Teil 2/5: Die Zeitwaage – eine Chronologie
Einleitung
In der frühen Entwicklungsphase der Zeitwaage lassen sie sich nur schwer einem bestimmten Entstehungsjahr zuordnen. So kamen etwa amerikanische Entwicklungen erst später auf den deutschen Markt und auf Firmenunterlagen, die eine genaue Datierung ermöglichen lässt sich nicht zugreifen. So blieb die Auswertung von Berichten und Werbeanzeigen in alten Uhrenzeitschriften, die eine ungefähre Datierung ermöglichen. Sehen Sie Jahreszahlen deshalb immer nur als Orientierung an. Weiterhin sind hier mit Sicherheit nicht alle “erfundenen” Zeitwaagen gelistet, nehmen Sie diese hier als eine exemplarische Auswahl.
Den ersten Bericht über Zeitwaagen fand ich in der DEUTSCHE UHRMACHER-ZEITUNG, Nr. 24, S. 302 ff., 1934. Dort wurde erstmals über eine Apparatur zur oszillographischen Untersuchung der Funktionen der Ankerhemmung berichtet, die 1927 vorgestellt wurde. Eine etwas andere Ausführung dieses Gerätes gab über die Ausgangsstufe des Verstärkers ein Lichtsignal aus, das im Takt des Hemmungsschlages aufblitzt. Dieser Blitz beleuchtete eine durch einem Synchronmotor rotierende Scheibe mit Zeiteinteilung. Durch die im Lichtblitz betrachtete Skalenwanderung kann der Gang der Uhr abgelesen werden.
Dieses stroboskopische Gerät wurde erstmals Zeitwaage getauft.
Begriffsbestimmung
In der DEUTSCHE UHRMACHER-ZEITUNG, Nr. 50, S. 658 f., 1938, wird von einem Bericht im „Archiv für technisches Messen“ aus dem März 1938 (S. T 34 ff.) von Dr.-Ing. P. M. Pflier „Übersicht über die Bauart und Arbeitsweise verschiedener Zeitwaagen, insbesondere auch amerikanischer Herkunft“ gegeben. Es werden drei Arten von Zeitwaagen unterschieden:
1. akustische (Koinzidenz), 2. optische (Kathodenstrahloszillograph, stroboskopisch) und 3. graphische Anzeigen, wobei es aber zu Überschneidungen kommt.
Nun versuchen wir, eine auf alten Zeitschriftenartikeln und darin enthaltenen Werbeanzeigen basierende Chronologie zunächst bis 1950 zu erstellen:
Um 1932/1934:
entstand die Siemens-Straumann-Zeitwaage (Preis 4000–6000,- Reichsmark) mit Schreiber, der eine einfacher Ablesung erlaubte.
vorn links die zu prüfende Uhr, rechts im Kasten die Normal-Uhr gleicher Schlagzahl.
Die Siemens-Straumann-Zeitwaage war nur in wenigen Exemplaren und wohl nur in Laboratorien im Gebrauch. Sie verdient jedoch hier der Erwähnung, da sie es war, welche die Ära der Zeitwaage in Europa einleitete. Ihr geistiger Urheber ist der bekannte Schweizer Uhrentechniker Dr.-Ing. Reinhard Straumann. In enger Zusammenarbeit mit Professor Keinath wurde das Gerät bei der Firma Siemens gebaut. Das von einem Mikrophon abgenommene Tickgeräusch der Prüfuhr wird mittels zweier Stromtore auf elektrischem Wege mit Kontakten einer Normaluhr verglichen. Die momentane Gangänderung der ersteren gegenüber der Normaluhr wird durch ein separates Schreibgerät als zusammenhängende Kurve mit Tinte aufgezeichnet. Der Vorschub ist durch Austausch von Wechselrädern im Schreibgerät wahlweise veränderlich. Es entsteht bei dieser Zeitwaage immer eine einzelne Kurve im Gegensatz zu den nachfolgend beschriebenen Geräten. Ungleicher Ankerabfall (Hinken der Uhr) tritt hier nicht in Erscheinung, da die elektrische Anordnung derartige kleine Ungleichheiten ausmittelt, was für einige Zwecke von Vorteil, für andere wiederum von Nachteil ist.
Eine parallel zur Papierkante verlaufende gerade Kurve bedeutet, dass die Uhr richtig geht. Neigung der Kurve nach rechts (von links unten nach rechts oben) bedeutet Vorgehen, Neigung der Kurve nach links dagegen Nachgehen. Die Größe des Ganges wurde mittels einer Plexiglasschablone, die dem jeweiligen Vorschub entsprechen musste, abgelesen. Der Registrierstreifen war mit einer gleichfalls dem Vorschub entsprechenden Linierung bedruckt. Die Streifenbreite betrug 142 mm. Diese Zeitwaage wird heute nicht mehr gebaut. Die wesentliche Funktion dieser Zeitwaage ist in dem später noch beschriebenen Micro-Dynagraphen wiederzufinden.
Bei den akustischen Geräten wird, wie bei den bekannten Uhrvergleichen nach dem „Koinzidenz”-Verfahren, rein akustisch der Schlag der untersuchten Uhr mit dem einer Normaluhr. Da die Geräusche einer kleinen Taschen- oder Armbanduhr zu leise sind, werden sie mittels eines Mikrophons und einer Verstärkeranordnung verstärkt, und zwar bei einer amerikanischen Zeitwaage (Bell) mit einem Kondensatormikrophon bei einer deutschen mit einem Kohlemikrophon.
Bei der RM-Zeitwaage wird eine Normaluhr verwendet, bei der deutschen Anordnung ein von einer Normal-Netz-Frequenz angetriebener Synchronmotor, der einen Kontakt betätigt, wodurch hörbar ein Kondensator aufgeladen wird. Man hört dann im Kopfhörer zwei Impulse; durch Verdrehen einer Skalenscheibe verändert man die Normalimpulse, bis beide Schläge sich wieder decken, und kann aus der Verdrehung der Skala den Gang der untersuchten Uhr ablesen.
um 1938/1939:
Bei den optischen (stroboskopischen) Zeitwaagen wurden z. B. das Bild der schwingenden Unruh auf einem Spiegel geworfen. Durch einen Wechselstrom mit konstanter Frequenz wurden gleichzeitig Lichtblitze einer Glimmlampe erzeugt. Bei richtig gehender Uhr sah man abwechselnd die Unruhschenkel an der gleichen Stelle, während bei Gangabweichungen das Bild wanderte. Nun ändert man mit einem Skalenknopf die Blinkfrequenz, bis das Bild wieder stillstand und kann dann an der Skala den Gang der Uhr ablesen.
Es wurden mehrere Abänderungen dieser stroboskopischen Verfahren beschrieben; z. B. wurde beim „RCA-Victor-Chronoskop” nicht die Unruh betrachtet, sondern mit einem Mikrophon der Schlag in elektrische Stromstöße umgewandelt und durch diese ein Lichtblitz erzeugt.
Bei der in Glashütte auf der Tagung der Gesellschaft für Zeitmeßkunde und Uhrentechnik (1938) vorgeführten Gibbs-Zeitwaage wurde die Stroboskopscheibe einfach mit einem Synchronmotor vom Lichtnetz aus betrieben und periodisch von einer Normaluhr synchronisiert.
Von den schreibenden Zeitwaagen wurde der „Watch Rate Recorder“, der „Printing Watch Timer“, der „RCA-Victor-Chronograph“ und der „Belin-Apparat” (eher für wissenschaftliche Zwecke) beschrieben. Durch die Schläge der untersuchten Uhr wurde z. B. ein Elektromagnet gesteuert, der einen Schreibhebel kurzzeitig betätigt, wodurch auf einem mit konstanter Drehzahl umlaufenden Papierstreifen punktweise eine Linie aufgezeichnet wurde, deren Neigung den Gang der Uhr angab.
um 1938:
Bei der Belin-Zeitwaage war eine kleine Platten-Elektrode in der Isolierscheibe unter der Uhr eingebettet. Das Uhrgehäuse wirkt als die andere Platte des Kondensators. Es wurde durch eine sehr dünne Papiersschicht von der anderen Platte oder Elektrode getrennt, welche die gleiche Gestalt hatte. Die Platten wurden durch eine Batterie geladen, die mit ihnen über einen sehr hohen Widerstand verbunden war. Die stationäre Elektrode war mit dem Gitter einer Vakuumverstärkerröhre unter dem Drehtisch verbunden. So riefen die sehr kleinen Bewegungen des Uhrgehäuses entsprechende Veränderungen der Kapazität des Kondensators hervor, der von der Uhr und der Elektrode gebildet wurde. Die sich daraus ergebenden Schwankungen in der Ladung wurden durch einen Verstärker verstärkt und in einem Empfänger abgehört. Der Tisch mit der Uhr konnte durch seitliche Drehknöpfe verstellt werden.
1938:
Swissaphone Koinzidenz-Zeitwaage mit Oscillograph von S. Zaugg, Solothurn
Der nächste Schritt war das Sichtbarmachen der Geräusche. Es lag auf der Hand, dass die elektrischen Spannungsimpulse, die uns der Verstärker lieferte, als Leuchtspuren auf dem Schirm einer Elektronenstrahlröhre sichtbar werden konnte. Diese Elektronenstrahlröhre, auch Braunsche Röhre genannt, ist aus ihrer Anwendung bei früheren Röhrenfernsehern wohl bekannt. Sie besitzt einen Leuchtschirm, auf dem ein Leuchtfeck erscheint an der Stelle, auf welche der Elektronenstrahl trifft. Der Strahl ist durch elektrische Spannungen ablenkbar, und dies ermöglichte für diesen Zweck folgendes Verfahren: Die Normal-Uhr synchronisierte die Zeitablenkung, d. h. nach jedem Impuls der Normal-Uhr, läuft der Strahl mit gleichmäßiger Geschwindigkeit einmal über den Schirm und zeichnet dabei einen Strich. Die Prüf-Uhr bewirkte eine hierzu senkrechte Auslenkung, sodass auf dem Strich eine Zacke erschien. Hatten beide Uhren den gleichen Gang, so stand die Zacke still, sonst wandert sie. Auf der Mitte des Schirms befand sich eine Marke und es musste jetzt nur die Zeit abgestoppt werden, die zwischen zwei Durchgängen der Zacke über die Marke verstreicht. Hieraus folgt sofort der Gangunterschied in derselben Weise wie beim Abhörverfahren. Die akustische Beobachtung ist durch eine optische ersetzt worden. Da die Zacke sprungweise vorrückte, traf im Allgemeinen keine genau mit der Marke zusammen. Es hing also von der Beobachtungsgeschicklichkeit ab, bei der nächstgelegenen Zacke abzustoppen. Hierdurch war die Genauigkeit auf etwa ±1,5 s/d begrenzt, sofern die X-Uhr den Gang Null hat, sonst gilt das oben über die Abhängigkeit vom Gangunterschied Gesagte.
Die Abbildung zeigt den Leuchtschirm einer Elektronenstrahlröhre mit der Ablesemarke in der Mitte und die Lage der Zacke auf der Leuchtspur bei drei aufeinanderfolgenden Schlägen der X-Uhr. Die mittlere Zacke ist der Marke am nächsten. Dieser Augenblick musste abgestoppt werden. Ein Gerät dieser Art war das Swissaphon.
um 1938:
Bestrebungen zur Vereinfachung ließen wiederum die Koinzidenz-Zeitwaage entstehen, die sich aus der Abhorchtechnik des Uhrmachers entwickelte. Da die ersten Zeitwaagen wenig mehr als reine Gangbestimmungsgeräte waren, ist diese Richtung wohl verständlich. Der Vorgang des akustischen Vergleiches der Uhrschläge durch das Ohr wurde mit elektrischen Maßnahmen automatisiert und die Genauigkeit damit gesteigert.
Durch einen Kopfhörer wurden sowohl die Ganggeräusche des Prüflings als auch die Geräusche eines Normalzeitgebers abgehört und das Zusammenfallen der beiden Geräusche nach dem Koinzidenzverfahren beobachtet. Als Normalzeitgeber diente ein aus einem frequenzregulierten Stromnetz gespeister Synchronmotor, dessen Drehfrequenz der Schlagfrequenz der zu prüfenden Uhr entsprach, also z. B. 5 Halbschwingungen pro Sekunde (s. Unterwanger: Die Feinstellung der Kleinuhren/Das fortschrittliche Ankergang- und Spiralsetzen).
Bei dieser Koinzidenz-Zeitwaage diente als Normaluhr eine Taschenuhr. Sie besaß einen elektrischen Kontakt zwischen Ankergabelstift und den Begrenzungsstiften.
um 1939:
JUPEBO Nr. 2 mit automatischer Stoppeinrichtung
1940:
berichtete die Zeitschrift “DIE UHRMACHERKUNST”, 65. Jg., Nr. 14, S. 100, über einen automatische Regulierapparat Utopia, der der als Zeitwaage gelten kann! Hier ist es nur noch nötig, das zu regulierende Werk einspannen, den Apparat einschalten und alles Weitere sich selbst zu überlassen. Voraussetzung ist natürlich, dass die Uhr – wie man sagt – „im Rücker“ ist, die Abweichung also nicht so groß ist, dass Änderungen an der Unruh oder der Spirale nötig sind.
Der Apparat kam aus dem 1. Allgemeinen-Präzisions-Regulier-Institut Emstadt und ist in unserer Abbildung dargestellt.
In dem Holzsockel befand sich die Übertragungseinrichtung für die zu regulierende Uhr, die mit dem großen Griff P durch zwei große Hunde (ähnlich denen bei der Drehbank-Planscheibe) festgespannt wurde. Bei diesem Apparat, der nur für Wechselstrom eingerichtet war, erübrigt sich eine zweite Übertragungseinrichtung, da der frequenzkontrollierte Wechselstrom zur Kontrolle herangezogen wurde.
Auf dem großen, übersichtlichen Zifferblatt zeigten zwei Zeiger in minütlicher Umdrehung die Zeit der zu regulierenden Uhr wie auch der Synchronuhr an, die als Normaluhr diente. Rechts und links vom Mittelpunkt waren Ausschnitte für Ziffernrollen vorgesehen, die die Anzahl der verstrichenen Minuten und auch die Anzahl der schon erfolgten Regulierungen angaben.
Wichen die beiden Zeiger etwas voneinander ab, so trat durch eine Kurvenscheibe der unter dem Zifferblatt herausragende Hebel R in Tätigkeit, der den Rückerzeiger der eingespannten Uhr etwas verstellte. Die Länge dieses wichtigen Hebels R konnte jeder Uhrhöhe angepasst werden; zur sicheren Führung der Rückerzeiger konnte die Breite des dafür vorgesehenen Einschnittes durch den Hebel K verstellt werden. Dies geschah in einer so feinfühligen Weise, wie es sonst nur mit einer Regulierschraube möglich ist. Dadurch vermied der Apparat unnützes Hin- und Herregulieren und bringt in kürzester Zeit die Uhr auf ihre geringste Gangdifferenz.
