Die Unruh ist das zentrale Taktgeber-Element jeder mechanischen Armbanduhr. Sie verwandelt die gleichmäßige Kraft der Aufzugsfeder in ein konstantes Schwingen und teilt damit die Zeit in gleich große Abschnitte.
Die Unruh besteht aus dem Reif, der Spirale und der Unruhachse.
Ohne die Unruh wäre eine mechanische Uhr lediglich ein sich langsam entleerender Energiespeicher, nicht aber ein Instrument der Präzision.
Aufbau und Funktion
Die Unruh besteht aus drei Hauptkomponenten: dem Unruhreif mit seiner Schwermasse, der Unruhwelle und der Spiralfeder. Das Unruhreif ist ein kleiner, ringförmiger Schwungrad, dessen Masse sich am Rand konzentriert. Die Unruhwelle verbindet den Reif mit dem Werk und ist in beiden Enden in Lagersteinen gelagert, die Reibung minimieren und die Achse halten.
Nomos nennt seine Unruh »Swing-System« und stattet sie mit einer temperaturgebläuten Unruhspirale unter einer Brücke aus.
Die Spiralfeder ist innen an der Spiralrolle auf der Unruhwelle und außen am Spiralklötzchen befestigt, das im Unruhkloben oder der Unruhbrücke gehaltert wird. Sie bringt den ausgelenkten Unruhreif stets zurück in seine Ruhelage. In ihrer Kombination bilden diese Teile ein System, das nach den Gesetzen der harmonischen Schwingung arbeitet.
Die Unruh ist das präzisionsstiftende Element der Hemmungsgruppe.
Die Hemmung gibt der Unruh in regelmäßigen Abständen kleine Impulse über den Anker und die Palettenstifte. Diese Impulse ersetzen die durch Reibung verlorene Energie und halten die Schwingung aufrecht. Gleichzeitig verhindert die Hemmung, dass die Energie aus dem Federhaus über das Räderwerk unkontrolliert abläuft. Das Räderwerk reduziert die Drehzahl der sich entfaltenden Aufzugsfeder in einem festen Übersetzungsverhältnis und treibt schließlich Zeiger und Datumsschaltung an.
Frequenz und Halbschwingungen
Die Frequenz der Unruh beschreibt, wie schnell sie schwingt. Sie wird in Hertz angegeben, also Schwingungen pro Sekunde. Eine vollständige Schwingung umfasst den Hin- und Herschlag der Unruh, also 360 Grad. Jede Schwingung teilt sich in zwei Halbschwingungen auf, die für die Uhr direkt zählbar sind.
Frequenzen und Halbschwingungen
| Frequenz | Halbschwingungen in der Stunde | Verbreitung |
|---|---|---|
| 2,5 Hz | 18.000 | Traditionelle Gangfrequenz, z.B. historische Werke |
| 3 Hz | 21.600 | Moderne Standardfrequenz vieler Marken |
| 4 Hz | 28.800 | Häufigster Wert im Mittelklasse- und Luxussegment |
| 5 Hz | 36.000 | zum Beispiel Zenith El Primero |
| 10 Hz | 72.000 | Sehr selten, experimentelle High-Frequency-Werke, zum Beispiel das Breguet 574DR mit magnetischer Halterung |
Berechnung: Frequenz × 2 × 3.600 = Halbschwingungen in der Stunde, Beispiel: 4 Hz × 2 × 3.600 = 28.800 Halbschwingungen
Die gängige Frequenz moderner mechanischer Uhren liegt bei vier Hertz, das entspricht 28.800 Halbschwingungen in der Stunde. Manufakturen wie Zenith gehen mit fünf Hertz auf 36.000 Halbschwingungen in der Stunde, während einige hochfrequente Werke heute sogar sechs Hertz erreichen, das entspricht 43.200 Halbschwingungen in der Stunde. Früher waren zwei Hertz mit 14.400 oder zweieinhalb Hertz mit 18.000 Halbschwingungen in der Stunde der Standard.
Das Zenith El Primero 3600 ist mit fünf Hertz getaktet, das emntspricht 36.000 Halbschwingungen in der Stunde.
Eine höhere Frequenz bringt theoretisch eine feinere Zeitteilung und damit eine präzisere Gangrate mit sich. Doch sie fordert ihren Tribut: die Reibung nimmt zu, die Rubine und die Schmierung werden stärker beansprucht, und die Gangautonomie sinkt. Uhren mit fünf oder sechs Hertz müssen daher häufiger aufgezogen werden oder arbeiten mit speziellen Schmiermitteln und Lagerungslösungen.
