Der in Sekunden ausgedrückte Betrag, um den die Uhr täglich zurückbleibt, wenn der Luftdruck um 4/3 hPa (Hektopascal) steigt, wird die Luftdruckkonstante des Pendels genannt. Im Laboratorium der Firma Clemens Riefler wurden die Luftdruckkonstanten von vier verschieden geformten Sekundenpendeln mit Nickelstahlstäben von 14 mm Durchmesser experimentell festgestellt. Die Uhr wurde dabei unter luftdichtem Glasverschluß aufgestellt und die Schwingungsdauer des Pendels bei verschiedener Luftverdünnung innerhalb des Glaszylinders beobachtet. Damit die erhaltenen Werte unter sich vergleichbar waren, wurde das Gewicht der Pendel-Gewichtskörper so bemessen, daß alle vier Pendel annähernd das gleiche statische Moment hatten, welches 696 da Ncm (Deka Newton cm.) war.

Die Versuchspendel 1 und 2 waren Pendel J mit gewöhnlichem Linsenkörper von der Form angestumpfter Doppelkegel, doch war Pendel 2 mit einer Luftdruckkompensation versehen. Das Pendel 3 hatte einen kugelförmigen Linsenkörper und Pendel 4 war ein Pendel J' mit zylindrischem Gewichtskörper für Uhren unter luftdichtem Verschluß.

Bei diesen Versuchen wurde stets der gleiche Pendelstab von 14 mm Durchmesser verwendet. Auf diesen wurden die vier Gewichtskörper nacheinander aufgeschraubt. Aus den in der hier folgenden Zusammenstellung erhaltenen Beobachtungsresultaten ist zu ersehen, wie bedeutend die Luftdruckkonstante von der Form des Pendels abhängig ist; so hat z. B. das Pendel J mit zylindrischem Körper.

Da das Pendel J fast ausschließlich bei Uhren mit luftdichtem Verschluß angewendet wurde, kommt die große Luftdruckkonstante desselben nicht in Betracht. Ein Pendel mit gewöhnlichem Linsenkörper wurde bei diesen Uhren deshalb nicht angewendet, weil ein solches wegen des großen Linsendurchmessers beim Ein- und Aushängen des Pendels nicht durch den Werkständer der Uhr durchgeführt werden konnte.

Für Uhren ohne luftdichten Verschluß kam nur das Sekundenpendel J oder das Pendel K in Anwendung, dessen Luftdruckkonstante ebenfalls annähernd 0,012 s 4/s hPa^-1 beträgt. Die Konstante des Pendels mit kugelförmigem Linsenkörper wurde nur aus wissenschaftlichem Interesse bestimmt, dieses Pendel kam bei Uhren selten zur Anwendung.

Wird an dem Pendel J die aus einem Aneroid bestehende Luftdruckkompensation angebracht, so erhöht sich dessen Luftdruckkonstante, wie aus obiger Zusammenstellung ersichtlich ist, auf 0,014 s 4/3 hPa^-1. Dieser Wert ist durch eine Luftdruckkompensation zu kompensieren, d. h., das Aneroid muß dem Pendel bei einem Anstieg des Luftdruckes um 4/3 hPa eine tägliche Beschleunigung von 0,014 s erteilen.

Abb.1................................Abb.2

Luftdruckkompensation

Die Luftdruckkompensation des Pendels nach Riefler besteht aus einem 31 cm unterhalb der Mitte des Hakenloches angebrachten Instrument mit einem Aneroid (Abb. 1 und 2), dessen oberste Dose mit einem Gewichtskörper belastet ist, der, den Bewegungen des Luftdruckes folgend, bald gehoben, bald gesenkt wird. Nimmt der Luftdruck zu, so werden die Aneroiddosen zusammengedrückt, der Gewichtskörper sinkt etwas tiefer herab und erteilt dadurch dem Pendel eine Beschleunigung, welche ebenso groß ist wie die Verzögerung, die dasselbe infolge der Luftverdichtung erfahren würde, wenn diese Einrichtung nicht vorhanden wäre. Die Einwirkung des Aneroids beruht auf dem Gesetz der Wirkung eines am Pendelstab verschiebbaren Zulagegewichtes. Wird das Zulagegewicht in der Schwingungsachse, also bei 0 (Abb. 3), oder im Endpunkt des mathematischen Pendels, bei 99,4 cm, aufgelegt, so tritt, wenn das Trägheitsmoment des Zulagegewichtes in bezug auf seine eigene Schwerpunktachse nicht von erheblicher Größe ist, weder eine Beschleunigung noch eine Verzögerung der Pendelschwingung ein. An jeder zwischen diesen Endpunkten des Pendels liegenden Stelle werden jedoch die Pendelschwingungen beschleunigt. Diese Beschleunigung ist am größten, wenn das Zulagegewicht in der halben Höhe des Pendels, also bei 49,7 cm, aufgelegt wird, und sie nimmt nach beiden Enden hin ab.

Nimmt man die Achse des Pendelstabes als Abszissenachse an und trägt die für verschiedene zwischen den Pendelenden liegende Punkte 9,94; 19,88; 29,82 usw. (Abb. 3) berechneten oder experimentell festgelegten Werte der Beschleunigung als Ordinaten auf, so ergibt eine Verbindung der Endpunkte dieser Ordinaten eine Kurve, die annähernd eine Parabel darstellt. Den Kompensationsrechnungen wurde daher diese Parabel zugrunde gelegt.

Der Gewichtskörper des Aneroids besteht außer der Hauptmasse noch aus Metallscheiben, deren Anzahl zur Korrektur vermehrt oder vermindert werden kann. Eine solche Scheibe ändert die Kompensation um 0,001 s 4/3 hPa^-1. Da sich die Kompensation jedoch sehr genau berechnen läßt, ist eine nachträgliche Berichtigung kaum erforderlich.

Abb.3

mein Nachbau!!

Die Aneroiddose zur Luftruckkompensation

Die Technik noch mal in Kürze:
Neben der Temperatur wirkt sich auch der Luftdruck auf die Schwingungsdauer eines Pendels aus. Bei steigenden Luftdruck schwingt das Pendel langsamer, während fallender Luftdruck zu einer Beschleunigung führt. Um auch diesen Faktor kompensieren zu können, benötigt man dieses sinnreiche Instrument. Es besteht aus fünf Aneroiddosen, die einen genau berechneten Gewichtskörper tragen. Steigender Luftdruck presst die Dosen stärker zusammen. Dadurch sinkt der Gewichtskörper der nach unten. Die Verlangsamung der Pendelschwingung wird ausgeglichen. Fallender Luftdruck lässt das Dosenaneroid in entgegengesetzter Richtung wirken.