Hauptuhr

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Eine als Pendeluhr ausgeführte Hauptuhr (um 1970)
Typische Aufbau einer Uhrenanlage mit Mutteruhr (Master Clock) um 1900.

Als Hauptuhr oder Mutteruhr wird in einer Uhrenanlage diejenige Uhr bezeichnet, die eine beliebige Anzahl Nebenuhren oder Tochteruhren steuert und dadurch eine exakt synchrone Gangweise aller angeschlossener Uhren gewährleistet. Dies ist für eine einheitliche Zeitgebung innerhalb von Unternehmen, Behörden, Schulen und anderer öffentlicher Gebäude wichtig.

Eine zweite Bedeutung von Hauptuhr meint eine evakuierte Präzisionspendeluhr, die außer einem temperaturkompensierten Sekundenpendel keine beweglichen Teile mehr enthält. Diese sind zur Vermeidung mechanischer Störungen in eine mit der Hauptuhr synchronisierte Nebenuhr ausgelagert (siehe Riefler- und Shortt-Uhren). Dadurch konnte man für Zeitdienste schon lange vor den Quarzuhren Ganggenauigkeiten unter 0,01 Sekunden pro Tag erreichen.

Aufbau und Funktion[Bearbeiten]

Die Hauptuhr ist der wichtigste Bestandteil einer Uhrenanlage; ihre Aufgabe ist die Steuerung von Nebenuhren und zusätzlichen Signaleinrichtungen. Sie ist meist nicht an einem Ort aufgestellt, an dem die Anzeige, bzw. das Zifferblatt gut einsehbar ist, sondern in einem Schaltraum, zusammen mit übriger Kommunikationstechnik oder Elektroinstallation.

Hauptuhren haben im Rahmen der jeweiligen Technik einen besonders präzisen Gang. Die Hauptuhr besteht aus dem Uhrwerk und den Treibern für die Nebenuhrenlinien. In regelmäßigen Zeitabständen, meist im Minutenabstand, wird ein kurzes Stellsignal an die untergeordneten Nebenuhren ausgesendet. In diesen wird dadurch das Zeigerwerk über einen Schrittmotor angetrieben. Zur Reduzierung der Auswirkungen von Störeinflüssen auf die Leitung, die den Gleichlauf der Uhren beeinträchtigen könnten, werden aufeinanderfolgende Stellsignale mit entgegengesetzter Polarität ausgesendet. Bei Uhren älterer Bauart wird die Polarität des Stellsignales durch ein Polwenderelais umgekehrt.

In der Praxis werden, besonders bei umfangreichen Anlagen, mehrere Nebenuhrenlinien eingerichtet, an der jeweils eine bestimmte Anzahl Nebenuhren angeschlossen werden können. Jede Linie kann dabei einzeln nachgestellt und gegebenenfalls auf Störungen wie Kurzschluss, Erdschluss oder Unterbrechung überwacht werden.

Ausführungen[Bearbeiten]

Ganggenauigkeit von mechanischen Hauptuhren
Pendelausführung Uhrgang
Sekundenpendel Holzpendel ± 15 Sek./Monat
Invarstahlpendel ± 6 Sek./Monat
Shortt- und Riefler-Pendel ± 3 Sek./Monat
¾-Sekundenpendel Holzpendel ± 30 Sek./Monat
Invarstahlpendel ± 10 Sek./Monat

Bis zum Aufkommen von quarzgesteuerten Uhren bestand das Uhrwerk von Hauptuhren aus präzise gefertigter Feinmechanik. Der Gang konnte durch ein genau einstellbares Pendel reguliert und durch evakuierte Gehäuse stabilisiert werden. Um Längenänderung des Pendels bei Temperaturschwankungen zu verhindern und damit Gangungenauigkeiten zu reduzieren, wurde es oft aus Invarstahl hergestellt.

Mechanische Hauptuhren sind als ¾-Sekunden-Pendelausführung und als 1-Sekunden-Pendelausführung verbreitet. ¾-Sekunden-Pendeluhren bilden den überwiegenden Anteil. 1-Sekunden-Pendeluhren werden besonders in Uhrenanlagen von Bahnhöfen eingesetzt und waren bis etwa 1960 die Basis astronomischer Zeitdienste.

Moderne Hauptuhren werten in Deutschland das Zeitsignal des Langwellensenders DCF77 in Mainflingen bei Frankfurt am Main aus, um sich mit der gesetzlichen Zeit zu synchronisieren. In anderen Ländern gibt respektive gab es vergleichbare Zeitdienste, beispielsweise das BEV in Wien, den ehemaligen HBG-Sender Prangins oder OMA in Prag.

Für Kirchen werden meist spezielle Hauptuhren mit weiteren Schaltausgängen und DCF77 Zeitempfang eingesetzt. Diese steuern die Turmuhr (meist 230 V), evtl. Nebenuhren (12 V oder 24 V polwechselnd) sowie Ausgänge für Läuteglocken und Schlagglocken (Impulsausgang für das Schlagwerk).[1]

Einige spezielle Funktionen für Kirchenhauptuhren:

  • Beim melodischen Läuten werden mehrere Läuteglocken zeitversetzt (entsprechend ihrer Größe) ein- und ausgeschaltet.
  • Beim Uhrschlag kann viertelstündlich eine Melodie (z. B. Westminster) und anschließend die Stundenschläge ausgegeben werden.
  • Die Schlagwerksverriegelung verhindert, evtl. mit Nachverriegelung, ein Schlagen falls die Glocke noch läutet, bzw. noch nicht ausgeschwungen ist.

Literatur[Bearbeiten]

  • Harry Dittrich, Günther Krumm: Elektro-Werkkunde, Band 5: Berufspraxis für Fernmeldeinstallateure, Fernmeldeelektroniker, Fernmeldemechaniker und Fernmeldehandwerker mit Fachrechnen und Fachzeichnen. 5., durchgesehene Auflage, Winklers Verlag, Darmstadt 1973.

Siehe auch[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Nicke Elektronik, Hauptuhren für Kirchen

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Hauptuhr – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien