Zeitball

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uffi
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Zeitball

Beitrag von uffi » 06 Sep 2020, 13:28

Liebe Forumsmitglieder,

wegen eines Fernsehbeitrags über die Ostseeküste mit Erwähnung einer Pulsar-Uhr, die einen Zeitball in Stralsund steuert, bin ich dem Thema mal nachgegangen und habe ein Fischertechnik-Modell dazu aufgebaut (allerdings nicht mit Pulsar-Uhr gesteuert, sondern mit meiner Zeitwortuhr mit DCF77-Empfänger und Arduino Nano mit Relais-Karte).

Gegen Ende des 19.-ten Jahrhunderts war für die Navigation in der Schifffahrt zur Bestimmung des Längengrades (der Position des Schiffes) eine genaue Uhrzeit erforderlich. Genaue Uhren auf Schiffen gab es bereits, diese wurden vor Abfahrt in den Häfen genau eingestellt, d.h. zur von Sternwarten ermittelten Uhrzeit synchronisiert. Dazu diente dem Kapitän die Beobachtung eines Zeitballes im Hafen, der Sekunden-genau zu einer festgelegten Uhrzeit herab fiel, ausgelöst durch ein elektrisches Signal von der nahe gelegenen Sternwarte. Auch heute noch gibt es solche Zeitbälle, u.a. in Greenwich am Nullmeridian und am Time Square in Manhattan (Sylvesterfeier).

Bei meinem Modell ist der Zeitball eine Metallkugel mit 4,1mm-Bohrung und stammt ursprünglich von einem Eier-Sollbruchstellen-Erzeuger. Ich finde die Idee eines Zeitballes ganz originell und glaube, dass es hier im Forum und im Bilderpool noch keinen Zeitball als Thema gab.

Ein Youtube Video gibt es hier: https://youtu.be/mA78Leh91WU

Bilder gibt es im Bilderpool:

https://www.ftcommunity.de/bilderpool/m ... ery-index/

Ich würde mich über Eure Kommentare dazu freuen.

Liebe Grüße, Dirk

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Dirk Fox
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Re: Zeitball

Beitrag von Dirk Fox » 06 Sep 2020, 14:52

Hallo Dirk,

eine großartige Modellidee und eine sehr schöne Umsetzung! Ich liebe solche technikgeschichtlichen "Sonderungen".
(Darauf hätte eigentlich ein Hinweis in unser erstes Buch gehört.)

Weißt Du, wie die Schiffsuhren mit diesem Signal synchronisiert wurden? Darüber habe ich auf Anhieb nichts gefunden. Die hatten ja mit ihren Schiffschronometern über Monate nur Gangabweichungen von wenigen Sekunden. Da musste ein Mensch schon ziemlich schnell reagieren, damit durch die Synchronisation die Abweichung nicht noch vergrößert wurde...

Beste Grüße,
Dirk

fishfriend
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Re: Zeitball

Beitrag von fishfriend » 06 Sep 2020, 15:16

Hallo...
Schönes Modell!
Eier-Sollbruchstellen-Erzeuger :-)
Es sind Modelle die länger aufgebaut bleiben...

Die alte Synchronisation wurde über das Abfeuern einer Kanone realisiert.
Mit freundlichen Grüßen
fishfriend
Holger Howey

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uffi
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Re: Zeitball

Beitrag von uffi » 06 Sep 2020, 16:23

Danke für Eure interessanten Antworten und die Wertschätzung.

@fishfriend: das mit den Kanonen mag evtl. in wenigen Fällen zutreffen, war aber definitiv nicht im Sinne des Erfinders. Es sollte ein optisches Signal gegeben werden, das minimale Verzögerung bis zum Empfänger erfährt, der danach die Uhr stellt. Bei einem Schallsignal gibt es zu viel Verzögerungszeit, die dann zu ungenauer Navigation führt. Eine halbe Sekunde Fehler macht bereits 500 m fehlerhafte Positionsbestimmung aus. Deshalb war der Zeitball hoch aufgestellt, im Hamburger Hafen (am Kai-Speicher, wo heute die Elb-Philharmonie steht) bei mehr als 50m über dem Wasser, damit er über den ganzen Hafen sichtbar ist.

@Dirk Fox: an Dein Buch mit dem Uhrenkapitel hatte ich auch gedacht. Eine Beschreibung, wie der Kapitän auf dem Schiff die Uhr synchronisiert hat, habe ich auch nicht gefunden. Meine Vermutung ist, dass er eben beim Fallen des Zeitballes seine Schiffsuhr, die er vorher gestellt hat, los laufen lässt, evtl. per Knopfdruck. Sicher ist aber, dass das elektrische Signal zur Auslösung ca. 0,7 Sekunden vor dem Sync-Zeitpunkt gegeben wurde, um eine Verzögerung der Mechanik zum Auslösen des Zeitballes und evtl. auch die menschliche Reaktionszeit auszugleichen.

