Mr_Kleinstein
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- 17 Sep. 2017
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Hier kommt ein Projekt, das mich im Hintergrundtask seit einigen Jahren beschäftigt hat. Ich wollte schon immer eine funktionierende Uhr aus Lego bauen.
Da gibt es reichlich mehr oder weniger geglückte Vorbilder. Tatsache ist, daß es wahnsinnig viele verschiedene Möglichkeiten gibt, die unterschiedlichen Teilprobleme zu lösen. Aber erstmal ein Bild:
Ich wollte ein echtes mechanisches Uhrwerk, nur aus unbearbeiteten originalen Lego-Teilen. Es sollte allermindestens 13h lang laufen, damit man mit zweimal Aufziehen am Tag auskommt. Das hat nicht geklappt, dafür habe ich eine bessere Lösung gefunden...
Aber erstmal von vorn. Die Hemmung ist bei einem Uhrwerk die Einrichtung, die die Schwingungen des Pendels in eine Drehbewegung umwandelt. Gleichzeitig muß die Hemmung dabei das Pendel mit neuer Schwingenergie aus der Antriebskraft (Gewicht, Feder) versorgen, damit es nicht stehenbleibt.
Die Geschichte der mechanischen Uhren läßt sich anhand der verschiedenen Hemmungen erzählen, von der Gallileo-Hemmung bis zur modernen Chronometer-Hemmung, die erst durch Quarzuhren übertroffen wurde.
Ich hatte mich entschieden, es mit der Ankerhemmung zu versuchen, denn die braucht verhältnismäßig wenige Teile, und in Form von 41530 drängte sich ein Steigrad geradezu auf. Heute weiß ich, daß das Uhrwerk besser wird (besser heißt: Es läuft länger und genauer mit der gleichen Antriebsenergie), je mehr Zähne das Steigrad hat, und je länger die Schwingungsdauer des Pendels ist. Wenn man einen echten Sekunden-Tick möchte, ist die Länge des Pendels festgelegt auf eine Periodendauer von zwei Sekunden: Tick - Tack. Ideal wäre dann ein Steigrad mit 60 Zähnen direkt auf der Sekundenwelle. 41530 hat aber acht Zähne, also begann hier das Elend mit den Teilerverhältnissen der Lego-Zahnräder. 1:3 ist einfach, 1:5 auch, 1:2 geht aber nicht innerhalb eines ganzen Lochrasters, dabei entsteht ein "Halbes Loch". 1:4 geht gar nicht direkt, 1:12 geht direkt, wenn man ein Schneckengetriebe nimmt - das habe ich getan. Ebenso gehen 1:24, 1:28 (Turntable), 1:56, und 1:60 (die Mondphasenanzeige) . Bestimmte Teilerverhältnisse waren erforderlich, aber gingen überhaupt nicht im Raster - so z.B. 16:40 und dann 16:24, um vom Steigrad (8 Zähne!) den Sekundenzeiger abzuleiten.
Dann die Sache mit der Reibung. Jede Achse ist in exakt zwei Lagern gehalten, auch wenn das den Rahmen an einigen Stellen komplizierter macht. Nur so läßt sich die Reibung minimieren. Wenn unten an der Uhr ein Gewicht dranhängt, verwindet sich nämlich der Rahmen, und alle Achsen mit drei oder mehr Lagern blockieren. Ehrlich. Ähnlich mit dem Pendel: Es hängt an einem Schneidlager, nicht an der Achse des Ankers. Die Kraft wird über eine lockere Verbindung übertragen. Danach konnte ich die Antriebskraft auf ein fünftel (!) reduzieren!
Die Uhr hat Sekunden, Minuten, Stunden, eine Tag/Nacht-Anzeige, und die Mondphasen. Das Pendel ist über 1m lang für die Sekundenschwingung. Der theoretische Wert ist bei 93cm, aber nur wenn die Pendelstange gewichtslos ist!
Dann der Aufzug. Zuletzt hatte ich die Uhr soweit, daß sie drei Stunden lang mit einmal Aufziehen lief. Da habe ich aufgegeben, und statt einer Schnur eine endlose Kette eingebaut, an der das Gewicht "hochklettert". Das Gewicht ist ein Batteriekasten mit M-Motor. Einmal unten in der Schlaufe der Kette angekommen, schaltet der Motor ein, hebt sich mit dem Batteriekasten hoch, und schaltet sich an einen Vorsprung des Uhrwerks wieder ab. So einfach. Seitdem die Uhr richtig läuft, habe ich nicht mehr die Batterien wechseln müssen. Das sind im Moment über zweieinhalb Monate. Jeden zweiten Tag stelle ich den Minutenzeiger um ein oder zwei Minuten nach. Weitere Eingrife sind nicht nötig.
Hier nochmal die Bestandteile der Uhr: Uhrwerk, Selbstaufzug, Pendel.
