WILLIAM SCOLNIK beschreibt auf seine Homepage, wie er ein Präzisionspendel mit C-Flex bearings aufgehängt hat.
http://www.precisionclocks.com/q2suspensiona.html

Diese Kreuzfedergelenke kenne ich aus der Astronomie als ultrapräzise steife und spielfreie Drehlager, die z.B. in der Hauptspiegellagerung von großen Spiegeln eingesetzt wird.
hergestellt werden sie z.B. von Riverhawk in USA

http://flexpivots.com/flexural-pivot-products/
cantilevered.png - Bild entfernt (keine Rechte)

Nachdem sich bei diesen Teilen der Drehpunkt meines Wissens nicht mit der Auslenkung ändert, sollte doch ein damit aufgehängtes Pendel nicht mehr das Isochronismus-Problem eines klassisch an einer Feder aufgehängten Pendels haben.

Weiß jemand, ob es dazu Praxiserkenntnisse im Präzisionsuhrenbau über die von William Scolnik hinaus gibt?

Ich kapier nicht ganz worin der Vorteil bei diesen Gelenken liegen soll. Ich könnt mir vorstellen das da die Reibungsverluste in den Lagern viel höher sind als bei der Schneidenlagerung.
Die Art der Schneidenlagerung die William Scolnik verwendet hat kommt mir auch ziemlich simpel und nicht sehr durchdacht vor. Da gibt es für Uhrenpendel viel bessere Konstruktionen. Z.B.: hier: Das Pendel

lg Christian

In "Accurate clock pendulums" findest Du zu allen Präzisionspendeln, u. a. auch hierzu, Antworten. Das Buch ist aber teuer. Früher gab es das im Netz mal frei, bitte um PN mit E-mail-Adresse. Bin irgendwann auch mal darauf gekommen und jetzt wieder weg davon.

Frank

Der Isochronismusfehler hat seine Ursache nicht in der Aufhängung, er ist eine auch theoretisch vorhandene Eigenschaft des Pendels. Die Pendelfeder kann ihn z.T. sogar ausgleichen.

Hallo Christian,

Zitat von steffl62 im Beitrag #2

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Ich kapier nicht ganz worin der Vorteil bei diesen Gelenken liegen soll.

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Zitat

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Ich könnt mir vorstellen das da die Reibungsverluste in den Lagern viel höher sind als bei der Schneidenlagerung.

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Diese sind ausserordentlich gering, in Beiden, und die Differenzen nochmal eine Groessenordnung kleiner.

Den Fakt, dass man ueber die Pendelfeder einige Fehler(isochronismus/Luftdichte) des (real existierenden) Pendels korrigieren kann halte ich fuer einen Vorteil.

So gesehen, vereint das Kreuzfedergelenk, wie praktisch alle Maschinenbau/Baukasten-Loesungen sogar die Nachteile der konkurierenden Ansaetze in einem Teil.

Betrachtet man seine Pendeluhr als Kunst, und baut sie extra so das jeder moegliche Fehler inklusive der durch eine Kompensation erst selbst erzeugten, durch eine zusaetzliche "Complication" abgefangen wird, dann ist sicherlich so ein (simpel)Teil besonders Kontraindiziert.

Aber ueber Kunstwerke und deren Auslegung zu streiten, ist eher ein philosophisches Unterfangen.

Zitat

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Da gibt es für Uhrenpendel viel bessere Konstruktionen. Z.B.: hier: Das Pendel

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Das liegt sehr im Auge des Betrachters.
Wenn man dann als Folge davon, den genauen Gang der Uhr nur noch mit einer freien Hemmung, 2fach-Pendel, Barometrischer Dosen oder gar einem Vakuumtank erzielen kann, und man koennte die selbe Gangleistung selbst mit einer viel einfacheren Konstruktion erreichen, wenn man nur die Moeglichkeiten die eine Pendelfeder bietet geschickt einsetzt.

mfG
Matthias

Ich könnte mir vorstellen, daß durch das Biegeverhalten der Pendelfeder sich das Pendel ein bißchen in Richtung Huygens'sches Zykloidenpendel bewegen könnte, was bei einem Gelenk (und auch bei einer Schneide) wohl kaum der Fall sein dürfte. Gibt es dazu irgendwelche Aussagen/Veröffentlichungen?

