Uhren ticken und ticken. Das versteht sich von selbst, oder? Schon Babys assoziieren den Lauf der Zeit mit diesem einsilbigen Wortpaar.
Das Geräusch entsteht durch das Hin- und Herschlagen einer Palettengabel, die fast ununterbrochen in ein Hemmungsrad eingreift. Im Guten wie im Schlechten sind die Geräusche der Uhrmacherkunst in uns verankert, wie Tick und Tock. Man muss nicht wissen, wie eine Uhr funktioniert, aber man weiß, was es ist, wenn man es hört.
Jede mechanische Uhr macht ein Geräusch, aber es ist nicht immer so einfach wie das Ticken und Tuten, das man erwartet. Und wer ein geschultes Ohr hat, kann einem Zeitmesser zuhören und genau wissen, welche Art von Hemmung in ihm arbeitet.
Willkommen zur Präzisionsparty – das ist das faszinierende Kaliber 9012 im Inneren des preisgekrönten, hochkomplexen Central Impulse Chronometers von Bernhard Lederer.
Vor mehr als vierzig Jahren war ein junger deutscher Uhrmacher namens Bernhard Lederer besessen von dem leisen Geräusch, das eine Hemmung von sich gibt. Sein Wunsch, das Geräusch zu verstehen, führte dazu, dass er sein Leben der Uhrmacherei widmete – und bis heute ist Lederer besonders fasziniert von den Vor- und Nachteilen, die eine Hemmung im Vergleich zu einer anderen hat.
Nach einer Karriere, in der er meist hinter den Kulissen für andere gearbeitet hat, ist Lederer nun Mitte sechzig und bereit, seinen einzigartigen uhrmacherischen Einfallsreichtum mit seiner “Masters of Escapement”-Serie unter Beweis zu stellen, einer Kollektion von sechs fake Uhren, die in den nächsten Jahren erscheinen und jeweils das ultimative Beispiel für eine bestimmte Form der Hemmung darstellen sollen.
Bernhard Lederer nach der Verleihung des Innovationspreises für das Central Impulse Chronometer beim GPHG 2021. Lederer ist auch langjähriges Mitglied der AHCI, der einzigen unabhängigen Organisation, der er 1985 beitrat. Mehr über Lederers umfangreiche Karriere und seinen vielfältigen Werdegang erfahren Sie hier. Bild, GPHG
Lederers erste Veröffentlichung in der Kollektion “Masters of Escapement” war der Central Impulse Chronometer, der auf der unabhängigen Doppelrad-Doppelimpulshemmung von George Daniels basiert und bei der GPHG-Ausgabe 2021 mit dem Innovationspreis ausgezeichnet wurde. Der Central Impulse Chronometer wird derzeit in einer Auflage von 25 Stück in einem Gehäuse aus Roségold oder Weißgold mit den Maßen 44 mm × 12,2 mm produziert und hat einen UVP von 128.000 CHF. Lederer sagt, er habe sechs Jahre Forschung und Entwicklung gebraucht, um den Central Impulse Chronometer fertigzustellen, aber es ist eindeutig etwas, woran er seine ganze Karriere lang gedacht und gearbeitet hat.
Ich habe mich in den letzten Monaten ein paar Mal mit ihm getroffen, um über seine innovative (und einschüchternde) Kreation zu sprechen.
Ich habe Folgendes gelernt.
(Wenn Sie eine kurze technische Einführung benötigen, schauen Sie sich bitte die folgenden Links an, um die folgenden Begriffe aufzufrischen: Hemmung, natürlicheHemmung, Hemmungsbremse und Remontoire. Außerdem empfehle ich Ihnen, den Artikel von HODINKEE aus dem Jahr 2020 “Die moderne Uhrenhemmung und wie es dazu kam” zu lesen oder zu überarbeiten).
Ich habe gelernt … Warum die natürliche Flucht ein Irrweg ist
Die Naturhemmung war ihrer Zeit voraus. Das sagen immer alle. Die sogenannte “natürliche” Hemmung, eine Erfindung des einzigartigen Abraham-Louis Breguet aus dem frühen 19. Jahrhundert, beruht auf der Verwendung von zwei Hemmungsrädern (statt einem), die in einem einzigen Räderwerk angeordnet sind und ihren Impuls direkt und ohne Öl oder Schmierung an die Unruh abgeben.
Hier sehen Sie ein Diagramm, das die ursprüngliche natürliche Hemmungsarchitektur zeigt, wie sie von Abraham-Louis Breguet erdacht wurde. Bild, Wiki, Kjorford
Mit moderner Fertigung und Hightech-Materialien wie Silizium sollte es möglich sein, Abraham-Louis Breguets ursprüngliche Idee einer schmiermittelfreien “natürlichen” Hemmung ohne die ihr innewohnenden Probleme zu verwirklichen, nämlich die durch die kleinen Lücken in den Zahnrädern entstehenden Verzahnungsprobleme. Diese scheinbar unbedeutenden Freiräume vermindern den Druck, der auf das zweite Hemmungsrad ausgeübt wird, was schließlich zu einem Spiel führt. Im Streben nach präziser Zeitmessung sind es winzige Toleranzen wie diese, die den Unterschied ausmachen.
Eine Reihe von heutigen Uhrmachern hat behauptet, das Problem des Rückschlags gelöst zu haben – Kari Voutilainen, F.P. Journe und Laurent Ferrier sind die wichtigsten von ihnen (siehe diesen Old-School-Artikel von HODINKEE für einen Vergleich ihrer individuellen Ansätze) – aber die Geschichte endet nicht mit ihnen.
“Die natürliche Hemmung ist ein System, das niemals perfekt funktionieren wird”, sagt Lederer. “Der Grund dafür ist der physikalische [Energie-]Verlust.”
Ein Diagramm, das Kari Voutilainens Vorstellung von einer natürlichen Hemmung veranschaulicht. Beachten Sie, dass die Antriebsräder nicht sichtbar sind; Voutilainen hat sie extra unter dem Zifferblatt versteckt.
Laurent Ferriers Vision einer natürlichen Hemmung ist eines der bekanntesten Beispiele des 21. Jahrhunderts. Ferriers Lösung bestand in der Entwicklung eines speziellen Hebels aus Silizium und eines Abnähers/Schutzstifts, der den Zahnrädern helfen soll, ein Spiel zu vermeiden.
Historisch gesehen treibt bei einer natürlichen Hemmung das Räderwerk das Ankerrad an; auf derselben Achse des Ankerrads befindet sich dann ein weiteres Rad, das mit dem zweiten Ankerrad in Kontakt steht. Plötzlich muss ein einziges Räderwerk insgesamt vier Räder beschleunigen, statt wie üblich ein einziges. Und wenn sich die Anzahl der Räder verdoppelt hat, vervierfacht sich die benötigte Energie, um die gleiche Beschleunigung aufrechtzuerhalten. Mit anderen Worten: Eine natürliche Hemmung benötigt die 16-fache Energie, um die gleiche Beschleunigung auf vier Rädern zu erreichen, die ein einzelnes Rad benötigen würde.
“Woher?” fragt Lederer. “Und ohne der Achse und dem ganzen System zu viel ‘Nutzen’ zu bringen, werden Sie die 16-fache Energie hinzufügen? Das wird destruktiv.”
Das Problem bleibt dasselbe, auch wenn leichte Siliziumkomponenten verwendet werden. Ob nun ein Siliziumrad oder vier beschleunigt werden müssen, es ist immer noch die 16-fache Leistung erforderlich, wenn die Räder zusammenarbeiten. Man braucht immer noch die 16-fache Energie.
“Ich halte die Idee der natürlichen Hemmung für gut, solange das Gewicht gleich Null ist”, sagt Lederer. “Wenn Ihr Hemmungsrad kein Gewicht hat, haben Sie eine perfekte Beschleunigung, und es funktioniert. Aber sobald Ihr Rad aus einem physikalischen Material besteht, das ein bestimmtes Gewicht hat, ist es im Vergleich zu einem System, bei dem Sie nur ein einziges Rad beschleunigen, im Nachteil.”
Das allererste Beispiel einer Naturhemmung, das 1805 in der Pariser Werkstatt von Breguet fertiggestellt wurde. Sie wird “Uhr Nummer 1135” genannt und einige Monate nach ihrer Fertigstellung für 4.000 Francs an den Herzog von Infantado verkauft, eine für die damalige Zeit fürstliche Summe. Bild, Wiki, Kjorford
Es scheint, dass Breguet sich der Probleme mit der Trägheit seiner Hemmung bewusst war. Bei bestimmten Prototypen seiner natürlichen Hemmung findet man Hemmungsräder, bei denen die Anzahl der Impulszähne verringert und auf das Sekundärhemmungsrad mit Zahnradantrieb gesetzt wurde. Breguet versuchte, den Impuls mit allen Mitteln so gleichmäßig wie möglich auf die Unruh zu übertragen. Die Trägheit der Hemmungs- und Zahnräder in Verbindung mit dem Spiel in der Verzahnung machte die natürliche Hemmung von Breguet für den praktischen Gebrauch einfach zu instabil.
George Daniels verstand, was Breguet falsch gemacht hatte, und im Gegensatz zu späteren Uhrmachern des 21. Jahrhunderts wich er in seinem Ansatz erheblich ab.
Das Uhrwerk im Inneren der George Daniels Space Traveller; die symmetrische Architektur deutet auf das Vorhandensein der innovativen “unabhängigen Doppelradhemmung” von Daniels hin.
Breguet (wie auch Voutilainen, Journe und Ferrier) verwenden alle ein einziges Räderwerk, um die natürliche Hemmung anzutreiben; das erste Ankerrad treibt direkt ein zweites Ankerrad an. Daniels führte in den 1970er Jahren zwei Ankerräder ein, die jeweils unabhängig voneinander von zwei unabhängigen Räderwerken und zwei unabhängigen Hauptfedern angetrieben werden.
Uhr 101: Die Verriegelungshemmung
Bei der traditionellen Hemmung wird das Ankerrad durch eine sehr dünne Blattfeder mit einem darauf montierten Stein festgehalten; ein Stein auf der Unruh löst die Feder beim Vorbeilaufen aus, wodurch das Ankerrad freigegeben wird und weiterlaufen kann. Das Ankerrad gibt dann den Impuls direkt an die Unruh weiter und wird wieder arretiert, wenn die Blattfeder in ihre Position zurückfällt.
“Er sagte: ‘Nein, wir werden nicht versuchen, vier Räder zu beschleunigen'”, erzählt mir Lederer. “Die Herausforderung für ihn bestand darin, ein System zu erfinden, das die beiden Fluchträder synchronisiert, ohne sie durch zusätzliche Räder zu verbinden.”
