Coppia motrice
Das Drehmoment ist die Torsionskraft, die die Hauptfeder auf das Räderwerk und letztlich auf das Reguliersystem überträgt. Es ist keine feste Größe: es ändert sich kontinuierlich, während sich die Feder entspannt, und genau diese Schwankung ist das zentrale Problem der mechanischen Uhrmacherei. Ein neues, frisch aufgezogenes Kaliber funktioniert gut, nicht weil es absolut präziser wäre, sondern weil das Drehmoment maximal ist und die Unruh mit voller Amplitude schwingt. Während sich die Feder abwickelt, sinkt das Drehmoment, die Amplitude fällt und die Präzision nimmt ab. Alles, was die Forschungsuhrmacherei von der gängigen Uhrmacherei unterscheidet, ist im Wesentlichen die Art und Weise, wie dieses Problem angegangen wird.
Die historischen Lösungen bilden zwei große Familien. Die erste wirkt auf die Energiequelle: mehrere parallel geschaltete Federhäuser, längere und dünnere Federn, selbstregulierende Federhäuser. Parallel geschaltete Federhäuser — zwei, vier wie beim Calibre 4 von Singer — vervielfachen nicht unbedingt die Gangreserve, aber sie glätten die Drehmomentkurve: die abgegebene Kraft bleibt während der gesamten Entspannung konstanter, weil sich die Spitzen und Einbrüche der einzelnen Federn ausgleichen. Eine dünnere Feder speichert Energie über mehr Windungen bei geringerer Spannung pro Umdrehung, was die Reibung verringert und die Freisetzung linearer macht. Die zweite Familie wirkt stromabwärts der Quelle: Fusée-Kette, Malteserkreuz-Aufzugsbegrenzer, Remontoir d'égalité, Gravity-Equal-Force-Systeme. Das Fusée ist der älteste und eleganteste Mechanismus: eine Kette verbindet das Federhaus mit einer kegelförmigen Rolle, und die Geometrie der Rolle gleicht den Drehmomentabfall aus, indem sie den Hebelarm vergrößert, während sich die Feder entspannt. Der Malteserkreuz-Aufzugsbegrenzer schneidet Anfang und Ende der Entspannung ab — die Zonen der größten Unregelmäßigkeit — und zwingt das Uhrwerk, nur im mittleren Bereich der Feder zu arbeiten, wo das Drehmoment stabiler ist. Der Remontoir d'égalité geht noch weiter: er zieht in regelmäßigen Abständen eine kleine Hilfsfeder auf, die den Impuls an die Unruh überträgt, und trennt so das Reguliersystem vollständig von den Schwankungen des Federhauses.
Von der Werkbank aus sehe ich einen wiederkehrenden Fehler: Gangreserve mit Drehmomentstabilität zu verwechseln. Eine Uhr mit 80 Stunden Gangreserve und schwankendem Drehmoment ist chronometrisch weniger zuverlässig als eine mit 42 Stunden und flacher Kurve. Die Drehmomentanzeige — die Informationen direkt vom Federhaus abgreift und auf dem Zifferblatt sichtbar macht — ergibt genau deshalb Sinn, weil die verbleibende Ladung kein Synonym für konstante Leistung ist. Der Spring Drive von Seiko fügt mit dem Torque Return System eine interessante Variante hinzu, das Energie von der elektromagnetischen Bremse der Gleitfeder zurückgewinnt und sie dem System zuführt: ich kenne die Details des Kalibers 9R02 nicht genau genug, um die Mechanik präzise zu beschreiben, aber das Rückgewinnungsprinzip ist dokumentiert. Was ich nach fünfzig Jahren an der Werkbank mit Sicherheit weiß, ist, dass ein Kaliber mit flacher Drehmomentkurve sich besser regulieren lässt, besser altert und die chronometrische Leistung über die Zeit auf eine Weise beibehält, die ein konventionelles Kaliber nicht erreichen kann.
Domande frequenti
Warum ist eine Uhr weniger präzise, wenn die Feder fast entspannt ist?
Weil das Antriebsdrehmoment mit der Entspannung der Feder abnimmt. Mit weniger verfügbarer Kraft verringert sich die Amplitude der Unruh, und die Hemmung wird empfindlicher gegenüber Reibung und äußeren Störungen. Das Ergebnis ist eine Gangabweichung, die in den letzten Stunden vor Ende der Gangreserve erheblich sein kann.
Was ist der Unterschied zwischen zwei parallel geschalteten Federhäusern und zwei in Serie geschalteten Federhäusern?
Parallel entladen sich die Federn gleichzeitig, und ihre Drehmomentkurven addieren sich, wodurch die Kraft konstanter bleibt. In Serie speist ein Federhaus das andere: Man erhält eine größere Gangreserve, aber nicht unbedingt ein stabileres Drehmoment. Für die chronometrische Präzision ist die Parallelkonfiguration in der Regel vorzuziehen.