DigiSim

MECHANISCHES OBSERVATORIUM / R2

Westminster

Lehrrekonstruktion · kein digitaler Zwilling des Originals
Geräteuhr
Nicht unabhängig überprüft
BÜRGERLICHE ZEIT LONDON · EUROPE/LONDON
—:—:—GMT/BST
Londoner Zeit wird ermittelt…
Westminster wird aufgebaut
DENISONS SCHWERKRAFTHEMMUNG

Sehen Sie, was den Takt vorgibt.

Zwei Räder. Drei Rollen. Zwei Schwerkraftarme.
Folgen Sie der Arbeit, Phase für Phase.

EINE AUSLÖSUNG VERFOLGENRÄDERWERK GESPERRT
01 Sperre02 Auslösung03 Hub04 Impuls

Ein Sperrklotz hält das Rad an. Das Pendel schwingt frei; der Antrieb kann nicht davonlaufen.

FRONTALANSICHT · RESTAURIERTES BLAU & GOLD
Ein Zifferblatt, losgelöst vom Turm. Ziehen, um seine Tiefe zu untersuchen.

LEHRREKONSTRUKTION · KEIN DIGITALER ZWILLING DES ORIGINALS
ZIEHEN ZUM DREHENFOKUSSIEREN, DANN SCROLLEN ZUM ZOOMENKLICKEN ZUM UNTERSUCHEN
MODELLEINHEITEN · METER

METHODE / HERKUNFT / GRENZEN

Eine Uhr, die Sie hinterfragen können.

Dies ist eine Lehrrekonstruktion, keine digitale Nachbildung zu 100 %. Sie stützt sich auf veröffentlichte Maße und Funktionen, doch die originalen Konstruktionszeichnungen, die vermessene Oberflächengeometrie, Zähnezahlen und Toleranzen wurden nicht beschafft. Eine optisch detaillierte Rekonstruktion darf nicht mit einem Fertigungsnachweis verwechselt werden.

Revision 2 — erst untersuchen, dann urteilen

Die Auswahl verändert die Materialfarben nicht mehr. Stahl, Zink, lackiertes Eisen, Messing, Vergoldung und patinierte Bronze haben eigene Oberflächen. Dies sind referenzbasierte Schätzungen des Erscheinungsbilds, keine gemessenen spektralen Reflexionsgrade und keine zertifizierten Oberflächenscans.

Zusammenbau
Die verbundene Darstellung.
Raddetail
Bringt die Kamera näher heran.
Getrennte Ebenen
Versetzt die beiden Radkörper nur zur Untersuchung; die Verbindungsgeometrie ist in diesem Modus keine funktionsfähige Baugruppe.
Seitlicher Abstand
Zeigt die endlich lange Hemmradwelle, die vor dem Pendelrohr endet.
Nächste Phase
Rückt den echten mechanischen Zustand in festen Zeitschritten vor, keine vorgefertigte Animation.
Eine Auslösung ansehen
Sucht zuerst mit demselben Solver die nächste Auslösung, zeigt diese dann mit 0,05× und pausiert.

Die vollständige Ansicht „Zifferblatt“ öffnet sich in echter frontaler, orthografischer Projektion mit einem sichtbaren Zifferblatt. Das kleine Zifferblatt im Inspektor nutzt dieselbe Vektorgrafik und zeigt immer die Londoner bürgerliche Zeit. Die vier äußeren 3D-Zifferblätter folgen weiterhin dem gewählten Modus „London live“ / „Mechaniklabor“.

Die verbundenen Baugruppen erkunden

Uhrwerk
Untersuchen Sie die drei Räderwerke, Trommeln, Lager, Wellen und den Gewichtsantrieb.
Hemmung
Mit „Nächste Phase“ führen Sie den echten Solver durch Sperre, Auslösung, Hub und Impuls, oder Sie sehen eine einzelne Auslösung mit 0,05×. „Seitlicher Abstand“ zeigt die getrennten Ebenen von Rad und Pendel.
Vier Zifferblätter
Betrachten Sie den gemeinsamen Antrieb und das Zeigerwerk 12:1.
Glockenstube
Lösen Sie ein Viertelprogramm aus und sehen Sie, wie äußere Hämmer auf fest hängende Glocken schlagen.

