Sekundenpendeluhrbau reloaded!

[Willy]

... Wir greifen zu den Erfahrungen von Anerkannten Fachleuten ...

@Winne

Besten Dank für die Infos. Da ich Maschinenbauer bin, fehlen mir in der Tat gute Uhrmacher-Bücher. Doch "aus dem Bauch" heraus war mir klar, dass die Biegelinie bei "normalen" Pendelfedern mit relativ schweren Pendeln nicht bei 1/3 liegen wird, obwohl dies auch Dein zweites Bild suggeriert und bei Strasser-Konstruktionen (auch in: http://www.info-uhren.de/technik/Jenzeit/strasser.pdf offenbar zutrifft. Ich werde also die 0,3 mm annehmen und damit weiter konstruieren.

Weitere Details zu meinem Projekt folgen, sobald ich ein paar Bilder habe.

Willy

[Typ1-2-3]

Bei der Elektronik, die mir seit Kurzem vorschwebt, wird genau das gemacht, nämlich den Impuls aus der Spule zu entnehmen. So beeinflusst man das Pendel möglichst wenig.

Dass man den Biegemittelpunkt auf das obere Drittel "festgelegt" hat, halte ich auch eher für ein Gerücht, woher das immer kommt: Man schaue sich mal die englischen Pendeluhren mit der superlangen Pendelfeder an. Da würde keiner auf die Idee kommen, das so zu sagen. Je steifer die Pendelfeder, je kürzer und je leichter das Pendel, um so näher kommt der Biegemittelpunkt an die Mitte der Feder. Also ist das für jede Uhr neu zu ermitteln. In etwa wird das bei den meisten Uhren hinkommen, aber halt nur in etwa

Frank

[karlo]

Der Biegemittelpunkt ergibt sich aus dem Gewicht des Pendels und der Aufhaengung.
Nur, der 2. Teil der Aussage wird meistens vergessen.

Deswegen passt oberes drittel fuer die ueblichen Wald-und-Wiesen-Uhren.

Karlo

[winne]

Hallo

Zur Veranschaulichung noch zwei Beispiele eines Deuteschen Präzisionsuhrenherstellers.

Bild 1 Pendelfeder von Riefler mit Biegungsachse



Bild 2 Hier Schwingt das Pendel um eine Schneidenachse eine Pendelfeder entfällt ganz.
Nur wenn das Pendel um eine Schneidenachse Schwingt kann der Rotationspunkt genau
Bestimmt werden ( Mitte der Hemmungsachse )




Gruß Winne

[Willy]

Hallo,

das Biegeachsen-Problem scheint ja nicht gerade trivial zu sein. Um es zu umgehen und auch dann eine lauffähige Uhr zu erhalten, wenn die Biegeachse nicht exakt mit der Ankerachse zusammenfällt (was durch Toleranzen bei allen beteiligten Bauteilen ohnehin nicht möglich ist ), habe ich mir folgende Lösung überlegt: zur Kraftübertragung von der Ankergabel zum Pendelstab wird ein dünner (0,4 mm?) Federdraht verwendet, der in einer Pfanne (im Bild noch nicht zu sehen) am Pendel sitzt. Wenn nun Biegeachse und Ankerachse nicht zusammenfallen, dann gleicht der Federdraht die sonst auftretende Reibung zwischen Ankergabel und Pendel aus.

Durch die Montage des Federdrahtes in einem Gewindestift ergibt sich auch gleich ein Abfall-Einsteller

Willy

[kj.balzer]

Es ist eigentlich egal, wie die Achsunterschiede ausgeglichen werden - Ob die Ankergabel an der Pendelstange entlangschubbert, oder das Federchen verbogen wird - beides kostet Energie.
Grüße
KJ

[Willy]

Das "Entlangschubbern" ist aber undefiniert. Reibungskoeffizienten können sich ändern und thermisch bedingte Längenänderungen (oder gibt es Ankergabeln aus Invar ) können zu mehr oder weniger Reibung führen. Weiterhin gibt eine Feder die gespeicherte Energie weitgehend wieder ab, während Reibung nur Wärme produziert. Fraglich bleibt allerdings, ob die Energie Auf- und Abnahme der Feder nützliche Arbeit im Sinne der Pendelbewegung verrichtet .

Wenn ich es mir genau überlege, dann könnte statt des Federdrahtes sogar eine Druckfeder eingesetzt werden, die eine zusätzliche Entkopplung des Räderwerkes vom Pendel brächte. Die Entkopplung mittels Feder liegt ja auch der Strasserschen Konstruktion zugrunde - welche wohl unbestritten gut ist (aber konstruktiv sehr aufwendig).

Willy

[Willy]

So, jetzt möchte ich euch meine (P)PU-Planungen mal komplett (soweit wie sie bis jetzt sind) vorstellen. Da ich als Maschinenbauer und nicht als Uhrmacher an das Projekt herangehe, wird das eine oder andere Konstruktionsdetail anders sein als üblich. Bitte haltet euch nicht mit kritischen Fragen zurück

1. Der Stundenzeiger ist zweiteilig (blau und rot) damit auch während der unsäglichen Sommerzeit eine Zeitablesung möglich ist, ohne an der Uhr rumzufummeln.

