Drehpendeluhr mit Sperrschwingerantrieb

Ein ein Euro-Schnäppchen aus eBay steht dieses mal auf dem Tisch. Da es ja laut Kalender noch Winter ist, eine perfekt passende Freizeitaufgabe für diese Jahreszeit. Auf dieses Teil habe ich nur wegen der Glashaube mitgeboten, da ich  die eigentlich als Ersatz für eine andere Uhr benötige. Aber als ich dann bei einem Euro den Zuschlag erhielt und das Ding geliefert wurde, stellte sich heraus, dass es gar nicht so schlecht aussieht und vor allem zum Großteil aus Messing besteht. Einzige Ausnahme ist das Uhrwerk selber.
Es ist das Uhrwerk einer Haller - Drehpendeluhr mit Batterieantrieb. Allerdings noch kein Quarzwerk, bei dem das Drehpendel nur zur Zierde mitläuft, sondern ein sogenannter Sperrschwingerantrieb. Hier stellt das Pendel zusammen mit einer Spulenkonstruktion und einem Kondensator , die zeitbestimmende Konstante dar. Ein Sperrschwinger ist eine elektrische Oszillatorschaltung, die mit Hilfe einer gekoppelten Doppelspule und einem elektronischen Schalter (Transistor, oder früher Elektronenröhre) die elektrische Energie in einen Schwingungsvorgang umwandelt. Dabei dient ein Kondensator in Serie zu einer Wicklung als Zeitkonstantengeber. Die Spule als Steuerspule für den Transistor, und die Koppelspule als Arbeitsspule für einen drehbar gelagerten Permanentmagneten.

Das funktioniert folgendermassen: Beim Einschalten wird der Kondensator geladen. Da er in Serie zur Spule liegt, fließt durch ihn und die Spule der Ladestrom. Dieser steuert zum einen den Transistor aus, der wiederum die Koppelspule mit Energie versorgt. Diese Energie hat ein Magnetfeld zur Folge, das wiederum den Permanentmagneten abstösst. Dieser dreht sich nun von der Spule weg.
Nach diesem ersten Impuls ist nun aber auch der Kondensator aufgeladen und es fliesst kein Strom mehr. Der Transistor sperrt und die Koppelspule hat nichts zu tun.
Da sich aber der drehbare Magnet, der auf unserer Drehpendelachse befestigt ist, noch dreht, kommt er nun irgendwann wieder an der Spule vorbei. Dort induziert er einen negativen Impuls, der der Ladung des Kondensators entgegenwirkt. Der ist also wieder entladen. Jetzt will er sich natürlich gleich wieder aufladen und lässt einen Strom durch ihn selbst und die Spule fliessen. Das wiederum steuert den Transistor aus, der wiederum lässt Strom durch die Koppelspule fliessen... die wiederum baut ein Magnetfeld auf ... das Magnetfeld drückt den Permanentmagneten der Pendelachse wieder weg ... usw., usw.
Jetzt muss man nur noch die sich drehende mechanische Energie der Pendelachse zum Antreiben einer Ohrenhemmung verwenden. Und voila, man hat eine Uhr.

Die Uhr kam beinahe in einem Stück bei mir an. Einzig im Uhrwerk war kein Rädchen mehr an seinem Platz - hier hatte der Vorbesitzer wohl erfolglos versucht einen Fehler zu beheben. Also habe ich zuerst einmal die paar Plastikzahnrädchen wieder an ihren Platz gesteckt und alles sauber zusammengebaut. Das auf einem Permamentmagneten gelagerte Pendel drehte sich auch nahezu widerstandfrei. Also eine Batterie hinein und ... nichts. Keine Bewegung, absolut keine Reaktion. Also wieder alles demontiert und die Platine mit den Koppelspulen unter die Lupe genommen. Und siehe da - eine Unterbrechung der grünen Spule - hier war der Draht gerissen.

Glücklicherweise ist das an einer sehr gut zugänglichen Stelle, sodass eine Reparatur einfach war. Nachdem nun beide Spulen wieder in Ordnung waren, ging's an den erneuten Zusammenbau. Gleich nach dem Einlegen der Batterie war sofort zu bemerken, wie sich nun der Permanentmagnet des Schwingers wieder von der Spule abstösst.



In dem folgenden Filmchen ist das Arbeitsprinzip der Mechanik dargestellt:

 Das hier sind alle Teile der Mechanik, aus der die Uhr aufgebaut ist. Also ein sehr einfaches Werk

 Das hier ist die Mechanik mit der Hemmung (alles in Plastik) ohne die Antriebseinheit: