DAS FEDERHAUS

Das Federhaus besteht aus mehreren Bauteilen, in der Regel vier: der Federhaustrommel, dem Deckel der Federhaustrommel, der Federhauswelle und der Zugfeder.

Die Aufgabe des Federhauses besteht darin, die beim Aufziehen (manuell oder automatisch) der Uhr gespeicherte Energie zu speichern und sie allmählich an das Uhrwerk abzugeben.

Um das Federhaus zusammenzusetzen, wird die entspannte Feder im Inneren der Trommel platziert. Die Zugfeder ist eine Klinge aus Stahl spiralförmig aufgerollt, die im Verhältnis zu ihrer Größe eine beträchtliche Kraft entwickeln kann. Anschließend wird die Federhauswelle in der Mitte der Federhaustrommel platziert. Die innere Windung der Zugfeder wird an der Welle mittels eines Systems aus Haken (an der Welle) und Kerbe (Zugfeder) befestigt. Danach wird die Einheit mit dem Deckel verschlossen, der sich an das Federhaus anpasst. Die Federhauswelle hat eine doppelte Funktion. Sie ermöglicht es beim Aufziehen, die Feder um ihren Umfang (und somit im Zentrum der Federhaustrommel) aufzurollen, um die Feder zu spannen und der Uhr ihre volle Autonomie zu geben. Beim Aufziehen der Uhr treibt der Aufzugsmechanismus das Sperrrad an, das auf einen Vierkant montiert ist, der an einem der Enden der Welle bearbeitet wurde. Die Federhauswelle dient außerdem als Achse und Drehpunkt für das Federhaus, das sich so frei drehen kann. Die Zugfeder wird also mittels eines Hakensystems an der Federhauswelle gehalten, und ihr anderes Ende wird (mittels eines Systems aus Kerbe und Gleitbügel) an der Innenwand der Federhaustrommel befestigt, wodurch die Feder unter Spannung gesetzt werden kann.

Die Kraft, die die Feder in gespanntem Zustand auf die Wand der Trommel ausübt, bewirkt, dass sich das gesamte Federhaus um seine Achse dreht, wenn die Feder sich beim Abrollen zu entspannen sucht. Auf dem größten Durchmesser der Federhaustrommel ist eine Verzahnung eingefräst. Diese Verzahnung ermöglicht es, den Zentrumtrieb und somit die gesamte kinematische Kette des Uhrwerks anzutreiben.

Sobald sie vollständig gespannt ist, erreicht die Feder ihre maximale Spannung. Wird der Aufzugsmechanismus dann weiter forciert, führt dies unweigerlich zum Bruch der Zugfeder. So findet man bereits im 17.^Jahrhundert Mechanismen zur Begrenzung der Spannung (Finger, Malteserkreuz usw.). Es handelt sich dabei um ein System, das es ermöglicht, den Aufzugsmechanismus kurz bevor die Zugfeder ihre maximale Spannung erreicht, zu blockieren.

Leider ist ein solches System nicht auf Uhren mit automatischem Aufzugsmechanismus anwendbar. Der Mechanismus des automatischen Systems ist nicht in der Lage, die Überspannung der Zugfeder zu erkennen oder die Zufuhr zu stoppen, wenn die Feder ihre maximale Spannung erreicht. Um in einer solchen Situation den Bruch der Zugfeder zu vermeiden, sind die Zugfedern automatischer Uhren mit einem Gleitbügel ausgestattet. Dieser Bügel, der sich am äußeren Ende der Zugfeder befindet, hakt sich in eine Kerbe der Innenwand der Federhaustrommel ein. Wenn die Feder ihre maximale Spannung leicht überschreitet, löst sich der Bügel aufgrund seiner Konstruktion und der Form der Kerbe der Trommel aus seiner Kerbe und gleitet entlang der Innenwand der Trommel, bevor er sich in der nächsten Kerbe einhakt (mehrere Kerben sind an der Innenwand der Trommel angebracht). Sobald die Uhr vollständig gespannt ist, halten die Bewegungen des Trägers einer automatischen Uhr die Feder in maximaler Spannung. Das Federhaus liefert so eine maximale und konstante Energie, die eine bessere Qualität der Regulierung gewährleistet.

Um dem Risiko eines Bruchs der Zugfeder entgegenzuwirken, sind heute viele Uhren mit Handaufzug mit einer Feder vom Typ „automatisch“ ausgestattet, die ein endloses und völlig gefahrloses Aufziehen ermöglicht. Dieses System erfordert einen Gleitbügel. Dieser gewährleistet die Befestigung der Feder an der Innenwand der Federhaustrommel. Sobald die Feder überspannt ist, „gleitet“ der Bügel bis zur nächsten Kerbe der Federhauswand, wodurch die Feder vor jedem Bruch bewahrt wird.

Während die Herstellung der Federhaustrommel, ihres Deckels und der Federhauswelle keine große Schwierigkeit darstellt, erfordert die Produktion der Federn sehr spezifische Ausrüstungen und ein spezielles Know-how. Ihre Produktion wird systematisch ausgelagert, und nur wenige Hersteller teilen sich diesen Markt.

Die Qualität eines Federhauses hängt daher wesentlich von seiner Feder ab. Diese muss einen optimalen Wirkungsgrad aufweisen (möglichst geringer Energieverlust für eine erhöhte Gangreserve) und während ihrer gesamten Entfaltung eine möglichst konstante Kraft entwickeln (Ganggenauigkeit). Präzise Berechnungen, die die Beschaffenheit ihrer Legierung, ihre Abmessungen und ihre Wärmebehandlungen ermöglichen es, ein leistungsfähiges und passendes Federhaus zu erhalten.

Um die Gangreserve zu erhöhen und/oder eine konstantere Kraft während der gesamten Gangreserve zu erhalten, kann man die Anzahl der Federhäuser vervielfachen. Ähnlich wie bei einem Stromkreis ermöglicht eine Reihenschaltung der Federhäuser eine Erhöhung der Gangreserve, während ihre Parallelschaltung eine konstantere Energie über die gesamte Laufzeit verteilt.

Durch die Robustheit und die komfortablen Abmessungen seiner Welle eignet sich das Federhaus leicht für eine hängende Konstruktion. Unter hängender Konstruktion versteht man, dass das Federhaus nur an einem Ende seiner Achse an der Werkplatte gehalten wird. Die Verwendung einer Federhausbrücke ist somit nicht mehr notwendig und ermöglicht es oft, die Dicke des Uhrwerks zu minimieren und dessen Ästhetik zu verbessern. Die jüngste Entwicklung von Mikro-Kugellagern aus Keramik ermöglicht es, mit dieser Art von Konstruktion durchaus zufriedenstellende Wirkungsgrade zu erzielen.