Spiralfeder (die) ist eine kleine, spiralförmig aufgerollte Feder, deren Enden an der Unruh, bzw. am Unruhkloben befestigt ist. Mit der Unruh ist die Spiralfeder das Regulierorgan der tragbaren Uhr. Die Ganggenauigkeit hängt zum Teil von ihrer Beschaffenheit ab.In den ersten Kleinuhren schwang die Unruh (Foliot) ohne Spiralfeder. Die Schwingungen waren unregelmäßig und nicht regulierbar. Man trachtete danach, diese einer elastischen Reaktion zu unterwerfen, indem man sie mit einer Schweinsborste oder einer kleinen, gegen einen Begrenzungsstift anschlagende gerade Feder versah.

A
Flache Spiralfeder: 1675 von C. Huygens erfunden. Sie war aus Kupfer oder Eisen, wies nur wenige Windungen auf. Trotz ihrer Unvollkommenheit verlieh er der Unruh das, was ihr fehlte, um die Genauigkeit der damaligen Pendeluhren zu erreichen.



B

Um 1700 schlug de la Hire die gewellte Spiralfeder vor.



C

Die zylindrische Spiralfeder war mit Kurven und b versehen, die sie mit dem Spiralklötzchen und der Unruhwelle verbanden. Sie wurde 1782 von J. Arnold eingeführt. Die Kurven bewirkten, während der Schwingungen die konzentrische Entwicklung der Feder.

D
Konische Spiralfeder: sie wurde 1793 von Louis Berthoud vorgeschlagen.

E
Kugelförmige Spiralfeder von F. Houriet.



F

A. Moderne Spiralfedern. Die an der Spiralrolle v und am Spiralklötzchen p befestigte flache Spirale weist den Nachteil auf, sich während der Ausdehnung B und der Zusammenziehung C exzentrisch zu entwickeln. Dies bewirkt Ungleichgewicht und Drücke auf die Zapfen, woraus sich Gangabweichungen ergeben.

D. Breguet-Spiralfeder. Dem Uhrmacher A.-L. Breguet kam der Gedanke, die Endwindung zu heben, und ihr die (empirisch gebildete) Form abc zu verleihen, um die konzentrische Entwicklung der Spiralfeder zu erreichen.

E. Zylindrische Spiralfeder. Der französische Ingenieur Eduard Phillips bestimmte 1861 die Bedingungen, welche die an beiden Enden der zylindrischen Spiralfeder befindliche Kurven erfüllen müssen. Sie werden seither Phillipskurven genannt (siehe Kurve). Man wendet sie bei den zylindrischen Spiralfedern an, die man in den Marinechronometern findet. Diese haben keinen Rücker, und die Aussenwindung wird durch die Kurve a direkt mit dem Klötzchen b verbunden, wo auch der Regulierpunkt liegt.Zur Herstellung der Spiralfeder wurden die verschiedensten Stoffe verwendet: Eisen, Kupfer, Stahl, Gold, Glas usw. Die Spiralfeder aus gehärtetem Stahl weist wertvolle elastische Eigenschaften auf, doch ist sie magnetisch, oxydierbar, und ihr hoher thermischer Koeffizient (11-13s) erfordert eine Kompensations-Unruhe.

G
Kompensierende Spiralfeder. Die von Dr. Guillaume und vom Feinsteller Paul Perret entdeckte thermoelastische Anomalie der Nickelstähle (siehe Anomalie) gestattete die Herstellung kompensierender (ausgleichender) Spiralfedern, verbunden mit einmetallischen (nicht kompensierenden) Unruhn. Doch fehlten diesen Legierungen die elastischen Eigenschaften des gehärteten Stahls. Zugaben von Chrom, Mangan, Tungsten, Vanadium, Molybden gestatteten eine Erhöhung der Elastizitätsgrenze. So entstand die Elinvar-Spiralfeder (1919). Weitere Legierungen folgten (Metelinvar, Durinval, Isoval, Nivarox mit Berylliumzusatz usw.). Sie sind alle in verschiedenem Masse unoxydierbar und amagnetisch; ihre kompensierenden Eigenschaften können wie folgt zusammengefasst werden:

Qualität Thermischer Koeffizient Sekundärfehler
1 0 – 0,5 s 0 – 3 s
2 0,5 – 2 s 0 – 3 s
3 2 – 4 s 0 – 4 s
4 4 – 5 s 0 – 4 s

Die Spiralfeder aus gehärtetem Stahl wird in Verbindung mit der Guillaume-Unruh in den Sternwarten-Chronometern verwendet. Ihr thermischer Koeffizient schwankt zwischen 0 und 0,02 s, der Sekundärfehler zwischen 0 und 1 s.

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