Die Taucheruhr: Heliumventil, Funktionsweise und die Krux mit der Krone

Liebe Chrononautix Leser, in einem unserer letzten Facebook/Instagram Beiträge über eine Omega Seamaster haben wir deren Funktionen inklusive des Heliumventils besprochen. Nach der interessanten Frage in den Kommentaren, wie denn das Helium überhaupt in die Uhr gelangt, dachte ich mir, dass wir heute mal einen kleinen Ausflug in die Welt des Tauchens unternehmen und dabei auf die Besonderheiten einer Taucheruhr eingehen. Ich habe schon im Jugendalter meinen Tauchschein gemacht und möchte deshalb auch ein wenig auf die Hintergründe beziehungsweise verbauten Funktionen der Taucheruhr eingehen und beschreiben, warum diese benötigt werden…

[Beitrag von Leon Zihang, Uhrmacher und Kopf hinter ChronoRestore.com]

Taucheruhren: Wasserdichtigkeit und die Krux mit der Krone

Zuerst aber mal zur Wasserdichtigkeit im Allgemeinen: Taucheruhren müssen unter Wasser extremen Bedingungen standhalten und gleichzeitig eine genaue Zeitmessung ermöglichen. Dies funktioniert nur, wenn das Gehäuse komplett wasserdicht ist und das Werk nicht schon nach wenigen Metern „absäuft“.

Um diese Wasserdichtigkeit herzustellen, werden heutzutage im Bereich der Lünette, des Glases und im Bodenbereich teilweise mehrere Dichtungsringe aus synthetischem Kautschuk verwendet. Da diese Teile des Gehäuses meist fest verschlossen bleiben, stellt die Wasserdichtigkeit bei einem einwandfreien Zustand an diesen Stellen meist kein Problem dar.

Das große Problem ist die Krone, durch welche der Anwender einen Zugang zum Uhrwerk im inneren erlangt, zum Beispiel, um die Uhrzeit einzustellen. Hier gibt es unterschiedliche Varianten, bei der Taucheruhr werden aber hauptsächlich verschraubte Kronen verwendet, da erst hier ein ordentlicher Anpressdruck der Dichtungen gewährleistet werden kann.

In Abbildung 1 sieht man den Querschnitt einer solchen verschraubten Krone mit ihrem Tubus und drei Dichtungen (der Tubus ist ein keines Röhrchen, das in das Gehäuse geschraubt oder gepresst wird und dient zur Führung der Aufzugwelle und Krone).

Verschraubte Kronen mit drei Dichtungen gelten als sehr wasserdicht und können schon höhere Tiefen vertragen. Oft befindet sich auch noch im Boden der Krone eine Dichtung, die beim Zuschrauben der Krone fest gegen den Tubus gepresst wird.

Bezüglich der Wasserdichtigkeit von Uhren sollte man aber dringlichst beachten, dass die meisten Hersteller keine Wasserdichtigkeit garantieren. Wasserschäden werden zwar oft aus Kulanz repariert, aber die Wasserdichtigkeit wird beim Prüfen nur zum Zeitpunkt der Prüfung garantiert. Sobald der Kunde damit aus dem Haus geht und eventuell mit der Uhr am Türstock hängen bleibt, können sich die Dichtungen verschieben oder das Gehäuse verziehen und schon ist die Wasserdichtigkeit nicht mehr gegeben. Oftmals liegt es auch an einfachen Bedienungsfehlern bzw. Unachtsamkeiten, die dafür sorgen, dass die Krone nicht vollständig eingedrückt oder verschraubt ist.

Die Funktionen einer Taucheruhr

Nun aber zurück zu den Funktionen einer Taucheruhr. Taucheruhren besitzen meist eine drehbare Lünette. Diese dient dazu, um die verstrichene Zeit beim Tauchen abzulesen. Dafür wird der große Index bei “12 Uhr” so weit gedreht, bis der Minutenzeiger der Uhr direkt auf diesen Index zeigt. Beim Tauchen kann man dann immer die bereits verstrichenen Minuten an der äußeren Lünette ablesen, je nachdem wo der Minutenzeiger gerade hinzeigt. Meist ist der 15 Minuten-Index der Lünette etwas hervorgehoben. Dies hat den Grund, dass die Tauchflaschen meist für 15 Minuten Atmung unter Wasser ausgelegt sind und die meisten Tauchgänge von Freizeittauchern meist 15-20 Minuten dauern. Dies ist allerdings nur eine grobe Orientierung. Wie schnell sich die Flasche leert, hängt natürlich davon ab, wie schnell und wie viel man unter Wasser atmet und wie groß die Atemgasflasche tatsächlich ist.

Normalerweise hat man immer ein Manometer mit dabei, welches den tatsächlichen Druck (Füllstand) der Flasche anzeigt. Normalerweise sollte die Lünette nur gegen den Uhrzeigersinn drehbar sein. Der Grund dafür ist, dass wenn man unter Wasser irgendwo mit der Uhr hängen bleibt, man bei einer ungewollten Drehung der Lünette die Tauchzeit nur verkürzen und niemals verlängern kann. Dies ist also ein wichtiger Sicherheitsaspekt, falls man ohne Manometer tauchen gehen sollte.

