9F Quarz

Präzise Zeiteinstellung

Die Drehung der Krone ist eine weitere einzigartige Facette des 9F Quarzwerks

Bei normalen Quarzuhren bewegt eine volle Umdrehung der Krone den Minutenzeiger um 60 Minuten. Das 9F Quarzwerk reduziert diese Äquivalenz auf 20 Minuten und ermöglicht so eine noch präzisere Zeiteinstellung.

Auch die Krone selbst ist mit einer Höhe von 11 mm stärker ausgeprägt, wodurch Bedienfehler beim Umschalten auf die Datumsanzeige vermieden werden.

Bewegung der breiten Grand Seiko Zeiger mit dem Doppelimpuls-Schrittmotor

Da Quarzuhren nicht mit dem hohen Drehmoment mechanischer Uhren mithalten können, verwenden sie in der Regel leichtere und dünnere Zeiger. Die Quarzmodelle von Grand Seiko trotzen dieser Einschränkung und tragen das gleiche breite Zeigerdesign wie jede andere Grand Seiko Uhr. Im 9F Quarzkaliber ermöglicht das der Doppelimpuls-Schrittmotor, ein Steuersystem, das längere und schwerere Zeiger drehen kann und gleichzeitig die Batterieleistung schont.

Bei einem normalen Quarzwerk bewegt sich der Sekundenzeiger in einem einzigen Schritt von einer Sekunde zur nächsten. Im 9F Kaliber macht der Sekundenzeiger stattdessen zwei aufeinanderfolgende Schritte pro Sekunde, ausgelöst durch zwei aufeinanderfolgende Impulssignale. Durch die höhere Anzahl von Impulssignalen wird das Ausgangsdrehmoment des Rotors verstärkt, was den Einsatz von schwereren Stunden-, Minuten- und Sekundenzeigern ermöglicht. Dieser zweistufige Prozess ist mit bloßem Auge nicht zu erkennen und erscheint als ein einziger Schritt, der sich nicht von herkömmlichen Quarzuhren unterscheidet.

Ein stromsparender integrierter Schaltkreis ermöglicht eine Temperaturmessung und eine längere Batterielebensdauer.

Das 9F Kaliber geht auch bei der Temperaturregelung über den Quarzstandard hinaus, da es über ein extrem stromsparendes Temperaturmesssystem verfügt. Die meisten Standard-Quarzuhren verwenden kein Temperaturmesssystem. Da für den Betrieb eines Temperaturmesssystems eine beträchtliche Menge an elektrischer Energie benötigt wird, müssen Quarzuhren, die diese Technologie nutzen, Zugeständnisse an die Lebensdauer der Batterie machen. Die extrem niedrige Leistungsaufnahme des Messsystems des 9F Quarzwerkes löst dieses Problem jedoch mit Bravour. In Kombination mit dem verbrauchsarmen Doppelimpuls-Schrittmotor für die Zeiger wird durch dieses Temperaturmesssystem eine Batterielebensdauer von drei Jahren ermöglicht.

Präzise Sekundenzeigerbewegung dank des Backlash Auto Adjustment-Systems

Die Zahnräder einer Uhr brauchen ein klein wenig „Spiel“ für ihre Bewegung, allerdings kann dieses „Spiel“ zu einem Nachschwingen der Zeiger führen – eine Ungenauigkeit, die die Grand Seiko Konstrukteure so nicht hinnehmen wollten.

Zur Lösung dieses Problems wurde eine besondere Methode entwickelt, mit der eine präzise Bewegung des Sekundenzeigers möglich war, bekannt als das Backlash Auto-Adjustment-System. Ein zusätzliches Regulierungsrad, das mit einer Feder ausgestattet ist, gleicht das Spiel zwischen den Rädern des Räderwerkes aus und verhindert das Nachschwingen.

Drei unabhängige Achsen für eine sanfte Zeigerbewegung

Während der Zeiteinstellung können unbeabsichtigte Beeinflussungen der Stunden- oder Minutenzeiger und dem Sekundenzeiger untereinander auftreten und zu einem leichten Zittern des dünneren Sekundenzeigers führen. Da selbst das kleinste Schwingen nicht mit den Standards von Grand Seiko vereinbar ist, haben die Ingenieure zur Vermeidung dieses Problems eine Lösung entwickelt, die als unabhängige Achsenstruktur bekannt ist.

Der Stundenzeiger bewegt sich 24 Mal, der Minutenzeiger 1.440 Mal und der Sekundenzeiger 86.400 Mal am Tag. Die genaue Zeit kann nur dann korrekt angezeigt werden, wenn es keine Beeinflussung dieser rotierenden Teilen untereinander gibt.

