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Das elektronische Uhrwerk von Quarz-Uhren wird für seine Genauigkeit und Pflegeleichtigkeit geschätzt. Es besitzt keine oder nur sehr wenige bewegliche Teile und ist so leichter herzustellen als ein mechanisches Uhrwerk, was auch einen niedrigeren Preis zur Folge hat. Das elektronische Uhrwerk basiert auf der Verwendung eines Quarzkristalls als Taktgeber. Die Antriebsenergie wird in den meisten Fällen von einer Knopfzellen-Batterie geliefert, in manchen Fällen von einem solarbetriebenem Akku.

Aufbau

Ein elektronisches Uhrwerk einer Quarzuhr mit analoger Anzeige (Zeiger) besteht grundlegend aus folgenden Komponenten:

  • Der Energieversorgung, in der Regel eine Knopfzellen-Batterie.
  • Dem Taktgeber, bei dem es sich um ein schwingendes Quarzkristall handelt.
  • Einer Steuerelektronik, welche die Schwingungen des Quarzkristalls zählt und die Bewegung des Elektromotors regelt.
  • Einem Elektromotor, welcher gesteuert von der Steuerelektronik eine Bewegung erzeugt.
  • Einem Zeigerwerk, welches die Bewegung des Elektromotors über Zahnräder in die Bewegung der Uhrzeiger übersetzt.

Bei einem Uhrwerk mit digitaler Anzeige fallen die letzten beiden Punkte weg, da für die Zeitanzeige keine Zeiger bewegt werden müssen. Stattdessen verfügt die digitale Variante über einen Mikrochip, welcher die LED oder LCD Anzeige steuert.

Zeichnung - elektrisches Uhrwerks einer Quarzuhr
Schematische Darstellung eines elektronischen Uhrwerkes mit Knopfzelle (grau, links), Quarzkristall (rot), Steuerelektronik (schwarz), Elektromotor (grau, mitte), und Zeigerwerk mit Uhrzeigern (grau, rechts).

Funktion

Die Funktion eines elektronischen Uhrwerkes gründet auf der Eigenschaft des Quarzkristalls sich zu verformen, wenn es unter Strom gesetzt wird. Diese Eigenschaft wird genutzt um mit einer Wechselspannung eine Resonanz-Schwingung in dem Stimmgabel-förmigen Quarzkristall zu erzeugen. Die so erzeugte Schwingung des Quarzkristalls ist sehr gleichmäßig und liegt bei 32.768 Hz, also 32.768 Bewegungen pro Sekunde. Diese Bewegungen werden von einer Steuerelektronik erfasst und verarbeitet. Dabei zählt die Steuerelektronik die Schwingungen und gibt jede 32.768te Bewegung ein Signal an den Elektromotor des Uhrwerks, welcher sich daraufhin ein kleines Stück weiterdreht. Diese Drehung lässt den Sekundenzeiger auf die nächste Sekunde springen und wird von dem Zeigerwerk auf eine entsprechend langsamere Bewegung des Minuten und des Stundenzeigers übersetzt. Optional kann statt Elektromotor und Zeigerwerk eine Elektronik für die Darstellung der Uhrzeit auf einem LCD oder LED Display verbaut sein.