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H. Das frei Pendel von Shortt

Wir sind jetzt zum abschließenden Stadium der Entwicklungsgeschichte der elektrischen Uhren gekommen. William Hamilton Shortt verband zwei Synchronome Uhren, damit einer, der Sklave, die Freigebung des Schwerkraft-armes vom anderen, den Meister, vollenden würde. Mit seinem "Erfolg und Fehl" System war er in der Lage, diese Pendel mit einander "kommunizieren" zu lassen.

William Hamilton Shortt (1881-1971)
In 1921 war William Hamilton Shortt, ein britischer Eisenbahningenieur und der Direktor der Synchronome Co Ltd., erfolgreich ein System (Patent Nr.187814) zu planen, daß zwei Pendel in einer exakte Harmonie haltet.

ShorttEine Blattfeder ist am Stab des Sklavenpendels befestigt und ein Anker wird durch einen Elektromagnet, der seine Synchronisierungsmeldung von Hauptuhr empfängt, heruntergezogen.

Das Sklavenpendel ist einen kleinen dauerhaften Gangverzug gegeben, damit, wenn die Blattfeder zu spät ankommt bei die Spitze des Ankers, sie erfaßt und abgelenkt wird.

Damit wird die Halbschwingung des Pendels beschleunigt, seit die Kraft der abgelenkten Blattfeder an die Schwerkraft zusammenzählt.
Wenn die Blattfeder zu früh ankommt bei der Spitze des Ankers, wird sie nicht durch den Anker erfaßen, folglich die Bezeichnung "Erfolg und Fehl".

Die Spannung der Blattfeder ist derartig gebildet, daß der bewirkter Fortschritt zweimal der Verlust (wegen der Gangverzug des Pendels) ist, während die Zeitspanne zwischen zwei Antrieben, mit dem Resultat, daß die Engagierung ungefähr an jedem zweite Antrieb stattfindet.

Auf der rechten Seite sehen wir eine gewöhnliche Synchronome Uhr
(den Sklaven), die eine Blattfeder und die "Erfolg und Fehl"
Synchronisierungsvorrichtung hinzugefügt ist.
Sklave
Meister





Auf der linken Seite sehen wir das freie Pendel (den Meister), geplatzt in einen Vakuumbehälter. Es gibt kein Schaltrad hier und nur ein Elektromagnet, um die Freigebung seines Schwerkraftarmes zu versorgen, ist zugesetzt.
                                                             
Animation

Experimente, die von Shortt durchgeführt wurden, zeigten, daß, wenn das Vakuum des Behälters bei 3 Zentimeter Quecksilber gehalten wird, die Energie, die verbraucht wird um die Aufhängungsfeder zu biegen, gleich ist an die Energie, die nötig ist um die restlichen Luftmoleküle abzulenken. Deshalb ist ein höheres Vakuum nicht notwendig.

Wenn in halbe Minute Zeitspannen ein Schaufel a, gepaßt zum Schaltrad b, den Schwerkraftarm c freigibt, empfängt das Sklavenpendel seinen Antrieb. Nachdem der Schwerkraftarm sein Antrieb durchgeführt hat, wird der Schwerkraftarm die Kontaktschraube d des Ankers e berühren. Die Elektromagneten f werden jetzt bekräftigt und ihrer Anker stellt den Schwerkraftarm zurück. Gleichzeitig wird der Elektromagnet g bekräftigt und lößt seinen Schwerkraftarm h des freien Pendels, daß auf seinem Weg nach links zu der Nulllage ist. Ein Stein j, gepaßt zum Ende dieses Schwerkraftarmes, fällt jetzt auf ein kleines Rad, das zu einer Konsole des freies Pendels gepaßt ist. Und so fängt der Antrieb an, wenn der Stein hinunter die Peripherie des Rades abwickelt und beendet, wenn er vom Rad fällt.

Darauf fällt der Schwerkraftarm nach dem Schaufel der Verriegelung k und gibt den Schalterarm m, der beim Fallen den Schwerkraftarm auf seine Verriegelung ersetzt, frei. Am Ende seines Falles wird Kontakt mit dem Anker p gebildet und wird der Schalterarm m durch die Elektromagneten r zurückgestellt.

Zugleich daß der Magnet r bekräftigt wird, werden auch die Magneten s und t bekräftigt, die dann die Zeigern des Zifferblatts bewegen und den Anker v der Synchronisierungsvorrichtung anziehen.

Die beträchtliche Zeit, die benutzt wird zwischen der Freigebung des Schwerkraftarms h und dem Betrieb des Aufzugs, daß den Schalterm m ersetzt, kann jetzt realisiert werden. Sie beträgt ungefähr 0.7 bis 0.8 einer Sekunde, während deren Periode das Sklavenpendel, daß ein wenig vorbei der Nulllage war auf seinem Weg nach rechts, seine Schwingung durchführt und rückkehrt zu die Nulllage, rechtzeitig zu der Tat des Vergleiches, die feststellt, ob oder nicht eine Korrektur angefordert wird.

Wenn das Sklavenpendel spät ist, wird die Blattfeder z durch den Anker v verfangen und abgelenkt und wird die Halbschwingung des Pendels folglich beschleunigt. Wenn das Sklavenpendel früh ist, wird der Anker nicht durch die Blattfeder verfangen und passiert nichts.

Abgesehen von die Energie, die erfordert wird, um die Aufhängungsfeder zu biegen und die Luftmoleküle abzulenken, schwingt das freie Pendel frei und hat keine Arbeit, (überhaupt keiniger Art !), zu tun. Die einzige Störung zu seiner Freiheit ist die Annahme seines Antriebs seines Schwerkraftarmes in halbe Minute Zeitspannen.

Die Einführung des Synchronome-Shortt freien Pendels war ein großer Schritt vorwärts und ungefähr hundert dieser Uhren wurden errichtet. Das erste Synchronome-Shortt freie Pendel wurde in die Edinburgh Sternwarte angebracht. Plötzlich war die Genauigkeit der Zeitmaße auf ungefähr eine Millisekunde pro Tag erhöht und es dauerte nicht lange zuvor die astronomische Sternwarten über der ganzen Welt dieses System benutzten.

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elektrische Uhren

Die Entwicklungsgeschichte der Elektrischen Uhren


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Elektrizität und Uhrmacherei
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   C. Unabhängigkeit der Kondition der Batterie
   D. Funktionssicherheit der Kontaktgebung
   E. Synchronisierung
   F. Schaltrad und Impulsgebung
   G. Das erste freie Pendel
   H. Das freie Pendel von Shortt
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Meister und Sklave