Aug. Schatz & Söhne, PENDULO mit ELEXACTA aus 1961

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Der_Stromer
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Aug. Schatz & Söhne, PENDULO mit ELEXACTA aus 1961

Beitrag von Der_Stromer » Di 17. Dez 2013, 13:23

Mal eine etwas "andere" Uhr :mrgreen:

Ob ich diese Uhr wieder in Gang bringen könnte, war die Frage des Besitzers. Meine Antwort war einfach „ja“. Mich interessierte diese Uhr und ihre Funktion. Hatte ich so etwas doch noch nie auf meinem Tisch.
2835-Zu-schnell.JPG
Es handelt sich hier um eine Schwingpendeluhr mit dem in 1958 entwickeltem Batteriewerk Elexacta der Firma Aug. Scahtz & Söhne / Triberg. Für diese Uhr wurde es etwas modifiziert. Wie funktioniert nun diese Uhr? Von vorne sieht man nur, dass die gesamte Uhr von links nach rechts schwingt. Die „Pendelscheibe“ ist die Uhr, die an der Pendelstange aufgehängt ist.
Auf der Rückseite der Uhr dann die Lösung des Geheimnisses: Das Uhrwerk treibt ein sog. Gegenpendel an.
2846-Werk-mit-Gegenpendel.JPG
Dieses setzt durch seine Bewegung die gesamte Uhr in Schwingung. Das Wirkungsprinzip der Uhr ist folgendes: Das Werk setzt das Gegenpendel mit ca. 0,7 Hz in Bewegung (das wäre eigentlich viel zu schnell). Durch die Veränderung des Schwerpunktes wird auch das Gehäuse mit der kompletten Uhr, die am „Pendelstab“ aufgehängt ist, ebenfalls in Bewegung versetzt. Da aber hier das Zeitbestimmende Glied (Pendelstab und Pendelscheibe = Uhr) zu finden ist, muss sich das kleinere Gewicht des Gegenpendel
2838-Vorderseite-Gegenpende.JPG
zwangsweise nach dem größeren der gesamten Uhr richten. Das Zeitnormal ist also die Länge des Pendelstabes bis zur Pendelscheibe nach dem Pendelgesetz.
Was war nun mit dieser Uhr? Nun, das Elexacta lief nicht, keine Schwingung. Also erst einmal die Uhr zerlegt und schon lief mir Öl entgegen. Das Werk war ebenfalls in Öl „Getaucht“ alle Räder und Triebe total verklebt. Eine Generalreinigung war angesagt.
2821-In-Oel-getaucht.JPG
2820-Gut-konserviert.JPG

Nach dem US-Bad und der Montage des mechanischen Teils der Uhr war dann immer noch nichts von Bewegung zu spüren. Also wurde die Elektronik untersucht und gemessen.
Hier gibt es nur 5 Bauteile, also sehr übersichtlich. Ein IC TAA780, ein Elektrolyt-Kondensator 33µF, ein Tantal-Kondensator 3,3µF, ein Widerstand 560KOhm und die Doppelspule (Antrieb und Sensorspule). Stromquelle ist eine 1,5 Volt Batterie Mono LR20. Kurze Rede, langer Sinn: der Elko 33µF hatte seine Kapazität verloren und die gesamte Schaltung kam dadurch viel zu schnell ins Schwingen, so dass nichts mehr pendeln konnte. Nach dem Austausch des Kondensators war das eigentlich wieder normal, aber trotzdem wollte die Uhr nicht so, wie ich wohl will. 8 Minuten Vorgang in 1 Stunde!!!! Das war mit der Reguliereinheit oben am Pendelstab auf keinen Fall auszugleichen.
2836-Draufsicht.JPG
Guter Rat war nicht teuer, denn ich holte mir ihn aus einem Forum. Unter vielen Antworten und Tipps dann der richtige Hinweis: Guck dir mal die Lager der Aufhängung an. Meistens sich hier die Spitzenlager verschlissen.
Nun, die Lager angeguckt und was sehe ich? Eine Staubmaus, fest in ein Lager gepresst. Dieser Pfropfen hat die Schwingung der gesamten Uhr so verringert, dass das große Gewicht der Uhr das kleine des Gegenpendels nicht mehr beeinflussen konnte und nur das Gegenpendel den Gang der Uhr bestimmte. Eben zu schnell!
0001-Staubmaus-die-Schuldig.JPG
Pinzette gegriffen und diesen Pfropfen aus der Lagerschale entfernt. Die Lager jetzt noch gründlich gereinigt, das Ganze an die Wand und……

