Spiralfeder
Die Unruhspirale ist das regulierende Herz jedes mechanischen Werks: ohne sie würde die Unruh ohne Rhythmus schwingen und die Uhr würde nichts messen. Ich nenne sie Spirale, wenn ich präzise sein möchte, denn genau das ist sie: ein hauchdünnes Band, das flach spiralförmig aufgewickelt ist, innen am Spiralklötzchen und außen am Spiralrollenhalter befestigt. Die Schwingfrequenz hängt von ihrer Steifigkeit, ihrer Masse und ihrer aktiven Länge ab. Einen dieser Parameter zu verändern bedeutet, die Regulierung zu verschieben.
Das historische Problem der Spirale ist ihre Empfindlichkeit: gegenüber mechanischem Verschleiß, Temperaturschwankungen, Magnetfeldern. Die Metallurgie hat als Erste reagiert. Glucydur und später Nivarox haben die thermische Drift reduziert. Nivachron — eine Legierung aus Niob und Titan, entwickelt von ETA — hat Widerstandsfähigkeit gegen Magnetfelder hinzugefügt, ohne auf die elastischen Eigenschaften von Stahl zu verzichten. Man findet sie heute in ETA Powermatic 80-Werken und in Rado-Kalibern wie dem R766. Das praktische Ergebnis ist ein Werk, das keine Sekunden verliert, wenn man es in die Nähe eines Lautsprechers oder eines Magnetverschlusses bringt.
Silizium hat die Spielregeln in den 2000er Jahren verändert. Rolex hat Parachrom eingeführt — eine eigene Legierung, kein reines Silizium — und dann Syloxi, aus paramagnetischem Silizium, verbaut in den Kalibern 2232 und den Werken der Familie 1908. Breguet bearbeitet flaches Silizium. Jaquet Droz und H. Moser verwenden Siliziumspiralen mit doppelter, übereinanderliegender Lamelle: die sogenannte double hairspring, die den Gleichlauf verbessert und Reibungsverzerrungen zwischen benachbarten Windungen reduziert. Silizium benötigt keine Schmierung, ist paramagnetisch und kann mit Toleranzen lasergeschnitten werden, die bei traditionellen Metallen unmöglich sind. Die Kehrseite kenne ich aus eigener Erfahrung: es ist zerbrechlich. Ein harter Stoß auf die Siliziumspirale kann sie zerbrechen; eine aus Nivarox verbiegt sich und lässt sich oft wieder richten.
Die Geometrie der Endkurve ist ein eigenes Kapitel. Die Endkurve — je nach Profil Phillips terminal curve oder Breguet-Kurve genannt — verändert den äußeren Abschluss der Spirale, um sie isochroner zu machen: die Schwingung bleibt unabhängig von der Amplitude konstant. Ohne diese Korrektur läuft die Uhr je nach Aufzugszustand unterschiedlich. Moritz Grossmann verwendet eine nach den Zeichnungen von Gustav Gerstenberger kalibrierte Kurve; Chopard nennt die Phillips terminal curve beim Kaliber LUC. Das sind Details, die auf dem Chronometer einen echten Unterschied machen.
Die Aufzugsfeder — die im Federhaus — ist ein anderes Bauteil, das oft mit der Spirale verwechselt wird. Das Federhaus ist der Behälter, der die Energie speichert; die Spirale ist der Oszillator, der sie steuert. Dazwischen liegen das Räderwerk, der Anker, das Hemmungsrad. Als Dietrich Gruen 1874 das Safety Pinion patentierte, schützte er genau das Räderwerk vor dem Bruch des Federhauses: brach die Feder plötzlich, entkoppelte das Sicherheitsritzel, bevor die Energie den nachgeschalteten Mechanismus zerstörte.
Domande frequenti
Was ist der Unterschied zwischen einer Unruhspirale aus Silizium und einer aus Nivachron?
Silizium ist paramagnetisch, benötigt keine Schmierung und wird mit Lasertoleranzen bearbeitet, ist jedoch stoßempfindlich. Nivachron (Niob-Titan) ist mechanisch robuster und ebenso antimagnetisch, behält aber die Bearbeitbarkeit traditioneller Metalle. In ETA Powermatic 80-Werken findet man oft beide Lösungen in unterschiedlichen Versionen desselben Kalibers.
Was ist die Endkurve einer Spirale und warum verbessert sie die Präzision?
Die Endkurve verändert das äußere Profil der Spirale, um die Schwingung der Unruh isochroner zu machen: die Uhr behält dieselbe Frequenz sowohl bei voller als auch bei fast leerer Aufzugsfeder. Ohne diese geometrische Korrektur ändert sich der Gang je nach Aufzugszustand. Die verbreitetsten Profile sind die Breguet-Kurve und die Phillips terminal curve.