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1. Datum und Datum / Kalender: zwei unterschiedliche Begriffe
Im Französischen wird der Begriff «Datum» häufig fälschlicherweise verwendet, um das zu bezeichnen, was Uhrmacher als «Datum / Kalender» bezeichnen. Diese Verwechslung ist zwar im allgemeinen Sprachgebrauch verbreitet, technisch jedoch nicht korrekt.
Das Datum / Kalender bezeichnet ausschließlich die Ordnungszahl des Tages im Monat. Es handelt sich um eine ganze Zahl zwischen 1 und 31, die die Position eines bestimmten Tages in der fortlaufenden Zählung der Tage eines Kalendermonats darstellt.
Das Datum hingegen ist eine vollständige Information, die drei untrennbare Elemente miteinander verbindet: das Datum / Kalender (die Tagesnummer), der Monat und das Jahr. So stellt beispielsweise «14. Februar 2023» ein Datum dar. Die Zahl 14 ist dabei das Datum / Kalender. Diese Unterscheidung ist im präzisen Uhrmacherwortschatz von grundlegender Bedeutung, wie er insbesondere in den Veröffentlichungen der Schweizerischen Föderation der technischen Schulen (FET) definiert wird.
In der Uhrmacherpraxis wird eine Komplikation, die ausschließlich die Tagesnummer des Monats anzeigt, daher stets als Anzeige des Datum / Kalender bezeichnet, und nicht als Datumsanzeige.
2. Die Zeit und die Astronomie
Die Zeit ist untrennbar mit der Astronomie verbunden. Seit den Ägyptern — und wohl schon lange vor ihnen — beruhen alle Zeitmessungen auf Himmelsbeobachtungen. Diese grundlegende Beziehung zwischen Uhrmacherkunst und Astronomie hat sich im Laufe der Jahrhunderte niemals verändert.
Schon vor der Einführung des gregorianischen Kalenders im Jahr 1582 enthielten mechanische Grossuhren häufig zahlreiche astronomische Angaben. Sie zeigten die Position der Sonne, die Mondphase oder auch die Planetenstellungen an. Die astronomische Uhr von Prag, erbaut im Jahr 1410, ist eines der bekanntesten und am besten erhaltenen Beispiele dafür.
Alle Masseinheiten der Zeit leiten sich unmittelbar von astronomischen Phänomenen ab. Das Jahr entspricht einem vollständigen Umlauf der Erde um die Sonne. Der Monat hat seinen Ursprung im Mondzyklus. Der Tag schliesslich ist mit der Rotation der Erde um sich selbst verbunden. Diese drei natürlichen Zyklen bilden die Grundlage jedes Kalendersystems.
Der Uhrmacher, die Uhrmacherin muss daher über solide astronomische Kenntnisse verfügen, um zuverlässige Kalenderkomplikationen zu entwickeln. Die Uhrmacherei setzt mit präzisen Bewegungen Himmelsphänomene um, die mit grosser Genauigkeit gemessen werden.
3. Astronomische Definition des Sonnentags
Der mittlere Sonnentag ist die Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Durchgängen der Sonne durch den Meridian eines bestimmten Ortes auf der Erde, das heisst zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kulminationen der Sonne. Diese Dauer bestimmt den Wert eines Tags.
Ein häufiger Fehler besteht darin, die Dauer eines Tags mit der Dauer einer vollständigen Umdrehung der Erde um ihre Achse zu verwechseln. Diese beiden Werte sind jedoch unterschiedlich. Eine vollständige Umdrehung der Erde (360°) dauert im Durchschnitt 23 Stunden, 56 Minuten und 4 Sekunden. Diese Dauer wird als Sterntag bezeichnet.
Diese Verschiebung erklärt sich durch die doppelte Bewegung der Erde. Neben ihrer Eigendrehung vollführt sie eine Umlaufbewegung um die Sonne. Diese zweite Bewegung führt dazu, dass sich die Richtung Erde-Sonne jeden Tag leicht ändert. Das Ergebnis: Damit die Sonne genau über demselben Erdmeridian zurückkehrt, muss die Erde etwas mehr als eine vollständige Umdrehung zurücklegen, also ungefähr 361°.
