Uhren mit Chronograph-Komplikation einstellen, Definition und technische Funktion

Historisch spannende Chronographen wie Rolex Daytona, Breitling Navitimer, TAG Heuer Carrera oder Omega Speedmaster erfreuen sich bis heute extrem großer Beliebtheit. Ein Chronograph (fälschlicherweise manchmal Cronograph geschrieben) ist zunächst einmal keine eigenständige Uhr in dem Sinne, sondern bezeichnet nur eine Zusatzfunktion einer Uhr (im Fachjargon wird solch eine Zusatzfunktion bei mechanischen Uhren auch “Komplikation” genannt). Konkret erweitert eine Chronographen-Komplikation eine mechanische Uhr um eine Stoppuhr.

Doch was steckt technisch dahinter? Was ist beispielsweise der Unterschied zwischen Schaltrad und Schaltnocken? Welche Kupplungsarten gibt es? Das und mehr erfahrt ihr im Detail in diesem ausführlichen Artikel…

[Beitrag von Leon Zihang, Uhrmacher und Kopf hinter ChronoRestore.com]

Eine kleine Geschichtsstunde zu Uhren mit Chronograph-Komplikation

Die Bezeichnung des Chronographen entstand aus den griechischen Worten „Chronos“ (=Zeit) und „Grapho“ (=ich schreibe) und bedeutet wörtlich übersetzt „Zeitschreiber“. In der Uhr ist der Chronograph ein zusätzlicher Mechanismus, der durch das Drücken eines Drückers gestartet, gestoppt und wieder in seine Nullposition zurückgestellt werden kann. Dabei muss das Uhrwerk zur Zeitanzeige normal weiterlaufen. Bei einem Chronographen handelt es sich also um eine normale mechanische Uhr, wie zum Beispiel ein Automatikwerk, bei dem zusätzlich ein Chronographenmechanismus verbaut ist. Der Chronograph greift dabei seine benötigte Energie vom Basiswerk ab. Hierzu aber später mehr.

Oft wird der Chronograph auch mit dem Chronometer verwechselt. Dabei kann ein Chronograph auch selbst ein Chronometer sein – muss aber nicht. Ein „Chronometer“ beschreibt eine Uhr, deren Ganggenauigkeit nach strengen Vorgaben von einer offiziellen Prüfstelle nicht nur geprüft und ausgezeichnet wurde, sondern hierfür auch ein Zertifikat besitzt.

Geschichtliche Meilensteine:

• Zu Beginn des 18. Jahrhunderts hat der Uhrmacher Rieussec den ersten Chronographen gebaut, bei dem ein Tintenstift zur Markierung von Zeitintervallen auf dem Zifferblatt verwendet wurde.
• Im Jahre 1844 wurde das Patent für eine herzförmige Scheibe, dem sogenannten „Nullstellherz“, von Adolphe Nicole angemeldet. Damit ließen sich die vorhandenen Zählzeiger des Chronographen aus jeder beliebigen Position an ihre Ausgangsstellung zurückstellen.
• 1862 hat Nicole dann die erste Taschenuhr mit Chronograph fertiggestellt.
• 1880 wurde dieser, bis heute gängige, Mechanismus von Auguste Baud vollendet.
• Seit 1930 gibt es Chronographen auch in Armbanduhren mit zwei separaten Drückern (Start/Stop und Nullstellung). Der Mechanismus wurde ständig weiterentwickelt.

Historisch betrachtet spielten Chrongraphen beispielsweise im Rennsport eine wichtige Rolle: Im Jahre 1964 brachte der Schweizer Uhrenhersteller Heuer (heute: TAG Heuer) mit dem Modell Carrera den ersten speziell für die Zeitmessung von Autorennen entwickelten Armband-Chronographen heraus. Bekannt wurde die Heuer Carrera durch den fünffachen Formel 1-Weltmeisters und Heuer-Partner Juan Manuel Fangio bei der Carrera Panamericana in Mexiko. Auch heute noch pflegt TAG Heuer die Carrera-Modellreihe intensiv…

Auch in der Luftfahrt waren Chronographen (übelebens-)wichtig: Zu Anfang des Zweiten Weltkrieges beispielsweise mussten Hersteller wie Tutima oder Hanhart robuste Fliegerchronographen für die Kampfpiloten der deutschen Luftwaffe entwickeln und produzieren. Die Piloten konnten damals mit ihren Chronographen, als Backup zu ihrer Borduhr, beispielsweise auf die noch benötigte Zeit bis zum Ziel oder den Treibstoffverbrauch schließen.

