Faszination Stimmgabeluhren

Bulova Accutron Spaceview,
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In den sechziger Jahren geschah der Umbruch von der mechanischen zur elektrischen Uhr. Anfangs wurde dazu die Unruh nicht mehr mit einer Feder angetrieben, sondern dies bewerkstelligten kontaktgesteuerte Elektromagnete. Die Firma Bulova stellte als erstes Armbanduhren her, bei denen der Antrieb durch eine mit 360Hz schwingende Stimmgabel erfolgte. Eine Stimmgabel schwingt gleichmäßiger und mit viel höherer Frequenz als herkömmliche Uhren mit einer Unruh. 2 Sekunden Abweichung pro Tag wurden garantiert. Diese Uhren stellten damals eine Revolution im Uhrenbau dar, da sie wesentlich genauer als die herkömmlichen Uhren sind. Wegen der aufwendigen Fertigung waren sie damals allerdings mit ca. 500 DM recht teuer. Sogar im Weltraum taten diese Uhren ihren Dienst. Das Modell "Spaceview" mit sichtbarem Innenleben ist wohl das bekannteste und beliebteste Objekt in den heutigen Sammlerkreisen.

Alle hier vorgestellten Modelle sind konstruiert von Max Hetzel, dem Erfinder der Stimmgabeltechnik. Ein zeitgenössischer Bericht, eine Anzeige und die Vorgehensweise bei der Herstellung der Klinkenräder finden sich hier

Meine nachfolgenden Ausführungen sind auf das Innenleben der Uhren gerichtet, also für die Technikbegeisterten unter den Uhrenliebhabern. Ich sammle die Uhren unter diesem Gesichtspunkt. Andere Webseiten über das Sammeln von Stimmgabeluhren gibt es durchaus, aber es ist mir keine bekannt, wo auch Stroboskop-Filme gezeigt werden. Siehe dazu den Abschnitt "Filme"

Ich kenne keine Uhr auch heute nicht, die solch kleine mechanischen Bauteile hat. Außerdem summen Stimmgabeluhren auch leise in der Frequenz mit der die Stimmgabel schwingt. Der Sekundenzeiger zieht gleichmäßig seine Bahn.... Das ist die Faszination die von solchen Uhren ausgeht und die auch mich immer wieder beeindruckt.

Funktionsweise der Mechanik

Toleranzbereich der Stimmgabelamplitude,
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In der Uhr befindet sich eine kleine Stimmgabel die elektrisch in Schwingungen versetzt wird. An einem Ende der Stimmgabel ist ein Flachdraht mit einem rechteckigen Rubin befestigt Die horizontalen Bewegungen der Stimmgabel werden dann durch ein Zahnrad in drehende umgewandelt. Eine Sperrklinke verhindert das zurückdrehen und ermöglicht so die stetige Fortbewegung des Rades.Dieser Mechanismus ist ziemlich empfindlich, ist doch ein Zahn auf dem Klinkenrad nur 0,025mm breit und 0,01mm hoch. Das Klinkenrad von 2,4mm Durchmesser hat 300 solcher Zähne. Es ist aus Berylliumkupfer, ein Material was sich besonders gut fräsen läßt. Die eigentliche Verbesserung der Ganggenauigkeit gegenüber den Uhren mit einer Unruh, kommt durch die Konstanz der Stimmgabelschwingungen und der höheren Frequenz zustande.

Die Seite Toleranzbereich der Stimmgabelamplitude erklärt mit animierten Bildern in welchem Amplitudenbereich die Uhr richtig läuft.

Funktionsweise der Elektronik

Die Elektronik kommt mit nur drei Bauteilen aus. Der Transistor dient als elektronischer Schalter. Die beiden (feststehenden) Spulen dienen dem Antrieb der Stimmgabel. Die linke Spulenseite hat noch einen weiteren Anschluß, das ist die Anzapfung für die gleich mit aufgewickelte Phasenmeßspule. Diese bestimmt zusammen mit dem Widerstand und dem Kondensator (R + C) den Zeitpunkt an dem die Antriebsspulen ihren Stromstoß bekommen. Nur einmal pro Schwingungsperiode kommt ein kleiner Stromstoß der die Stimmgabel mit ihrer Resonanzfrequenz schwingen läßt. Andererseits erzeugen die Antriebsspulen durch das zurückschwingen der Stimmgabel ihrerseits eine Spannung, die bestimmt wie groß der Stromstoß für die Antriebsspulen wird. Diese sogenannte Amplitudenregelung bewirkt, das sich äußere Einflüsse möglichst gering auf die Stimmgabelschwingung auswirken. Bemerkenswert ist das auf den kleinen Spulen insgesamt 14000 Windungen feinstem Drahtes von 0,015 mm Durchmesser aufgewickelt sind. Das sind etwa 180m Draht!