John Harrison war vor rund 250 Jahren der Meinung, dass ein Pendel leicht sein und mit einer großen Amplitude schwingen sollte. Das galt ja bis vor ein paar Tagen als völlig verkehrt. Jetzt hat es ein Nachbau seiner Konstruktion aber sogar ins Guinness Buch der Rekorde geschafft - aufgrund der hohen Präzision: Independent Artikel
Harrison war ein begnadeter Jahrtausend Uhrmacher. Solche Ausnahme Menschen werden von der selbsternannten "Geistigen Elite" oft geschnitten, wer will schon gerne zugeben, das man oft jahrzehntelang oder länger etwas Falsches geglaubt hat und zu dumm war das zu erkennen.... Diese Erkenntnis lässt sich auch auf alle anderen wissenschaftlichen Bereiche ausdehnen.
Zitat von HermannH im Beitrag #4Harrison war ein begnadeter Jahrtausend Uhrmacher ...
... und Mathematiker. Er hat offenbar damals schon mathematische Zusammenhänge "gespürt", die wir uns heute ganz leicht im Internet zusammensuchen können. Allerdings hat das bisher scheinbar niemand gemacht.
Ich habe jetzt mal eine erste Abschätzung vorgenommen. Für eine Kugel sind die Widerstandsgesetze sehr gut bekannt (cw nach Kaskas (Seite 3). Das gilt zwar nur für eine gleichförmige Bewegung, aber zur Abschätzung mit der mittleren Pendelgeschwindigkeit soll es mal ausreichen. Damit lässt sich jetzt die Reibungsarbeit (Luftreibung) berechnen, die dem Pendel ständig zugeführt werden muss.
Wenn jetzt der Luftdruck steigt, dann wird die Amplitude des Pendels geringer, da die dem Pendel zugeführte Energie konstant bleibt (bzw. durch den Luftauftrieb des Antriebsgewichtes sogar minimal sinkt). Wenn die Amplitude kleiner wird, dann schwingt das Pendel schneller, siehe "Exakte Lösung" auf der Seite mathematisches Pendel.
Jetzt ist nur noch die Frage, ob es eine Amplitude gibt, bei der sich das Pendel selbst kompensiert. Und das ist in der Tat der Fall. Wenn der Luftdruck um angenommen 5% steigt, dann wird das Pendel nach meinen Ausführungen im FPPU-Pendel-Thread um rund 0,4 s/d langsamer (ohne Amplitudenberücksichtigung). Der steigende Strömungswiderstand reduziert die Amplitude von 3° auf 2,959°. Dadurch wird das Pendel um rund 0,4 s/d schneller. Bingo
Wäre die Amplitude 6° (sehr hohe Antriebsenergie!) dann führte der o.a. Druckanstieg sogar zu rund +1,8 s/d. Die Uhr wäre also überkompensiert.
Für meine theoretische Gesellenprüfung letzte Woche musste ich noch lernen, dass ein Pendel schwer sein muss, mit niedriger Amplitude und ruhender Hemmung! ;)
Zitat von Uhrenmusik im Beitrag #6Für meine theoretische Gesellenprüfung letzte Woche musste ich noch lernen, dass ein Pendel schwer sein muss, mit niedriger Amplitude und ruhender Hemmung! ;)
...was ja auch stimmt! Harrison zeigte nur auf, das es Anders auch geht.
Es gibt selten nur den einen wahren Weg. Und jede Methode hat immer(!) zwei Seiten - die Positive und die Negative. Was die eine Hemmung abnutzungs-resistenter macht, macht sie vielleicht empfindlicher, oder umgekehrt....
in einer Pendeluhr wird Konstante Periodendauer einer Schwingung angestrebt . Harmonische Schwingung wäre von Vorteil , wir müssen aber mit Linear gedämpften Schwingungen arbeiten . Setzt man die Masse * und Dämpfungskonstante günstig ; bekommt man bessere Zeitkonstanten .
Es wird übrigens ganz schwer sein die Uhr mit schweren Pendel und großen Schwingungsweite unter der Kontrolle zu halten ; Gegenschwung und so weiter .. z.B. eine Pendelstange ist gewiss auch eine Feder // höhere Geschwindigkeit - höhere Strömungswiderstand . Soll die Masse / Volumen klein sein - ist OK ?! In Prinzip - man hält die Amplitude konstant . Die Frage des konstanten Antriebes wird jetzt wichtiger sein als die Güte des Pendels // dabei wird die Linearität der Dämpfung Ziel der Forschung sein .. _____ Nur so ganz primitiv; Ein freischwingendes schweres Pendel in günstiger Ausführung( ohne Antrieb ) schwingt mit abnehmender Amplitude(Schwingungweite) immer konstantere Zeitintervalle . Leichtes Pendel mit ungünstiger Form wird schneller ausgebremst und zum Stillstand kommen . Fakt ist - man arbeitet mit dieser Erfahrung .
Zitat von Alexander Strigun im Beitrag #9in einer Pendeluhr wird Konstante Periodendauer einer Schwingung angestrebt .
Ja, genau. Deswegen geht Harrison hin und lässt das Pendel mit großer Amplitude schwingen. Wenn sich jetzt die Luftdichte erhöht, dann wird die Amplitude minimal geringer und die Periodendauer bleibt konstant - so braucht er keine Barometerdosen.
Hier noch ein paar Bilder zu der Uhr: Clock B (auf die Kreise klicken). Weitergehende Infos gibt es auch noch von tvb: LeapSecond. Dabei ist besonders die pdf-Datei "A close look at Clock B" unter 'Technical Links' interessant.
