In heutigen mechanischen Armbanduhren werden fast ausschließlich Uhrwerke, oder auch Kaliber, mit Automatik- oder Handaufzug verbaut. Elektromotoren oder -Magnete kommen nur noch extrem selten zum Einsatz.

Geschichte: Die Räderuhr als Vorläufer heutiger mechanischer Uhrwerke

Im 14. Jahrhundert, etwa um die Zeit der Entwicklung der Sanduhr, sind die ersten Räderuhren entstanden. Sie waren noch sehr ungenau, hatten allerdings schon eine Unrast, den Vorgänger der Unruh (siehe unten). Schon im 15. Jahrhundert führte der Einsatz von Unruh und Spiralfeder zu immer präziseren Uhrwerken. Als einem der Ersten in Deutschland gelang dem Nürnberger Schlossermeister Peter Henlein um 1479 die Herstellung einer Uhr die man am Körper tragen konnte, sozusagen die erste Taschenuhr. Die Uhren dieser Zeit mussten mit kleinen Schlüsseln aufgezogen werden, die gerne verloren gingen. Erst knapp 300 Jahre später löste Abraham Louis Perrelet dieses Problem mit einem Automatik-Aufzug für Taschenuhren. 1838 stellte die Firma Audemars die erste Taschenuhr mit Kronenaufzug vor.

Die nachweisbar erste Armbanduhr wurde von Abraham Louis Brequet, einem Schweizer Uhrmacher, um 1810 für die jüngste Schwester Napoleons, Caroline Bonaparte, angefertigt. Bis zur Erfindung der Automatikarmbanduhr dauerte es von da an noch über 100 Jahre. Die meisten der heute verbauten mechanischen Werke haben ihren Konstruktionsursprung in den 1960er und 1970er Jahren. Bis kurz vor der Quarzkrise wurden viele neue Kaliber entwickelt,  wie zum Beispiel das 1969 vorgestellte, erste automatische Chronographenwerk, El Primero von Zenith.

Funktionsweise: Zusammenspiel von Aufzug, Feder, Räderwerk, Hemmung und Unruh

Die Energie für den Antrieb mechanischer Uhrwerke stammt aus der Aufzugswelle. Diese wird bei Handaufzugsuhren über das Drehen der Krone und bei Automatikuhren über einen kugelgelagerten Rotor aufgezogen, der beim Bewegen der Uhr durch die Schwerkraft und seiner Massenträgheit im Raum stehen bleibt. So wird eine s-förmige Feder gespannt. Bei Automatikwerken wird die Feder typischerweise in beiden Drehrichtungen (bidirektional) aufgezogen und eine Rutschkupplung (oder Bridge) verhindert ein Überdrehen der Zugfeder. Die Feder speichert die Energie und befindet sich in einem Gehäuse, dem Federhaus. Entspannt sich die Feder mit der Zeit, wird das Federhaus gedreht, was alle anderen Räder im Räderwerk zum Drehen bringt.

Die Hemmung bremst oder ‚hemmt‘ den unkontrollierten Ablauf des Räderwerk und wandelt dabei die übertragene Rotationsenergie in einen periodischen Takt um. Diesen periodischen Takt reguliert die Unruh. Schließlich wird durch das Zeigerwerk die Bewegung des Räderwerkes an die Zeiger übertragen und so die Uhrzeit auf dem Zifferblatt angezeigt.

Pflege: Regelmäßiges Tragen und Revision erhalten das Uhrwerk und die Genauigkeit

In den meisten hochwertigen, mechanischen Uhrwerken werden als Lagersteine für bewegliche Teile synthetische Edelsteine wie Rubine verwendet. Zwischen Stein und Stahl entsteht eine geringere Reibung als zwischen zwei Stahlbauteilen, was den Verschleiß reduziert und die Ganggenauigkeit erhöht. Reibung ist jedoch nicht komplett vermeidbar, was die Ganggenauigkeit einer Uhr beeinflusst und zur Abnutzung von Schmiermitteln sowie Materialien beiträgt. Extreme Temperaturen können diese Abnutzung noch beschleunigen und sollten daher genauso vermieden werden wie Magnetfelder, die die vielen feinen, beweglichen Teile beschädigen können.

Daher sollte man mindestens alle fünf Jahre eine Revision durchführen lassen. Der Uhrmacher zerlegt und reinigt das Uhrwerk, bevor er es wieder neu zusammenbaut und ölt. Bei zu langen Wartungsintervallen kann das Schmiermittel eintrocknen oder Schmutz auf die Zähne der Räder kommen, wodurch die Uhr nachgeht. Das regelmäßige Tragen der Uhr hilft ebenfalls dabei, dass alle Teile gleichmäßig geschmiert bleiben und die Zeit genauer angezeigt wird.

Text: Cornelius Huber