TAG Heuer Isograph: Einblicke in die Produktion der Carbon-Spiralfeder / ernstzunehmende Konkurrenz zur Silizium-Spirale?

TAG Heuer ist seit einigen Jahren in Investitionslaune – zumindest, was technische Entwicklungen angeht. Mit dem Heuer 02 beispielsweise hat der Schweizer Uhrenhersteller mit einem eigens entwickelten mechanischen Uhrwerk erst 2017 den Olymp der Manufakturen betreten. Das Heuer 02 ist – wie sollte es mit Blick auf die Geschichte des Herstellers auch anders sein – ein Chronographen-Kaliber mit Automatikaufzug und fester Bestandteil von Modellreihen wie Carrera oder Autavia.

Produktion des Kalibers Heuer 02

TAG Heuer legt aber noch eine Schippe drauf: Im 2018 gegründeten TAG Heuer Research Institute werden unter der Leitung von Guy Sémon, der bei TAG Heuer 2004 als R&D Manager angefangen hat, diverse Forschungsprojekte vorangetrieben. Eine spannende Entwicklung von Guy und dessen Team ist beispielsweise eine Spiralfeder aus Carbon-Verbundwerkstoff, die allerdings produktionsseitig noch vor einigen Herausforderungen steht – hierzu gleich mehr.

Zunächst aber muss man verstehen, warum TAG Heuer die Notwendigkeit gesehen hat, auf eine Eigenentwicklung zu setzen…

TAG Heuer Carbon-Spiralfeder

TAG Heuer: Wettbewerb und Abhängigkeit zur Swatch-Gruppe (ETA, Nivarox, Silizium-Spiralfeder)

Die Spiralfeder bildet zusammen mit der Unruh das Herz einer jeden mechanischen Uhr. Die Spiralfeder hat dabei eine ganz wesentliche Aufgabe, nämlich die Unruh nach jedem Tick in konstanter Frequenz wieder in ihre Ausgangsposition zu „schubsen“. Zusammen bilden Spiralfeder und Unruh das regulierende, taktgebende Organ für die gesamte Mechanik. Kurzum: Ohne Spiralfeder, keine mechanische Uhr!

Aufbau eines Uhrwerkes anhand des TAG Heuer Calibre 1887 (Unruh mit Spiralfeder rechts unten: „Balance wheel with hairspring“), Bild: TAG Heuer

Ein entscheidender Faktor der Spiralfeder ist das verwendete Material. Weit verbreitet ist beispielsweise die Nivarox-Legierung bestehend aus Eisen, Nickel, Chrom und geringen Zusätzen von Beryllium. Die gleichnamige Firma Nivarox-FAR ist – neben dem Werkehersteller ETA – Teil des Swatch-Konzerns und Marktführer unter den Firmen, die Spiralfedern produzieren und an Dritte verkaufen (streng genommen sogar quasi Monopolist).

Nivarox-Spiralfedern gelten als qualitativ hochwertig und sind – dank großer Produktionsmengen – auch mit Abstand die günstigste Option: Nivarox-Assortiments sind ab 10 Franken erhältlich, die Standardprodukte kosten im Schnitt rund 20 Franken. Bei den anderen Herstellern zahlt man mindestens das Doppelte. Nivarox-Spiralfedern sind ein wesentlicher Bestandteil von ETA-Kalibern.

Filigran: Die Spiralfeder

Und genau hier ist auch der Knackpunkt zu finden: Die Swatch-Gruppe strebt schon seit einigen Jahren an, die weit verbreiteten, zuverlässigen ETA-Werke nicht mehr an Dritte zu liefern, sondern nur noch innerhalb der eigenen Gruppe zu verteilen. Sprich: an Konzernmarken wie Certina, Tissot oder Hamilton. Nick Hayek, Chef der Swatch Group, sagte 2019 ganz offen, dass er insbesondere den großen Konzernen Richemont und LVMH keine Uhrwerke mehr liefern will. Das ist auch kartellrechtlich abgesegnet: Die Schweizer Wettbewerbsbehörde Weko erlaubt der Swatch-Gruppe ab 1.1.2020 keine Werke mehr an Mitbewerber liefern zu müssen.

