Eine Uhr, zwei Herzen: Zeitmesser mit zwei Hemmungen

Die Unruh ist das schlagende Herz jeder mechanischen Uhr. Dies ist höchstwahrscheinlich keine Neuigkeit für Sie. Zusammen mit dem hörbaren Puls und dem schwungvollen Sekundenzeiger (im Gegensatz zum tickenden Sekundenzeiger bei Quarzuhren) ist die oszillierende Unruh eines der klaren Anzeichen dafür, dass Sie es mit einer mechanischen Uhr zu tun haben. Dank eines durchsichtigen Gehäusebodens oder einer Aussparung im Zifferblatt können Sie es oft in Aktion beobachten.

Dann gibt es noch die Uhren mit nicht nur einem, sondern zwei oder sogar vier (!) Unruhen. Und das nicht nur bei Modellen der Haute Horlogerie, sondern auch bei erschwinglichen Zeitmessern. Was genau passiert in diesen Uhrwerken, in die mehr als nur eine obligatorische Hemmung eingebaut ist? Gibt es dafür konkrete Gründe oder handelt es sich hier vielleicht um ein „Mehr ist mehr“-Prinzip? Wie kann eine Automatikuhr, die nur ein paar hundert Dollar kostet, über eine Doppelhemmung verfügen, wenn wir das ehrlich gesagt eher von einer fünf- oder sogar sechsstelligen, heiß begehrten Luxusuhr erwarten würden?

Wir werden all diesen Fragen nachgehen, indem wir uns konkrete Modelle ansehen, die über diese Technologien verfügen. Hinter scheinbar ähnlichen Uhren stecken unterschiedliche Konstruktionen und Designs. Doch schon beim ersten flüchtigen Blick auf das äußere Erscheinungsbild erkennt der aufmerksame Beobachter, dass die Zeitmesser bei einem Blick ins Innere wirklich unterschiedlicher nicht sein könnten Mehr Info.

Der MB&F HM9: Zwei Ausgleichsräder, ausgeglichen durch ein zentrales Differenzial
Machen wir einen kurzen Umweg, um eine Uhr mit zwei Unruhrädern besser zu verstehen. Haben Sie einen Moment Geduld mit mir – es wird sich lohnen, ich schwöre!

Ob in Ihrem Auto oder einem Lego-Set, das Sie vor langer Zeit zusammengestellt haben, die meisten Leute haben von einem Differenzial gehört. In den meisten Fahrzeugen handelt es sich um eine wesentliche Komponente, die es den Rädern an jedem Ende einer Antriebsachse ermöglicht, sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu drehen, während sie von demselben Motor angetrieben werden und beispielsweise eine Kurve fahren oder fahren. Dabei variiert der Radius, den ein Rad zurücklegt, im Vergleich zum Rad am anderen Ende der Achse, das heißt, es muss sich langsamer oder schneller drehen als sein Gegenstück. Das in der Mitte der Achse platzierte Differenzial macht genau das, was sein Name verspricht: Es gleicht den Unterschied zwischen der Drehzahl der einzelnen Räder aus. Dieses technologische Phänomen ist auch für die Uhrmacherei von unschätzbarem Wert.

Eine häufige Anwendung eines Differenzials in Uhren ist die Gangreserveanzeige, d. h. die Anzeige, die anzeigt, wie viel „Wind“ noch in der Aufzugsfeder im Federhaus vorhanden ist. Bei dem Uhrwerk treibt ein mit dem Sperrrad oder der Federhauswelle verbundenes Zahnradgetriebe die Gangreserveanzeige an. Die Zähne des Laufs sind mit der anderen Seite des bei diesem Verfahren verwendeten Differentialgetriebes verbunden. Da die Kraft der Aufzugsfeder genutzt wird, bewegt sich die Gangreserveanzeige in die entgegengesetzte Richtung. Abhängig von der verbleibenden Gangreserve zeigt die am Differenzial angebrachte Nadel die Differenz zwischen den Gangstufen an. Die Nadel beschreibt somit einen bestimmten, begrenzten Winkel, der intuitiv als Gangreserve interpretiert wird.

Wie lässt sich dieses Prinzip nun auf Uhren mit mehr als einer Unruh anwenden?

Glücklicherweise verwenden die verschiedenen MB&F HM9-Modelle ein Differenzial, um zwei scheinbar unabhängige Uhrwerke zu vereinen und so in einer Uhr zusammenzuarbeiten.

Das komplexe, dreidimensionale Saphirglasgehäuse dieser Uhr ermöglicht dem Träger einen freien Blick auf die beiden hin- und herschwingenden Unruhräder. Die Zeit selbst wird auf einem Zifferblatt angezeigt, das im 90-Grad-Winkel zu den Unruhachsen positioniert ist.

Auch das Differenzial dieser Uhr ist gut sichtbar und befindet sich an zentraler Stelle unter der typischen axtförmigen Brücke von MB&F. Dieses sogenannte Planetendifferenzial verfügt im Gegensatz zum Differenzial eines Autos über koaxial angeordnete Zahnräder, die sich um die gleiche Achse drehen. Es ist so ausgerichtet, dass ein Antriebszahnrad des Differenzials genau der durchschnittlichen Drehzahl der beiden angetriebenen Zahnräder entspricht. Da ihre Geschwindigkeit durch die unabhängigen Unruhräder bestimmt wird, zeigt das Zifferblatt der Uhr eine Zeit an, die der durchschnittlichen Leistung beider Hemmungen entspricht. Beide Unruhräder der HM9 werden von einem einzigen Federhaus angetrieben, was übrigens kein unbedingtes mechanisches Muss ist; Es sind auch andere Designs möglich, bei denen zwei Fässer zum Einsatz kommen.

Die Frage ist natürlich, warum das alles überhaupt notwendig ist. Aus rein wissenschaftlicher Sicht und abgesehen von ihrem Nutzen im Vergleich zum Aufwand, der in die Entwicklung dieser Technologie gesteckt wurde, ist die Antwort einfach: Keine einzelne Hemmung ist jemals perfekt reguliert, insbesondere wenn sie von der Position einer Uhr sowie anderen Umweltfaktoren beeinflusst wird beeinflussen, wie genau eine Uhr läuft. Unabhängig davon, wie viel Zeit und Mühe in die Konstruktion einer Uhr gesteckt wird, garantieren selbst die besten Uhrenmarken nur eine bestimmte Ganggenauigkeit (schnell oder langsam). Viele Zeitmesser aus einer einzigen Uhrencharge bewegen sich im mittleren Bereich dieses vorgegebenen Bereichs, während der Rest am oberen oder unteren Ende dieses Bereichs läuft.

Genau aus diesem Grund ist die Verwendung von zwei Hemmungen und einem Differenzial zur Mittelung ihrer Leistung von großer Bedeutung für die Präzision: Die Wahrscheinlichkeit, dass eine Hemmung nicht genau läuft, ist mäßig, während die Wahrscheinlichkeit, dass zwei Hemmungen nicht genau laufen, deutlich geringer ist. Und je mehr, desto besser…

Umso besser, denn mit der Quatuor hat Roger Dubuis wirklich neue Maßstäbe gesetzt: Diese Uhr verfügt über vier Hemmungen und beeindruckende fünf Differentiale zur Mittelung ihrer Rotationsgeschwindigkeit. Diese Uhr hat eine konstruktive Komplexität erreicht, die für zukünftige Zeitmesser in absehbarer Zeit kaum zu übertreffen sein wird.

Es gibt einen weiteren relativ unabhängigen, wenn auch ebenso wichtigen Grund für die Herstellung einer Uhr mit mehr als einer Hemmung: die Schwerkraft und/oder die Position einer Uhr.

Ein perfektes Beispiel für einen Zeitmesser, der diesen Einflüssen entgegenwirkt, ist die Greubel Forsey Double Balancier. Auch hier wird ein Differential verwendet, um die Bewegung zweier unabhängiger Unruhräder zu mitteln. Im Gegensatz zur HM9 sind die beiden Unruhräder bei dieser Uhr jedoch nicht auf derselben Ebene montiert, sondern in einem relativen Winkel zueinander angeordnet.

Die Idee hinter einem Tourbillon besteht darin, dass Hemmung und Unruh in einem rotierenden Käfig montiert sind, wodurch der Einfluss der Schwerkraft eliminiert wird. Mit der Positionierung der beiden Unruhachsen zielt Greubel Forsey auch auf eine Mittelung ab: Wenn die Schwerkraft auf eines der Unruhräder in seiner Position einwirkt, minimiert das zweite Unruhrad in seiner jeweils anderen Position diesen Einfluss oder hebt ihn auf ganz raus.

Offensichtlich hat die HM9 diesen Trick nicht im Ärmel, aber trotz all dieser ehrgeizigen Technologie zur Verbesserung der Genauigkeit der Uhren bleibt die Frage: Erzielen diese hochkomplexen, limitierten Uhrenserien tatsächlich die gewünschten Ergebnisse? Vielleicht sollten diese Zeitmesser stattdessen als eine Art „Proof of Concept“ betrachtet werden, der zeigt, dass die Uhrmacher nicht bereit sind, vor einer Designherausforderung, ob theoretisch oder nicht, zurückzuschrecken. Daher die Faszination und die manchmal exorbitant hohen Preise für diese Zeitmesser.

F.P. Journe Chronomètre à Résonance: Der Mythos der Resonanz?
F.P. Journes Chronomètre à Résonance ist ein klassischer Zeitmesser mit einem legendären, mythenumwobenen Uhrmacherphänomen: der Resonanz.

Wenn Sie sich fragen, was die physikalische Definition von Resonanz ist: Resonanz entsteht, wenn ein Objekt einer externen Kraft/Vibration ausgesetzt wird, die seiner Eigenfrequenz entspricht. Vielleicht haben Sie das alte Video gesehen, in dem die Tacoma-Narrows-Brücke im Wind schwankt, Resonanz findet und in den Fluss darunter stürzt. Unter Resonanz versteht man bei Uhren das Phänomen, dass zwei Pendel oder Unruhen, die scheinbar nicht mechanisch miteinander verbunden sind, nach einiger Zeit mit der gleichen Frequenz zu schwingen oder zu schlagen beginnen.

Wie die anderen oben besprochenen Uhren verfügt auch das Chronomètre à Résonance über zwei separate Unruhen, also zwei völlig separate Hemmungen. Das Zifferblatt verfügt über eine Doppelanzeige, jedoch über kein Differenzial zur Mittelung der beiden Hemmungen. Hier besteht die Aufgabe des Differentials darin, den Kraftfluss vom einzelnen Federhaus der Uhr zu jeder der separaten Hemmungen zu leiten. Ein wahres Schmuckstück dieser Uhr ist, dass beide Räderwerke mit einem separaten Remontoir ausgestattet sind, einer Konstantkrafthemmung, die über die gesamte Dauer des Abziehens der Aufzugsfeder eine kontinuierliche und gleichmäßige Antriebsenergie und damit eine stabile Genauigkeit gewährleistet. Schauen Sie sich unbedingt meinen Technischen Leitfaden: Mechanismen mit konstanter Kraft in der Uhrmacherei an, um mehr zu erfahren.

Was genau ist Resonanz?
Das Resonanzphänomen ist seit Jahrhunderten bekannt. Legendäre Uhrmacher wie Breguet experimentierten mit dem Konzept. Er entwarf Resonanztaschenuhren mit zwei Hemmungen und testete sie ausgiebig, unter anderem in einer Vakuumkammer. Breguet stellte die Hypothese auf, dass die durch die Vibrationen und die daraus resultierenden Turbulenzen verdrängte Luft zu einer gegenseitigen Beeinflussung der einzelnen Unruhräder auf die andere führen würde. Seine Experimente in der Vakuumkammer sowie mit dünnen Stahlschutzvorrichtungen um die Unruhräder zur Vermeidung von Luftturbulenzen bewiesen, dass dieser Faktor tatsächlich unbedeutend war.

Breguet passte auch den Abstand zwischen den Unruhrädern an, um die Auswirkung dieses Parameters zu testen, und erwies sich als ebenso unwichtig.

Die logische Schlussfolgerung dieser Arbeit war, dass das, was im Inneren des Kalibers geschah, auf statische Komponenten wie die Platinen oder Brücken des Uhrwerks zurückzuführen war. Winzige, kaum wahrnehmbare Vibrationen, die in ihnen auftreten und sich auf die Federlagerung übertragen, müssen die Ursache für die Synchronisierung der beiden Hemmungen sein.

F.P. Journe stellte dieses Konzept um die Jahrhundertwende in einer kompakten Armbanduhr auf die Probe: Die verschiedenen Iterationen des Chronomètre à Résonance sind seitdem die wichtigsten Glanzstücke der Marke. Durch die Doppelanzeige der Modellreihe kann der Träger genau erkennen, wie synchron beide Hemmungen arbeiten.

Heutzutage gibt es unzählige Uhren mit zwei Hemmungen, die auf den ersten Blick leicht mit „echten“ Resonanzuhren verwechselt werden könnten. Im Inneren der meisten dieser Modelle gibt es jedoch eine direkte mechanische Verbindung, etwa ein Differenzial, wie oben erläutert. Aber es gibt noch ein weiteres Resonanzprinzip, das bei einigen exklusiven Zeitmessern am Werk ist, auf das ich weiter unten eingehen werde.

