Vor kurzem hat Cole Pennington von HODINKEE einige neue Versionen der Ulysse Nardin Freak vorgestellt, von denen eine sogar für eine Freak ungewöhnlich ist: Die Freak S verfügt über zwei geneigte Unruhen (d.h. geneigt gegenüber der Hauptplatine, soweit man bei einer Freak überhaupt von einer herkömmlichen Hauptplatine sprechen kann), die durch ein Differential verbunden sind. Die beiden Unruhen sind auf einem Träger montiert, der als Stundenzeiger fungiert und auch Elemente des Räderwerks trägt, darunter zwei Ankerräder. In den Kommentaren fragte ein Leser, was der Grund dafür sein könnte, zwei Unruhen in eine Uhr einzubauen – und damit hängt eine Geschichte zusammen.
Die Armbanduhr mit zwei Unruhen kann als ein Sonderfall der größeren Klasse der Uhren mit zwei Oszillatoren betrachtet werden. Schon recht früh in der Entwicklung der Pendeluhr stellten Experimentatoren und Uhrmacher fest, dass sich zwei Pendel gegenseitig beeinflussen können – wenn beispielsweise zwei Pendeluhren mit gleich langen Pendeln auf demselben Regal stehen, neigen sie dazu, im Takt miteinander zu schwingen (in der Regel schwingt ein Pendel nach rechts, während das andere nach links schwingt; dies geschieht, weil dies der niedrigste Energiezustand für das System als Ganzes ist). Christiaan Huygens, dem die Erfindung der ersten praktischen Pendeluhr zugeschrieben wird, beobachtete das Phänomen, wie in einem Briefwechsel aus dem Jahr 1665 berichtet wird, konstruierte aber nie eine Uhr nach diesem Prinzip. Einer der ersten bekannten Uhrmacher, der eine Doppelpendeluhr herstellte, war Antide Janvier, ein französischer Uhrmacher, der zusammen mit seinem nahen Zeitgenossen Breguet mehrere Exemplare baute.
Breguet experimentierte auch mit Taschenuhren, die mit zwei Unruhen ausgestattet waren, und machte sich ausführliche Notizen zu seinen Experimenten, wobei er an einer Stelle über den Resonanzeffekt schrieb: “Dies scheint absurd zu sein, aber das Experiment beweist es tausendfach.”
Doppelunruh eines Resonanzchronometers von Breguet. Man beachte die Abdeckungen um jede Unruh, die die aerodynamische Kopplung verhindern sollen. Die Schrauben für die Zwischenzeit und den Temperaturausgleich befinden sich auf der Innenseite der Unruhreifen.
Die Idee hinter Uhren, deren Oszillatoren in Resonanz schwingen, besteht darin, dass dank des Energieaustauschs zwischen den Oszillatoren etwaige Gangfehler des einen Oszillators durch den anderen ausgeglichen werden.
Nicht alle Uhren mit doppelter Unruh sind jedoch so konstruiert, dass sie den Resonanzeffekt ausnutzen. Einige Uhren mit doppelter (bzw. vierfacher) Unruh haben Unruhen, die durch ein Differential verbunden sind. Wenn die Unruhen richtig positioniert und justiert sind, gleichen sich die Gangabweichungen aufgrund eines Mittelungseffekts aus und nicht aufgrund von Resonanz an sich.
Splitting The Difference: Duale Bilanzen und Differentiale
Das wohl bekannteste Beispiel für eine moderne Uhr mit zwei Unruhen, die durch ein Differential verbunden sind, ist die Dufour Duality. Die Duality wurde 1996 eingeführt und ist meines Wissens die erste Armbanduhr, die mit zwei Unruhen ausgestattet ist. Nach Angaben von Philippe Dufour sind die Unruhen so eingestellt, dass die eine etwas schneller und die andere etwas langsamer läuft, wobei die Idee dahinter ist, dass der Durchschnitt der Gangunterschiede eine engere Gangabweichung ergibt als bei einer einzelnen Unruh. Sicherlich ist es eine sehr schöne Uhr, die man in Aktion sehen kann, und sie ist sehr selten – und falls Sie eine solche Uhr bei einer Auktion sehen, sollten Sie mit einem siebenstelligen Preis rechnen; eine solche Uhr wurde 2017 bei Phillips für 915.000 $ versteigert .
Dufour Duality in Aktion
Natürlich kann man auch mehr als zwei Unruhen haben – 2013, was viel länger her zu sein scheint als läppische neun Jahre, stellte Roger Dubuis die ziemlich opernhafte (oder vielleicht ist histrionisch ein besseres Wort) Quatuor vor, über die – in einem der auffälligsten Kontraste zwischen dem Markenimage eines Schriftstellers und dem einer Uhr – kein Geringerer als Jason Heaton für HODINKEE berichtete. Die Quatuor verfügt über vier Unruhen, die alle durch Differentiale miteinander verbunden sind. Die Unruhen sind um 90º zueinander geneigt und um das Gehäuse verteilt. Die Neigung der Unruhen und ihre räumliche Trennung sollen wiederum einen Mittelungseffekt bewirken, bei dem sich die extremsten Gangschwankungen gegenseitig aufheben.
Wenn Sie zwei Unruhen haben, können Sie sich durch die Neigung der beiden Unruhen in entgegengesetzten Winkeln gegen Gangfehler absichern. Greubel Forsey ist ein gutes Beispiel dafür. Das Unternehmen hat eine Reihe von schrägen Unruhkonstruktionen, darunter die diesjährige Double Balancier Convexe, aber es stellt auch Uhren wie die Quadruple Tourbillon GMT her, bei der zwei Unruhen in zwei Doppeltourbillonkäfigen kreisen.
