Spiralfedern

Das Herz der Uhr

Die Spiralfeder ist mit der Unruh zusammen das Herz der Uhr und für den präzisen Gang enorm wichtig.

Einsetzen der Unruh

Beim Einsetzen der Unruh ist sie deutlich sichtbar: die Spiralfeder.

Ohne die Spiralfeder geht in mechanischen Uhren trotz minimaler Maße und Masse nichts. Der filigrane Winzling von gerade einmal einem bis drei Hundertstelmillimetern Dicke ist deutlich dünner als ein menschliches Haar. Auf die Waage bringt er ungefähr 2,5 Milligramm. Entfernt man ihn aus einem tickenden Mikrokosmos, steht dieser nach einem Wimpernschlag still. Die Partnerin namens Unruh, an deren Welle er befestigt ist, vollzieht gerade noch eine Halbschwingung. Das Räderwerk bewegt sich ebenfalls nicht mehr, denn es mangelt an der lebensspendenden Rückstellkraft der dauerelastischen Unruhspirale. Kein Wunder, dass man sie respektvoll “die Seele klassischer Zeitmesser” nennt.

Viele Spiralfedern bestehen aus der Legierung “Nivarox”

Im Lauf der Jahrzehnte haben sich einige ambitionierte Uhrmacher und Ingenieure intensiv mit diesem Bauteil beschäftigt. Geheimnisse gibt es somit kaum noch: Bekannt ist vor allem die Legierung „Nivarox“. Dieser Terminus steht für „nicht variabel, nicht oxidierend.“ Das Material wurde 1931 von Reinhard Straumann (1892–1967) entwickelt und verbesserte die Ganggenauigkeit der Uhren enorm. Die Legierung besteht aus Eisen, Nickel, Chrom und geringen Zusätzen von Beryllium sowie weiteren Bestandteilen.

Spiralfedern Precision Engineering

Zur Fertigung von Spiralfedern entwickelte die Precision Engineering AG das Material PE 3000.

Im Straumann-Patent aus den 1930er Jahren findet sich die Nivarox-Rezeptur mit den gewünschten Eigenschaften. Aber letzte Details zum Materialmix gab Reinhard Straumann nicht preis. Diese sind nur der Swatch-Group-Tochter Nivarox-FAR bekannt. Der ehemalige deutsche Partner Carl Haas besitzt Rezepturen in Gestalt konkreter Chargennummern. Außerdem hat sich die Precision Engineering AG in Neuhausen bei Schaffhausen, eine Schwesterfirma der Uhrenmarke H. Moser & Cie., ab 2001 intensiv mit der Hinterlassenschaft Straumanns beschäftigt und gemeinsam mit zwölf Zulieferern das Spiralenmaterial PE 3000 entwickelt.

Mit monometallischen Unruhn aus Glucydur, einem Mix aus Berylliumbronze, Messing und Nickel, kooperiert sie nahezu perfekt. Weil die theoretischen Grundlagen zum Gangverhalten tragbarer mechanischer Uhren ganze Bücher füllen, an dieser Stelle nur so viel: Trotz verschiedener äußerer Einwirkungen wie Erschütterungen, Magnetfeldern, Luftdruck-und Temperaturschwankungen sollen die Schwingungen von Unruh und Unruhspirale möglichst gleich, also isochron ablaufen. Temperaturschwankungen wirken sich in Form von Veränderungen der Länge sowie des Elastizitätsmoduls auf das Metallband der Unruhspirale besonders stark aus. Bei einfachen Unruhspiralen aus Bronze bewirkt eine Erhöhung oder Absenkung der Temperatur von einem Grad Celsius schon eine Gangabweichung von zehn Sekunden pro Tag. Dagegen besitzt die „Nivarox“-Spirale einen kaum zu Buche schlagenden Temperaturkoeffizienten von einer halben Sekunde pro Grad in 24 Stunden.

Lesen Sie auf Seite 2, wie Spiralfedern hergestellt werden.

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