Um sicherzustellen, dass die absolute Präzision jeder dieser 87.864 Bewegungen nicht durch eine Beeinflussung der Zeiger untereinander gestört wird, verfügt jeder Zeiger über eine eigene unabhängige Achse. Dank dieser Technologie bewegen sich alle Zeiger präzise und gleichmäßig.

Eine perfekt abgedichtete Schutzhülle für garantierte Qualität

Grand Seiko entwickelte seine extrem abgedichtete Schutzhülle, um sicherzustellen, dass der Rotor, das Herz des Quarzwerkes, in einer äußerst luftdichten Umgebung eingeschlossen ist.

Dieser Aufbau verhindert, dass beim Batteriewechsel Staub in empfindliche Teile des Uhrwerks eindringt, und gewährleistet, dass die Schmierölreserve für den Schrittmotorzapfen von der Luft abgedichtet ist, wodurch die Lebensdauer des Öls verlängert wird. Der gesamte Mechanismus spiegelt ein tiefes Verständnis für die Präzision von Quarzwerken wider und dient dem Zweck, die langfristige Zuverlässigkeit und Präzision des Kalibers 9F zu erhalten.

Die abgedichtete Schutzhülle ist so konstruiert, dass das Risiko einer Beschädigung minimiert wird, wenn das Gehäuse für den Batteriewechsel, der für jedes Quarzwerk erforderlich ist, geöffnet wird. Die Wand, die die Batterie vom Räderwerk trennt, um das Eindringen von Fremdkörpern zu vermeiden, enthält sogar ein mit einem Rubin besetztes Guckloch zur Beobachtung während des Batteriewechsels.

Der 3-monatige Alterungsprozess für Quarzoszillatoren

Kaliber 9F liefert eine außergewöhnliche Präzision von ±10 Sekunden pro Jahr. Ermöglicht wird dies durch die Auswahl hochstabiler Quarzkristalle, die einem strengen Alterungsprozess unterzogen werden.

Die Genauigkeit einer Quarzuhr hängt davon ab, ob der Quarzoszillator eine präzise Rate von 32.768 Schwingungen pro Sekunde aufrechterhalten kann.

Trotz der allgemeinen Regelmässigkeit dieser Schwingungen weist jeder Quarzoszillator unterschiedliche Leistungsmerkmale auf, wobei einige Quarzoszillatoren nicht in der Lage sind, eine stabile Leistung im Laufe eines langen Gebrauchs und bei Veränderungen in der Umgebung aufrechtzuerhalten. Wieder andere Oszillatoren können anfangs mit hoher Präzision arbeiten, unterliegen aber im Laufe der Jahre Veränderungen in ihrer Oszillation, die zu Ungenauigkeiten führen.

Dies erkannte Seiko und führte seinen Alterungsprozess der Quarzkristalle ein, um sicherzustellen, dass sich die Oszillatoren vor dem Einsatz stabilisieren. Grand Seiko war der erste in der Welt, der Quarzoszillatoren verwendete, die durch diesen Prozess ausgewählt wurden.

Als Teil dieses Prozesses werden die intern hergestellten Quarzoszillatoren zunächst drei Monate lang "gealtert", wobei sie bestimmten Spannungen ausgesetzt werden, damit sich ihre Eigenschaften stabilisieren. Erst dann werden sie getestet und ausgewählt, und nur Quarzoszillatoren, die strenge Normen erfüllen, werden für das 9F-Quarzwerk verwendet.

Überwachung der Temperatur 540 Mal pro Tag

Quarzoszillatoren sind anfällig für Temperaturschwankungen.

Die Rate von 32.768 Schwingungen pro Sekunde schwankt mit Änderungen der Umgebungstemperatur.

Wenn sich diese Rate auch nur um eine einzige Schwingung pro Sekunde ändert, kann die Genauigkeit um bis zu 16 Minuten pro Jahr schwanken.

Um dieses Problem zu lösen, werden Informationen über die individuellen Eigenschaften eines Oszillators vorab im IC gespeichert. Indem jeder Oszillator auf diese Weise mit seinem individuell eingestellten IC abgestimmt wird, können 9F Uhrwerke perfekt funktionieren. Darüber hinaus wird auch die Temperatur im Inneren der Uhr 540 Mal pro Tag gemessen. Die Temperaturdaten werden an den IC übertragen und von diesem verarbeitet, wodurch jede Abweichung, die der Erhaltung der hohen Genauigkeit abträglich wäre, kompensiert wird.