Die TAG Heuer Carrera Tourbillon Nanograph mit Karbonherz

Winzig, aber dennoch unverzichtbar

Ohne Unruhspirale funktioniert heutzutage keine tragbare mechanische Uhr. Der Winzling sorgt dafür, dass sich ihr Gegenpart, die Unruh, nach dem Schwung aus ihrer Extremposition wieder in die andere Richtung bewegt. Kein Wunder, dass dieses filigrane Bauteil nicht nur die Unruh selbst, sondern auch die Uhrenindustrie bewegt.
Derzeit besteht die Unruhspirale zum überwiegenden Teil aus einer hoch elastischen und thermisch möglichst stabilen Metall-Legierung. Eine Uhr die dies leistet ist die TAG Heuer Carrera Tourbillon Nanograph und ihr Uhrwerk Claibre Heuer 02T mit ihrer CNTMC (Carbon Nano Tubes Matrix Composite) Unruhspirale.

Es gibt jedoch durchaus weitere bekannte Namen aus der Unruh-Fertigung. Diese sind Nivarox, Parachrom oder Spron. Allen diesen Lösungen gemein ist jedoch die Tatsache, dass sich magnetische Einflüsse nicht hundertprozentig eliminieren lassen. Solche sind bei modernen Unruhspiralen aus Silinvar, also durch eine Oxidschicht thermisch stabilisiertem Silizium nicht gegeben. Der ultraleichte Werkstoff, aus dem auch Computerchips bestehen, ist vollkommen amagnetisch, hoch elastisch, plastisch aber nicht verformbar. Allerdings schließen Patente die allgemeine Nutzung aus. Betroffen von diesen Einschränkungen ist unter anderem die LVMH-Gruppe mit ihren wichtigsten Uhrenmarken TAG-Heuer, Hublot und Zenith.

Ein forscher Forscher

Genau dieser Sachverhalt forderte Guy Sémon heraus. Der promovierte Physiker leitet das übergeordnete Forschungs- und Entwicklungslabor des französischen LVMH-Luxuskonglomerats. Und für den ehemaligen Düsenjäger-Piloten setzt allein der Himmel die Grenzen. Sein unbändiger Forscherdrang macht vor keinem Problem halt. So vereint sein 2017 vorgestellter Silizium-Oszillator das gesamte Schwing- und Hemmungssystem in einem komplexen Bauteil. Im gleichen Jahr sorgte auch der in Basel vorgestellte Zenith El Primero 21 Chronograph für Furore. Einige der Prototypen zeichneten sich insbesondere durch eine innovative Unruhspirale aus.

Stein der Weisen“ sind in diesem Fall ultraleichte Kohlenstoffnanoröhrchen, also kleine Hohlkörper aus reinem Kohlenstoff mit weniger als 1/10.000 Millimeter Durchmesser. Ihr Elastizitätsmodul ist bis zu fünf, die Zugfestigkeit 15 und mehr Mal höher als Stahl. Hinzu gesellt sich eine extrem geringe Dichte. Diese Eigenschaften sowie die Resistenz gegen Magnetfelder und Temperaturschwankungen prädestinieren den Werkstoff Karbon förmlich zur Herstellung patentierter CNTMC (Carbon Nano Tubes Matrix Composite) Unruhspiralen.

Geboren aus einer Idee

Die Idee kam Guy Sémon während einer seiner zahlreichen Forschungsreisen in die USA. An der Universität von Utah begegnete er Kollegen, die sich intensiv mit Kohlenstoffatomen und dem geradezu revolutionären Werkstoff Graphen beschäftigten. Schon während des Besuchs in Salt Lake City kam dem Franzosen die Idee, dass hier die Zukunft der Unruhspirale zu suchen sein könnte. Durch seine Überzeugungskraft konnte er einen Wissenschaftler, der eigentlich bei der Weltraumbehörde NASA anheuern wollte, zum Umzug nach La Chaux-de-Fonds bewegen. Bei TAG Heuer im bestens ausgestatteten Labor nahm das Spiralen-Projekt seinen Lauf. Doch es ging nicht nur um die neue Unruh-Spirale. Auch die Entwicklung einer ausgeklügelten und einzigartigen Maschine zur Produktion in großen Stückzahlen musste mit auf den Weg gebracht werden. Mittlerweile ist alles vorhanden, besagte Carbon-Unruhspirale Realität. Jeweils 330 Unruhspiralen an der Zahl wachsen zusammen auf einem 15 Zentimeter großen Silizium-Waver heran. Mit Silizium hat das Ganze jedoch nichts zu tun. „Diese Waver nehme ich nur wegen der überaus glatten Oberfläche und der chemischen Neutralität.“ betont Guy Sémon. Mit höchstmöglicher Präzision aufgebrachte Eisenatome geben die anzunehmende Spiralenform vor. „Dabei erreichen wir eine hundertmal höhere Präzision als bei der Herstellung von klassischen Siliziumteilen.“ Das Wachsen der Karbonspiralen erfolgt bei 900 Grad Celsius. Als Vektorgase dienen Wasserstoff und Äthylen. Wegen der immensen Explosionsgefahr muss dabei jeglicher Sauerstoff unter allen Umständen ferngehalten werden. Nach und nach fügen sich auf den winzigen Eisenformen etwa 50 Millionen Nanoröhrchen zu einer Unruhspirale zusammen. Während eines zweiten Fertigungsschritts tritt Argon an die Stelle von Wasserstoff. Das Edelgas führt die unverzichtbare atomare Vernetzung der Strukturen herbei. Irgendwann sind die Spiralen fertig. Ihr Grad an Genauigkeit liegt bei 0,1 μ, also einem tausendstel Mikron. In einem nächsten Schritt erfolgt schließlich die Ablösung vom Waver. Danach heißt es Klassieren. Diesbezüglich unterscheiden sich die so entstehenden Unruhspiralen prinzipiell keinen Deut von Metall- und Silinvarspiralen. Allerdings reichen 20 statt den oft verwendeten 60 Klassen. Problembehaftete Exemplare lassen sich in einem zweiten Plasma-Prozess nachbessern.

Viele Vorteile der TAG Heuer Carrera Tourbillon Nanograph Technik

Neben den bereits genannten Aspekten sprechen weitere Vorteile für sich. Son sind Karbon-Spiralen sind deutlich leichter als die Pendants aus Metall und Silizium – zum Vergleich:

• Spezifisches Gewicht Karbon Nanotubes 1,6 Gramm pro Kubikzentimeter
  Spezifisches Gewicht Silizium 2,34 Gramm pro Kubikzentimeter
  Spezifisches Gewicht Nivarox 8,5 Gramm pro Kubikzentimeter
• Nach dem Fertigungsprozess schwingen sie vollkommen flach
• Die Spiralrolle zur Befestigung auf der Unruh-Welle ist bereits integriert
• Stöße bis zu 5000 g haben keinen Einfluss auf die Spiralenform
• Qualität im Bereich der offiziellen Schweizer Chronometer-Norm ist gewährleistet
• Die Montage in einem Uhrwerk geht 30 Mal schneller vor sich
• Das Nanotube-Material ist unzerbrechlich, temperaturstabil sowie vollkommen amagnetisch und es eignet sich für die Produktion in großen Stückzahlen.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sich die Karbonspiralen wie solche aus Metall sowohl mit Rückermechanismus als auch frei schwingend nutzen lassen.

Schließlich kann Guy Sémon mit seinem Computer nach Eingabe grundlegender Werksparameter im Handumdrehen die ideale Karbonspirale für jedes beliebige Kaliber berechnen und auch produzieren.
Durch Weiterentwicklung des bislang verfügbaren Reaktors soll die Jahresproduktion auf das Fünffache steigen. Sobald eine zweite Maschine eingetroffen ist, können in La Chaux-de-Fonds jedes Jahr 120.000 Karbonspiralen ausnahmslos in Chronometerqualität entstehen. Die Zukunft hat ganz offensichtlich begonnen.