Die Nullstellung des Apparates geschah automatisch beim Ausspannen des Werkes, nicht etwa schon beim Ausehalten des Stromes an dem Schalter S. Dadurch wurde es ermöglicht, dass das bisherige Regulierergebnis zum Aufnotieren längere Zeit stehen bleibt.
um 1940:
Bei der „watchmaster“-Zeitwaage musste zu jeder Uhrenprüfung ein Diagrammstreifen rings um die Walze befestigt werden musste. Dasselbe Gerät gestattete auch Registrierung von Gangkurven zur Beurteilung der Gangqualität der Uhr, ferner Registrierung des Isochronismus der Schwingungen.
ab 1940:
Vibrograf VS 32, später ab ca. 1950 quarzgesteuert
Eine Weiterentwicklung der Gibbs-Zeitwaage stellt der Vibrograf VS 32 dar. Farbband und Papier waren das Gleiche, nur die Nockenscheibe ist durch eine mit 2700 1/min umlaufende Walze ersetzt worden, die eine erhabene Schraublinie trägt. Die Wirkungsweise war im übrigen die Gleiche. Bei der normalen Schlagzahl von 5 pro Sek. machte die Walze neun Umdrehungen zwischen zwei Schlägen, was einem neunteiligen Nockenrad entsprechen würde. Hierdurch war das Gerät wieder ohneweiteres für verschiedene Schlagzahlen, nämlich 6, 5, 4 1/2, 4, 3 1/3, 3 und 2 pro Sekunde verwendbar. Bei einigen dieser Zahlen erschien die Gangkurve mehrfach, jedoch hatten alle Zweige die gleiche Neigung und ergaben den gleichen Messwert. Die Ablesevorrichtung bestand aus einer durchsichtigen Strichplatte, die in einen Ring gefasst und mit diesem drehbar ist. Die Striche wurden zu der Aufzeichnung parallel gedreht und der Gang konnte am Umfang des Ringes abgelesen werden. Die erzielbare Genauigkeit bei diesen beiden Geräten betrug etwa 1 s/d für den augenblicklichen Gang, sofern er, absolut genommen, klein ist.
1942:
Vibrograf, erste Streifen-Schreiber-Zeitwaage von Marti
So begann der Siegeszug der druckenden Zeitwaagen in Europa. Andere Systeme wie die Funkenschreiber oder auch die farblosen Stachelschreiber vermochten das Drucksystem nicht zu verdrängen und danach ist wohl keine moderne Zeitwaage ohne Druckstreifen (heute doch eher mit Display) denkbar. Diese Entwicklung durch lng. E. Marti ist z. T. auf die Konstruktion der amerikanischen Gibb‘s Zeitwaage von N. Krause zurück uführen.
Um 1942/1950:
Einfache frühe Koinzidenz-Zeitwaage von Greiner mit separater Stoppuhr
1947:
Nachkriegs-Zeitwaage von Drieselmann, Hamburg (2400,- Mark)
Die Zeitwaage von A. Drieselmann (Hersteller: O. Nielson, Hamburg), arbeitete mit Hilfe einer Mischröhre, einer Hexode, wie sie in der Radiotechnik verwendet wurde. Eine solche Röhre hat zwei Steuergitter und lässt nur Strom durch, wenn bei beiden Gittern zugleich die negative Vorspannung aufgehoben wird. Dies wurde bei dem einen durch die Impulse der Normal-Uhr, bei dem anderen durch die Impulse der zu prüfenden Uhr bewirkt, und so ergab sich, dass nur dann ein Röhrenstrom floß, wenn die Impulse gleichzeitig auf die Steuergitter traffen. Dieser Strom wurde zur Betätigung der Stoppuhr herangezogen. Die Stoppuhr selbst, an die ja nur sehr geringe Anforderungen zu stellen waren, hatte ein robustes Werk, welches genügend Kraft hatte, einen ca. 12 cm langen Zeiger auf einer deutlichen Skala mittels einer Kurvenscheibe zu bewegen.
