Studiensammlung Kern Aarau

Das analoge Stereo-Auswertegerät PG2 (PG steht für Photogrammetrie-Gerät) ist ein Schwergewicht in doppeltem Sinn: Einerseits fällt es in der Sammlung durch seine "luftige" Konstruktion und seine Grösse auf. Andererseits machten zwischen 1960 und 1985 über 700 verkaufte PG2-Exemplare Kern zu einem Schwergewicht auf dem Gebiet der Photogrammetrie, der Luftbildmessung.

Doch der Reihe nach: Der 2. Weltkrieg war vorbei und Treiber waren der militärische und zivile Bedarf an Karten in schwierigem Gelände, z.B. auch anstelle oder ergänzend zur gängigen tachymetrischen Messtischaufnahme. Die Vorgänger Modelle Kern-Ordovas (1930, nur für terrestrische, also erdgebundene Photogrammetrie) und das PG0 (1954) kamen nie über das Prototypenstadium hinaus. Kern stieg also spät in dieses Geschäftsfeld ein. 1956 begannen die Projekte PG1 (optische Projektion) und PG2 (optisch-mechanische Projektion) unter der Leitung von Rudolf Haller (Konstruktion) und Henk Yzermann (Photogrammetrie). Beide Geräte wurden der Öffentlichkeit im Rahmen des Internationalen Photogrammetrie-Kongresses in London 1960 erstmals vorgestellt. Das PG1 wurde nach einer Kleinserie wieder aufgegeben, das PG2 überzeugte von Beginn an: Es handelt sich um ein kompaktes analoges Stereo-Auswertegerät mit neuartiger optisch-mechanischer Projektion und integriertem Zeichentisch für die Kartierung kleinerer und mittlerer Massstäbe (kleiner als 1:10'000), siehe Bulletin Kern 8. Zur Bildmessung nutzt das PG2 das stereoskopische Sehen – das Messprinzip der Luftbildmessung wird in diesem Kurzfilm einfach dargestellt. Übrigens war auch die Farbgebung des PG2 neu und differenziert: Bis ca. 1984 waren alle Kern Photogrammetriegeräte an diesem hellen Gelb erkennbar.

Über den gesamten Lebenszyklus wurden ständig neue Module und Zubehörgeräte entwickelt, z.B. das PG2-H mit Handrädern anstelle der Freihandführung. Unser PG2 in der Sammlung verfügt über den DO2 Doppeleinblick zu Ausbildungs- und Interpretationszwecken, eine digitale Höhenanzeige DEC1 und einen erweiterten Brennweitenbereich für Luftbildkameras bis zu 210 mm. Letzteres macht es zu einem PG21, denn das Anbringen des Typenschildes war lt. Zeitzeugen der letzte Produktionsschritt.

Die Operateur:innen waren speziell geschultes Personal. Die Schweizerische Schule für Photogrammetrie-Operateure (SSPO) in St. Gallen bildete während ihres Bestehens zwischen 1966 und 1986 über 500 diplomierte "Photogrammetrie-Operateure" für mehr als 80 Länder aus. Ab 1973 beteiligte sich Kern finanziell, personell und auch instrumentell an der SSPO-Ausbildung.

Der technische Fortschritt brachte etliche Änderungen mit sich: Den Beruf der Photogrammetrie-Operateur:innen gibt es nicht mehr. Analoge Geräte wie das PG2 wurden schrittweise ab 1988 durch rechnergestützte, sogenannte analytische Geräte und ab 1988 durch digitale Systeme abgelöst. Bei beiden Verfahren war Kern technologisch führend im Weltmarkt und die Kern-Photogrammetrie wurde ab 1990 von Leica erfolgreich weiterentwickelt.

Haben Sie gewusst, dass Kern nicht nur komplette Zeichen- und Messgeräte herstellte? Vor allem in der Optikabteilung wurden allgemein für die Industrie und insbesondere für Filmkameras Bauteile als Komponenten für Fremdgeräte produziert. Eine berühmte und populäre von Kern entwickelte und in Aarau vollständig vorgefertigte Baugruppe war die Frontpartie mit dem Kern-Vario-Switar-Filmkameraobjektiv für die Bolex Automatic K2 (Inventarnummer 461).

Ein kurzer Rückblick zeigt wie es zu diesem sehr erfolgreichen Produkt kam: Durch die hohe Nachfrage nach Feinoptik Ende des ersten Weltkrieges, wurde die 1920 eröffnete Optische Abteilung weiter ausgebaut. 1925 wurden erste Kontakte mit der Firma BolSA in Genf geknüpft. 1930, nach der Übernahme von BolSA durch Paillard, verstärkte sich die Zusammenarbeit. Es wurde vor allem nach dem Erscheinen der ersten Bolex 8mm Kamera, 1937, ein richtiger Schub an neuen Filmobjektiven bei Kern ausgelöst. Die ersten Vario-Switar-Objektive verliessen dann 1959 das Werk in Aarau. Diese ersten Zoomobjektive mit 16 Linsen (!) für die 8 mm Bolex wurden schlagartig ein Grosserfolg. Die Optikabteilung boomte und war in den 1950ern die umsatzstärkste Produktegruppe von Kern (Rolf Häfliger: Photographica Cabinett). Die Kern Objektive, als zentrale Einheit der Paillard-Bolex Kameras, trugen massgeblich zu ihrem exzellenten Ruf bei (Bulletin Kern Nr. 9).

Die Frontpartie der K2-Kamera mit dem motorisierten Vario-Switar-Objektiv war der Höhepunkt der Zusammenarbeit mit Paillard und gleichzeitig die Krönung der Entwicklung von Filmobjektiven bei Kern. Ein Zoomobjektiv für alle Brennweiten zwischen 8 mm (Weitwinkel) und 36 mm (Telebereich), automatische Blendenöffnung für verschiedene Filmempfindlichkeiten und ein Sucher zur genauen Scharfeinstellung waren die Vorzüge dieser aussergewöhnlichen Baugruppe. Sie erlaubte sogar Nahaufnahmen bis 70 cm ohne Objektivzusatz. Die technisch ausgereifteste Normal-8 mm Paillard Kamera, Bolex Automatic K2 (K steht für Kern) war unter Amateurfilmern wie Profis äusserst beliebt. Sie wurde auch entsprechend beworben mit dem Slogan: "Für Menschen, die gewohnt sind, das Beste zu besitzen".

Bereits im zweiten Ausstellungsraum, den man in der Sammlung Kern betritt, steht er, prominent in einer Vitrine, der Theodolit DKM2-A (VPK 1972). Die Bezeichnung weist daraufhin, dass es sich um einen Theodoliten mit Doppel-Kreis und Mikrometerablesung handelt. A bedeutet, dass mit einem Flüssigkeitskompensator (Bulletin Kern 16) der Einfluss der restlichen Stehachsneigung in der Richtung der Zielebene kompensiert wird.

Aber so kompliziert das jetzt auch erscheinen mag, so einfach wäre es, wenn man einen Blick ins Innere des Geräts werfen könnte. Gesagt, getan. In besagter Vitrine steht nämlich ein Schnittmodell des DKM2-A, ein Einzelstück. Vermutlich Mitte der siebziger Jahre erhielten die Lernenden in der damaligen Lehrlingswerkstätte von Kern verschiedene Geräte aus der Serviceabteilung, zerlegten diese in Einzelteile und bearbeiteten sie. Durch Aufschneiden des Gehäuses und optischer Elemente an genau definierten Stellen wurde der Einblick ins Innenleben des Theodoliten ermöglicht.

Und so können wir heute den damals weltweit genauesten Sekundentheodoliten bestaunen, der noch ausschliesslich mit optisch-mechanischen Komponenten funktionierte. Der Strahlengang, die Kompaktheit des Gerätes und die akribische Fertigung der Einzelteile verkörpern eine herausragende Ingenieursleistung meisterhaft vereint mit vollendetem Design. Es sollen sogar Schrauben firmenintern speziell für Kerninstrumente angefertigt worden sein.

Genutzt wurde dieses und noch weitere Schnittmodelle zur Ausbildung von Lernenden, im Rahmen berufsbildender Montagekurse, von Servicetechnikern der Verkaufs-Niederlassungen und in Kursen mit Wiederverkäufern.

Damit diese "Lehrmittel" möglichst grosse Verbreitung fanden, wurden die Modelle auch als Vorlage für gedruckte Darstellungen benutzt. Es entstanden sehr informative, dekorative Poster und Instruktionsblätter. Lehr- und Werbematerial von erheblichem Nutzen.

Bis 2009 befanden sich die Schnittmodelle schliesslich an der Fachhochschule Nordwestschweiz, FHNW, in Muttenz, wo sie den angehenden Geomatik-IngenieurInnen zur Verfügung standen. Inzwischen sind diese "schnittigen" Modelle wieder Teil der Sammlung Kern und können dort besichtigt werden.