Zitat von Gnomus im Beitrag #6

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Ich könnte mir vorstellen, daß durch das Biegeverhalten der Pendelfeder sich das Pendel ein bißchen in Richtung Huygens'sches Zykloidenpendel bewegen könnte, was bei einem Gelenk (und auch bei einer Schneide) wohl kaum der Fall sein dürfte. Gibt es dazu irgendwelche Aussagen/Veröffentlichungen?

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Hallo,

Zitat von Gnomus im Beitrag #6

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Ich könnte mir vorstellen, daß durch das Biegeverhalten der Pendelfeder sich das Pendel ein bißchen in Richtung Huygens'sches Zykloidenpendel bewegen könnte, was bei einem Gelenk (und auch bei einer Schneide) wohl kaum der Fall sein dürfte. Gibt es dazu irgendwelche Aussagen/Veröffentlichungen?

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Da habe ich das Isochronismus Problem offensichtlich auf eine viel zu leichte Schulter genommen.
Danke für die Hinweise.

Die Kreuzfedergelenke haben als Bauelement trotzdem in Präzisionsanwendungen ihre Berechtigung.
Immer dann wenn Kräfte und Momente nicht wie bei einem Pendel nur in eine, sondern in alle Richtungen auftreten können spielt das Element seine Stärke aus.
Z.B. wenn man einen Spiegel im Weltraum (Schwerelosigkeit, Vakuum) ganz gezielt und spielfrei bewegen will.
Trotz der einfachen monolithischen Konstruktion gibt es nur genau einen rotatorischen Freiheitsgrad.

Hallo Coloman,

Zitat von mikromeister im Beitrag #9

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Da habe ich das Isochronismus Problem offensichtlich auf eine viel zu leichte Schulter genommen.
Danke für die Hinweise.

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Zitat von mikromeister

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Die Kreuzfedergelenke haben als Bauelement trotzdem in Präzisionsanwendungen ihre Berechtigung.

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Klar 100%ig, es sind eben fuer ganz spezielle Zwecke ausgelegte Maschinenbauelement, quasi "metallische Silentbuchsen".
Wichtig sind sie im Vakuum, wo es Probleme mit Roll/Gleitreibung und Schmierstoffen gibt.
Und an Konstruktionen wo sie in hoher Stueckzahl verbaut werden muessen, und/oder einfach nur simpel wie Rillenkugellagr zu montieren sein muessen.

mfG
Matthias

Hallo Matthias,
mir scheint, Du bist ein großer Anhänger von Harrison und hast eine gewisse Abneigung gegen Theoretisches.

Zitat von mbi03 im Beitrag #10

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Er suchte den Isochronismus nicht, sondern akzeptierte einfach das es ihn nicht gibt, und fragte sich ob man die nichtlineare Kurve nicht sogar nutzen koennte.

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Zitat von mbi03 im Beitrag #10

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Und wenn man sich die Monstermaschinen anschaut die Rieffler und Shortt bauen mussten, um 150 Jahre spaeter, die 1/100s pro Tag ebenfalls zu erreichen, obwohl ihnen mittlerweile eine gewaltige Industrielle Basis zur Verfuegung stand. Wird ganz schnell klar, das sie Harrison einfach nicht zur Kenntniss nehmen wollten.
...
Die Probleme die Du bekommen kannst, wenn Du an den Isochronismus glaubst, koennen Dich, ettliche Sekunden, fast schon eine Minute am Tag kosten.

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Hallo Frank,

Zitat von praezis im Beitrag #11

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mir scheint, Du bist ein großer Anhänger von Harrison und hast eine gewisse Abneigung gegen Theoretisches.

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Zitat

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Wofür wollte er sie nutzen, doch nicht etwa für isochrone Schwingungen - also Isochronismus herstellen?

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Nein, den Isochronismus des Pendels gibt es nicht, und man kann ihn auch nicht herstellen. Das ist ein aus der Weltanschauung in die Wissenschaft projeziertes Trugbild, wie seinerzeit die Scheiben-Erde der Geographen, die die Kugelgestalt, und auch den Umfang als auch die Abplattung des Erdkoerpers, sehr genau kannten(auf wenige Meter genau), aber weil es besser ins oeffentliche Bild passte, und sie keinesfalls irgendwo anecken wollten, anderes lehrten.

