Quarzwerke: Präzise und multifunktionale Zeitmessung für alle
Ihr Erscheinen auf dem Uhrenmarkt kam seinerzeit einer Revolution gleich, der eine Erfolgsgeschichte rund um den gesamten Globus folgte: Innerhalb von rund 50 Jahren haben sich Quarzwerke zum am weitesten verbreiteten Antrieb für Uhren entwickelt. Sie haben damit einen maßgeblichen Anteil daran, präzise Zeitmesser für alle zu ermöglichen.
Eine völlig neue Technik
Auf den ersten Blick ist es die Notwendigkeit einer Batterie, die Quarzwerke von automatischen Uhrwerken oder mechanischen Uhrwerken unterscheidet. Bei genauerer Betrachtung gibt es jedoch noch mehr Unterschiede zwischen den verschiedenen Uhrwerktypen. Denn ein Quarzwerk hat in seiner Funktionsweise gar nichts mehr gemein mit „klassischen“ Uhrwerken.
Weder eine Zugfeder noch Räderwerk, Hemmung oder Unruh sind notwendig, um mit einer Quarzuhr die Zeit äußerst präzise messen zu können. Die Basis stellt nämlich keinerlei Mechanik dar, sondern die besonderen Eigenschaften von Quarzkristallen. Genau genommen geht es um das Prinzip der Piezoelektrizität, das bereits zum Ende des 19. Jahrhunderts bekannt ist.
Es waren die Gebrüder Curie, die die Wirkung von elektrischer Spannung auf bestimmte Kristalle entdeckten: Durch die Zufuhr von elektrischem Strom verändern manche Kristalle ihre elektrische Polarisation und geben im Gegenzug einen elektrischen Impuls zurück. Dieser Vorgang wird als elektromechanische Resonanzschwingung bezeichnet. Daher auch der Name für die Kristalle, die in Quarzwerken verwendet werden – sie tragen die Bezeichnung „Schwingquarze“.
Kristalle und Elektromechanik als Erfolgsgrundlage
Was ursprünglich im Zusammenhang mit der Hochfrequenztechnik erforscht wurde, entpuppte sich jedoch als ein neues Mittel, um mit höchster Präzision die Zeit zu messen. Die Grundlagen hierfür hatten unter anderem Pierce und Miller mit ihren piezoelektrischen Schaltkreisen geliefert, mit denen die Schwingung der Quarze stabil gehalten werden konnten.
Die erste Quarzuhr war trotz der vorhandenen technischen Möglichkeiten gewissermaßen ein Zufallsprodukt. Den Elektroingenieuren Horton und Marrison ging es bei ihren Forschungen in den Bell Laboratories in New York in erster Linie darum, einen Frequenzgenerator mit Quarzstabilisierung zu schaffen. Heraus kam im Jahr 1929 die erste Quarzuhr der Welt, betrieben von einem Synchronmotor, der seine elektrischen Impulse von einem Schwingquarz erhielt.
Geschätzt wurde diese neue Art Uhr wegen der enorm hohen Genauigkeit, die sie im Vergleich zu mechanischen Uhrwerken aufweisen konnte. Einziger Nachteil in dieser frühen Phase der Quarzuhrwerke: Sie waren unglaublich groß und sehr empfindlich für Temperaturschwankungen. Als alltagstaugliche Taschen- oder Armbanduhr waren sie damit noch nicht wirklich zu gebrauchen.
Vom Massenprodukt zum feinen Zeitmesser
Die größte Herausforderung bestand demnach darin, die Funktionsweise in kleinere Dimensionen zu übertragen. Obwohl hierüber ein internationaler Wettlauf begann, dauerte es noch 40 Jahre, bis der japanische Hersteller Seiko eine erste serienreife Armbanduhr mit Quarzwerk präsentieren konnte. Was wiederum nicht bedeutete, dass die Astron ein für den Massenmarkt brauchbarer Zeitmesser gewesen wäre. Im Gegenteil: die Preise bewegten sich 1969 noch im Bereich eines Autos.
Gleichzeitig verschärfte sich damit das Wettrennen um die Quarzwerke. Denn im Grunde genommen waren alle Komponenten vorhanden, um den bislang üblichen mechanischen Uhren ernsthafte Konkurrenz zu machen: Hohe Ganggenauigkeit mit einfachsten Mitteln – zumindest aus Verbrauchersicht.
Mehr als den regelmäßigen Wechsel der Knopfzellen, die es zum Betrieb der Quarzwerke braucht, mussten Uhrenträger nichts tun. Damit erhielten sie eine Uhr, die in puncto Genauigkeit ihren mechanischen Pendants weit voraus war. Denn der heute noch gültige Industriestandard von 32.768 Hertz – also Schwingungen pro Sekunde – wurde ebenfalls frühzeitig vom Schweizer Uhrenhersteller Girard-Perregaux eingeführt.
Der weltweite Wettbewerb führte gleichzeitig dazu, dass Quarzwerke und Quarzuhren erschwinglich wurden – innerhalb von zwei Jahrzehnten entwickelte sich aus der technischen Revolution ein Massenprodukt. Der technologische Fortschritt machte es in Form von integrierten CMOS-Schaltungen für den Schrittschaltmotor und Quarzresonatoren in Form winziger Stimmgabeln möglich. Wo der Erfolg der einen begann, stürzten andere in die Krise: Der leichte Zugang zu präzisen und gleichzeitig robusten Zeitmessern mit hohem Bedienkomfort bedeutete für die Hersteller mechanischer Uhren eine ernstzunehmende „Quarzkrise“.
Viel besser als ihr Ruf
Umgekehrt galten Quarzwerke den Anhängern von traditionellen Qualitätsuhren keineswegs als gleichwertiger Ersatz für mechanische oder Automatikuhrwerke. Die Möglichkeit der seriellen industriellen Herstellung stand im krassen Gegensatz zu den feingliedrigen, von Hand gefertigten Zeitmessern ohne Batteriebetrieb. Es fehlte das „gewisse Etwas“, das bei mechanischen Uhrwerken und dem Zusammenspiel der Einzelelemente spürbar ist. Zusammen mit dem Preisverfall erlebten Quarzuhren daher – zumindest unter Uhrenbegeisterten – einen Imageverlust.
Zu Unrecht, denn auch namhafte Hersteller entdeckten die Vorzüge von Quarzwerken schnell für sich und schufen so von Anfang an hochwertige, multifunktionale Zeitmesser, die darüber hinaus mit der gewohnt hohen Ganggenauigkeit und Zuverlässigkeit punkten können.
Effiziente Quarzwerke und elegante Chronographen sind damit beispielsweise keine Kombination mehr, die sich von Grund auf ausschließen würde. Im Gegenteil profitieren viele Uhrentypen von dem präzisen Quarzwerk und bieten damit für jede Lebenssituation einen stets verlässlichen Zeitmesser. Für umweltbewusste Uhrenliebhaber inzwischen auch mit Solarbetrieb, der Ihnen den sonst üblichen Batteriewechsel gänzlich erspart.
Quarzwerke lassen sich außerdem in besonders flache und filigrane Armbanduhren einfügen und kommen damit in Uhren für jeden Geschmack zum Einsatz. Sowohl bezüglich des Typs der Uhr, wie auch in optischer Hinsicht bringen die Schwingquarz-basierten Uhrwerke mehr Vielfalt. Überzeugen Sie sich also selbst von all den Vorzügen, die Quarzwerke Ihnen beim Tragen einer Uhr bieten.
