Wunderwerk Automatikwerk - Von der Armbewegung bis zum Ticken der Zeiger

Der Lauf der Zeit auf die Größe einer Münze komprimiert - das ist für viele Uhrenliebhaber Faszination pur.
Doch wie genau funktioniert ein Automatikwerk eigentlich? Wieso hört es nie auf zu ticken und aus welchen Bestandteilen setzt es sich zusammen?

Auch wenn sich die einzelnen Komponenten eines Automatikwerks von Hersteller zu Hersteller leicht unterscheiden, so basieren heutzutage fast alle Automatikwerke auf demselben grundlegenden Prinzip: Mit Hilfe kinetischer Energie (Bewegungsenergie; z.B. durch eine Armbewegung) wird durch einen kugelgelagerten Rotor Schwungmasse auf eine Zugfeder übertragen, die somit aufgespannt wird. Wenn Ihre Automatikuhr einen Sichtboden hat, können Sie den Rotor problemlos erkennen. Der halbrunde und bewegliche Rotor ist von hier aus gesehen das oberste Teil des Uhrwerks und schwingt mit, wenn Sie Ihre Uhr in Bewegung setzen.

Dadurch, dass die Feder wieder in ihre ursprüngliche, ungespannte Form zurückgelangen will, wird nun die eigentliche Antriebskraft generiert. Die aus einem feinem Draht bestehende und spiralisierte Feder befindet sich im sogenannten “Federhaus”. Eine Rutschkupplung (auch “Bridge” genannt) beugt einem Überdrehen der Feder vor. Eine Uhr kann also nicht zu viel bewegt werden.

Montblanc Uhrwerk

Die Energie, die dadurch entsteht, dass die Feder sich wieder entspiralisieren will, wird an das Räderwerk weitergeleitet. Das Räderwerk besteht aus dem Minutenrad, dem Zwischenrad und dem Sekundenrad, die man sich optisch wie kleine nacheinander geschaltete Zahnräder vorstellen kann.

Das große Minutenrad ist dabei direkt mit dem Federhaus verbunden und absorbiert als erstes die Antriebskraft der Feder. Für eine vollständige Umdrehung braucht das Minutenrad exakt 60 Minuten.

Durch das “Minutenrohr” ist das Rad mit dem Minutenzeiger auf dem Zifferblatt verbunden. Im Inneren der Uhr ist dem Minuten- das Zwischenrad nachgeschaltet, welches wiederum mit dem Sekundenrad verbunden ist. Welches - logischerweise - in der Regel 60 Sekunden für eine Umdrehung braucht und mit dem Sekundenzeiger verbunden ist. Da die Räder in einem Automatikuhrwerk einen gleichmäßigen Lauf haben, springen die Zeiger auch nicht wie bei einer Quarzuhr von einem Feld zum nächsten, sondern gleiten ununterbrochen über das Zifferblatt.

Räderwerk einer Automatik-Uhr

Die Hemmung - Der Taktgeber der Uhr

Das Sekundenrad greift nun mit dem Ankerrad zusammen, dem ersten Teil der Hemmung. Diese besteht aus Ankerrad, Anker und der daran angelagerten Unruh. Die Aufgabe der Hemmung ist es, die Antriebskraft zu bündeln; sie also zu “hemmen”. Einem zu schnellen Freisetzen der Energie des Federhauses wird somit vorgebeugt.

In der Geschichte der Uhrmacherei wurden über 250 verschiedene Hemmungssysteme entwickelt, wobei sich in den meisten modernen Armbanduhren die Schweizer Ankerhemmung wiederfindet. Der Anker fungiert dabei wie ein hin- und herschwingendes Pendel, das sich in das Ankerrad (ebenfalls ein Zahnrad, welches über die vorgestaffelten Zahnräder durch die Feder in Bewegung gesetzt wird) einhakt und dieses so in regelmäßigen Abständen zum Stoppen bringt. Das berühmte “Tick Tack” Geräusch einer Uhr entsteht übrigens durch das Anstoßen der Ankerradzähne an die Plattensteine der Anker-Arme. Da diese unterschiedlich lang sind, macht es eben “Tick Tack” und kein gleichmäßiges “Tick Tick” Geräusch.

Der eigentliche Taktgeber im Hintergrund der Zahnräder ist die sogenannte Unruh. Die Unruh sieht aus wie ein Rotorblatt, das inmitten eines runden Metallrahmens hin und her schwingen kann - daher wird dieser Teil des Automatikuhrwerkes auch das Schwungsystem genannt. Nachdem Ankerrad und Anker durch das Sekundenrad in Bewegung gesetzt wurden, wird auch die Unruh durch die Unruhwelle, die mit dem Anker verbunden ist, bewegt und beginnt ihre erste Halbschwingung.

Taktgeber der Uhr

Für geregelte Ruhe im Räderwerk sorgt die Unruh

Kehrt die Unruh von der Halbschwingung zurück, greift ihr Hebestein wieder in den Anker und bewegt diesen weiter. Damit eine Uhr ganggenau läuft, ist die Zahl der Halbschwingungen der Unruh fest vorgegeben (bei modernen Uhren zumeist 21.600 oder 28.800 Schwingungen pro Stunde). Das Zusammenspiel zwischen Anker, Ankerrad und Unruh sieht auf den ersten Blick komplizierter aus als es ist: Letztendlich wird das Ankerrad durch das Räderwerk in Bewegung gesetzt. Diese Bewegung wird an den Anker und damit die Unruh weitergeleitet. Das Zusammenspiel dieser beiden Elemente “hemmt” nun wieder die Bewegung des Ankerrads und gibt der Uhr ihren Takt.

Zusammenfassung: Durch kinetische Energie wird die Feder im Federhaus aufgespannt. Diese zieht es nun aufgrund physikalischer Gesetze wieder in ihre Ursprungsform zurück. Diese Bewegung wird nun an das nachgeschaltete Räderwerk weitergeleitet, das mit den Zeigern auf dem Zifferblatt verbunden ist. Die Hemmung am Ende des Räderwerks gibt dem gesamten Ablauf nun den notwendigen Takt. Die Unruh vollzieht ihre Halbschwingungen und sorgt so dafür, dass der Anker in das Ankerrad eingreift und dieses in regelmäßigen Zeitabständen stoppt. Dadurch werden auch die vorgeschalteten Räder gestoppt und einem zu schnellen “Entladen” der aufgespannten Feder wird entgegengewirkt. Durch diese Regulierung der Räder laufen die Zeiger auf dem Zifferblatt letztendlich zeitgenau.

Die Schweizer Ankerhemmung gehört zu den “freien” Hemmungen. Frei deshalb, weil sich die Unruh nach dem ersten Impuls durch den Anker frei dreht.

Die Hemmung mit der Unruh befindet sich am Ende des Räderwerks und ist sozusagen das letzte Glied in der Kette des Uhrwerks. Gleichzeitig ist es aber auch Taktgeber für alle vorgeschalteten Elemente und sorgt dafür, dass alle anderen Räder im Takt laufen und somit auch die Zeiger die Zeit möglichst präzise wiedergeben. Bei einem Quarzwerk steht die gangbestimmende Komponente (der Schrittmotor) übrigens am Anfang der Kette, also vor den Zahnrädern, die mit den Uhrenzeigern verbunden sind.

Unruh

Das Automatikwerk in der Praxis

Lassen Sie sich nicht von verschiedenen Formulierungen verwirren. Oft wird das Ankerrad auch als “Hemmungsrad” bezeichnet - Unterschiede in der Funktionsweise ergeben sich deswegen aber freilich nicht. Der Anker wird gelegentlich auch einfach als “Hemmstück” bezeichnet und die Unruh als “Gangregler”.

Die Gangreserve gibt an, wie lange das Automatikwerk durch das Federhaus mit Energie versorgt ist, ohne bewegt werden zu müssen. Diese liegt je nach Hersteller und Modell meistens zwischen 24 und 60 Stunden. Durch “Uhrenbeweger” kann ein Zeitmesser in Bewegung gesetzt werden, auch wenn er gerade nicht am Handgelenk getragen wird. Somit kann auf ein manuelles Aufziehen nach einer längeren Pause verzichtet werden. Wer seine Uhr manuell aufzieht, sollte darauf achten, dass mit dem Drehen bei einem spürbaren Widerstand (der Rutschkupplung) aufgehört werden sollte. Die meisten Uhren werden übrigens im Uhrzeigersinn aufgedreht. Ein Drehen der Krone in die falsche Richtung ist dank der sägezahnförmigen Verzahnung des Aufzugs bei den meisten Modellen jedoch nicht schädlich. Bevor Sie selbst Hand an Ihre Uhr anlegen, sollten Sie in die Bedienungsanleitung Ihrer Uhr gucken. Für die meisten Modelle gibt es diese umsonst im Internet.

Longines Uhrwerk