Der Tag "0" war der 16.06.2020 um 18:45 Uhr. Sommerbeginn und stabileres Gangverhalten fallen also nicht genau zusammen. Dafür gibt es auch keinen Grund. Unsere Heizung kennt keinen "Sommermodus" und auch sonst sehe ich keinen Grund.
Nach knapp 4 Jahren hat der Aufzugsmotor aufgegeben. Bei der Demontage fanden sich feinste und auch gröbere Partikel im Uhrgehäuse, die aller Wahrscheinlichkeit nach von den Kohlebürsten des Motors stammen (Abrieb). Dies und die enttäuschende Lebensdauer führten zu dem Entschluss einen Brushless-Motor einzusetzen, wobei die Auswahl an kurz bauenden Getriebemotoren sehr überschaubar ist. Zum Einsatz kommt jetzt ein Faulhaber-Motor mit 22 mm Durchmesser der an der Abtriebswelle praktisch die gleiche Leistung liefert, wie der China-Motor mit 33 mm Durchmesser. Für die Ohren ist der neue Motor ein Wohltat, für den Geldbeutel nur dann, wenn sich der 20-fache Preis auch entsprechend in der Lebensdauer bemerkbar macht. Aktuell hängt der Motor an einem China-Controller, da Faulhaber die benötigten Chips für den eigentlich eingeplanten Controller nicht bekommt und der Liefertermin in den Sternen steht.
Faulhaber ist eine bekannte Marke. Deren Motoren sind in der Industrie und im Modellbau verbreitet. Inzwischen sind einige Typen durch die Verwendung eisenloser Anker zudem sehr kompakt. Wenn ein China-Getriebemotor nur 5 Euro kostet, kann man nicht viel erwarten.
Der Motor macht weiterhin seinen Job, aber ein Tantal-Kondensator am Funkuhr-Modul zur Spannungsstabilisierung ist zwischenzeitlich ausgefallen - der lag wohl vorher zu lange in meiner Grabbelkiste :-( Und auch die Kugellager an der Hemmung haben Probleme gemacht, was in der folgenden Abb. an der schwarzen Linie zu sehen ist, die die Abweichung in 1/10 s pro Tag zeigt (Erläuterung zu den restlichen Linien siehe weiter oben).
DATALOG_39.png - Bild entfernt (keine Rechte)
Es gibt Perioden von einigen Wochen, in denen die Uhr wunderbar läuft und dann treten immer mal wieder planlose Schwankungen auf. Zum Ende hin wurde es mir zu viel und ich habe die Lager mal wieder umgebaut. Jetzt sind statt der Kugellager Teflon-Gleitlager ohne Schmierung eingebaut. Möglicherweise tue ich aber den Kugellagern und den vorherigen Stein-Gleitlagern unrecht, da ich erst beim Umbau bemerkt habe, dass sich der Kohlebürsten-Abrieb des China-Motors nicht nur nach unten abgesetzt hatte, sondern auch überall im Werk als feiner Staub zu finden war
Jetzt bin ich mal gespannt, wie lange die Teflon-Lager problemlos laufen ...
Nach dem Viskositätsfiasko, d.h. der Erkenntnis, dass die Viskosität der Luft bei Pendeluhren eine nicht zu vernachlässigende Rolle spielt (siehe 3-Räder-Uhr und weiter unten in diesem Beitrag), kommt jetzt noch die relative Luftfeuchte als Einflussgröße hinzu. Im ersten Bild ist zu sehen, dass meine Parameteranpassung (für T, p, s/d und s/d^2) sehr unbefriedigende Ergebnisse liefert, während im 2ten Bild mit gleich vielen Parametern eine brauchbare Übereinstimmung zwischen gemessenem und berechnetem Stand erzielt wird. Der Parameter für die schleichende Veränderung im Gangverhalten (s/d^2) wurde gestrichen und durch einen Parameter für die rel. Luftfeuchte ersetzt.
Datalog_48_ohne_Feuchte.png - Bild entfernt (keine Rechte) Parameter: -0,036 s/(d K), +0,0076 s/(d hPa) und -0,0025 s/d^2 (Uhr wird schleichend langsamer)
Hier zeigt sich auch eine generelle Problematik bei einer Parameteranpassung. Wenn eine wesentliche Einflussgröße (hier die Luftfeuchte) nicht berücksichtigt wird, dann können für die anderen Parameter unsinnige Werte ermittelt werden (hier Temperatur- und Druck-Einfluss). In den letzten 2 Jahren konnte ich recht gut mit dem Parameter für die schleichende Veränderung leben, da bei den Messreihen entweder nur eine relativ konstante Änderung der Feuchte auftrat, die dann durch s/d^2 erschlagen wurde oder andere Effekte, wie im Bild weiter oben, dominant waren. Jetzt waren erstmalig Temperatur- und Druckeinfluss so gut kompensiert, dass sich der Feuchteeinfluss deutlich bemerkbar machen konnte. Warum er nicht automatisch zusammen mit dem Druckeinfluss (beide ändern die Dichte) wegkompensiert wird, ist mir ein Rätsel.
