Die Entwicklung der Aneroid-Barometerwerke im 19. Jahrhundert
Gerhard Stöhr - 2004.6 /Vers.05.10

Nachdem man über zwei Jahrhunderte hinweg den Luftdruck mittels Flüssigkeitsbarometer gemessen hatte, war im 19. Jh. die Zeit reif für eine Luftdruckmessung ohne Flüssigkeit ( = aneroid ). Es gab zwar vorher schon findige Zeitgenossen, z.B. G.W. Leibniz um 1700 oder Nicolas Conté im Jahre 1798, die bereits die Grundidee einer luftleeren Dose hatten. Aber es fand sich offensichtlich kein Handwerker, der eine solche luftleere Dose herstellen konnte.

So kam es, dass erst 140 Jahre nach Leibniz ein Franzose namens Lucien Vidie (1805-1866) den Gedanken wieder aufgriff und in die Tat umsetzte. Er hatte zunächst Jura studiert, wechselte 1830 in das Ingenieurwesen für den Bereich der Dampfmaschinen und suchte nach einer vereinfachten Lösung der Druckmessung. Vidie ließ seine Erfindung erstmals im Jahre 1844 auf den Namen eines Freundes und Inhabers eines Patentbüros in Paris und London, namens Pierre Armand Lecomte de Fontainmoreau patentieren. Zuvor hatte dieser aber schon mal das Interesse in England sondiert. Er übergab zu diesem Zweck ein Jahr zuvor, eines der Instrumente an Mr. Andrew Prichard, einem befreundeten Optiker im Ruhestand und bat diesen um seine Meinung. Prichard erkannte wohl das Potential das in dieser Erfindung steckte.

Nachdem beide gemeinsam den Turm der St. Pauls Cathedrale mit einem Vidie -Instrument und einem Quecksilberbarometer bestiegen hatten, konnte es den Test erfolgreich bestehen. Dem Patenteintrag stand nichts mehr im Wege (Bild 1).

Aber Vidie war weder ein guter Geschäftsmann noch ein Handwerker, so war er anfänglich auf die Produktion in fremden Werkstätten angewiesen. Er beauftragte Antoine Redier (1817-1892) einen jungen Uhrmacher, seine ersten 100 Instrumente zu fertigen. War aber dann mit der Qualität der Ausführung nicht zufrieden, was schließlich zum Prozess führte.
Danach musste er seine Werke selber bauen. Da diese aber in Frankreich kaum verkäuflich waren, exportierte er sie nach England, wo Edward John Dent (1790-1853), ein bekannter Chronometermacher und Instrumentenbauer, in kürzester Zeit 5.000 Stück absetzte. In Frankreich gingen in der gleichen Zeit gerade einmal 100 Stück davon über den Ladentisch.

Während das engl. Basispatent aus dem Jahre 1844, eine Vakuumdose gefüllt mit 33 Schraubenfedern zur Abstützung der Membran, sowie eine bimetallische Temperaturkompensation zeigt (Bild 1), überrascht das franz. Patent nur wenige Monate später mit einer geänderten Konstruktion. Man erkennt schon eine heute übliche Druckdose mit externer Schraubendruckfeder (Bild 2+3).

Diese Feder ließ sich Vidie durch einen Patentnachtrag vom Juli 1845 schützen. Dem Temperaturfehler soll dabei ausdrücklich mit einer kleinen Restmenge Gas in der Dose begegnet werden. E.J. Dent berichtet in seinem Büchlein: A treatise on the Aneroid, London 1849, [Ref.93, p.15ff], ausführlich darüber.

Am 19. Juni 1849 lässt sich dann Eugene Bourdon (1808-1884) sein bekanntes Metall-Barometer (Baromètre metallique) mit den gleichnamigen Röhren patentieren (Bild 4). Bourdon kam ebenfalls aus der Dampfmaschinensparte, hatte eine mechanische Werkstätte und baute Schulmodelle, Dampfmaschinen und Lokomobile. Er suchte ebenfalls nach einer robusten Lösung zur Messung des Kesseldrucks, als Ersatz für die empfindlichen Quecksilbermanometer. Noch im gleichen Jahr erteilte er Félix Richard (1809-1876) eine Konzession zur Fertigung seiner Instrumente (Bild 5+6).

