Die Chronographenhemmung in Armbanduhren: Träume einen (großen) kleinen Traum
Der Gewinner des LVMH Watch Prize For Independent Creatives in seiner ersten Ausgabe war ein Uhrmacher namens Raúl Pagès, der den Preis für eine extrem schwierige Leistung erhielt: den Einbau einer Chronometer-Alarmhemmung in eine Armbanduhr. Pagès war in der Sammlergemeinde bereits für die Uhr Soberly Onyx recht bekannt, und wie viele unabhängige Uhrmacher, die später selbst berühmt wurden, hatte er beträchtliche Erfahrung mit der Restaurierung von Vintage replica Uhren (F.P. Journe ist ein offensichtliches Beispiel für einen anderen Uhrmacher, der denselben Weg einschlug). Pagès’ RP-1 Régulateur à Détente erregte jedoch die Aufmerksamkeit eines viel größeren Publikums, und der LVMH Watch Prize For Independent Creatives brachte ihn – das muss man ihm zugutehalten – an die Spitze einer großen Gruppe von Nominierten, die eine ziemlich starke Konkurrenz geboten hatten.
Dass Pagès’ Arbeit an der RP-1 so viel Ansehen genießt, liegt zum Teil daran, dass er sich selbst in gewissem Sinne eine fast unmögliche Aufgabe gestellt hatte. Um zu verstehen, warum das so ist, muss man sich klarmachen, welche Vorteile der Chronometer oder die Chronometerhemmung (die beiden Begriffe werden in der Uhrmacherei synonym verwendet, obwohl natürlich nicht alle Chronometeruhren eine Chronometerhemmung haben – tatsächlich haben fast keine eine, was auf die Herausforderungen hinweist, die mit dem Einbau einer Chronometerhemmung in eine Armbanduhr verbunden sind) gegenüber der praktisch allgegenwärtigen Ankerhemmung bietet.
Die Ankerhemmung findet sich in nahezu jeder modernen Uhr, auf deren Zifferblatt nicht Omega steht. Diese Hemmung ist eine Variante der älteren Ankerhemmung, die erstmals in Uhren verwendet wurde; bei Uhren herrscht Einigkeit darüber, dass die erste Ankerhemmung um 1756 von Thomas Mudge erfunden wurde. Ich frage mich oft, was Mudge denken würde, wenn er wüsste, dass seine Erfindung für die Entwicklung der modernen Uhr unverzichtbar sein würde – die Zahl der Uhren seit 1756, die die Ankerhemmung enthalten, muss Hunderte Millionen betragen.
Ebenso beeindruckend ist die Tatsache, dass mit Ausnahme der Koaxialhemmung seitdem keine einzige andere Uhrhemmung effektiv in Massenproduktion hergestellt wurde. Die Spindelhemmung, der Vorgänger der Anker- und Hebelhemmung bei Uhren, blieb in einigen Werkstätten bis fast zum Ende des 19. Jahrhunderts erhalten (vermutlich vor allem aus beruflicher Trägheit), und obwohl man mit viel Mühe eine außergewöhnliche Leistung aus einer Spindelhemmung herausholen kann, stehen die Chancen dagegen. Seit der Anker zum ersten Mal tickte, gab es wahrscheinlich Hunderte von Versuchen, andere Hemmungen zu entwickeln, aber Robin, Häcksler, Zylinder, Duplex und andere, zu viele, um sie aufzuzählen, sind alle außer Gebrauch geraten.
