Unruh 2.0

[Roboternetz-News]

Zum ersten Mal seit 200 Jahren konnte der Zeitgeber mechanischer Uhren konzeptionell von Forschern der schweizer EPFL (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne) verbessert werden – de facto gelang sogar eine grundlegende Neuentwicklung. Die neuartige mechanische Zeitbasis arbeitet nicht nur sehr präzise, sondern praktisch geräuschfrei und mit besserem Wirkungsgrad, was längere Laufzeiten der Uhr ergibt.

„Normale“ mechanische Uhren enthalten entweder eine Unruh (Armbanduhr) oder ein Pendel (Standuhr). Beide haben den Nachteil, dass bei der Umwandlung der Schwingbewegung in eine Drehbewegung mit gleichzeitiger Übertragung der Antriebsenergie per sogenannter Hemmung mit einem Anker nicht nur Reibungsphänomene stören, sondern sich auch Geräusche zeigen. Der neuartige Gangregler mit der Bezeichnung IsoSpring hat keine begrenzten Schwingungen mit Stillständen an den Extrema der Auslenkung, sondern dreht sich kontinuierlich, was für Zahnradgetriebe natürlich ideal ist.

Das Prinzip von IsoSpring selbst ist keine Neuentdeckung, sondern wurde schon im 17. Jahrhundert von Isaac Newton erfunden. Ähnlich wie bei Planetenbahnen dreht sich hier ein Gewicht auf einer elliptischen Bahn um die Achse. Statt der Schwerkraft arbeiten hier Rückstellkräfte elastischer Materialien. Der Zeitgeber dreht sich also permanent mit einer präzisen Periodendauer, was Energie spart und keinen Schall produziert. IsoSpring benötigt auch keine Super-HighTech, sondern ganz normale Präzisionsmechanik. Der abgebildete Prototyp bringt zwar noch 4 kg auf die Waage, doch die Forscher wollen das Prinzip blad so miniaturisieren, dass der Zeitgeber in eine normale mechanische Armbanduhr passt.
Das eigentlich Interessante an IsoSpring ist, dass selbst auf Gebieten, die man für ausgereizt hält, doch revolutionäre Verbesserungen möglich sind, sogar ohne auf Digitalelektronik zurückgreifen zu müssen ;-)

Bild: EPFL



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News Quelle: Elektor
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[Manf]

Ich habe mich zu dem Thema mal ein Bisschen umgesehen:
Da gibt es ja zunächst einmal das conical pedulum, auf englisch, weil Wiki es auf seiner englischen Seite erklärt.
Es ist das Fadenpendel das im Kreis schwingt und das sich damit in seiner Geschwindigkeit gut berechen läßt.

http://en.wikipedia.org/wiki/Conical_pendulum

For small angles θ, cos(θ) ≈ 1, and the period t of a conical pendulum is equal to the period of an ordinary pendulum of the same length. Also, the period for small angles is approximately independent of changes in the angle θ. This means the period of rotation is approximately independent of the force applied to keep it rotating. This property, called isochronism, is shared with ordinary pendulums and makes both types of pendulums useful for timekeeping.

Schöne alte Realisierungen gibt es dazu:
https://www.youtube.com/watch?v=UJnGRS-cXtk
https://www.youtube.com/watch?v=hXwCoi15s18
http://www.google.de/patents/US15356

Das hier dargestellt Prinzip läuft nach Beschreibung nicht mit Pendel im Gravitationsfeld sondern mit einer gefederten Masse auf einem Kreis (bzw. einer Ellipse) und ist damit unabhängig von der Auslenkung.
Der dargestellt Klotz ist ja mit Federn versehen und kann das Grundsätzlich relaiseren.
So geanu wie eine einfache Quarzuhr wird es vielleicht nicht sein aber das muss es wohl auch nicht. Mal sehen was da noch kommt.

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