Auf der großen Ausstellung in London 1851, waren Vidie und Bourdon zugleich mit einem Stand vertreten. Es wurden auch beide Systeme mit einer Council-Medaille ausgezeichnet.

Diese neue Konkurrenz brachte aber Vidie in Rage und veranlasste ihn eine Klage wegen Patentverletzung einzureichen. Der erste Prozess ging klar an Bourdon. Vidie ging daraufhin in die Berufung, prozessierte über Jahre und verlor zuletzt vor höchstem Gericht. Es gelang ihm aber einige Jahre später (1858) den Prozess neu zu eröffnen und diesesmal obsiegt er, dank der brillanten Leistung seines Anwalts. Er erhält einen Schadenersatz von 25.000 Francs zugesprochen, der aber nach verschiedenen Petitionen der Gegenseite auf 10.000 Francs reduziert wurde. Grund zur Freude gab es trotzdem nicht, denn zwischenzeitlich war sein Patent (1859) abgelaufen. Somit war der Weg auch für andere Hersteller frei, sich mit dem Produkt "Barometer" zu befassen.

In Frankreich etablierte sich im Jahre 1859, Pertuis, Naudet, Hulot und Cie. (PHBN). Deren Sprecher, ein Monsieur Le Roux, wußte im Jahre 1866 zu berichten, dass Naudet zwischen 1861 und 1866 bereits 25.000 Aneroidbarometer fertigen konnte. Sie gaben ihren Instrumenten die Bezeichnung "Baromètre holostérique". "Holosterik" oder "holosteric" stammt aus dem Griechischen und bedeutet so viel wie, ganz fest, ganz hart, ganz aus Metall. Diese Bezeichnung wurde zu einem Begriff für diesen Typ Barometer, der sich im 19.Jh. ganz allgemein durchsetzte. Zur Temperaturkompensation kamen hier erstmals Bimetallelemente zum Einsatz (Bild 7+8).

Auch die Firma Félix Richard in Paris war, wie wir schon gehört haben, von Anfang an mit von der Partie. Ebenso die Firma Breguet. Diese renommierte Uhrenmanufaktur, war sich ab den 60er-Jahren des 19. Jh. auch nicht zu schade, hochwertige Barometer (Bild 9) und Barographen zu fertigen. Die Firma von Antonie Redier (ARED), gegündet 1842, fertigte neben ihren Uhren und Pendulen, vor allem in ihren späteren Jahren (1870-90) auch meteorologische Instrumente mit hohem Anspruch. Manche überlieferte Uhr-Barometer-Kombination zeugt heute noch von seinem vielfältigen Angebot.

In England waren die Firmen Louis Casella und Negretti & Zambra die Ersten, die ins Aneroidgeschäft einstiegen und damit schon bald (ab 1860) erfolgreich waren. Versuche zur Miniaturisierung der Werke führten zu den ersten, frühen Taschenbarometern (pocketbarometer). Es dauerte auch nicht lange, bis das Zifferblatt dann einen drehbaren Höhenring erhielt. Dies war die Geburtsstunde der kombinierten Taschenbarometer-Höhenmesser, eine Erfolgsstory wie sich noch heute unschwer erkennen lässt.

In Amerika war es ebenfalls ein Ingenieur der aus der Dampftechnik kam. Victor Beaumont meldete im Jahre 1859 sein Patent (US.Pat.Nr.24.365) für ein neues Dampfdruckmanometer an. Die Druckdosen waren dabei registerartig übereinander angeordnet.

Er muss wohl sehr bald bemerkt haben, dass sich diese Konstruktion auch relativ leicht in ein Barometer verwandeln lässt. Man musste nur die Dosen vakuieren und die Verbindung zum Druckrohr zu löten. In unserem virtuellen Museum befindet sich solch ein "Beaumont's Metallicbarometer". Es fällt auf, dass es ohne äußere Feder auskommt (Bild 10+11). Ob und wie weit es zu seiner Zeit in den USA verbreitet war, vermag ich leider nicht zu sagen.

In Deutschland eröffnete Wilhelm Lambrecht im Jahre 1859 seine mechanische Werkstätte in Einbeck und zog 1864 nach Göttingen um. Er befaßte sich aber erst nach seiner Rückkehr aus Wien, im Jahre 1875, mehrheitlich mit der Herstellung meteorologischer Instrumente aller Art. In den Folgejahren konnte er seinen Betrieb damit zur Blüte führen.