Gruß, Dirk

fishfriend
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Re: Zeitball

Beitrag von fishfriend » 06 Sep 2020, 16:57

Hallo...
Das mit der Kanone wurde wirklich so gemacht:
https://de.wikipedia.org/wiki/One_O%E2%80%99Clock_Gun

Und ja, die haben dann wirklich per Hand die Zeit eingestellt.
Mit freundlichen Grüßen
fishfriend
Holger Howey

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uffi
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Re: Zeitball

Beitrag von uffi » 06 Sep 2020, 17:16

ok, da hast Du recht, Holger. Aber die Kanone war ja eher ein zusätzliches Signal und es wird explizit auch auf das Problem der Ungenauigkeit hingewiesen. Am meisten Sinn macht es, ein paar Sekunden vor dem optischen Zeitsignal die Kanone abzufeuern, damit dann alle auf den Zeitball schauen und nach diesem dann ihre Uhr stellen.

Svefisch
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Re: Zeitball

Beitrag von Svefisch » 06 Sep 2020, 18:58

Hallo,
uffi hat geschrieben:
06 Sep 2020, 16:23
im Hamburger Hafen (am Kai-Speicher, wo heute die Elb-Philharmonie steht) bei mehr als 50m über dem Wasser, damit er über den ganzen Hafen sichtbar ist.
um der Historie noch ein paar Bilder hinzuzufügen, habe ich da Mal zwei Bilder aus dem Hamburger Hafen herausgesucht, die wohl Ende der 1920er Jahre von meinem Onkel aufgenommen worden sein sollen:

Hier der gesamte Kaispeicher A in seinr damaligen Pracht:
Kaispeicher A (Kaiserspeicher) Ende der 1920er Jahre.jpg
Kaispeicher A (Kaiserspeicher) Ende der 1920er Jahre.jpg (95.33 KiB) 1079 mal betrachtet
Und hier ganz oben der Mast mit dem Zeitball:
Auf dem Turm des Kaispeicher A Ende der 1920er Jahre.jpg
Auf dem Turm des Kaispeicher A Ende der 1920er Jahre.jpg (95.33 KiB) 1079 mal betrachtet

Ergänzend habe ich da noch ein paar schöne Aufnahmen über den Hamburger Hafen, die oben vom Turm des Kaiserspeichers aufgenommen worden sind.

Gruß
Holger

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Dirk Fox
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Re: Zeitball

Beitrag von Dirk Fox » 07 Sep 2020, 00:06

Hallo Holger,

das sind ja geniale Fotos... Einfach grandios. Chapeau (gegenüber Deinem Onkel).

@uffi: Vermutlich waren die 0,7s der Fallzeit geschuldet, oder? Denn als Synchronisation galt sicher der "Aufprall" des Balls am unteren Ende des Mastes, oder? Ich habe mir ein paar der damaligen Schiffschronometer angesehen; eine "Start"-Taste finde ich nicht. War also mglw. nicht so einfach, die Uhr so zu starten, dass sie wirklich anschließend synchron lief.

Hier ein Foto eines Schiffschronometers, entstanden wahrscheinlich um 1880 (aus dem Musée du Temps in Besancon):
Schiffschronometer Besancon.jpg
Schiffschronometer Besancon.jpg (160.37 KiB) 1028 mal betrachtet
Beste Grüße,
Dirk

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Re: Zeitball

Beitrag von fishfriend » 07 Sep 2020, 08:24

Hallo...
Interssant. Man sollte die mal fragen, wie das genau gemacht wurde.
Evtl. sind an der Seite oder unten Taster oder Klemmen.
Man stellt wahrscheinlich auch 1 Uhr ein und läßt die dann loslaufen.
Auch die Sache mit 1 Uhr, so verdeckt der Zeiger halt nicht die anderen.
Mit freundlichen Grüßen
fishfriend
Holger Howey

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Re: Zeitball

Beitrag von uffi » 07 Sep 2020, 12:00

Tolle Fotos.

@svefish: das ist ja der Hammer, dass Dein Onkel dieses Foto vom Kai-Speicher mit dem Zeitball im Hamburger Hafen gemacht haben soll. Was war er denn von Beruf? Oder hat er das privat gemacht. Das Foto ist ja durchaus bekannt geworden (und im Internet verbreitet). Weißt Du noch mehr Hintergründe dazu?