In jedem Auslenkungswinkel ist die Periode des Fadenpendels, auch im Vakuum, und ohne Reibung, und ohne Antriebseinfluss, anders und obendrein auch noch vom jeweiligen Ort abhaengig. Und die Formeln es vorherzusagen, durchaus ein klein wenig komplex.

Isochronie dagegen bedeutet, wenn man aussere Einfluesse eleminiert (reibungsloses Lager, Vakuum etc.) dann ist die Periode nur und ausschliesslich von der Laenge des Pendels abhaengig, und genau das gibt es eben nicht.

J.H. sagte es gibt keine Isochronie, also muss der Uhrmacher das Pendel ueber die Hemmung auf seiner Bahn fuehren, und empfahl dringend, fuer Pendeluhren kraftschluessige Hemmungen, zu verwenden. Die bekanntesten sind die Kurbelschleife, und die Grashopperhemmung ...

Waehrend die Kurbelschleife ueberhaupt nur bei einer genau definierten Auslenkung funktioniert, korrigiert die Grashopper-Hemmung, durch Energie-einsatz automatisch Abweichungen von der geplanten Auslenkung.

exakte Schwingungsweite ---> exakter Schwingungsperiode.


Da ein weiter schwingendes Pendel langsamer schwingt, das war bekannt, und das bei niedrigem Luftdruck das Pendel seiner Uhr weiter ausschwingt, und trotzdem schneller wird, das hatte Harrison durch Beobachtung bemerkt, suchte, und fand er fuer seine Pendeluhren "Die Auslenkung" bei der sich das etwa gegenseitig aufhob.

Um fuer die Feinkorrektur nicht jedes mal an der Hemmung rumfeilen zu muessen, die ja bei ihm fuer den Auslenkungswinkel verantwortlich ist, korrigierte er die "Kennlinie" des "De-Isochronismus" ueber die Schablonen an der Pendelfeder. Darum haben Harrisons Pendeluhren auch eine Auslenkung von etwa 7,5° (Schwingungsweite 15°!) mache sogar noch weiter, und brauchen keine Aneroiddosen und keinen Vakuumtank, um resistent gegen Luftdruckschwankungen zu sein.

Zitat

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Als ich die ersten Uhren Harrisons im Museum des Observatoriums besichtigte, empfand ich eigentlich eher diese als "Monstermaschinen" als die eleganten, auf das Wesentliche reduzierten PPU des 19./20. Jahrhunderts.

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Die PPU's mit Harrisons "Schiffsuhren" zu vergleichen ist ja auch ein wenig wie "Apfel <-> Birne".
Die ganz fruehe Uhr vom "Brocklesby Park" oder der RAS-Regulator wuerden Dir sicherlich ein passenderes Bild vermitteln.

Zitat

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Da machen sie wahrscheinlich nichts anderes als der alte Harrison.

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Das sehe ich ganz genau so.

Nur hat der da schon einiges in der Konstruktion erledigt, das er dann spaeter nicht wegregulieren musste.

mfG
Matthias

Zitat von mikromeister im Beitrag #1

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WILLIAM SCOLNIK beschreibt auf seine Homepage, wie er ein Präzisionspendel mit C-Flex bearings aufgehängt hat.

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Zitat von Enno im Beitrag #13

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Zitat von mikromeister im Beitrag #1

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WILLIAM SCOLNIK beschreibt auf seine Homepage, wie er ein Präzisionspendel mit C-Flex bearings aufgehängt hat.

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Wenn ich mich richtig erinnere, ist Mr. Scolnik aber nach seinen Versuchen mit C-Flex wieder zur Schneidenlagerung zurück gekehrt.

Danke an mbi03 für die ausführlichen Erläuterungen.

Ich denke, in der täglichen Praxis der Haushaltsuhren machen sich heute viele über den Isochronismusfehler der Pendeluhren wenig Gedanken. Dabei ist doch die weite Verbreitung des Gewichtsantriebs bei den guten Regulatoren bis etwa 1900 ein deutliches Zeichen dafür, dass die Uhrenhersteller den Vorteil der konstanten Schwingungsamplitude kannten.
Nicht umsonst sind die Gewichtsregulatoren immer noch sehr gefragt.

