Im ersten Teil meines Artikels “Patek Philippe – der wunderbare Klang der Zeit” habe ich die Historie der Uhren mit Schlagwerk der traditionsreichen und vermutlich weltweit besten Uhrenmanufaktur Patek Philippe beschrieben.

Der Zeitanzeige noch, neben der optischen, eine akustische Dimension zu geben schaffen nur die besten Uhrenhersteller. Doch auch hier gibt es Unterschiede. Wer schon einmal die Gelegenheit hatte verschiedene Uhren mit Schlagwerk unterschiedlicher Hersteller hören zu dürfen dem fällt auf, dass es sehr wohl auch hinsichtlich der akustischen Qualität gute und bessere Lösungen gibt.

Bei einigen Repetitionen hört man z.B. zeitgleich zum Schlag der Hämmer an die Tonfedern ein Surren oder deutlich vernehmbares Klicken. Nicht so bei Patek Philippe. Die Genfer Manufaktur hat im Laufe der vielen Jahrzehnte, die man im Bau von Repetitionsuhren Erfahrung gesammelt hat mikromechanische Lösungen entwickelt, die den reinen Klang erleben lassen. Ohne lästige Störgeräusche.

Das folgende Video zeigt den reinen, unbearbeiteten Klang einer Minutenrepetition von Patek Philippe (und das dazugehörige Frequenzbild). Erraten Sie, welche Zeit hier geschlagen wird?

Die Stunden werden zehnmal geschlagen, die Viertelstunden dreimal und die Minuten 13 mal. Das ergibt 10 Uhr 58 Minuten.

Das Thema Klang spielt insgesamt die entscheidende Rolle bei Patek Philippe, wenn es um Uhren mit Schlagwerk geht. Es ist kein schrulliges Relikt alter Zeiten oder gar ein Marketing-Gag, dass eine jede Uhr mit Schlagwerk nach der Fertigstellung von Uhrmacher/von der Uhrmacherin, unter dessen/deren Händen diese Uhr entstanden ist bei Thierry Stern persönlich mit der Uhr vorstellig wird und eine Klangprüfung vorgenommen wird. Dieses Verfahren ist Qualitätsprüfung par excellence und es wird bei wirklich jeder dieser Uhren genau so durchgeführt.

Doch wie genau funktioniert nun eine Uhr mit Schlagwerk? Genauer: wie wird die Zeitanzeige der Zeiger bei Bedarf in eine akustische Zeitanzeige per Hammer und Tonfedern übersetzt? Denn nichts anderes tut eine Uhr mit Schlagwerk.

Den Unterschied zwischen Uhren mit Selbstschlagwerk, auch Sonnerien genannte und Repetitionsuhren habe ich bereits im oben verlinkten Teil 1 dieses Artikels näher erläutert. Sonnerien schlagen die Stunden und Viertelstunden bei aktiviertem Mechanismus selbstständig zu jeder vollen Stunde und zu jeder Viertelstunde. Eine Grande Sonnerie schlägt dabei sowohl die vollen Stunden als auch die Viertelstunden, eine Petite Sonnerie schlägt im Gegensatz  dazu zu den vollen Stunden die Stunden und zu den Viertelstunden nur die Viertelstunden (ohne die vollen Stunden noch einmal anzuzeigen). Die berühmte Taschenuhr Calibre 89 bietet als Grande Complication  die Mechanismen einer Grande und Petite Sonnerie.

Repetitionsuhren hingegen schlagen nicht selbstständig. Sie müssen über einen Schieber an der Gehäuseflanke (seltener über einen Drücker) aktiviert werden. Die Mechanik der “Programmierung und Übersetzung der Zeit in akustische Signale” ist bei beiden Uhrenarten sehr ähnlich.

Eine Sonnerie bekommt die für die akustische Zeitanzeige notwendige Energie aus einem Federhaus, das ganz normal aufgezogen wird. Repetitionsuhren bekommen ihre Energie aus der Betätigung des Schiebers. Hier wird eine Feder gespannt, die dann das Räderwerk der akustischen Zeitanzeige antreibt.

Und da wären wir schon bei der genauen Funktionsweise einer Uhr mit Schlagwerk angekommen. Ich möchte die Mechanik anhand einer Minutenrepetition so verständlich es geht erläutern.