Vor Jahren wurde ich von der verstorbenen Clare Vincent, Kuratorin der Uhrensammlung des Metropolitan Museum of Art, gescholten, weil ich – wie sie fand – die Spindelhemmung zu Unrecht herabwürdigte. Sie wies darauf hin, dass ihrer Ansicht nach Jost Bürgis Kreuzschlag-Spindelhemmung aus dem Jahr 1584 Lob verdiente, und natürlich verwendete John Harrison eine Version der Spindelhemmung in seinem H4-Marinechronometer, obwohl es sich dabei um eine Art Spindelhemmung auf Steroiden handelte, mit wunderschön geformten Diamantpaletten und dem ersten bekannten Federhemmwerk in einer Uhr. Diese Ausnahmen sind jedoch Ausnahmen, die die allgemeine Regel bestätigen, dass die Spindelhemmung der Spindelhemmung in der Praxis weit überlegen ist. Harrisons Hemmung zum Beispiel erwies sich als so technisch schwierig zu konstruieren, dass seine Hemmung nie weiter verbreitet wurde – sie war im Wesentlichen eine Sackgasse, wenn auch eine großartige – und die erste wirklich erfolgreiche Hemmung für Marinechronometer war tatsächlich die Sperr- oder Chronometerhemmung.
Die Chronometerhemmung hat viele Vorteile. Im Wesentlichen funktioniert es, indem das Hemmungsrad verwendet wird, um die Unruh direkt anzutreiben. Das Hemmungsrad wird durch einen langen, dünnen, leichten Hebel an Ort und Stelle gehalten, der wiederum durch eine Feder – entweder eine Blattfeder an seinem Fuß oder eine Spiralfeder, die einer Unruhfeder ähnelt – gegen einen Hemmungsradzahn gedrückt wird. Diese Sperrklinke ist so eingerichtet, dass sie das Hemmungsrad entriegelt, wenn ein Entriegelungsstein auf der Unruh es kurz beiseite schiebt, und wenn sich das Hemmungsrad vorwärts bewegt, nimmt einer seiner Zähne den Impulsstein auf der Unruhrolle auf und gibt der Unruh Energie – gibt ihr Impuls. Die Vorteile der Hemmung bestehen darin, dass es sich um eine direkte Impulshemmung handelt, sie ist also von Natur aus effizienter als die Hebelhemmung, da in der Hemmung selbst keine Energie verloren geht – die Hebelhemmung verwendet das Hemmungsrad, um den Hebel hin und her zu schnippen, während sich die Unruh dreht, und so geht zwangsläufig Energie zwischen dem Hemmungsrad und der Unruh selbst verloren. Der andere Vorteil der Sperrklinkenhemmung besteht darin, dass sie kein Öl benötigt, da keine Gleitreibung auftritt; Die Ankerhemmung hat Öl auf den Palettensteinen des Ankers und da das Öl mit der Zeit verdirbt, erhöht sich die Reibung an den Impulsoberflächen und die Zeitmessung wird unregelmäßiger.
Die Sperrklinke hat jedoch drei große Nachteile. Der erste ist, dass sie nur in eine Drehrichtung der Unruh Impulse gibt, was bei einer Uhr am Handgelenk zu Unregelmäßigkeiten in der Unruhamplitude führen kann (bei einem Marinechronometer ist das größtenteils kein Problem). Der zweite ist, dass sie nicht selbststartend ist. Die Geometrie einer Ankerhemmung bedeutet, dass, wenn Sie Drehmoment in das Räderwerk einbringen, der Anker irgendwann durch das Hemmungsrad aus seiner Neutralstellung bewegt wird und die Unruh zu schwingen beginnt.
Das größte Problem beim Einbau einer Chronographenhemmung in eine Armbanduhr ist jedoch, dass die Kraft, die den Sperrstein der Chronographenhemmung gegen das Hemmungsrad hält, sehr gering ist und es keine „Sicherheit“ gibt, wie Uhrmacher es nennen – das heißt, die Geometrie der Hemmung verhindert nicht, dass sie sich versehentlich löst, wenn die Uhr einen Stoß erleidet. Die Ankerhemmung hingegen verwendet eine sogenannte „Zughemmung“ – die Geometrie der Ankerpaletten gegen die Zähne des Hemmungsrads drückt den Anker gegen sogenannte Bankflächen auf beiden Seiten der Welle des Ankers, wodurch ein versehentliches Lösen sehr schwierig wird. (Die meisten Uhren haben in der Vergangenheit verstellbare Stifte – Bankstifte – verwendet, obwohl die Bankflächen in einigen Fällen Teil der Werkplatte selbst sind, was bei der Herstellung große Sorgfalt erfordert, da es schwierig, wenn nicht unmöglich ist, die Bankflächen nachträglich einzustellen. Das Genfer Siegel verlangt, dass alle in Frage kommenden Uhren feste Bankflächen anstelle von Bankstiften verwenden.)