Ein Video steht auf flickr: Video
Und das Projekt ist auch schon auf LEGO Ideas veröffentlicht: Mein Profil bei Ideas
Als nächstes baue ich mal was kleineres (war nur Spass),
Liebe Grüße,
Nikolaus
Da gibt es reichlich mehr oder weniger geglückte Vorbilder. Tatsache ist, daß es wahnsinnig viele verschiedene Möglichkeiten gibt, die unterschiedlichen Teilprobleme zu lösen. Aber erstmal ein Bild:
Ich wollte ein echtes mechanisches Uhrwerk, nur aus unbearbeiteten originalen Lego-Teilen. Es sollte allermindestens 13h lang laufen, damit man mit zweimal Aufziehen am Tag auskommt. Das hat nicht geklappt, dafür habe ich eine bessere Lösung gefunden...
Aber erstmal von vorn. Die Hemmung ist bei einem Uhrwerk die Einrichtung, die die Schwingungen des Pendels in eine Drehbewegung umwandelt. Gleichzeitig muß die Hemmung dabei das Pendel mit neuer Schwingenergie aus der Antriebskraft (Gewicht, Feder) versorgen, damit es nicht stehenbleibt.
Die Geschichte der mechanischen Uhren läßt sich anhand der verschiedenen Hemmungen erzählen, von der Gallileo-Hemmung bis zur modernen Chronometer-Hemmung, die erst durch Quarzuhren übertroffen wurde.
Ich hatte mich entschieden, es mit der Ankerhemmung zu versuchen, denn die braucht verhältnismäßig wenige Teile, und in Form von 41530 drängte sich ein Steigrad geradezu auf. Heute weiß ich, daß das Uhrwerk besser wird (besser heißt: Es läuft länger und genauer mit der gleichen Antriebsenergie), je mehr Zähne das Steigrad hat, und je länger die Schwingungsdauer des Pendels ist. Wenn man einen echten Sekunden-Tick möchte, ist die Länge des Pendels festgelegt auf eine Periodendauer von zwei Sekunden: Tick - Tack. Ideal wäre dann ein Steigrad mit 60 Zähnen direkt auf der Sekundenwelle. 41530 hat aber acht Zähne, also begann hier das Elend mit den Teilerverhältnissen der Lego-Zahnräder. 1:3 ist einfach, 1:5 auch, 1:2 geht aber nicht innerhalb eines ganzen Lochrasters, dabei entsteht ein "Halbes Loch". 1:4 geht gar nicht direkt, 1:12 geht direkt, wenn man ein Schneckengetriebe nimmt - das habe ich getan. Ebenso gehen 1:24, 1:28 (Turntable), 1:56, und 1:60 (die Mondphasenanzeige) . Bestimmte Teilerverhältnisse waren erforderlich, aber gingen überhaupt nicht im Raster - so z.B. 16:40 und dann 16:24, um vom Steigrad (8 Zähne!) den Sekundenzeiger abzuleiten.
Dann die Sache mit der Reibung. Jede Achse ist in exakt zwei Lagern gehalten, auch wenn das den Rahmen an einigen Stellen komplizierter macht. Nur so läßt sich die Reibung minimieren. Wenn unten an der Uhr ein Gewicht dranhängt, verwindet sich nämlich der Rahmen, und alle Achsen mit drei oder mehr Lagern blockieren. Ehrlich. Ähnlich mit dem Pendel: Es hängt an einem Schneidlager, nicht an der Achse des Ankers. Die Kraft wird über eine lockere Verbindung übertragen. Danach konnte ich die Antriebskraft auf ein fünftel (!) reduzieren!
Die Uhr hat Sekunden, Minuten, Stunden, eine Tag/Nacht-Anzeige, und die Mondphasen. Das Pendel ist über 1m lang für die Sekundenschwingung. Der theoretische Wert ist bei 93cm, aber nur wenn die Pendelstange gewichtslos ist!
Dann der Aufzug. Zuletzt hatte ich die Uhr soweit, daß sie drei Stunden lang mit einmal Aufziehen lief. Da habe ich aufgegeben, und statt einer Schnur eine endlose Kette eingebaut, an der das Gewicht "hochklettert". Das Gewicht ist ein Batteriekasten mit M-Motor. Einmal unten in der Schlaufe der Kette angekommen, schaltet der Motor ein, hebt sich mit dem Batteriekasten hoch, und schaltet sich an einen Vorsprung des Uhrwerks wieder ab. So einfach. Seitdem die Uhr richtig läuft, habe ich nicht mehr die Batterien wechseln müssen. Das sind im Moment über zweieinhalb Monate. Jeden zweiten Tag stelle ich den Minutenzeiger um ein oder zwei Minuten nach. Weitere Eingrife sind nicht nötig.
Hier nochmal die Bestandteile der Uhr: Uhrwerk, Selbstaufzug, Pendel.
Ein Video steht auf flickr: Video
Und das Projekt ist auch schon auf LEGO Ideas veröffentlicht: Mein Profil bei Ideas
Als nächstes baue ich mal was kleineres (war nur Spass),
Liebe Grüße,
Nikolaus
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