PENDULO zählt wieder die Zeit, als hätte sie nie etwas anderes gemacht.
2835-Zu-schnell.JPG
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Hallo aus der Oberpfalz
Rolf-Dieter, der Stromer

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Re: Aug. Schatz & Söhne, PENDULO mit ELEXACTA aus 1961

Beitrag von Taloon » Di 17. Dez 2013, 20:55

Kann mir nicht so recht vorstellen, das deine Uhr jetzt wirklich richtig gehen soll. Du hast sie leider fälschlicherweise mit einer Alkali-Mangan-Zelle (LR20) bestückt und nicht wie vorgesehen mit einer Zink-Kohle-Batterie (R20). Da bei diesem speziellen Uhrentyp aber die Batterie ein Teil der Pendelmasse ist und Alkali-Zellen nun mal schwerer sind, wird die Reguliermöglichkeit eventuell nicht so ganz ausreichen ;)

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Re: Aug. Schatz & Söhne, PENDULO mit ELEXACTA aus 1961

Beitrag von Der_Stromer » Mi 18. Dez 2013, 08:18

:mrgreen: Falsch gedacht, Taloon.

Denn die Batterie bleibt ja an ihrem ursprünglichen Platz.
Und das Gewicht des Pendel spielt eine untergeordnete Rolle, solange sich der SCHWERPUNKT nicht verschiebt.

Kannst Du so auch im Pendelgesetz (Christiaan Huygens
hats auch schon gewust 8-) ) Nachlesen ;) .

Wenn Du jetzt die PPU mit ihren kleinen Gewichten, die den Gang regulieren helfen, anführen möchtest: Die verändern den Schwerpunkt des Pendel, da diese Gewichte IMMER über der Pendellinse auf kleinen Platformen liegen.

Das größere Gewicht der LR20 sorgt nur für einen etwas größeren Ausgleichsschwung. Das ist unkritisch und ich kann Dir versichern, dass die Uhr sehr genau lief und noch ausreichend Weg für weitere Justierungen des Ganges vorhanden ist.
Hallo aus der Oberpfalz
Rolf-Dieter, der Stromer

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Re: Aug. Schatz & Söhne, PENDULO mit ELEXACTA aus 1961

Beitrag von s.hartig » Mi 18. Dez 2013, 14:03

Hallo Rolf-Dieter,

deiner Argumentation kann ich nicht ganz folgen. Du erklärst ja am Anfang Deines Beitrags, dass das Zeitnormal das aus Aufhängung, Stäben und Uhr bestehende "große Pendel" ist. Der Schwerpunkt dieses Pendels bestimmt sich jedoch aus einer Integration der Massen längs des Weges ab Aufhängepunkt. Wenn also eine Teilmasse (hier die Batterie) vergrößert wird und an gleicher Stelle verbleibt, ändert sich schon der Schwerpunkt des Gesamtsystems. In diesem Falle vielleicht nicht so sehr, als dass das Schwingungssystem aus dem "Einregulierbereich" herausrutscht.
Eine Änderung der Batteriemasse wäre nur dann ohne Folgen für die effektive Pendellänge, wenn sie genau im Drehpunkt läge.
Du kannst ja spaßeshalber mal ein 500g-Gewicht an die Batterie binden und schauen, ob sich dann etwas tut, oder die Baybzelle durch eine Mignon ersetzen. Wenn Newton und Huygens Recht hatten, müsste die Uhr danach deutlich vor oder nachgehen.