Daniels’ Lösung für die Synchronisierung lehnt sich an eine andere frühe Hemmungskonstruktion an – die Rastung.
Die Hemmungskonstruktion, die in den Space Traveller-Taschenuhren von George Daniels zum Einsatz kommt und von seinem britischen Zeitgenossen, dem verstorbenen Derek Pratt, mitentwickelt wurde, besteht aus separaten, aber gleichwertigen Hemmungsrädern, Federhäusern und Räderwerken, wobei die Impulse von den Hemmungsrädern zur Unruh über eine Raste geleitet werden.
In einem Vakuum ist die Hemmung ein unglaubliches System. Sie benötigt keine Schmierung – eines der Hauptziele der natürlichen Hemmung – und ist fantastisch effizient, da der Impuls direkt von den Hemmungsrädern zur Unruh geleitet wird. In ihrer Standardform ist sie jedoch auch gefährlich anfällig für Erschütterungen. Während sich einige zeitgenössische Uhrmacher an die Verwendung von Varianten der Hemmung in Armbanduhren gewagt haben (namentlich Urban Jürgensen, Raúl Pagès und Christophe Claret), wird sie am häufigsten mit den Marinechronometern der englischen Uhrmacher John Arnold und Thomas Earnshaw aus dem 18.
Die Rasthemmung, wie sie von Thomas Earnshaw entworfen wurde. Weitere Informationen finden Sie unter The Modern Watch Escapement, And How It Got That Way. Illustration, Brittens Uhren und ihre Reparatur
Beim Space Traveller gibt die Arretierung (von Daniels als Hemmungspalette bezeichnet) ein Hemmungsrad frei, so dass es einen Impuls an einen von zwei Impulssteinen auf einer Walze abgeben kann, bevor es sich an einem der unteren Sperrsteine verriegelt. Während dies geschieht, hat sich die Arretierung bereits gedreht und das gegenüberliegende Ankerrad vom gegenüberliegenden unteren Sperrstein befreit. Dieses Ankerrad dreht sich, ohne einen Impuls zu geben, und rastet dann an dem oberen, zentralen Sperrstein ein. Wenn die Unruhspirale ihre Schwingung wieder aufnimmt, gibt dieses Ankerrad einen direkten Impuls.
Es ist ein ständiges Hin und Her zwischen Impulsen und Sperren, Impulsen und Sperren. Bei jeder herky-jerky, Gumby-ähnlichen Bewegung reguliert die Raste aktiv jede Sekunde, um sicherzustellen, dass nur ein Rad zu jeder Zeit seine Aufgabe erfüllt.
Der George Daniels Space Traveller
“Der Hauptunterschied zwischen der natürlichen Hemmung und der unabhängigen Doppelradhemmung von Daniels ist einfach: Eine Naturhemmung hat vier Räder, während die Daniels nur ein einziges Hemmungsrad hat, das zu jedem Zeitpunkt beschleunigt werden muss”, sagt Lederer. “Genau wie mein Central Impulse Chronometer.”
Lederers Hemmungsinnovation hat sich seither in vielerlei Hinsicht als eine Wiederholung und Verbesserung der Erfindungen von Breguet und Daniels erwiesen.
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Ich habe gelernt … Was die unabhängige Doppelradhemmung so verdammt gut macht
In”The Modern Watch Escapement, And How It Got That Way” (Die moderne Uhrenhemmung und wie es dazu kam) werden fünf Merkmale für die ideale Hemmung genannt.
Erstens muss er selbststartend sein. Dann muss er mit minimaler Reibung und idealerweise ohne Öl oder andere Schmiermittel arbeiten. Außerdem sollte sie ihren Impuls in beiden Richtungen so nahe wie möglich am Gleichgewichtspunkt abgeben. Sie sollte über ein hochwertiges Sicherheitssystem verfügen, das sicherstellt, dass die Hemmung im Falle eines äußeren Aufpralls in ihrer Position verriegelt bleibt. Und schließlich sollte sie die natürliche harmonische Schwingung der Unruh so wenig wie möglich stören.
Ein genauerer Blick auf das unabhängige Doppelradhemmungssystem im Inneren der George Daniels Space Traveller.
Die unabhängige Doppelradhemmung, wie sie von George Daniels konzipiert wurde, erfüllt fast alle fünf dieser Kriterien. Ihr einziger Schwachpunkt ist die zweistufige Entriegelungssequenz des Rastmechanismus, die sich theoretisch auf die Amplitude der Unruh auswirken könnte, da bei jedem Schlag mehr Energie verbraucht wird. Noch wichtiger für die breite Öffentlichkeit war, dass Daniels nicht glaubte, dass diese Hemmungsarchitektur von den Abmessungen einer Taschenuhr verkleinert werden könnte, um in einer viel kleineren Armbanduhr genauso effektiv zu funktionieren.
Und lange Zeit hatte er Recht.
Erst in den späten 2010er Jahren tauchten – zufällig – zwei verschiedene Armbanduhren auf, die diese Vorstellung in Frage stellten und eine Weiterentwicklung der unabhängigen Daniels-Doppelradhemmung in einer Armbanduhr einführten. Zunächst war da der Charles Frodsham Double Impulse Chronometer (mehr dazu später), der 2018 in Großbritannien vorgestellt wurde, und dann der Central Impulse Chronometer von Bernhard Lederer, der 2020 zum ersten Mal gezeigt wurde und den Anstoß für den heutigen Artikel gab.
