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Das mechanische Uhrwerk

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S.064_Wissen

Aufs richtige Kaliber kommt es an

Besonders angenehm war das Jahr 1717 für etliche Mitglieder der Uhrmacherzunft vermutlich nicht. Damals erschien das Buch „Règle artificielle du temps”, welches der englische Mathematiker und Uhrmacher Henry Sully in Versailles geschrieben hatte. Heftig führte er in den Kapiteln VII und VIII Klage über eine Reihe seiner Berufskollegen. Diese seien so boshaft, schlecht und unverschämt, auf ihre Erzeugnisse die Namen der besten Künstler Europas zu setzen, nur um dadurch einen guten Absatz zu haben. Was sich in den folgenden Jahrhunderten auf dem Gebiet der Fälschungen und Nachahmungen noch abspielen würde, ahnte Sully vermutlich noch nicht einmal im Traum.

IWC Kaliber Jones 1870

IWC Kaliber Jones 1870

Freilich erschöpfen sich Sullys Leistungen für die Welt der Uhrmacherei bei weitem nicht in seinem literarischen Wirken. Viele handfeste Erfindungen, darunter die Ölsenkung, haben entscheidend zur Fortentwicklung der Uhrmacherkunst beigetragen. Auch die erstmalige Verwendung des Begriffs Kaliber geht wohl auf Henry Sully zurück. Schon 1715 bezeichnete er damit die Anordnung und die Abmessung der verschiedenen Teile des Werks (Säulen, Räder, Federhaus etc.). Form, Größe und Eigenart des Werks ließen Rückschlüsse auf die Herkunft einer Uhr oder den Namen ihres Erbauers zu, ermöglichten also letztlich die exakte Identifikation. Die bekannten Kaliber „Jones” (IWC), „Jürgensen” oder „Glashütte” sind typische Beispiele hierfür.

Glashütter Werk, ca. 1871

Glashütter Werk, ca. 1871

Jules Jürgensen, 1867

Jules Jürgensen, 1867

Prinzipiell hat sich an der Kategorisierung und Klassifizierung von Kalibern bis zum heutigen Tage nicht viel geändert. Immer noch stehen die Namen des Herstellers im Vordergrund. Allerdings reicht dieser alleine längst nicht mehr aus, um ein bestimmtes Kaliber unmissverständlich zu definieren. Deshalb steht hinter dem Namen zumeist eine Nummer, Buchstabenkombination oder die Kombination aus beidem. Anhand einer solchen Kaliberbezeichnung (z.B. Eta 2892-A2, Sellita SW500, oder Patek Philippe CHR 29-535 PS Q) ist es möglich, Ersatzteile zu bestellen. Heute kann man absolut sicher sein, dass sie exakt passen und lediglich eingebaut werden müssen. Gelegentliche Anpassungsarbeiten waren früher an der Tagesordnung.

In engem Zusammenhang mit den Kalibern steht deren Größe. Sie bezeichnet den Gehäusepassungs-Durchmesser, welcher beispielsweise bei der Neuentwicklung einer Uhr von entscheidender Bedeutung ist. Die Werksgrößen werden von der Schweizer Uhrenindustrie seit geraumer Zeit in metrischen Maßen (mm) dargestellt. Größenangaben runder Uhrwerke beziehen sich auf deren Durchmesser, bei Formwerken werden Länge und Breite genannt. Sie alleine sind mittlerweile ausschlaggebend für das exakte Maß eines Uhrwerks. Daran ändert auch die Tatsache nichts, dass im traditionellen Uhrmacherhandwerk immer noch die Linie (“‘) gebräuchlich ist. Diese alte Uhren Maßeinheit, abgeleitet vom „Pied du Roi”, dem königlichen Fuß, entspricht 2,2558 mm.

Bei den Kaliberformen ist die runde mit Sicherheit die meist verwendete. Davon zu unterscheiden sind die so genannten Formkaliber, welche alle anderen Arten (oval, rechteckig, stabförmig, tonnenförmig …) umfassen. Entsprechend der Gestalt und Anordnung der Brücken und Kloben unterscheidet man in der Uhrmacherei zwischen Brückenkalibern, bei denen jedes Organ des Uhrwerks unter einer eigenen Brücke oder einem eigenen Kloben gelagert ist. Ob die Brücken gerade oder geschwungen gestaltet sind, ist letztlich nur eine ästhetische Frage. Die Funktion wird dadurch nicht beeinflusst.

Dreiviertelplatine von Mühle-Glashütte

Dreiviertelplatine von Mühle-Glashütte

Kalibern mit Dreiviertel Brücke, beispielsweise Glashütter Uhrwerke, bei denen alle Organe mit Ausnahme des Ankerrads und der Unruh unter einer Brücke angeordnet sind, die etwa ¾ der Werksoberfläche überdeckt.

Die Brückenkaliber gehen zurück auf den französischen Uhrmacher Jean Antoine Lépine (1720 1814). Er ersetzte dadurch die seinerzeit gebräuchlichen Uhrwerke mit zwei, von Pfeilern gehaltenen Platinen. Brückenkaliber wurden ab 1789 in Genf serienmäßig hergestellt. Zu Beginn des 19. Jahrhunderts entstanden fast alle hochwertigen Taschenuhrwerke in der neuen Brückenbauweise.

Als Lépine Kaliber werden in der Uhrenindustrie aber auch Werke bezeichnet, bei denen das Sekundenrad in einer Linie mit der Aufzugswelle angeordnet ist. Diese Bauweise findet man zumeist bei Werken für „offene” Taschenuhren mit Krone bei der „12″ und kleiner Sekunde bei der „6″. Gelegentlich gab und gibt es auch Armbanduhren mit Lépine Kalibern. Bei ihnen befindet sich die kleine Sekunde bei der „9″ oder die Krone bei der „12″.

Lépine Kaliber Unitas 6497 in einer Panerai Luminor

Lépine Kaliber Unitas 6497 in einer Panerai Luminor

Bei Savonnette Kalibern steht das Sekundenrad in einem 90-Grad-Winkel steht zur Aufzugswelle. Diese Anordnung war und ist gebräuchlich bei Uhrwerken für Sprungdeckel Taschenuhren oder Armbanduhren mit kleiner Sekunde bei der „6″.

Savonnette Kaliber

Savonnette Kaliber

 

 

Das mechanische Uhrwerk


Lagersteine

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Steine 2
Ein Uhrenstein: Seine Herstellung bedarf höchster Präzision

Ein Uhrenstein: Seine Herstellung bedarf höchster Präzision

Am Anfang stand eine Idee

Mit Uhren hatte er beruflich anfangs eigentlich wenig im Sinn, der 1664 in Basel geborene Nicolas Fatio de Duillier. Nach seinem Studium der Mathematik beschäftigte er sich zunächst mit optischen Gläsern. Ganz nebenbei entwickelte er auch ein Verfahren, mit dem sich in Edelsteine Löcher bohren ließen.