Unser Objekt des Monats hat die Inventarnummer 581.1, liegt unscheinbar im Fach 02-AB-02 der Sammlung Kern und hat doch soviel zu erzählen. Es ist der Feldstecherprospekt K 19 von 1938, indem erstmals auch das Armeemodell (Alpin 160, 6x24) vorgestellt wird, welches zum grossen Erfolg der Kerngläser beitrug. Wie kam es überhaupt dazu, dass Kern, die Zirkelschmiede und Hersteller von Vermessungsinstrumenten, anfing Feldstecher zu produzieren?

Es war kurz nach dem ersten Weltkrieg, da serbelte die Optikabteilung bei Kern. Infolge allgemeiner Geldknappheit waren alle Vermessungsarbeiten eingestellt, so dass der Absatz geodätischer Instrumente äusserst gering blieb. Der Fortbestand der optischen Abteilung war in Frage gestellt. 1925 wurde dann die Herstellung von Feldstechern (Ferngläser) gestartet.

Im Prospekt lesen wir, dass Kern Modelle mit Einzel- und Mitteltriebeinstellungen für die Fokussierung produzierte. Für Militärzwecke wurden Okulare mit versenkbaren Augenmuscheln hergestellt, sogenannte "Gasmasken-Okulare". Diese Variante wurde aber auch gerne von Brillenträgern gekauft, da bei versenkter Augenmuschel auch mit Brille das volle Gesichtsfeld überblickt werden kann.

Neu wird im Prospekt auch der kompakte und leichte Alpico 8x18 vorgestellt, Die Kompaktheit wird mit dem Bild einer Hand, in der er Platz findet, veranschaulicht. Dem Prospekt beigelegt ist auch eine Preisliste (1938). Zwischen 135 und 270 Franken musste man damals für ein Kernglas ausgeben. Für Arbeiter mit damaligen Löhnen von 150 bis 250 Franken kaum erschwinglich.

Beworben wurden Wanderer, Alpinisten, Jäger, Naturfreunde usw. Entsprechend auch die von Kern gewählten Instrumentennamen: Focalpin, Alpico, Alpin oder Pizar. In vielen Referenzschreiben an Kern wurde die Robustheit, Helligkeit des Bildes und das grosse Gesichtsfeld hervorgehoben. Kern nutzte die Schreiben zu Werbezwecken und publizierte sie in kleinen Prospekten. Eine Auswahl vergnüglicher, aber durchaus ernst gemeinter Reaktionen seien hier zitiert.

"...Ihre Feldstecher machen mehr und mehr für sich selber Reklame. Es sind besonders unsere Bündner Jäger, die Ihrem Fabrikat den Vorzug geben und den Feldstecher weiterempfehlen…" (C. Conrad, Chur)

"...der Feldstecher Kern bewährt sich ausgezeichnet und wird allgemein bewundert…" (H. H. B., Adliswil

"...Ihr Feldstecher Alpin Lux 6x30 ist in Optik und Ausstattung wirklich besitzenswert und ich kann Ihnen hiermit meine restlose Zufriedenheit aussprechen. Ich glaube nicht, dass für diesen Preis noch Besseres geboten werden kann und dazu Schweizerarbeit..." (J. H. in H.)

Ortskundigen sind sicher schon die Betonpfeiler entlang der Strasse auf der Insel zwischen Aare und Kanal des Aarauer Flusskraftwerkes aufgefallen. Jeder und jede sieht sie, aber niemand weiss so genau, was diese stummen Zeitzeugen zu bedeuten haben. Diese Betonpfeiler erinnern an ähnliche Objekte in der Nähe von Staumauern und Brücken. Dort wie hier sind diese Sockel Basis für Messinstrumente, mit denen Präzisionsmessungen ausgeführt werden. Die Pfeiler entlang dem Aarekanal dienten zur Endprüfung von Distanzmessgeräten der Firma Kern. Unter der abnehmbaren blechernen Schutzhaube befindet sich die Zwangszentrierung, eine Platte zur Fixierung der Instrumente und Reflektoren.