Gruß
Stefan

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Re: Aug. Schatz & Söhne, PENDULO mit ELEXACTA aus 1961

Beitrag von KleineSekunde » Mi 18. Dez 2013, 21:13

Hallo Rolf-Dieter,

vielen Dank für deinen Bericht!

Ich gebe zu, dass mir die Uhr optisch nicht sooo gefällt, technisch interessant ist allemal. Schön, dass sie nun auch wieder funktioniert.

Schöne Grüße

Guido / KleineSekunde

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Re: Aug. Schatz & Söhne, PENDULO mit ELEXACTA aus 1961

Beitrag von Typ1-2-3 » Do 19. Dez 2013, 10:37

Sehe ich auch so wie Stefan. Wenn die Batterien schwerer sind, wird alles am Schwingsystem verändert. Macht sich besonders bei dieser Art Pendel bemerkbar, und wenn die Batterie nicht genau im Pendelschwerpunkt ist. An sich eine üble Konstruktion, denn bei jedem Batteriewechsel müsste die Uhr neu einreguliert werden.

Frank

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Re: Aug. Schatz & Söhne, PENDULO mit ELEXACTA aus 1961

Beitrag von Der_Stromer » Fr 20. Dez 2013, 18:52

:) @ Frank & Stefan.

Wollen wir jetzt mathematisch werden?

1.) zu Frank: An sich eine üble Konstruktion....... :roll: Man, nicht nur die Junghänse konnten Uhren entwickeln und bauen (es war auch da manch ein super Mist dabei :shock: ). Auch bei Schatzens beherrschte man die Materie sehr gut. Und der Entwickler dieser Uhren (es gab ja mehrere dieser Bauart) hat sich ganz sicher Gedanken darüber gemacht, wie und wo die Batterie am besten angebracht wird. Und Du schreibst ja selbst "müsste" neu reguliert werden :shock:, und nicht "MUSS". Nachtrag: Die LR20 sollte bei dem Stromverbrauch des Elexacta-Werkes ca. 4 Jahre halten. In dieser Zeit wird die Uhr sicher 8 Mal gestellt werden müssen.

2.) zu Stefan: Zitat " Der Schwerpunkt dieses Pendels bestimmt sich jedoch aus einer Integration der Massen längs des Weges ab Aufhängepunkt. Wenn also eine Teilmasse (hier die Batterie) vergrößert wird und an gleicher Stelle verbleibt, ändert sich schon der Schwerpunkt des Gesamtsystems. In diesem Falle vielleicht nicht so sehr, als dass das Schwingungssystem aus dem "Einregulierbereich" herausrutscht." Zitat Ende.
Damit hast Du ja schon alles gesagt. Die Batterie bleibt an Ort und Stelle in der Nähe des Schwerpunktes der Pendellinse. Durch das um ca. 25g höhere Gewicht der LR20 gegenüber der R20 verschiebt sich der Schwingungsmittelpunkt um ca. 1,5mm! Das ist mit der Reguliereinrichtung nun wirklich kein Problem.

Huygens hat es mit seiner Formel so dargestellt: T = 2*phi * (Wurzel (l/g)). Demnach ist für die Schwingungsdauer die Länge des Pendel bis zum Schwingungsmittelpunkt / Erdanziehung maßgebend. Kritisch könnte es also werden, wenn Du PENDULO an den Äquator schleppst und dort an eine Palme hängst, aber nicht hier mit 25g mehr Batteriegewicht.

Es ist zwar richtig, dass das höhere Gewicht der LR20 den Schwingungsmittelpunkt verschiebt, aber wirklich nur sehr unwesentlich.
Und noch etwas :lol: : PENDULO war nie als PPU konzpiert. Sonst hätte man das Teil sicher besser in einem luftleeren Gehäuse unter gebracht, oder?