Die Konstruktion des Central Impulse Chronometers weist eine Reihe von zusätzlichen Details auf, die zeigen, wie intensiv und schwierig der Entwicklungsprozess bei Lederer gewesen sein muss. Die schiere Menge an Backup-Systemen deutet für mich darauf hin, dass die umfangreiche Entwicklungszeit der Uhr von Versuch und Irrtum geprägt war. Lederer erzählte mir, dass er vor dem bedauerlichen Tod von Daniels im Jahr 2011 mehrmals mit ihm sprechen konnte, und ihre kurzen Gespräche halfen ihm, die Arbeit an dem fortzusetzen, was schließlich das Kaliber 9012 und der Central Impulse Chronometer werden sollte.
Der Central Impulse Chronometer. Bild, Bernhard Lederer
Das Besondere an Lederers Werk ist die Einführung von zwei Remontoirs in jedem der beiden Räderwerke, die zwischen dem Sekundenrad und dem fünften Rad angeordnet sind. Sie sorgen für einen konstanten und gleichmäßigen Energie- und Drehmomentfluss zu jedem Hemmungsrad und tragen so zu einer gleichmäßigeren Ganggenauigkeit bei. Lederer lehnt sich dabei an die Konstruktion des Marinechronometers H4 von John Harrison aus dem Jahr 1759 an, das ebenfalls über einen Remontoire verfügte, dessen Aufladeintervall von einem speziell konstruierten Anker gesteuert wurde.
Laut Lederer ist es das erste Mal, dass zwei Remontoires mit konstanter Kraft mit zwei chronometrischen Räderwerken kombiniert werden. Beim Chronometer Central Impulse arbeiten sie alle 10 Sekunden nacheinander, so dass alle fünf Sekunden ein Remontoire Energie liefert. Da es sich um einen Mechanismus mit konstanter Kraft handelt, sorgt der Remontoire für eine gleichmäßige Verteilung des Drehmoments auf das Ankerrad, das dann einen direkten Impuls an die Unruh abgibt.
Die Duell-Remontageräder befinden sich gegenüberliegend zwischen dem vierten und fünften Rad eines jeden Räderwerks und im Inneren der beiden Hemmungsräder.
Lederer setzte im gesamten Uhrwerk (Kaliber 9012) auf trägheitsarme Komponenten, überarbeitete die Geometrie der Hemmung und fertigte die Ankerräder und den Rastmechanismus aus gehärtetem Titan, um sicherzustellen, dass die Hemmung federleicht ist und dennoch voll funktionsfähig bleibt. Im Vergleich zur Architektur der Space Traveller hat Lederer auch den Verbindungswinkel zwischen der Unruhachse und den einzelnen Hemmungsrädern von 100 Grad auf 120 Grad geändert, um eine sanftere Energieumwandlung zu erreichen, die die Gangstabilität im Laufe der Zeit verbessern soll.
Die Krone bei drei Uhr zieht die beiden Federhäuser gleichzeitig auf, da sie mechanisch miteinander verbunden sind. Ich liebe den Kontrast der beiden goldenen Federhäuser, die sich direkt unter den beiden Kronenrädern aus Titan und den schlanken Neusilberbrücken befinden. Es fällt mir auch schwer, nicht von den messerscharfen Qualitäten der integrierten Dreifachklinke zu schwärmen.
Jede Remontoire-Feder des Kalibers 9012 ist mit einer extrem geringen Neigung von nur 6,7 Grad gespannt und eingestellt. Dieser Winkel wurde gewählt, um einen möglichst konstanten und gleichmäßigen Energie- und Drehmomentfluss zu den Ankerrädern zu gewährleisten.
Das Kaliber 9012 verfügt über einen einzigartigen gewölbten Saphirglas-Ausstellungsboden, der mit Klebstoff statt mit herkömmlichen Schrauben befestigt wurde, um einen möglichst umfassenden Blick auf das Uhrwerk aus allen Blickwinkeln zu ermöglichen.
Die beiden Remontoirs in Kombination mit den trägheitsarmen und leichten Ankerrädern bewirken außerdem, dass jeder direkte Impuls, der an die Unruh abgegeben wird, nahtlos entlang der Achse des Ankerrads ausgerichtet ist. Mit anderen Worten: Jedes Räderwerk liefert jede Sekunde die Hälfte der Impulse an die Unruh. Apropos: Die Unruh selbst ist eine maßgeschneiderte Konstruktion mit variablem Trägheitsmoment, die mit vier Reguliergewichten und vier Ausgleichsgewichten ausgestattet ist.
Perfekt ausbalanciert, wie alle Dinge sein sollten.
Ich habe gelernt … dass Lederers “Metronom” der Schlüssel zum Verständnis seines Zentralimpuls-Chronometers ist
Bisher haben wir die zentrale Palette, die den einzelnen Hemmungsrädern und Räderwerken eine tangentiale Bewegung ermöglicht, als Rastung bezeichnet. Lederer bezeichnet seinen eigenen Mechanismus jedoch lieber als das “Metronom” des Kalibers 9012, das die Uhr im Takt hält.
Das “Metronom” (auch als Palette, Raste oder Anker bezeichnet) ist nicht nur entscheidend für den Erfolg einer unabhängigen Doppelradhemmung, es ist auch der Ort, an dem Lederer beim Chronometer Central Impulse die wichtigsten Anpassungen an der Gesamtarchitektur der Hemmung vorgenommen hat.
Der Central Impulse Chronometer. Bild, Bernhard Lederer
Ursprünglich dachte Lederer, das Ganze sei relativ einfach und er müsse nur Daniels Konstruktion in einem kleineren und präziseren Maßstab nachbauen. Für einen kurzen Moment schien das zu funktionieren, doch dann stellte Lederer fest, dass er immer wieder Probleme mit der geringen Amplitude am Ende der Gangreserve der Uhr sowie mit ihrer allgemeinen Anfälligkeit für äußere Erschütterungen hatte.
“Die Befreiung eines Rades kann dazu führen, dass die Zähne des aktiven Hemmungsrads vor die impulsaufnehmende Palette rutschen – die sich auf der Unruh befindet – und dann fehlen ein, vielleicht zwei Hemmungsradzähne; das beeinträchtigt die Präzision”, sagt Lederer. “Für mich war das ein echtes Problem.”
Ein anderer Blickwinkel auf das sogenannte “Metronom” in Aktion.
Charles Frodsham, der 2018 seinen Double Impulse Chronometer auf der Grundlage derselben Form der Doppelradhemmung herausgebracht hat, beschloss, die Gangreserve seiner Uhr vollständig zu unterbrechen, sobald sie die Gefahrenzone der niedrigen Amplitude erreicht hat, was immer etwa 36 Stunden nach dem letzten vollständigen Aufzug der Uhr der Fall ist. Frodsham vertritt die Theorie, dass die Uhr keine niedrige Amplitude erreichen kann, wenn die Unruh vollständig angehalten wurde.
“Aus meiner Sicht verhindert dies, dass die Uhr in das Problem kommt”, sagt Lederer, “aber es löst nicht das Problem selbst.”
Schließlich löste er das Problem mit Geometrie. Lederer ergänzte den rubinroten Palettenstein in der Mitte des “Metronoms” durch eine zusätzliche konkave Fläche, die er “Wartepalette” nennt. Sie soll den Kontakt zwischen den einzelnen Zähnen des Ankerrads und der Impulspalette der Unruh vorverlegen.
Lederers “Metronom”-Hemmung in ihrer ganzen Pracht. Schaubild, Bernhard Lederer
Lederers “Metronom” besteht aus zwei verschiedenen Arten von Paletten. Zum einen gibt es die beiden Impulsgeberpaletten, die jeweils mit einem der beiden Hemmungsräder verbunden sind. Die “Wartepalette” ist die zentrale Palette des “Metronoms”, die mit beiden Hemmungsrädern zusammenarbeitet; hier wartet das Hemmungsrad, das den Impuls liefert, darauf, dass die Palette entriegelt wird, um seine Energie an die Unruh zu übertragen. Die leicht gewölbte Oberfläche der wartenden Palette verhindert, dass das Hemmungsrad in einen Rückstoß gerät, und ermöglicht es ihm, sofort wieder seine korrekte Drehung aufzunehmen.
Aktionssequenzen der CIC-Hemmung, Teil 1: Die Ellipse greift in die Gabel des “Metronoms” der Hemmung ein. Das linke Rad, das die Trägheit überträgt, ruht gerade auf der gebogenen “Wartepalette” in der Mitte des “Metronoms”. Diese gewölbte Fläche sorgt dafür, dass das Hemmungsrad nicht zurückschlägt und sich sofort in die richtige Richtung bewegen kann. Schema, Bernhard Lederer
Wenn ein Zahn auf der “Wartepalette” ruht, ist die allmähliche Hin- und Herbewegung des “Metronoms” der Hemmung so gering, dass die Impulszähne entlang der Hebefläche gleiten können, um über das “Metronom” einen indirekten Impuls mit kleinen Schwingungsamplituden an die Unruh zu übertragen.
Funktionsabläufe der CIC-Hemmung, Teil 2: Bei kleinen Schwingungsamplituden ist die Drehung des “Metronoms” der Hemmung so gering, dass der impulsgebende Zahn mit der Hebefläche mitgleiten kann, um über das “Metronom” einen indirekten Impuls an die Unruh zu geben. So beginnt ein indirekter Impuls. Diagramm, Bernhard Lederer
Wenn ein Zahn das Ende der Wartepalette erreicht, sorgt die übrige Hemmungskonstruktion dafür, dass die impulsaufnehmende Palette vor den Zähnen des Hemmungsrades bleibt. Von dem Moment an, in dem der Zahn, der auf der Oberfläche des indirekten Impulses gleitet, freigegeben wird, ist sichergestellt, dass die impulsaufnehmende Palette sicher vor dem impulsgebenden Zahn liegt.
Durch die Verkürzung der Kontaktfläche der Wartepalette und die Hinzufügung der indirekten Impulsfläche setzt sich das impulsgebende Ankerrad in Bewegung, bevor es endgültig freigegeben wird. Dadurch wird die Strecke, die das Ankerrad zurücklegen muss, bevor es die Impulspalette erreicht, erheblich verkürzt. Bei einer herkömmlichen Konstruktion muss das Ankerrad erst den Rückstoß überwinden und dann der impulsgebenden Palette hinterhereilen.