Als Anfang der Siebzigerjahre die ersten elektrooptischen Distanzmesser von Kern mit grösseren Reichweiten entwickelt wurden, musste man zur Funktionskontrolle eine entsprechende Prüfstrecke aufbauen. So bot sich dank dem Entgegenkommen der damaligen Elektrizitätswerke der Stadt Aarau (EWA) das Gelände am Aarekanal an. Die Aare-Prüfstrecke (Bulletin Kern 20) war geboren. Die noch vorhandene und im Dezember 2023 letztmals von Vermessungsbüros in Eigenregie benutzte "Eichstrecke", wie sie, allerdings nicht ganz korrekt, genannt wird, besteht aus sieben Pfeilern auf einer Gesamtlänge von 520 Metern. Mit einem horizontalen Strahlenverlauf, konstant 170 cm über Boden und gleichmässigem Bewuchs entlang der Strecke beugte man atmosphärischen Einflüssen vor.

Die ersten Messungen wurden mit dem damals weltweit genauesten elektrooptischen Distanzmesser, dem Kern Mekometer ME3000 (KHZ 1973/06) ausgeführt. Damit erhielt man absolute Distanzen. Referenzwerte, die aber nur bei Bedarf zu genaueren Betrachtungen der bereits geprüften Instrumente dienten.

Die Messgenauigkeit eines elektronischen Distanzmessers hängt hauptsächlich von drei Grössen ab: der Modulationsfrequenz, dem periodischen Fehler und der Additionskonstanten. Bei der Endprüfung der Geräte auf der Aare-Prüfstrecke ging es darum die Additionskonstante jedes Distanzmessers zu bestimmen. Diese Bestimmung erfordert keine absoluten Längen. Es wurde mit einem Ausgleichungsverfahren gerechnet, das 21 Vorwärtsmessungen voraussetzt. Zu jeder der Konsolen führte ein Steuerungskabel, so dass es möglich war, vom aktuellen Messstandort aus die Reflektoren auf den anderen Pfeilern aus der Messlinie zu schwenken. Zu besten Zeiten prüfte Kern bis zu 30 Distanzmesser pro Tag.

Mit der Zeit waren auch Vermessungsbüros angehalten, ihre Instrumente einmal jährlich zu überprüfen. In diesem Sinne "übernahm" das Kantonale Vermessungsamt die Betreuung der Eichstrecke von Kern ab 1. Januar 1995 und ermöglichte Vermessungsbüros den Zugang. Heute werden diese Prüfungen auch von den Herstellern oder den Lieferanten angeboten

Im Laufe der Jahre gab es auch einige Ereignisse, welche die Messeinsätze auf der Anlage zeitweise verunmöglichten, wie uns der letzte Verantwortliche vom Kantonalen Vermessungsamt erzählte. So stellte man eines Tages fest, dass sich ein Pfeiler gesenkt hatte. Man vermutete als Ursache das Niederwasser im Kanal. Und eines Morgens war es dann ein umgekippter Pfeiler der für Aufsehen sorgte. Ein Fahrzeug, wahrscheinlich ein Traktor, hatte den Pfeiler Nummer 5 wegrasiert.

Das Bild unten zeigt die Aufstellung der 7 Messpfeiler mit den 21 zu messenden Strecken.

Anfang 1973 ging das elektrooptische Distanzmessgerät Mekometer 3000 in die Serienfabrikation. Unter der Lizenz der "National Research and Development Corporation (NRDC)" wurde das Gerät von Kern & Co. AG und Com-Rad Ltd. gemeinsam hergestellt. Kern Aarau war für den weltweiten Vertrieb und den Service verantwortlich. Das Mekometer galt damals als Präzisions-Distanzmesser, das höchste Genauigkeit mit Kompaktheit und hohem Messkomfort vereinte. Entfernungen im nahen Bereich von 20 m bis einige 100 m und solche im mittleren Bereich bis 3 km konnten mit einer Genauigkeit von bis zu 1/1‘000‘000 der Distanz gemessen werden. Wie diese hohe Genauigkeit erreicht werden konnte, beschreibt Dr. Heinz Aeschlimann im Artikel Die Bestimmung der Grobdistanz beim Mekometer Kern ME 3000 in der Fachzeitschrift VPK 2/1976. Eine mechanische Meisterleistung war das dazu erforderliche Zählwerk zur Messung und Anzeige der fünf Phasendifferenzen.