Übrigens heute die Rückmeldung des Besitzers bekommen: PENDULO pendelt seit 7 tagen ohne jeder Abweichung :lol: . Und das nach Transport mit DHL im Weihnachtsgeschäft :mrgreen:

@ Guido: :mrgreen: Ehrlich? Ich würde mir PENDULO auch nicht an die Wand hängen. Aber interessant ist die Funktionsweise schon.
Hallo aus der Oberpfalz
Rolf-Dieter, der Stromer

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Re: Aug. Schatz & Söhne, PENDULO mit ELEXACTA aus 1961

Beitrag von KleineSekunde » Fr 20. Dez 2013, 19:43

Hallo Rolf-Dieter,
Der_Stromer hat geschrieben:Wollen wir jetzt mathematisch werden?
Ich denke, dass wird eigentlich nicht nötig sein...
Der_Stromer hat geschrieben:Es ist zwar richtig, dass das höhere Gewicht der LR20 den Schwingungsmittelpunkt verschiebt, aber wirklich nur sehr unwesentlich.
Somit sind die (eventuell als kritisch empfundenen) Rückmeldungen ja grundsätzlich fundiert. Und es freut mich auch, dass genau solche Rückmeldungen gekommen sind! Für interessierte Leser könnte es somit ein Anreiz sein, etwas tiefer in die Materie einzusteigen (Pendelgesetz, Auswirkungen durch Verschiebung des Schwerpunktes, Einfluß des Standortes,...).

Sicherlich war es bei der Gestaltung der Uhr nicht angedacht, sie als Präzisionsuhr zu entwickeln und vermutlich kannten die Entwickler die Materie - und somit mögliche "Schwachstellen" - auch sehr genau. Aber bei der Konstruktion müssen eben häufig auch Kompromisse eingegangen werden (Verwendung von vorhandenen Werken, "kostengünstige" Gestaltung, Unterbringung des Batteriehalters genau im Schwerpunkt wäre zu aufwändig,...).
Der_Stromer hat geschrieben:Und der Entwickler dieser Uhren (es gab ja mehrere dieser Bauart) hat sich ganz sicher Gedanken darüber gemacht, wie und wo die Batterie am besten angebracht wird. Und Du schreibst ja selbst "müsste" neu reguliert werden :shock:, und nicht "MUSS".
Gedanken wird sich der Entwickler sicherlich gemacht haben, ob er dann aber auch alles optimal umsetzten konnte? Eventuell wurde er ja auch zu Kompromissen vom Kalkulator "gezwungen"... ;-) Nach dem Motto: Nicht optimal aber für den Zweck ausreichend!

Ob sich solche Kompromisse in der Praxis dann also überhaupt bemerkbar machen und ob der Besitzer bei einem Batteriewechsel nach ein paar Jahren somit die "Nachteile" überhaupt bemerkt? Bei der gezeigten Uhr vermutlich eher nicht, da sie wohl eher einen dekorativen Charakter hat und ein gelegentliches Stellen somit wohl auch ohne Probleme akzeptiert worden wäre.

Technisch gesehen blieben entsprechende (kaufmännisch gesehen sicherlich erforderliche) Kompromisse aber meiner Meinung nach dennoch "Murks". Auch wenn der hier eventuell vom Nutzer durchaus eher unbemerkt bliebe... Eine "bessere" Lösung wäre hier dann somit wohl auch fast mit "Kanonen auf Spatzen geschossen"...

Schöne Grüße

Guido / KleineSekunde

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Re: Aug. Schatz & Söhne, PENDULO mit ELEXACTA aus 1961

Beitrag von s.hartig » Sa 21. Dez 2013, 10:37

Hallo Hans-Dieter,
Der_Stromer hat geschrieben:Wollen wir jetzt mathematisch werden?
ich wollte tatsächlich mathematisch werden, schließlich ist das Pendelgesetz und sein Verständnis recht elementar für unser Hobby.

