Werkstoffe und Materialien mechanischer Uhren: Nivaflex

Die Suche nach dem idealen Zugfeder-Werkstoff

Gisbert L. Brunner
von Gisbert L. Brunner
am 22. August 2013

Zugfedern bestanden jahrzehntelang aus reinem rostanfälligen und bruchgefährdeten Kohlenstoffstahl. Dann lösten struktur- und kaltgewalzte Legierungen die anfälligen Federspeicher ab. Hier treten besagte Schwierigkeiten nur noch dann auf, wenn extrem ungünstige Temperatur-, Konstruktions- und Umgebungseinflüsse zusammenkommen. Zu den Pionieren des Besseren gehörte 1948 einmal mehr Reinhard Straumann. Sein „Nivaflex” ist legiert aus 42 bis 48 Prozent Kobalt, 15 bis 25 Prozent Nickel, 16 bis 22 Prozent Chrom sowie je 2 bis 6 Prozent Molybdän, Wolfram und Eisen; außerdem Spuren von Titan und Beryllium. Der Kohlenstoffanteil liegt unter 0,1 Prozent. Ein höherer Grad an Beryllium steigert die Festigkeits- und Härtewerte zusätzlich.

Zugfeder im Federhaus
Zugfeder im Federhaus

Daraus gefertigte Zugfedern sind amagnetisch, bestechen durch extreme Zugfestigkeit, über 800 Vickers Härte, hohe Biegewechselfestigkeit, exzellente Korrosionsbeständigkeit und gute Temperaturbeständigkeit von -50 bis 350 Grad Celsius. Logischerweise hängt die Gangautonomie eines Uhrwerks bei Verwendung klassischer Nivaflex-Federn von deren Länge ab. An die Stelle einer sehr langen Zugfeder können auch mehrere kurze treten, welche ihre Kraft seriell oder parallel geschaltet an das Räderwerk abgeben. Denkbar ist, wie Cartier bei der ID-2 zeigte, künftig ein Federmaterial zu verwenden, welches die Automobilindustrie schon seit Längerem herausfordert.

Cartier: ID2
Cartier: ID2

Stabhochspringer vertrauen ebenfalls auf hochelastische, mechanisch feste Glasfaser-Verbundwerkstoffe mit bemerkenswerter Energiespeicherfähigkeit. Bänder, gefertigt aus Mikro-Glasfasern und Epoxidharz, können bei gleichem Volumen 30 Prozent mehr Energie speichern. Zur Reibungsminderung lassen sie sich mit „Parylenen“, einem hauchdünnen, porenfreien, transparenten und extrem glatten Polymerfilm beschichten. Mehr energetische Effizienz ist angesichts steigender Unruhfrequenzen in der Uhrenindustrie auch dringend gefragt. Eine flächendeckende Ablösung des bewährten „Nivaflex“ ist demnächst jedoch nicht zu erwarten. glb

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