1. Kompensationspendel.

Fig. 2. Ankerhemmung von Graham.

Uhr (Remontoir-, selbs

Fig. 3. Ankerhemmung in den neuern Taschenuhren.] ¶

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ist und den doppelten Zweck hat, den Anker in den extremen Stellungen II und III zu halten, in denen das Steigrad gesperrt wird, und anderseits in dem Moment, in welchem ein Zahn des letztern an einer der beiden Hebeflächen m n oder p q entlang gleitet, durch die Hörner t und r, zwischen denen er dann liegt, den Impuls zur Erhaltung der Unruhbewegung zu empfangen. Der letztere Moment ist in der [* 14] Figur, Stellung I, gezeichnet. Der Zahn k gleitet an der Hebefläche p q entlang und bewirkt dadurch eine Bewegung des obern Teils des Ankers nach links; dadurch drückt das Horn r auf den Hebestein und unterstützt die Drehung, in welcher sich die Unruhe augenblicklich befindet, bis die Stellung II eingetreten ist; in dieser sperrt der Zahn z, gegen welchen sich der Zahn v legt, das Steigrad so lange, bis die Unruhe umkehrt und den Hebestein gegen r trifft, wodurch der Anker den Zahn v freigibt, welcher nun auf die Hebefläche m n wirkt und einen Impuls nach der andern Richtung erteilt.

Gang (Geologie)

Hierauf tritt die Stellung III ein, und das Spiel wiederholt sich. Die Unruhe ist in der [* 14] Figur weggelassen, ebenso der sogen. Sicherheitsmesser, welcher verhindert, daß bei Erschütterung fehlerhaftes Arbeiten stattfindet. Bei diesen Hemmungen liegt noch ein gewisser Nachteil in dem Umstand, daß der Anker während des größten Teils der Pendelschwingung an den Zähnen des Steigrades gleitet und dabei eine von der Größe der Triebkraft abhängige Reibung erfährt, welche leicht verzögernd auf den Gang [* 15] der Uhr einwirken kann.

Aus diesem Grund hat man freie Hemmungen konstruiert, bei welchen Pendel oder Unruhe, mit Ausnahme des vom Triebwerk aus erteilten Stoßes, während der Schwingung möglichst frei von Druck und Reibung bleiben. Noch vollkommener wirken die Hemmungen mit konstanter Kraft, bei denen der Impuls dem Regulator nicht direkt durch die Triebkraft, sondern vermittelt durch eine Feder oder ein Gewicht erteilt wird, welche nach jeder Pendelschwingung regelmäßig durch die treibende Hauptkraft wieder aufgezogen werden.

Dieses letztere Mittel ist in Anwendung namentlich bei den Chronometern (»Zeitmessern«),

welche auf Schiffen zur Bestimmung der geographischen Länge benutzt werden (deshalb Seeuhr, Längenuhr), indem man die von ihnen angegebene Zeit mit der an Ort und Stelle sich aus Beobachtung der Sonne [* 16] oder der Sterne ergebenden Zeit vergleicht. Je 4 Minuten Zeitunterschied entsprechen bekanntlich einem Grad Längenunterschied. Der Gedanke stammt bereits aus dem Jahr 1530, wo ihn Gemma Frisius kurz nach Erfindung der Taschenuhr aussprach. Huygens verfertigte eine solche Uhr mit gutem Erfolg bereits 1665, eine vollkommnere Lösung der Aufgabe wurde 1728 durch Harrison erreicht, alles bisher Geleistete übertraf aber Bréguet.

Gold (Gewinnung aus ge

Die Chronometer haben sehr kräftige Kompensationsunruhen, häufig mit Spiralfedern von bedeutender Länge aus stark gehämmertem Gold, [* 17] um das Rosten zu verhindern. Alle Räder müssen aufs vorzüglichste gelagert und äquilibriert sein. Ein Chronometer muß auch vorsichtig gebraucht werden, frei von heftigen Erschütterungen bleiben und weder in zu trockner noch zu feuchter Atmosphäre sich befinden. Ein mathematisch sicheres Resultat ist aber selbst bei der ausgesuchtesten Behandlung nicht zu erwarten.