Du hast natürlich recht, in dem von Dir beschriebenen Fall ändert sich durch den Einbau einer etwas schwereren Batterie nicht viel an der Lage des Pendelschwerpunktes. Es stimmt natürlich auch, dass die Schwingungsdauer des mathematischen Pendels nur von der effektiven Pendellänge und der Erdbeschleunigung abhängig sind. Wenn ich also bei einem mathematischen Pendel (masselose Pendelstange, Punktmasse) die Pendelmasse erhöhe, ändert sich an der Lage des Schwerpunktes relativ zum Aufhängepunkt (= Pendellänge) nichts.
Der_Stromer hat geschrieben:Und das Gewicht des Pendel spielt eine untergeordnete Rolle, solange sich der SCHWERPUNKT nicht verschiebt.
Dies gilt aber nicht für ein reales ("physikalisches") Pendel, bei dem sich die Masse eben aus Pendelstange und Pendellinse (und bisweilen allerlei VerziergedönsI) besteht und nicht in einem Punkt konzentriert ist sondern sich längs der Pendelstange verteilt. Hier ändert sich schon die Lage des Pendelschwerpunktes, wenn man eine der Teilmassen verändert.

Beispiel aus der Praxis:
Ich hatte eine Neuchateler Pendule mit Spindelgang erworben, die einigermaßen verbastelt und unter anderem mit einem sehr rustikalen Blechpendel ausgestattet war. Habe also nach altem Vorbild und mit Teilen aus dem Fundus eine authentische Pendelstange samt Höhenverstellung angefertigt und eine schöne, bleigefüllte Pendellinse aus altem Bestand verbaut. Das Pendel hatte "optisch" die richtige Länge und die Uhr lief gut an, ging am Tag jedoch fast 2 Stunden nach!
Erst nachdem ich die Bleifüllung der Pendellinse "ausgekocht" hatte, konnte ich den Gang einregeln, ohne die Pendellinse ungebührlich hoch hängen zu müssen. Am Ende waren Pendellinse und Pendelstange dann fast gleich schwer, das ganze also weit vom mathematischen Idealpendel entfernt.

Ich bin sicher, dass Du diese Zusammenhänge kennst und verstehst. Ich wollte nur Deine etwas pauschal ausgefallene Antwort auf Taloon berechtigte Anmerkung relativieren
Taloon hat geschrieben:Falsch gedacht, Taloon.

Denn die Batterie bleibt ja an ihrem ursprünglichen Platz.
Und das Gewicht des Pendel spielt eine untergeordnete Rolle, solange sich der SCHWERPUNKT nicht verschiebt.
Kannst Du so auch im Pendelgesetz (Christiaan Huygens
hats auch schon gewust 8-) ) Nachlesen ;) .
Wenn Du jetzt die PPU mit ihren kleinen Gewichten, die den Gang regulieren helfen, anführen möchtest: Die verändern den Schwerpunkt des Pendel, da diese Gewichte IMMER über der Pendellinse auf kleinen Platformen liegen.
Das größere Gewicht der LR20 sorgt nur für einen etwas größeren Ausgleichsschwung. Das ist unkritisch und ich kann Dir versichern, dass die Uhr sehr genau lief und noch ausreichend Weg für weitere Justierungen des Ganges vorhanden ist.
und darauf hinweisen, dass im Einzelfall die Änderung der Pendelmasse eben doch gravierende Auswerkungen auf den Gang einer Uhr haben kann.

Nichts für Ungut,
und Deine hier vorgestellten Arbeiten sind in Ausführung und Dokumentation wirklich sehr anerkennenswert.

Auf diesem Wege auch herzliche Weihnachtsgrüße an alle Forumsmitglieder

Stefan

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