Armin-Strom-Resonanz: Zwei Unruhräder und eine patentierte Feder
Als Schwergewicht der Uhrentechnik, dessen Zeitmesser innovative Lösungen in den Vordergrund stellen, hat Armin Strom eine eigene, einzigartige Version der Resonanzuhr geschaffen.

Wie wir gesehen haben, beruht das Resonanzprinzip nicht auf mysteriösen, unerklärlichen Phänomenen, sondern auf der Übertragung von Schwingungen – auch wenn diese kaum wahrnehmbar sind. Anstatt die Schwingungsübertragung von einer Unruh auf die andere den Platten und statischen Bauteilen zu überlassen, hat Armin Strom zu diesem Zweck eine komplexe, patentierte Feder entwickelt.

An dieser Feder sind die äußersten Befestigungspunkte der freidrehenden, gegenläufigen Unruhräder dieser Uhren befestigt. Diese Verbindung ist weitaus effektiver als eine starre Montage auf einer Platine und ermöglicht eine Synchronisierung der Unruhräder, die sonst um einige Minuten pro Tag voneinander abweichen würden. F.P. Die Technologie von Journe erreicht eine Unruhregulierung, die einen schnellen, stabilen Resonanzzustand ermöglicht, der bei vielen ihrer Modelle mit offenem Zifferblatt in Aktion beobachtet werden kann. Sie liefern außerdem eine zulässige Toleranz von nur fünf Sekunden Abweichung pro Tag!

Doch die Idee, die Befestigungspunkte der Unruh direkt mit einer Feder zu verbinden, ist kein völlig neues Konzept. Beat Haldimann hat dies 2005 mit der beeindruckenden Beat Haldimann H2 Flying Resonance geschafft. Bis auf das Konzept selbst hat dieser Zeitmesser jedoch wenig mit den futuristischen, unkonventionellen Designs von Armin Strom gemein.

Die gegenläufigen Unruhräder halten die Kupplungsfeder äußerst stabil und der Träger kann diesen Vorgang in Aktion beobachten. Kupplungsfedern und Unruhräder nehmen auf dem Zifferblatt einer Uhr meist viel Platz ein. Die Uhren dieser umfangreichen Kollektion zeichnen sich durch unterschiedliche Sichtbarkeitsgrade dieser Komponenten aus, sodass die Linie auf die unterschiedlichen Geschmäcker der einzelnen Besitzer eingehen kann.

Neben Pure Resonance bietet Armin Strom auch die Modelle Mirrored Force und Zeitgeist an, die über zwei gegenläufig rotierende Sekunden-Flyback-Zifferblätter verfügen, ein weiterer Hinweis auf die bemerkenswerte Synchronizität der Unruhräder dieser Uhr. Die Armin Strom Masterpieces-Kollektion beherbergt die Dual Time Resonance mit zwei Anzeigen auf ihrem länglichen Gehäuse. Die Minutenrepetitionsresonanz geht mit einer zusätzlichen Komplikation der Minutenrepetition noch einen Schritt weiter.

Zusammenfassung
Wie Sie sehen, verfügt nicht jede Uhr, die stolz über zwei Unruhräder verfügt, über die gleiche Technologie. Es gibt unzählige Möglichkeiten, physikalische Prinzipien und mechanische Gesetze, die kombiniert werden können, um faszinierende Bewegungen zu erzielen. Auch die Entwicklung und Veredelung dieser Uhren kann von Marke zu Marke stark variieren, was sich natürlich auch im Preis widerspiegelt. Die Uhren, die ich heute hier besprochen habe, liegen alle im oberen Preissegment.

Falls Sie sich fragen, ob es Uhren mit Doppelhemmung gibt, die einen Rekord in puncto Erschwinglichkeit aufstellen, wird es Sie interessieren, dass Sie für einen niedrigen dreistelligen Betrag eine Uhr mit zwei funktionierenden Hemmungen kaufen können, die auf/durch das Zifferblatt sichtbar sind . Wie lässt sich der unglaublich niedrige Preis erklären? Nun, es ist ziemlich einfach: Nur eine der Hemmungen treibt die Uhr tatsächlich an; Die andere Hemmung macht nichts anderes, als sich zu bewegen, um den Träger zu erfreuen.