Dieser Unterschied von fast 4 Minuten zwischen dem Sterntag und dem Sonnentag summiert sich über das Jahr hinweg. Nach 365,25 Sonnentagen hat die Erde 366,25 Umdrehungen um ihre Achse vollzogen. Deshalb zählt man in Sternzeit ein Tag mehr als in Sonnenzeit über ein vollständiges Jahr. Die zivile Uhrmacherei basiert auf dem mittleren Sonnentag, der die Grundeinheit des Datum / Kalender bildet.
4. Mechanisches Prinzip der Datum / Kalender-Anzeige
Aus mechanischer Sicht ist eine Datum / Kalender-Anzeige eine relativ einfach zu konzipierende und zu realisierende Komplikation. Ihr Wert ändert sich nur einmal pro Tag, in perfekt regelmässigen Abständen von 24 Stunden. Diese Änderung tritt ein, wenn der Stundenzeiger genau zwei Umdrehungen des Zifferblatts vollzogen hat (bei einem Zifferblatt mit 12-Stunden-Anzeige).
Das Uhrwerk überträgt einen Impuls auf den Datum / Kalender-Mechanismus mittels eines Mitnehmerrads, dessen Finger nacheinander jeden Zahn des Anzeigeorgans (Stern, Scheibe usw.) antreibt. Je nach gewählter Konstruktion kann diese Anzeige die Form einer Scheibe mit 31 Positionen oder eines Zeigers annehmen, der sich auf einem abgestuften Zifferblatt bewegt.
Der Datum / Kalender-Mechanismus unterscheidet sich von den ausgefeilteren Komplikationen — Jahreskalender, ewiger Kalender — durch das Fehlen jeglichen Systems zur Verwaltung der Monate ungleicher Länge. Er schreitet mechanisch unveränderlich von 1 bis 31 fort, ohne die tatsächliche Anzahl der Tage in jedem Monat zu berücksichtigen. Diese Einfachheit macht ihn auch zur am weitesten verbreiteten Kalenderanzeige in der Uhrenindustrie.
Der geringe Energiebedarf zum Antrieb des Datum / Kalender ist ein schätzenswerter Vorteil. Der Mechanismus greift nur einmal pro 24-Stunden-Umdrehung ein, was seine Beanspruchung der Gangreserve des Uhrwerks.
5. Die Anzeige durch Scheibe
5.1 Anordnung und Ablesung
Die Anzeigeart durch Scheibe ist für das Datum / Kalender am weitesten verbreitet. Die Scheibe nimmt in der Regel den Rand des Uhrwerks ein, unter dem Zifferblatt. Diese Anordnung bietet zwei wesentliche Vorteile: Sie gibt den zentralen Raum für andere Mechanismen oder andere Anzeigen frei (z. B. einen Chronographen), und sie bietet eine ausreichende Beschriftungsfläche, damit die Ziffern lesbar sind.
Das Datum / Kalender erscheint in einem Anzeigefenster, das in das Zifferblatt ausgeschnitten ist, meist bei 3 Uhr positioniert. Der auf der Scheibe eingetragene Wert, der in diesem Fenster sichtbar ist, zeigt das aktuelle Datum / Kalender an. Der Untergrund der Scheibe ist je nach Stil der Uhr in der Regel weiss oder schwarz. Die Ziffern sind in aufsteigender Reihenfolge von 1 bis 31 auf die Scheibe gedruckt oder graviert.
Die Verzahnung der Scheibe ist so indexiert, dass jeder Wert perfekt im Anzeigefenster zentriert ist, wenn der Antriebsmechanismus seine Ruhestellung erreicht. Eine Halskette — eine mit einem Schnabel endende Feder — hält die Scheibe zwischen zwei Wechseln in stabiler Position und verhindert jedes ungewollte Verrutschen.
5.2 Zyklus und manuelle Korrekturen
Um Mitternacht bewegt der Antriebsmechanismus die Scheibe um einen Schritt weiter. Die Werte reihen sich von 1 bis 31 aneinander, danach kehrt die Scheibe zu 1 zurück, um einen neuen Zyklus zu beginnen. Dieser Mechanismus funktioniert jeden Monat auf die gleiche Weise, ohne Unterscheidung.
Dieses System ignoriert bewusst die tatsächliche Dauer der Monate. Monate mit 28, 29 oder 30 Tagen verursachen eine Verschiebung zwischen der Anzeige und dem bürgerlichen Kalender. Am Ende dieser Monate zeigt die Scheibe nicht existierende Werte (29, 30 oder 31) an, bevor sie den 1. des folgenden Monats erreicht.
L’utilisateur doit donc corriger manuellement l’affichage du quantième à cinq reprises par an. Ces corrections sont nécessaires le 1er mars (après février, qui compte 28 ou 29 jours), le 1er mai (après avril, 30 jours), le 1er juillet (après juin, 30 jours), le 1er octobre (après septembre, 30 jours) et le 1er décembre (après novembre, 30 jours).
6. Die Anzeige durch Zeiger
Die Anzeige des Datums / Kalender durch Zeiger stellt die klassische Alternative zur Scheibe mit Anzeigefenster dar. Ein eigener Zeiger bewegt sich auf einem ringförmigen oder halbkreisförmigen Zifferblatt, das von 1 bis 31 abgestuft ist. Um Mitternacht springt dieser Zeiger um eine Position weiter, um den nächsten Wert anzuzeigen.
Der Zeiger für das Datum / Kalender ist häufig im Zentrum des Uhrwerks positioniert, koaxial zu den Stunden- und Minutenzeigern. Er vollführt eine vollständige Umdrehung des Zifferblatts in 31 Tagen. Die Lesbarkeit ist gut, wenn das Zifferblatt ausreichend groß ist.
In anderen Konfigurationen ist der Zeiger der Datumsanzeige exzentrisch angeordnet und wird auf einem versetzten (exzentrischen) Zifferblatt angezeigt, das meist bei 6 Uhr oder 12 Uhr positioniert ist. Dieses Hilfszifferblatt ist von geringerer Grösse, was die Ablesbarkeit der Anzeige verringert. Die Ablesegenauigkeit hängt somit direkt vom Durchmesser der Uhr und den vom Gestalter gewählten Proportionen ab.
7. Die Antriebsmechanismen
Alle Anzeigen der Datumsanzeige — ob mit Scheibe oder mit Zeiger — beruhen auf einem Antriebsmechanismus, der die Bewegung des 24-Stunden-Rads auf das Anzeigeorgan übertragen soll. Diese Mechanismen lassen sich in zwei grosse Familien einteilen: die semi-instantanen Mechanismen und die instantanen Mechanismen.
7.1 Der semi-instantane Mechanismus
Beim halbinstantanen Mechanismus erfolgt der Wechsel der Datum / Kalender-Anzeige in zwei unterschiedlichen Phasen. Während der ersten Phase, die je nach Konstruktion einige Sekunden bis einige Minuten dauern kann, schiebt das Antriebsrad das Anzeigeorgan (Scheibe oder Stern) allmählich in seine nächste Position. Die Anzeige wird dann langsam und kontinuierlich, was das Ablesen während dieser Übergangsperiode erschweren kann.
Die zweite Phase erfolgt augenblicklich. Wenn der Schnabel des Sautoir den nächsten Zahn der Scheibe oder des Sterns überquert, gibt er die gespeicherte Energie frei und bringt das Anzeigeorgan mit einem Mal in seine neue Position. Der Sautoir sorgt anschliessend für die Haltung in dieser Position bis zum nächsten Wechsel, vierundzwanzig Stunden später.
Der halbinstantane Mechanismus ist einfach, robust und energiesparend. Er stellt die am weitesten verbreitete Lösung in der Serienuhrenindustrie dar. Sein Hauptnachteil ist die kurze Übergangsperiode, während der zwei Werte teilweise im Anzeigefenster sichtbar sind, was in den Minuten vor Mitternacht zu einer Ableseunsicherheit führen kann.