Ziehen zum Drehen; Umschalt+Ziehen oder Rechtsklick+Ziehen zum Verschieben. Ein Teil anklicken oder im Inspektor auswählen. Die Tasten unten und der Mausrad-Zoom wirken, solange die 3D-Ansicht den Fokus hat; Esc gibt ihn frei.

Leertaste
Pausiert oder setzt nur das Experiment fort.
R
Setzt die Kamera zurück.
X
Schaltet Röntgen ein oder aus.
O
Schaltet die orthografische Projektion ein oder aus.
N
Rückt die Hemmung in ihre nächste Phase vor.
1–5
Wechseln die Baugruppe.

Explosionsansichten sind Transformationen zur Untersuchung; sie sind keine Betriebszustände.

Zwei Uhren, bewusst getrennt

London live
Treibt die Zeiger der vier Zifferblätter nach einer Referenz der bürgerlichen Zeit an, die in der Zeitzone Europe/London ausgewertet wird. Das System berücksichtigt die britische Sommerzeit über die Zeitzonendatenbank des Browsers, unabhängig davon, wo Sie sich befinden. Die originalgetreu gestalteten Zifferblätter haben keinen dekorativen Sekundenzeiger.
Mechaniklabor
Treibt sie über erfolgreiche Hemmungsauslösungen an, die jeweils als zwei Sekunden gelten. Die Anfangsstellung der Zifferblätter wird einmalig aus der Londoner Zeit übernommen. Ein blockiertes oder pausiertes Experiment kann abdriften oder stehen bleiben. Es wird nie im Hintergrund korrigiert, um zur Live-Zeit in der Kopfzeile zu passen.
Die Qualität der Quelle zählt
Diese Seite nutzt die Geräteuhr; ihre absolute Genauigkeit ist unbekannt, und die Website bietet keine separate Zeitreferenz. Selbst eine Netzwerkreferenz würde nur die Genauigkeit der bürgerlichen Zeit verbessern: Sie ist keine Live-Telemetrie der realen Großen Uhr. Diese Anwendung kann weder Wartungsstopps noch das Stellen der Zeiger noch den momentanen Fehler der echten Uhr beobachten.

Was ist belegt, und was ist rekonstruiert?

BaugruppeDokumentierte BelegeRekonstruiert / nicht validiert
UhrwerkDrei Räderwerke; Gestell 4,7 × 1,4 m; Uhrwerk 5 TonnenGenaue Anordnung, Zähnezahlen, Lagerspiel, Massenverteilung, elastische Wellen und Übertragungsverluste
HemmungDoppelter dreischenkliger Schwerkraftmechanismus; 2-Sekunden-SchlagSperrgeometrie, Kontaktnormalen, Hebeflächen, Trägheit, Fall- und Auslösewinkel; idealisierte Ereignisbedingungen ersetzen die Kontaktdynamik
Pendel4,4 m Gesamtlänge; 310 kg gesamt; 203 kg Linse; ein Penny lässt die Uhr 0,4 s/Tag vorgehenÄquivalente Trägheit des physikalischen Pendels, Details der Kompensation, Luftwiderstand, örtliche Fallbeschleunigung und Münzgeometrie
AufzugMotoraufzug von 1913 mit GangerhaltungAls funktionaler Platzhalter dargestellt; Umlaufräder, Kupplung und Nocken des Originals sind im Inneren nicht vollständig nachgebildet
ZifferblätterVier Zifferblätter von 7 m mit je 324 Teilen; IV; Preußischblau / Gold; Zeigerlängen 4,2 / 2,7 mLage des Maßwerks, ornamentale Schnitzereien, Zeigersilhouetten / Auswuchtung, Innenleben des Vierwege-Kegelradgetriebes
GlockenBig Ben 13,7 t, 2,7 m Durchmesser, 2,2 m hoch; 200-kg-Hammer; Größen und Töne der vier ViertelglockenWandstärkenprofile, Details von Krone / Verzierung, Rissverlauf, Anordnung der Aufhängung, Massen und Hubwinkel der Viertelhämmer, modaler Klang

Ein prüfbares Energiemodell reduzierter Ordnung

Iθ̈ + bθ̇ + K sinθ = τ

Das Pendel folgt dieser Gleichung mit einem impliziten Diskrete-Gradienten-Integrator bei 1/240 s. Bei freier Bewegung wandeln sich kinetische Energie und Lageenergie ineinander um; explizite Dämpfung wird zu Wärme. Jede erfolgreiche Auslösung bucht Energie vom Gehwerkgewicht ab, hebt einen Schwerkraftarm und überträgt einen angenommenen Anteil seiner Fallenergie auf das Pendel. Der Rest wird dissipiert. Ein Gewicht am unteren Ende kann keinen weiteren Impuls liefern.

