Wie funktioniert eine Automatikuhr?

Was eine Automatikuhr von anderen Uhren unterscheidet

Es gibt drei große Uhrenfamilien. Quarzuhren werden von einer Batterie oder Solarzelle angetrieben und von einem schwingenden Quarzkristall gesteuert. Handaufzugsuhren sind mechanisch, ihre Feder muss aber regelmäßig per Krone gespannt werden. Automatikuhren sind ebenfalls mechanisch, haben aber zusätzlich einen Rotor, der die Feder beim Tragen selbsttätig aufzieht. Die meisten Automatikwerke lassen sich zusätzlich auch per Krone aufziehen.

Der Begriff Automatik bezieht sich also allein auf den Aufzug, nicht auf die Zeitmessung. Wer die Vor- und Nachteile gegenüber Quarz abwägen möchte, findet sie im Beitrag Automatikuhr oder Quarzuhr.

Der Weg der Energie im Überblick

Im Inneren einer Automatikuhr arbeiten fünf Baugruppen zusammen. Die Skizze zeigt, wie die Energie vom Rotor über das Federhaus und das Räderwerk bis zur Unruh fließt.

Rotor und Federhaus: Energie gewinnen und speichern

Der Rotor ist eine halbkreisförmige Schwungmasse, die frei um die Werkmitte drehbar gelagert ist. Bei jeder Armbewegung schwingt er durch die Schwerkraft mit. Über ein kleines Getriebe mit Wechselrädern wird diese Drehung in eine Richtung umgesetzt und spannt die Zugfeder. Viele Werke ziehen in beide Drehrichtungen auf, einige nur in eine.

Die Zugfeder sitzt aufgerollt im Federhaus, einer kleinen Trommel. Je stärker sie gespannt ist, desto mehr Energie speichert sie. Ist sie voll aufgezogen, rutscht sie über eine Rutschkupplung, damit sie nicht überdreht werden kann. Wie lange die gespeicherte Energie reicht, nennt man Gangreserve. Bei vielen gängigen Werken sind das etwa 38 bis 42 Stunden, bei neueren Konstruktionen auch 70 Stunden oder mehr. Mehr dazu unter Gangreserve erklärt.

Räderwerk und Hemmung: Kraft dosieren

Vom Federhaus läuft die Kraft über das Räderwerk, eine Kette von Zahnrädern, die die langsame Drehung des Federhauses in die passenden Geschwindigkeiten für Stunden-, Minuten- und Sekundenzeiger übersetzt. Ohne Bremse würde die Feder sich in Sekunden entspannen und die Zeiger würden rasen.

Diese Bremse ist die Hemmung. Bei den meisten Armbanduhren ist das eine Schweizer Ankerhemmung aus Ankerrad und Anker. Der Anker blockiert das Ankerrad und gibt es bei jeder Schwingung der Unruh um genau einen Zahn frei. Gleichzeitig gibt er der Unruh einen kleinen Impuls, damit sie weiterschwingt. Das typische Ticken einer mechanischen Uhr ist genau dieses Ein- und Ausrasten.

Die Unruh: das Herz der Uhr

Die Unruh ist ein kleines Schwungrad mit einer haarfeinen Spiralfeder. Sie schwingt hin und her, und weil ihre Schwingungsdauer sehr gleichmäßig ist, bestimmt sie die Ganggenauigkeit der Uhr. Jede Schwingung in eine Richtung nennt man Halbschwingung. Viele moderne Werke arbeiten mit 21.600 oder 28.800 Halbschwingungen pro Stunde, also 3 oder 4 Hertz.

Je höher die Frequenz, desto feiner bewegt sich der Sekundenzeiger und desto unempfindlicher ist die Uhr oft gegenüber Stößen, allerdings verbraucht sie dabei auch mehr Energie. Was die Zahlen genau bedeuten, erklärt der Beitrag Halbschwingungen und Frequenz, umrechnen können Sie sie mit dem Schlagzahl-Umrechner.

Weil die Spiralfeder so empfindlich ist, beeinflussen Magnetfelder, Stöße und Temperatur den Gang. Deshalb weicht jede mechanische Uhr etwas ab, wie stark, regeln die Herstellerangaben. Eine Übersicht bietet der Beitrag Gangabweichung.

Krone, Zeigerstellung und Komplikationen

Über die Krone greifen Sie in das Werk ein. Je nach Position ziehen Sie die Feder auf, stellen das Datum oder die Uhrzeit. Bei vielen Werken hält in der Zeigerstellposition ein Sekundenstopp die Unruh an, damit Sie sekundengenau stellen können.

Alles, was über Stunden, Minuten und Sekunden hinausgeht, nennt man Komplikation: Datum, Wochentag, zweite Zeitzone, Gangreserveanzeige oder Chronograph. Jede Komplikation braucht zusätzliche Bauteile und etwas Energie aus der Feder.

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Häufige Fragen

Braucht eine Automatikuhr eine Batterie? Nein. Die Energie stammt allein aus der Zugfeder. Ausnahmen mit elektronischen Bauteilen erklärt der Beitrag Hat eine Automatikuhr eine Batterie?.

Warum heißt das Teil Rotor? Weil es sich frei um die Werkmitte dreht. Bei Uhren mit Glasboden können Sie ihm bei der Arbeit zusehen.

Läuft eine Automatikuhr ewig, wenn ich sie trage? Solange Sie sie ausreichend bewegen, ja. Nach Ablauf der Gangreserve bleibt sie stehen, wenn sie abgelegt wird.

Was macht die Unruh, wenn die Uhr steht? Sie steht ebenfalls still. Sobald die Feder wieder Energie liefert, beginnt sie von selbst zu schwingen.