Zeitwaage

Eines der wichtigsten Werkzeuge in einer Werkstatt die Zeitwaage. Mit ihr kann nicht nur jede Uhr sekundengenau reguliert werden, es ist auch möglich, Fehler im Uhrwerk während des laufenden Betriebs zu erkennen. Eine Zeitwaage liefert quasi ein EKG eines Uhrwerks. Je nach Ausstattung wird mindestens die Gangabweichung ermittelt, bessere Geräte (bei alten Geräten oft nur mit - seltenen - Zusatzgeräten) liefert noch die Amplitude und moderne Geräte können auch den Abfallfehler messen.

Während die Gangabweichung, ermittelt über einen Zeitraum von einigen Minuten und der Abfallfehler schon sehr wichtige Erkenntnisse über den Zustand des Werks geben können und für eine Regulierung unerläßlich sind, ist eine Amplitudenmessung sehr hilfreich, um den Zustand der Lager und der verwendeten Öle zu ermitteln.

Was ist nun aber die beste Zeitwaage für einen Hobbyisten? Alleine schon die verschiedenen Gattungen sind fast unüberschaubar, daher soll hier eine kurze Übersicht gegeben werden:

Moderne Zeitwaage mit Display als eigenständiges Gerät

Diese Gerätegattung war bis vor kurzem noch unerschwinglich, Geräte von Witschi, Elma & Co. kosteten und kosten immer noch gerne vierstellig.

Weishi 1900 Zeitwaage

Weishi 1900 Zeitwaage

Seit wenigen Jahren gibt es jedoch auch Hersteller aus China, wie Weishi, TYMC oder MTG. Auch hier gibt es größere Preisunterschied, aber schon die einfachsten Modelle von Weishi oder MTG sind hinreichend genau und liefern umfangreiche Auswertungen. Ein sehr empfehlenswertes Gerät ist das Weishi 1900, welches mit einem hochauflösenden Farbdisplay und der Möglichkeit, auch manuelle die Schlagzahl auszuwählen, brilliert.

Wenn es etwas mehr sein darf, beispielsweise ein Druckeranschluß oder ein automatisiertes Meßmikrofon, dann darf man allerdings auch schon über 1000€ anlegen.

Weishi 1900 Mikrofon

Weishi 1900 Mikrofon

Von der Bedienung her gibt es nichts einfacheres: Uhr einspannen, Mikrofon in die richtige Position drehen und Meßwerte ablesen. Weitere Schritte und Abgleiche sind so gut wie nie nötig.

Vorteile:

  • Sehr zuverlässig
  • robuster, moderner Aufbau
  • geringe Betriebskosten, Verbrauchsmaterial problemlos erhältlich
  • sehr präzise, “Lupenfunktion” auch für Ausdruck oder Anzeige auf (bitte hochauflösendem!) Display
  • Lieferung von weiteren Meßwerten wie Amplitude und Abfallfehler
  • Keine Probleme mit Wartung und Ersatzteilversorgung
  • seit kurzer Zeit auch für Normalnutzer erschwinglich

Nachteile:

  • Preise dennoch relativ hoch (ab 200€ aufwärts), Markengeräte erst im vierstelligen Eurobereich
  • Geräte oft aus China importiert (Zoll, Garantieabwicklung beachten)
  • Gebrauchtgeräte noch vergleichsweise selten erhältlich
  • bei preiswerteren Geräten keine Langzeitmessung möglich

Moderne Analogzeitwaage mit Meßstreifen

Solche Geräte, die man meist unter dem Namen “Timomat” findet, werden wohl seit ein paar Jahren nicht mehr produziert. Auf dem Gebrauchtmarkt sind solche Geräte noch vergleichsweise häufig zu finden, zu entsprechend hohen Preisen.

Hier werden, wie bei den Röhren- und Transistor-Vorgängern noch Papierstreifen geschrieben, oft mit 100facher Lupenfunktion, so daß man die Gangabweichungen und Abfallfehler feststellen kann. Für die Amplitudenmessung sind jedoch Zusatzgeräte nötig.

Vorteile:

  • Geräte oft in gutem Zustand, können oft noch gewartet werden
  • Bewährte, robuste Technik (quarzgesteuert, IC)
  • relativ großes Gebrauchtangebot

Nachteile:

  • Bei Defekten möglicherweise keine Reparatur mehr möglich
  • keine Amplitudenmessung
  • Verbrauchsmaterial (Papierrolle, Kohlepapierrolle) wird rar

PC-Zeitwaagen

Vor dem Aufkommen preiswerter Standalone.-Zeitwaagen aus China (siehe oben) waren solche Geräte eine beliebte und preiswerte Möglichkeit, auch für Hobbyisten, Uhrwerke zu testen. Mit geringem Materialeinsatz (Mikrofon und Verstärker) konnten hier schon professionelle Messungen durchgeführt werden.

