50-Hz-Uhr mit springender Minute und Mondphasenanzeige

[Dirk Fox]

Liebe ft-Fans,

für (und als) Uhrenliebhaber (-nerd?) habe ich jetzt endlich meine 50-Hz-Synchronuhr mit Stirnradgetriebe (ft:pedia 4/2021) mit der "springenden Minute" (Schrittschaltwerk mit Malteserschaltrad, ft:pedia 1/2017) und einer Mondphasenanzeige (ft:pedia 2/2022) mit Präzisionsgetriebe (ft:pedia 1/2026) ausgestattet.

Synchronuhr mit Schrittschaltwerk und Mondphasenanzeige

Synchronuhr mit Mondphasenanzeige und Schrittschaltwerk von vorne.jpg (134.97 KiB) 428 mal betrachtet

Das Getriebe umfasst 42 (sic!) Zahnräder.

Getriebe der Synchronuhr mit Maltesergetriebe und Mondphasenanzeige.

Synchronuhr mit Mondphasenanzeige und Schrittschaltwerk von oben.jpg (214.17 KiB) 428 mal betrachtet

Die 180.000 Schwingungen des 50-Hz-Netzteils pro Stunde werden 1:6, 1:25 (erstes Differentialgetriebe), 1:4 und 1:5 (zweites Differentialgetriebe) auf eine Achsumdrehung pro Minute ins Langsame übersetzt. Diese Achse treibt das Maltesergetriebe an (1:6), das anschließend 1:5 (drittes Differentialgetriebe) und 1:2 auf eine Umdrehung pro Stunde untersetzt wird. Der Minutenzeiger bewegt sich nach 50 Sekunden für die Dauer von 10 Sekunden eine Minuteneinheit weiter ("springende Minute").

Die Umdrehung der Stundenachse wird dann von dem in ft:pedia 1/2026 beschriebenen Mondphasengetriebe (Lunation von 29,53125 Tagen) im Verhältnis 1:118,125 (zwei weitere Differentialgetriebe: 1:7, 1:5; drei Stirnradgetriebe 2:3) ins Langsame übersetzt. Allerdings muss ich in 122 Jahren daran denken, die Mondphasenanzeige um einen Tag nachzustellen - erinnert mich jemand bitte daran?

Das Modell bringe ich zum diesjährigen FanClub-Tag im Waldachtal mit.

Herzliche Grüße
Dirk

Edit: Links ergänzt.

[fishfriend]

Hallo...
Wirklich ein sehr schönes Modell !

Wenn ich die Mondphasen sehe, denke ich immer an astronomische Uhren, wie z.B. die im Dom von Münster. Wobei die eine andere Anzeige nutzt, aber so Spielereien hat wie z.B. den Gott Chronos, der jede 15 Minunten das Uhrenglas umdreht, den Sonnenstand anzeigt...
Ist schon interessant für die damalige Zeit, dass sowas in einer Kirchenuhr möglich war - auch technisch.

Nun kann ich mir bei dir gut voestellen, das du bestimmt noch weitere Ideen hast, wie man diese Uhr erweitern kann
Mit freundlichen Grüßen
Holger

[Dirk Fox]

Hallo Holger,

Danke für Deine Rückmeldung!

Die astronomischen Uhren haben übrigens einen ganz frühen Vorläufer - den Antikythera-Mechanismus, ein Planetarium, das auf das erste Jahrhundert vor Christus datiert wurde. Es enthielt rund 40 Zahnräder (aus Metall!) und konnte Mond- und Sonnenfinsternisse voraussagen sowie den Verlauf der Planeten darstellen. Im Sonnenzeiger steckte eine Mondkugel, die die Mondphasen anzeigte. Ein Beispiel für technische Kenntnisse (wahrscheinlich der Griechen), die in der Geschichte komplett verloren gingen - und erst weit über tausend Jahre später in Europa "wiederentdeckt" wurden. Die Mondphase wurde jedoch nach dem Meton-Zyklus aus der Sonnenbewegung abgeleitet (19 Sonnenjahre = 235 Mondmonate), nicht aus der Erddrehung (Tage/Stunden).

Weitere Komplikationen könnte man in die Uhr einbauen; ein anschließbares Kalenderwerk (Wochentag, Monat, Jahr) habe ich in der ft:pedia 2/2022 beschrieben. Nett wären noch ein Schlagwerk (wie in Thomas Püttmanns wundervoller Turmuhr in unserem Technikgeschichte-Buch) und ein Kuckuck (wie in Peter Damens Kuckucksuhr).

Herzlicher Gruß
Dirk

[geometer]

Lieber Dirk,

tolle Uhr!

Aber ich wiederhole gerne noch einmal meine Kritik an der MONDPHASEN-Anzeige,

https://forum.ftcommunity.de/viewtopic. ... 717#p71882

Ich frage Schüler und Studenten oft, wie die Mondphasen zustande kommen. Die erste Antwort ist immer: „Die Sonne schiebt sich zwischen Erde und Mond.“ Wenn ich dann nachfrage, wie das wohl passieren kann, kommt als nächstes: „Dann schiebt sich ein Planet zwischen Erde und Mond?“ Da wird dann der Antwortgeber selbst schon unsicher.

Diese Art von Mondphasenanzeigen befördern diese Fehlvorstellung.

Und macht Dir das Freude, auf Mondreste zu schauen, die aussehen, als hätte Krümmelmonster etwas abgebissen?

Es gibt keinen Halbmond bei Deiner Anzeige!

Es gibt wirklich keinen Grund, didaktisch solchen Unsinn in einem so schönen Modell zu transportieren.

Viele Grüße

Thomas

PS: Die Sonne können wir so sehen. Und zwar während der Sonnenfinsternis am 13. August. In Spanien total, hier nur partiell beobachtbar. Da schiebt sich dann tatsächlich ein Körper vor den anderen.

[geometer]

Die Mondphasenanzeige aus dem Buch „Technikgeschichte mit fischertechnik“ habe ich übrigens noch einmal verkleinert, siehe Fotos.

Die hat „nur“ die Übersetzung 59:1, dafür stimmen die Mondphasen aber mit dem überein, was man am Himmel sieht.

Mondphasen1.jpg (214.58 KiB) 290 mal betrachtet

Mondphasen2.jpg (296.79 KiB) 290 mal betrachtet

Mondphasen3.jpg (276.26 KiB) 290 mal betrachtet

Mondphasen4.jpg (198.62 KiB) 290 mal betrachtet

Mondphasen5.jpg (103.62 KiB) 290 mal betrachtet

[Dirk Fox]

Lieber Thomas,

Du hast Recht - didaktisch. Die Anzeige hat allerdings auch einen Nachteil, der vermutlich dazu führt, dass sie in Armbanduhren kaum verwendet wird: Sie "trägt auf" (die Scheibe ist flach, die Kugel rund). Außerdem verfälscht sich die Anzeige im Modell, wenn man nicht direkt von vorne auf die Kugel schaut (das wird auch mit einer Abdeckung neben der Kugelmitte nicht viel besser) - und dann stimmt die Darstellung auch nicht mehr richtig, obwohl der "Keks"-Effekt verhindert wird.

Ich habe die Scheiben-Variante gewählt, weil sie in Armbanduhren üblich ist, nicht weil ich sie "besser" finde.

Deine 59:1-Übersetzung ist hübsch kompakt.
Dafür musst Du sie alle 2,6 Jahre korrigieren.

Herzlicher Gruß
Dirk

[geometer]

Lieber Dirk,

Du hast Recht - didaktisch.

Das war ja immer eines unserer Hauptziele: Dass man an Modellen lernt.

Außerdem ist meine Kritik nicht nur didaktischer Art, sondern auch praktischer Art. Wenn man ein Getriebe hat, das so vortrefflich genau geht, und dann kann man nicht einmal ansatzweise erkennen, wann Halbmond ist, welchen Nutzen hat das Ganze dann?

Die Anzeige hat allerdings auch einen Nachteil, ...

Wenn man den Betrachtern nicht zutraut, zu verstehen, von wo sie schauen müssen, kann man konstruktiv einen kurzen Tunnel vor die Mondkugel bauen. Lässt man die Kugel allerdings frei, kann man von oben sehr gut erkennen, wie weit der Mondzyklus in Prozent fortgeschritten ist.

Ich habe die Scheiben-Variante gewählt, weil sie in Armbanduhren üblich ist, nicht weil ich sie "besser" finde.

Es gibt Dinge, die zur Norm werden, die Mist sind. Du selbst schreibst in Deinen erstklassigen Secorvo-Newslettern laufend darüber.

Diese Form der Anzeige ist diaktisch und praktisch Mist - und außerdem baust Du doch keine 50-Hz-Armbanduhr, oder?

Übrigens: Astromedia hat seit letztem Jahr auch eine „Monduhr“ im Programm:

https://astromedia.de/Die-Monduhr

Edit: Auf der Astromedia-Seite gibt es auch noch ein sehr nettes Video, in dem Klaus Hüning genau die Punkte anspricht, die ich hier angebracht habe.

Viele Grüße

Thomas

[geometer]

Eine sehr einfache, aber viel bessere 2D-Darstellung wäre folgende:

Nimm einfach einen Zeiger mit Umlaufzeit 29,53125 Tagen und zeichne auf das Zifferblatt anstelle der Striche und Zahlen Mondphasen. Mir persönlich würden 12 reichen, aber wenn man 28 nimmt, kann man halt sofort das ungefähre Mondalter in Tagen ablesen. Die Monddarstellungen werden dann nur ziemlich klein.

[Harald]

Jetzt bin ich etwas verwirrt.
Der Mond ist keine Scheibe, sondern eine Kugel, OK. Aber dass er eine schwarze und eine weiße Seite hat, möchte ich bezweifeln, zumal er uns immer dieselbe Seite zuwendet (sonst wäre ja die letzte Mondmission völlig unsinnig gewesen).

Die Getriebe (alle beide) sind jedenfalls Spitze. Chapeau und Verbeugung!

Gruß,
Harald

[geometer]

Hallo,

die Ursache für die Mondphasen ist folgende:

Jeder Himmelskörper im Sonnensystem wird von der Sonne beleuchtet und hat daher eine helle Tag- und eine dunkle Nachtseite. Bei Monden und Planeten sind die beleuchtete und die unbeleuchtete Seite jeweils ziemlich genau Halbkugeln. Bei der Erde ja auch: Nachts sind wir auf der dunklen Seite. (Wegen der Neigung der Erdachse ist es ein bisschen komplizierter und an den Polen kann man lange im Hellen oder im Dunklen bleiben.)

Wir schauen von hier auf unseren Mond und die Planeten und sehen dann einfach von irgendeiner Seite auf eine beleuchtete Halbkugel.

Venus und Merkur zeigen Phasen wie der Mond, der Mars noch ein kleines bisschen, die Planeten weiter draußen aus geometrischen Gründen so gut wie gar nicht. Wenn wir sie nachts sehen können, schauen wir im wesentlichen frontal auf die helle Seite.

Es gab auch mal einen Titel von Pink Floyd namens „The Dark Side of the Moon“.

Welche Teile des Mondes gerade beleuchtet oder unbeleuchtet sind, variiert natürlich im Laufe eines Monats. Bei Neumond ist die Rückseite des Mondes beleuchtet, bei Vollmond ist die Rückseite des Mondes dunkel. Wenn man den Mond täglich durch einen Feldstecher beobachtet, sieht man die Hell-/Dunkelkante wandern. Da fällt das Licht ja in einem Winkel von ungefähr 90° ein (Sonnenauf- oder -untergang) und dementsprechend werfen die Krater dort sehr lange Schatten, siehe ansatzweise auf dem Foto unten.

Viele Grüße

Thomas

Ellipsenzeichner02.jpg (58.19 KiB) 90 mal betrachtet

[geometer]

Gerade habe ich mir noch einmal Gedanken gemacht, wie man ein einfaches und trotzdem recht genaues Mondphasengetriebe bauen kann.

Nicht ganz so exakt wie Dirks, aber mit deutlich weniger Aufwand.

Sogar mit gleich viel Aufwand wie bei meinem 59:1 Getriebe oben.

Es handelt sich um ein 59,0476 : 1 Getriebe, d. h. die synodische Monatsdauer ist 29,5238 Tage.

Man nehme

- ein Z21 von Triceratops (21 Kettenglieder auf uraltem Reifen 30 Nr. 31017)
- ein Z62 (62 Kettenglieder auf Speichenrad, entweder mit Faden arretiert oder auf Raupenband 230 fixiert)
- ein beliebiges Zwischenzahnrad, z. B. Z20
- eine Schnecke
- ein Z40

Das Z21 treibt über das Zwischenzahnrad das Z62 an. Dieses wiederum per Schnecke das Z40.

Das ergibt eine Übersetzung von 1 : (21/62) / 40 also von 59,0476 : 1.

[Dirk Fox]

... muss allerdings noch alle 12 Jahre korrigiert werden.
Und läuft vielleicht nicht ganz so "smooth" wie mit einem fischertechnik-Stirnradgetriebe.

Vielleicht gibt es ja einen Weg, auf ähnliche Weise ein Z105 und ein Z135 zu "bauen" - dann wäre auch meine Übersetzung mit sehr kleiner Zahnradzahl (4) erreichbar.

Herzlicher Gruß
Dirk

[fishfriend]

Hallo...
Kleine Anmerkung.
Der Mond "taumelt" auch etwas, da sich auch die Entfernung ändert.
Somit können wir hier von der Erde, etwas mehr als die Hälfte des Modes sehen.
Interessant was es so gibt. Ich hab vor langer Zeit auch schon mal einen "Sonnenaufgang" bei einem Krater mir angeschaut.

So als -Augenschonender- Tipp: Bitte, wenn man den Mond durch ein Fernglas oder Teleskop beobachtet, einen "Mondfilter" davorhalten.
Das ist eine Folie, die man z.B. Auf eine Pappröhre aufklebt und die dann vorne, zum Mond hin, aufsteckt / mit Krepp festklebt.
Die Folie kostet nicht viel und ist sehr angenehm, vor allem beim längeren betrachten.

Also die Venusphasen hätten wir dan auch schon mal...
Ich stelle mir grade vor, wie ein riesen fischertechnik-Modell, so ein Tisch voll, mit hunderten Zahnrädern alle Planeten anzeigt

Herbst, Winter, Sommer, Frühling. Ich muss zugeben, ich hatte das mal mit einer Sonnenuhr gemacht. Das war schon interssant auch mathematisch.
Es ist auch erstaunlich, wie genau steinzeitliche "Kalender" / "Uhren" waren und welche Verschiebungen es so in 6000 Jahren (ca. Sonnendurchmesser beim Aufgang) bzw. auch durch aktuelle schwere Erdbeben es gibt und gab. Ich hab das mal für eine Stelle hier in den Baumbergen bei Münster durchgerechnet, wo ich ein historischen "Kalender" (Winter-, Sommersondenwende...) vermute. Da gab es eine Abweichung von nur rund 12 Minuten.
Aber das ist ein anderes Thema...
Mit freundlichen Grüßen
Holger