Kundo Magnetpendeluhr geht nach

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Matthias MUC

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Zum Verständnis, die zeitbestimmende Physik ist doch immer noch das Pendel mit seiner schnöden, wohlbekannten Pendelphysik an sich? Wie beeinflußt die Elektronik die Periodendauer des Pendels so stark, daß eine Viertelstunde am Tag fehlt?
 
Der Stromer

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Magnetismus! Das Pendel ist der Motor des Uhrwerkes. Strom fließt durch die Spule, der Magnet wird hinein gezogen. Bleibt aber das Magnetfeld zu lange stabil - über die Zeit, die das Pendel vom Anfang bis ca. 1/3 in die Spule hinein braucht - BREMST eben das Magnetfeld das Pendel. Physik.
 
Rainer Nienaber

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Magnetismus! Das Pendel ist der Motor des Uhrwerkes. Strom fließt durch die Spule, der Magnet wird hinein gezogen. Bleibt aber das Magnetfeld zu lange stabil - über die Zeit, die das Pendel vom Anfang bis ca. 1/3 in die Spule hinein braucht - BREMST eben das Magnetfeld das Pendel. Physik.
Kann das denn bis zu 15 Minuten/Tag ausmachen?
 
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Matthias MUC

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Zum Verständnis, der Zeitpunkt, wann der elektromagnetische korrekt kurze Schubs ausgelöst wird (einwandfreie Funktion der Schaltung angenommen), wäre eine Rückkopplung über die Pendelbewegung / induktive Vorgänge, in der Elektrik selbst ist aber nichts, was die SchwingungsPERIODE bestimmt. Von dem nicht vorgesehenen Bremseffekt durch ein wegen Schaltungsdefeklt weit weit zu lang anliegendes Magnetfeld abgesehen. Analogie zum Verständnis: Ich schmiere auf die Paletten meiner Pendeluhr superzähen Honig, so daß beim Abfall das ganze noch zwei Extrazehntelsekunde fast "klebenbleibt"; die reine Pendelphysik gilt immer noch, aber nur solange kein Eingriff in den bremsenden Honig bstattfindet?
 
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Gut, Matthias. Physik (Magnetismus und seine Auswirkungen) wiederholen wir die 10. Klasse.

Zur Uhr:
In dem bogenförmigen Stück unten - das ist aus Messing - befindet sich von vorne gesehen auf der rechten Seite in einer Bohrung ein ca. 25 mm langer und 4 mm dicker Dauermagnet, wahrscheinlich Kobalt-Nickel. Der Magnet zeigt mit plus nach rechts.
Das Pendel schwingt nach links. Der Magnet taucht in die Luftspule ein. Induziert eine negative Spannung.
Die kommt über den 1,2µF durch die Arbeitspunk-Einstellung an die Basis des PNP.
Transistor 1 wird leitend. Dadurch kommt eine positive Spannung an die Basis des Tr2 (NPN) und der wird auch leitend, Strom fließt durch die Spule, ein Magnetfeld entsteht, der Dauermagnet wird IN die Spule hinein gezogen.
Der 1,2 µF Kondensator wird über die 3 Widerstände, die den Arbeitspunkt Tr1 bestimmen, entladen und positive Spannung kommt an die Basis. Transistor sperrt. über den Widerstand wird dadurch auch die Basis Tr2 negativ, Transistor 2 sperrt ebenfalls und weil kein Strom mehr durch die Spule, auch kein Magnetfeld.

Folgendes Szenario: Der Widerstand 1,6 M Ohm hat 16M Ohm. Die Zeitkonstante zur Entladung des Kondensators wird um ein Vielfaches länger. Der Tr1 und der Tr2 bleiben Leitend und das Magnetfeld in der Spule wird nicht abgeschaltet.

Na, Klingelts? Der Dauermagnet mit seinem Nordpol kommt also in die Spule und die hat immer noch Strom und auf der rechten Seite einen beständigen Plus -pol. Der Dauermagnet aber seinen Minus -pol. Beide ziehen sich an und das Pendel steht (im Ernstfall). Je nach Zeitkonstante Kondensator / Widerstand wird früher oder später dann der Kondensator doch entladen und der Tr2 sperrt. Wenn das aber zu spät geschieht, wird das Pendel magnetisch abgebremst und die Uhr geht langsamer oder bleibt sogar stehen.

Der Schaltimpuls beträgt im Normalfall ca. 6 ms. Da ist der Dauermagnet zu ca. 25 % in der Spule. Schaltet hier der Tr2 aus, schwingt das Pendel frei seinen Schwung nach dem Pendelgesetz. Schaltet der Tr2 aber nicht aus, wird das Pendelgesetz ob der stärkeren Kraft des Magnetismus "Ausgeschaltet".

Elektroniker bezeichnen die Schaltung auch als Monoflop
Siehe hier eine etwas kompliziertere Schaltung aus Wikipedia:

Eine monostabile Kippstufe, auch monostabiler Multivibrator, Monoflop oder Univibrator, ist eine digitale Schaltung, die nur einen stabilen Zustand hat. Von einem von außen eintreffenden Trigger-Signal angestoßen, ändert die Schaltung für eine bestimmte Zeit ihren Schaltzustand.

Zitat Ende.