@Dirk Fox: Ich vermute, die Uhr in dem von Dir geposteten Foto kann mit den beiden Knöpfen rechts unten gestoppt und gestartet werden. Rechts oben ist der Drehknopf zum Aufziehen der Uhr. Hier noch ein ähnliches Foto einer anderen Uhr:

blog-deutsches-uhrenmuseum-marinechronometer4.jpg
blog-deutsches-uhrenmuseum-marinechronometer4.jpg (83.91 KiB) 955 mal betrachtet

Das Foto stammt aus diesem Beitrag (nach ganz unten scrollen):

https://blog.deutsches-uhrenmuseum.de/2 ... ronometer/

Gruß, Dirk

geometer
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Re: Zeitball

Beitrag von geometer » 07 Sep 2020, 14:34

Hallo,

überhaupt keine Zeit und dann so ein interessanter Thread.

a) Die Uhr muss genau laufen, das ist klar. Eine genaue Uhrzeiteinstellung ist aber überhaupt nicht erforderlich. Man muss den Fehler nur kennen und vermerken. Das macht man bei sehr vielen Instrumenten so.

b) Man beobachtet den Ball direkt und die Uhr im Spiegel, um beides gleichzeitig zu sehen. Dann kennt man den Fehler.

Viele Grüße

Thomas
fischertechnik-Roboter mit Arduino: https://youtu.be/GpBXRTh9SYY

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Dirk Fox
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Re: Zeitball

Beitrag von Dirk Fox » 07 Sep 2020, 18:08

Lieber Thomas,
geometer hat geschrieben:
07 Sep 2020, 14:34
a) Die Uhr muss genau laufen, das ist klar. Eine genaue Uhrzeiteinstellung ist aber überhaupt nicht erforderlich. Man muss den Fehler nur kennen und vermerken.
clever. Und wahrscheinlich präziser als ein Verstellen der Uhr.
geometer hat geschrieben:
07 Sep 2020, 14:34
b) Man beobachtet den Ball direkt und die Uhr im Spiegel, um beides gleichzeitig zu sehen.
Uff. Dann darf der Ball nicht zu weit weg sein (Fernrohr) und der Seegang nicht zu heftig.

Herzlicher Gruß,
Dirk

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Dirk Fox
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Re: Zeitball

Beitrag von Dirk Fox » 07 Sep 2020, 18:24

Hallo, ihr Zeitball-Fans,

noch ein paar nette Hintergründe (aus Meyers Konversationslexikon, 1909):

"(...) Diese Zeitbälle bestehen aus einem ballonartigen schwarzen Körper von 1,5 m Durchmesser, der an einem Gerüst in die Höhe gezogen wird und im Greenwicher Mittag wieder herabfällt; meistens ist dieses Gerüst auf einer besondern, ca. 40 m hohen Säule (Fig. 1) errichtet, in Hamburg, Bremen und Kiel auf Türmen hoher Hafenbauten. (...) Um die Erschütterung der ganzen Einrichtung beim Auffallen des Balles zu schwächen, ist an dem Fußgestell eine Puffervorrichtung angebracht, die als Luft- und Federpuffer konstruiert ist. (...) 10 Minuten vor dem Greenwicher Mittag wird der Scherenklotz so weit in die Höhe gezogen, bis der Ball auf halber Höhe ist, und in dieser Stellung 7 Minuten belassen, um die Schiffer auf das zu erteilende Signal aufmerksam zu machen; 3 Minuten vor dem Greenwicher Mittag wird der Ball ganz aufgezogen, bis die Winkelhaken h, h1 unter dem Scherenklotz einschnappen; der Auslösehammer H wird unter die Nase des Relaishebels eingesetzt und das Relais J mit der elektrischen Leitung zur Normaluhr der Sternwarte verbunden, und alles ist für die Auslösung des Balles damit vorbereitet. (...) Die Normaluhr hat einen elektrischen Kontakt, der den Auslösestrom genau 0,7 Sekunde vor dem Greenwicher Mittag schließt; der Anker des Relais J wird dann angezogen, der Hammer H wird frei und fällt auf die Sperrklinke x, dadurch wird die Seiltrommel F ausgelöst, und der Fallklotz L fällt herab auf die obern Scherenteile, drückt diese zusammen, wodurch die untern geöffnet werden und den Ball freilassen, der nun frei herunterfällt. Bei seinem Auffallen auf die Puffer löst er den Winkelhaken K und damit das Rücksignal, das den richtigen Fall auf der Sternwarte anzeigt, aus. Die Zeit, die durch die verschiedenen Auslösungen vom Stromschluß auf der Sternwarte bis zum Loslösen des Balles aus der Schere verfließt, beträgt 0,7 Sekunde, so daß, da der Stromschluß genau 0,7 Sekunde vor dem Greenwicher Mittag erfolgt, der Beginn des Falles des Zeitballes den Moment des Greenwicher Mittags angibt. Kann ein Signal nicht erteilt werden, so wird vorher 10 Minuten lang ein kleiner Korb (Warnungssignal) W an dem Gestänge hochgezogen; dasselbe erfolgt auch, wenn das Signal fehlerhaft gewesen sein sollte."
Zeitball des Kaiserspeichers in Hamburg
Zeitball des Kaiserspeichers in Hamburg
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Herzliche Grüße,
Dirk

