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Wie funktioniert eine Automatikuhr eigentlich?

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Die Funktionsweise einer Automatikuhr

Die Funktionsweise einer Automatikuhr

Die Funktionsweise einer Automatikuhr ist auf den ersten Blick nicht leicht zu verstehen. Zahlreiche Zahnräder, Federn und Brücken auf dem Uhrwerk lassen das mechanische Meisterwerk wie eine Stadt in Miniformat wirken. Gerade äußerst luxuriöse und mit viel Handarbeit und Detailliebe gefertigte Uhrwerke – etwa von A. Lange & Söhne oder Patek Philippe – üben eine magische Faszination auf Uhrenfans aus.

Dabei sind nicht nur automatische Uhren die traditionsreichen Vertreter ihrer Art, sondern auch Uhren mit Handaufzug. Auch wenn die meisten Luxusuhren heute mit einem automatischen Aufzug ausgestattet sind – einige der beliebtesten und bekanntesten Luxusuhren sind Uhren mit einem Handaufzugswerk. Dazu gehört etwa die Omega Speedmaster Professional, aber auch zahlreiche Modelle von A. Lange & Söhne, Patek Philippe oder anderen Nobelmarken.

Im Kern ist die Funktionsweise eines mechanischen Uhrwerks aber immer gleich: Eine Feder speichert die Energie, die dann – rationiert durch die Hemmung und die daran gekoppelte Unruh – Stück für Stück an das Räderwerk abgegeben wird, welches dann die Zeiger antreibt. In diesem Beitrag beleuchten wir die Funktionsweise von Automatikuhren und Uhren mit Handaufzug genauer.

Das Federhaus, die Feder und das Gesperr

Die Aufzugsfeder ist der Speicher für die Energie des Uhrwerks. Die Aufzugsfeder befindet sich im Inneren des Federhauses (auch „Barrel“ genannt) und ist von außen nicht zu sehen. Die Feder wird beim Tragen der Automatikuhr durch die Bewegungen des Rotors aufgezogen. Bei einer Uhr mit Handaufzug wird die Feder durch das Aufziehen der Krone gespannt.

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Damit die Feder nicht ihre komplette Energie auf einmal abgibt, gibt es einen Mechanismus, der die Feder am sofortigen Entspannen hindert: Das Gesperr. Das Gesperr besteht aus einer Klinke, die in die Zähne des Federhauses einrastet. Dadurch kann das Federhaus beim Aufzug nur in eine Richtung bewegt werden – eine sofortige Energiefreigabe wird verhindert. Das Klicken des Gesperrs in die Zahnräder des Federhauses ist beim Aufziehen der Uhr deutlich zu hören.

Die Hemmung und die Unruh

Die Feder gibt ihre Energie nun an das Räderwerk ab, das wiederum die Zeiger antreibt. Je nach Spannung der Feder würde jedoch bei einer maximal gespannten Feder deutlich mehr Kraft abgegeben werden als bei einer nur leicht gespannten Aufzugsfeder. Entsprechend muss die Kraftabgabe rationiert werden und zwar in einem Maß, dass die Zeiger sich genau und präzise so schnell drehen, wie die tatsächliche Zeit vergeht.

Diese Aufgabe übernimmt die Hemmung. Bei einer modernen Schweizer Armbanduhr ist dies meist eine Ankerradhemmung, wobei Vintage Uhren aus dem günstigeren Bereich zum Teil noch über einfachere Hemmungen verfügen. Die Hemmung blockiert durch das Ankerrad die Energieabgabe der Feder an das Räderwerk für eine bestimmte Zeit. Diese Zeit wird bestimmt durch die Unruh, das eigentliche Herzstück einer mechanischen Armbanduhr.

Die Unruh ist eine gewickelte Spirale, die im Inneren eines Kreises angebracht ist. Die Unruh schwingt mit einer bestimmten Frequenz (meist 21.600 Halbschwingungen / Stunde oder 28.000 A / h) und blockiert somit mehrere male pro Sekunde die Energieabgabe aus der Feder. Dieser Mechanismus führt dazu, dass der Sekundenzeiger sich pro Sekunde nur genau die Strecke von einer Sekunde auf dem Zifferblatt bewegt.

Das Räderwerk und der Zeigerturm

Das Räderwerk ist vergleichbar mit dem Transportsystem für die Kraft, bzw. die Energie im Inneren des Uhrwerks. Das Räderwerk muss die Energieabgabe von der Feder aufnehmen, die Aufzugsfeder aufziehen und die Zeiger antreiben. Entsprechend ist es unheimlich wichtig, dass die Zahnräder im Räderwerk gut verarbeitet sind und perfekt ineinander greifen.

Wichtige Zahnräder haben ihre Zapfen in sogenannten Lagersteinen gelagert. Diese Lagersteine sind im Regelfall synthetische Saphire, die besonders robust sind und die Abnutzung der Zapfen minimieren. Diese Lagersteine werden hin und wieder geölt und gewähren dann die maximale Präzision und Langlebigkeit für eine Luxusuhr.

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Am oberen Ende des Zifferblatts befinden sich dann einer oder mehrere Zeigertürme. Diese ragen aus dem Uhrwerk durch die Öffnungen des Zifferblatts hindurch und beheimaten die Zeiger. Am unteren Ende der Zeigertürme ist ein Zahnrad angebracht, das sich genau so schnell drehen muss, wie sich der Zeiger später über das Zifferblatt bewegen soll.

Zusätzliche Funktionen und Komplikationen

Die grundsätzlichen Funktionen einer Armbanduhr – also das Anzeigen der Zeit über drei Zeiger – sind mit nur wenigen Bauteilen und wenigen Zahnrädern möglich. Wer jedoch einen Chronographen, eine Uhr mit Vollkalender oder einer zweiten Zeitzone betrachtet, der hat eine technische Meisterleistung vor sich, deren Uhrwerk um einiges komplizierter und aufwändiger konstruiert ist, als das einer „gewöhnlichen“ Drei-Zeiger-Uhr.

Jede Komplikation fügt der Uhr eine weitere Funktion hinzu, entsprechend müssen aber weitere Zahnräder, Federn oder Scheiben eingefügt werden. Jede Erweiterung des Funktionsumfangs einer Armbanduhr, bzw. eines Uhrwerks führt dazu, dass sich die Funktionsweise leicht ändert und mehr Bauteile benötigt werden. Im Grunde bleibt die Funktionsweise einer Uhr aber immer gleich: Die Feder speichert die Energie und gibt sie ab, die Unruh mit der Hemmung rationiert die Energieabgabe und das Räderwerk treibt die Zeiger an.

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