Titel: Herstellung des Synchronismus zwischen Präcisionsuhren.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1890, Band 276 (S. 32–34)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj276/ar276005

Ueber die Herstellung des Synchronismus zwischen Präcisionsuhren.

Mit Abbildung.

Das Problem, zwischen den Schwingungen eines Pendels, Galvanometers oder ähnlichen Systems und einer gegebenen periodischen Bewegung, wie die der Schläge einer Uhrenhemmung oder eines Relais u.s.w., genauen Synchronismus herzustellen, ist der Gegenstand einer ausführlichen Abhandlung, welche A. Cornu im Bulletin de la Société d'encouragement 1889 S. 592 veröffentlicht hat. Nachdem dieser Physiker die zu erfüllenden Bedingungen theoretisch festgestellt, beschreibt er eine sehr einfache, auf Schwingungen jeder Art anwendbare Anordnung, mit deren Hilfe ihm die praktische Lösung gelungen ist. Seine Methode ist in der Textfigur schematisch veranschaulicht.

An der Stange des zu synchronisirenden Pendels wird unterhalb (ober auch oberhalb) der Linse und in der Schwingungsebene ein concentrisch zum Aufhängungspunkte C gekrümmter Magnetstab A1 A2 transversal befestigt. Zwei mit isolirtem Kupferdraht umwickelte feststehende Inductionsrollen B1 B2, deren Achsen mit dem von der Magnetachse beschriebenen Bogen zusammenfallen, umhüllen die beiden Enden des Magnetes. B1 empfängt den synchronisirenden elektrischen Strom und wirkt auf den von ihr umhüllten Pol anziehend, während B2, in deren Umwickelungsdraht ein geeigneter Widerstand eingeschaltet ist, in Folge der inducirenden Wirkung der andern Poles die zur Synchronisation erforderliche Dämpfung erzeugt. Wenn die Länge des Magnetstabes und der Rollen bezüglich der Schwingungsweite der Pole groſs genug ist, so besitzen die benützten Theile des magnetischen Feldes der Rollen eine unverkennbar gleichmäſsige Stärke. Man verfügt also streng praktisch über drei zur Herstellung der Gleichzeitigkeit taugliche Kräfte: nämlich über eine dem Pendelausschlag proportionale Hauptkraft, eine der Geschwindigkeit proportionale dämpfende Kraft und eine Hilfskraft von periodischer Stärke als Verbindungsmittel.

Textabbildung Bd. 276, S. 32

Die Uhr, welche den synchronisirenden Strom in gemessenen Intervallen entsendet muſs man sich bei J in den Stromkreis der Batterie P eingeschaltet denken. Dieser Strom kann auf mehrerlei Art regulirt werden: entweder durch die Anzahl und Gröſse der Elemente, oder |33| durch seine Emissionsdauer, oder auch durch die Zweigleitung R1, welche die Drahtleitung der Rolle B1 verbindet. Die Batterie braucht nicht sehr stark zu sein, da die elektromagnetische Wirkung der Inductionsrolle eine sehr kräftige ist und an dem Ende eines langen Hebelarms in tangentialer Richtung sich äuſsert. Auch zeigt es sich gleich bei den ersten Versuchen, daſs ein äuſserst schwacher Strom (einige tausendstel Ampère) hinreicht, um ein mehrere Kilogramm schweres Pendel von der Ruhe aus in Schwingungen zu setzen; und hierin besteht einer der werthvollsten Vortheile dieser Anordnung, den sie folgenden zwei besonderen Umständen verdankt.

Die elektromagnetische Wirkung einer Inductionsrolle ist proportional dem Producte aus der Stromstärke und der Masse des unter ihrem Einflüsse stehenden Magnetpoles. Man verfügt also mittels der Wahl des Magnetes über einen Factor, welcher die elektromagnetische Kraft mit einer ansehnlichen Zahl zu multipliciren gestattet; aber auch noch über einen andern Factor, die Emissionsdauer des Stroms. Diese braucht keine momentane zu sein; bei beträchtlicher Dämpfung kann sie sich mit Vortheil auf eine halbe Periode erstrecken. Dank diesen beiden Multiplicatoren würde man die Stromstärke so zu sagen ins Ungemessene vermindern können, wenn man nicht durch gewisse secundäre Erscheinungen und durch die Nothwendigkeit eingeschränkt wäre, der Stromstärke einen für die Function der Elektromagnete hinreichenden Werth zu lassen.

Die Anwendung schwacher Ströme ist in mancherlei Hinsicht vortheilhaft. Einer der wichtigsten Vortheile ist die Vermeidung der Unterbrechungsfunken der in B1 auftretenden Extraströme, da sie mit der Zeit die Platincontacte des „Vertheilers“ verderben würden. Die Einschaltung eines Fizeau'schen Condensators beugt diesem Uebelstande auf das wirksamste vor. Die Zweigleitung R1 ist gleichfalls ein Milderungsmittel dieser Extraströme. Sie bietet auſserdem ein bequemes Mittel, die elektromagnetische Wirkung unabhängig von derjenigen der Batterie und des Vertheilers zu reguliren, ein sehr groſser Vortheil, wenn die stromsendende Uhr von dem zu synchronisirenden Apparate weit entfernt ist. Man darf nicht vergessen, daſs diese Zweigleitung den Stromkreis der Rolle B1 dauernd schlieſst und letztere gemeinschaftlich mit B2 als Dämpfungsmittel wirken läſst.

Der Werth der Dämpfung steht mit dem des elektrischen Stroms in einer Wechselbeziehung: je schwächer die Dämpfung, um so weniger energisch braucht die synchronisirende Kraft zu sein. Man könnte nun hieraus den Schluſs ziehen, daſs es sich empfehle, Dämpfung und elektrischen Strom möglichst schwach anzuwenden, um an Elementen zu sparen und die Contactstellen des Vertheilers zu schonen. Allein auf der andern Seite ist zu erwägen: je stärker die Dämpfung, um so rascher, vollkommener und von den unvermeidlichen Stromschwankungen |34| unabhängiger ist die Synchronisation. Das Criterium einer vollkommenen Gleichzeitigkeit ist, wie Cornu auf analytischem Wege nachweist, die Beständigkeit der Amplitude des synchronisirten Pendels.

Das in Rede stehende System hat bereits unter sehr verschiedenen Umständen praktische Anwendung gefunden und sich jederzeit vollständig bewährt. Cornu bedient sich desselben seit mehreren Jahren an der Ecole Polytechnique, um verschiedene Apparate, insbesondere zwei Secundenuhren, zu synchronisiren. Denselben Erfolg hat er auf der Sternwarte mit zwei Längenuhren erzielt. In Borrel's Ateliers erhält ein und derselbe Strom seit zwei Jahren drei Pendel, im Gewichte von bezieh. 250g, 1k und 40k, ununterbrochen in synchronischem Gange. Endlich wurden mit 4km von einander entfernten Uhren Versuche für militärische Zwecke angestellt, welche ungeachtet der unvollkommenen Leitung ein möglichst befriedigendes Resultat lieferten. Das Problem, die Zeitbestimmung bis auf ungefähr 1/100 Secunden genau von einem Orte nach einem andern zu übertragen, kann somit als vollständig gelöst betrachtet werden.

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