E_stored + Q_heat + E_acoustic − E_initial − W_external = residual

Die gespeicherte Energie umfasst Pendel, drei Gewichte, Schwerkraftarme, Übertragungsarbeit und Hämmer. Die Wärme wird aus den modellierten Verlusttermen aufsummiert und nicht nachträglich zugewiesen, um den Fehler zu tilgen. Aufziehen, Münzjustierung und ein manueller Anstoß sind explizite äußere Arbeit. „Letzte 8 Auslösungen“ steht für ein kontrolliertes Absenken und verbucht die entnommene Energie als negative Bedienerarbeit.

Zahnräder und Hebegestänge sind als quasistatische Zwangsbedingungen modelliert: Ihre eigene kinetische Energie und die reale Stoßelastizität werden nicht aufgelöst. Das Heben der Hämmer ist quasistatisch; ihr Fallen folgt einem konservativen Drehpendel. Die gesamte Aufschlagenergie verlässt das vereinfachte Hammermodell in zugewiesene Wärme- und Schallbudgets. Diese Budgets sagen das reale Schallfeld nicht voraus, und die Lautsprecherausgabe ist keine Energiekalibrierung.

Ein mathematisches Pendel von 4,4 m ergäbe nicht die dokumentierte Schwingungsdauer von vier Sekunden. Diese Rekonstruktion verwendet ein äquivalentes physikalisches Pendel mit I ≈ 4.375,446 kg·m², Σmr ≈ 1.100,295 kg·m und einer reduzierten Pendellänge von 3,9766 m. Bei kleiner Amplitude beträgt seine Schwingungsdauer vier Sekunden; endliche Amplitude, Auslösung mit endlicher Schrittweite und Impulse verändern seinen tatsächlichen Gang. Die Software ist nicht heimlich auf UTC abgestimmt.

Quellenverzeichnis

P1UK Parliament · Great Clock facts — Uhrwerk, Pendel, Zifferblätter und Zeiger.
P2UK Parliament · Great Bell and quarter bells — Glockenmaße, Massen, Töne und Hämmer. Die ausführliche Glockenseite nennt für die erste Viertelglocke G♯; eine Übersichtsseite gibt den Ton in anderer Kurzform an.
C1Restaurierungsuhrmacher · Restaurierung von Big Ben — drei Räderwerke, Belege der Restaurierung, Originalfarben und die Existenz vollständiger Konstruktionszeichnungen.
C2Restaurierungsuhrmacher · automatischer Aufzug — das Aufzugssystem von 1913 mit Umlaufgetriebe und Gangerhaltung.
T1UK Government · British clock changes und ECMA-402 · Internationalization API — Umrechnung der bürgerlichen Zeit, keine Telemetrie der realen Uhr.

Was ein zertifizierter Zwilling erfordern würde

Die Konstruktionszeichnungen der Restaurierung und lizenzierte Vermessungsdaten beschaffen; für jedes Bauteil Geometrie, Werkstoffe, Masseeigenschaften, Zahngeometrie und Montagetoleranzen erfassen; Aufzug, Gangerhaltung, Schlagzählung und Zifferblattübertragung vollständig nachbilden; validierte Kollisions-/Kontakt- und elastische Dynamik implementieren; gemessene Amplituden, Drehmoment, Verluste, Schlagzeitpunkte und Umweltverhalten vergleichen; und einen Sensor mit Zeitstempel an Zifferblatt / Hemmung in Westminster anbinden. Bis dahin ist „100 % physisch identisch“ keine haltbare Behauptung.

Rekonstruktions-Build 2.0 (September 2026), portiert in das DigiSim Museum: natives WebGL 2 und JavaScript, ohne Laufzeitbibliotheken, CDN-Assets oder externe Schriftarten. Dokumentationslinks öffnen sich nur, wenn Sie sie auswählen.