Die Idee, eine Art Hemmung mit Direktimpuls in einer Uhr zu verwenden, ist für Uhrmacher jedoch sehr verlockend, und im Laufe der Jahrhunderte gab es zahlreiche Versuche, sie an die Armbanduhr anzupassen oder eine Art Hemmung mit Direktimpuls zu entwickeln, die für den Einsatz in einer Armbanduhr geeignet ist. Das bekannteste Beispiel ist die Co-Axial-Hemmung, bei der ein komplexer Hebel zum Verriegeln des Hemmungsrads und zum Anziehen verwendet wird; die Co-Axial-Hemmung gibt in eine Richtung einen direkten Impuls und in die andere einen indirekten. Es ist keine perfekte Lösung, um die Vorteile der Hebel- und der Chronometerhemmung zu kombinieren, aber sie kommt dem sehr nahe und erfordert zumindest theoretisch kein Öl auf den Impulsoberflächen (Roger Smith hat mir in der Vergangenheit erzählt, dass er eine sehr kleine Menge Öl auf den Zähnen des Hemmungsrads verwendet, nicht weil die Hemmung dies erfordert, sondern um das Risiko einer Impulskorrosion zu verringern). Die Koaxialhemmung ist im Vergleich zur Ankerhemmung komplizierter, aber ihre Verwendung durch Roger Smith und Omega (die unterschiedliche Versionen der Hemmung verwenden, aber nach dem gleichen Prinzip arbeiten) hat ihren Wert und ihre Zweckmäßigkeit bewiesen. Omega erreicht damit die Präzision eines Master Chronometers (0/+5 Sekunden pro Tag maximale Gangabweichung) und produziert Hunderttausende Koaxialhemmungen pro Jahr.
Andere Versuche, eine Hemmung mit Direktantrieb an die Armbanduhr anzupassen, umfassen Breguets sogenannte „natürliche“ Hemmung. Dabei handelt es sich um eine Konstruktion mit doppeltem Hemmungsrad, bei der zwei gegenläufige Hemmungsräder der Unruh in beide Richtungen Impulse geben. „Natürlich“ bezieht sich hier auf den natürlichen Auftrieb – ein anderer Begriff für den direkten Impuls von der Unruh oder den Unruhrädern an die Unruh. Breguet konnte sein Design nicht zufriedenstellend umsetzen, aber einige moderne Uhrmacher haben Variationen des Designs verwendet, darunter Bernhard Lederer, Kari Voutilainen, Laurent Ferrier und George Daniels selbst, der zwei separate Getriebe für jedes der beiden Hemmungsräder verwendete – normalerweise wird bei einer natürlichen Hemmung eines der Hemmungsräder vom anderen angetrieben, was zu einer ungleichmäßigen Impulsenergie führt.
George Daniels‘ unabhängige Doppelradhemmung, basierend auf den Prinzipien von Breguets natürlicher Hemmung. Allerdings wird jedes Hemmungsrad separat von seinem eigenen Getriebe und seiner Antriebsfeder angetrieben.