Das Mekometer ME 3000 war ausgelegt für Präzisions-Längenmessungen, wie sie bei der Einrichtung von Forschungslaboratorien, der Aufstellung und Justierung von Radio-Teleskopen, bei Rutschungs- und Deformationsmessungen, geodätischen Basismessungen und zur Ausmessung von Bauteilen in der Industrie notwendig sind. Ausführliche Informationen zur Funktion und den Anwendungen des ME 3000 enthält das Bulletin Kern Nr. 21 vom August 1974. Im Film "Vermessung am Wasser" von 1981 wird das Mekomter ME 3000 bei Deformations-Vermessungen an der Staumauer Punt dal Gall, Livigno CH/I, gezeigt. Das mechanische Zählwerk wurde in der Zwischenzeit durch eine elektronische Messung und Anzeige der Phasendifferenz ersetzt.

Der ganz grosse Wurf gelang Kern 1986 mit der Markteinführung des ME 5000. Mehr dazu später.

Das NIVEL 20, gerade noch zur EMO 89 (weltgrösste Maschinenausstellung in Hannover) fertig geworden, ist eines der letzten, ganz unter der Regie von Kern herausgebrachte Instrument. Ein hochgenaues optoelektronisches Messgerät. Bereits das erste ausgelieferte Modell war als Neigungsmess-System mit Software und Zubehör ausgelegt. Es ist heute noch als Nachfolgemodell Nivel 210/220 auf dem Markt.

Kern hatte bereits ihre Theodolite mit einer sogenannten Kompensatordose zur Kompensation kleiner Horizontierfehler versehen. So war es naheliegend ein Instrument zu entwickeln mit dem man, entsprechend einer Wasserwaage, die Abweichung einer beliebigen Fläche von der Horizontalen feststellen konnte.

Im Fokus standen hochgenaue Horizontierungen im Ingenieurwesen, wie beispielsweise das Überwachen von Brücken oder das Einrichten von Messplätzen und Produktionslinien in der Industrie. Ein grosses Potential sah Kern auch auf dem Gebiet der Ebenheitsmessung von Steintischen, die in der Industrie zur Qualitätsprüfung verwendet werden. Die Anforderung der Ebenheit dieser Tische bewegt sich im Bereich von 0,001 mrad bzw. mm/m.

Das Kernelement im wahrsten Sinne des Wortes bildet die Kompensatordose. Die Oberfläche der stets geheimgehaltenen Flüssigkeit in dieser Dose dient als Referenzhorizont. Mittels einer Leuchtdiode wird ein Lichtstrahl über die Flüssigkeitsoberfläche reflektiert und trifft auf einen zweiachsigen Positionsdetektor, der die Abweichungen vom horizontalen Flüssigkeitsspiegel zur Neigung des Instrumentengehäuses misst und über eine Schnittstelle an ein beliebiges Auswertegerät sendet. Auf diese Weise können mit einer Aufstellung gleichzeitig Neigungen in zwei zueinander senkrechten Richtungen gemessen werden, wie das in einem kurzen Film an einem Modell gezeigt wird.

Nicht nur innerlich ein "Zauberwürfel", auch wegen seines Äusseren, von einem renommierten Designer gestaltet, verdankt das Kern NIVEL 20 der Aufnahme ins Museum für Gestaltung der Zürcher Hochschule der Künste.

Jakob Kern gründete die Firma Kern 1819 in Aarau als Zirkelschmied. Heute kaum vorstellbar, dass damals die Zirkelteile auf einem Amboss geschmiedet wurden.

Neben vielen andern Produkten der Feinmechanik, der Optik und der Elektronik, welche später im Fabrikationsprogramm dazu kamen, blieb Kern der Entwicklung und der Produktion von Zirkeln und ganzen Reisszeugen über 170 Jahre lang treu.

Im Jahr 1969 feierte Kern das 150jährige Jubiläum. Zu diesem Anlass wurde der Film Vermessung am Beispiel Strassenbau produziert. Er behandelte die Bereiche Vermessung und Photogrammmetrie. Die Reisszeuge waren zwei Jahre später im Film Der goldene Zirkel das Thema. Zwei Ganoven brechen bei Kern ein und stehlen aus einem Tresor einen goldenen Zirkel. Bis es soweit ist, erleben sie in Werkhallen, Büros und Schulstuben einige Abenteuer. Der Film vermittelt Einblicke in die Produktion, das Sortiment und den Einsatz von Reisszeugen.

Als eine weitere einmalige Aktion zum Goldenen Zirkel wurden zur selben Zeit die Teile eines speziellen Sets an Reisszeugen vergoldet und in einem von Direktor Peter Kern, dem Delegierten des Verwaltungsrates, handsignierten Etui an ausgewählte Mitarbeitende abgegeben.