A hangjelző szerkezetek is az órák legelső "komplikációi", kiegészítői közé tartoztak. Az időt hangjelzéssel, csengettyűvel, harangjátékkal, fuvolaszóval jelző szerkezeteket már a legkorábbi vízórák néhány remekbe szabott darabjába is beépítettek, így eme szerkezetek története feltehetően az ókorig nyúlik vissza. Az első mechanikus, foliot gátlású órákban is megtalálhatóak a különböző ütőművek, majd a hordozható órákban megjelenése után is megtalálhatjuk őket. Ezen szerkezetek jelentősége sokkal nagyobb volt, mintsem azt a mai ember gondolná. Hiszen közvilágításról egészen a XIX. századig még a világ legfejlettebb nagyvárosaiban sem lehet beszélni, sőt, a vidéket, kisebb településeket csak a XX. században érte el a villamosítás, világító, fluoreszkáló festékek sem léteztek. A XIX. század második feléig a gyufa sem létezett. Ha valaki éjszaka kívánta órájáról a pontos időt leolvasni, akkor vagy beérte a holdfénnyel, vagy körülményesen lámpást gyújtott. Nagyon is hasznos volt tehát, ha az óra képes volt az időt akusztikusan is jelezni.
Meg kell azonban különböztetnünk az egyszerű ütő és az ismétlő szerkezeteket. A legkorábbi szerkezetek az idő múlását időnként hangjelzéssel tudatták. Itt a legkorábbiak óránként ütöttek, majd megjelentek a feles-ütő és a negyed-ütős szerkezetek, amelyek más hangon fél- vagy negyedóránként ütöttek. A legfejlettebb négy-negyedütős szerkezetek az egész órákban valamilyen dallamot játszottak, a mai ütős órákban leggyakrabban a "Westminster" dallamot, amely a Westminster apátság nagy toronyórájának dallamáról kapta nevét. A korai szerkezetek ún.: tapintótárcsás vagy más néven záró-emeltyűs szerkezettel készültek. Ezek a szerkezetek kezdetlegesebbek, és előfordult, hogy az óra nem pontosan ütött. Ennek továbbfejlesztéseképpen jelent meg a felsikló tárcsás ütőszerkezet, amely olcsóbb faliórákban a mai napig megtalálható. Ezeket követte a legfejlettebb megoldás, a fogasíves ütőszerkezet, amely jó minőségű faliórákban a mai napig fellelhető.
Ejtsünk szót a hangadókról is! Eleinte szinte kizárólag csengők, harangok szolgáltak ilyen célra, de elvétve kis fújtatókkal megszólaltatott sípok, fuvolák is előfordultak. Készültek kis orgonán rövid zenedarabot lejátszó órák is, és ezek egyfajta, jócskán leegyszerűsített leszármazottja a kakukkos óra is. Sokáig még a függő és zsebórákban is csengőt használtak, ez itt nem volt túl célszerű megoldás, mivel nagy volt a helyigénye, és többféle hangot is adni képes megoldást nehézkesen lehetett kialakítani. Megjelent a hangrúd, mint hangkeltő, amely az egyik végén erősen befogott edzett acélrúd, esetleg bronzrúd, ami megütve szép, csengő hangot ad. A XVIII. század végén Breguet a hangrúd köralakba hajlításával kialakította a spirálgongot, amely a mai napig a leggyakoribb hangadó a faliórákban, és 1800 után az ütős zsebórákban is kiszorította a hagyományos megoldásokat.
Az eddig tárgyalt szerkezetek azonban emberi beavatkozástól függetlenül ütöttek óránként. A hordozható óránál inkább arra lett volna szükség, hogy kívánságra tetszőleges időben üsse el az óra az időt, és ha nincs szükség rá, akkor pedig legyen csöndben. Ezen igényt kielégítendő jelentek meg az ismétlő szerkezetek. A történelem az első ilyen szerkezetként az Edward Barlow londoni órás által 1676 körül készített ütős zsebórát tartja számon. Az első ütőórák még csak az órát ütötték, de ez nagyon "hozzávetőleges" tájékoztatást nyújtott, így ezen hamar túlléptek.