In Zürich entwickelte Mechanikus Jakob Goldschmid in den 60er-Jahren des 19. Jh. einen ungewöhnlichen Aneroiden ohne Zifferblatt und Zeiger (Bild 12, 13, 14).

Sein Instrument besteht aus einer Messingtrommel mit einen Durchmesser von 75 mm und einer Höhe von 60 mm, deren drehbares Oberteil seitlich eine Mikrometerskala trägt. Mit dieser Mikrometerschraube werden zwei Indexstriche zur Koinzidenz gebracht und damit über eine Hebelsystem die Membranbewegung der Vidie-Dose abgetastet. Die Ablesung erfolgt unter Zuhilfenahme einer Lupe. Zur Temperatur-Korrektur war diesen Instrumenten immer ein Thermometer und eine Tabelle mit Korrekturwerten beigefügt. Diese "Goldschmid-Aneroide" wurden überwiegend von Geologen zur Höhenmessung verwendet. Es gab aber auch kleinere Ausführungen für die Tasche.

Belegt ist, dass Gotthilf Lufft 1881 in Stuttgart mit der Fertigung von Barometern begann. Auf Grund der gebotenen Qualität expandierte der Betrieb auch sehr rasch und fertigte noch bis weit in die 2. Hälfte des 20. Jh. (1987) eigene Barometerwerke. Unser frühester Katalog von Lufft stammt aus dem Jahre 1891. Hierin fällt auf, dass die Firma Lufft neben Barometern mit Werken aus eigener Produktion, solche mit so genannten "Amerikanerwerken" anbot. Es fällt uns weiter die "selbstfedernde Dose" und ein Zahnsegment daran auf. Preislich waren die damit ausgestatteten Barometer um etwa 50 Prozent billiger. Wo aber kamen sie plötzlich her? Natürlich aus Amerika ist anzunehmen, - aber wer hat sie dort gefertigt? Fragen die sich momentan leider noch nicht beantworten lassen.

Die Vakuumdosen waren anfänglich aus Kupfer und Messing, später dann aus Neusilber, einer Nickellegierung, die im Angelsächsischen auch "german silver" genannt wird. Es gibt sie mit einem Durchmesser ab 1,5 bis etwa 20cm und sie bestehen aus einer unteren und oberen, elastischen Membran, sowie der senkrechten Mantelfläche, auch "Ring" genannt. Die Dose selbst ist im Regelfall luftleer. Beide Membranen werden durch eine starke externe Feder gegenüber dem Atmosphärendruck gespannt und im Gleichgewicht gehalten.

Bis etwa 1860 geschah dies mit einer externen, zylindrischen Schraubendruckfeder (Bild 15), danach überwiegend durch die heute noch immer gebräuchliche externe, C-förmige Blattfeder (Bild 16).

In der Zeit nach 1860 wird es ruhiger um die Aneroiddosen. Erst im 20. Jh. ist die Metall-Technologie durch das Kupferberyllium in die Lage versetzt, in sich steife Aneroiddosen zu bauen, die ohne "fremde stützende Maßnahmen" auskommen.

Middleton erwähnt zu diesem Thema im Jahre 1914 zunächst noch ein Patent von Fuess, "mit einer internen Schraubenfeder" [Ref. 72, p.410]. Einige Zeilen tiefer berichtet er dann über ein Patent von P. Kollmann aus New York (US.Pat.Nr.1.930.899), das eine Vakuumdose "ohne interne Feder" schützen sollte. Wörtlich ist darin zu lesen: " ... unterstützt Drucke allein durch die Stabiliät und Elastizität ihrer Wandung". Wohl gemerkt, das Patent stammt aus dem Jahre 1931, einer Zeit wo das Kupferberyllium in den USA schon bekannt war.

Aber es gab aber auch schon im 19. Jh. nicht wenige Barometerwerke "ohne sichtbare Feder".
Dabei fällt dem Sammler auf, dass solche Instrumente erst ab etwa der Mitte der 2. Hälfte des 19. Jh. auftauchen. Häufig auch in Verbindung mit französischen Barometern. Verfügen diese "selbstfedernden Dosen" nun alle über eine interne Feder? Die Literatur schweigt sich darüber aus. Es lässt sich leider auch nicht so ohne weiteres nachprüfen, da man die Dose dazu zerstören müsste.

Dieses Problem hat mich zugegeben lange beschäftigt!

