Die Entwicklung der Spiralfeder und der Vorteil der Breguet-Spirale

Es begann mit der Spiralfeder

Schon seit jeher versuchten Uhrmacher mechanische Uhren noch präziser zu machen. Dies führte zunächst zur Entwicklung der Spiralfeder. Doch es dauerte noch viele Jahr bis zu Abraham-Louis Breguet und seiner innovativen Entwicklung. Dabei spielt die Spiralfeder für die Weiterentwicklung der Uhr eine herausragende Rolle.

Die erste deutliche Innovation der Spiralfeder fand im 18. Jahrhundert statt. Im Jahre 1776 war es der Uhrmacher John Arnold (1744 – 1799), der bei seinen Chronometern zum ersten Mal die zylindrische Spirale einsetzte. Dabei bog er die beiden Enden in eine spezielle Form, die er sich 1782 auch patentieren ließ. Überhaupt experimentierten die Uhrmacher des späten 18. Jahrhunderts sehr viel. Sie erprobten dabei auch kugelförmige oder konische Spiralfedern, damit die Unruhen der Uhrwerke isochroner schwingen. Das bedeutet in der angestrebten Wirkung nichts anderes, als dass die Schwingungsdauer der Unruh unabhängig von ihrer Schwingungsweite ist.

Breguet erfindet eine neue Spirale

Nach seiner Rückkehr aus dem Zwangsexil präsentierte Uhrmacher Abraham-Louis Breguet (1747-1823) im Jahr 1795 in Neuchâtel schließlich die „Breguetspirale”. Das Erkennungszeichen der Breguet-Spirale ist ein hochgebogenes äußeres Ende, welches ein konzentrisches „Atmen“ bewirkt. Dadurch wird ein sehr guter Isochronismus erreicht. Der an europäischen Höfen angesehene Breguet wird zum hochangesehenen Uhrmacher  und gründet schließlich auch die Uhrenmanufaktur Breguet.

Später, auf Bitten der Nachkommen von Abraham-Louis Breguet und ebenso des Uhrmachers A. L. Berthoud, beschäftigte sich Edouard Phillips (1821-1889) ab 1860 ebenfalls mit der Spiralfeder und ihren Formen. Der französische Mathematiker und Mechanik-Professor veröffentlichte schon 1861 die erste seiner intensiven Untersuchungen. Bis heute haben seine Arbeiten nichts an Aktualität eingebüßt. Seine Tabellen und grafischen Vorlagen sind eine unverzichtbare Basis für die Ausformung neuer Unruhspiralen. Die wichtige Rolle von Abraham-Lous Breguet in der Entwicklung der Spirale, respektive  Spiralfeder blieb davon unberührt.

Die drei Top-Eigenschaften einer Endkurve

Doch was genau fand Edouard Phillips heraus? Seine Arbeiten zeigen beispielsweise, dass die Endkurven bei Unruhspiralen folgende Konstruktionseigenschaften für einen optimalen Isochronismus aufweisen müssen:

• Der Schwerpunkt der Spirale liegt auf der Achse der Unruh.
• Die Spirale bleibt beim Ein- und Ausatmen zylindrisch und kon­zentrisch zur Achse, und ihre Kraft nimmt im Verhält­nis zum Umdrehungswinkel zu.
• Die Unruh übt in ihrer Bewegung durch die Wirkung der Spirale keinen Seitendruck in den Zapfenlöchern aus.

Quellen: 1. Breguet E.: Breguet – Uhrmacher seit 1775 (1997); 2. Phillips E.: Mémoire sur le spiral réglant des chronomètres et des montres(1859); 3. Phillips E.: Mémoire sur le réglage des chronomètres et des montres dans les positions verticale et inclinée(1866); 4. Phillips E.: De l’influence de la forme du balancier compensateur des chronomètres sur l’isochronisme indépendamment des variations de température(1868); 5. Phillips E.: De l’equilibre des solides elastiques semblables (1869a) C. R. Acad. Sci., Paris 68: 75-79.; 6. Phillips E.: Du mouvement des corps solides elastiques semblables (1869b) C. R. Acad. Sci., Paris 69: 911-912.; 7. Schulte, C.: Lexikon der Uhrmacherkunst, 1902

Die Breguet-Spirale und ihre Erfindung

Nach seiner Rückkehr aus dem Zwangsexil präsentierte Uhrmacher Abraham-Louis Breguet (1747-1823) im Jahr 1795 in Neuchâtel schließlich die „Breguetspirale”. Das Erkennungszeichen der Breguet-Spirale ist ein hochgebogenes äußeres Ende, welches ein konzentrisches „Atmen“ bewirkt. Dadurch wird ein sehr guter Isochronismus erreicht. Der an europäischen Höfen angesehene Breguet wird zum hochangesehenen Uhrmacher  und gründet schließlich auch die Uhrenmanufaktur Breguet.

Später, auf Bitten der Nachkommen von Abraham-Louis Breguet und ebenso des Uhrmachers A. L. Berthoud, beschäftigte sich Edouard Phillips (1821-1889) ab 1860 ebenfalls mit der Spiralfeder und ihren Formen. Der französische Mathematiker und Mechanik-Professor veröffentlichte schon 1861 die erste seiner intensiven Untersuchungen. Bis heute haben seine Arbeiten nichts an Aktualität eingebüßt. Seine Tabellen und grafischen Vorlagen sind eine unverzichtbare Basis für die Ausformung neuer Unruhspiralen. Die wichtige Rolle von Abraham-Lous Breguet in der Entwicklung der Spirale, respektive  Spiralfeder blieb davon unberührt.

Die drei Top-Eigenschaften einer Endkurve

Doch was genau fand Edouard Phillips heraus? Seine Arbeiten zeigen beispielsweise, dass die Endkurven bei Unruhspiralen folgende Konstruktionseigenschaften für einen optimalen Isochronismus aufweisen müssen. Das sind die entscheidenden Kriterien für eine Spiralfeder: 

• Der Schwerpunkt der Spirale liegt auf der Achse der Unruh.
• Die Spirale bleibt beim Ein- und Ausatmen zylindrisch und kon­zentrisch zur Achse, und ihre Kraft nimmt im Verhält­nis zum Umdrehungswinkel zu.
• Die Unruh übt in ihrer Bewegung durch die Wirkung der Spirale keinen Seitendruck in den Zapfenlöchern aus.

Quellen: 1. Breguet E.: Breguet – Uhrmacher seit 1775 (1997); 2. Phillips E.: Mémoire sur le spiral réglant des chronomètres et des montres(1859); 3. Phillips E.: Mémoire sur le réglage des chronomètres et des montres dans les positions verticale et inclinée(1866); 4. Phillips E.: De l’influence de la forme du balancier compensateur des chronomètres sur l’isochronisme indépendamment des variations de température(1868); 5. Phillips E.: De l’equilibre des solides elastiques semblables (1869a) C. R. Acad. Sci., Paris 68: 75-79.; 6. Phillips E.: Du mouvement des corps solides elastiques semblables (1869b) C. R. Acad. Sci., Paris 69: 911-912.; 7. Schulte, C.: Lexikon der Uhrmacherkunst, 1902