Noch eine Anmerkung zur temperaturabhängigen Längenänderung des Pendels. Mein Pendel ist aktuell mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit unterkompensiert, da rund 1 m Quarzglas nach unten und nur 5 mm Messing nach oben gehen. Dadurch sollte die Uhr mit steigender Temperatur langsamer werden. Außerdem ist der Druck leicht überkompensiert, d.h. die Uhr wird bei fallender Dichte (p runter und/oder T hoch) langsamer. 2 Gründe für "langsamer" und trotzdem wird die Uhr bei steigender Temperatur schneller.
Bei der 3-Räder-Uhr ist es umgekehrt. Die Pendellänge ist nach Moritz' Überzeugung deutlich überkompensiert und der Druck unterkompensiert. 2 Gründe für "schneller" bei steigender Temperatur und trotzdem wird die Uhr minimal langsamer bzw. zeigt praktisch keine Temperaturabhängigkeit.
Da kommt die Luftviskosität ins Spiel. Sie steigt bei steigender Temperatur und bremst das Pendel, was bei der 3-Räder-Uhr das "schneller" ausgleicht. Die mit dem Abbremsen des Pendels verbundene kleinere Amplitude macht sich bei der 3-Räder-Uhr nicht bzw. kaum durch ein "schneller" bemerkbar, was aus der mangelnden Druckkompensation ableitbar ist. Bei meiner Uhr hingegen wirkt sich die kleinere Amplitude sehr deutlich aus und macht die Uhr insgesamt schneller.
Die beste Vorgehensweise bei dieser Uhrenbauart dürfte ein rechnerisch halbwegs genau längenkompensiertes Pendel sein, an dem dann nicht mehr "rumgefummelt" wird. Ich bin mir recht sicher, dass mittels Amplitudenverstellung dann Druck- und Temperatureinfluss gleichzeitig verschwinden.
Zum Motor: Bürstenmotore sind nicht besonders langlebig. Faulhaber und Maxxon sprechen da (Bei Kommutierung mit Edelmetall) von ca. 20 000 Stunden. (Deswegen habe ich mein Projekt "Hemmungslose Pendeluhr" erst mal begraben).
Ganz anders sieht die Sache bei Synchronmotoren aus. Habe ich als Aufzugsmotor in meiner "Versuchsuhr" verbaut. Selbst Dauerlauf über Jahrzehnte ist hier kein Problem (Klappzahlenuhr).
Abrieb gibt es da auch nicht. Es gibt diese Motoren auch für geringe Spannungen, 12 -24 V AC. Nicht jeder möchte 230 V in seiner Uhr.
Zitat von Metallfunk im Beitrag #83Zum Motor: Bürstenmotore sind nicht besonders langlebig. Faulhaber und Maxxon sprechen da (Bei Kommutierung mit Edelmetall) von ca. 20 000 Stunden.
Kommt halt auf den Einsatz an: Bei meinem Huygens-Endlosaufzug, der jede Stunde 20 Sekunden lang läuft, wären das 400 Jahre... Dennoch habe auch ich mich aus Verschleiß- und Abriebgründen für einen Synchronmotor entschieden.
ZitatNicht jeder möchte 230 V in seiner Uhr.
Stört mich eher weniger. Dafür sind die Stromstärken schön gering. Und ein vorgeschaltetes Netzteil würde ich bloß als zusätzliche und unnötige Fehlerquelle betrachten.
Eigentlich hätte ich erwartet, dass Ihr mich für die These zum Viskositätseinfluss oder auch für den noch nicht endgültig nachgewiesenen Luftfeuchteeinfluss in der Luft zerreißt. Schließlich gibt es etliche Literaturstellen, in denen weder Luftfeuchte noch Viskosität ein signifikanter Einfluss zugeschrieben wird. Aber nein, Ihr antwortet auf auf den über 3 Jahre alten Beitrag zum Motor, der jetzt "brushless" ist - also eigentlich auch ein Synchronmotor.
Da braucht man dich nicht zerreissen, da Du die Fakten, bzw Testergebnisse gut erklärt hast. Über den Feuchteeinfluss hatte ich mir auch schon Gedanken gemacht, da ich an meinem Datenlogger auch die Feuchte aufzeichne und schon (vermeintlich) einen Feuchteeinfluss erkannt habe. Die Feuchteänderung beeinflusst die Dichte und damit den Luftwiderstand des Pendels. Über die Änderung der Viskosität der Luft bei Änderung der Luftfeuchte habe ich seinerzeit keine Unterlagen gefunden und das auch nicht weiterverfolgt. Die Viskosität der Luft ist im Wesentlichen von der Temperatur abhängig und wird bei Uhren vielleicht deshalb nicht separat betrachtet. Der Viskositätseinfluss wird aber bei der Amplitude, besser der maximalen Geschwindigkeit der Pendellinse relevant, wenn es um den Umschlag von laminarer zu turbulenter Strömung geht. Evtl kommen die unterschiedlichen Ergebnisse von 1° oder 7° Amplitude oder der Form der Linse auch daher. Grüsse Achim
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31.10.2020 13:44
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