Az ismétlő órák egy gomb megnyomása, vagy egy kar meghúzása után bármikor elütik az időt. Az ismétlőszerkezeteknek az alábbi három csoportja terjedt el:
- Negyedes ismétlőszerkezet: az óra a gomb megnyomása után elüti az órákat, majd más hangon a negyedeket. Legfeljebb 3 negyedet üt, egészkor csak az órákat üti el.
- Ötperces ismétlőszerkezet: az óra a gomb megnyomása után elüti az órákat, majd más hangon az ötperceket. Ez felépítésében gyakorlatilag megegyezik a negyedütősével, csupán az ütéseket vezérlő negyedes-keréknek (lásd később) nem négy, hanem 12 foka van. Viszonylag kevéssé terjedt el, mert igazán a XIX. század végére jelent meg, és ekkorra már a percütős órák is kiforrottak lettek.
- Percismétlő szerkezet: az óra a gomb megnyomása után elüti az órákat, majd kettős hangon a negyedeket, majd megint más hangon a perceket. Ez a legbonyolultabb megoldás, ugyanakkor percnyi pontosan tudhatjuk az időt sötétben is. Csak a XIX. századtól, nagy pontosságú órákba építették.
Érdemes megismerni az ütőszerkezetek működését, amelyet az alábbi képpel és leírással próbálok bemutatni (a kép egy régi, kulcsos felhúzású negyedütős zsebóra ütőszerkezetének működését mutatja):
Működése vázlatosan:
A rugóház M négyszögű magtengely végére van felhúzva az E egészütő emelőkerék, a G negyedes emelőkerék és a Z záró-tárcsa. Az E kerék alatt az M magtengelyre csavarodik az L lánc. Ha az N nyomórudat benyomjuk, az F felhúzó-kar meghúzza a láncot, az pedig a nyíl irányába megforgatva az M tengelyt felhúzza a rugót. Az ütések száma a lépcsőskorongok állásától függ. Az egész órák ütését a 12 lépcsőből álló H óra-lépcsőkorong, a negyedekét a negyedes-kerékre rögzített negyedes-lépcsőkorong állása határozza meg. A negyedes lépcsőkorong folyamatosan mozog, és óránként fordul egyet. Az órás-lépcsőskorong 12 óra alatt fordul egyet, mozgása szakaszos, és a negyedes-lépcsőskorong továbbítja, óránként egyszer, a P pecek segítségével, amely a szerkezet síkjához képest merőlegesen lefelé áll, és a váltás pillanatában a csigakerék fogai közé kerül. Két váltás között a K kilincs (amelyet az R rugó szorít a fogak közé) helyben tartja a csillagkereket, és vele együtt a H lépcsőskorongot is.
Az N nyomórudat addig tudjuk benyomni, amíg a t tapintókar alsó nyúlvány fel nem ütközik a H lépcsőskorong valamelyik lépcsőjén. A T tapintókart az O csavar rögzíti az F felhúzó-karhoz úgy, hogy a csavar körül van egy kis forgási lehetősége, amelyet a T kar jobboldali végpontján egy bővebbre méretezett furat határol. Mikor a T tapintókar nyúlványa felütközik a lépcsőskorongon, az egész kar elbillen az O csavar körül, és a jobb oldali része nyomást gyakorol az A akasztókar rövidebb ágában levő (piros) pecekre, és miáltal az A kar elmozdul, és felszabadítja a B negyedes tapintókart, amely előre billen és felfekszik a J negyedes lépcsőskorong vele szemben álló lépcsőjére. Ettől függően az S ütközőkar a Z záró-tárcsa megfelelő lépcsőfokára billen, és ettől függ majd, hogy hány negyedet üt az óra.
Most elengedve az N nyomórudat, az M tengely visszafelé kezd forogni, és elkezdődik az ütés. Az E egészütő emelőkeréken kétféle fogazat van, egy sűrűbb 12 fogú az óráknak, és egy ritkább, háromfogú a negyedeknek. Amikor az ütés megindul, az egészütő kalapács (halványkék) előbb az egész órákat üti ki a jobb oldali, mélyebb hangú hangrúdon a V kalapácsemelő közbeiktatásával, majd egy kis szünet után a negyed-ütő kalapács (világoszöld) elüti a negyedeket a másik, magasabb hangú hangrúdon. A negyedek ütésénél az egészütő kalapács is üt nagyon kicsi időkülönbséggel, ezért a negyedek jól megkülönböztethető, "trillázó" kettős hangon szólnak. Az ütés akkor ér véget, amikor a Z záró-tárcsa megfelelő lépcsője az S ütközőkarral találkozva azt visszatolja mindaddig, amíg a B negyedes tapintókar eredeti állásába visszatérve az m határoló peceknek ütközik, és visszaáll a rendszer kiinduló állapota.
Igen fontos részlet, bár az ábrán nem látható, de az M tengely lefutását valamivel gátolni kell, különben az egy pillanat alatt "leszalad". Ezért egy további kis lassító kerékrendszert építettek be, amely egy széllapáttal fékezte a lefutást:
Itt a kis excenterrel lehetett a lefutás gyorsaságát szabályozni.
Ezen megoldás végigkísérte az orsó-gátszerkezetű órák korát, és jó 200 éven át volt használatban. Amikor azonban a cilinder és duplex, majd a horgony-gátszerkezetek terjedésével az órák egyre laposabbak lettek, akkor ez a megoldás már nem volt célszerű, mert a széllapát meglehetősen magas építésű volt. Megjelentek a különböző, a Clement-gátszerkezeten alapuló lefutás-szabályozó megoldások:
Az első megoldás volt a legkorábbi, itt a mozgó kis ellensúly végezte a gátlást, és a kis ütközővel lehetett szabályozni. Jól megfelelt, de sajnálatosan igen zajosan dolgozott.
A második megoldás csöndesebb, és simább működést eredményezett. De még ez is erősen "rezegtette" az órát. Mindazonáltal a XIX. század lapos kivitelű ismétlőóráiban ezek a megoldások voltak a jellemzőek.
A fenti hiányosságok kiküszöbölésére fejlesztették ki a centrifugális elven működő lefutás-szabályozót, amely egy gyorsító áttétellel megpörgetett karos szerkezet, amelyben a forgó szerkezetben az A és B súlyok kifele mozdulva a palásthoz feszítik a a és b fékezőfelületeket. Ez teljesen zajtalan, tartós, jó megoldásnak bizonyult, és az összes korszerű ütőműben alkalmazásra került:
Érdemes a maga valójában is szemügyre venni egy igazi, hamisítatlan XVIII. századbeli korai negyedütős szerkezetet, orsó-járattal, az itt "elmaradhatatlan" kiegyenlítő csiga-lánc konstrukcióval, és a számlap alatti az ütőszerkezettel. A korabeli felkészültség mellet igen komoly feladat volt egy ilyen óra elkészítése! (A képek rájuk kattintva kinagyíthatóak!)
