Kapitel 4 – Die Uhr – Technikgeschichte mit fischertechnik

Das Hauptmodell des Kapitels, die Turmuhr, ist ein komplexes Modell. Es ist daher sinnvoll und notwendig, die einzelnen Einheiten der Uhr unabhängig voneinander aufzubauen, zu justieren und ihre Funktion zu verstehen. Dadurch kann man die Einheiten danach viel besser zusammenspielen lassen. Wie das Zusammenspiel funktioniert, worauf generell zu achten ist und wie sich die Technik historische entwickelt hat, ist detailliert im Buch beschrieben.

Zu der im Buch vorgestellten Turmuhr haben wir eine Variante mit einigen kleinen, aber wesentlichen Verbesserungen konstruiert. So führt die Verwendung von Kupplungsstücken statt Bausteinen 15 mit Bohrung automatisch zu reibungsärmeren Lagern. Dadurch ist es leichter, ein gut funktionierendes Gangwerk nachzubauen. Der Aufbau der Spindelhemmung wurde so verbessert, dass nur noch die Position eines S-Riegels justiert werden muss. Das Pendel wird mit einer Drehscheibe statt mit einer Seiltrommel an der Spindel befestigt und lässt sich dadurch sehr leicht justieren. Schließlich kann die Uhr jetzt im Laufen gestellt und aufgezogen werden.

Spindelhemmung

Beim Bau der Spindelhemmung ist darauf zu achten, alle Bauteile exakt bündig zusammenzufügen. Insbesondere sollten die Klemmstifte auf einer ebenen Tischplatte bündig in das Innenzahnrad eingedrückt werden. Die Nabe und die Spannzange werden sehr fest angezogen. Die Ausrichtung der Nuten in den Bausteinen sollte beachtet werden. Die Achse 50 muss gerade sein und sich leichtgängig im Baustein 15 mit Bohrung drehen lassen.

Jede der Halterungen im folgenden Bild besteht aus einem Kupplungsstück, zwei Winkelsteinen 7,5, einem Winkelstein 15 und einem Baustein 15 mit einem Zapfen.

Wenn man am Z10 in Laufrichtung gleichmäßig dreht, sollte der Mechanismus gleichmäßig rattern. Die Lappen (S-Riegel) sollten sich abwechselnd in den Weg stellen und weggedrückt werden, ohne dass es klemmt oder die Stifte unter den Lappen ohne Kontakt durchrutschen. Die Stifte sollten den rechten Lappen in der oberen Abbildung nach oben wegdrücken, d.h. sich darunter durchschieben. Die Position des Lappens ist daher ziemlich unkritisch. Auf der anderen Seite drücken die Stifte den linken Lappen seitlich weg. Die optimale Position des S-Riegels im Winkelstein 30° muss daher experimentell ermittelt werden.

Mit dem Waagbalken sollte sich beim Drehen am Z10 ein gleichmäßiges Tick-Tack einstellen. Wenn dies nicht der Fall ist, muss die Position der Kupplungsstücke und der S-Riegel verändert werden.

Gehwerk

Die Träger des Gehwerks enthalten nun Kupplungsstücke als reibungsarme Lager.

Die Wellen des Gehwerks (Achse 90 und Achse 80) erhalten Abstandsringe 31597 an den Stellen, wo sie zu den Kupplungsstücken Kontakt haben können. Der kleine Durchmesser der Abstandsringe garantiert geringe Reibung.

Die Hauptantriebswelle (Achse 200) wurde hier etwas anders aufgebaut, um das Stellen und Aufziehen der Uhr im laufenden Betrieb zu ermöglichen. Das Ritzel Z10 muss sehr fest angezogen werden. Es gibt die Drehbewegung von der Hauptantriebswelle an die Zeitanzeige weiter. Außerdem stellt man die Uhr durch Drehen dieses Ritzels. Die Nabe des Z40 muss deutlich weniger stramm angezogen werden. Im Normalbetrieb sollte die Welle vom Z40 sicher mitgenommen werden. Beim Stellen hält man das Z40 fest. Die Welle muss dann in der Nabe des Z40 durchdrehen. Die Drehscheibe enthält eine Freilaufnabe und ist im Normalbetrieb durch die Rastachse 20 mit dem Z40 starr verbunden. Zum Aufziehen wird diese Verbindung gelöst. Dann wird gleichzeitig mit der rechten Hand gekurbelt, während mit der linken Hand ungefähr das Drehmoment auf das Z40 ausgeübt wird, das im Normalbetrieb das Gewicht ausüben würde.

Der erste Träger wird mit allen drei Füßen exakt bis zum Anschlag in die Grundplatte eingeschoben und die Wellen auf dieser Seite eingesteckt.

Danach wird der hintere Träger auf die Wellen und anschließend bis zum Anschlag in die Grundplatte gesteckt.

Dreht man nun einmal kurz, aber kräftig am Antriebsrad, so muss das Gehwerk mehrere Sekunden nachlaufen.

Gehwerk mit Hemmung und Pendel

Die Hemmung wird aufgesteckt. Gegebenenfalls muss die Postion der Achse 80 etwas angepasst werden, damit sich das Z40 und das Z10 am Übergang zwischen Gehwerk und Hemmung sicher kämmen, aber doch reibungsfrei laufen. Mit hochgeklappter Spindel sollte das Hemmrad einige Sekunden nachlaufen, wenn man kurz, aber kräftig am Antriebsrad dreht.

Das Pendel besteht aus drei Laufschienen. Anders als im Buch werden diese durch I-Streben 75 miteinander verbunden, damit das Pendel starrer wird.

Das Pendel wird durch Verdrehen der Drehscheibe 60 gegenüber der Spindel so justiert, dass sich ein gleichmäßiges Ticken bei möglichst kleinem Kraftaufwand am Antriebsrad einstellt. Die Achse 110 dient als Gewicht unten am Pendel. Durch Verschieben des Klemmrings auf der Achse kann der Gang der Uhr genau eingestellt werden.

Schlagwerkantrieb

Die Hauptantriebswelle des Schlagwerks (Achse 200) ist wie die des Gehwerks aufgebaut.

Die Nebenwelle wird hier reibungsarm in Kupplungsstücken gelagert.

Die Flügelbremse wird jetzt anders positioniert.

Das abschließende Lager musste wegen des verbesserten Aufziehvorgangs angepasst werden.

Auch das Schlagwerk kann jetzt noch einfacher aufgezogen werden als bei der Version im Buch. Wie beim Gehwerk, so sollte auch der Schlagwerkantrieb ohne Flügelbremse einige Zeit nachlaufen, wenn man kurz, aber kräfig am Antriebsrad dreht.

Schlossscheibe

Der Übergang zur Schlossscheibe wurde gegenüber der Version im Buch verbessert.

Der Metallstift (Achse 50) sollte so tief abgesenkt werden, dass er die roten Klemmstifte im Innenzahnrad nur gerade eben blockiert.

Hebel

Der Aufbau des Hebels und seine Lagerung sind nahezu gleich geblieben.

Hebnägelrad und 6:10-Übersetzung

Da sich der Zahnraddeckel des Differentialgetriebes nicht mehr im aktuellen fischertechnik-Sortiment befindet und auch auf dem Gebrauchtmarkt nicht mehr verfügbar ist, und zudem die Differentialgetriebe bisweilen zum Klemmen neigen, wurde der Aufbauder 6:10-Übersetzung zum Hebnägelrad komplett geändert. Zentraler Bestandteil ist nun ein Planetengetriebe.

Die roten Z15 sind dabei klemmende Z15. Wie der Zahnraddeckel sind auch diese nicht im aktuellen fischertechnik-Sortiment, sind aber leicht gebraucht zu bekommen. Alternativ können sie durch freilaufende Z15 ersetzt werden, die man mit einem Papierstreifen auf der Achse festklemmt.

Der neue Aufbau ermöglicht auch eine schnellere Einstellung des Schlagwerks. Bevor der 3/4-Schlag erfolgt, wird das Hebnägelrad gegenüber dem Rest so gedreht, dass die schlagende Achse 50 schon ausgelenkt ist (im Foto nicht dargestellt)

Zeitanzeige

Die Zeitanzeige wurde deutlich vereinfacht. Bis auf die Zeiger und die Achsen wurden nur rote Bauteile verwendet, um die Sichtbarkeit der schwarzen Zeiger zu verbessern.