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Der nächste Schritt war die Konstruktion des gesamten Räderwerks. Die meisten Pendeluhren haben
den gleichen Grundaufbau mit leichten Unterschieden in den Getriebeübersetzungen. Die
Hauptanforderung ist, dass sich der Minutenzeiger einmal pro Stunde und der Stundenzeiger einmal pro
12 Stunden drehen soll. Der Rest der Konstruktion verwendet einfache Mathematik zur Berechnung der
Drehgeschwindigkeit der verschiedenen Zahnräder. Es ist ein wenig Versuch und Irrtum, um gute
Getriebeübersetzungen zu finden. Irgendwann beginnt alles wie eine Uhr auszusehen. Abbildung 1
zeigt das Modell des endgültigen Räderwerks.
Die meisten Uhrenkonstruktionen haben nur ein Zahnrad zwischen der Hemmung und dem
Minutenzeiger. Dabei werden häufig die Übersetzungen 8:1 und 7,5:1 verwendet. Ich wählte ein
alternatives Design, bei dem ein zusätzliches Zahnrad mit einem Übersetzungsverhältnis von 4,5:1
zwischen den Stufen verwendet wird. Dies hat mehrere Vorteile, vor allem die Möglichkeit, 12-Zahn-
Ritzel mit relativ kleinen Zähnen auf den größeren Zahnrädern zu verwenden.
Bei den gewählten Zahnradgrößen dreht sich die Hemmung alle 39,5 Sekunden einmal. Diese hätte mit
einer 20-Zahn-Hemmung und einer Pendellänge von etwa 39 Zoll gebaut werden können. Stattdessen
wählte ich eine 30-Zahn-Hemmung mit einer Periode von 0,658 Sekunden pro Schwung in jede Richtung.
Ein Pendel mit einer Länge von knapp 17 Zoll wird die Anforderung erfüllen. Diese Pendellänge scheint
proportional zur Größe des Uhrenkörpers zu sein. Das Pendel schlägt mit einer Rate von 5467,5
Schlägen pro Stunde.
Der nächste Schritt bei der Konstruktion des Räderwerks ist ein Verhältnis von 12:1 zwischen dem
Minuten- und dem Stundenzeiger. Es gibt viele verschiedene Zähnezahlen, die dieses Verhältnis erfüllen
würden. Die typischen Zahnräder sind 32:8 und 30:10, um ein Verhältnis von 4:1 und 3:1 für eine
Gesamtübersetzung von 12:1 zu erreichen. Ein kleines Problem bei dieser Zähnezahl ist, dass der
Schwenkabstand den Minutenzeiger stören würde. Bei dieser Uhrenkonstruktion wird ein 48:18 und
54:12 Zahnraddesign mit 2,67:1 und 4,5:1 Übersetzungen verwendet. Dadurch liegt der Drehpunkt
gerade außerhalb der Aufstandsfläche des Minutenzeigers, so dass es keine Störungen gibt. Der
Stundenzeiger dreht sich immer noch mit 1/12 der Geschwindigkeit des Minutenzeigers.
Die letzte Komponente ist der Gewichtszug zur Bereitstellung einer Energiequelle. Das Ziel für diesen
Entwurf ist eine Laufzeit von 8 Tagen. Die Gewichtstrommel wird entlang der Mitte der Uhr platziert,
wodurch das Kabel leicht zur Seite gelegt wird. Durch das Hinzufügen einer Umlenkrolle zur
Gewichtsschale bleibt das Gewicht symmetrisch zur Mittellinie der Uhr. Getriebeübersetzungen und
Gewichtstrommeldurchmesser wurden so gewählt, dass eine 8-tägige Laufzeit möglich ist.
Eine 8-tägige Laufzeit mit 52"
abnehmen kann. Eine Seilrolle verdoppelt die Länge, um 13"
Die 1"
(2,54 cm)
-Gewichtstrommel dreht sich alle 6 Stunden einmal. Zwei Zahnradsätze teilen diese auf
eine Umdrehung des Minutenzeigers pro Stunde auf. Eine 4,6 Pfund schwere Trommel hat gerade
genug Kraft, um die Uhr 8 Tage lang laufen zu lassen, aber ich habe sie auf 6,2 Pfund erhöht, um die Uhr
zuverlässiger laufen zu lassen. Einige meiner ersten Experimente verwendeten eine größere
Gewichtsschale und ein Teilungsverhältnis von 3:1 mit einer Laufzeit von nur 4 Tagen. Ich fügte an
mehreren kritischen Stellen Stahlbuchsen hinzu, um die Reibung so weit zu reduzieren, dass der 8-Tage-
Radsatz verwendet werden konnte.
(132cm)
Abwurf bedeutet, dass das Gewicht pro Tag um 6,5"
(33cm)
Schnur pro Tag abzuwickeln.
2
(16.5cm)
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