Titel: Dent's Verbesserungen an Chronometern etc.
Autor: Dent, Edward John
Fundstelle: 1844, Band 91, Nr. XLVI. (S. 175–181)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj091/ar091046

XLVI. Verbesserungen an Chronometern und andern Uhren, worauf sich Edward John Dent, Chronometerfabrikant zu London, Cockspur-street, am 21. März 1842 ein Patent ertheilen ließ.

Aus dem Repertory of Patent-Inventions. Dec. 1843, S. 358.

Mit Abbildungen auf Tab. III.

Diese Erfindung hat zum Zwek, durch eine continuelle Correction die Fehler zu beseitigen, welche durch die Spannung der Unruhefeder entstehen, indem diese nicht in gleichem Maaße dem Geseze der Zu- und Abnahme bei verschiedenen Temperaturen folgt, wie dem Geseze, dem die correspondirende Zu- und Abnahme der Trägheit der Unruhe untergeordnet ist. So kommt es denn, daß das Verhältniß, welches zwischen der Spannung und dem Beharrungsvermögen unveränderlich besteht, nicht durchgängig beibehalten wird. Deßhalb ist die wechselseitige Beziehung zwischen diesen beiden eine für den genauen Gang eines Chronometers bei verschiedenen Temperaturen durchaus unerläßliche Bedingung. Man hat die Beobachtung gemacht, daß durch Vernachlässigung dieser wichtigen Bedingung der Gang von Chronometern gewöhnlicher Construction, mit Ausnahme der beiden entgegengesezten Extreme der Temperatur, zwischen diesen Temperaturen beschleunigt oder zu beiden Seiten einer mittleren Temperatur verzögert wurde. Die Erfindung, welche ich nun zur Reife gebracht habe, hat seit dem Jahre 1829, wo ich von der Regierung für die bisher unübertroffene Leistung meines Chronometers den ersten Preis erhielt, unausgesezt meine Aufmerksamkeit beschäftigt. Die auf Befehl der Regierung angeordnete und veröffentlichte Vergleichung des Ganges der Chronometer leitete mich auf den Schluß, daß in dem Princip ihrer Construction irgend ein bestimmter Fehler liege, indem der Gang der besten Chronometer an den beiden Extremen der Temperatur eine Verzögerung zeigte. Qbgleich sich verschiedene Künstler bemüht haben, diese Verzögerung an den Extremen der Temperatur zu beseitigen, so scheinen doch ihre Bemühungen keinen Erfolg gehabt zu haben, indem sie die wirkliche Quelle jenes Fehlers, nämlich das Bedürfniß einer Gleichförmigkeit zwischen der Spannung und dem Beharrungsvermögen nicht ermittelten. Der Fehler wird erklärlich, wenn man bedenkt, daß die Compensationsgewichte der Unruhe bei dem gewöhnlichen Chronometer sich bei einer Temperaturzunahme nicht hinreichend dem Mittelpunkte der Bewegung nähern und dadurch eine Verzögerung des Ganges veranlassen, daß |176| sie auf der andern Seite in Folge einer Temperaturabnahme sich zu weit von dem Mittelpunkte der Bewegung entfernen, und so denselben Fehler im entgegengesezten Extrem veranlassen. Die Natur dieses Fehlers läßt sich durch folgende Versuche erläutern. Aus mühsamen Versuchen mit einer stählernen Unruhefeder, die ich in der Absicht anstellte, nicht nur die Größe der Veränderung zwischen 32 und 100 Grad Fahrenheit (0° und 30° Reaumur) zu bestimmen, sondern auch zu ermitteln, nach welchem Geseze gewisse Zu- oder Abnahmen der Wärme zwischen diesen Punkten auf die Schwingungsdauer Einfluß haben, hat sich mir die Thatsache herausgestellt, daß die Schwingungszeiten für gleiche Zu- und Abnahmen der Wärme ziemlich gleichmäßig sich verändern. Nachdem auf diese Weise das Gesez, welches den Fehler in der Unruhefeder veranlaßt, bestimmt ist, so entdeken wir mit Berüksichtigung des mathematischen Gesezes, daß die Schwingungszeiten sich mit dem Quadrate des Abstandes von dem Centrum der Bewegung ändern, die Ursache der unverhältnißmäßigen Thätigkeit in der Compensation der Gewichte, daß sie nämlich in dem einen Falle sich zu weit von dem Mittelpunkte entfernen und in dem andern Falle sich demselben nicht hinreichend nähern.