Übel nehmen kann man es der Swatch-Gruppe aus neutraler Sicht nicht: ETA-Werke sind sehr bekannt und ein Qualitätsmerkmal Schweizer Uhren. Selbst weniger Uhren-affinen Leuten ist ETA ein Begriff. Warum sollte der Swatch-Konzern Konkurrenz-Marken unnötig stärken? Für den Uhrenfan, der sich gerne im günstigeren Einsteigersegment umschaut, ist die Eindämmung der Lieferungen an andere Marken allerdings keine gute Nachricht: Fernab der Swatch-Marken wird man in den nächsten Jahren immer weniger ETA-Kaliber finden. Für die beliebten, baugleichen ETA-Alternativen aus dem Schweizer Hause Sellita gibt es aber (vorerst) Entwarnung: Sellita kann zwar (noch?) keine Spiralfedern selbst fertigen und ist ebenfalls von Swatch abhängig, die Schweizer Wettbewerbskommission hat aber einen Lieferstopp von Nivarox-Bauteilen untersagt. Aber auch das kann sich natürlich ändern…

Die Lage ist also ziemlich verzwickt. Wenn man der Situation aber etwas Gutes abgewinnen will, dann dass technologische Weiterentwicklungen vorangetrieben werden, die einen echten Kundennutzen bieten. Die Entwicklung der Carbon-Spiralfedern im TAG Heuer Research Institute ist natürlich zum einen – ganz rational betrachtet – ein Mittel, um sich unabhängig(er) von der Swatch-Gruppe und anderen Lieferanten zu machen. Gleichzeitig bieten solche Neuentwicklungen aber auch die Gelegenheit Verbesserungen herbeizuführen. Nivarox-Spiralfedern haben nämlich den großen Nachteil, dass sie empfindlich gegenüber Magnetfeldern sind. Eine magnetisierte Spiralfeder kann die Ganggenauigkeit einer Uhr extrem verschlechtern. Nicht ohne Grund war die Swatch-Gruppe (zusammen mit den Schwergewichten Patek Philippe und Rolex) treibende Kraft bei der Entwicklung von Unruhspiralfedern aus Silizium, die ebenfalls unempfindlich gegenüber Magnetfeldern sind.

TAG Heuer hingegen setzt bei der Neuentwicklung auf den Verbundstoff Carbon

Spiralfedern aus Carbon: Vorteile und Einblicke in die Produktion bei TAG Heuer, La Chaux-de-Fonds

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Entwickelt wurden die Carbon-Spiralfedern vom TAG Heuer Research Institute, welches sich sich seit 2018 innerhalb des Hauptgebäudes in La Chaux-de-Fonds befindet und der Traum der Sheldon Coopers dieser Welt ist: Insgesamt 25 Mitarbeiter teilen sich auf drei Teams für die Bereiche Solid-state Physics, Nanoparticle Physics und Advanced Mechanics auf. Ausgestattet ist das Labor mit allerlei hochmoderner Technik wie beispielsweise Transmissions-Elektronenmikroskope oder Alpha-Proton-Spektrometer.

Die Produktion der extrem filigranen Spiralfedern ist ziemlich schwierig, im Zusammenhang mit der Nutzung von Carbon als Material hat TAG Heuer eine neue Produktionstechnik entwickelt. Bei der Herstellung spielen sogenannte Wafer eine entscheidende Rolle. Wafer sind euch bestimmt schon mal im Zusammenhang mit der Halbleiterindustrie zu Ohren gekommen: Auf einem Wafer werden Schaltkreise aufgeätzt, welche anschließend zugeschnitten und zu Chips verlötet werden. Diese Chips landen dann in Fernsehern, Smartphones & Co.

Ein Wafer (englisch für Waffel) ist nichts anderes als eine besonders dünne Scheibe als Grundlage für die Produktion von großen Mengen sehr kleiner Teile. Und so sieht ein unbestückter Wafer bei TAG Heuer für die Produktion der Carbon-Spiralfedern aus:

Bei TAG Heuer kommen Wafer aus Silikon zum Einsatz. Der Wafer wird zunächst in einen Reaktor gefahren, in dem ein Vakuum herrscht. Die Reaktoren für die Produktion importiert TAG Heuer aus den USA von der CVD Equipment Corporation. Das System nennt sich Carbon+ 150.

Nun wird Äthylen (Kohlenwasserstoffgas) eingeführt, um mit Hilfe eines chemischen Beschichtungs-Verfahrens (CVD-Beschichten, chemical vapour deposition) über insgesamt vier Stunden, Atom für Atom, die Basis für die Spiralfedern „aufzubauen“ – hierbei entstehen sogenannte Kohlenstoffnanoröhren (CNT, carbon nanotubes).

Schematische Darstellung von Carbon Nanotubes, Bild: Mstroeck [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

Diese Nanoröhren bestehen zu 96% aus Leerraum. Dieser Leerraum wird wiederum im letzten Produktionsschritt mit Kohlenstoff-Atomen gefüllt, um die Spiralfedern zu stabilisieren. So entstehen exakt 300 Spiralfedern pro Wafer.

Tada! Fertig sind die Carbon-Spiralfedern, die nun noch vom Wafer befreit werden müssen. TAG Heuer kann die Serienproduktion der Spiralfedern auf zwei Reaktoren umsetzen. Die Produktionskapazität beträgt (Stand 2019) 150.000 Stück pro Jahr – theoretisch.