2. Alle Zeiger incl. Sekundenzeiger kommen aus der Mitte. Der Sekundenzeiger wird wohl aus CfK-Profil 2 mm x 0,13 mm und erhält ein Gegengewicht.

3. Alle Lager werden als Kugellager ausgeführt, wobei der Sekundenzeiger in einem Mini-Kugellager (innen 1,5 mm, außen 4 mm) im Minutenrohr läuft, welches wieder kugelgelagert im Stundenrohr seine Kreise zieht.

4. Das Walzenrad treibt das Stundenrohr an. Dadurch kann die Uhrzeit nicht mehr einfach durch Zeigerdrehen eingestellt werden, was bei einer PPU aber auch nicht nötig sein sollte

5. Das Gegensperr erhält Freiläufe statt Sperrräder.

6. Die gelaserten Zahnräder aus Edelstahl haben ein Standard-Evolventenprofil (Modul 0,8 und 0,5).

7. Als Triebe kommen Standard-Ritzel aus dem Modellbau zum Einsatz.

8. Der einteilige Anker wird aus Aluminium hergestellt und eloxiert bzw. ggf. hartanodisiert.

9. Die Pendelstange besteht aus Kohlefaser (praktisch keine Wärmedehnung).

10. Leider nimmt der Epoxydharz, der als Bindemittel für die Kohlefasern dient, bis zu 0,15 % Wasser aus der Umgebungsluft auf, was eine Hygro-Kompensation erforderlich macht. Die Kompensation erfolgt mittels Kohlefaser-Stangen (Durchmesser wie Pendelstange), die unter die Pendelgewichte geklebt werden (im Bild rot gezeichnet).

11. Die Barometer-Kompensation erfolgt nicht oben am Pendel sondern unten und zwar beidseitig der Pendelstange. Die doppelte Ausführung stört den Schwerpunkt weniger und erscheint angesichts des erhöhten Luftwiderstandes durch die Hygro-Kompensation sinnvoll zu sein. Als Auslegungswert füre die Kompensation habe ich bisher mal 2 Sek. pro Tag pro 100 hPa Luftdruckänderung angenommen. Hier wäre ich für weitere Hinweise dankbar!

12. Die Befestigung der Pendelgewichte erfolgt etwa im unteren Viertel um die thermische Ausdehung der Pendelfeder und der Pendelaufhängung auszugleichen.

Soweit für heute, Willy

[winne]

Willy Schreibt

das Biegeachsen-Problem scheint ja nicht gerade trivial zu sein. Um es zu umgehen und auch dann eine lauffähige Uhr zu erhalten, wenn die Biegeachse nicht exakt mit der Ankerachse zusammenfällt (was durch Toleranzen bei allen beteiligten Bauteilen ohnehin nicht möglich ist ), habe ich mir folgende Lösung überlegt: zur Kraftübertragung von der Ankergabel zum Pendelstab wird ein dünner (0,4 mm?) Federdraht verwendet, der in einer Pfanne (im Bild noch nicht zu sehen) am Pendel sitzt. Wenn nun Biegeachse und Ankerachse nicht zusammenfallen, dann gleicht der Federdraht die sonst auftretende Reibung zwischen Ankergabel und Pendel aus.

Durch die Montage des Federdrahtes in einem Gewindestift ergibt sich auch gleich ein Abfall-Einsteller


An @ Willy

Hallo Willy

Was Du da beschreibst ist das gleiche Prinzip wie bei einer Ankergabel Du schaffst eine
Verbindung mit dem Anker zu dem Pendel mit dem Nachteil das das Pendel nicht frei
Schwingt ! Zudem wird sich ein 0,4 mm Draht die Verbindung zwischen Pendel und der Ankergabel ausbiegen und der Eingestelle Abfall ist dahin.

Gruß Winne

[kj.balzer]

@ Willy: Das mit der Hygro-Kompensation erkläre bitte mal mehr im Detail - Du sagst, daß das Epoxy Wasser aufnimmt - Konsequenz - Längenveränderung oder Gewichtsveränderung? Was bewirken dann die angeklebten Stäbe unter dem Pendel? Bei Deinen Gedanken zur Luftdruckkompensation ist Dir - so glaube ich - ein Denkfehler unterlaufen. Erhöhter Luftdruck bedeutet ja, daß das Pendel langsamer schwingt. Bei Deiner angedachten Kompensation werden in diesem Falle die Aneroiddosen zusammengedrückt und folglich die Auflagegewichte nach `unten' bewegt, was widerum eine Schwerpunktverlagerung des Pendels nach unten bedeutet und somit eine weitere Verlangsamung des Pendels. Das müßte ja genau umgekehrt gehen! Oder ist das meinerseits ein Denkfehler? Also - Spezialisten an die Antwortfront!!
Grüße
KJ