Es gab auch Versuche, einzelne Direktimpulsdesigns zu entwickeln, die nicht auf die empfindliche Sperrklinke angewiesen sind – das bekannteste ist wahrscheinlich die sogenannte AP-Hemmung, die im Jules Audemars Chronometer verwendet wurde. Diese Hemmung verwendete einen Hebel zum Verriegeln und Entriegeln und ein Hemmungsrad, dessen Geometrie einem Hemmungsrad mit standardmäßiger Sperrklinkenhemmung ähnelte. Das Risiko einer versehentlichen Entriegelung wurde teilweise durch die Geometrie der Ankersteine reduziert (der Anker hatte wie die Ankerhemmung herkömmliche Bankstifte), aber vor allem durch die Verwendung eines Sicherheitspfeils am Anker – ein Vorsprung, der sehr nahe an der Unruhrolle saß; die Idee war, dass, wenn die Uhr einen Stoß erlitt und der Anker begann, sich versehentlich zu entriegeln, der Sicherheitspfeil die Rolle traf und verhinderte, dass sich der Anker vollständig entriegelte. Es war ein interessantes Design, aber AP entschied, es nicht in großem Maßstab zu produzieren – es erwies sich als sehr frequenzempfindlich; AP musste es mit 43.200 Halbschwingungen pro Stunde laufen lassen, und es war auch nicht selbststartend. Eine meiner vielen Erinnerungen an Giulio Papi stammt aus meiner ersten Dienstzeit als Revolutionsautor; ich fragte ihn, ob die Hemmung selbststartend sei, und er kicherte und ahmte jemanden nach, der eine Uhr hin und her dreht, um sie zum Laufen zu bringen. Obwohl es theoretisch ein Nachteil ist, dass eine Hemmung nicht von selbst anläuft, weiß ich nicht, inwieweit das im wirklichen Leben ein echtes Problem darstellt – die Frage käme nur auf, wenn Sie Ihr „ChronAP“, wie wir es nannten, auslaufen lassen und dann aufziehen, ohne zu bemerken, ob es angesprungen ist oder nicht.
Dies bringt uns schließlich über einen langen und gewundenen Weg zur Frage einer Chronometer-Dynamikhemmung in einer Armbanduhr – allgemein gesprochen ist das eine schreckliche Idee; die oben erwähnte Dynamikhemmung ist empfindlich, gibt Impulse nur in eine Richtung ab, entriegelt sich versehentlich, wenn man schielt, und ist darüber hinaus schwieriger zu konstruieren als eine Ankerhemmung – eine Hemmung, deren Eigenheiten wohlbekannt sind, deren Geometrie wohlbekannt ist und aus der Rolex eine maximale Gangabweichung von ±2 Sekunden pro Tag erzielt (allerdings mit der Chronergy-Hemmung, die optimiert wurde, um einige der Probleme mit der ungleichmäßigen Impulsenergie zu vermeiden, die man bei der Standard-Ankerhemmung hat). Wenn man die Dynamikhemmung jedoch für eine Armbanduhr anpassen könnte, hätte man zumindest theoretisch eine effizientere Hemmung als die Ankerhemmung, die auch eine bessere Gangstabilität auf lange Sicht hätte, da sich kein Öl auf den Impulsoberflächen befände.
Raúl Pagès‘ besondere Lösung basiert auf einem Patent, das ursprünglich 1891 an Emile James erteilt wurde. James‘ Entwurf verwendete eine schwenkbare Federsperre mit einer gebogenen Sicherheitsspitze an der Spitze, ganz in der Nähe der Unruhrolle. Die Sperre wird durch die Sicherheitsspitze blockiert, die gegen die Rolle schlägt, wenn die Sperre einen Stoß abbekommt und sich zu entriegeln beginnt; in der Impulsrolle befindet sich eine Kerbe, in die die Spitze der Spitze fällt, wenn sie zum richtigen Zeitpunkt entriegelt wird. Urban Jürgensens Chronometerhemmung funktioniert nach einem ähnlichen Prinzip, obwohl sich die Einzelheiten der beiden Entwürfe in der Gestaltung der Sperren und Sicherheitsrollen unterscheiden.
Die Verwendung von Sicherheitsmechanismen in Chronometerhemmungen für Armbanduhren mag zunächst etwas umständlich erscheinen, aber Sicherheitspfeile finden sich auch in Ankerhemmungen, wo der Pfeil verhindert, dass der Hebel das Ankerrad entriegelt, wenn die Uhr einen Stoß abbekommt, und zwar auf ähnliche Weise. Bei der Ankerhemmung ist ein versehentliches Entriegeln jedoch viel unwahrscheinlicher, da der Zug vom Hemmungsrad den Anker gegen seine Bögen drückt. Bei Armbanduhren mit Chronohemmung ist das Sicherheitssystem – die Nase am Ende der Chronohemmung bei der RP-1 – der Hauptschutz gegen versehentliches Entriegeln. Ideal wäre es, wenn eine Chronohemmung konstruiert werden könnte, die in gewisser Weise durch die Hemmungsgeometrie Sicherheit bietet und die ebenso relativ einfach zu konstruieren und simpel ist wie die Ankerhemmung.