Einige der wesentlichen Teile des Repetitionsmechanismus finden sich, für das Auge den normalen Betrachters unsichtbar versteckt, auf der Zifferblattseite des Uhrwerks.

Weitere Teile wie die Tonfedern, die Hämmer und der Fliehkraftregler (bei Patek Philippe meist von einem kleinen Käfig mit einem goldenen Calatrava-Kreuz beschützt) finden sich auf der Rückseite des Uhrwerks, gut durch den Glasboden der Uhr zu beobachten.

Den Schieber an der Gehäuseflanke hatte ich bereits erwähnt. Sobald der Schieber betätigt wird, gibt das Schlagwerk die Uhrzeit akustisch wieder.

Hier nun ein kurzes Video, dass den Mechanismus in Funktion zeigt.

Das Prizip ähnelt einer Kirchturmuhr, nur mit dem Unterschied, dass der Schlag bei einer Repetitionsuhr zu jedem gewünschten Zeitpunkt ausgelöst werden kann. Zudem wird die Zeit bei einer Minutenrepetition exakt, das heißt auf die Minute genau wiedergegeben. Die Zahl der geschlagenen tiefen Töne ergibt die Stunden, die Zahl der Doppelschläge aus tiefen und höhen Tönen die Viertelstunden und die Zahl der geschlagenen hohen Töne die Minuten.

Hier noch einmal der reine Klang einer Minutenrepetition von Patek Philippe:

Neben dem im Video vernommenen “normalen Klang”, der über Tonfedern wiedergegeben wird, die sich maximal je einmal um das Uhrwerk winden (s. das Bild oben) gibt es auch den sog. “Cathedral Gong”, der sich durch einen etwas körperlicheren, sonoren Klang auszeichnet. Hierbei sind die Tonfedern länger und klingen somit anders (siehe das folgende Bild).

Gut zu erkennen ist, das beim Cathedral Gongs die Tonfedern das Halteklötzchen (der kleine Block, an dem die Tonfedern in einem speziellen, patentierten Verfahren festgelötet sind und mit dem sie am Uhrwerk befestigt werden) kreuzen. Bei den normalen Tonfedern ist das nicht der Fall.

Uhren mit Schlagwerk sind technisch gesehen äußerst komplex. Der Repetitionsmechanismus steuert eine präzise Abfolge der Bewegungen von Hebeln, Stiften, Rädern, Nocken, und Federn auslösen, die im Ergebnis das korrekte und gleichmäßige Schlagen der Hämmer auf die Tonfedern bewirken.

Eine weitere Herausforderung ist die Miniaturisierung in einer Taschenuhr oder gar in einer Armbanduhr. Eine ganze Reihe an Teilen müssen zusätzlich zum herkömmlichen Uhrwerk platziert werden, ohne das die Präzision des Uhrwerks leidet und ohne dass die Uhr untragbar hinsichtlich der Abmessungen wird.

Und die akustische Zeitanzeige soll angenehm klingen, nicht zu laut und nicht zu leise sein. Es ist nahezu unvorstellbar, wieviele verschiedene Faktoren bei der Fertigung eines solchen mikromechanischen Kunstwerkes zu beachten sind. Alleine die Wahl des richtigen Gehäusematerials ist eine Wissenschaft für sich.

Das eigentliche Schlagwerk ist ein unabhängiges Räderwerk. Es ähnelt in seinem Aufbau dem Gehwerk der optischen Zeitanzeige. Der Antrieb erfolgt mittels Zugfeder (die durch den Schieber gespannt wird), über ein mehrstufiges Zahnradwerk und eine Einrichtung, die das zu schnelle Ablaufen des Schlagwerkes verhindert. Patek Philippe nutzt hier einen Fliehkraftregler, den man in größerem Maßstab z.B. von historischen Dampfmaschinen kennt.

Doch betätigen wir den Schieber erneut und starten den Mechanismus: über die Betätigung des Schiebers geben wir dem Repetitionsmechanismus die notwendige Antriebsenergie.

Die um 1720 erfundene Vorrichtung mit der Bezeichnung “Tout ou rien” verhindert das falsche Schlagen des Mechanismus, weil etwa durch zu sachte Betätigung des Schiebers zu wenig Energie zur Verfügung steht. Oder anders ausgedrückt: es wird nur ausgelöst, wenn der Schieber bis zum Anschlag betätigt wurde und die volle Energie zur Verfügung steht.

Die Kunst besteht nun darin, die Zeitanzeige der Zeiger in akustische Signale zu übersetzen. Mit dem Spannen der Zugfeder wird der Stand der Uhrzeit mithilfe von Rechen (siehe 4 im obigen Bild, es sind zwei Rechen übereinander erkennbar) abgetastet. Diese Rechen (4) sind mit Zähnen versehene Kreissegmente, die auf Staffeln (1 und 2 im obigen Bild) fallen. Diese sind auf den Zeigerachsen angebracht. So kann das Uhrwerk die aktuelle Zeit über den individuellen Stand dieser Staffeln an den Repetitionsmechanismus übertragen.

In einer Minutenrepetition gibt es drei Staffeln – je eine für die Stunden (rechts im Bild), die Viertelstunden (in der Mitte) und  die Minuten (links im Bild).

Die Minutenstaffel hat 12 Stufen, die Viertelstundenstaffel hat 3 Stufen (die volle Stunde, also 4/4 wird ja als volle Stunde und nicht 4x Viertelstunde geschlagen) und die Minutenstaffel hat 56 Zähne (je 14 pro Flügel der Staffel; 60 minus 4, da ja die Viertelstunden (15, 30 und 45) als Viertelstundenschlag bzw. die volle Stunde (60) als Stundenschlag erklingt).

Diese Staffeln zeigen Stufen. Auf die Stufen dieser Staffeln senkt sich je ein “Fühler” (3 im Bild weiter oben).

Ein Beispiel: Wenn es acht Uhr ist, erreicht der Fühler die achte Stufe der Stundenstaffel. Der damit verbundene Einfallhebel (3 im Bild weiter oben) übersetzt das in den achten Zwischenraum des Rechens. Nun wird der Rechen durch die Energie der zuvor per Schieber gespannten Feder des Repetitionswerkes in seine Ausgangsposition zurückgeführt. Dabei wird die Hammerhebewelle acht mal (einmal pro Zwischenraum) angehoben, sodass der Hammer achtmal nacheinander auf die Tonfeder der “tiefen” Tonfeder fällt. Dabei wird pro Schlag eine Hilfsfeder durch die Fallbewegung des Hammers gespannt. Diese hebt und hebt den Hammer gleich wieder von der Tonfeder ab. Das ist wichtig, da eine dauerhafte Berührung des Hammers und der Tonfeder Schwingungen dämpfen und so den Klang nachteilig beeinflussen würde.

Das Fliehkraft-Hemmungssystem, bei Patek Philippe unter dem Käfig mit dem goldenen Calatrava-Kreuz verborgen, sorgt dafür, dass die Energie in eine konstante Kraft umgesetzt wird. Diese konstante Kraft sorgt dann dafür, dass alle Töne in gleichem Abstand und mit gleicher Intensität erklingen. Zwei wichtige Indikatoren der späteren Klangprüfung von Thierry Stern.

Hier der Fliehkraftregler noch einmal ohne Käfig. Dieser besteht aus zwei beweglichen Armen, an deren Enden Goldgewichte befestigt sind. Je nach vorhandener Energie dreht sich der Regler langsamer oder schneller und dabei lenken die Arme weiter oder weniger weit aus.

Vergleichen kann man das mit einer Eiskunstläuferin, die sich bei einer Pirouette um die eigene Achse dreht. Legt sie die Arme an den Körper an dreht sie sich schneller. Spreizt sie die Arme vom Körper ab wird sie sich langsamer drehen.

Und ein kurzes Video der Montage des Fliehkraftreglers (oder Zentrifugalkraftreglers) und der Tonfedern sowie der abschließenden Funktionsprobe.

Das Abtasten der Viertelstunden und der Minuten erfolgt nach dem selben, zuvor beschriebenen Prinzip wie das der Stunden.

Nachdem das Schlagen beendet ist benötigt der Repetitionsmechanismus noch etwa 20 bis 30 Sekunden, bis er sich in die Ausgangsstellung zurückbewegt hat. In dieser Zeit darf weder der Mechanismus erneut ausgelöst noch an der Aufzugskrone Manipuliert werden.

Ich glaube es ist deutlich geworden, wie höchst aufwändig die akustische Zeitanzeige ist. Und wie faszinierend diese Art die Zeit wahrnehmen zu können noch heute ist.