Wie funktioniert eine Uhr?
Eine mechanische Uhr zählt Pendelschwünge. Ein Gewicht oder eine Feder treibt Zahnräder an, ganz oben ein Hemmrad. Der Anker hält dieses Rad fest und lässt es bei jedem Pendelschwung nur einen halben Zahn weiter, das ist das Ticken. Weil ein Pendel immer im gleichen Takt schwingt, drehen sich die Zeiger gleichmäßig.
Was drinnen passiert
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1Aufziehen
Ein Schlüssel im Loch im Zifferblatt dreht die Seiltrommel. Das Seil wickelt sich auf und hebt das Gewicht nach oben. Ein Sperrrad mit Klinke hält die Trommel, damit das Gewicht nicht gleich wieder herunterrauscht.
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2Das Gewicht zieht
Das Gewicht zieht am Seil und dreht die Trommel. Sie treibt das Räderwerk an: Jedes Zahnrad dreht ein kleines Ritzel und damit das nächste Rad schneller. Das Rad in der Mitte dreht sich genau einmal pro Stunde und trägt den Minutenzeiger.
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3Der Anker bremst
Ganz oben sitzt das Hemmrad mit 30 Zähnen. Der Anker greift mit zwei Klauen hinein und lässt es bei jedem Pendelschwung nur um einen halben Zahn weiter. Jedes Mal klackt ein Zahn gegen eine Klaue: Das ist das Ticken.
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4Das Pendel gibt den Takt
Das Pendel schwingt immer im gleichen Takt, bei dieser Uhr in 1,33 Sekunden hin und zurück. Bei jedem Schwung schiebt ein Zahn den Anker an, und die Gabel gibt dem Pendel einen kleinen Schubs. So bleibt es nicht stehen.
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5Zeigerwerk 12 zu 1
Vor dem Uhrwerk sitzt das Zeigerwerk. Vier kleine Zahnräder machen aus einer Umdrehung pro Stunde eine Umdrehung in 12 Stunden. Darum dreht sich der Stundenzeiger zwölfmal langsamer als der Minutenzeiger.
Die wichtigsten Teile
- Gewicht
- Ein schwerer Messingzylinder am Seil, er liefert die ganze Kraft der Uhr.
- Seiltrommel
- Auf ihr ist das Seil aufgewickelt, beim Aufziehen dreht der Schlüssel sie zurück.
- Räderwerk
- Zahnräder und Ritzel, die die Kraft vom Gewicht bis zum Hemmrad weitergeben.
- Hemmrad
- Das oberste Zahnrad mit schrägen Zähnen, es darf nur Schritt für Schritt laufen.
- Anker
- Ein Bügel mit zwei Klauen, der das Hemmrad festhält und im Takt des Pendels freigibt.
- Pendel
- Eine Stange mit Messinglinse, die im gleichen Takt schwingt und die Zeit vorgibt.
- Zeigerwerk
- Vier kleine Zahnräder hinter dem Zifferblatt, die den Stundenzeiger 12-mal langsamer drehen.
So erklärst du es deinem Kind
- 4–6 Jahre
- In der Uhr schaukelt ein Pendel hin und her, wie du auf der Schaukel. Bei jedem Schwung lässt ein kleiner Haken ein Zahnrad ein Stückchen weiter: tick, tack. Wie man die Zeiger abliest, zeigt unsere Anleitung „Uhr lesen lernen“.
- 7–9 Jahre
- Ein schweres Gewicht will nach unten und dreht dabei die Zahnräder. Damit es nicht auf einmal herunterfällt, bremst der Anker und lässt bei jedem Pendelschwung nur einen halben Zahn weiter. Jeder Schwung dauert gleich lang, darum gehen die Zeiger gleichmäßig.
- ab 10 Jahren
- Wie lange ein Pendel für einen Schwung braucht, hängt fast nur von seiner Länge ab, nicht vom Gewicht der Linse. Ein Pendel von etwa einem Meter schwingt in einer Sekunde von einer Seite zur anderen. Die Uhr zählt die Schwünge mit Zahnrädern; ein kürzeres Pendel schwingt schneller, dann geht die Uhr vor.
Ein Pendel aus Faden und Mutter
Knote eine Schraubenmutter an einen Faden von 1 Meter und halte das Ende still. Lass die Mutter schwingen und zählt 10 Sekunden lang, wie oft sie von einer Seite zur anderen schwingt: etwa 10-mal. Dann kürze den Faden auf 25 Zentimeter. Jetzt schwingt sie doppelt so schnell, etwa 20-mal.
Häufige Fragen
Wie funktioniert eine Uhr ohne Batterie?
Eine mechanische Uhr holt ihre Kraft aus einem gehobenen Gewicht oder einer gespannten Feder. Diese Kraft treibt die Zahnräder an, und ein Pendel oder eine Unruh sorgt für den gleichmäßigen Takt. Darum muss man sie immer wieder aufziehen.
Wie funktioniert eine Uhr mit Gewichten?
Das Gewicht hängt an einem Seil oder einer Kette, die um eine Trommel gewickelt ist. Beim Sinken dreht es die Trommel und damit das Räderwerk, das der Anker nur Schritt für Schritt laufen lässt. So sinkt das Gewicht ganz langsam. Uhren mit Schlagwerk haben für den Gong ein eigenes Gewicht.
Wie funktioniert eine Uhr mit Handaufzug?
In Armband- und Taschenuhren treibt eine Zugfeder das Räderwerk an; man spannt sie mit der Krone. Statt eines Pendels schwingt dort die Unruh, ein kleines Rad mit einer Spiralfeder, mehrmals pro Sekunde hin und her. Sie läuft auch, wenn die Uhr bewegt wird.
Wie funktioniert eine Quarzuhr?
In einer Quarzuhr bringt die Batterie einen winzigen Quarz in Form einer Stimmgabel zum Schwingen, 32.768-mal pro Sekunde. Ein Chip halbiert diese Zahl 15-mal, bis genau ein Takt pro Sekunde übrig bleibt. Mit jedem Takt dreht ein kleiner Schrittmotor die Zeiger ein Stück weiter.
Was tun, wenn die Pendeluhr nachgeht?
Dann ist das Pendel etwas zu lang. Unter der Pendellinse sitzt meist eine Reguliermutter: Damit schiebst du die Linse ein wenig nach oben, das Pendel wird kürzer und die Uhr schneller. Halte die Linse dabei fest und ändere nur wenig; bei vielen Uhren macht eine Umdrehung etwa eine Minute pro Tag aus.