Ich denke jedoch, dass es unfair wäre, die von Pagès und Jurgensen verwendeten Systeme als bloße Behelfslösungen zu bezeichnen. Sie stellen Kompromisse mit den inhärenten Nachteilen der Chronohemmung dar, aber das gilt in gewisser Weise auch für die Koaxialhemmung, die Impulse in zwei Richtungen und Zug liefert, aber auch komplexer als die Ankerhemmung ist und nur direkte Impulse in eine Richtung liefert. Die Konstruktion einer Hemmung für eine stationäre Uhr oder einen kardanisch aufgehängten Schiffschronometer ist in mancher Hinsicht einfacher als für eine Armbanduhr, da man sich keine Gedanken über den Schutz vor den fast ständigen Erschütterungen machen muss, denen eine Armbanduhr ausgesetzt ist; die extremsten Beispiele dafür, wie viel Präzision man erreichen kann, wenn man sich keine Gedanken über Bewegung und physische Stöße machen muss, sind hochpräzise Pendeluhren, von denen einige die Zeit auf eine Sekunde pro Jahr oder besser genau messen konnten, die aber in speziellen Gehäusen aufbewahrt werden mussten, die vor selbst geringen Vibrationen (wie vorbeifahrendem Straßenverkehr) abgeschirmt waren, und die Pendel hatten, die elektromagnetisch angetrieben wurden und ebenfalls im Vakuum schwangen.
Jede Hemmung stellt, wie jede mechanische Lösung für ein praktisches Problem, einen Kompromiss zwischen dem Idealen und dem Realen dar, und im Laufe der Geschichte der Uhrmacherei ist der Unterschied zwischen beiden immer kleiner geworden, wird aber nie ganz verschwinden. Enthusiasten argumentieren gerne über die winzigen Unterschiede in der Präzision, die von verschiedenen chronometrischen Standards gefordert werden, wie etwa dem Chronometerstandard COSC, der Master Chronometer-Zertifizierung oder dem Superlative Chronometer-Standard von Rolex. In der Praxis erweisen sich solche Unterschiede jedoch als beinahe unbemerkbar und bei einer modernen, präzisionsgefertigten Industrieuhr erhalten wir in vielen Fällen immer noch eine Leistung, die dem entspricht, was Uhrmacher in der Vergangenheit nur von Präzisionspendeluhren oder Chronometern im Gehäuse erwartet hätten.
Dies bedeutet jedoch nicht, dass Experimente wie die von Pagès oder Urban Jurgensen mit der Chronohemmung oder die von Uhrmachern, die die natürliche Hemmung an die Armbanduhr anpassen, uninteressant sind; solche Arbeiten verleihen der modernen Uhrmacherei die dringend benötigte Vielfalt und beweisen, dass einige der ältesten Probleme der Uhrmacherei weiterhin mit Einfallsreichtum gelöst werden. Die Hindernisse für eine breitere Einführung von Chronohemmungen in Armbanduhren sind an diesem Punkt vielleicht weniger praktischer Natur, sondern haben eher mit der bereits hervorragenden Leistung der modernen Ankerhemmung zu tun, deren Verhalten gut bekannt ist und deren Design seit über 250 Jahren verfeinert wurde. Wäre ich ein unabhängiger Uhrmacher, fände ich Experimente mit dem Hemmungsdesign unwiderstehlich, und obwohl ich nicht glaube, dass es einen Grund gibt, zu erwarten, dass irgendetwas die Ankerhemmung in Bezug auf Praktikabilität und Allgegenwärtigkeit in naher Zukunft vom Thron stoßen wird, sind solche Experimente von unschätzbarem Wert, um zu verhindern, dass die Uhrmacherei kreativ stagniert.