Die Armbanduhr zur Karbon-Spirale  

Bei TAG Heuer äußert sie sich im neuen TAG Heuer Tourbillon Nanograph mit Calibre Heuer 02T. Sein Automatikkaliber 02T entstammt eigener Manufaktur. Es basiert basiert auf dem 2013 vorgestellten CH 80 mit 31 Millimeter Durchmesser und 6,5 Millimeter Bauhöhe. Die ursprünglich aus 233 Komponenten zusammengefügte Konstruktion besaß ein klassisches Schwing- und Hemmungssystem mit vier Hertz Frequenz. Durch die Integration eines Tourbillons mutierte dieses Uhrwerk zum Heuer 02T.
Aus Gründen des Kräftehaushalts entwickelten die Techniker um Guy Sémon einen Käfig aus sehr leichter, trotzdem aber hoch stabiler Karbonfaser. Selbiger rotiert jede Minute um 360 Grad. Im Inneren vollzieht die Exzenter-Unruh mit variabler Trägheit stündlich 28.800 Halbschwingungen. Ein Schwermetall-Kugellagerrotor spannt die Zugfeder in einer Drehrichtung. Der Energievorrat reicht für 65 Stunden Gangautonomie. Merkmale des Chronographen sind Schaltradsteuerung, vertikale Reibungskupplung sowie Totalisatoren bis 30 Minuten und 12 Stunden. Zur Montage des Schaltwerks benötigen die Uhrmacher nur eine einzige Schraube. Für den Erfolg dieses Uhrwerks sprechen bislang 3.000 offiziell chronometerzertifizierte Exemplare.

Für die Verwendung der neuen Unruhspirale aus Karbon-Verbundwerkstoff nahmen die Techniker am Tourbillon und seinem Innenleben einige Modifikationen vor. Die Unruh mit weiterhin variabler Trägheit besteht aus elektrisch oxidiertem Aluminium. Aus dem gleichen Material fertigt TAG Heuer auch das Drehgestell des kleinen Wirbelwinds.
Vor dem Einbau ins 45 Millimeter große Titangehäuse mit schwarzer PVD-Beschichtung muss jedes Uhrwerk seine Ganggenauigkeit bei der Chronometerprüfstelle COSC unter Beweis stellen. Die Lünette der bis zehn bar wasserdichten Schale besteht aus Karbon.

Der Preis der TAG Heuer Carrera Calibre Heuer 02T Tourbillon Nanograph liegt bei rund 23.700 Euro. Dafür gibt es neben der technisch innovativen Uhr ein Luxus-Etui mit integriertem Umlaufgerät dazu.

 

Uhrenkosmos Modell-Steckbrief 

Hersteller	TAG Heuer
Name	Carrera Calibre Heuer 02T Tourbillon Nanograph
Premiere	2019
Uhrwerk	Kaliber Heuer 02T Tourbillon
Aufzug	automatisch
Durchmesser	31 Millimeter
Bauhöhe	6,5 Millimeter
Unruhfrequenz	vier Hertz
Gangautonomie	65 Stunden
Anzeige	Stunden, Minuten, Sekunden durch Tourbillon
Zusatzfunktionen	Chronograph mit 30-Minuten- und 12-Stunden-Zähler; Minutentourbillon
Besonderheit	Erstmalige Verwendung einer Unruhspirale aus Karbon-Verbundwerkstoff zusammen mit einer Aluminiumunruh
Gehäuse	Titan PVD-beschichtet, Karbonlünette
Durchmesser	45 Millimeter
Wasserdichte	Zehn bar
Armband	schwarzes Kalbsleder und Kautschuk, Carbon-Schnalle,  Titan-Faltschließe mit schwarzer PVD-Beschichtung
Preis	23.700 Euro
	Etui mit integriertem Umlaufgerät