Meine Erfindung nun hat die Bestimmung, den bezeichneten Fehler zu rectificiren, indem ich der gewöhnlichen Compensation, welche die primäre heißen mag, noch eine secundäre continuelle Compensation beifüge, welche die Compensationsgewichte über irgend einer Streke bewegt, so daß die Schwingungszeiten mit der veränderlichen Spannung der Unruhefeder übereinstimmen. Zur näheren Erläuterung der Principien, worauf meine Verbesserungen sich gründen, habe ich in den beigegebenen Abbildungen verschiedene Modificationen meiner Erfindung vergrößert dargestellt.

Fig. 12 zeigt den Grundriß einer Compensationsunruhe, in welcher die beiden Compensationsgewichte durch ein primäres und secundäres Compensationsstük getragen werden, welche zur Erleichterung der Anschauung als gerade dargestellt sind. In der Ausführung gebe ich diesen Stüken häufig eine krumme Gestalt, oder stelle die primäre und secundäre Compensation aus einem krummen Stüke her. a ist eine einfache Unruhestange aus Messing oder einem andern nicht magnetischen Metalle; b sind zwei primäre Compensationsstüke aus Messing und Stahl oder andern geeigneten Metallen, die nahe an den Enden der Unruhestange a befestigt sind und parallel zu einander gegen den Mittelpunkt hin gerichtet sind; c zwei secundäre Compensationsstüke, die an die freien Enden der primären Stüke b befestigt sind und sich in diametraler Richtung auswärts erstreken. Das Messing dieser Stüke liegt in beiden Fällen an der inneren Seite, der Stahl an der äußeren |177| Seite des Winkels; d die Compensationsgewichte; e die Gewichte zur Veränderung der Schwingungsdauer (the timing weights). Die Theile b nenne ich die primäre Compensation, weil sie den Zwek haben, das Beharrungsvermögen dadurch zu verändern, daß sie bei einer Zunahme der Temperatur die Compensationsgewichte d dem Centrum der Bewegung nähern, und im umgekehrten Falle entfernen. Es ist wohl zu bemerken, daß dieses als die einzige Adjustirung zu betrachten ist, welche der gewöhnliche Chronometer besizt, um die Mängel der Unruhefeder zu corrigiren. Ich habe oben bemerkt, daß die Compensationsgewichte der gewöhnlichen Construction bei einer Abnahme der Temperatur nicht weit genug gegen das Centrum der Bewegung hinrüken, während sie bei einer Abnahme der Temperatur sich zu weit von demselben entfernen.

Ich will nun erläutern, wie ich die Correction dieses Fehlers bewerkstellige. Die Compensationsstüke c bewegen bei einer Temperaturveränderung die Compensationsgewichte d in einer mit dem Mittelpunkte der Bewegung beinahe concentrischen Richtung, und bringen dadurch rüksichtlich der Schwingungsdauer nur eine geringe oder gar keine Aenderung hervor. Diese Theile nenne ich die continuellen secundären Compensationsstüke. Ihre Thätigkeit beschränkt sich darauf, die Compensationsgewichte d in eine Lage zu bringen, welche berechnet ist, die Trägheit in einem geometrischen Verhältnisse zu verändern, wenn sie durch die primären Compensationsstüke bewegt werden. Bei einer Zunahme der Temperatur wird z. B. das Gewicht von der Vereinigungsstelle des primären Compensationsstükes b mit der Stange a weiter entfernt, und da die von dem Schwerpunkte des Compensationsgewichtes d nach der Verbindungsstelle mit der Stange a gezogene punktirte Linie f in Folge der Temperaturerhöhung sich verlängert, so nähert sich das Compensationsgewicht d dem Mittelpunkte der Bewegung rascher, wogegen in Folge einer Abnahme der Temperatur dieselbe Linie f und mit ihr der wirksame Hebelarm sich verkürzt, so daß das Compensationsgewicht d nicht so weit oder so rasch von dem Centrum der Bewegung entfernt wird.

Fig. 13 stellt den Grundriß einer Unruhe dar, bei welcher die primäre und secundäre Compensation auf jeder Seite der Unruhe durch ein gekrümmtes Stük bewerkstelligt wird. g ist die Unruhe aus Messing oder einem andern nichtmagnetischen Metalle; h sind zwei über den Unruhekranz sich erhebende Theile, welche die Träger der Compensation bilden; k, l, m zwei Metallstreifen von solcher Krümmung, daß sie die Wirkung der primären und secundären Compensationsstüke b und c, Fig. 12, vereinigen; der Theil von k bis l entspricht dem primären, und der Theil von l bis m dem secundären |178| continuellen Compensationsstüke in Fig. 12; n sind zwei einfache stählerne Verlängerungen der Enden der Compensationsstüke; p zwei an diese Verlängerungen geschraubte Compensationsgewichte; q vier Gewichte zur Veränderung der Schwingungsdauer.

Fig. 14 ist eine perspectivische Ansicht von derselben Unruhe.

Um diese Unruhe rüksichtlich der secundären Compensation zu reguliren, wenn der Chronometer bei den Extremen der Temperatur in Vergleich mit der mittleren schneller geht, muß das secundäre Compensationsstük verkürzt und die Zeit mit Hülfe der an den Enden der Stange angebrachten Schrauben wieder hergestellt werden; geht der Chronometer bei den Extremen der Temperatur langsamer, so muß das entgegengesezte Verfahren befolgt werden. Die gewöhnliche Adjustirung nach der Temperatur wird durch Verschiebung der Gewichte p längs der Verlängerungen n bewerkstelligt. In den Figuren 12, 13 und 14 sind die Compensationsgewichte als in einer Ebene rechtwinkelig zur Bewegungsachse sich bewegend dargestellt; allein einen ähnlichen Erfolg erreiche ich auch dadurch, daß ich die Compensationsgewichte in einer Ebene sich bewegen lasse, die durch die Bewegungsachse geht. Diese Methode will ich nun erläutern.

Fig. 15 stellt eine diesem Princip gemäß construirte Unruhe dar; r ist ein an der Unruhespindel befestigter diametraler Compensationsstab aus Messing und Stahl zusammengesezt, das Messing an der unteren Seite. Diese Anordnung ist bei dem gewöhnlichen Chronometer das einzige Compensationsmittel, während sie bei mir nur die Stelle der primären Compensation vertritt. s sind zwei an den Enden der Stange befestigte Klöze zur Aufnahme der secundären Compensationsstüke; t zwei secundäre Compensationsstüke, jedes aus zwei Paaren hakenförmig gebogener Streifen, welche so an einander genietet sind, daß die Kniee in entgegengesezter Richtung liegen. Das Messing liegt an der inneren, der Stahl an der äußeren Seite. u sind zwei an die Enden der oberen Streifenpaare befestigte Stangen, welche die Träger der Gewichte bilden. Diese Stangen endigen sich in Schrauben, an welchen sich die Gewichte v zur Adjustirung ihrer Höhen auf- und niederschrauben lassen. In Folge dieser Anordnung bewegen sich die Gewichte stets in einer Linie senkrecht zu der Mitte des an dem Ende des Stabes befindlichen Klozes. Bei Zunahme der Temperatur vergrößert sich der Abstand zwischen jedem Haken und dadurch entfernt sich das Compensationsgewicht von dem Unruhestab. Diese Vergrößerung sezt mit Hülfe meiner secundären Compensation die primäre in den Stand, das Gewicht längs einer größeren Streke mit beschleunigter Geschwindigkeit gegen den Mittelpunkt der Bewegung hinzubewegen, während bei einer Abnahme der Temperatur der entgegengesezte |179| Erfolg stattfindet. Diese Veränderung der Geschwindigkeit und des Abstandes gegen den Mittelpunkt der Bewegung und von demselben hinweg, könnte unmöglich erzielt werden, wenn das Gewicht an einem starren, unbeweglichen Träger angebracht würde, der an dem Unruhestab befestigt wäre, wie dieß bei gewöhnlichen Chronometer-Unruhen in der Regel der Fall ist.

Es ist zu bemerken, daß die Bögen der secundären Compensationsstüke in schiefer Richtnng oder quer zur Länge des Stabes r stehen können, ohne daß dadurch die Perpendicularität der Bewegung der Gewichte eine Aenderung erleidet.

Fig. 16 ist die perspectivische Ansicht einer Unruhe von derselben Art wie Fig. 15; aber im vorliegenden Falle stehen die hakenförmigen Compensationsstüke rechtwinkelig zum primären Compensationsstab, was eine wesentliche Bedingung dieser Construction ist, weil ein einfaches hakenförmiges Compensationsstük das Gewicht nicht senkrecht von dem Ende des Stabes aus erhebt. Der Bogen des Hakens sollte daher in eine Lage gebracht werden, welche das Gewicht so erhebt, daß dadurch eine möglichst geringe Veränderung des Beharrungsvermögens veranlaßt wird. Um die secundäre Compensation der Unruhen Fig. 15 und 16 im Falle eines Ueberschreitens der Gränzen zu adjustiren, müssen die hakenförmigen Streifen kürzer oder diker, und im entgegengesezten Falle länger oder dünner gemacht werden. Die primäre Compensation wird dadurch adjustirt, daß man die Höhe des Gewichtes v an der Schraube u auf die gewöhnliche Weise verändert.