Der überragenden Bedeutung seiner Erfindung für die Uhrmacherei war sich der Wissenschaftler dabei wenig bewusst. Interessante Zukunftsperspektiven in der Welt präziser Zeitmessung eröffnete ihm erst die Begegnung mit den Brüdern Pierre und Thomas Debaufre. Gegen 1700 erkannten die beiden französischen Uhrmacher den Wert dieser Technologie für ihren aufstrebenden Berufszweig. Damals drehten sich die Zapfen der Anker- und Unruhwelle sowie diejenigen des Räderwerks in Löchern, welche die Uhrmacher Messingplatinen, -brücken und -kloben bohrten.

Bei der historischen Herstellung wurde das Loch von Hand gebohrt, zentriert und poliert

Bei der historischen Herstellung wurde das Loch von Hand gebohrt, zentriert und poliert

Durch Druck und hohe Rotationsgeschwindigkeiten hervorgerufene Lagerreibung führte über kurz oder lang zu merklichen Abnützungserscheinungen. Daher beantragte das in London lebende und wirkende Trio ein Patent auf die Verwendung gelochter Rubinen als Uhrwerks-Lager. Bereits 1704 konnten sie ihre Urkunde entgegennehmen. Unmittelbar darauf begannen die Erfinder mit der Produktion gebohrter, aber auch ungebohrter Lagesteine für tickende Mikrokosmen. Auf der Grundlage dieser revolutionären Lagertechnik erlangte die englische Uhrmacherei alsbald schon einen bemerkenswerten Vorsprung gegenüber der kontinentalen Konkurrenz. Dieser erstreckte sich über das gesamte 18. Jahrhundert. Die neuen Steinlager brachten eine bemerkenswerte Reduktion der Reibung und damit natürlich auch der Abnützung. Das wiederum steigerte die Lebensdauer mechanischer Uhrwerke ganz beträchtlich.

Zur handwerklichen Herstellung
wurde der Uhrenstein
in Schellack aufgeklebt und
in die Drehmaschine eingespannt
Eine Vielzahl von Werkzeugen war
für eine handwerkliche
Herstellung der von
Uhrensteinen notwendig

 

Ohne? Heute fast undenkbar!

Lagersteine aus synthetischem Rubin haben ein bis zwei Millimeter Außendurchmesser

Lagersteine aus synthetischem Rubin haben ein bis zwei Millimeter Außendurchmesser

Die innovative Lagertechnik setzte sich durch, wie der Blick ins Innere von Taschen- und später auch Armbanduhren unschwer erkennen lässt. Allerdings hielten ab 1902 künstliche oder -besser gesagt- synthetische Rubine ihren Einzug. Herausragende Materialeigenschaften und günstige Preise machten sie unschlagbar. Der „rubis scientifique” ist hart, homogen, in beliebiger Färbung erhältlich und lässt sich überdies relativ leicht bearbeiten. Er löste den so genannten „rekonstituierten Rubin” ab, welcher durch das Schmelzen und Pressen von Rubinabfällen entstanden war, überragende Qualität jedoch vermissen ließ. Echte Edelsteine fanden allein schon aus Kostengründen eine nur geringe Verbreitung. Von ihnen unterscheiden sich artifizielle Rubine übrigens nur durch die Art der Herstellung. Die Zusammensetzung ist hingegen gleich.

Die preiswerte Massenproduktion synthetischer Rubine – es gibt tausende Sorten von Uhrsteinen, welche sich in Durchmesser, Dicke und Lochdurchmesser voneinander unterscheiden – brachte es mit sich, dass die Industrie im Laufe des 20. Jahrhunderts selbst relativ billigen Uhrwerken Steinlager zugestand. Solche galten als echtes Qualitätsmerkmal und damit auch als Verkaufsargumente. Speziell bei gängiger Ware verlangte das Zifferblatt förmlich nach einem Hinweis auf die Steinezahl. Demgegenüber hielten sich Hersteller luxuriöser Zeitmesser meist vornehm zurück. Ihren Kunden konnten von vorneherein auf adäquate Konstruktion und Ausstattung der Werke vertrauen.

 

Mechaniktrend Schnellschwinger

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Schnellschwinger mit drei Zeigern: Zu den zahlreichen Girard­Perregaux-Modellen mit Kaliber 32.7 HF und fünf Hertz Unruhfre­quenz gehörte diese Gyromatic von 1966

Eine erhöhte Unruhfrequenz ermöglicht einen präziseren Gang und, beim Chronographen, eine höhere Stoppgenauigkeit. Wir blicken in die Vergangenheit der Schnellschwinger und präsentieren die neuesten Entwicklungen.

Frühe Taschenuhren tickten mit 12.600 Halbschwingungen pro Stunde, und später etablierte sich der jahrzehntelang übliche Standard von 18.000 Halbschwingungen. Dieselbe Unruhfrequenz wurde Anfang des 21. Jahrhunderts auch auf die neu aufgekommenen Armbanduhren übertragen und ganz allmählich auf 19.800 und später 21.600 Halb­schwingungen pro Stunde erhöht. Mit letzteren drei Hertz bewegte sich beispielsweise die Unruh des 1962 vorgestell­ten Eta-Kalibers 2428 (nicht zu verwechseln mit 2824).

Schnellschwinger mit drei Zeigern: Zu den zahlreichen Girard­Perregaux-Modellen mit Kaliber 32.7 HF und fünf Hertz Unruhfre­quenz gehörte diese Gyromatic von 1966

Schnellschwinger mit drei Zeigern: Zu den zahlreichen Girard­Perregaux-Modellen mit Kaliber 32.7 HF und fünf Hertz Unruhfre­quenz gehörte diese Gyromatic von 1966

In dieser Epoche gewannen die Themen Regulierbar­keit und Langzeitstabilität zunehmend an Bedeutung. Außerdem suchte die auf Wachstum getrimmte Industrie nach Verkaufsargumenten für neue Armbanduhren. Das rückte eine weitere Steigerung der Unruhfrequenz in den Fokus. Es kristallisierten sich jedoch zwei Problempunkte heraus: Höhere Schlagzahlen verlangten erstens nach mehr Energie und zweitens nach besserer Schmierung.

Ungeachtet dessen setzten manche Produzenten alles auf eine Karte. Girard-Perregaux überraschte 1965 mit dem Automatikkaliber 32.7 HF (Hochfrequenz), dessen kleine Unruh mit flotten fünf Hertz beziehungsweise 36.000 Halbschwingungen pro Stunde oszillierte. Für diese Leistung erhielt die Uhrenmanufaktur aus La Chaux-de-Fonds im Folgejahr den Jubiläumspreis des Neuenburger Obser­vatoriums, das sein hundertjähriges Bestehen zelebrierte. 1967 stellte die Institution 73 Prozent seiner Chrono­meterzertifikate für dieses Hochfrequenzkaliber aus.

Sukzessive erlangten Fünf-Hertz-Schnellschwinger auch bei anderen Herstellern Serienreife. Der Werkehersteller AS präsentierte 1969 das Automatikkaliber 1920 und fertigte davon bis 1974 immerhin 79400 Exemplare. Der Roh­werkegigant Eta ließ sich Zeit bis 1971 und stellte dann unter anderem das Handaufzugskaliber 2806 (bis 1977 insgesamt 1.000 Exemplare) und das Automatikkaliber 2826 (34200 Stück bis 1977) vor. Gemessen an den gewohnten Stückzahlen kann man also nicht von bemer­kenswerten Erfolgen sprechen. Die Schnellschwinger waren zwar gangstabil, machten aber Probleme mit der Ölhaltung und riefen somit zahlreiche Reklamationen hervor. Deshalb stoppten sowohl AS als auch Eta den Ausflug ins Reich der mechanischen Hochfrequenz.

Ganz anders die Uhrenmanufaktur Zenith: Ihr 1969 vorge­stelltes Chronographenkaliber 3019 PHC, der legendäre „El Primero“, stoppt – bis heute – dank einer Unruhfrequenz von fünf Hertz auf die Zehntelsekunde genau.

Für die meisten Hersteller war jedoch die Anfang der siebziger Jahre eingeführte Frequenz von vier Hertz besser beherrschbar. 28.800 Halbschwingungen pro Stunde bilden nach allgemeiner Auffassung einen vernünftigen Kompromiss in Sachen Energiebedarf, Regulierbarkeit und Gangverhalten. Deshalb avancierten sie zum weithin anerkannten Standard bei mechanischen Uhrwerken unserer Tage.

 

Chopard und Fleurier Ebauches: Beginn einer neuen Kaliber-Epoche

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Das Chopard-Kaliber 01.01-M treibt die Classic Racing Superfast Automatic an.

Das Chopard-Kaliber 01.01-M treibt die Classic Racing Superfast Automatic an.

Superfast“ heißt sie, die brandneue Uhrenlinie von Chopard. Den kurvigen Weg dorthin konnte Karl-Friedrich Scheufele freilich nur mit eher moderater Geschwindigkeit zurücklegen. „Auch im Nachhinein will mir mitunter nicht in den Kopf, warum manche Dinge so lange dauern können und Verspätungen an der Tagesordnung sind.“ bekannte der auto- und tempoversessene Co-Präsident des Genfer Familienunternehmens beim Lancement der sportiven Zeitmesser am spanischen Ascari-Circuit.

Andererseits hat er sich das entschleunigte Prozedere irgendwie auch selbst zuzuschreiben, denn der ambitionierte Herr über die Chopard Uhren und der dahinter stehenden Manufaktur im abgeschiedenen Fleurier ist unverbesserlicher Perfektionist. „Das liegt klar an meinen deutschen Wurzeln und der grundsätzlichen Einstellung meiner Familie, die zweifelhafte Kompromisse entschieden ablehnt.“ Wie dem auch sei: Nach vier Jahren ist es nun definitiv geschafft, kann und darf die innen und nun auch außen fertiggestellte Werkefabrik mit Namen Fleurier Ebauches endlich zeigen, wozu sie imstande ist. Wer sucht, findet sie gegenüber der seit 1996 im ehemaligen FEF-Gebäude (Fabrique d’Ebauches de Fleurier) untergebrachten Chopard Manufacture.

Die neue Classic Racing Superfast Automatic von Chopard.

Die neue Classic Racing Superfast Automatic von Chopard.

Fabrik für bis zu 20.000 Werke pro Jahr

Auf die Frage, warum Chopard sich gleich zwei Kaliber-Standbeine mit jeweils eigener Infrastruktur leistet, hat Karl-Friedrich Scheufele eine logische Antwort parat: „Als uns die Swatch Group 2002 unmissverständlich wissen ließ, dass sie sich schrittweise aus der Lieferung von Werkekits und fertigen Eta-Kalibern zurückziehen werde, mussten wir handeln.“ L.U.C-Uhren spielen bekanntlich in der obersten und damit einer anderen Liga als das Breitengeschäft. Wie der Zufall so will, stand 2008 in Fleurier das verwaiste Fabrikgebäude des Maschinenbauers Tornos zum Verkauf. „5.100 Quadratmeter Nutzfläche passten in unser Konzept einer Werkefabrik mit einer Kapazität von bis zu 20.000 Exemplaren jährlich.“ Nun, nach aufwändiger millionenschwerer Sanierung erstrahlt der langgestreckte Komplex in neuem Glanz optimaler Technik und energetischer Effizienz. „Unser Anliegen war das Erreichen des Schweizer Minergie-Standards. Und das ist ebenso gelungen wie ein bestmöglicher Gewässerschutz.“

In der Variante 01.02-M bietet das Superfast-Kaliber eine Gangreserve-Anzeige.

In der Variante 01.02-M bietet das Superfast-Kaliber eine Gangreserve-Anzeige.

Der Maschinenpark und die Ateliers repräsentieren den neuesten Stand der Technik. Alles ist darauf ausgelegt, qualitätsvolle Uhrwerke von den Platinen bis hin zu den Stahlteilen unter dem eigenen Dach produzieren, montieren und regulieren zu können.

Besonders stolz ist Karl-Friedrich Scheufele auf zwei hochpräzise vertikale Bearbeitungszentren von Mori Seiki. Chopard gehört zu den ganz wenigen Schweizer Uhrenfabrikanten, die mit ihrer Hilfe bis zu einem Zehntelmillimeter Durchmesser fräsen können. Feiner geht es derzeit kaum. Außerdem braucht das was hier entsteht, keinerlei Nacharbeit mehr.

Hightech und menschliche Präzision

Ungeachtet aller Präzisionsfertigung checkt ein Multisensor-Koordinatenmesssystem alles penibel nach statistischen Vorgaben. Maschinen zum vollautomatischen Setzen der Steine oder Einpressen von Stellstiften reduzieren die Fehlerquote auf ein Minimum. Menschlich geht es dann beim Finissieren der Oberflächen zu. Und natürlich beim Montieren der Uhrwerke auf ebenfalls brandneuen Lecureux-Bänken. Automaten bewirken wiederum, dass jedes Lager ein exakt dosiertes Quantum Öl erhält. Bezüglich Unruh und Unruhspirale hat Chopard durch eine strategische Partnerschaft mit der Sandoz-Tochter Atokalpa ebenfalls beizeiten Vorsorge getroffen und kräftig investiert. „Bei Fleurier Ebauches beschäftigen wir gegenwärtig etwa 40 Personen, davon neunzig Prozent operativ, den Rest mit administrativen Aufgaben. Wenn alles wie geplant läuft, werden wir Ende 2012 bereits 6.000 Uhrwerke gefertigt haben.“ Über dem klassischen Automatikwerk rangiert ein Selbstaufzugs-Chronograph. Der Verwendungszweck im Kollektionsspektrum definiert die jeweilige Ausführung und Dekoration. Sehr klassisch präsentiert sich beispielsweise das 28,8 mm große, 4,95 mm hohe 01.04-C mit beidseitig wirkendem Kugellagerrotor für die in Basel vorgestellte „Classic Manufaktur“ mit weißem Porzellanzifferblatt.

 

Das neue automatische Chronographen-Werk 03.05-M von Chopard.

Das neue automatische Chronographen-Werk 03.05-M von Chopard.

Die Kompetenz bleibt bei Chopard

Ganz anders die kürzlich in Anwesenheit von Ex-Rennfahrer Jackie Ickx – einem Freund der Familie – vorgestellte „Superfast“-Variante. Sie steht im Zeichen eines durchbrochenen Engine-Look, welcher den genannten Präzisionsmaschinen zu verdanken ist. Die Automatik mit Zentralsekunde, Fensterdatum und 60 Stunden Gangautonomie heißt 01.01-M. Chronographenfans kommen beim exklusiven, vom Manufakturkaliber 11CF abgeleiteten 03.05-M mit 28,8 Millimetern Durchmesser sowie ebenfalls 60 Stunden Gangautonomie zu ihrem Recht. Die Unruh des Rotorkalibers oszilliert mit vier Hertz. Ergo lässt sich auf die Achtelsekunde genau stoppen. Der Chronograph mit Schaltradsteuerung verfügt über einen 30-Minuten- und 12-Stunden-Zähler sowie die Möglichkeit permanenter Nullstellung (Flyback). Das Fensterdatum findet sich zwischen „4“ und „5“, die kleine Sekunde bei der „6“. Chopard offeriert das Premierenmodell nur mit massivem Goldgehäuse. Und dazu mit amtlichem Chronometerzeugnis. Edlen Stahl wird erst die Baselworld 2013 bringen.

Natürlich haben sich die Leistungsfähigkeit der Fleurier Ebauches und das Spektrum exklusiver Uhrwerke in der Branche längst herumgesprochen. Bei der Frage, ob außenstehende Interessenten in absehbarer Zeit von dieser Kompetenz profitieren können, winkt Karl-Friedrich Scheufele unverzüglich ab. „Alles, was wir derzeit produzieren können, benötigt Chopard ausnahmslos für sich selbst. Und daran wird sich, soweit es sich heute absehen lässt, auch in den kommenden Jahren nichts ändern.“ glb

Den Chronograph der Linie Classic Racing Superfast präsentierte Chopard im Beisein von Jackie Ickx.

Den Chronograph der Linie Classic Racing Superfast präsentierte Chopard im Beisein von Jackie Ickx.

Zugfedern

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Mit einer besonders langen Feder erreicht A. Lange & Söhne 31 Tage Gangautonomie

Das Federhaus ist der Kraftstofftank des Uhrwerks. Ohne ihn würde sich kein Rad des komplizierten Mechanismus drehen. Mit verschiedenen Materialien und Bauarten streben Uhrmacher nach möglichst langen Gangreserven.

Prinzipiell unterliegen moderne Zugfedern enormen Anforderungen. Sie sollen bei einer minimalen Klingenstärke von bis zu 75 Tausendstelmillimetern ein hohes und vor allem möglichst konstantes Drehmoment entwickeln. Grundsätzlich wächst das Drehmoment der Federn linear mit ihrer Breite. Überproportional schlägt dagegen die Stärke der Klinge zu Buche: Eine doppelte Klingenstärke steigert das Drehmoment etwa um den Faktor acht. Bleibt die Länge der Zugfeder. Jedes Plus führt zu einer höheren Gangautonomie des Uhrwerks – das heißt, es läuft länger –, jedoch verringert sich das Drehmoment linear mit der Länge.

Zugfedern müssen vielfältige Bedingungen erfüllen: Sie dürfen nicht ermüden, sich nicht verbiegen, knicken oder gar abbrechen, noch dazu sollen sie Korrosion und Magnetismus trotzen. Um dies zu erreichen, spielen zunächst einmal zeitgemäße Werkstoffe eine Rolle. Seit etwa 1965 haben struktur- und kaltgewalzte Legierungen die anfälligen Federspeicher aus Kohlenstoffstahl abgelöst. Bei ihnen treten die oben erwähnten Schwierigkeiten nur noch selten auf; etwa dann, wenn extrem ungünstige Temperatur-, Konstruktions- und Umgebungseinflüsse zusammenkommen. Zugfedern aus der Legierung „Nivaflex“, die heute bei hochwertigen Uhren am häufigsten verwendet wird, sind amagnetisch, bestechen durch extreme Zugfestigkeit bis zu 3.000 Megapascal, über 800 Vickers Härte, hohe Biegewechselfestigkeit, exzellente Korrosionsbeständigkeit und gute Temperaturbeständigkeit von –50 bis +350 Grad Celsius. Die Legierung besteht dabei aus 45 Gewichtsprozenten Kobalt, 21 Nickel, 18 Chrom, 5 Eisen, 4 Wolfram, 4 Molybdän, 1 Titan und 0,2 Beryllium; der Kohlenstoffanteil liegt unter 0,1 Prozent. Ein höherer Grad an Beryllium steigert die Festigkeits- und Härtewerte zusätzlich, was Miniaturisierungsanforderungen gerecht wird.

Feder

Zugfeder im Lieferzustand

Auf das Ende kommt es an

Damit eine Zugfeder die gewünschten Eigenschaften erfüllt, kommt es neben den oben erwähnten modernen Werkstoffen auch auf eine spezielle Konstruktion des Federendes und des Federzaums an. Letzterem kommt die Aufgabe zu, das äußere Ende des spiralförmig gewundenen Bandes an der Wandung des Federhauses zu halten. Der Zaum zwingt die Feder bei ihrer Entspannung auf der Federwelle in eine möglichst konzentrische Form. Die Reduktion der Reibung zwischen den Windungen ist ebenfalls ein wichtiger Aspekt. Bei Handaufzugsuhren wird der Zaum kurz vor dem Ende und nicht ganz am Schluss des Metallbandes angebracht. Automatikuhren verlangen nach einer anderen Lösung, da hier beim Tragen fortwährend Energie zugeführt wird. Eine starre Befestigung des Federendes an der Wandung des Federhauses ist nicht möglich. Zur Vermeidung von Überspannungen hat die Uhrenindustrie den Gleitzaum ersonnen: Mithilfe dieser exakt berechneten Schleppfeder kann die Zugfeder zuerst ihr Spannungsmaximum aufbauen. Ist dies erreicht, vernichtet die mit dem Gleiten einhergehende Reibung den erzeugten Überschuss.

Wer zum ersten Mal eine Zugfeder im Lieferzustand sieht, mag es fast nicht glauben. Sie ist s-förmig gebogen, hat also mit der im Federhaus verpackten Gestalt wenig zu tun. Die Vorteile bestehen unter anderem in einer gleichmäßigeren Spannungsverteilung über die gesamte Federlänge, mit der ein relativ konstantes Drehmoment einhergeht. Grundsätzlich liefern Zugfedern bei Vollaufzug ein sehr hohes, im mittleren Bereich ein relativ gleichmäßiges und am Ende ein deutlich sinkendes Antriebsmoment.

Kaliberentwicklung

Bei der Entwicklung eines neuen Kalibers spielen das Federhaus und das darin aufgewundene Speicherelement eine fundamentale Rolle. Weil bei klassischen Konstruktionen Stundenrad und Minutenrohr das Zentrum für sich beanspruchen, bestimmt der Platinenradius den maximalen Durchmesser des Federhauses. Seine Rotationsgeschwindigkeit definiert den Drehmomentsverlust in den ersten 24 Stunden nach Vollaufzug. Anschließend wird die Feder einer Handaufzugsuhr üblicherweise wieder komplett aufgewunden. Korrekt meint der oft falsch verwendete Terminus Gangreserve deshalb die darüber hinausreichende Zeit, bevor das Uhrwerk anhält. Die Zeit, die vom Vollaufzug bis zum Stehenbleiben verstreicht, nennt man dagegen Gangautonomie.

Das Innere des Federhauses (oben: Zugfeder in entspanntem Zustand) bleibt für den Betrachter eines Uhrwerks unter dem Deckel verborgen (links)

Zusammen mit einem kleinen Übersetzungsverhältnis zum Zentrumszahntrieb mindern schnelle Federhausdrehungen die Einbuße an Drehmoment. Mit neun bis zehn Federhausumdrehungen geht ein guter Wirkungsgrad einher. Ein allerdings nur theoretisches Plus bewirken bis zu zwei zusätzliche Umgänge. Aus diesen Gegebenheiten errechnen die Konstrukteure dann die optimale Klingenstärke der verwendeten Zugfeder, die das Federhaus idealerweise zu 55 bis 60 Prozent füllt. Dabei sollte sich das beim Ankerrad eintreffende Drehmoment während des ersten Tages höchstens um 15 Prozent reduzieren. An diesen Kriterien orientiert sich die Berechnung des gesamten Räderwerks, um einen gleichmäßigen Gang der Uhr zu erreichen. Nach Georges-Albert Berner, dem ehemaligen Direktor der Uhrmacherschule Biel, sollte die Schwingungsweite der Unruh bei voll gespannter Zugfeder in horizontaler Lage 1½ bis 1¾ Umdrehungen erreichen. Nach 24 Stunden Gang sollten es mindestens noch 1¼ sein. Dabei sei zu beachten, dass die Amplitude in vertikaler Lage geringer ist als in der Horizontalen.

 

Eterna: Die neue Kaliberfamilie 39

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Die Schweizer Uhrenmarke Eterna lanciert eine neue Kaliberfamilie, mit der sich dank ihrer Modularitiät und Vielseitigkeit gleich 88 verschiedene Uhrwerksversionen realisieren lassen. Aus einer tickenden Plattform entstehen unter Hinzufügung von bis zu acht Modulen 78 unterschiedliche Anzeigevariationen und 88 verschiedene Uhrwerke. Zudem lassen sich 106 Uhrentypen gestalten.

Das neue modulare Kaliber 39 von Eterna

Das neue modulare Kaliber 39 von Eterna

Die Entwicklung dieses Uhrwerks, welches bisher seinesgleichen sucht, startete bereits im Jahr 2007. An dem genialen Konzept haben neben dem Ideengeber Patrick Kury auch der Technische Direktor Samir Merdanovic als Konstrukteur sowie der COO Jörg Ammann als Projektleiter entscheidend mitgewirkt. Das, was als Kaliberfamilie 39 mit großer Wahrscheinlichkeit für Aufsehen erregen wird, passt völlig problemlos in alle Gehäuse, die für den Chronographen-Bestseller Eta 7753 konzipiert wurden. Auf dessen Dimensionen haben Kury und sein Team den Kaliber-Newcomer aufgesetzt.

Somit gibt es künftig neben dem Sellita-Kaliber SW 500 eine weitere, deutlich exklusivere aber auch um einiges teurere Alternative zu den Erzeugnissen der Swatch Group, welche ihre Lieferungen an externe Kunden ohnehin lieber heute als morgen weiter drosseln möchte.

Eterna will die Kaliberfamilie 39 nicht nur für den eigenen Bedarf fertigen, sondern sie auch an Dritte verkaufen. Zu diesem Zweck haben die fernöstlichen Eigentümer die Eterna Movement Company (EMC) gegründet. Die Eterna-Schwester zeichnet fortan für die Produktion der Uhrwerke und deren Vertrieb verantwortlich.

Eterna Kaliber 39 Aufbau

Vielfalt im Detail

Dank eines intelligenten Zusammenwirkens verschiedener Baugruppen lässt sich das Spektrum vom relativ einfachen Handaufzugswerk mit zwei oder drei Zeigern bis hin zum Automatik-Chronographen realisieren. Innerhalb kürzester Zeit lässt sich das Handaufzugswerk durch Entfernen einer Blindbrücke sowie der dortigen Montage einer Baugruppe mit Reduktionsgetriebe und Klinkenwechsler in eine Automatik mit beidseitig wirkendem Kugellagerrotor verwandeln. Ob Anzeige von Datum, Tag und/oder zweiter Zeitzone – alles ist in kürzester Zeit zu bewerkstelligen.

Preiswert und effizient

Bei der gesamten Konstruktion haben die Entwickler darauf geachtet, mit möglichst wenig unterschiedlichen Komponenten auszukommen. Bauteil-Standardisierung wurde deshalb groß geschrieben. Mit Blick auf preisgünstige Serienfertigung wird vieles mit nur einem Werkzeug gestanzt.

Beim Schwing-und Hemmungssystem setzt Eterna auf die bewährten Standards dessen, was sich im Eta 2824 seit Jahrzehnten bewährt: eine vier Hertz Unruhfrequenz und eine Qualitätsfaktor von 320. Bei den Unruhspiralen, einem derzeitigen Knackpunkt mechanischer Zeitmesser, denkt Patrick Kury ebenfalls in die Zukunft. Abhängigkeit von Nivarox kam für ihn nicht in Frage. Diesbezüglich hat bereits sein visionärer Vor-Vorgänger Ernst Seyr einiges unternommen und investiert. Details dazu möchten die Verantwortlichen bei Eterna gegenwärtig aber noch nicht in die Öffentlichkeit gelangen lassen.

Rund 70 Prozent aller Komponenten für die Kaliberfamilie 39 werden in Grenchen und Umgebung produziert. Ziel ist es über kurz oder lang, Eterna wieder zu einer Schweizerische Uhrenmanufaktur zu machen, deren innovative Produkte, Tradition und Fortschritt gleichermaßen demonstrieren.

Wandelbar: der Chronograph aus der Kaliberfamilie 39

Wandelbar: der Chronograph aus der Kaliberfamilie 39

Gegenwart und Zukunft

Sicher ist, dass die Kaliberfamilie 39 ab dem kommenden Frühjahr Realität wird. Die Basisversionen haben ihre Zuverlässigkeitsprüfungen schon erfolgreich absolviert. Die Chronographen-Module funktionieren ebenfalls und müssen jetzt zu Chronofiable in den Jura.
Auch Mondphasenanzeige und Schleppzeiger befinden sich schon in der Pipeline. Dort, sich wo das Chronographen-Modul um das Stoppen von Zeitintervallen kümmert, findet problemlos auch ein ewiges Kalendarium Platz.

Schritt für Schritt in die neue Manufaktur-Zukunft

Mit der Kaliberfamilie 39 betritt Eterna in punkto eigener Werke jedoch kein Neuland. Bereits 2005 lancierte die Marke das flache Automatikkaliber 3030 mit neuartigem Großdatum. Allerdings eignet sich dieses flache Automatikwerk weder für eine Industrialisierung noch für die Erweiterung beispielsweise durch den beliebten Chronographen.

Gleiches gilt für die Manufakturwerke 3800 und 3505 mit dem patentierten „Spherodrive“. Hierbei steht die Lagerung des Federhauses im Vordergrund uhrmacherischer Optimierung. Die Aufzugswelle mit zwei Kugellagern ist in das Aufzugssystem eingegliedert. Davon unabhängig wird das Federhaus fliegend auf einem Kugellager positioniert und direkt ins Ablaufsystem integriert. Die daraus entstehende Bewegung hat sowohl weniger Reibung als auch weniger Kraftverlust bei der Abgabe der Energie zur Folge. glb

 

 

Werkstoffe und Materialien mechanischer Uhren: Nivarox

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Nivarox Unruhspirale
Historisches Werbeplakat von Nivarox 1932

Historisches Werbeplakat von Nivarox 1932

Bei allen technischen Vorzügen besaß der innovative und deshalb 1919 patentierte Unruhspiralen-Werkstoff Elinvar (élasticité invariable) des Physik-Nobelpreisträgers Charles Edouard Guillaume auch seine Nachteile. Der Legierung aus Stahl, Nickel und Chrom fehlte es an Härte. Deshalb reduzierte sich die Unruh-Amplitude im Vergleich zu stählernen Unruhspiralen spürbar. Genau dieser Sachverhalt ließ den Schweizer Ingenieur Reinhard Straumann (1892 – 1967) nicht ruhen. Der studierte Uhrentechniker und Feinmechaniker kann mit Fug und Recht als Universalgenie gelten. Gemeinsam mit Siemens kreierte er den Chronokomparator als erste Zeitwaage.

Weitaus wichtiger war jedoch 1933 die Entwicklung des bis heute verwendeten Materials Nivarox für selbstkompensierende Unruhspiralen. Der patentierte Werkstoff, im Kundenauftrag geheimnisvoll legiert von der hessischen Heraeus-Vacuumschmelze, aus Stahl und Nickel unter Beigabe von Kobalt, Beryllium, Molybdän, Wolfram sowie Titan, ist temperaturstabil (Temperaturkoeffizient 0,5 sec/°C in 24 Stunden), hochelastisch, weitgehend unmagnetisch und dazu rostfrei.

Nivarox Unruhspiralen

Nivarox Unruhspiralen

Die daraus geformten Unruhspiralen machten teure Kompensationsunruhn obsolet. Zusammen mit monometallischen Glucydur-Unruhn bewirkten sie ein stabiles Gangverhalten mechanischer Uhren. Nivarox ist übrigens ein Kunstwort, das „nicht variabel, nicht oxidierend“ meint. Bis metallene Unruhspiralen aus diesem Material möglicherweise durch Exemplare aus Silizium, künstlichen Diamanten oder Zerodur ersetzt werden, dürfte noch viel Wasser die Donau, den Rhein oder die Rhône hinunter fließen. glb

Wie funktioniert ein Automatikwerk?

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Rotoren

Damit sich in mechanischen Uhrwerken überhaupt etwas bewegt, braucht es Antriebskraft. Selbige speichert die im Federhaus verpackte Zugfeder. Und zwar in mehr oder minder stark aufgewundenem Zustand.

Im Prinzip handelt es sich bei der „Automatik“ in einem Automatikwerk um ein ganz normales mechanisches Uhrwerk mit Zusatzmechanismus, welcher kinetische in potenzielle Energie umwandelt. Mit anderen Worten: Die Bewegungen des Handgelenks werden zum Spannen der Zugfeder genutzt. Vehikel ist die Schwerkraft, dieses lässt eine Schwungmasse, egal ob als Zentral-, Dreiviertel- oder Mikrorotor ausgeführt, dem Erdmittelpunkt zustreben. Eine kleine Getriebekette reicht die dabei entstehende Bewegungsenergie ans Federhaus weiter.

Je nach Konstruktion der Automatik-Baugruppe besteht letztgenannte aus zwei Komponenten: Automatikuhren mit beidseitig wirkendem Aufzug verfügen zunächst einmal über ein Wechselgetriebe. Ihm kommt es zu, die Rotorbewegungen gleichzurichten. Die Energieerzeugung erfolgt also unabhängig von der Drehrichtung. Im Laufe der Jahrzehnte haben sich die Techniker und Uhrmacher verschiedene Polarisierungssysteme einfallen lassen, die mit Hilfe von Zahnrädern, Schaltklinken oder Exzentern funktionieren.

Automatikwerk mit beidseitigem Aufzug

Gleichrichter-Pionier bei Armbanduhren war der 1918 gegründete Rohwerkefabrikant Felsa. 1942 hatte das im Schweizerischen Lengnau ansässige Unternehmen die Automatik-Patente des Hauses Rolex durch einen raffinierten Schachzug ausgehebelt. Beim „Bidynator“ Kaliber 692 (Durchmesser 112 Linien, Höhe 5,8 mm) erfolgte der Rotoraufzug nämlich erstmals in beiden Bewegungsrichtungen, also beidseitig. Der Trick: Eine kleine Wippe, welche die Verbindung zum Reduktionsgetriebe und Federhaus je nach Rotor-Drehrichtung über ein oder zwei Zahnräder herstellte.

Drei Jahre später debütierte auch Longines mit einem Rotor-Werk. Die Manufaktur hatte sich im Hinblick auf die rechtliche Lage ebenfalls etwas Neues, Patentwürdiges ausgedacht:
Bei ihrem 13-linigen, 6,5 mm hohen „22 A“ wirkte die Schwungmasse ebenfalls beidseitig. Die Polarisierung besorgten ein sogenannter Exzenterwechsler und ein ausgeklügeltes System aus Schalt- und Sperrklinken.

Drei Jahre später, mittlerweile schrieb man das Jahr 1948, war Eterna an der Reihe. Bei den Grenchnern ließ der Ingenieur Heinrich Stamm, intern respektvoll Daniel Düsentrieb genannt, den Rotor um ein Miniatur-Kugellager drehen. Das reduzierte Lagerreibung und Bruchgefahr. Darüber hinaus besaßen die Automatikwerke 1198 und 1199 ein gleichfalls patentiertes Wechselgetriebe mit federlosen Klinken. Dieses effiziente System zeichnete sich durch minimale Verlustwege beim Klinkenrückgang aus. Nicht zuletzt deshalb beschritten in den folgenden Jahrzehnten auch anderer Automatik-Fabrikanten diesen zukunftsweisenden Weg.

Zahnradwechsler im "Bidynator"

Zahnradwechsler im “Bidynator”

Journalisten lobten die „Eterna-Matic“ damals als „wissenschaftlich modernste und von Fachleuten bevorzugte Uhr”. Zu diesem Urteil steuerte auch das Faktum bei, dass es Eterna erstmals in der Geschichte des Selbstaufzugs gelungen war, die Automatik in einem aus insgesamt zwölf Teilen bestehenden Modul zu vereinigen. Nach dem Lösen von drei, in neueren Kalibern sogar nur zwei Schrauben, konnte es in weniger als einer Minute vom Basiswerk abgehoben werden. Natürlich profitierte auch die Rohwerke-Schwester Eta von diesem Pioniergeist. Weil Eterna den technologischen Vorsprung den Konkurrenten vorenthalten wollte, mussten sich die 1950 lancierten Eta-Kaliber 1216 und 1256 mit den Klinkenrädern begnügen, während die Schwungmasse um ein konisches Gleitlager rotierte.

1944: IWC steigt mit dem Pellaton-Aufzug ins Geschäft von Automatikuhren ein

Im Jahr 1944 stieß der Uhrmacher Albert Pellaton zu IWC. Als technischer Chef führte er die Schaffhauser Manufaktur ins Zeitalter der Automatikuhr. Am 7. Juni 1950 meldete das Unternehmen eine Erfindung zum Patent an, die ebenfalls Geschichte schreiben sollte. Die Kraftübertragung vom Rotor zum Federhaus erfolgte beim Automatikwerk 81 sowie bei der nachfolgenden „85-er Serie” in beiden Drehrichtungen. Und zwar mit Hilfe einer Kurvenscheibe sowie eines ausgeklügelten Schaltklinken-Systems. Letzteres nimmt beim so genannten „Pellaton”-Aufzug wechselweise die Aufgaben von Aufzug und Rücklaufsperre wahr.

IWC Pellaton-Aufzug

IWC Pellaton-Aufzug

Damit zeichnete sich ein Trend ab: Die Zukunft gehörte dem beidseitig wirkenden Aufzug, weil tunlichst jede Rotorbewegung, egal in welche Richtung, zur Energiegewinnung genutzt werden sollte. Jede Menge gestalterischen Spielraum bot dabei die Konstruktion des Wechselgetriebes zur Polarisierung selbiger. Zahnrad-, Klinken- und Exzenterwechsler buhlten und buhlen bis heute um die Käufergunst.

Seite 2: Einseitiger Aufzug

 


Feinreglage: Rücker oder frei schwingende Unruh?

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Dafür, dass die mechanische Uhr möglichst genau geht, sorgt der Uhrmacher, wenn er das Werk reguliert. Werkskonstruktionen bieten hier zwei unterschiedliche Möglichkeiten der Feinreglage: Systeme mit Rücker sind weit verbreitet, doch bei neuen Werken setzt sich auch die frei schwingende Spirale immer mehr durch.

Klassisches System: Feinregulierung durch Rücker an einem Eta-Unitas-Kaliber.

Klassisches System: Feinregulierung durch Rücker an einem Eta-Unitas-Kaliber.

Bei mechanischen Armbanduhren bewirkt jede Abweichung von der exakten Unruhfrequenz, dass das Uhrwerk vor- beziehungsweise nachgeht. Also besteht die Kunst der Uhrmacher beim Regulieren darin, dem Erzeugnis einen – im Rahmen der jeweiligen Vorgaben und Möglichkeiten – optimalen Gang zu verschaffen. Dabei soll, ja muss, die Unruh tunlichst isochron schwingen.

Elegante Wahl: Ein Rücker-System mit Schwanenhalsfeder ist besonders präzise.

Elegante Wahl: Ein Rücker-System mit Schwanenhalsfeder ist besonders präzise.

»Für den Uhrmacher«, lehrt der einstige Direktor der Bieler Uhrmacherschule, G. A. Berner, »sind die Schwingungen isochron, wenn deren Dauer von der Schwingungsweite unabhängig ist.« Die wissenschaftliche Untermauerung der weit reichenden Problematik von Unruh und Spirale als Gang regelnde Komponenten hatte der französische Ingenieur Eduard Phillips schon 1860 vorgenommen. Zu seiner grundlegenden Theorie gehörte folgende Erkenntnis: »Jede Spirale besitzt – in Verbindung mit der dazugehörigen Unruh – eine bestimmte Länge, bei der alle Schwingungen, egal ob groß oder klein, gleich lange dauern. Wurde diese richtige Länge einmal gefunden, wirkt sich jede Veränderung auf das Schwingungstempo aus. Bei Verkürzung vollziehen sich die großen Schwingungen schneller, bei Verlängerung die kleinen. Geht ein Uhrwerk bei großen Amplituden nach, muss die Spirale logischerweise verkürzt werden. Eilt es bei großen Amplituden vor, ist eine Verlängerung geboten.«

Schwingungen sind immer nur annähernd isochron

»Die ganze Kunst des Feinstellens beruht darin«, um noch einmal Berner zu zitieren, »beim Regulierorgan der Zeitmessinstrumente den Isochronismus der Schwingungen zu erreichen. Die Hauptfaktoren, die den Isochronismus der Unruh-Spiralfeder zerstören, sind: die Hemmung, die Gleichgewichtsfehler der Unruh und der Spiralfeder, der Einfluss des Befestigungspunktes der Spiralfeder an der Spiralrolle, das Spiel der Spiralfeder zwischen den Rückerstiften, die Zentrifugalkraft, das Magnetfeld etc.« Damit wird klar, dass in der Praxis die Schwingungen immer nur annähernd isochron sein können. Die Summe aller schädlichen Einflüsse lässt sich nämlich auch bei größter Sorgfalt niemals eliminieren.

Hier geht es weiter mit der Frage: Feinreglage – Rücker oder frei schwingende Unruh?

Wie mechanische Uhren ihre Gangautonomie erreichen

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Die beiden Zugfedern im A. Lange & Söhne L034.1 sind mit 1,85 Metern Länge zehnmal so lang wie gewöhnliche Federn.

Eine durchschnittliche mechanische Uhr läuft nicht einmal 48 Stunden, wenn sie in der Zwischenzeit nicht neu aufgezogen wird. Um eine längere Gangautonomie – sprich: eine längere Gangdauer ohne erneute Energiezufuhr – zu erreichen, kann man eine längere Zugfeder benutzen oder mehrere Federhäuser einsetzen.

Die Lange 31 von A. Lange & Söhne bringt es dank Handaufzugswerk L034.1 auf 31 Tage Gangautonomie.

Die Lange 31 von A. Lange & Söhne bringt es dank Handaufzugswerk L034.1 auf 31 Tage Gangautonomie.

Das Schwingsystem eines mechanischen Uhrwerks braucht nicht viel Kraft. Eine milliardstel Pferdestärke reicht aus, um die Oszillationen der Unruh samt der zugehörigen Spirale aufrechtzuerhalten – so haben es eidgenössische Uhreningenieure vor Jahrzehnten berechnet. Damit das Werk nicht stehen bleibt, ist regelmäßiger Energienachschub erforderlich. Den liefert bei tragbaren Uhren ein Federspeicher. Das Räderwerk − eine Getriebekette − wandelt seine langsamen, aber kraftvollen Rotationen in immer schnellere Drehungen um. Die mehrfache Energieübertragung von Zahnrad auf Zahntrieb bringt eine Vergrößerung des Weges und eine Reduktion der Kraft mit sich.

Das mechanische Uhrwerk ist ein ausgeklügeltes Energiesystem

Genau berechnete Übersetzungsverhältnisse sorgen dafür, dass die Bewegungen des Räderwerks sowie die Unruhschwingungen unserem Zeitmaß gerecht werden. Leider sinkt die Antriebskraft des Federspeichers mit dessen zunehmendem Ablauf. Zudem wirkt sich dieser Ablauf nachteilig auf die Beständigkeit der Unruh-Amplitude aus, was wiederum die Gangstabilität negativ beeinflusst. Bei klassisch konstruierten Uhrwerken ist das Energiesystem so konzipiert, dass die Zugfeder mit ungefähr sieben Umdrehungen zwischen ihren beiden Befestigungspunkten im Federhaus vollständig gespannt ist. Im aufgezogenen Zustand sollte das halbe Federhaus von den eng aneinander liegenden Federwindungen ausgefüllt sein.

Seltener Anblick: Die in das Federhaus eingelegte Zugfeder verbirgt normalerweise der Federhausdeckel.

Seltener Anblick: Die in das Federhaus eingelegte Zugfeder verbirgt normalerweise der Federhausdeckel.

Die prinzipiellen Eigenschaften einer Zugfeder sowie des von ihr erzeugten Antriebsmoments gehen aus der sogenannten Federkennlinie hervor. Bei dieser zeigt sich, dass die Zugfeder bei Vollaufzug ein sehr hohes, im mittleren Bereich ein relativ gleichmäßiges und zum Schluss ein stark absinkendes Antriebsmoment liefert. Daher wird die anfangs überproportional hohe Federkraft heute meist durch die Gestaltung des äußeren Federhakens und des Gesperrs (Sperrfeder, Sperrkegel und Sperrrad) kompensiert. Das Gesperr ermöglicht es, dass sich die Zugfeder nach dem Loslassen der Aufzugskrone geringfügig entspannt. Dagegen finden die “Malteserkreuz”-Stellungen, die den Vollaufzug und den kompletten Ablauf des Federhauses verhindern, wegen ihrer komplizierten Handhabung kaum noch Verwendung.

Im Handaufzugwerk A. Lange & Söhne L034.1 nimmt das Doppelfederhaus einen Großteil des Raumes ein. Dafür speichert es auch genug Energie für eine 31-tägige Gangautonomie.

Im Handaufzugwerk A. Lange & Söhne L034.1 nimmt das Doppelfederhaus einen Großteil des Raumes ein. Dafür speichert es auch genug Energie für eine 31-tägige Gangautonomie.

Da einer Handaufzugsuhr idealerweise täglich – möglichst immer zur gleichen Zeit – über die Krone neue Energie zugeführt wird, nutzt man vom Moment des Aufzugsvorgangs an nur vier der sieben Umdrehungen tatsächlich zum Betrieb eines Uhrwerks. Die drei verbleibenden Umgänge bilden somit eine durchaus wünschenswerte Gangreserve, die Vergesslichen das Stehenbleiben ihrer Uhr erspart, sich jedoch mit einem Nachlassen der Ganggenauigkeit verknüpft. Die Gangdauer eines Uhrwerks resultiert aus der verfügbaren Anzahl der Federumdrehungen.

Hier geht es weiter mit der Frage: Ein Federhaus oder ein Mehrfederhaussystem?

Automatikuhren: Zentralrotor oder Mikrorotor?

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Montage des Zentralrotors bei einem Automatikwerk von Glashütte Original

Bei Automatikuhren spielt die Schwungmasse eine entscheidende Rolle. In den heutigen Kalibern gibt es beides: zentrale und Mikrorotoren. Während sich der Zentralrotor durchgesetzt hat, stellen Mikro- oder Dreiviertelrotoren eher die Ausnahme dar. Wir ergründen die Ursachen.

Montage des Zentralrotors bei einem Automatikwerk von Glashütte Original

Montage des Zentralrotors bei einem Automatikwerk von Glashütte Original

Ohne Bewegung geht nichts bei mechanischen Uhrwerken. Das gilt vor allem für solche mit automatischem Aufzug. Dabei spielt die Form oder Ausprägung jenes Elements, welches die kinetische Energie des Handgelenks in ein Energiepotenzial zum Antrieb des Räderwerks umformt, eine maßgebliche Rolle. Die alles entscheidende Schwerkraft wirkt naturgemäß nicht in waagrechter Lage des Zeitmessers. Ergo geht es darum, die Schwungmasse so zu gestalten, dass sie ihre Aufgabe möglichst effizient erfüllen kann.

In den 50er-Jahren waren flache Automatikuhren gewünscht

Seit etwa 50 Jahren werden Rotoren den Anforderungen moderner Selbstaufzugswerke optimal gerecht. Heutzutage mag man kaum glauben, dass in den frühen 1950er-Jahren die Kunden immer öfter nach eleganten, sprich relativ flachen Automatik-Armbanduhren verlangten. Da war guter Rat teuer. Denn die überlieferten Konstruktionen mit – wie auch immer gearteten – Pendelschwungmassen widersetzten sich den Bemühungen um flache Bauweisen ebenso hartnäckig wie diejenigen mit mittig angeordneten, über dem ganzen Uhrwerk zirkulierenden Drehkörpern.

Chopard: Automatikwerk L.U.C 1.96 mit Mikrorotor

Chopard: Automatikwerk L.U.C 1.96 mit Mikrorotor

Fachleute sahen damals kaum Möglichkeiten, die Dimensionen unter etwa 5,5 Millimeter Bauhöhe zu drücken, weil sich dem die zentrale Lagerung von Stunden-, Minuten- und Sekundenzeiger sowie des Rotors hartnäckig in den Weg stellte. Mit anderen Worten: Ein spürbares Weniger verlangte nach unkonventionellen, aus technischer Sicht vielleicht sogar widersinnigen Lösungen, wie sie die Uhrenmanufaktur Büren Watch im Juni 1954 präsentierte. Drei Jahre später folgten dann die ersten, mit dem Kaliber 1000 ausgestatteten Uhren. Das in der Tat außergewöhnliche automatische Uhrwerk brachte lediglich 4,2 Millimeter zwischen die Backen der Schieblehre. Beim Kaliber 1001 mit Datumsanzeige waren es 0,4 Millimeter mehr. Das Ensemble verblüffte durch einen kleinen, in die Werksebene integrierten Rotor samt zugehörigem Aufzugsmechanismus.

Bürens Mikrorotor schreckte die Konkurrenz auf 

Der Verkaufserfolg der sogenannten “Super-Slender”-Kaliber ließ nicht lange auf sich warten. Dieser rief dann wiederum einige Mitbewerber auf den Plan. Sie verwiesen auf die theoretischen Grundlagen, wonach das Drehmoment eines Rotors mit der dritten Potenz seines Radius ansteigt und bemängelten im gleichen Atemzug die Verwendung eines derartigen Mikrorotors. Dabei ließen sie bewusst oder unbewusst unerwähnt, dass die kleine Schwungmasse wesentlich dicker ausfallen konnte als der übliche Zentralrotor. Außerdem drehte sie mit weniger Verlusten, und unerwünschte Schwingungen erfuhren eine rasche Dämpfung durch die Zugfeder. Im Kampf um Marktanteile waren und sind bekanntlich alle Mittel recht.

Hier geht es weiter mit der Geschichte der Mikro- und Zentralrotoren.

Das mechanische Uhrwerk

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Als Kaliber oder Uhrwerk bezeichnet man den Mechanismus, der im Inneren einer Uhr für den Antrieb und die Zeitanzeige zuständig ist. Wie das mechanische Uhrwerk von Handaufzugs- oder Automatikuhren funktioniert und welche die entscheidenden ...
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