Im letzten Schritt müssen die Spiralfedern „nur“ noch verbaut werden… 😉 Gut zu wissen: Die Kombination aus Carbon-Spiralfeder und darauf abgestimmter Unruh nennt die Schweizer Manufaktur Isograph, eine Wortneuschöpfung aus iso („gleich“) und grapho („schreiben“)…

Der hohe Produktionsaufwand lohnt sich aber mit Blick auf die konkreten Vorteile von Carbon-Spiralfedern, die denen der Silizium-Spiralfedern sehr ähneln – konkret:

  • Unempfindlich gegenüber Schwerkraft und Stöße aufgrund ihrer hohen Festigkeit im Verhältnis zur Dichte und ihres elastischen Verhaltens.
  • Vollständig antimagnetisch, sodass keine Abweichungen entstehen, wenn die Uhr mit Magnetfeldern in Kontakt kommt.
  • Die Beständigkeit gegen Temperaturschwankungen durch die Kombination mit einer maßgeschneiderten Unruh.
  • Die Spiralrolle ist bereits inkludiert, d.h. die Spiralfeder besteht aus einem Teil (das Anbringen dieses kleinen Teils bei „normalen“ Spiralfedern, das die Metall-Spiralfeder an der Unruhwelle befestigt, ist in der Regel kompliziert und erhöht das Risiko weiterer Genauigkeitsabweichungen).
  • Die Genauigkeit bleibt erhalten, unabhängig davon, wie die Uhr getragen, gehalten oder gelagert wird (normalerweise wird die Ganggenauigkeit einer Uhr davon beeinflusst, ob sie horizontal oder vertikal gehalten wird. Aufgrund ihrer geringen Dichte kann die Spiralfeder aus Carbon-Verbundwerkstoff diesen Effekt deutlich verbessern).

Die Carbon-Spiralfeder feierte ihr Debüt in TAG Heuers hauseigenem Kaliber Heuer 02T, welches wiederum im limitierten Modell TAG Heuer Carrera Tourbillon Nanograph verbaut wurde. Mit einem UVP von über 20.000€ ist das Modell allerdings alles andere als günstig.

2019 hat die Carbon-Spiralfeder aber auch in ein Standard-Kaliber von TAG Heuer Einzug erhalten. Konkret pimpt TAG Heuer ein Chronometer-zertifiziertes Sellita SW200 Automatikwerk mit der Carbon-Spiralfeder. Die TAG Heuer-interne Bezeichnung für das Werk lautet Calibre 5. Das modifizierte Werk wird in der TAG Heuer Autavia verbaut – der „Isograph“-Schriftzug auf dem Zifferblatt weist auf das Upgrade hin…

Für die Dreizeigervariante der Autavia mit Isograph-Upgrade ruft TAG Heuer Preise 3250€ oder mehr auf. Die Grauhändler-Preise sind zwar noch etwas besser, trotzdem ist das auf den ersten Blick kein Pappenstiel für eine eher schlichte Dreizeigeruhr. Mit Blick auf die aufwendige Produktion, wie in diesem Artikel beschrieben, verwundert der Preis aber nicht.

Wie in einem Interview von Guy Semon mit dem TAG Heuer-Magazin Calibre11 aber nun deutlich wurde, gibt es Probleme in der Serienproduktion: Die Carbon-Spiralfeder lässt sich offenbar nicht so einfach in ein Standardkaliber wie das Sellita SW200 bringen wie erhofft. Daher erfährt die TAG Heuer Autavia Dreizeigervariante Anfang 2020 einen Relaunch – allerdings ohne Carbon-Spiralfeder.

TAG Heuer hat offenbar noch einen langen Weg vor sich, um eine Massenproduktion von (günstigeren) Standardkalibern mit Carbon-Spiralfeder auf den Weg zu bringen. Die Produktion ist aufwendig, die Kosten hoch. Die Swatch-Gruppe ist in dieser Hinsicht derzeit einfach deutlich weiter: Seit 2017 kommen die Silizium-Spiralfedern, die ähnliche Vorteile haben wie die Carbon-Spiralfedern, im Powermatic 80-Automatikwerk und damit in Modellen von Tissot, Mido & Co. zum Einsatz, die schon ab rund 700€ zu bekommen sind (zum Beispiel Tissot Seastar 1000). Zusammenfassend gesagt ist TAG Heuers Weg sicherlich der richtige, um sich unabhängig von der Swatch-Gruppe zu machen. Es ist aber noch eine Menge zu tun. Derzeit kann nicht von einer ernstzunehmenden Konkurrenz zur Silizium-Spiralfeder die Rede sein…

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