Aber egal, ob man nun die Chronographen-Funktion einer Uhr nutzt oder nicht – solche Uhren sehen in der Regel deutlich sportlicher aus als simple Dreizeiger-Pendants. Das liegt sowohl an den Hilfszifferblättern, den sogenannten Totalisatoren, als auch an häufig eingesetzten Zusatz-Indizes: So haben Chronographen meistens auch eine sogenannte Tachymeter-Skala (dazu gleich mehr)…

Übersicht: Chronograph einstellen und Zifferblatt-Erklärung

Chronographen haben in aller Regel oberhalb der Krone einen “Auslöse”-Drücker zum Starten/Stoppen der Zeitmessung und unterhalb der Krone den Reset-Drücker zum Zurücksetzen der Zähler.

Beim Auslösen des Start/Stopp-Drückers läuft der zentrale Sekundenzähler, der sonst diszipliniert auf “12 Uhr” steht, los. In den Hilfszifferblättern bzw. “Sub-Ziffernblättern”, den sogenannten Totalisatoren, laufen beim Start entsprechend die Zeiger für die Minutenzählung (normalerweise bis 30 Minuten) und der Zeiger für die Stundenzählung (normalerweise bis 12 Stunden) in jeweils einem Totalisator los. So kann auch über einen längeren Zeitraum die gestoppte Zeit gemessen werden.

Hier eine kompakte Darstellung der Begrifflichkeiten anhand des Beispiels der Omega Speedmaster Professional Moonwatch:

Chronographen: Die Skalen

Chronographen können spezielle Skalen besitzen. Damit meine ich nicht die zusätzlichen Minuten/- oder Stundenzählzeiger, die sich auf dem Zifferblatt in den kleinen Hilfszifferblättern drehen und als „Totalisatoren“ bezeichnet werden, sondern eine zusätzliche Skala am äußeren Rand des Zifferblatts. Die zwei wichtigsten Skalen sind dabei die „Tachymeterskala“ (häufig auch Tachymetre-Skala oder Tachometer-Skala) und die „Telemeterskala“.

Mit der Tachymeter-Skala lassen sich Einheiten pro Stunde (Units per Hour) messen. Eine klassische Anwendung ist die Messung der Durchschnittsgeschwindigkeit, zum Beispiel bei Autorennen.

Die Tachymeter-Skala ist in der Regel außen auf der (in aller Regel nicht drehbaren) Lünette aufgebracht – wie z.B. bei der Omega Speedmaster Moonwatch, der TAG Heuer Carrera oder der Rolex Daytona. Seltener wird die Tachymeter-Skala innen auf dem Rehaut untergebracht – wie z.B. bei der Breitling Chronomat B01 42.

Bei der Telemeterskala kann eine Distanzmessung von hör- und sichtbaren Ereignissen vorgenommen werden. Das wohl berühmteste Beispiel ist der Blitz und der darauffolgende Donner bei einem Gewitter: Der Start des Chronographen erfolgt beim Sichten des Blitzes und der Stopp des Chronographen beim Hören des Donners. Auf der äußeren Telemeterskala wird dann die Entfernung des Blitzes mithilfe des Chronozentrumzeigers angezeigt.

Zusätzlich könnte man hier noch die Pulsometerskala, zum Messen vom Puls, nennen. Also holt gleich mal eure Chronographen raus und schaut, ob ihr nicht sogar auch so eine Skala verbaut habt! 🙂

Technische Erläuterung der Funktionen eines Chronographen: Schaltrad & Co.

Zur Steuerung des Chronographen gibt es zwei unterschiedliche Systeme: Der Steuermechanismus ist dabei das Herzstück des Chronographen, über den alle Funktionen zur richtigen Zeit geregelt werden. Beim System mit Schaltrad (oder Kolonnenrad) handelt es sich um eine Radscheibe mit Sperrverzahnung, auf der senkrecht angeordnete Säulen stehen (siehe Abbildung). Über die Sperrverzahnung wird das Schaltrad mithilfe von Hebeln immer wieder angeschoben und dreht sich somit um seine eigene Achse. An den senkrecht stehenden Säulen liegen weitere Hebel an, die hier die aktuelle Stellung des Schaltrades abtasten und je nachdem, ob sie in eine Lücke fallen oder außen an einer Säule anliegen, erfüllen sie ihre Funktion.