Karl
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Re: Zeitball

Beitrag von Karl » 07 Sep 2020, 19:00

Hallo,
sehr interessant mit dem "Zeitball". Schiffchronometer kenn ich schon länger aber diese Zeitjustage
mit dem Ball ist mir noch nie über den Weg gelaufen. Mensch, auch nach über sieben komma eins
Jahrzehnten lernt man nicht aus, immer wieder etwas neues.
Mal schauen was demnächst kommt.... :)
Ob diese Zeitmaschine auch regelmäßig geeicht wurde und einen wichtigen Stempel bekam?

Zum Thema Uhren, die "Worduhr" vom Uffi gefällt mir sehr.
Grüße von
Karl

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Dirk Fox
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Re: Zeitball

Beitrag von Dirk Fox » 07 Sep 2020, 21:39

Hallo Karl,
Karl hat geschrieben:
07 Sep 2020, 19:00
Ob diese Zeitmaschine auch regelmäßig geeicht wurde und einen wichtigen Stempel bekam?
in unserem ersten Buch ("Technikgeschichte") haben Thomas und ich zwei Kapitel der mechanischen Uhr und der Normalzeit gewidmet. Da spielte natürlich auch das Längengradproblem (und seine Lösung durch Harrison) hinein. Allerdings haben wir diesen fantastischen Link zwischen Normalzeit (als Auslöser des Zeitballs) und dem Schiffschronometer übersehen... (Danke nochmal dafür, Uffi!). Jedenfalls war die für die Zeitbälle verwendete Zeit tatsächlich seit 1869 "geeicht" und seit 1893 "gesetzliche Normalzeit": Die Normaluhren wurden von der Berliner Sternwarte gesteuert. (Schau' mal in diesen Beitrag aus der ft:pedia 3/2012, das ist eine Kurzfassung des späteren Buchkapitels zur Normalzeit). Zeitsignale über Funkverbindungen machten schließlich genaue Uhren auf Schiffen obsolet (Marconi sei Dank).

Beste Grüße,
Dirk

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Re: Zeitball

Beitrag von Speerwerfer » 09 Sep 2020, 08:33

Karl hat geschrieben:
07 Sep 2020, 19:00
Zum Thema Uhren, die "Worduhr" vom Uffi gefällt mir sehr.
Dann such mal im Netz nach Wordclock. Ich habe diese hier mal nachgebaut: https://www.mikrocontroller.net/articles/Word_Clock
Leider gab es Ärger wegen des Designs. Daher findet man im Forum keine Bilder der Front mehr.

Hier siehst du wie eine ähnliche Uhr aussieht: https://nerdhut.de/2017/03/05/homemade- ... ck-part-1/
VG
Martin

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Re: Zeitball

Beitrag von Karl » 09 Sep 2020, 09:39

Hallo Dirk und Martin,
danke euch für die Antworten.
In der Ft-Pedia habe ich schon geschaut und einen Selbstbau demnächst ins Auge gefaßt.
Betreffend des "Designs" muß ich mir noch etwas einfallen lassen. Für mich kommt eh nur der
Rhein-Ruhr-Modus in Frage, eigentlich der "Emscher-Modus". Soll aber zu ersterem kompatibel sein.
Grüße von
Karl

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steffalk
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Re: Zeitball

Beitrag von steffalk » 09 Sep 2020, 15:27

Tach auch!

Nur zur Ergänzung zu "Wort-Uhr": https://www.ftcommunity.de/bilderpool/m ... ery-index/

Gruß,
Stefan

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Re: Zeitball

Beitrag von Karl » 09 Sep 2020, 16:27

Hallo Stefan,
mit einem "Fischertechnik-Design" habe ich auch schon liebäugelt. Nur die Steuerungs-Technik muß viel kleiner sein,
habe sonst ein Platzproblem, leider.
Grüße von
Karl

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Harald
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Re: Zeitball

Beitrag von Harald » 09 Sep 2020, 21:49

Wow!

Und ich fragte mich, was denn an so einem Luftballon am Seilzug groß dran sein könnte. Aber da steck doch eine Menge "Schmalz" dahinter.

Die Wort-Uhr mit den vielen Silberlingen ist einfach faszinierend!


(psst... Sylvester ist die Katze. Silvester ist vor Neujahr)

Gruß,
Harald
--- Ich liebe es, wenn ein Modell funktioniert. ---

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