Die bekanntesten Hersteller der ersten Stunde, Mikl und Waschke, bieten ihre Produkte mittlerweile nicht mehr an, als Alternativen bleibt derzeit (Stand Ende 2014) hautpsächlich Biburo (nur Software, kostenlos, aus Japan) übrig, allerdings dürfte mit Watchoskope demnächst eine neue, sehr vielversprechende Softwarelösung auf den Markt kommen. Ein vernünftiges Spezial-Mikrofon (ab 100€, oder aber im Selbstbau) ist natürlich Pflicht!

Der große Vorteil einer PC-Zeitwaage ist, daß man hier problemlos Langzeitmessungen, auch über mehrere Stunden, durchführen kann und so beispielsweise den Einfluß einer Datumsschaltung auf den Gang ermitteln kann.

Demgegenüber steht der große Nachteil, daß alle bekannten Lösungen nur unter Windows laufen (idealerweise als einzige Anwendung). Was bei Windows-Systemupdates passiert, wenn die Entwicklung eines Tages eingestellt wird, das steht in den Sternen…

Die Genauigkeit dieser PC-Zeitwaagen steht und fällt mit der Qualität der Soundkarte und deren Taktgeber. Bei einer Samplingrate von 44.1kHz würde auch nur ein Hertz Abweichung eine Meßungenauigkeit von hochgerechnet 2 Sekunden pro Tag ergeben. Natürlich wird man das durch längere Meßperioden ein wenig kompensieren, aber daß die Genauigkeit des Taktgebers einer 20€-Soundkarte nicht an die eines temperaturkompensierten 10MHz-Quarz’ einer “echten” Zeitwaage herankommt, sollte man bedenken.

Vorteile:

  • relativ preiswert
  • pragmatische Lösung für Hobbybastler
  • praktisch keine Betriebskosten (auch nicht bei Nutzung eines normalen Druckers)
  • fast unbegrenzte Analysefunktionen per Software
  • ideal für Langzeitmessungen

Nachteile:

  • setzen einen laufenden und nicht anderweitig genutzten Computer voraus
  • Software an Windows (oft in einer bestimmten Version) gebunden
  • Updates langfristig nicht gesichert
  • nicht wirklich billig, Kosten ~300€
  • mittlerweile sind die meisten Anbieter (Waschke, Mikl) vom Markt, aber es gibt neue vielversprechende Anbieter

Zeitwaagen-Apps

Seit einiger Zeit sind verschiedene Apps für Android und iOS auf dem Markt, die recht vielversprechend klingen und sehr preiswert sind. Mit vernünftigen Mikrofonen (ab 100€ aufwärts, oder Selbstbau) sind bei gutem Abgleich gute Ergebnisse zu erzielen. Möglicherweise kann ja damit das ein oder andere ältere Smartphone einen zweiten Frühling erleben, denn während der Messungen sollte man natürlich nicht damit telefonieren.

Vorteile:

  • keine Hardwarekosten (bis auf Mikrofon), da auf gängigen Android-Smartphones und iPhones lauffähig
  • Software entweder kostenlos (meist funktionseingeschränkt) oder recht preiswert
  • vielfältige Analysefunktionen

Nachteile:

  • problematische Signalaufnahme mit Bordmitteln (besser: extra Zeitwaagenmikrofon verwenden!)
  • Qualität der Meßwerte und Auswertungen kommt ohne größeren Aufwand nicht immer an die einer echten Zeitwaage heran
  • Noch wenig professionelle Erfahrungen

Alte Röhrenzeitwaage

Bandelin T45, ~1955

Bandelin T45, ~1955

Greiner Vibrograf B100 (Le Porte Echappement), 1964

Greiner Vibrograf B100 (Le Porte Echappement), 1964

Der Klassiker unter den Zeitwaagen sind Röhrengeräte, wie sie bis Mitte der 60er Jahre hergestellt wurden. Am bekanntesten sind natürlich die Vibrograf-Modelle von Greiner (v.a. B100), aber auch die Bandelin-Geräte und viele andere. Damals waren die Geräte fast unbezahlbar, deswegen gibt es auch heute noch viele in noch gebrauchsfähigem Zustand.