Ein Gerät nach gleichem Prinzip, aber abweichender elektrischer Durchführung, ist das Chronomatic-B-Gerät (Hersteller: R. Greiner, Langenthal, Schweiz). Es enthielt eine fest eingebaute N-Uhr und in der Frontplatte eine selbsttätig auslösende Stoppuhr.
Um 1947:
Chronomatic Koinzidenz-Zeitwaage von Greiner mit eingebauter Stoppuhranzeige
1947:
Time-O-Graf System Vibrograph von Marti mit Mikrophon am Apparat
Um 1947:
Watch-Timer, Englische Zeitwaage
um 1949:
Abhorchgerät der Fa. Schneider
Herr Gerhard Klein (Fa.Helmut Klein GmbH, Elektronische Zeitmeßtechnik ,Pforzheim) erinnert die Entwicklung etwas anders. Er schrieb 2007:
“Vor und während des 2-ten Weltkrieges, also vor 1940 wurde in den USA ein schreibendes Uhrenprüfgerat rnit Narnen TIME-0-GRAF Systeme Vibrograf bei der Pinna Gibbs Division, The George W. Borg Corporation – Delavan, Wisconsin, U.S.A. hergestellt und von der Firma Le Porte-Echappement Universe S.A. – La Chaux-de-Fonds, Schweiz und deren Vertriebsfirma: RENO S.A., La Chaux-de-Fonds verkauft. Die Fa. Le PorteEchappement fabrizierte selbst eigene Uhrenprüfgerate, den Vibrograf VS 25. Das Gerät war in zwei Holzgehäuse getrennt. In einem Gehäuse war die Mechanik und im anderen die Elektrik untergebracht. Als Besonderheit hatte dieses Gerät neben der Aufzeichnung auf dem Papierstreifen noch eine runde sich drehende stroboskopische Blitzanzeige.
Als Weiterentwicklung entstand der VIBOROGAF VS 32 (Modell VS 32 für Kontrolle sämtlicher Schwingungen und für gewöhnlichen Gebrauch in Uhrenfabriken und Reparaturwerkstätten. d. Hrsg.). Dieses Gerät wurde ab 1946/47 auch nach Deutschland exportiert und in der wieder neu entstehenden Uhrenindustrie eingesetzt. Nach meinem Kenntnisstand war die Fa. Le Porte-Echappement die erste Firma, die sich in Europa mit schreibenden Uhrenprüfgeräten beschäftigte.
Etwa in der gleichen Zeit, um 1946/47, haben sich die Herren Rudolf Greiner und Paul Witschi gefunden und ebenfalls mit der Entwicklung und Fertigung von Uhrenprüfgeräten in Rüttenen bei Solothurn/Schweiz begonnen. Die Herren Greiner und Witschi entwickelten außerdern noch Prüfgeräte zum Auswuchten der Unruhen von mechanischen Uhren. Die Zusamrnenarbeit der Herren Greiner und Witschi dauerte nur einige Jahre, dann trennten sich die Herren wieder und gingen eigene Wege.
Rudolf Greiner ging nach Langenthal und Paul Witschi nach Büen. Beide bauten nun als Konkurrenten ihre eigenen Prüfgeräte und vermarkteten sie auch selbst. Hierbei erlebte Rudolf Greiner eine bemerkenswerte Entwicklung. Seine Firma beschäftigte in ihrer Glanzzeit ca. 600 Personen. Paul Witschi blieb ein gleicher Erfolg versagt. (Fortsetzung folgt!)”
Wir verlassen damit die nach dem Koinzidenzprinzip arbeitenden Geräten und wenden uns schwerpunktmäßig denn registrierenden Zeitwaagen zu nach 1950 zu.
Übrigens: In dem Buch “Die Armband- und Taschenuhr in der Reparatur” ist das Regulieren der Uhr mit der Zeitwaage ausführlich beschrieben!