Aktionssequenzen der CIC-Hemmung, Teil 3: Wenn der impulsgebende Zahn das Ende der Hubfläche erreicht, sorgt die gesamte “Metronom”-Konstruktion dafür, dass die impulsnehmende Palette vor dem impulsgebenden Zahn positioniert wird. Durch die Verkürzung der Kontaktfläche der wartenden Palette und die Hinzufügung der indirekten Impulsfläche muss sich das impulsgebende Hemmungsrad bereits bewegen, bevor es vollständig freigegeben wird, wodurch sich der Weg verkürzt, den das Hemmungsrad zurücklegen muss, bevor es die Impulspalette erreicht und das Ende des indirekten Impulses darstellt. Lederer sagt, dass diese spezielle Ausführung derzeit zum Patent angemeldet ist. Schaubild, Bernhard Lederer
Selbst bei geringen Amplituden, wenn sich ein Zahn vorzeitig entriegeln könnte, drückt die zusätzliche Impulsfläche das “Metronom” zur Seite, wodurch wiederum die Palette vor die Zähne geschoben wird und einen indirekten Impuls an die Unruh abgibt. In diesem Fall funktioniert es wie eine Schweizer Ankerhemmung. Lederer sagt: “Die wartende Palette ist wie ein indirekter Schweizer Hebelimpuls, der auf das ‘Metronom’ drückt; und das ‘Metronom’, das eine Gabel und die Unruhwelle hat, ist jetzt der Hebel.”
Es ist schwierig, dies genau zu messen, aber dies sollte der Fall sein, wenn die Amplitude des Kalibers 9012 entweder direkt bei oder unter 80 Grad liegt und wenn die Zähne die Oberfläche der Impulspalette berühren. Dieser zusätzliche Schub sorgt dafür, dass der Impulsstein auch bei niedrigen Amplituden vor dem impulsgebenden Ankerradzahn positioniert wird, der ihn sonst verfehlen könnte.
Aktionssequenzen der CIC-Hemmung, Teil 4: Bei einer Amplitude von 80 Grad und mehr verwandelt sich das gesamte “Metronom” in eine funktionsfähige Direktimpulshemmung. Wenn Sie das obige Diagramm genau betrachten, werden Sie sehen, dass der impulsgebende Zahn in Kontakt mit der impulsaufnehmenden Palette steht, um seine Energie direkt zu übertragen. Diagramme, Bernhard Lederer
Aktionssequenzen der CIC-Flucht, Teil 5: Dies ist das Ende des direkten Impulses.
Sobald die Uhr jedoch eine Amplitude von mehr als 80 Grad hat, wird das “Metronom” schnell zur Seite geschoben und die verbundenen Zähne beginnen sich zu bewegen. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das “Metronom” auf der gegenüberliegenden Seite und die beiden Teile berühren sich nicht mehr; die Zähne können die Hebefläche nicht erreichen, da die Drehgeschwindigkeit des “Metronoms” höher ist als die Beschleunigung des Rades.
So kann Lederers Version der Doppelradhemmung eine Kombination aus direkten und indirekten Impulsen bieten.
Eine weitere bedeutende (zum Patent angemeldete) Errungenschaft, die Lederer in den Zentralimpuls-Chronometer gepackt hat, ist die Fähigkeit der Hemmung, sich selbst zu starten. Wenn der Uhr der Saft ausgeht, bleibt die Ellipse in einer neutralen Position, und damit auch der Rest des “Metronoms” der Hemmung. Die konkave Form der Lederer-Hemmungspalette mit ihrer zusätzlichen seitlichen Impulsfläche führt dazu, dass nur ein Hemmungsrad auf der Impulsfläche aufliegt und letztlich eine Schwingung zur Unruh erzeugt, sobald das Hemmungsrad Energie erhält. Schema, Bernhard Lederer
Diese Fähigkeit in Kombination mit dem aktualisierten 120-Grad-Winkel der Unruh ermöglicht einen reibungslosen und zielgerichteten Übergang der Energie von den Ankerrädern und trägt dazu bei, einen idealen isochronen Zustand für den Central Impulse Chronometer zu schaffen.
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Ich habe gelernt … dass kurzfristige Marketingbegriffe zu langfristiger Verwirrung führen können
Ein Schock für Sie: Die Schweizer Uhrenindustrie verwendet den Begriff Chronometer als Marketinginstrument. Ein Zertifikat über die Präzision eines Zeitmessers ist eine nette Sache, um es klar zu sagen, aber es ist nicht annähernd das A und O der Präzisionszeitmessung.
Das wusste ich alles. Was ich nicht wusste, war, wie tief das Marketingloch ist, das sich die Schweizer selbst gegraben haben. Und Bernhard Lederer anscheinend auch nicht.
Als er zum ersten Mal Prototypen des Chronometers Central Impulse vorstellte, erntete er heftigen Widerspruch, weil er das Gerät als “Chronometer” bezeichnete, ohne eine externe Zertifizierung der Ganggenauigkeit, etwa durch COSC, METAS oder andere Stellen, vorzulegen.
Das ist nicht Mamas Definition eines Chronometers – aber vielleicht die Ihrer Ur-Ur-Großmutter.