Ein großer Vorteil dieser Geräte ist die vergleichsweise simple Elektronik, die dort verbaut ist. Defekte Röhren lassen sich auch heute noch problemlos bekommen und ersetzen, und auch alternde Kondensatoren zu wechseln, erfordert nur mäßige Elektronikkenntnisse.

Sollte jedoch die Mechanik (Synchron-Motor) oder der Spezial-Quarz (damals nur wenige Kilohertz - heute nicht mehr erhältlich) schlappmachen, sieht es duster aus.

Vom meßtechnischen her darf man keine allzugroßen Ansprüche stellen, mehr als eine grobe Schätzung des Gangs (plusminus zwei Sekunden) und des Gangfehlers ist nicht drin, dafür lassen sich - lange Papierstreifen vorausgesetzt - auch längere Messungen durchführen. Der Krach, den diese Geräte verursachen, sollte allerdings auch nicht unterschätzt werden!

Vorteile:

  • leicht zu bekommen
  • preiswert, in der Regel <100€
  • robuster mechanischer Aufbau
  • Einfache Elektronik, <10 Röhren, gute Ersatzteilversorgung
  • nur wenige Teile, die irreparabel defekt gehen können (Quarz, Mechanik)
  • Ausgabe immer über Drucker

Nachteile:

  • Bauteilealterung
  • bei Defekten (Motor mit Spezialwicklungen, Niederfrequenzquarz, Mechanik) i.d.R. Totalschaden
  • teuer im Betrieb (oft Spezialfarbbänder, Spezialpapierrollen)
  • Aus Altersgründen keine Wartungsmöglichkeit durch Hersteller
  • Kauf der “Katze im Sack”

Alte Transistorzeitwaage

Der Nachfolger der Röhrengeräte waren transistorierte Zeitwaagen, die vom Aufbau her kaum unterschiedlich sind, aber oft schon weitere Funktionen wie eine Lupenfunktion oder erweiterte Schlagzahlen (man denke nur an elektromechanische Uhren) brachten.

Im Gegensatz zu Röhren, wo die Ersatzteilversorgung noch gut ist, sieht sie bei frühen Transistorschaltungen schon etwas schwieriger aus. Germaniumtransistoren werden schon lange nicht mehr gefertigt und unterliegen auch einer gewissen Alterung.

Vorteile:

  • noch relativ preiswert
  • robuster mechanischer Aufbau
  • noch wartbare Elektronik, aber nicht so einfach wie bei Röhrenmodellen
  • Ausgabe stets über Drucker

Nachteile:

  • Bauteilealterung
  • Bei Defekten evtl. problematische Reparaturen (nicht mehr erhältliche Transistoren, komplexerer elektronischer Aufbau als bei Röhrenmodellen)
  • Betriebskosten durch Spezialfarbbänder und Spezialpapierrollen
  • Möglicherweise keine Wartungsmöglichkeit mehr durch Hersteller
  • Kauf der “Katze im Sack”

Alte “Computer”-Zeitwaage mit ICs und Digitalanzeige

Solche Geräte sind eher als Kuriosität zu sehen, ihr primärer Einsatzzweck war in den 70er Jahren der Abgleich von Quarz- und Stimmgabelwerken, der mit den konventionellen druckenden und eher grob auflösenden Zeitwaagen nicht möglich ist.

Patek Philippe Multicapt, ~1975

Patek Philippe Multicapt, ~1975

Sie bieten daher bis auf wenige (teure!) Modelle keine Druckmöglichkeit, sondern zeigen lediglich die aktuelle Gangabweichung im Display (LED oder Nixie-Röhren) an. Einen Abfallfehler gibt es bei Quarzuhren oder Stimmgabelwerken nicht, daher wird dieser nicht angezeigt.

Nicht selten enthalten diese Geräte auch weitere elektrische Meßmöglichkeiten (Spannung, Strom, Widerstand), für mechanische Uhren sind diese uninteressant.

Vorteile:

  • robuster, moderner Aufbau
  • sehr präsise, Gangabweichung per Digitalanzeige in 110 oder 1100-Sekunden meßbar
  • ohne Drucker sehr geringe Betriebskosten
  • wenig Probleme mit Bauteilealterung.

Nachteile:

  • in funktionsfähigem Zustand selten zu bekommen, und wenn, dann recht teuer
  • bei elektronischen Defekten i.d.R. irreparabel
  • da ursprünglich hauptsächlich für Quarzuhren gedacht, meist kein Ausdruck mehr auf Papierstreifen
  • bei druckerlosen Modellen keine Verlaufsmessungen möglich