Natürlich ist auch die sichere Zeitmessung mit der Uhr wichtig. Um dies zu erklären, möchte ich etwas ausholen und tiefer in die Tauchmaterie eindringen. Beim Tauchen wird der Körper einem hohen Druck ausgesetzt. Unter diesem hohen Druck verhalten sich die eingeatmeten Gase in unserem Körper etwas anders und können sogar zur Gefahr werden. In größeren Tiefen nimmt der Körper des Tauchers in den Geweben Stickstoff aus seiner Atemluft aus der Flasche auf. Wenn man nun zu schnell aufsteigt, wird der Druck auf den Körper wieder geringer. Dabei sinkt auch der Druck, der auf den Stickstoff wirkt, der sich bereits in unserm Blut befindet. Wenn wir nun zu schnell aufsteigen, kann es sein, dass der Stickstoff Blasen bildet – das ist zu vergleichen mit einer Flasche Limonade, in der man durch schütteln Druck aufgebaut hat und die Flasche dann ganz schnell öffnet: Sie schäumt über.

Nun könnt Ihr euch wahrscheinlich vorstellen, was da in unserem Blut passieren kann und wie gefährlich das ist. Die Blasen können zu einer Dekompressionskrankheit, oder auch „Taucherkrankheit“ genannt, führen. Ab einer bestimmten Dauer und Tauchtiefe muss man beim Auftauchen sogenannte Dekompressionsstops einlegen. Dabei bleibt der Taucher für ein paar Minuten in einer bestimmten Tiefe, um den Stickstoff wieder kontrolliert abzubauen. Die Dauer dieser Stopps und in welchen Tiefen sie stattfinden müssen, kann man anhand von Computern oder speziellen Tauchtabellen ermitteln. Bei einer maximalen Tauchtiefe von 40 Metern beispielsweise sollte man einen dreiminütigen Stopp in einer Tiefe von 5 Metern vollziehen. Falls unsere Taucheruhr bis dahin schon abgesoffen ist, lassen sich die drei Minuten aber natürlich sehr schlecht messen. 😉

Taucheruhren: Heliumventil

Zu guter Letzt möchte ich noch auf die Funktion des Heliumventils eingehen. Die Frage war ja, wie das Helium überhaupt in die Uhr reinkommen kann. Und da ist schon der Punkt. Das kann tatsächlich nur hochprofessionellen Tauchern passieren. Im Wasser befindet sich nämlich gar kein Helium. Bei professionellen Tauchgängen, wie zum Beispiel wissenschaftlichen Tauchmissionen in großer Tiefe, setzen sich die Taucher in Druckkammern, ähnlich einem U-Boot. In dieser Druckkammer verbringen die Taucher längere Zeiträume unter hohem Druck. Die Tauchkammern sind mit einem Helium-gesättigten Atemgasgemisch gefüllt. Warum? Das Helium wird genauso wie der Sauerstoff und der Stickstoff vom Körper aufgenommen. Allerdings hilft das Helium den Stickstoff in den Kompressionsphasen schneller abzubauen. Dies ist bei so tiefen und langen Tauchgängen notwendig, da die Dekompressionsstopps sonst sehr lang werden.

Was genau hat das jetzt aber mit der Uhr zu tun? Die Helium-Teilchen sind sehr sehr sehr klein und können unter dem hohen Druck durch die Dichtungen des Gehäuses hindurch diffundieren. Wenn wir also mit unserer Uhr nach unten tauchen, wird der Druck immer größer und die Uhr wird immer stärker zusammengepresst. Wenn wir nun eine Weile in diesem Druck verweilen, kommen die kleinen Heliumteilchen in die Uhr und sie dehnt sich wieder etwas aus. Es findet also ein Druckausgleich statt.

Wenn die Druckkammer nun wieder aufsteigt, wird der Druck geringer und die Uhr dehnt sich weiter aus. Das Heliumventil sorgt nun dafür, dass die kleinen Heliumteilchen wieder aus dem Gehäuse austreten können und der Druckausgleich aus der Tiefe wieder rückgängig gemacht werden kann, ohne das Gehäuse zu öffnen. So dicht wie die Uhr von außen ist, so ist sie nämlich auch von innen. Wenn wir das Heliumventil nicht hätten, würde sich die Uhr beim Aufsteigen immer weiter ausdehnen und je nach Aufbau des Gehäuses förmlich explodieren.

Das kann man sich vorstellen wie einen Luftballon: Wenn man diesen mit in die Tiefe nimmt, wird dieser durch den Druck immer kleiner. Wenn ich diesen unten weiter aufpuste, damit er wieder genauso groß ist und damit wieder auftauche, ist deutlich mehr Luft darin. Beim Aufsteigen dehnt sich die Luft wieder auf ihr ursprüngliches Volumen aus und der Luftballon würde platzen. Damit dies bei unserer Uhr nicht passiert, gibt es das Heliumventil, wodurch die eingedrungenen Heliumteilchen wieder entweichen können.

Ich hoffe euch hat der kleine Ausflug in die Tauchmaterie gefallen. Der Bericht war zwar nicht ganz so technisch, aber ich denke, dass es für viele ein cooles Hintergrundwissen zu der Technik an ihrem Handgelenk darstellt.

Vielen Dank für eure Fragen und Inspirationen! Macht weiter so!

Bis Bald!

Euer Leon von ChronoRestore