7.2 Der instantane Mechanismus
Der Schnellschaltmechanismus garantiert einen Datumswechsel innerhalb eines Sekundenbruchteils, genau um Mitternacht. Um dies zu erreichen, wird eine Energiespeicherfeder verwendet, die in den letzten Minuten vor Mitternacht progressiv durch das 24-Stunden-Rad gespannt wird — je nach Kaliber üblicherweise über einen Zeitraum von 10 bis 30 Minuten.
Genau um Mitternacht gibt eine Kurvenscheibe die Energiespeicherfeder frei. Die gespeicherte Energie wird augenblicklich auf den Finger des Mitnehmerrads übertragen, das die Scheibe oder den Zeiger in einem für das Auge nicht wahrnehmbaren Sekundenbruchteil in die nächste Position bringt. Die Halskette hält anschliessend das Anzeigeorgan bis zum nächsten Zyklus in Position.
Dieser Mechanismus bietet zu jedem Zeitpunkt eine perfekte Ablesbarkeit: Der angezeigte Wert ist stets klar und ohne Lesefehler. Im Gegenzug ist die für das Spannen und Freigeben der Energiespeicherfeder erforderliche Energie deutlich höher als bei einem halbinstantanen Mechanismus. Diese Mechanismen finden sich hauptsächlich in hochwertigen Uhren, bei denen die Präzision der Anzeige geschätzt wird.
8. Datum / Kalender Grossdatum
Das Grossdatum verwendet zwei getrennte Scheiben, um die Ziffer des Tages zu bilden. Eine erste Scheibe trägt die Zehner (0, 1, 2, 3) und eine zweite die Einer (0 bis 9). Kombiniert zeigen sie alle Werte von 01 bis 31 an.
Der Hauptvorteil dieses Systems ist die erhöhte Ablesbarkeit der Anzeige. Die Ziffern, die aus zwei grossformatigen Elementen bestehen, sind auf einen Blick sichtbar, selbst bei Gehäusen mit kleinem Durchmesser. Das Anzeigefenster ist grösser und somit besser lesbar als bei einer klassischen Datumsanzeige.
Der Mechanismus des Grossdatums ist komplexer als der einer Datumsanzeige. Der koordinierte Antrieb der beiden Scheiben erfordert eine präzise berechnete Geometrie der Kurvenscheiben. Die Zehnerscheibe wechselt nur drei- oder viermal im Monat, während die Einerscheibe jeden Tag um einen Schritt weiterrückt. Die Synchronisierung dieser beiden Organe, insbesondere bei den Übergängen 09→10, 19→20 und 29→30 (oder 31→01), erfordert besondere Sorgfalt bei der Konzeption.
9. Regulierung und Korrekturen des Datums / Kalenders
Alle Datum / Kalender-Anzeigen sind mit einem Korrektursystem ausgestattet, das ein manuelles Vorstellen der Anzeige ermöglicht. Diese Korrektur ist nach jedem Stillstand des Uhrwerks oder bei Wechseln von kurzen Monaten erforderlich.
Die Korrekturmethode variiert je nach Kaliber. Manche Uhrwerke ermöglichen eine direkte Korrektur über die Krone, in der Position der Schnellkorrektur des Datum / Kalender. Andere Kaliber verfügen über einen Korrektor oder einen Drücker, der meist in das Mittelteil des Gehäuses integriert ist. Ein kurzer Druck auf diesen Korrektor lässt die Scheibe oder den Zeiger einen Schritt weiterspringen.
Es ist eine wichtige Vorsichtsmaßnahme bei der manuellen Regulierung eines Datum / Kalender zu beachten: Die Korrektur sollte im Allgemeinen nicht vorgenommen werden, wenn sich der Antriebsmechanismus in der aktiven Phase befindet, das heißt im Zeitfenster von etwa 22 Uhr bis 1 Uhr morgens. In diesem Zeitfenster steht der Finger des Antriebsrads in Kontakt mit der Zahnung der Scheibe oder des Sterns. Jeder manuelle Eingriff während dieser Phase kann die Antriebsteile oder die Halskette beschädigen. Diese Vorsichtsmaßnahme gilt universell und betrifft alle Arten von Datum / Kalender-Mechanismen.
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