elektrische Uhren

Der folgende wichtige Schritt war der Gebrauch eines vom Pendel angetriebenen Schaltrades, um dem Pendel in festgelegten Zeitspannen einen Antriebsimpuls zu geben. Es war das gleiche Schaltrad, das bereits rund 50 Jahre vorher von Hipp erfunden und 1865 durch De Jong verwendet wurde.

Campiche
1893 Hauptuhr Campiche brachten die Gebrüder Henri Alfred und Moïse Alexandre Campiche aus Genf in ihrem Patent Nr. 8830 eine kleine Klinke am Pendel an, die ein Schaltrad dreht und so für das Pendel in festgelegten Zeitspannen Antriebsimpulse erzeugt.

1899 verbesserten sie ihr System (Patent no. 10393), indem sie den Antrieb weniger abhängig vom Zustand der Batterie machten.
Animation
Eine an der Welle des Schaltrads angebrachte Klinge gleitet in jeder Minute einmal zwischen zwei Kontaktfedern. Der Elektromagnet erhält Strom und zieht seinen Anker an. Auf diese Weise wird die potentielle Energie, die in einer Blattfeder gespeichert ist, zum Pendel abgegeben.

William Edgar Palmer (1864-1951)
William Edgar Palmer aus Tonbridge, Kent, erdachte 1902 ein System (Patent Nr. 10541) das dem der Campiche Brüder ähnlich war.

In Intervallen einer halben Minute Palmer löst ein am Schaltrad befestigter Stift eine Verriegelung aus, die den
Schwerkraftarm hält.

Das Pendel bekommt jetzt einen Antrieb mittels eines Antriebstiftes, der am Schwerkraftarm befestigt ist.
Am Ende seines Falls gibt der Schwerkraftarm noch eine Kontaktfeder frei, die dann eine Kontaktplatte am Schwerkraftarm berührt. Der Elektromagnet stellt jetzt den Schwerkraftarm mittels seines Ankers zurück. Animation

Auf diese Weise wird die Energie für das Kontaktbilden vom Schwerkraftarm und wird nicht vom Pendel geliefert.

Das System Palmers liefert die gleichen Probleme wie viele andere Uhren. Das Pendel erhält Stöße und Erschütterungen, wenn die Freigabe des Schwerkraftarms nicht genau im rechten Moment erfolgt. Doch das ist aufgrund ungleichmäßiger Schwingungsweite praktisch nicht zu erreichen.

Frank Hope-Jones
1905 meldete Hope-Jones sein Patent Nr. 6066 an, in dem er ein Schaltrad benutzte, das einen Schwerkraftarm zum Antrieb das Pendel auslöst. In diesem Patent ist das Antriebsystem noch ähnlich dem von den Campiche Brüdern verwendeten.

Drei Jahre später, 1908, entwickelte er ein weit besseres System (Patent Nr. 1945) in dem das Verfahren des Antriebs bedeutend verbessert wurde.

Eine Schaufel, die am Schaltrad befestigt ist, löst den Schwerkraftarm in halbe Minute Zeitspannen aus und eine Rolle, die zum Schwerkraftarm gepaßt ist, fällt unten an einer Konsole des Pendels und gibt das Pendel seinen Antrieb. Wenn der Schwerkraftarm eine Kontaktschraube des Ankers berührt, wird der Elektromagnet bekräftigt und wirft dieser Anker den Schwerkraftarm auf seine Verriegelung zurück. Animation Hauptuhr Synchronome

Die einzige Arbeit, die das Pendel machen muß, ist das Schaltrad drehen und den Schwerkraftarm freigeben. Die Energie dazu ist unwesentlich.

Die bedeutendste Verbesserung an diesem Antrieb ist, dass dieser sehr sanft erfolgt und dann ganau dann passiert, wenn das Pendel durch die Nulllage schwingt, wenn seine kinetische Energie an seinem Maximum ist und die Störung seiner Freiheit minimal ist.
Die Form der Antriebskonsole bewirkt, dass der Antrieb immer im rechten Moment kommt, wenn das Pendel seine Nulllage durchläuft. Wenn der Schwerkraftarm zu früh freigegeben wird, fährt die Rolle des Schwerkraftarmes nur auf der horizontalen Fläche der Antriebkonsole entlang und stört die Freiheit des Pendels nicht.

Dieses System wird nun als der "Synchronome Schalter" bezeichnet.

Hope-Jones benutzte einen Pendelstab aus Invar. Invar ist eine Nickel-Stahl-Legierung mit einem extrem niedrigen Ausdehnungskoeffizient und wurde 1904 von Charles-Edouard-Edouard Guillaume (1861-1938), einem französischen Physiker, erfunden. Mit diesem Invarpendelstab übertrafen die Uhren von Hope-Jones 1908 alle Uhren seiner Zeit, sogar die genauesten astronomischen Uhren.

Die Entwicklungsgeschichte der elektrischen Uhren