Entwicklung der elektrischen Uhren

23.04.2022

Die Uhr, in der als Energiequelle die Elektrizität (voltaische Säule) verwendet wurde, wurden der breiten Öffentlichkeit zuerst am Anfang des XVIII. Jahrhunderts bewusst gemacht.

Die Entwicklung von Sir F. Ronalds war wegen ihrer Empfindlichkeit gegen Temperaturdifferenzen nicht sehr genau, aber nach einem Jahr wurde sie durch Frank Joseph Zamboni verbessert, und nach zwanzig Jahren wurde ein technischer Durchbruch gemacht, und das Modell mit dem elektromagnetischen Pendel konstruiert.

Dieses Modell war vom Uhrenmacher aus Edinburg Alexander Bain patentiert, und sein Aufbauprinzip unterschied sich wesentlich von der klassischen Konstruktion mit den Zahnrädern. Bevor diese englische Entwicklung gemacht wurde, waren elektrische Uhren konstruktiv die direkten Erben von mechanischen — sowohl großen Turmuhren, als auch kleinen tragbaren — Uhren. Elektrische Energie diente darin zum Aufziehen derselben Einrichtung — des Ganggewichts oder der Feder.

Bain, der einmal den druckenden elektrischen Telegraf entwickelte, änderte den Zeitanzeiger in seiner Uhr. Er funktionierte nach dem Prinzip der Integration von elektrischen Impulsen, die durch das Pendel gegeben wurden.

Die Uhr selbst war durch die Feder betrieben, und die elektrochemische Kohlenelektrode war eingegraben und in den Kreis aus den durch den Draht verbundenen Platten aus Zink eingeschlossen.

Nach dem Patenterhalt setzte der Entwickler seine Arbeit an der Entwicklung fort. Elektrischer Kontakt wurde dort zum Hauptmechanismus. Er wurde durch das Uhrpendel gesteuert, und das Letzte bekam seinerseits einen Impuls vom Elektromagnet und kam in Bewegung.

Bain ergänzte seine Uhr durch folgende Einrichtungen:

Eisenjoh auf der Pendellinse und Solenoidspulen, durch die das Joch durchging;
elektromagnetischer Zähler, mit dem die Uhrzeiger durch System von Zahnrädern verbunden waren;
Sondereinrichtungen am Pendel, die den elektrischen Kontakt erstellten.
Weitere Entwicklung des elektromagnetischen Prinzips

Gleichzeitig mit dem Entwickler aus Edinburg verbesserten auch Charles Wheatstone und Gründer der englischen Firmen „Standard Tine“ ? „Rutche“ die elektrische Konstruktion, aber genau Bain blieb in der Geschichte als der erste Forscher des elektromagnetischen Antriebs im Oszillator. Es war aber schwierig, Amplitude und Schwingungsperiode des Pendels konstant zu halten, deswegen konnten elektrische Uhren nicht gegen herkömmliche mechanische Uhren aufkommen.

Die Situation änderte sich erst am Anfang des 20. Jahrhunderts, als der französische Uhrenmacher Bull die Änderungen in der Konstruktion vornahm. Diese Konstruktion war so vorteilhaft, dass die Industriefertigung dieser Uhren in der Fabrik Junghaus angefangen werden konnte.

Das Modell, das in den Markt unter der Marke „ATO“ eingeführt wurde, wurde nicht von den Kohlenelektroden, sondern von den Leclanche-Elementen versorgt, die nicht so primitiv und sperrig waren. Sie übergaben den elektromagnetischen Impuls auf das Pendel.

Aber die Uhren von Bull sowie ähnliche Modelle von Feri, Lippmann und anderen Entwicklern waren unter dem Aspekt von Amplitude und Oszillatorschwingungen unvollkommen. In der praktischen Umsetzung war es schwierig ihre Genauigkeit konstant zu halten.

Verstärkte Schwingungen in den elektrischen Uhren der ersten Generation waren durch den Kontaktschaltwert verursacht, und die Konstrukteure richteten ihr Streben später auf seine Verbesserung.

Uhr von Short — die breitesten Möglichkeiten des Pendels als Oszillator. In der durch W. H. Short erarbeiteten Uhr wurden die Ideen von R. Rudd weiter entwickelt, und diese Uhr war die beste unter den Modellen mit den freien Pendeln auf Elektromagneten. Erstmal wurde eine solche Uhr in den 20-er Jahren des 20. Jahrhunderts auf der Sternwarte in Edinburg aufgestellt.

Im Laufe der einigen nächsten Jahrzehnten sind solche Uhren zur unerlässlichen Ausrüstung aller großen astronomischen Zentren geworden. Dieses Modell war auch in der Greenwich-Sternwarte aufgestellt, wo seine Abweichung — 1/300 s pro 24 Stunden (1 c pro Jahr) — bestimmt.

Dank dieser präzisen Konstruktion korrigieren die Wissenschaftler die absolute Zeiteinheit und fanden den Fehler, den sie vorher nicht bemerkt haben. Dadurch wurden die Änderungen in der Tageslänge erkannt. Dieser korrigierte Wert wurde „Sternzeit“ genannt.

Obwohl die genauere Uhr von Fedtschenko in der UdSSR existierte, galt das Modell von Short lange Zeit als Muster der Genauigkeit. Nur die später entwickelten Quarzmechanismen konnten es verdrängen. Verbesserung der Uhr von Short und Fertigung der elektrischen Armbanduhren. Trotz aller Vorteile brauchte das Modell von Short den genau kontrollierten Kraftimpuls ohne stabilitätsmindernden Einfluss.

Verschiedene Entwickler versuchten ihn auszuschalten.

In den 20–30-er Jahren des 20. Jahrhunderts wurden folgende Entwicklungen gemacht:

freier Pendel von Ferre, in dem der magnetische Antrieb photoelektrisch war;
Pendel von Schuler, im der der elektrodynamische Antrieb eingesetzt wurde;

Mechanismus von Thompson mit den Photozellen, durch die die Relaisschaltung für Impulse gesteuert wurde. Genua die von Thompson vorgeschlagene Variante ermöglichte es auf das zusätzliche Pendel zu verzichten.

Der Impuls wurde kontaktlos übertragen, wodurch die Interferenz reduziert wurde. Die Empfindlichkeit des Relais wurde durch geringe Inertion von Photokontakten ausgeglichen. Trotz des begrenzten praktischen Nutzens zeigte diese Konstruktion die Aussichten für elektrisch gesteuerte Schaltkreise, die heutzutage in den Uhren weit verbreitet sind.

Untern den elektrischen Modellen waren auch die Armbanduhren. Ihre Entwicklung begann in den 50-er Jahren des 20. Jahrhunderts auf beiden Seiten von Atlantik, aber nur in den 60-er Jahren gingen sie in die Produktion.

Der Produktionsprozess war ziemlich teuer, es gab einige Probleme, die gelösten werden sollten, dazu gehörte insbesondere die Anfälligkeit von Kontakten wegen der dauernden mechanischen Beanspruchung.

Infolge der weiteren Entwicklungsarbeit wurden Transistoren ins Uhrwerk eingebaut, solche Uhren können schon „elektronisch“ genannt werden.

Nach der Einführung des leicht verfügbaren und genauen Quarzes ging die kurze Epoche der elektrischen Uhren zu Ende.

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