Waterbury Series L mit Duplexhemmung

Eine unscheinbare Damenuhr, die nach dem Öffnen des Deckels eine kleine Überraschung birgt: eine interessante Platine, deren Beschriftung schon fast Romancharakter hat – und ein Uhrwerk mit Duplexhemmung!

Hersteller des Werkes und der ganzen Uhr war die Waterbury Watch Co. aus Waterbury im Staat Connecticut in den USA. Gegründet wurde die Firma 1879 von Daniel. A. A. Buck. Bereits 1898 ging sie in der New England Watch Co. auf. Diese wiederum wurde 1914 von Ingersoll aufgekauft. Dass ausgerechnet in Waterbury ein Uhrenhersteller entstand, war kein Zufall. Die Stadt galt damals als die Messing-Hauptstadt der Welt (brass capital of the world)!

Die Firma produzierte einfach herzustellende und damit günstige Uhren, daher wird der Name Waterbury häufig im Zusammenhang mit sogenannten Dollar-Watches genannt. Was an den Uhren einfach war, werden wir gleich sehen.

Die oben gezeigte Uhr stammt etwa von 1890, da das Uhrwerk, ein Waterbury Series L, ab 1889 gebaut wurde. Die folgende Anzeige stammt aus dieser Zeit, zu der etwa 300 Mitarbeiter um die 1.500 Uhren pro Tag fertigten:

Anzeige der Waterbury Watch Co., ca. 1890 [Quelle: Wikipedia]
Eine umfassende Darstellung der Geschichte der Waterbury Watch Co. und deren Uhrwerke würden diesen Artikel überfrachten. Hier soll es primär um das Uhrwerk und insbesondere um dessen Duplexhemmung gehen.

Nach dem Entnehmen des Werkes aus dem Gehäuse fallen sofort zwei Dinge auf. Erstens das Zifferblatt, das aus Papier besteht, welches einfach auf eine Messingscheibe aufgeklebt wurde. Und zweitens sind Aufzugstrieb, Zeigerstellrad und Aufzugswelle Teil des Gehäuses, nicht des Werkes.

Waterbury Serie L – Zifferblatt aus Papier
Aufzugstrieb, Zeigerstellrad und Aufzugswelle im Gehäuse

Ach ja, einen Sekundenzeiger hat die Uhr nicht. Das gibt Freiheiten bei der räumlichen Anordnung des Räderwerkes und bei den Drehgeschwindigkeiten der Räder, da es kein klassisches Sekundenrad geben muss, das sich in 60 Sekunden einmal im Kreis dreht.

Interessant ist der Pfeileraufbau des Werkes, der aus immerhin fünf Messingscheiben besteht, die des Zifferblattes eingerechnet. Eine besonders flache Uhr war also sicher nicht Ziel des Werkdesigns.

Pfeileraufbau aus fünf Messingscheiben

Vor dem Zerlegen des Werkes muss die Zugfeder abgespannt werden. Das geht über das Loch, das sich auf der Brücke über dem Wort Waterbury befindet. Wenn man die Aufzugswelle etwas dreht, sieht man, dass sich dort die Sperrklinge bewegt.

Abspannen der Zugfeder

Fangen wir auf der Zifferblattseite des Werkes an. So sieht das Werk nach dem Entfernen der Zifferblattscheibe aus:

Zifferblattseite des Werkes

Außer dem Stundenrad im Zentrum ist nicht viel zu sehen, nehmen wir also auch die nächste Ebene ab:

Zifferblattseite, zweite Ebene

Auf dem Bild oben fehlt in der Mitte das Minutentrieb, das direkt auf der Zifferblattseite vom Federhaus (rechts oberhalb des Zentrums) angetrieben wird.

Minutentrieb im Zentrum

Auf dem Minutentrieb steckt das Stundenrad, das vom Wechselrad links oberhalb der Mitte angetrieben wird. Das Werk entspricht also nicht dem klassischen Werkaufbau, bei dem ein zentrales Minutenrad vom Federhaus angetrieben wird, auf das zifferblattseitig das Minutenrohr aufgedrückt wird, das wiederum für die zum Stellen der Zeiger nötige Zeigerreibung sorgt. Für die Zeigerreibung ist hier die (fast) dreieckige Feder auf dem Federhaus zuständig. Der Werkaufbau entspricht in diesem Fall also dem eines sogenannten Roskopf-Werkes.

Am unteren Teil des Werkes findet sich eine Öffnung, durch die sowohl des „Sekundenrad“ als auch das Gangrad der Duplexhemmung entnommen werden können. „Sekundenrad“ in Anführungszeichen, da sich dieses hier nicht alle 60 Sekunden um 360 Grad dreht!

