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Uhren-Special: Aus innerem Antrieb

Meist läuft und läuft die Armbanduhr. Doch warum tut sie das? Der WIENER ergründet, woher die Uhren ihre Kraft beziehen.

Text: Philipp Pelz

Ohne Kraft kein Ticktack. So ­banal könnte man das Thema, um das es hier geht, abhandeln. Tatsächlich gibt es mehrere Möglichkeiten zur Kraftgewinnung ganz ohne Anabolika. Die benötigt bei Uhren mit Handaufzug eventuell der Träger, wenngleich nicht allzu viele Newtonmeter zum Betätigen einer kleinen Krone gebraucht werden sollten. Doch was geschieht mit dieser Kraft, wo wird sie gespeichert? Prinzipiell in der sogenannten Zugfeder. Wenn man so will, handelt es sich dabei um das Benzin, das den Motor zum Laufen bringt. Was möchte eine Zugfeder machen, wenn sie voll aufgezogen ist? Sich entspannen. Diese Spannkraft wirkt auf das Räderwerk, welches wiederum die Zeiger bewegt. Zwischen Zugfeder und Zeiger liegt das Regulier­organ, aufgeteilt in Schwingungsorgan und Dosierungsorgan. Gäbe es diese Hemmung nicht, würde die Uhr in wenigen Augenblicken ablaufen und die Zeiger würden wie verrückt über das Zifferblatt huschen. Das sieht zwar cool aus, zeigt aber nicht die Zeit an. Hier nochmal in Kürze: Die aufgezogene Feder gibt ihre Entspannungskraft an das Räderwerk ab.


Schwing dein Uhren-Ding! Mit Bewegung wird die Automatikuhr aufgezogen. Hier zu sehen die Wempe
Chronometerwerke Automatik mit dem Kaliber CW4. Foto: © Max Threlfall

So gelangt diese zum Ankerrad. Dieses wird vom Anker daran ­gehindert, unkontrolliert durch­zulaufen. In Sekundenbruchteile portioniert wird die Kraft von der Unruh, die möglichst gleichmäßig schwingt und bei jedem Hin und jedem Her einen Impuls auslöst, also das Ankerrad einen Zahn weiterlaufen lässt. Man spricht bei der Unruh von Halbschwingungen pro Stunde. Warum Halbschwingungen? Stellen Sie sich etwa den Vorderreifen eines Fahrrads vor. Dieses liegt horizontal gelegt am Boden. Nun befestigen Sie einen Stift an einer Speiche und bewegen das Rad in eine Richtung. An der Gabel angelangt, wird die Bewegung aufhören.

Das entspricht in etwa einer Halbschwingung des Unruhreifs. In der Unruh selbst befindet sich die Unruhspirale, die den Reif wieder in die andere Richtung drehen lässt. Die gängigste Schwingungszahl bei modernen Kalibern ­beträgt exakt 28.800 Halbschwingungen pro Stunde. Das entspricht einer Frequenz von 4 Hz, was wiederum bedeutet, dass bei dieser Halbschwingungszahl die Sekunde in 8 Teile auf­geteilt wird. Ab einer gewissen Entfernung oder bei kleineren ­Sekundenzeigern wird dessen ­Bewegung vom mensch­lichen Auge als fließend wahr­genommen, tatsächlich aber bewegt sich der Zeiger pro Sekunde mehrmals vorwärts und stoppt dann wieder. Bei den Schnellschwingern, die etwa eine Halbschwingungszahl von 36.000 aufweisen, wird die Sekunde in entsprechend kleinere Abschnitte aufgeteilt, in diesem Fall 10 Abschnitte. Dermaßen ­ausgestattet lassen sich also Zehntelsekunden messen.

Die Wempe Chronometerwerke stellt ein wunderbares Beispiel für eine Automatikuhr dar. Das Kaliber CW 4 verfügt über einen Dreiviertelrotor. Foto: (c) Wempe

Antrieb für die Automatikuhr. Foto: (c) Wempe

Aufzugsarten. Auf welche Arten kann eine Zugfeder aufgezogen werden?
Prinzipiell unterscheidet man zwischen händisch und automatisch aufgezogenen Uhren. Bei der Handaufzugsuhr wird die Krone in der neutralen Stellung hin und her bewegt, und so spannt sie die Zugfeder, die wiederum gut geschützt im Federhaus zu Hause ist. Bei der Automatikuhr übernimmt diesen Teil ein Rotor, der mit einer Schwungmasse ausgestattet ist. Über die Bewegung des Trägers wird der Rotor in Rotation versetzt und diese Bewegungs­energie zieht wiederum die Zug­feder auf. Dann passiert in beiden Fällen wieder das oben Beschriebene. Was muss man beachten: Bei Handaufzugsuhren sollte man beim Aufziehen sachter vorgehen. Ist die Feder ganz aufgezogen, spürt man einen Widerstand. Greift man leicht an die Krone, rutschen die Finger einfach durch. Greift man zu wie der unglaubliche Hulk, dann reißt die Zugfeder unweigerlich. Und schon wird eine kostspielige Reparatur fällig. Bei einer Uhr mit automatischem Aufzug kann das nicht passieren, ist diese doch mit einer Art Rutschkupplung versehen. Die unterstützt den Besitzer auch, wenn er die Automatikuhr über die Krone aufzieht, was selbst­verständlich auch hier durchaus möglich ist.