Amplitude und Regulierung
Die Schwingungsweite, auch Amplitude genannt, gibt an, wie weit das Unruhreif auf jeder Seite ausschlägt. Sie wird in Grad gemessen. Ein optimaler Wert liegt zwischen 270 und 310 Grad. Liegt die Amplitude darunter, wird der Gang unruhiger, da die Unruh nicht genügend Energie für eine gleichmäßige Rückführung erhält. Liegt sie darüber, besteht die Gefahr des Banketts, also des Anschlags des Unruhreifs an innere Werksteile.
Die Unruh des Tutima Kalibers 617 schwingt frei und wird über Schrauben im Unruhreif reguliert.
Die Gangregulierung erfolgt auf zwei Wegen. Die freischwingende Unruh verzichtet auf den Rücker. Die Spirallänge bleibt fix, die Gangregulierung erfolgt ausschließlich über die Regulierschrauben am Unruhreif. Dadurch ändert sich das Trägheitsmoment: Masse weiter außen verlangsamt die Frequenz, Masse weiter innen beschleunigt sie.
Die Taschenuhrwerke der IWC Schaffhausen sind bekannt für ihre überlangen Rückerzeiger.
Im anderen Fall steuert der Rücker, auch Regulierhebel genannt, die wirksame Länge der Spiralfeder. Er verschiebt das Spiralklötzchen am Unruhkloben. Eine verkürzte wirksame Spirallänge erhöht die Frequenz, eine verlängerte senkt sie. Beide Methoden zielen darauf ab, die Unruhfrequenz so anzupassen, dass die Uhr pro Tag möglichst wenige Sekunden Abweichung zeigt.
Von der klassischen Spirale zum Silizium-System
Isochronismus bedeutet, dass die Unruh unabhängig von der momentanen Aufzugsfederspannung mit gleichbleibender Frequenz schwingt.
Abraham-Louis Breguet entwickelte die Unruhspirale mit gebogener Endkurve um das Jahr 1795.
Die Breguet-Spirale zeichnet sich durch ihre aufgewundene Endkurve aus, die die Spirale in allen Schwingungslagen zentriert hält. Bei hochwertigen Ausführungen ist die Geometrie dieser Endkurve nach dem Phillips- oder Grossmann-Prinzip optimiert, um isochrone Fehler zu minimieren.
Im Jahr 2006 gelang es den Ingenieuren von Breguet, eine Breguet-Spirale aus Silizium zu fertigen.
Silizium-Spiralen und Karbon-Spiralen reduzieren zudem die Masse, bieten bessere Temperaturstabilität und sind immun gegen Magnetismus.
TAG Heuer fertigt seine Karbon-Spirale mitsamt einem Befestigungselement.
Auch die Form des Unruhreifs selbst wurde optimiert: variable Schwermassen, feinjustierbare Regulierschrauben und spannungsfreie Materialien tragen dazu bei, dass die Frequenz über den gesamten Entladebereich der Aufzugsfeder möglichst konstant bleibt.
Marken wie Jaeger-LeCoultre experimentieren mit ungewöhnlichen Unruhformen.
Jaeger-LeCoultre setzt in seinen Kalibern der Geophysic- und Polaris-Linien die Gyrolab-Unruh ein, deren Reif nicht kreisförmig, sondern hantelförmig geformt ist. Die reduzierte Oberfläche soll nach Herstellerangaben die Reibung in den Lagersteinen vermindern und die Gangrate stabilisieren.
Die Dynapulse-Hemmung in der Rolex Land-Dweller arbeitet mit einer Frequenz von fünf Hertz, das sind 36.000 Halbschwingungen in der Stunde.
2025 stellte Rolex mit der Dynapulse-Hemmung im Kaliber 7135 eine neue Art der Energieübertragung auf die fünf Hertz schnelle Unruh vor, die laut Hersteller rund 30 Prozent effizienter arbeiten soll als eine klassische Ankerhemmung.
Die Unruh bleibt das unausweichliche Zentrum mechanischer Zeitmessung. Egal ob zwei Hertz oder sechs Hertz, ob klassische Breguet-Spirale oder moderne Silizium-Variante – ihre Schwingung bestimmt, wie genau eine Uhr läuft. Wer ihre Funktion versteht, begreift auch die Bedeutung des Tourbillons, das Lagefehler der Unruh kompensieren soll, und die Relevanz des Chronometer-Tests, der letztlich nichts anderes misst als die Stabilität der Unruhfrequenz unter verschiedenen Bedingungen.
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