„Sekundenrad“ und Gangrad
Gangrad der Duplexhemmung

Bevor wir uns mit der Funktionsweise der Duplexhemmung beschäftigen, zerlegen wir noch die Brückenseite des Werkes. Unter der oberen Messingscheibe befinden sich das Kronrad, das Sperrrad sowie die Klinke mit Klinkenfeder.

Brückenseite – unter der oberen Messingscheibe

Die untere Messingscheibe ist gleichzeitig Räderwerkbrücke, Federhausbrücke und Unruhbrücke!

Brückenseite – unter der unteren Messingscheibe

Hier sieht man auch sehr deutlich, dass die Unruh mehr Wertigkeit vortäuscht, als sie tatsächlich aufweisen kann: die Schrauben sind gar keine, es handelt sich also um eine Pseudo-Schraubenunruh.

Auf dem folgenden Bild ist das ganze Räderwerk vom Federhaus über das Großbodenrad, das Kleinbodenrad und das „Sekundenrad“ bis zum Gangrad zu sehen:

Räderwerk

Schauen wir uns die Funktionsweise der Duplexhemmung an. Sie wurde bereits 1675 von Robert Hooke erfunden. Wirklich einsatzfähig war sie aber erst gegen 1750, nachdem Jean Baptiste Dutertre und Pierre le Roy zu ihrer Weiterentwicklung beigetragen haben. Der Name Duplex kommt vom Gangrad, das Radzähne auf zwei Ebenen trägt (siehe Bild oben). Die großen Zähne dienen der sogenannten Ruhe. Sie greifen in einen winzigen Ausschnitt an der Achse der Unruh ein und bewirken so die eigentliche Hemmung, also das periodische Anhalten des Gangrades. Die kleinen Zähne dienen der sogenannten Hebung, sie geben also der Unruh periodisch einen kleinen Schubs, damit diese Energie für die weiteren Schwingungen bekommt. Während bei der klassischen Ankerhemmung das Ankerrad bei jeder Halbschwingung der Unruh etwas weiterbewegt wird, geschieht diese bei der Duplexhemmung nur bei jeder Vollschwingung.

Auf der Webseite uhrentechnik.vyskocil.de des Uhrmachers und Uhrenherstellers Volker Vyskocil gibt es hervorragende Animationen zu verschiedenen Hemmungen. Da es sich um Adobe Flash-Dateien handelt, werden die Animationen leider von den meisten modernen Browser aus Sicherheitsgründen nicht mehr angezeigt. Daher hier ersatzweise eine konvertierte Version.

Auf dem folgenden Video ist die Duplexhemmung in Aktion zu sehen:

Mit welcher Frequenz schwingt eigentlich die Unruh? Leider kann meine Zeitwaage die Signale einer Duplexhemmung nicht verarbeiten, daher musste ich die Frequenz aus den Zähnezahlen der Räder und Triebe berechnen. Ausgangspunkt ist dabei das Minutentrieb, da sich dieses mit Sicherheit einmal pro Stunde um 360 Grad dreht. Wenn ich mich nicht verrechnet habe, macht diese Duplexhemmung 8.473 Vollschwingungen pro Stunde, tickt also mit einer Frequenz von ca. 2,35 Hz.

Genauigkeitsrekorde konnte man mit der Duplexhemmung kaum erzielen. Wenn sie sehr präzise gefertigt war, lag der Gang vielleicht bei einer Minute pro Tag. Bei dem hier gezeigten Exemplar dürften es eher mehrere Minuten pro Tag sein! Die Duplexhemmung wurde zwar in einigen englischen Taschenuhren und in größerer Stückzahl für den chinesischen Markt eingesetzt, konnte sich aber nie wirklich durchsetzen. Sie blieb also nur ein evolutionärer Schritt in der Entwicklung der Hemmungen.

Nochmals zurück zum gezeigten Waterbury-Werk. Auf der Grundplatine finden sich zahlreiche Hinweise auf amerikanische Patente:

Hinter jeder der Datumangaben stecken ein oder mehrere Patente der Waterbury Watch Co., die jeweils am selben Tag veröffentlicht wurden:

  • 03.02.1874: Patent online nicht gefunden
  • 21.03.1878: Patent online nicht gefunden
  • 13.10.1883: Patent online nicht gefunden
  • 05.02.1884: Patente US293018, US293042, US293046, US293078, US293079, US293142, US293143, US293168, US293169, US293170
  • 31.03.1885: Patent US314834
  • 30.03.1886: Patente US338959, US338960, US338961, US338962, US338963, US338964, US339051

In Summe handelt es sich hier also um mindestens 21 Patente der Waterbury Watch Co., die allerdings meist sehr generisch sind und nicht direkt das hier gezeigte Werk beschreiben. So beschreibt z. B. das Patent US339051 von 1861 eine Vorrichtung zur Regulierung von Unruhen:

Ausschnitt aus Patent US339051

 

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