Nun ist mir dieser Tage eine Veröffentlichung von Antoine Redier aus dem Jahre 1875 in die Hände gelangt:
"Le baromètre, son histoire, ses constructions diverses, ses usages". Eine Schrift, die bisher völlig unbekannt, weder je in einem Quellenverzeichnis noch in einem Bibliotheksverzeichnis aufgetaucht ist. Sie erinnen sich sicher, A. Redier war Uhrmacher und wurde von L. Vidie beauftragt seine ersten hundert Barometer zu bauen. Ein Auftrag der bekanntermaßen vor Gericht endete.

Im Untertitel dieser Broschüre weist Redier darauf hin, dass sie, die Broschüre: " ... pour les gens du monde", also für "alle Welt" gedacht ist. Auf Seite 2 fährt er dann fort, " ... dass der Gebrauch des Barometers in Frankreich bisher wenig verbreitet und seine Vorteile unbekannt sind". Er führt dies auf die voluminöse Bauweise, die Schwierigkeit es mitzuführen und den gehobenen Preis zurück. Offensichtlich meint er noch die Quecksilberbarometer. "Die Erfindung des Aneroidbarometers hat diese Situation nun geändert. Es werden tragbare Barometer zu sehr niedrigem Preis gefertigt." Dieses allgemein bekannt zu machen, dazu sollte seine Informationsschrift dienen.

Auf den Seiten 6-7 beschreibt er dann sein Barometerwerk mit "selbstfedernder Dose" und nachgewiesenermaßen
interner Schraubenfeder [p.7, Fig.8]. Damit dürfte A. Redier im Jahre 1875 das Prinzip, das er einmal 30 Jahre zuvor, in Vidie's Patentschrift gesehen hatte, wieder aufgegriffen haben. Wohl mit Erfolg! Für mich ist damit erstmals der schriftliche Beweis erbracht, dass sich zu diesem Zeitpunkt und in diesen Dosen eine Druckfeder befand (Bild 17+21). Eine Temperaturkompensation ist nicht erwähnt und auch nicht erkennbar (Bild 18, 19, 20)!

Damit würde sich auch die Aussage von Herrn Fritz Beck, Jahrgang 1930, dem Inhaber der traditionsreichen Fabrik für Barometerketten und Vakuumdosen in Stuttgart bestätigen.

Er wusste mir in einem persönlichen Gespräch zu berichten: "Die frühen Druckdosen waren aus Messing, Kupferbronze oder Neusilber gefertigt und erhielten vor der "Vakuierung" eine zylindrische Feder eingesetzt, welche dem Atmosphärendruck von 1 bar das Gleichgewicht hielt."

"Erst in den 40iger-Jahren des 20. Jahrhunderts kamen in Deutschland die Kupferberylliumdosen auf den Markt, die infolge ihrer Härte und Steifigkeit ohne eine solche Feder im Innern auskamen. Ein ganz wesentliches Konstruktionselement ist hierbei auch die gewellte Oberfläche der Deck- oder Grundfläche der Vakuumdose. Diese Dosen sind gleichwohl allesamt heute luftleer und benötigen keine Temperaturkompensation mehr!"

Nachwort: Es soll an dieser Stelle nicht unerwähnt bleiben, dass ich für diesen Bericht auf die wertvollen Vorarbeiten verschiedener Autoren zurückgegriffen habe. Aufmerksame Leser finden in weiten Teilen, das Gerüst von W.E.K. Middletons's "History of the barometer" [Ref.72] wieder. Auch die Arbeiten von Bernhard Maxant [Ref.223] und Philip Collins [Ref.121] haben die eine oder andere Spur hinterlassen.

Ich wollte aber diese, für uns Sammler so wichtigen Erkenntnisse, die bisher in unterschiedlichen Veröffentlichungen und in fremder Sprache vorliegen, ergänzt durch meine eigenen Erfahrungen und in gestraffter Form, auf unserer FaW-Website bereit stellen. Dabei hoffe ich, dass sie hier Ihr Interesse finden werden, denn sie gehören mit zu den Grundlagen unseres Sammlerwissens. Wenn Sie tiefer in die Materie eindringen wollen, bieten sich ja immer noch die genannten Referenzwerke an.

An Quellen wurden benutzt: Ref. 44, 65, 72 , 97 , 121, 206, 223, 252

© Gerhard Stöhr 2004