elektrische Uhren

Auf der rechten Seite sehen wir eine gewöhnliche Synchronome Uhr
(den Sklaven), der eine Blattfeder und die "Treffer-und-Fehler"-
Synchronisierungsvorrichtung hinzugefügt ist.
Sklave
Meister

Auf der linken Seite sehen wir das freie Pendel (den Meister), eingebaut in einen Vakuumbehälter. Es gibt hier kein Schaltrad, sondern nur ein Elektromagnet zur Freigabe seines Schwerkraftarmes ist zugfügt.
Animation

Von Shortt durchgeführte Experimente zeigten, dass wenn das Vakuum des Behälters bei einem Druck von 3 Zentimeter Quecksilber gehalten wird, die Energie zum Verbiegen der Aufhängungsfeder genau so groß ist wie die Energie, die nötig ist um die restlichen Luftmoleküle abzulenken. Deshalb ist ein höheres Vakuum nicht notwendig.

Wenn in Abständen einer halben Minute eine am Schaltrad b angebrachte Schaufel a den Schwerkraftarm c freigibt, empfängt das Sklavenpendel seinen Antriebsimpuls. Nachdem der Schwerkraftarm seine Antrieb durchgeführt hat, berührt der Schwerkraftarm die Kontaktschraube d des Ankers e. Die Elektromagneten f werden jetzt bekräftigt und ihre Anker stellen den Schwerkraftarm zurück. Gleichzeitig wird der Elektromagnet g erregt und löst den Schwerkraftarm h des freien Pendels aus, das auf seinem Weg nach links zu der Nulllage ist. Ein Stein j am Ende dieses Schwerkraftarmes fällt jetzt auf ein kleines Rad, das an einer Konsole am freien Pendel angebracht ist. Der Antrieb beginnt also, wenn der Stein an der Peripherie des Rades herunter rollt und endet, wenn er vom Rad fällt.

Darauf fällt der Schwerkraftarm auf die Schaufel der Verriegelung k und gibt den Schalterarm m frei, der beim Fallen den Schwerkraftarm auf seine Verriegelung zurück setzt. Am Ende seines Falles kommt es zum Kontakt mit dem Anker p und der Schalterarm m wird durch die Elektromagneten r zurückgestellt.

Gleichzeitig mit Magnet r werden auch die Magneten s und t erregt, die dann
die Zeiger des Zifferblatts bewegen und den Anker v der
Synchronisierungsvorrichtung anziehen.

Die beträchtliche Zeit, die vergeht zwischen der Freigabe des Schwerkraftarms h und der Aktivierung des Aufzugs, der den Schaltarm m zurück setzt, ist nun erkennbar. Sie beträgt ungefähr das 0,7 bis 0,8 fache der Sekunde, während derer das Sklavenpendel, das etwas hinter der Nulllage auf seinem Weg nach rechts war, seine Schwingung fortsetzt und zu der Nulllage rückkehrt, rechtzeitig zu dem Moment, als der Vergleich erfolgt, ob eine Korrektur angefordert wird oder nicht.

Wenn das Sklavenpendel zu spät ist, wird die Blattfeder z durch den Anker v gefangen und abgelenkt und die Halbschwingung des Pendels wird folglich beschleunigt. Wenn das Sklavenpendel zu früh ist, wird der Anker die Blattfeder nicht fangen und es passiert nichts.

Abgesehen von der Energie, die erforderlich ist, die Aufhängungsfeder zu verbiegen und die Luftmoleküle abzulenken, schwingt das freie Pendel frei und hat keine Arbeit, (wirklich keine weitere irgendeiner Art !), zu tun. Die einzige Störung seiner Freiheit ist die Annahme des Antriebs von seinem Schwerkraftarm in Intervallen einer halben Minute.

Die Einführung des freien Synchronome-Shortt Pendels war ein großer Schritt vorwärts und ungefähr hundert dieser Uhren wurden errichtet. Das erste freie Synchronome-Shortt Pendel wurde in der Edinburgh Sternwarte angebracht. Plötzlich war die Genauigkeit der Zeitmaße auf ungefähr eine Millisekunde pro Tag erhöht und es dauerte nicht lange, bis die astronomischen Sternwarten in der ganzen Welt dieses System benutzten.

Die Entwicklungsgeschichte der elektrischen Uhren