Prinzipiell finde ich das gut/interessant . man bedenke mit welcher Periode der Oszillation die Unruh ihren Dienst tut . PS John Harrison , Graham , ........................ Riefler , Strasser haben gewissermaßen alle Recht
Ja, viele Wege führen nach Rom. Richtig ist sicherlich, dass die große Amplitude deutlich höhere Anforderungen an das Räderwerk stellt. Die von Graham, Riefler, Strasser, Fedchenko, etc. propagierte Entkopplung des Pendels vom Räderwerk ist bei der 'Clock B' nicht gegeben. Sie ist, wie Tom van Baak in seinen theoretischen Ausführungen darlegt, geradezu auf kleinstmögliche Streuungen (sigma) in der Energiezufuhr angewiesen.
Umso erstaunlicher ist die Präzision der Uhr trotz rückführender Hemmung (Grasshopper Escapement). Daraus habe ich jetzt folgenden Schluss gezogen (als noch zu beweisende These): die Rutscherei auf den Paletten bei Graham, Riefler, Strasser, Haldimann, etc. ist in etwa genauso schlecht wie eine Rückführung (auch bei Riefler, Strasser und Haldimann macht sich das Räderwerk bemerkbar, da die "Umschaltung" nicht unendlich schnell erfolgt und Verschleiß den Schaltzeitpunkt verschiebt). Eine optimale Hemmung kommt ohne Rückführung und ohne Rutschen aus.
#21 | RE: PPFU - PräzisionsPendelForumsUhr 20.02.2015 00:40 (zuletzt bearbeitet: 20.02.2015 09:48) alexander strigun ( gelöscht ) nur kurz ; ich glaube da gibt es kleines Missverständnis was "freie" Hemmung ist . Das Pendel wird nicht komplett "frei" von sonstigen Störungen. Problematik bei Federkraft Hemmungen ; Geschwindigkeit des Stoßes - Schaltung soll augenblicklich erfolgen - was technische Komplikation darstellt, Elastizitätskonstanten, .... , Problematik bei Schwerkraft Hemmungen ; Der Zustand der Lager von Antriebsgewichten kann die Genauigkeit beeinflüssen , Materialausdehnung von Gewichtsarmen , ... , Vorteile der beiden , ich sage doch so , "weitgehend"* - "frei" von Werkeinflüßen.
Graham Gang , was eigentlich ein Prinzip einer Zylinderhemmung darstellt , welche ein Prinzip einer -nicht jetztige Thema- ist sehr gut und kann mit Änderugen an der Palettenwinkeln zu absoluten Top Leistungen fähig sein , das Pendel ist aber direkten Kraftflüß aus dem Werk ausgesetzt. LG Alexander " weitgehend " * - bei Schwerkrafthemmung eigentlich °nur° Auslösewiederstand der Schaltung welcher natürlich von dem Druck auf dem Ankerrad abhängt , und bei der Federkraft Hemmung zusätztlich direkte Einflüß wärend der Schaltvorganges/ Vorspannvorganges . Das ist bloß kurze Beschreibung ______________________________________ und ______________________________________ #23 | RE: PPFU - PräzisionsPendelForumsUhr 20.02.2015 00:59 (zuletzt bearbeitet: 20.02.2015 08:46) alexander strigun ( gelöscht ) mit Ideen
°nur° Auslösewiederstand . Diese °nur° war eigentlich ein Grund für unzähliger Experimente und weitere Entwicklungen und verantwortlich für Vielfalt der Hemmungsarten .
Diese °nur° ist verantwortlich für Gleichwertigkeit einer mechanicher Problemlösung gegenüber einer elektrischer .
So weit ich weiß es gibt keine "beste" elektrische Uhr die bessere Gangwerte als "beste" mechanische Uhr liefert - Schaltkreise Problematik - das ist mein theoretischer Wissensstand
Grahamgang hat keinen Auslösewiederstand - stattdessen Ruhereibung LG Alexander ______________________________________ und ______________________________________ #1 | ein Satz von Alfred Helwig 10.02.2015 11:13 (zuletzt bearbeitet: 10.02.2015 11:17) alexander strigun ( gelöscht ) "... , daß man wahrscheinlich ganz auf Hebung verzichten könnte , da es nur darauf ankäme dan Gangradzahn auf die nächste Ruhe zu bringen ...."
Lektüre ; "Drehganguhren" , Verlag D.U.Z. von 1927 Seite 91
ZitatSo weit ich weiß es gibt keine "beste" elektrische Uhr die bessere Gangwerte als "beste" mechanische Uhr liefert - Schaltkreise Problematik - das ist mein theoretischer Wissensstand
Es gibt sie nicht, weil man für so etwas Atomuhren hat, allerdings könnte man in der Theorie mit erweiterten Schaltkreisen eine Quarzuhr erstellen, die die Genauigkeit der besten mechanischen Uhr bei weitem übersteigt. In normalen Quarzuhren findet ja nach jeder Minute eine Korrektur in Form von zusätzlichen Impulsen statt. Diese Korrektur könnte man, wenn man sich die Mühe geben würde, nach einer Stunde wiederholen. Wir sollten trotz unserer Liebe zur mechanischen Uhr uns eingestehen, dass die Elektronik der Mechanik hinsichtlich Zeitmessung absolut überlegen ist, aber darum geht es ja (glücklicherweise) schon lange nicht mehr.
Zeit, und auch deren Genauigkeit, ist relativ. Selbst die beste Atomuhr macht nichts anderes, als möglichst präzise Impulse zu geben. Das dies die genau Zeit misst, ist reine Glaubenssache.
Kontakt
Moderatoren
Foren-Regeln
Links
Xobor-Interview
Uhrenwerkstattforum
Thema drucken
22.04.2015 15:30
Antworten
