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Untersuchung der verschiedenen Prinzipien mit Beispielen

Elektromagnetischer Impuls auf das Pendel, auch direkter Antrieb genannt

Die Idee erschien zuerst, wenn auch noch in sehr einfacher Form, im ersten Patent von A. Bain 1841. Wir finden sie ebenfalls in der Hipp-Uhr 1842. In diesen Uhren ist im allgemeinen ein Elektromagnet (d.h. eine Spule mit einem Kern aus Weicheisen) unter dem Pendel angebracht, welches selbst an seinem unteren Ende ein Weicheisenstück trägt. Ein genau positionierter Kontakt (leichter gesagt, als getan ...) schaltet den Strom in der Spule während der Abwärtsphase der Pendelbewegung ein, und zwar so nahe wie möglich an seiner vertikalen Position, um diesem einen Impuls zu erteilen und um damit die verlorene Energie zurück zu geben (Abb. 2 und 3).

Abb. 2: Hipp’s Sekunden-Pendeluhr signiert mit  Favarger & Cie, um 1910. Das Zifferblatt ist ein Zähler für die Pendelschwingungen,  verbunden mit dem Pendel durch eine Gabel  und eine Klinke.

Abb. 3: Detail des Elektromagnets unter dem Pendel einer Favag 2/3s Uhr.

Man versteht nun, dass das Pendel nicht nur der schwingende Regulator ist, wie in mechanischen Uhren, sondern es dient gleichzeitig als Motor. Das Pendel und sein Kontakt können somit allein arbeiten, ohne irgendwelche Räder. Die Übertragung der Pendelschwingungen auf das Zifferblatt kann auf zwei Arten erfolgen, entweder mechanisch mit einem Zeigerwerk, das dann nur einen einfachen Schwingungszähler mit Zeigern darstellt (ein prinzipieller Mechanismus, den jeder Uhrmacher beherrscht und der hier keiner weiteren Erläuterung bedarf), oder durch einen elektrischen Kontakt, der Impulse an eine Nebenuhr gibt (siehe auch im Kapitel "Nebenuhren"). Diese zweite Lösung hat den Vorteil, das Pendel annähernd frei schwingen zu lassen. Sie wird im allgemeinen in Uhren höherer Qualität genutzt (z.B. in allen Favag Uhren mit 2/3s Pendel).

Féry aus Frankreich modifizierte dieses System, indem er einen Permanentmagnet am unteren Ende des Pendels durch eine feste Spule ohne Eisenkern schwingen liess. Dieses System war in Frankreich weit verbreitet: Bulle-Clock (Spule am Ende des Pendels, Magnet am Gehäuse fixiert), Brillié, Ato (Magnet am Ende des Pendels, Spule am Gehäuse) und einige andere (Abb. 4).

Abb. 4: Bulle-Clock der ersten Periode, um 1920, immer noch signiert mit MFB (für Maurice Favre-Bulle), der diese entwickelte. Sein  Markenzeichen stammt von seinem Namen (er war Franzose, aber Favre-Bulle ist ein typischer Name aus dem Schweizer Jura) und hat nichts mit dem Englischem Wort "Bull" zu tun. Die Spule – fixiert am Pendel – und der Permanentmagnet am Gehäuse sind deutlich sichtbar. Der Kontakt (Silbernadel) an der Pendelstange liegt hinter dem Gehwerk. Die Firma bestand bis zum Tode des Gründers im Jahre 1955.

Ein kritisches Bauelement dieser Uhren stellt der Kontakt dar, der den Strom in der Spule schaltet. Deren Magnetfeld hältdas Pendel in Bewegung. In den meisten Uhren dieser Art schliesst der Kontakt - und gibt somit den Impuls  -  bei jeder Schwingung (oder sogar Halbschwingung wie bei Frank Holden). Eine Klinke, die am Pendel befestigt ist, treibt ein Sperrad und damit das ganze Räderwerk. Hipps geniale Erfindung bestand in einem Kontakt-System, das nur dann den elektrischen Strom fliessen lässt, wenn die Amplitude der Pendelschwingung unter einen kritischen Grenzwert fällt. Dadurch wird die Anzahl unnötiger und störender Impulse auf das Pendel erheblich reduziert und gleichzeitig der Kontakt geschont (Abb. 5).

Abb. 5: Der Hipp Kontakt. Auf der linken Seite die Übersichtsabbildung, auf der rechten Seite, die Funktionsweise. Solange der Pendelausschlag ausreichend ist, gleitet die Palette hin und her über den gekerbten Stein. Sinkt die Schwingungsamplitude allerdings auf einen bestimmten Grenzwert, fällt die Palette in die Kerbe und hebt die Kontaktfeder an. In diesem Moment fliesst Strom durch die Spule und gibt einen Impuls an das Pendel, ausreichend für die nächsten 30-120 Schwingungen.

Animation einer Hipp'schen Uhr.

In der Praxis wird ein Impuls alle 30 bis 120 Sekunden gegeben, abhängig vom Modell. Wie bereits erwähnt, wurde dieses System durch Hipp-Favag über ein Jahrhundert verwendet und viele Male mit vielen Variationen kopiert (englische Magneta, Siemens, Cyma, Scott, Vaucanson, etc.).

Bisher haben wir nur über Pendeluhren gesprochen. Es wurden aber auch Klein-Uhren mit einer Unruh nach den gleichen Prinzipien hergestellt, wie in der Schweiz und Deutschland, z.B. die wohlbekannten, aber jüngeren Werke namens Orel und Sterling. In dieser Kategorie wären ebenfalls Eureka und einige andere wie Cauderay zu erwähnen, ein Elektriker aus Lausanne, Schweiz, der sich in Paris niederliess. Er hat eine große und dekorative Unruh verwendet (Abb. 6).

Abb. 6: Cauderay's Uhrwerk, Ende des 19. Jh. Der Elektromagnet zieht einen Anker an, der am Stab eines Dreh-Pendels angebracht ist; die Konstruktion des Kontakts wurde von der Hipp-Toggle Idee abgeleitet.

Abschließend stellen wir fest, dass die Entwicklung der Zeitgeber, die auf dem Prinzip des Magnetimpulses basiert, sich beschleunigte, als der Transistor den elektro-mechanischen Kontakt ersetzte, und die elektronische Revolution begann in dieser Kategorie (ATO und Kundo).

Für weitere Informationen wende Dich bitte an : Michel Viredaz

Letzte Revision: 14. November 2002

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