In der Schweiz ist der Begriff “Chronometer” natürlich geschützt – nur Uhren, die einen dieser schicken Zettel erhalten haben, dürfen sich als solche bezeichnen. (Anderswo auf der Welt ist der Begriff “Chronometer” nicht annähernd so geschützt.) Lederer, der Deutscher ist, wusste das nicht. Er nannte seine Uhr einen Chronometer, weil sie einer war – sie hatte eine chronometerähnliche Hemmung.
Erinnern Sie sich an die bereits erwähnte Rasthemmung? Ein anderer Begriff für diese Hemmung ist Chronometerhemmung. Man muss sich das so vorstellen: Als Marinechronometer das Nonplusultra der Präzisionszeitmessung waren, verwendeten sie in der Regel eine Hemmung mit Rastung und mussten nicht unbedingt Zeitmessungsversuche durchlaufen oder eine spezielle Zertifizierung erhalten. Da die Marinechronometer jedoch so beliebt waren, genoss der Name “Chronometer” eine gute Publicity für seine Präzision. Als die Schweizer Uhrenindustrie einen Präzisionsstandard schaffen wollte, drängte sie auf ein Gesetz, das die Chronometer-Terminologie schützte, um ausschließlich Zeitmesser mit einem Chronometer-Zertifikat zu bezeichnen – selbst wenn sie eine Schweizer Ankerhemmung und keine Chronometer-/Rasthemmung verwendeten.
Die “Chronometer”-Hemmung, die dem Chronometer Central Impulse seinen Namen gibt.
Natürlich lässt Lederer seine Uhren heute als “Chronometer” bei der COSC oder auf besonderen Wunsch beim Observatorium von Besançon zertifizieren. Für seinen Central Impulse Chronometer kann er nun beide Definitionen in Anspruch nehmen.
Ich habe gelernt … dass manchmal zwei Sekunden Hände besser sein können als eine
Einer der auffälligsten Aspekte des Central Impulse Chronometers ist die Tatsache, dass auf dem Zifferblatt zwei separate und sichtbare Sekundenzeiger zu sehen sind, die sich jeweils in entgegengesetzter Richtung drehen.
Dies geschieht natürlich, weil jedes Räderwerk über einen eigenen Sekundenzeiger verfügt, der auf einem unabhängigen Sekundenrad montiert ist, mit einem eigenen Kleinbodenrad, einem eigenen Sekundenrad und einem eigenen Hemmungsrad – alles perfekt synchronisiert.
Die beiden Sekundenzeiger sind in ihrer Drehung synchronisiert, drehen sich aber natürlich in entgegengesetzte Richtungen – der Sekundenzeiger auf dem unteren Zifferblatt dreht sich im Uhrzeigersinn, während sein oberer Nachbar sich gegen den Uhrzeigersinn dreht. Dank der großen Öffnungen in den beiden Hilfszifferblättern ist die allmähliche Drehung des vierten Rades in jedem Räderwerk, das die Bewegung des Sekundenzeigers antreibt, deutlich zu erkennen. Abbildung, Bernhard Lederer
Die Zifferblattseite bietet einen direkten Blick ins Innere des Kalibers 9012. Ein Paar Ausschnitte, die fast wie eine Acht angeordnet sind, zeigen einen Teil des doppelten Räderwerks und heben die Hemmungsräder und die einzigartigen Reuleaux-Dreiecke hervor, mit denen die Remontoire alle 10 Sekunden aufgeladen wird.
Die offenen Elemente auf dem zweischichtigen Zifferblatt und das schräge Paar sich drehender Sekundenzeiger verleihen dem Central Impulse Chronometer ein kühles, kinetisches Flair, das jedem Uhrenliebhaber helfen dürfte, Lederers Werk schon von weitem zu erkennen.
Ich habe … so viel über Remontoirs gelernt. So viel.
Es gibt viele Debatten darüber, ob ein Tourbillon eine Komplikation ist oder nicht – Spoiler-Alarm -, aber wo bleibt die ganze Diskussion über Mechanismen mit konstanter Kraft? Sie sind unglaublich komplex, auch wenn sie nicht der “technischen Definition” einer Komplikation entsprechen. Man denke nur an den Marinechronometer H4 von John Harrison, der während seiner langen Monate auf See mit einem Remontoire (und einer Rasthemmung) ausgestattet war und dabei stets eine atemberaubende Präzision aufwies. Ich spreche von einer Genauigkeit von 0,6 Sekunden pro Tag, und das in der Mitte des 18. Jahrhunderts. Jahrhunderts. Ja.
“Das Nonplusultra der Hemmungen ist die Remontoire“, sagt Lederer. “Unabhängig von der Grundkonstruktion hängt die Präzision einer Uhr von der Gleichmäßigkeit der Amplitude der Unruh ab. Wenn man sie konstant bei 200 Grad halten kann, ist das gut. Wenn man sie konstant auf 100 hält, ist alles perfekt. Wenn man sie konstant auf 300 hält, ist es egal, wie groß die Amplitude ist, wichtig ist nur, dass sie mehr oder weniger gleich ist.”
Das Kaliber 9012 im Inneren des Central Impulse Chronometers hat eine absurde sichtbare Tiefe und Dimension. Obwohl es sehr viel komplexer aussieht, besteht das Werk aus insgesamt nur 208 Komponenten. Bild, Bernhard Lederer
Die Unterbringung eines Remontoirs in einem Uhrwerk kann jedoch schwierig sein. Es soll so nah wie möglich am Ankerrad liegen, damit die Übertragung des Drehmoments in kurzer Zeit zur Hemmung erfolgen kann. Lederer platzierte die Remontoire-Federn zwischen dem vierten und fünften Rad der beiden Räderwerke und programmierte sie so, dass sie sich alle 10 Sekunden abwechseln, so dass die Energie insgesamt alle fünf Sekunden übertragen wird. Eine Wankelscheibe in Verbindung mit einem Reuleaux-Dreieck dient zum Auslösen und Aufziehen jedes Remontoirs.
