PORTA UHRENFABRIK WEHNER KG PFORZHEIM

PORTAelechron

Das neue elektrische Werk der PUW-Porta, Kaliber 1OOO

Die elektrische Uhr hat sich als stationärer Zeitmesser schon seit Jahrzehnten mehr und mehr durchgesetzt. Als Armbanduhr aber eroberte sie sich erst in den letzten Jahren einen bedeutenden Platz.

Genau wie bei der Entwicklung der elektrischen Großuhr wurden auch bei der Armbanduhr verschiedene Systeme angewandt. Wissenschaftliche Untersuchungen an diesen verschiedenartigen Konstruktionsprinzipien ließen schon bald optimale Versionen erkennen, die zu bevorzugten Entwicklungsrichtungen führten.

In erster Linie aber sollte jede Uhr ein zuverlässiger und genauer Zeitmesser sein, und zwar ohne Rücksicht auf das benutzte Konstruktionssystem, wobei natürlicherweise auch der Preis eine bedeutende Rolle spielen wird.

PUW Kaliber 1000

Auf Grund genauer wissenschaftlicher und ökonomischer Erkenntnisse, die mit einer Gegenüberstellung von allen Vorteilen und Schwächen abschlössen, entwickelte die Porta-Uhrenfabrik ihre elektrische Armbanduhr PORTAelechron. Sie zeigt eine einfache und übersichtliche Bauweise, die folgende Baugruppen erkennen läßt:

  1. Antrieb (Batterie, Kontakt, Spulenschwinger [Unruh], Magnetsystem).
  2. Räderwerk.
  3. Zeigerwerk.

PUW Kaliber 1000

Wie bei allen anderen Konstruktionen dient eine Monozelle als Energiespeicher. Für die PORTAelechron ist die Eveready77mit 1,5Volt Nennspannung und einer Nennkapazität von 160 mAh gewählt worden. Bei maximalem Stromverbrauch von 12µA läßt sich eine Batterie-Betriebsdauer bis zu 18 Monaten erreichen.Der für die magnetische Induktion notwendige Strom wird über einen mechanischen Kontakt der Unruh zugeführt. Die als Spulenschwinger ausgebildete Unruh ist Antrieb, Kontaktsteuerorgan und Zeitteiler zugleich.

Prinzipschaltbild PUW1000

Für die Unruh wurden 28800 Halbschwingungen in der Stunde gewählt, wodurch bei einer Restunwucht z.B. von 10µcm und bei der kritischen Amplitude von 180° ein Schwerpunktfehler von nur 4,5 sec. in 24 Stunden entstehen kann. Der Spulenschwinger wurde aber so ausgelegt, daß er in allen Lagen eine permanente Amplitude zwischen 220° und 230° erreicht. Dadurch wird der Schwerpunktfehler in bezug auf die Restunwucht so gering, daß er auf das Gangverhalten zusätzlich keinen wesentlichen Einfluß ausüben kann.

Um die Verschleißerscheinungen am Steuerorgan äußerst gering zu halten, sind Spule und Magnetsystem so angeordnet, daß bei der festgelegten Betriebsamplitude die Gegen-ElektroMotorische Kraft (Gegen-EMK) der Forderung entsprechend gleich der Batteriespannung ist. Dadurch wird die Funkenerosion, die hauptsächlich die Abnützungserscheinung hervorruft, auf ein Minimum herabgedrückt. Auf Grund dieser Konzeption kann eine funktionssichere Betriebsdauer des Steuerorgans von mindestens 8 Jahren erreicht werden.

Oszillogramm: induzierte Spannung bei Dreimagnetsystem

Wenn der Spulenschwinger mit einem Putzholz oder einem Kunststoffstab langsam aus seiner Nullage nach links oder rechts geführt wird, ist der Antriebsvorgang genau zu beobachten. Ca. 20° nach der Nullage erhält der Spulenschwinger seinen Antriebsimpuls. Nach Rückkehr vom Umkehrpunkt erfolgt der Antriebsimpuls wiederum ca. 20° nach der anderen Seite der Nullage. Dieser Vorgang wiederholt sich periodisch und hält durch Zufuhr der notwendigen elektrischen Energie die Schwingungen aufrecht. Dabei läßt sich genau beobachten, daß die Kontaktfeder durch den im Kontaktstift des Spulenschwingers befestigten Kontaktisolierstein ausgelenkt wird. Danach schließt sich der Stromkreis über Kontaktstift und Kontaktfeder, die weich aufeinandergleiten, um einesteils den für einen einwandfreien Kontakt notwendigen Kontaktdruck zu erreichen und andernteils das Prellen der Kontaktfeder bei der Kontaktgabe zu verhindern. Die Schwingungen der Kontaktfeder während der Zeit ihrer Auslenkung durch den Kontaktisolierstein werden soweit gedämpft, daß die Funktionssicherheit erhalten bleibt.

Sobald sich Kontaktfeder und Kontaktstift berühren, fließt Strom vom Pluspol der Batterie über Batteriebügel, Werkplatte, Unruhkloben, Spirale, Spulenschwinger, Kontaktstift, Kontaktfeder und Stromleiter zurück zum Minuspol. Dabei wird in der stromdurchflossenen Spule ein Magnetfeld induziert, dessen Polarität zur Lage des Permanent-Magnetsystems so gewählt ist, daß die Unruh einen optimalen Antriebsimpuls erhält. Die Impulsdauer ist vor allem von der Amplitude abhängig und beträgt nur 5 Millisekunden (5/1000 Sekunden). Sie ist mit dem Abfall der Kontaktfeder vom Kontaktstift beendet. 