Das zweite System wird mithilfe des Schaltnocken (oder Schiffchen) geregelt (sogenannte Kulissenschaltung; siehe Abbildung). Im Gegensatz zum Schaltrad bewegt sich dieses nur in Winkelbewegungen und die anliegenden Hebel gleiten außen auf den Außenkanten des Schiffchens oder fallen in dessen Aussparungen.

Durch Drücken des Drückers bei “2 Uhr” wird das Schaltorgan so verdreht, dass durch eine Reihe von Hebelbewegungen die Kupplung betätigt und eine Verbindung zwischen dem Chronomechanismus und dem Sekundenrad des Basiswerks hergestellt wird. Bei nochmaliger Betätigung des “2 Uhr”-Drückers wird der Chronomechanismus vom Basiswerk wieder abgekoppelt und gleichzeitig die Räder mithilfe von Blockierhebeln, die sich außen an die Verzahnung der Räder anlegen, in Position gehalten, damit sich diese bei einem Stoß nicht verdrehen können.

Nun kann die gemessene Zeit abgelesen werden. Als nächstes kann man den Chrono durch Betätigen des “2 Uhr”-Drückers wieder Starten. Dabei lösen sich die Blockierhebel und die Kupplung wird wieder geschlossen. Alternativ kann man den stillstehenden Chronographen durch Betätigung des Drückers bei “4 Uhr” Nullstellen. Dabei werden die Blockhierhebel von den Rädern entfernt und der Nullstellhebel, der über eine sehr starke Feder in Bewegung versetzt wird, schlägt mit Schwung auf die, an den Wellen der Räder befestigten, Nullstellherzen. Diese Herzform sorgt dafür, dass sich die Räder immer wieder in die gleiche Position drehen (siehe Abbildung). So können wir den Chronographen immer wieder in seine Nullstellung bringen.

Kupplungsarten bei Chronographen

Zu guter Letzt möchte ich euch in diesem Beitrag noch die unterschiedlichen Kupplungsarten der Chronographen vorstellen: Bis heute gibt es drei Kupplungsarten, die in jeder Form lange Zeit verwendet wurden und auch noch heute oft zu sehen sind. Man unterscheidet die „horizontale Kupplung“, die „Kupplung mit Schwingtrieb“ und die „vertikale Kupplung“.

Chronographen: Horizontale Kupplung

Zuerst zur horizontalen Kupplung (siehe Abbildung): Bei dieser Kupplungsart wurde ein sogenanntes Mitnehmerrad auf die Welle des Sekundenrades, aus dem Basiswerk, gepresst.

Dieses dreht sich also immer identisch mit dem Sekundenrad mit. Gleichzeitig befindet sich dieses im permanenten Eingriff mit dem Kupplungsrad, welches in einem beweglichen Hebel gelagert ist. Wenn nun der Chronomechanismus gestartet wird und durch eine Reihe von Hebelbewegungen das Schaltorgan (im Bild unten wird das Schaltrad verwendet) verdreht wird, fällt der anliegende Hebel in eine Lücke zwischen die Säulen des Schaltrades. Der Hebel bewegt sich jetzt mit dem Kupplungsrad in Richtung des Chronozentrumrades.

Der Nachteil dieser Kupplungsvariante ist, dass es beim Starten des Chronos zu einem stark sichtbaren „Zeigersprung“ des Chronozentrumzeiger kommen kann. Dieser begründet sich daraus, dass beim Einschwenken des Kupplungsrades in das Chronozentrumrad zwei Zahnspitzen aufeinandertreffen können und dies zu einer ruckartigen Verdrehung des Chronozentrumrades führen kann. Man versucht diesen Zeigersprung durch eine Dreiecksverzahnung an dem Mitnehmerrad, Kupplungsrad und Chronozentrumrad zu minimieren, kann dies aber nicht vollständig verhindern.