Das Aufziehen der Taschenuhren mit besonderm Uhrschlüssel wird bei den Remontoiruhren vermieden, bei denen der äußere Griff der Uhr, wenn man ihn dreht, auf ein kleines Zahnradsystem wirkt, welches das Aufziehen besorgt. Eine autodynamische oder selbst aufziehende Taschenuhr von Löhr ist mit einem Aufziehmechanismus versehen, der nach Art der Schrittmesser mit schwingendem Hämmerchen arbeitet. Bei geringen Erschütterungen, wie sie die Uhr beim Gehen, Reiten, Fahren etc. erleidet, gerät ein Gewichtshebel in Schwingungen, und diese werden auf ein Räderwerk übertragen, welches zum Aufziehen der Uhrfeder dient.

Lößls autodynamische Gewichtsuhr befindet sich in einem allseitig geschlossenen Gehäuse und geht, einmal aufgezogen, ohne weiteres Zuthun von außen. Das Gehwerk wird durch ein hängendes Gewicht betrieben, und man benutzt den stets schwankenden Barometer- oder Thermometerstand, um das Gewicht stets in gleicher Höhe zu erhalten. Die Gleichmäßigkeit des Ganges ist durch ein genau adjustiertes Kompensationspendel gesichert. Eine sehr viel längere Gangbarkeit, als die gewöhnlichen Pendeluhren besitzen, erhielt Harder durch Anwendung eines rotierenden Torsionspendels.

Dieses Pendel besteht aus einer wagerechten Scheibe, die in ihrem Mittelpunkt an einer dünnen, schmalen, sehr geschmeidigen, senkrecht an einem festen Punkt herabhängenden Stahlfeder befestigt ist und, ohne ihre Lage zu ändern, wie die Unruhe einer Taschenuhr abwechselnd vor- und rückwärts schwingt. Da diese Scheibe bei ihrer immer gleichbleibenden Lage keine Luft verdrängt und nicht gehoben wird, so kann sie mit demselben Kraftaufwand unter sonst ähnlichen Verhältnissen sehr viel länger im Gang erhalten werden als ein Pendel; ja, es gelingt, diese Uhr in der Weise zu konstruieren, daß sie im Jahr nur einmal aufgezogen zu werden braucht (daher Jahresuhr). Besondere Versuche haben ergeben, daß die Schwingungen des Torsionspendels ebenso isochron sind wie die eines gewöhnlichen Pendels, so daß der regelmäßige Gang einer mit Torsionspendel versehenen Uhr in dieser Hinsicht sichergestellt ist.

Hammer (Dampfhammer)

Die Schlagwerke der Uhren werden durch eine besondere Triebkraft, Gewicht oder Feder, betrieben und in gewissen Momenten durch das Gehwerk ausgelöst. Bei der eintretenden Bewegung wirkt meist ein Windflügel, welcher schnell um seine Achse rotiert, als Regulator, und der Hammer [* 18] wird so lange ausgehoben und fallen gelassen, bis die Bewegung wieder durch das Gehwerk gesperrt wird. Bei den Repetieruhren wird das Schlagwerk nicht durch das Gehwerk, sondern durch eine äußere Kraft, z. B. den Zug an einer Schnur oder den Druck an einem Knopf, ausgelöst.

Für Uhren, welche eine selbst in den kleinsten Zeitteilen gleichförmige Bewegung haben müssen, namentlich bei solchen zum Bewegen astronomischer Fernröhre, die dem Lauf der Sterne folgen sollen, wendet man ein Zentrifugalpendel an, welches auch konstante Umdrehungszeiten besitzt. Eine Hemmung ist bei diesen Uhren gar nicht nötig, da direkt eine schnell gehende Achse als Pendelachse benutzt werden kann. Wächterkontrolluhren zwingen den Wächter, zu regelmäßigen Zeiten seine Rundgänge zu machen, indem sie jede Abweichung von der Vorschrift sofort verraten.

Uhr (Geschichtliches,

Bei der Uhr von Bürk macht der Wächter mit verschiedenen, an den einzelnen Stationen in besondern Kästchen eingeschlossenen Schlüsseln auf einem in der Uhr sich bewegenden Papierstreifen Eindrücke, aus deren Ort in der Längenrichtung des Streifens auf den Moment der Einwirkung, aus deren Ort in der Breite [* 19] aber auf die Station geschlossen werden kann, an welcher sie erfolgt, sofern jeder Schlüssel nur im stande ist, an einer bestimmten Stelle in der Breitendimension zu wirken. Versäumt der Wächter eine Station, so fehlt ein derselben entsprechender Punkt auf dem Streifen. ¶

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Die Zeit der Erfindung der ist nicht genau bekannt. Die Alten hatten nur Sonnen-, Sand- und Wasseruhren (s. d.). Der Grundgedanke der mechanischen Gewichtsuhr wurde schon von Aristoteles ausgesprochen, und im frühen Mittelalter finden sich mechanische Uhren in Deutschland. [* 21] Im 12. Jahrh. benutzte man in Klöstern Schlaguhren mit Räderwerk, und auch Dante erwähnt solche. Da Sultan Saladin dem Kaiser Friedrich II. eine Räderuhr zum Geschenk machte, so hat man die Sarazenen für die Erfinder dieser Uhren gehalten, die erst durch die Kreuzzüge nach Europa [* 22] gekommen seien.