Doppelter Balancier Convexe
Doppeltourbillon GMT
Und dann ist da noch die Uhr, die den Anstoß für die Frage gab, die diese Geschichte inspirierte: Die Ulysse Nardin Freak S. Es handelt sich um eine Uhr mit Doppelunruh, aber auch um eine Tourbillonuhr mit Doppelunruh – wie bei allen Freaks sind die Oszillatoren auf einem Träger montiert, der das Zifferblatt einmal pro Stunde umkreist und als Minutenzeiger dient.
Eine weitere erwähnenswerte Variation dieses Themas ist die Audemars Piguet Royal Oak Double Balance Wheel. Hier gibt es zwei Unruhen, die jedoch auf derselben Unruhwelle sitzen und nicht unabhängig voneinander schwingen können. Jede Unruh hat ihre eigene Unruhspirale, deren innerer und äußerer Aufhängungspunkt sich um 180º gegenüberliegen. Die Idee dahinter ist, dass die beiden Spiralfedern perfekt symmetrisch schwingen und so die Gangabweichungen ausgleichen.
Den Takt halten: Resonanz-Uhren
Resonanzuhren haben zwei Unruhen, funktionieren aber nach einem anderen Prinzip. Die Idee bei Resonanzuhren besteht darin, zwei identische Oszillatorsysteme zu haben – d. h. zwei identische Unruhen und Unruhspiralen – aber die Unruhen so einzustellen, dass ihre Gangwerte so nahe beieinander liegen, dass sie durch einen Resonanzeffekt mit genau der gleichen Periode schwingen. In diesem Fall liegt der theoretische Vorteil nicht in der Mittelung der Gangwerte zweier Unruhen, sondern darin, dass zwei Oszillatoren in Resonanz einen stabileren Gang haben sollten als einer allein.
Damit dies geschieht, müssen mehrere Bedingungen erfüllt sein. Erstens müssen die beiden Oszillatorsysteme die gleiche Eigenfrequenz haben. Zweitens müssen sie irgendwie mechanisch miteinander gekoppelt sein. Und schließlich müssen sie so eingestellt werden, dass ihr Tagestakt ziemlich genau gleich ist. Breguet stellte fest, dass die Unruhen in seinen Taschenuhren einen Unterschied von weniger als 20 Sekunden aufweisen mussten, damit der Resonanzeffekt eintrat.
F. P. Journe Chronograph à Résonance
Der bekannteste und früheste Hersteller von Resonanzarmbanduhren war und ist F. P. Journe, dessen Chronomètre à Résonance im Jahr 2000 auf den Markt kam, ursprünglich als Subskriptionsmodell. Ich stand der Uhr zunächst sehr skeptisch gegenüber, aber nach der Lektüre von The Art Of Breguet, in der die Resonanzuhren von Breguet bis ins kleinste technische Detail beschrieben werden, wurde mir klar, dass Journe genau denselben Prinzipien gefolgt war.
Breguet hatte die Vermutung, dass die mechanische Kopplung der Unruhen auf aerodynamische Turbulenzen zurückzuführen sein könnte, aber als gründlicher Experimentator überprüfte er dies, indem er ein dünnes Stahlblatt zwischen die Unruhen legte und seine Resonanzuhren in einer Vakuumkammer testete. Beides verhindert das Auftreten des Resonanzeffekts, und Breguet kommt zu dem Schluss, dass die Unruhen, so winzig die beteiligten Kräfte auch sein mögen, durch die seitliche Kraft, die von den Unruhspiralen auf die Werkplatte ausgeübt wird, miteinander gekoppelt sind.
Journe stellte fest, dass er seine Unruhen aufgrund der geringeren Größe seiner Uhrwerke und des geringeren Energieaufwands enger aufeinander abstimmen musste als Breguet – mit einer maximalen Differenz von fünf Sekunden pro Tag.
Nun gibt es auch andere Möglichkeiten, zwei Oszillatoren mechanisch zu koppeln, und eine Möglichkeit besteht darin, die Unruhspiralen mechanisch zu koppeln – in diesem Fall funktionieren sie im Wesentlichen als eine einzige Unruhspirale für zwei Oszillatoren. Die bekanntesten modernen Uhren, die dieses System verwenden, werden von Armin Strom in seinen gespiegelten Kraftresonanzuhren hergestellt.
Eines der wenigen anderen mir bekannten Beispiele für diesen Ansatz stammt von Beat Haldimann – die H2 Resonance Flying Tourbillon.
Es gibt noch viele andere Arten von Uhren mit zwei Unruhen, aber im Allgemeinen handelt es sich dabei um eine Variante von Hochfrequenz-Chronographen, bei denen es eine Unruh für das Räderwerk und eine andere, viel höherfrequente Unruh für das Chronographenwerk gibt (in der Regel haben solche Chronographen eine recht kurze Laufzeit für das Chronographenwerk, das im Allgemeinen ein eigenes, separates Federhaus hat). Resonanz- und Differentialuhren mit zwei Unruhen sind ein anderes Spiel und stellen Versuche dar, das Potenzial unkonventioneller Lösungen für eine hochpräzise Zeitmessung zu erproben – und bieten eine Menge intellektueller Unterhaltung und auch einfach nur Spaß.