FEDERANTRIEB

Das Federhaus mit seiner umlaufenden Außenverzahnung birgt unter seinem Deckel den Antrieb der mechanischen Armbanduhr. Dieser erfolgt durch die im Federhaus untergebrachte Zugfeder, die heutzutage aus einer Legierung namens Nivaflex (Nicht variabel und flexibel) gefertigt wird. Im Zentrum des Federhauses befindet sich der Federkern (Federwelle). Die Zugfeder ist mit Haken und Ösen innen am Federkern und außen an der Federhausinnenwand befestigt. Wird die Feder aufgezogen (gespannt), so wickelt sie sich in eng aneinander liegenden Windungen um den Federkern. Die Federkennlinie beschreibt die grundsätzlichen Eigenschaften der Zugfeder bzw. des von ihr gelieferten Drehmoments. Dieses ist gemäß der typischen S-förmigen Federkennlinie bei Vollaufzug übermäßig groß, im mittleren Bereich relativ gleichmäßig und sinkt knapp vor dem Ablauf stark ab. Der mittlere Bereich eignet sich daher am besten zum Antrieb einer Uhr.

Zum Ausgleich der nicht konstanten Federkraft wurde im 16. und 17. Jhdt. in Taschenuhren eine Stackfreed genannte Federbremse eingebaut. Diese bestand aus einer spiralig geformten Kurvenscheibe, die während des Ablaufens der Feder nicht ganz eine Umdrehung ausführte. Eine kräftige Bremsfeder drückte auf den Außenrand der Scheibe. Da die von der ablaufenden Feder gedrehte Scheibe einen immer kleiner werdenden Radius aufwies, ließ die Bremswirkung der Bremsfeder allmählich nach, sodass eine Kompensation der abnehmenden Federkraft erreicht wurde.

Ein besserer, genauerer aber platzraubender Ausgleichsmechanismus ist der Antrieb mittels Kette und Schnecke. Bei diesem ist um das Federhaus ein feines Kettchen, der Fahrradkette ähnlich, gewickelt, dessen zweites Ende auf einer kegelförmigen Walze mit spiralförmiger Nut abläuft. Die ablaufende Feder dreht die Schnecke, indem sie die Kette von ihr abwickelt und auf das Federhaus mit konstantem Durchmesser aufwickelt. Das von der Schnecke bewegte Antriebsrad des Räderwerks erfährt ein relativ konstantes Drehmoment, da bei abnehmender Federspannung der wirksame Radius der Schnecke immer größer wird.

Durch bessere Federmaterialien und verbesserte Hemmungen ist heute der Ausgleich der unterschiedlichen Federkraft nicht mehr in dem Maß notwendig, wie früher. Die überproportional große Federkraft bei Vollaufzug wird durch die Form des äußeren Federhakens und des Aufzuggesperrs ausgeschaltet. Dabei ist der Sperrkegel so gestaltet, dass er eine kleine rückläufige Bewegung des Sperrrades zulässt, wodurch die Zugfeder wieder etwas entlastet wird.

Das Sperrrad ist auf den Vierkant des Federkerns geschraubt und liegt mit kleinem Abstand flach auf dem Federhaus. In die Sperrradzähne greift das Kronrad, das von einer Schraube mit Linksgewinde (wegen der Drehrichtung) gehalten wird. Beim Aufziehen wird das Kronrad vom im rechten Winkel zu ihm stehenden Kupplungsrad angetrieben. Dieses sitzt auf der Aufzugswelle, die von der Krone gedreht wird. In die Zähne des Sperrrades greift der Sperrkegel ein und sorgt nicht nur für die oben beschriebene geringfügige Entspannung der Feder bei Vollaufzug, sondern auch dafür, dass die aufgewundene Feder nicht zurückschnellt.

Siehe auch unter ZUGFEDER, NIVAFLEX, FEDERKENNLINIE bzw. STACKFREED