Végül szemléljünk meg egy, a XX. század elején készült, korszerű, Lemania szerkezetes negyedütős zsebórát! A szerkezeten szépen felismerhető a két ütőkalapács, a két hangrúd és a centrifugál-fék. A szerkezetet a lent látható gomb megnyomásával lehet működésbe hozni, és érdemes ütés közben is megnézni:
Látható, hogy a négy óra ütése után a szerkezet kettős ütéssel a három negyedet is elüti, miközben szépen látható a gyorsan pörgő centrifugál fék. De érdemes egy percütős szerkezetet is meghallgatni:
Manapság is az órás technika csúcsának számítanak az ütős órák - főleg ha karórák! Mivel mára a gyakorlati jelentősége nagyon lecsökkent ezeknek (hiszen a világítás nem gond, ráadásul a különböző sötétben világító festékes mutatómegoldások - tríciumos, SuperLuminova - a mechanikus órákat is leolvashatóvá teszik sötétben is), ezért igen kevés ilyen óra készül. A nagyon bonyolult és egyedi kivitel miatt az árak csillagászatiak. Egy-egy nagy komplikációkat tartalmazó (jellemzően ütőszerkezet + tourbillon, esetleg még öröknaptár, kronográf is!) nemes óra ára forintban akár százmilliós nagyságrendű is lehet! Persze itt már nyilván főként a presztízst, másrészt az egyedi fejlesztést és a sok-sok kézi munkát fizettetik meg. Ezek a szerkezetek azonban akkor sem lehetnének olcsók, ha sok készülne belőlük, mivel a nagyon összetett szerkezetek géppel nem szereltethetőek össze, és igen sok, kiváló minőségű és pontosan megmunkált alkatrészt kell beépíteni. Hogy milyen összetett egy ilyen karóra szerkezete, azt illusztrálandó, az alábbiakban látható az IWC Portugieser Minutenrepetition típusú, "alapkivitelű" a percütőn túlmenően "csupán" az időt mutató, kismásodperces órája:
Az óra hátulról, a szerkezet felől egyszerű kézifelhúzós órának mutatja magát, csak a tok oldalán látható rugós tolóka - a percismétlő karja - jelzi, hogy valami "plusz" is van az órában. És valóban, a nem kevesebb, mint 51 köves mechanika zömét a számlap alatt rejtették el. Ennek rajza látható alant, a képen baloldalt az ütést vezérlő fogasív, a szerkezettől jobbra a két hangrúd, és a két kalapács látható. Érzékeltetendő, milyen komplikált is egy ilyen ismétlőszerkezet, a rajz alatt látható egy magáról a szerkezetről készült részletfotó. Nem véletlenül tartják a percütős rendszert a "komplikációk királyának"!
(A képekre kattintva mindkettő kinagyítható)
És mindezeket megkoronázandó igazi, zenélő mechanikus karóra is készül, amelyben kis hengerbe ütött csapok zengőfésűn játsszák az előre beállított dallamot. Ez a szerkezet tulajdonképpen egyszerűbb, mint a percütő, de nagyon "hangulatos" dolog. A jobboldali képen egy ilyen Claret óra szerkezete látható:
A mechanikus óragyártás újraéledése nyomán mára szinte mindegyik nagynevű óragyár kínál olyan presztízsmodellt, amely perc, vagy negyedütős szerkezetet tartalmaz, és rettenetesen magas áraik ellenére ezek az órák nagyon keresettek.
Az órákban alkalmazott másik - ma is nagyon praktikus - hangadó szerkezettípus az ébresztő mechanizmus. Ez jóval egyszerűbb az ütőszerkezeteknél, és alkalmassá teszi az órát meghatározott időpontban hangjelzés adására. A szerkezetet általában egy, az órakerékkel együtt forgó tárcsa vezérli, amelynek peremén van egy bevágás. A szükséges pillanatban ebbe a bevágásba beugrik az a kis rugós nyelv, amely nyugalmi helyzetben reteszeli az ébresztőszerkezetet, és megkezdődik az ébresztés. Az ébresztőmechanizmus jellemzően egy kis kalapáccsal egy harangon, hangrúdon, de leggyakrabban a tok hátlapjából kialakított rezonáló alapon "kopácsol", és a jól kialakított szerkezetek még egy kis karórán is éktelen nagy hangerőre képesek. A kalapácsot az ingaóráknál már említett Clement gátszerkezetes megoldással mozgatják, ennek sémáját láthatjuk az alábbi kis rajzon:
A baloldali megoldás a karórákban jellemzően alkalmazott kivitel. A jobb oldali, lemezből hajlított, sokkal igénytelenebb szerkezet nagyon jellemző az olcsó ébresztőórákra, karórában csak az egészen igénytelen megoldásokban fordult elő. Érdemes közelről is megnézni egy ébresztős (Poljot 2612) szerkezet ébresztőrészét! A piros nyíl mutatja magát a kalapácsot, a zöld a fenti rajzon sárgával jelölt horgonyt, míg a sárga a rajzon kékkel jelölt Clement-gátkereket:
(A képre kattintva kinagyítható)
Az ébresztőmechanizmust jellemzően saját, második rugóház hajtja meg az óraműtől függetlenül. Az ilyen órákon legtöbbször még egy korona van, amellyel felhúzhatjuk az ébresztő rugóját, és beállíthatjuk az ébresztés időpontját. Az ilyen megoldásoknál rendszerint a korona kihúzott (mutatóállítási) pozíciójában ébreszt a szerkezet, a koronát visszanyomva reteszeljük az ébresztőt. Vannak olyan megoldások is, ahol csak egy korona van, és egy gomb megnyomásával állíthatjuk át a korona funkcióját az óraszerkezet és az ébresztő állítása között. Készítenek automata felhúzású szerkezeteket is ébresztősre, az egyszerűbb kivitelekben az automatika csak az óraművet húzza fel, az ébresztőszerkezet ekkor is kézzel kell felhúzni, de a mai, legkorszerűbb szerkezetekben az automata már felhúzza az ébresztőt is. Sőt, az elmúlt években jelent meg a FORTIS cégnek egy olyan - a Valjoux 7750 automata kronográf szerkezetre épített - ébresztős órája, ahol az ébresztő mellett a teljes értékű kronográf funkciót is "élvezhetjük", igaz az óra meglehetősen termetes, magas tokban fért csak el.
Az alábbi képen látható egy szép, 60-es évekbeli Jaeger Le-Coultre ébresztős karóra. A felső korona vezérli az ébresztő mechanizmust, amelyet a számlap közepén forgó koronggal állíthatunk be. A szerkezet képén (cal911 típusú) a billegő alatt közvetlenül jól látható az ébresztő hangadó kalapácsa. A szerkezet vagy az óra képére kattintva meghallgathatjuk, milyen hangot ad egy átlagos ébresztős mechanikus karóra!
A legtöbb szerkezet az óramutató minden fordulata alatt végrehajt egy munkaciklust, tehát tulajdonképpen 12 óránként jelez. Bár ez végeredményben nem baj (hiszen az ébresztőt este szokás beállítani), de azért készül olyan kivitel is, ahol egy kis 24 órás segédszámlapon állíthatjuk be az ébresztés időpontját. Ezek az órák értelemszerűen csak 24 óránként ébresztenek.
Mivel az ébresztőszerkezetek a mai hétköznapokban is nagyon hasznosak, ezért ma is elterjedtek, szinte minden komolyabb gyár készít ébresztőszerkezetes karórákat. Bár ezek is jóval drágábbak, mint a kiegészítők nélküli hétköznapi szerkezetek, de közel sem olyan "drámai" mértékű a különbség, mint az ismétlő szerkezeteknél, hiszen egyszerűbb, könnyebben kivitelezhető szerkezetek, és emellett jelentősen nagyobb darabszámban készülhetnek.
És mindezeket megkoronázandó igazi, zenélő mechanikus karóra is készül, amelyben kis hengerbe ütött csapok zengőfésűn játsszák az előre beállított dallamot. Ez a szerkezet tulajdonképpen egyszerűbb, mint a percütő, de nagyon "hangulatos" dolog. A jobboldali képen egy ilyen Claret óra szerkezete látható:
