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Uhren: Uhren-Lexikon - Nivarox

Uhren-ABC: Nivarox

01.08.2013, 13:25 Uhr | SINN Spezialuhren

Nivarox

Metallische Legierung, aus der hochfeine Spiralfedern hergestellt werden.

Mit dieser Legierung wird das Problem der temperaturbedingten Veränderung von Elastizität und Länge der Spiralfeder und der Unruh weitgehend gelöst. Mit zunehmender Temperatur wird eine metallische Feder eigentlich weicher und länger, auch der Durchmesser eines metallischen Rings (Unruh) nimmt geringfügig zu. Eine solche Veränderung der Werkstoffeigenschaften würde aber zu einem langsameren Schwingen der Unruh und damit zu einem Nachgehen der Uhr führen. Nivarox ist die (aus nicht variabel und oxydfest abgeleitete) Bezeichnung für die gebräuchlichste Legierungsart, aus der temperaturkompensierende (oder autokompensierende) Spiralfedern bestehen.

Mit diesem Material löst man das Problem der Temperaturempfindlichkeit auf zweierlei Weise: Erstens verändert eine Nivarox-Feder im Temperaturbereich der Chronometernormen von vornherein nur relativ wenig ihre Länge und Elastizität. Zweitens wird der Rest an noch bestehender Temperaturabhängigkeit zum Teil durch Vorgänge im Inneren der Feder selbst kompensiert (daher auch auto-kompensierende Feder). Diese kompensierenden Vorgänge beruhen auf den magnetostriktiven Eigenschaften des Nickels, einem Element, das als Legierungsbestandteil in Nivarox-Federn enthalten ist.

Die magnetostriktive Wechselwirkung kommt unter bestimmten Bedingungen in Körpern zum Tragen, die (ferro)-magnetisch sind. Solche Körper weisen in ihrem Inneren eine Magnetfeldstruktur auf, die sich nicht unbedingt als äußeres Magnetfeld zeigt, da sich die inneren Felder der magnetischen Teilgebiete („Weißsche Bezirke“) wechselseitig aufheben. >>

Die Körper befinden sich also permanent in einem inneren Magnetisierungszustand. Entscheidend ist nun, dass die jeweils vorherrschende Magnetfeldstruktur von der Temperatur des Körpers abhängt und eine Änderung dieser Struktur aufgrund der magnetostriktiven Wechselwirkung elastische Spannungen im Körper auftreten lässt, bzw. Körperverformungen bewirkt, welche diese Spannungen wieder neutralisieren.

Den Zusammenhang zwischen elastischen Spannungen und einem Magnetfeldeinfluss nennt man auch Magnetostriktion. Maßgebend sind zwei Sachverhalte: Erstens bewirkt eine Temperaturveränderung wie gesagt stets, dass sich der Magnetisierungszustand und damit der innere Spannungszustand der Feder ändert.

Zweitens ist die Richtung des magnetostriktiven Effekts dem Temperaturverhalten von gewöhnlichen Materialien genau entgegengesetzt. Das bedeutet: nimmt die Temperatur zu, so wirkt die magnetostriktive Wechselwirkung in Richtung einer Verhärtung bzw. Verkürzung der Feder!

Diese beiden Punkte zusammengenommen führen letztlich dazu, dass im Falle einer Nivarox-Spiralfeder der Gang des Schwingsystems trotz Temperaturveränderung weitgehend konstant bleibt. >>

Erhöht sich nämlich die Temperatur, so heben sich zwei Effekte zum Teil gegenseitig auf: der gewöhnlichen temperaturbedingten Erschlaffung und Verlängerung der Feder sowie der vergrößerten Trägheit des Unruhreifs wirkt eine magnetostriktive Verhärtung bzw. Verkürzung der Feder entgegen.

Eine Nivarox-I-Spirale in Verbindung mit einer Glucydur-Unruh liefert auf diese Weise einen („primären“) Temperaturfehler von weniger als einer halben Sekunde pro Grad Celsius am Tag.

Das Grundprinzip dieser Temperaturkompensation – die Verwendung ferromagnetischer Materialien – führt allerdings zu Anfälligkeiten gegenüber äußeren Magnetfeldeinflüssen, denn neben der Temperatur können natürlich auch äußere Magnetfelder den Magnetisierungszustand der Feder ändern und damit ihre Elastizität. Dies kann zu erheblichen Gangabweichungen führen, unter Umständen sogar zum Stillstand der Uhr (siehe Magnetismus).


Weitere Uhren-Fachbegriffe mit N:

NaBo
Nickel
Nickelfreiheit und Nickellässigkeit


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