Patek Philippe baut viele schöne Uhren, aber diese Calatrava in 18 k Gold gilt als absolute Referenz unter den Handaufzugsuhren. Foto: (c) Patek Philippe

Antrieb: Handaufzug. Foto: (c) Patek Philippe

Wie lange laufen mechanische Uhren?
Üblicherweise geht man von einer Gangreserve oder Laufzeit von etwa 40 Stunden aus. Es gibt und gab jedoch Uhren, die weit über diese Gangautonomie hinaus­kommen. Laufzeiten von mehreren Tagen sind keine Seltenheit, wobei der aktuelle Rekord bei stattlichen 31 Tagen liegt. Meist wird eine so lange Laufzeit mithilfe von mehreren gekoppelten Federhäusern erreicht.

Die Quarzuhr. Quarzuhren sind zu Recht sehr beliebt, sind sie doch in der Regel günstiger als mechanische Uhren, pflegeleichter und deutlich genauer. Nach Ablauf der Batterie muss man diese lediglich ersetzen, was meist nach circa ­einem Jahr der Fall ist. Wir haben es also mit einem elektrisch angetriebenen Instrument zu tun, bei dem die Energie nicht in einer mechanischen Zugfeder gespeichert wird, sondern in einer ­Batterie. Vereinfacht dargestellt bringt elektrischer Strom einen Quarz zum Schwingen, den elek­tronischen Gegenpart zur Unruh, wenn man so möchte. Dieser schwingt mit flotten 32.768 Hz. Der integrierte Schaltkreis bekommt nun Arbeit und muss diese Zahl 15-mal durch zwei teilen. Dann wird ein Impuls freigesetzt, der den Befehl an einen Schrittmotor gibt, den Sekundenzeiger um eins weiterspringen zu lassen. Dieser bewegt sich also einmal in der Sekunde vorwärts, im Vergleich zu den mehreren Sprüngen pro Sekunde bei ­mechanischen Uhren. Trotz der offensichtlichen ­Vorteile dieser Technologie erlebte die Mechanik in den vergangenen Jahren eine unglaubliche Renaissance. Es muss eben nicht immer alles perfekt sein. Das schlagende Herz einer mechanischen Uhr fasziniert auch jüngere Generationen und stellt einen wunderbar ­entschleunigten Gegenpol zur hochtechnisierten Welt der Smartphones und Wearables dar.

Deutlich weniger Einzelteile werden für eine Quarzuhr benötigt, wie man an diesem ­Beispiel von Junghans gut sehen kann. Foto: (c) Junghans

Quarzuhrenantrieb. Foto: (c) Junghans

Was gibt es sonst noch so an Antrieben? In den vergangenen Jahren haben wir einige Versuche gesehen, die Welten der Mechanik und Elektronik zu vereinen. Bei der Seiko Kinetic etwa, bei der ein Rotor für elektrische Energie sorgt, ähnlich wie bei einem ­Dynamo. Ein Quarzwerk sorgt dort für Genauigkeit. Genauso funk­tioniert das auch bei den Solar­uhren. Lichtquellen sorgen dort für Strom, der wiederum Quarz und Schrittmotoren ­antreibt.

Seitenblick Großuhren. Bei Tisch-, Wand- und Standuhren funktioniert das alles etwas anders. Vor allem bei den richtig großen ­Uhren wird die Funktion der Zugfeder oft von einem Gewicht übernommen. Aufgezogen fährt es in die Höhe Richtung Uhrwerk und dann erledigt die Schwerkraft den Rest. Die Funktion der Unruh erfüllt in so einem Fall ein Pendel. Dieses schwingt in der Sekunde einmal hin und einmal her und erreicht demnach pro Stunde 7.200 Halbschwingungen. Einen besonders interessanten Antrieb hat man bei Jaeger LeCoultre entwickelt. Bei der Atmos Tischuhr übernimmt eine mit Gas gefüllte Druck-
dose den Aufzug einer Feder. Diese reagiert extrem sensibel auf ­Temperaturunterschiede, weshalb sie sich bei Veränderungen zusammenzieht oder ausdehnt. Diese Bewegung wird für den Aufzug verwendet.

Die Automatik

Funktion: Bewegung, Alter! Ab zum Zumba!
Ist das mühsam? Kaum.
Vorteile: Solange man sich bewegt, bewegt sich die Uhr.
Nachteile: Bleibt stehen, wenn man sich nicht bewegt.

Der Handaufzug

Funktion: Drehst du Krone, kriegst du Ticktack.
Ist das mühsam? Schon ein wenig.
Vorteile: Kann man wirklich flach bauen.
Nachteile: Bleibt stehen, wenn man vergisst.

Quarz

Funktion: Batterie rein, geht scho!
Ist das mühsam? Alle paar Jahre geht‘s zum Uhrmacher, also kaum.
Vorteile: Ist echt urgenau.
Nachteile: Es fehlt das Herz!