Es gibt einen Grund für die Positionierung dieser Remontoires – und der Grund ist Präzision.
Die Montage des Kalibers 9012 erfolgt in der Lederer-Werkstatt in der Schweizer Kleinstadt Saint-Blaise in der Nähe von Neuchâtel. Bild, Bernhard Lederer
Lederer ist geradezu besessen von der Präzision. So musste er natürlich dafür sorgen, dass seine beiden Sekundenzeiger auf dem Zifferblatt aufeinander abgestimmt sind. Aber da es sich um eine Chronometerhemmung handelt, können die Sekundenzeiger nicht Sekunde für Sekunde aufeinander abgestimmt werden. Sie müssen alle zwei Sekunden abwechselnd schlagen.
Damit konnte er leben. Was er nicht verkraften konnte, war, was passieren würde, wenn einer der beiden Federn die Energie ausginge, während die andere noch ein wenig Saft hätte – die beiden Sekundenzeiger wären dann völlig desynchronisiert. Es wäre das reinste Chaos.
Lederer hasste diese Möglichkeit.
“Ich musste die Konstruktion des Uhrwerks ändern, um sicherzustellen, dass die Zeiger nicht verrutschen und so bleiben, wie sie sollen. Ich habe einen kleinen Mechanismus entwickelt und in den Remontoire eingebaut, der die Stunden- und Minutenzeiger antreibt; er sollte immer zuerst seine Energie verlieren, da er diese zusätzliche Verantwortung trägt. Wenn ihm die Energie ausgeht, springt eine kleine Feder heraus und blockiert die Unruh. In dem Moment, in dem dieser spezielle Remontoire nicht mehr aufgezogen werden kann, hört die Uhr auf zu laufen; die Uhr funktioniert so lange, wie dieser Remontoire seine Aufgabe erfüllen kann.”
Das Kaliber 9012 wird vollständig von Lederer und seinem Team in Saint-Blaise von Hand verziert und veredelt. Hervorzuheben sind die durchbrochenen Brücken, die proprietären Speichen des Räderwerks, der Handschliff, die Maserung (auf der Grundplatine und den Federhäusern), die Gravur, die Satinierung und die umfangreiche Politur.
So gesehen kann man die beiden Remontoirs des Kalibers 9012 als eine unglaublich komplizierte und aufwändige Versicherungspolice betrachten, die dafür sorgt, dass der Central Impulse Chronometer in jedem Fall auf Präzision ausgerichtet bleibt.
Ich habe gelernt … Wie man einen Witschi bricht
Witschi-Geräte sind in der Uhrenwelt das Mittel der Wahl, wenn es darum geht, die Leistung eines Zeitmessers in Bezug auf Schlagfehler, Ganggenauigkeit, Amplitude und vieles mehr zu messen. Jeder Uhrmacher hat eines, und viele Sammler haben es auch. Es sind wunderbare Geräte – vorausgesetzt, Ihre Uhr verfügt über eine Schweizer Ankerhemmung.
Der Central Impulse Chronometer von Bernhard Lederer wird derzeit in einer Auflage von 25 Stück in einem lünettenlosen Gehäuse aus Roségold oder Weißgold mit den Maßen 44 mm × 12,2 mm produziert. Bild, Bernhard Lederer
So kann Lederer bei der Central Impulse Chronometer aufgrund der vielfältigen Geräusche, die die Uhr von sich gibt, kein Witschi-Zeitmessgerät verwenden. Da ist das konstante, alle fünf Sekunden ertönende Brummen der Remontoires, die sich lösen und zurückspulen, sowie das Geräusch des “Metronoms”, das immer wieder in die beiden Ankerräder eingreift. Das ist eine lustige Melodie. Und ein Witschi kommt damit einfach nicht klar.
Um das Kaliber 9012 offiziell zu testen, musste Lederer der deutschen Hochschule Heilbronn einen Besuch abstatten, wo schließlich ein einzigartiges Hochpräzisionslaserinstrument eingesetzt wurde, um die Frequenz des Uhrwerks zu bestimmen und zu zertifizieren, indem genau verfolgt wurde, wie schnell die Speichen der Unruh den Strahl unterbrachen. (Der Central-Impulse-Chronometer läuft übrigens mit 3 Hz – etwas schneller als die Daniels’ Space Traveller).
Die ersten Exemplare des Chronometers Central Impulse sollen noch in diesem Sommer bei Sammlern und Händlern eintreffen. Bild, Bernhard Lederer
Ich war neugierig, wie sich die Uhr anhörte. Also habe ich Lederer gebeten, sie mir zu beschreiben. Tickt sie? Tickt sie?
“Man kann es nicht beschreiben. Man muss es hören. Sie tickt, wie andere Uhren auch, aber wenn Sie einen Schweizer Hebel und die Central Impulse nebeneinander hören, dann hören Sie einen Unterschied, ja. Den Unterschied zu beschreiben, übersteigt meine Fähigkeiten.”