Chronographen: Kupplung mit Schwingtrieb:

Das Schwingtrieb wurde 1887 von Edouard Heuer erfunden, aber erst 1946 zum ersten Mal in einer Armbanduhr verwendet. Dabei handelt es sich um eine einfache Welle mit zwei Trieben. Allgemein ist neben dem Sekundenrad (1) eine Welle mit Doppeltrieb (8, 8‘) (=das Schwingtrieb) in der Platine gelagert. Das untere Trieb (8‘) steht ständig mit dem Sekundenrad (1) in Eingriff. Das obere Lager (4) der Welle ist in dem Kupplungshebel (5) gelagert. Beim Betätigen des Drückers für Start schwenkt der Kupplungshebel (5) nach rechts (Pfeil 6 in Fig. 2) und bringt Trieb (8) in den Eingriff mit dem Chrono-Zentrumrad (10). Da die obere Verzahnung des Triebes (8) und des Chrono-Zentrumrades (10) doppelt so fein ist wie jene des unteren Eingriffs, ist ein „Springen“ des Chrono-Zeigers kaum sichtbar. Beim Betätigen des Drückers für Stopp schwenkt das Trieb wieder zurück (Pfeil 7 in Fig. 1), damit sich beim Nullstellen das Chrono-Zentrumrad frei drehen kann. Die Lager (3 und 4) für die Doppeltriebwelle sind etwas weiter als üblich, damit sich im geschwenkten Zustand die Zapfen darin nicht verklemmen. Ein Verlust an Präzision ist dies aber nicht.

Chronographen: Vertikale Kupplung

1936 entstand das erste Kaliber mit vertikaler Kupplung. Bei dieser Kupplung drehen sich die beteiligten Räder um dasselbe Zentrum und sind übereinander gelagert. Sie sind nicht miteinander verbunden. Das untere Rad befindet sich im ständigen Eingriff mit dem Sekundenrad und das obere mit dem Chronozentrumrad. Die Verbindung entsteht über eine sich öffnende und schließende Zange, die eine Feder freigibt, welche das obere Rad auf das untere drückt. Durch diesen Druck entsteht eine formschlüssige Haftreibung, welche die beiden Räder miteinander verbindet und für die Weiterleitung der Drehbewegung an das Chronozentrumrad sorgt.

Zum Bild unten: Das mit dem Chronographenrad (gelb) verbundene obere Kupplungsrad (grün) wird zunächst durch eine Zange (schwarz) festgehalten; es gib keine Verbindung zum unteren Kupplungsrad (rot), das wiederum mit dem Sekundenrad (blau) verbunden ist (linkes Bild). Nach dem Starten gibt die Zange das obere Kupplungsrad frei und dieses wird von einer Feder nach unten gedrückt (rechtes Bild), sodass es mit dem unteren Kupplungsrad (rot) und so auch mit dem Sekundenrad in Eingriff kommt. Nun beginnt der Chronographenzeiger zu laufen.

Obwohl die Schwingtrieb Kupplung in dem heute wohl am meisten verbauten Chronographenwerk, dem Valjoux 7750, verbaut ist, ist die Vertikale Kupplung die Beste.

Der Grund dafür ist der dauerhafte Eingriff zu den betroffenen Rädern. Beim Schwingtrieb besteht der Nachteil, dass die Schrägstellung der Welle keinen perfekten Eingriff zum Chronozentrumrad gewährleistet und das Schwingtrieb auch immer ein großes Seitenspiel braucht, welches zu Unregelmäßigkeiten führt.

Bei der horizontalen Kupplung kommt es beim Starten zum Zeigersprung und die Dreiecksverzahnung, die dies minimieren soll, führt zu einer erhöhten Reibung.

Die vertikale Kupplung hingegen punktet mit einem ständigen Eingriff zwischen den Verzahnungen und wird nur über die Haftreibung geschlossen, womit der Zeigersprung vollständig vermieden wird.

Liste: Beliebte Chronographen für Herren im Überblick

Die Chronographen in der folgenden Liste erfreuen sich unter Uhrenfreunden großer Beliebtheit – das liegt insbesondere daran, dass diese Modelle eine besonders reichhaltige Historie und/oder technische Besonderheiten mitbringen. Alle hier genannten Chronographen prägten ihr Zeit maßgeblich und sind bis heute erhältlich:

• Zenith El Primero: Zenith wollte mit dem Kaliber El Primero das allererste automatische Chronographen-Kaliber auf den Markt bringen. Doch Seiko und das Schweizer Kaliber 11-Konsortium (u.a. Heuer) zogen davon. Zenith gebührt leider nur der Dritte Platz auf dem Siegertreppchen. Macht aber nix: Der El Primero-Chronograph bringt dank des Schnellschwinger-Kalibers (36000 vph) auch heute noch eine bemerkenswerte technische Besonderheit mit.
• Omega Speedmaster Moonwatch: Offizieller Bestandteil der NASA-Mondlandemission am 20. Juli 1969 und die erste Uhr auf dem Mond – allerdings nicht am Handgelenk vom ersten Mann auf dem Mond, Neil Armstrong (der hat seine “Mooni” in der Kapsel vergessen), sondern am Arm von Astronaut Nummer zwei, Buzz Aldrin. Sei’s drum: Die Omega Speedmaster ist bei Uhrenfreunden bis heute einer der beliebtesten Chronographen der Welt.
• Breitling Navitimer: Weiterentwicklung der Breitling Chronomat im Jahre 1952 – mit der Rechenschieber-Lünette der Navitimer war es (neben Dreisatzrechnungen, Mulitplikation und Division) nun auch möglich speziell für die Luftfahrt benötigte Kalkulationen durchzuführen (z.B. Treibstoffverbrauch).
• Breitling Chronomat: Der Vorgänger der Breitling Navitimer, entwickelt während des Zweiten Weltkrieges und beispielsweise offizielle Dienstuhr für die United States Air Force. Dank Rechenschieber-Lünette damals revolutionär.
• Sinn 903: “Der schnelle Helmut” kaufte während der Quarzkrise fast den gesamten Lagerbestand an Navitimer-Ersatzteilen sowie Maschinen und Designrechte von der taumelnden Breitling SA und baute eine Navitimer “Made in Frankfurt”. Unter Uhrenfreunden gilt die Sinn 903 daher als qualitativ hochwertige (und etwas günstigere) Navitimer-Alternative.
• TAG Heuer Carrera: Benannt nach dem populären Autorennen Carrera Panamericana und klar auf die Zielgruppe der Rennfahrer ausgerichtet. Ab 1969 mit einem der ersten Automatik-Chronographen-Kaliber, dem Kaliber 11.
• TAG Heuer Autavia: Jack Heuers erste Chronographen-Schöpfung! Im Jahre 1962 lanciert, richtete sich das Modell an Sportwagen-Fahrer und Flugzeug-Piloten (daher auch die Wortschöpfung aus “automotive” und “aviation”).
• TAG Heuer Monaco: Quadratisch, praktisch gut – das Design der TAG Heuer Monaco hob sich im Erscheinungsjahr (1969) designtechnisch stark von der Konkurrenz ab. Niemand geringeres als Schauspieler Steve McQueen trug die Monaco im Film „Le Mans“ am Handgelenk und machte den Chrono bekannt. Die Heuer Monaco kam in der Erstausführung ebenfalls mit dem Kaliber 11.
• Rolex Daytona: Benannt nach dem Daytona-Autorennen am Strand von Florida und damit das Rennsport-Pendant zur Carrera aus dem Hause Rolex. Im Jahre 1962 startete Rolex sein Engagement als offizieller Zeitnehmer, bereits ein Jahr später erschien der Daytona Cosmograph Referenz 6239. Feine Sache: Der Sieger des Rennens bekam nicht nur einen Pokal, sondern auch eine Rolex Daytona spendiert.
• Fliegerchronographen von Hanhart, Tutima und aus Glashütte: Im Zweiten Weltkrieg mussten Hersteller wie Hanhart oder Tutima robuste Chronographen für die Kampfpiloten der deutschen Luftwaffe entwickeln und produzieren, damit diese während ihres Einsatzes beispielsweise auf den Treibstoffverbrauch schließen konnten. Fliegerchronographen sind von Beobachtungsuhren abzugrenzen, die von den Navigatoren an Bord getragen wurden und in Kombination mit einem Oktanten Aufschluss über die Position des Flugzeugs gaben. Hanhart beispielsweise produzierte ca. 25.000 Stück des Zweidrücker-Chronographenkalibers 41. Nach dem Krieg produzierte Hanhart auch Uhren für die Bundeswehr…
• Casio EDIFICE: Okay, zugegeben – so ganz passt die moderne Casio EDFICE vielleicht nicht in diese Auflistung historischer, mechanischer Chronographen. Und dennoch darf man bei den Quarz-Chronographen aus dem Hause Casio durchaus von “Neo-Klassiker” sprechen. Mit Modellen wie der EDIFICE EQB1100 zeigen die Japaner, was analoge Uhren heute alles können ohne dabei eine Smartwatch sein zu müssen und dabei gleichzeitig auch noch sportlich schick auszusehen.

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