Mein Verdacht zu diesem Problem: Der TS hat zwar geschrieben, er hätte an der Uhr nichts gemacht. Aber wie ja die verstellte Fortschaltklinke beweist, hat jemand da rumgebastelt. Es ist vorstellbar, dass dabei auch der Magnet aus seiner Bohrung gerutscht ist und dann in Unkenntnis der Sachlage verkehrt herum wieder hineingesteckt wurde. Ober dieser Widerstand 1,6 M ist wirklich hochohmig geworden. Oder der Bastel-Jemand hat die Steckerle der Spule abgezogen und verkehrt herum wieder drauf... Oder...

Fehlerbehebung: Oszi an die Spule anschließen und den Schaltimpuls anschauen. Wie gesagt: ca. 6 ms!
 
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@ t.animal

Bist du noch dran? Gibt es neue Erkenntnisse?
Manne
 
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Hallo,

bitte entschuldigt, dass ich mich so lange nicht gemeldet habe. Ich habe eure Hinweise und Erklärungen aufmerksam und dankbar gelesen. Mit "Zeigerreibung" konnte ich nichts anfangen und leider auch durch googlen nicht wirklich herausfinden, worum es sich genau handelt bzw wie ich sie messe.

Ich habe aber den Widerstand gemessen, der hat bis auf n paar Ohm exakt 1,6MΩ. Die Spule hingegen hat nicht 2,5kΩ sondern etwa 3,17kΩ. Ich hoffe, dass das nicht das Problem ist, weil neue Spulen wickeln wie der Stromer in seinem Revisionsthread kann ich nicht. Ich hab jetzt mal im Freundeskreis rumgefragt, ob jemand ein Oszi hat (und es bedienen kann - mein Elektronikpraktikum ist dann doch zu lange her). In der Zwischenzeit wuerde ich die Pendelfeder tauschen. Kann mir da einer von euch eine verkaufen, dann kommt bei euch wenigstens bisschen was rum? Ansonsten nehm ich diese von Ebay. Denkt ihr die passt?

Ansonsten bin ich auch jederzeit fuer weitere Tipps dankbar!
 
Der Stromer

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Also, 3,17 kOhm passt, wenn der Wert stimmt und auch konstant bleibt. Mir selbst ist der noch nicht unter gekommen. Das Problem bei allen Spulendefekten war bisher Korrosion durch säurehaltiges Lötmittel. Die Säure hat Jahrzehnte gebraucht, um den Lack und dann den Draht zu zerfressen. Und da Grünspan oder auch Kupfer(II)-acetat genannt - Oxydationsprodukt bei Kupfer - auch in Verbindung mit der Luftfeuchtigkeit hochohmig leitend ist, treten diese Fehler erst nach vielen Jahren auf und auch dann nur hin- und wieder.
Also, erstmal die Punkte abarbeiten, die ich ja schon geschrieben habe und wenn das nichts wird, noch mal melden. Wir bekommen das schon hin und ggf. wickle ich auch Spulen für fremde Uhren:ok: Außerdem ist das bei Deiner Uhr wesentlich leichter, da die Schaltung ja extern untergebracht ist und es sich auch nur um eine Wicklung handelt:prost:.

Zur Feder: Bitte baue die alte Feder aus und messe die genau aus (Lochabstand und Durchmesser, Stiftdicke, Dicke der oberen und unteren Platine). Die sind bei den unterschiedlichen Modellen teilweise sehr anders und ein nacharbeiten am "Lebenden Objekt" führt meist zum Tod der Feder. Du kannst dann den Herrn Bürck (der stellt diese Federn her und verkauft sie auch) gerne fragen, ob seine feder Deinen Angaben entspricht.
Wegen der Vielzahl der unterschiedlichen federn könnte ich Dir auch keine anbieten. Habe keine "auf Lager" und bestelle meine immer nach Bedarf eben bei Herrn Bürck.
 
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t.animal

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Ich habe leider derzeit keinen Zugang zu einem Oszi. Die offene Werkstatt, in die ich normalerweise gehe, hat derzeit dauerhaft wegen Corona geschlossen. Aber mir ist etwas aufgefallen, als ich den Spulenwiderstand nochmal kontrollieren wollte (hat sich nicht geändert): Auch wenn ich die Spule "falsch herum" anschließe, funktioniert die Uhr weiterhin so wie vorher. D.h. sie schwingt weiter von selbst an und geht etwa 15-20 Minuten pro Tag nach. Hilft das was bei der Diagnose des Problems?

Von der Pendelfeder habe ich mal die Maße genommen, so gut es mir eben möglich ist. Habe aber extra einen Messchieber gekauft ;) Auch mein Technisch-Zeichnen Kurs ist lange her, aber ich habe mal eine rudimentäre Zeichnung angefertigt und angehängt. Vielleicht ist sie ja noch jemandem in der Zukunft nützlich. In der Zwischenzeit bestelle ich mal so eine Feder.
IMG_20200530_132607_3.jpg
 
Der Stromer

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Gut. Dann würde ich mal abwarten, was die neue Feder bringt.

Als Alternative kann ich vorschlagen, dass ich Dir eine neue (sicher funktionierende) zum Test zuschicke - ich habe da noch welche :D . Wenn die damit funktioniert, reden wir weiter.
 
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