Der Bau der Turmuhren läßt sich bis ins 14. Jahrh. verfolgen. Die Benutzung des Pendels regte Galilei an, und unter seiner Leitung arbeitete Balcetri an einer Pendeluhr, allgemein wurde die Pendeluhr aber erst bekannt, als Huygens, der eine solche 1656 konstruierte, sein »Horologium oscillatorium« (1673) hatte erscheinen lassen. Als Erfinder der Taschenuhren gilt Peter Henlein (Hele) in Nürnberg [* 23] (um 1500); die ersten hatten cylindrische Form, die eiförmigen (Nürnberger Eier) kamen um 1550 auf. Barlow erfand 1676 die Repetieruhren.

Schweiz

Die Verfertigung der Uhren wird jetzt fast durchweg fabrikmäßig betrieben, und zwar nimmt die Schweiz [* 24] hinsichtlich der Produktion und Beschaffenheit ihrer Taschenuhren den ersten Rang ein. Genf [* 25] (seit 1587), Locle und Chaux de Fonds sind die Hauptsitze dieser Industrie. Hier, in Biel, Solothurn [* 26] und St.-Imier bestehen Uhrmacherschulen. Die englischen Uhren besitzen zwar einen großen Ruf; doch sind ihnen wirklich gute Schweizer Uhren gleichzustellen, ja hinsichtlich der Konstruktion vorzuziehen. In Deutschland werden Taschenuhren seit 1845 in Glashütte in Sachsen [* 27] (mit Uhrmacherschule) und in Silberberg (Schlesien), [* 28] hier auch Wächter-, Kontroll- und Turmuhren gefertigt.

Die vorzüglichsten Pendeluhren mit zahlreichen Arten von Gehäusen, mit Weckern, Schlagwerken, Spielwerken, Figuren, Kuckuck etc. liefert der Schwarzwald seit der zweiten Hälfte des 17. Jahrh., besonders seit 1780. Für diese Uhren, die auch in Freiburg [* 29] (Schlesien) dargestellt werden, besteht eine Uhrmacherschule in Furtwangen. Hauptsitze der Schwarzwälder Uhrenindustrie sind im frühern Seekreis: Hüfingen, Neustadt, [* 30] Villingen und im frühern Oberrheinkreis: Freiburg, Hornberg, Triberg und Waldkirch.

Bes. - Besançon

Frankreich hat bedeutende Taschenuhrenfabrikation in Besançon. [* 31] Stutzuhren werden besonders in Paris, [* 32] Wien, [* 33] Prag, [* 34] Graz, [* 35] Augsburg, [* 36] Berlin [* 37] und Lähn in Schlesien gefertigt. Die Vereinigten Staaten [* 38] haben seit 1854 Pendel- und Taschenuhrenindustrie besonders in Waltham (Massachusetts) und Elgin (Illinois); mit vortrefflichen Arbeitsmaschinen liefert man Uhren, welche bei gleichem Preis den schweizerischen mindestens gleichkommen und diesen selbst in Europa erfolgreich Konkurrenz machen.

Vgl.   Jürgensen, Die höhere Uhrmacherkunst (2. Aufl., Kopenh. 1842);

Rösling u. Stoß, Der Turmuhrenbau (Ulm [* 39] 1843);

Martens, Beschreibung der Hemmungen der höhern Uhrmacherkunst (Furtwang. 1858);

Saunier-Großmann, Lehrbuch der Uhrmacherei (Glash. 1879, 3 Bde.);

Derselbe, Das Regulieren der Uhr (das. 1880);

Derselbe, Taschenwörterbuch für Uhrmacher (das. 1880);

Felsz, Der Uhrmacher als Kaufmann (Berl. 1884);

Rüffert, Katechismus der Uhrmacherkunst (3. Aufl., Leipz. 1885);

Sievert, Leitfaden für Uhrmacherlehrlinge (4. Aufl., Berl. 1886);