Roland

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Hallo Micha,

Zitat von Gnomus im Beitrag #14

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Und bei bei gleichem Kraftimpuls, möglichst beim Nulldurchlauf, dürfte man nach einer Zeit des Einpendelns auch mit gleichmäßiger Amplitude rechnen.

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Zitat

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Vor 4 Jahren habe ich im Uhrenmuseum Glashütte (Fritz war so freundlich, mich dorthin mitzunehmen) eine eine interessante Pendeluhr mit freier Hemmung entdeckt. Bei dieser Uhr wird Auslösung der Hemmung mit Hilfe einer Schnur eine Kugel eine Pfanne am Anker gelegt. Möglicherweise hat dieser "Stoß" auch eine Auswirkung auf die Genauigkeit, indem er vielleicht in diesem Moment das Uhrwerk etwas "zerrüttet", aber das dürfte wohl eher nebensächlich sein. Ich fand die Idee jedenfalls genial.

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Sicherlich, es wurde da viel Gehirnschmalz vergossen, es geht hierbei einfach darum Remontoire und Hemmung in einem Bauteil zu vereinen. Fuer Turmuhren, an deren Zeigern der Wind ruettelt, oder sich Voegel draufsetzen, sich Eiszapfen anhaengen oder nicht, und in der auch der Rest des Werkes nicht ideal vor den Elementen zu schuetzen ist, kann sowas hilfreich sein.
Allerdings ist die "Isolation" einer solchen Hemmung meist schlechter als die eines gutgemachten Remontoires. Obendrein haben sie am Ende die selben (Rest)Probleme wie eine Grahamhemmung, hinter einem Drehmomentregler.

Zitat

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- Wenn man einer "idealen" Pendeluhr mit Spindelhemmung immer einen konstanten Kraftimpuls zufügt, müßte sie da nicht einen idealen Isochronismus aufweisen?

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Leider, Nein
Eine Spindelhemmung hinter einen Regler, hat den grossen Vorteil, das sie oelfrei laeuft.

Gibst Du auf eine Pendeluhr mit Grahamhemmung frisches Oel auf jeden 2. Zahn (etwa 1x im Jahr, um sie gegen Verschleiss zu schuetzen) zieht sie ploetzlich mit 1-2Sekunden pro Tag, davon ...

Isochronismus also das das Pendel unabhaengig von der Amplitude wird, kannst Du nicht wirklich erreichen.

Zitat

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- Und noch weiter theoretisiert: Eine altherkömmliche Spindeluhr mit Waag bekomme an der Spindel einen konstanten Kraftimpuls. Müßte sie da nicht genauer gehen, als jede Uhr mit Federaufzug und Graham-Hemmung?

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Da spielen so viele Faktoren mit ... und Du musst immer das gesammte Uhrwerk betrachten.
Harrisons H4 hatte eine Spindelhemmung, und machte im rauhenSeebetrieb (-40°C bis +40°C, 40%-100%Luftfeuchte, ruhige Lage oder rytmische Stoesse, schlimmstenfalls bis 2G alle paar Sekunden), 3Minuten in 5Jahren.
Allerdings war das eine Uhr mit einem sehr aufwendigen Remontoire, und nicht nur die Unruhe war Temperaturkompensiert, sondern auch das ganze Uhrwerk (Bi-Metall-Stackfred) ... .

Zitat

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Aber bei einem relativ leichten Gewicht (z.B. "Tannenzapfen") und einer Kette tritt der umgekehrte Effekt auf: Nach halben Ablauf der Kette addiert sich die Hälfte des ursprünglich frei hängenden Gewichts der Kette nun zum Gewicht, und auf der Gegenseite fehlt dieses.

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Das muss nicht sein, entweder Du nimmst eine "Endloskette" oder Du haengst unten an das Gewicht soviel Kette an das sie auch vollaufgezogen bis zum Fussboden reicht, auch das andere Ende laesst Du so lang das es immer bis zum Boden reicht.
Zum Beispiel :)

mfG
Matthias