Der zweite Theil meiner Erfindung besteht in der Einführung einer Aufzugs-Hemmung (remontoire escapement), in einem Chronometer, wobei die Aufzugfeder in regelmäßigen Intervallen vermittelst eines Räderwerks durch die Hauptfeder aufgezogen wird und der Unruhe mit Hülfe des Treibhemmungsrades einen unveränderlichen Impuls ertheilt. Das Princip dieser neuerdings in einem Chronometer eingeführten Hemmung kann als das nämliche angesehen werden, welches vor Kurzem von Hrn. G. B. Airy, königl. Astronom, erfunden wurde. Dieser versah mich mit Zeichnungen, mit deren Benüzung ich neuerdings die erste astronomische Uhr, welche diese Hemmung enthält, construirt habe. Da Hr. Airy seine Erfindung dem Publicum überlassen hat, so habe ich die auf einen Chronometer anwendbaren Theile ausgewählt, und es ist mir gelungen, die gewöhnliche abgesonderte Hemmung beizubehalten und sie durch Verbindung mit gewissen Anordnungen in eine Aufzughemmung zu verwandeln. Das Resultat dieser Combination ist: daß die Unruhe durch das Treib-Hemmungsrad einen constanten Impuls ohne irgend einen |180| Seitendruk erhält. Um diesen Zwek zu erreichen, wird ein zweites Hemmungsrad eingeführt, dem ich den Namen Train-Hemmungsrad gebe. Dieses Rad dreht sich concentrisch mit dem Treib-Hemmungsrad; beide Räder haben ihre separate Achse in einer und derselben geraden Linie.

Fig. 17 stellt einen mit meiner Modification von Airy's Hemmung versehenen Chronometer im Aufriß dar;

Fig. 18 ist ein Durchschnitt durch die Linie der Achsen beider Hemmungsräder;

Fig. 19 der Grundriß beider Hemmungsräder, welcher eine abgesonderte Hemmung und einen Theil einer Hebelhemmung zeigt;

Fig. 20 der Grundriß beider Hemmungsräder mit einem Theil einer doppelten Hemmung;

Fig. 20b der Grundriß eines Theils des zu einer detachirten Hemmung gehörigen Hemmungsrades mit der Schlußfeder und Hrn. Airy's Hemmflügel (checking pallet).

In den Figuren 17, 18, 19, 20 und 20b beziehen sich gleiche Buchstaben auf entsprechende Theile. a ist das Getriebe des Train-Hemmungsrades; dieses ist in Fig. 17 als ein solides, in einer Pfanne sich drehendes, dagegen in Fig. 18 als ein hohles Getriebe dargestellt, welches sich frei um eine feste Spindel b dreht; c (Fig. 17 und 18) das an dem oberen Ende des Getriebes a befestigte Train-Hemmungsrad; d ein an den oberen Theil des Stiftes b befestigter Schraubenkopf, in dessen Mitte der Edelstein befestigt ist, welcher den unteren Zapfen des Treib-Hemmungsrades aufnimmt, dessen oberer Zapfen, wie gewöhnlich, in der Platte spielt; e das Treib-Hemmungsrad; f eine spiralförmige Aufzugsfeder, welche das Train-Hemmungsrad mit dem Treib-Hemmungsrade verbindet, um der Unruhe einen unveränderlichen Impuls zu ertheilen; g die gewöhnliche Hemmfeder, durch welche der Hemmflügel geht, um bei jeder Schwingung der Unruhe die Zähne des Train-Hemmungsrades c aufzufangen; h der zu beiden Seiten der Hemmfeder dergestalt hervorragende Hemmflügel, daß er gleichzeitig in beide Hemmungsräder eingreift.

Ich habe hier zu bemerken, daß die Methode, die Hemmung durch die Unruhe auszulösen, ganz dieselbe ist, wie bei der gewöhnlichen detachirten Hemmung, nur daß anstatt eines Hemmungsrades bei jeder Schwingung zwei, nämlich die Räder c und e gleichzeitig ausgelöst werden. k, Fig. 20b, ist ein an der Hemmfeder befestigter Hemmstift, welcher verhütet, daß bei jeder Auslösung mehr als ein Zahn des Rades c vorübergehe; l sind Zähne, die, wie bei der Doppelhemmung, von der Oberfläche des Train-Hemmungsrades c |181| aufwärts ragen. Sie liegen so nahe wie möglich an dem äußeren Umfange des Rades und gewähren dem Flügel k eben nur den hinreichenden Raum, um zwischen ihnen und den Spizen des Hemmungsrades c zu entweichen; m ein Theil der gewöhnlichen Hebelhemmung, um das Train-Hemmungsrad zu hemmen und auszulösen.

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