Horrmann, Repassage einer viersteinigen Cylinderuhr (2. Aufl., Leipz. 1886);

Gelcich-Barfuß, Geschichte der Uhrmacherkunst (4. Aufl., Weimar [* 40] 1886);

Schilling-Baumann, Über Uhren, deren Geschichte und Behandlung (Zürich [* 41] 1875);

Rambol, Enseignement théorique de l'horlogerie (Genf 1889 ff.);

»Die Marfelssche Uhrensammlung« (Frankf. a. M. 1889, 18 Tafeln);

vier Fachzeitschriften (in Leipzig, [* 42] Berlin, Romanshorn und Wien).

Elektrische und pneumatische Uhren.

(Hierzu Tafel »Elektrische Uhren«.) [* 43] Elektrische Uhren wurden zuerst von Steinheil 1839, von Wheatstone u. Bain 1840 konstruiert. Man unterscheidet jetzt drei Systeme: sympathische Uhren (elektrische Zeigerwerke), bei welchen die Angaben einer gewöhnlichen Normaluhr durch elektromagnetische Vorrichtungen auf eine größere Anzahl von Zifferblättern übertragen werden;

elektromagnetische Stundensteller, welche mit Hilfe des elektrischen Stroms in bestimmten Zeiträumen die Richtigstellung einer Anzahl von Uhren mit selbständigen Gangwerken nach den Angaben der Normaluhr bewirken, und elektrische Pendeluhren, welche ohne ein Laufwerk nur durch den elektrischen Strom in Thätigkeit gesetzt und erhalten werden.

Getriebe - Getriebene

Bei den sympathischen Uhren sendet die Normaluhr mittels einer in das Getriebe [* 44] eingelegten einfachen Kontaktvorrichtung in jeder Minute in die Leitung einen Strom, welcher die Fortbewegung des Minutenzeigers der sympathischen Uhr um ein Feld veranlaßt. Die sympathische Uhr von Siemens u. Halske [* 20] (Fig. 1) besteht aus dem Elektromagnet MM, der auf der Platte g und mit dieser auf der Platte PP festgeschraubt ist. Den Polen pp ganz nahe gegenüber steht fast vertikal der um h drehbare Anker aa; die Abreißfeder f zieht ihn in die Ruhelage, wenn er von den Polen pp nicht angezogen ist, bis zu dem Aufhaltestift i zurück. An seinem verlängerten Ende befindet sich ein stählerner Stößer c sowie etwas tiefer eine kleine stählerne Schneide b. R ist ein Zahnrad mit 60 eigentümlich gekrümmten Zähnen, für dessen Achse die Platte e das Lager [* 45] bildet.

Auf derselben Platte e ist ein kleiner stählerner und leicht federnder Sperrhaken d festgeschraubt. So oft ein galvanischer Strom durch die Leitung LL..., also durch den Elektromagnet MM, hindurchgeht, wird der Anker aa angezogen und durch den Stößer c ein Zahn des Rades R fortgestoßen. Die Schneide b fällt dabei sofort in eine Zahnlücke ein und verhütet, daß durch den Stoß des Stößers mehr als Ein Zahn fortgestoßen werde, während zugleich der federnde Haken d über den schiefen Rücken des zu seiner Rechten liegenden Zahns hinweggleitet und in die nächste Zahnlücke einfällt, um beim Rückgang des Stößers c bei Unterbrechung des Stroms zu verhindern, daß das Rad R selbst wieder mit zurückgeschleift werde. Es folgt hieraus, daß sich bei jedem Durchgang des Stroms durch die Leitung LL das Rad R um eine Zahnbreite bewegt und daher bei 60maliger Wiederherstellung und Unterbrechung des Stroms eine volle Umdrehung erleidet.

Die Achse des Rades R trägt den Minutenzeiger, und eine einfache Räderübersetzung führt zur Bewegung des Stundenzeigers. Um nun die einmalige Umdrehung des Rades R in einer Stunde zu erreichen, muß die Batterie in jeder Minute einmal geschlossen und wieder geöffnet werden. Dies geschieht durch die Normaluhr, die zu diesem Behuf ein Rad enthält welches in jeder Minute eine Umdrehung macht. [* 20] Fig. 2 zeigt dieses Rad bei w. Der auf demselben festgelötete Zapfen [* 46] z erreicht in jeder Minute einmal seine tiefste Stellung, in welcher er die an der Klemme a befestigte Metallfeder f ¶