Riefler-Pendel

Präzisionspendeluhr mit Rieflerpendel der Firma Clemens Riefler; mit einer Gangabweichung von ±15 ms/Tag ist sie eine der präzisesten je gebauten mechanischen Uhren

Das Riefler-Pendel ist ein temperaturkompensiertes Pendel für Pendeluhren, das um 1880 vom Physiker und Präzisionsuhrmacher Sigmund Riefler entwickelt wurde.

Er ließ sich eine Konstruktion patentieren, die die Temperaturkompensation einfacher erreicht als die bis dahin üblichen Rostpendel.[1]

Beschreibung

Das Riefler-Pendel vereinfachte die Temperaturkompensation, mit der bei Pendeluhren eine Ganggenauigkeit von weniger als einer Zehntelsekunde Abweichung pro Tag erreicht werden konnte.

Das wurde durch eine Pendelstange aus dem neu entwickelten Invar-Stahl möglich. Durch dessen geringe Wärmeausdehnung ließ sich die Kompensation mit einem Ausgleichselement sehr viel geringerer Länge erreichen, verglichen mit dem schon länger bekannten Rostpendel. Die Pendelstange besteht dabei aus Invar, und darüber ist als Ausgleichselement eine Hülse geschoben, die aus einem Stoff mit größerer Wärmeausdehnung, z. B. Messing, besteht. Die Pendellinse ruht auf dem oberen Hülsenende, und die Hülse liegt wiederum auf einem Abschlussstück (Mutter) am unteren Ende der Pendelstange auf.

Da der Invar-Stahl noch nicht mit genügend exakt reproduzierbarer Wärmedehnung hergestellt werden konnte, schlug Riefler vor, mindestens zwei zur Kompensation dienende Hülsen hintereinander einzusetzen und diese je nach erforderlicher Kompensation aus unterschiedlichen Werkstoffen zu kombinieren. Die Gesamtlänge der Hülse bleibt dabei gleich, und die Kompensation kann in einem weiten Bereich justiert werden, ohne die Pendellänge zu ändern.

Weitere Maßnahmen zur Verbesserung der Ganggenauigkeit waren die Federkrafthemmung (Sigmund Riefler 1889) und die Schwerkrafthemmung von Fa. Clemens Riefler (1913). Die Uhrengehäuse wurden teil-evakuiert und schwingungsgedämpft.

Um 1900, als die Astronomen und Zeitdienste Ganggenauigkeiten von 0,01 Sekunden Abweichung pro Tag anstrebten, wurden die meisten beweglichen Teile und das Zifferblatt (mit justierbarer Zeigerreibung) in eine synchronisierte Nebenuhr ausgelagert und die Hauptuhr vollständig evakuiert, wodurch man 1920 bereits Ganggenauigkeiten von nur noch einigen Millisekunden Abweichung pro Tag erreichte. Siehe hierzu Shortt-Uhr.

Literatur

  • Sigmund Riefler: Präzisions-Pendeluhren und Nickelstahl-Kompensationspendel. Verlag Ackermann, München 1907.
  • Karl Ramsayer: Geodätische Astronomie. Handbuch der Vermessungskunde Band IIa, § 33 (Pendeluhren). J.B.Metzler, Stuttgart 1970.
  • Sigmund Riefler: Das Nickelstahl-Compensationspendel. Verlag Wolf, München 1902.

Weblinks

Commons: Riefler-clock – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. ↑ Patent DE100870C: Pendel mit Nickelstahlstange und mehreren zusammenwirkenden Compensationsröhren. Angemeldet am 15. Oktober 1897, veröffentlicht am 31. Dezember 1898, Erfinder: S. Riefler.‌

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Riefler clock NIST.jpg
Photo of astronomical regulator clock made by German firm Clemens Riefler, which was the primary US time standard from 1904 to 1929, in the NIST Museum in Gaithersburg, MD. About 54 inches (134 cm) long. The pendulum, which swings once per second, is made of Invar and is temperature compensated by the small length of aluminum seen under the weight. In order to prevent changes in atmospheric pressure from affecting the swing of the pendulum, the clock is housed in a glass pressure vessel, which is kept at a constant pressure. The batteries seen on a shelf behind the clock power an electric remontoire in the movement, which winds the clock every 30 seconds. The half-moon shaped hole in the face on the lower left edge of the upper subdial allows the operation of the remontoire to be seen. The gear train is made as simply as possible, with separate dials for hours (bottom subdial), minutes (top subdial), and seconds (large dial). It was accurate to 15 milliseconds per day, one of the most accurate all-mechanical clocks ever made. Alterations to image: cropped out caption.