Kontaktfeder PUW1000

Für die Fertigung und Kontrolle von Spulenschwinger und Kontaktplatte sind komplizierte, hochpräzise Werkzeuge und Meßgeräte erforderlich, die wegen der gestellten Forderungen speziell dafür entwickelt wurden. Um an diesen Bauteilen die notwendige Präzision einhalten zu können, werden fast alle Arbeitsgänge dieser Baugruppe nur unter dem Mikroskop ausgeführt.

Da die Ganggenauigkeit der PORTAelechron ohne weiteres Chronometer-Qualität erreichen kann, wird die Regulierung durch eine Feinstellvorrichtung vorgenommen. Dadurch ist es möglich, engste Zeittoleranzen einzuhalten.

Wenn die Spirale im Spiralschlüssel nicht schwingt, sondern stets am Regulierstift anliegt, dann werden die besten Gangergebnisse erzielt. Diese Einstellung darf deshalb nie verändert werden.

Der Temperatureinfluß macht sich vornehmlich über die Spiralfeder bemerkbar. Da aber bei der PORTAelechron nur Nivarox 1 Spiralfedern verwendet werden, ist der Temperaturfehler äußerst minimal.

Die Übertragung der schwingenden Bewegung der Unruh auf die drehende Bewegung des Räderwerks zur Zeitanzeige vermittelt ein in der Hebelscheibe befestigter Hebelstein, der in das mit Sägezähnen ausgestattete Schaltrad eingreift. Durch jede zweite Halbschwingung wird das Schaltrad um einen Zahn weitergeschaltet, also viermal in einer Sekunde. Deshalb können Viertelsekunden auf dem Zifferblatt abgelesen werden. Um dem Räderwerk die notwendige Drehrichtungsstabilität zu verleihen, wird das Schaltrad durch den Schaltmagnet schrittweise arretiert.

Messung Stromaufnahme PUW1000

Das Schalttrieb überträgt die Drehbewegung weiter auf das Zwischenrad und dessen Trieb wiederum auf das Kleinbodenrad. Mit dem Kleinbodenrad steht das Zentrumsekundentrieb im Eingriff. Das Zahnspiel wird in bekannter Weise entgegen der Drehrichtung des Räderwerks durch eine Friktionsfeder aufgehoben. Dadurch läßt sich ein völlig gleichmäßiger, ruhiger Lauf des Sekundenzeigers erreichen. Der Kraftfluß führt weiter vom Kleinbodentrieb zum Großbodenrad, dessen Trieb (Mitnehmerrad) als Zeigerwerkfriktion ausgebildet ist. Vom Mitnehmerrad wird über das Wechselrad das Minutenrohr angetrieben, welches lose auf dem in der Werkplatte eingepreßten Zentrumlagerrohr gelagert ist. Das Stundenrad greift in das Trieb des Wechselrades ein. Das Wechselrad wird durch eine Feder gegen Mitnehmerrad und Minutenrohr gehalten. Die Zahnformen dieser Räder sind so ausgebildet, daß ein möglichst spielfreier Eingriff erreicht wird.

Das Stellen der Zeiger erfolgt in üblicher Weise durch eine Stellkrone. Beim Herausziehen wird der Stromkreis unterbrochen und das Räderwerk gleichzeitig blockiert. Eine patentierte Vorrichtung ermöglicht auf diese Weise eine sekundengenaue Zeiteinstellung. Beim Eindrücken der Stellkrone wird die Blockierung des Räderwerks gelöst, der Stromkreis geschlossen und die Uhr läuft sofort wieder an.

Stoppvorrichtung PUW1000

Die PORTAelechron wird aber auch mit Datumanzeige geliefert. Die Schaltung von einem Tag zum anderen erfolgt sprungartig mitternachts. Bei Monaten mit weniger als 31 Tagen oder beim erstmaligen Einstellen muß allerdings von Hand geschaltet werden, was aber ganz einfach geschieht:

Durch Drücken auf die Stellkrone und nachfolgendes Loslassen schaltet das Datum um einen Tag weiter. Dieser Vorgang kann jederzeit mühelos wiederholt werden, bis das gewünschte Datum erscheint. Dabei läuft die PORTAelechron unbehelligt weiter, ohne daß die Ganggenauigkeit gestört wird. Die nicht sichtbare Vorbereitung des automatischen Schaltvorganges findet zwischen 20 und 24 Uhr statt. Während dieser Zeit kann nicht von Hand geschaltet werden.

Die PORTAelechron ist mit einer Bruchsicherung versehen und nach DIN 8308 stoßsicher. Sie ist aber auch antimagnetisch und übertrifft sogar die Forderungen von DIN 8309, wonach eine Magnetfeld- Beeinflussung von 60 Oersted ausgehalten werden muß, da fremdmagnetische Felder selbst bei 140 Oersted fast ohne Wirkung bleiben.

Die PORTAelechron wird nur in wasserdichten Gehäusen geliefert, die DIN 8310 ohne weiteres erfüllen.

Mit der PORTAelechron schuf die Porta-Uhrenfabrik Wehner KG Pforzheim ein Präzisionswerk mit einer außergewöhnlich hohen Ganggenauigkeit. Sie ist anspruchslos, aber auch elegant. Sie ist zuverlässig und verhilft dem Träger zur Pünktlichkeit. Deshalb wird sie Jedem ein stets treuer Begleiter sein.

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