Die Spiralfeder bildet zusammen mit der Unruh das Herzstück einer mechanischen Uhr. Sie ist entscheidend für deren Ganggenauigkeit. Nivarox Fahr hält faktisch ein Monopol auf die Lieferung von Spiralfedern in der Uhrenindustrie. Welche plötzlichen Veränderungen haben sich infolge der überraschenden Ankündigung der Lieferengpässe durch das Unternehmen ergeben?
Übersetzung von Akiko Ichikawa
[Erstmals veröffentlicht in der Mai-2012-Ausgabe von Kronos Japan]
Die Unruhspirale ist winzig klein und leicht, doch ohne sie wäre keine mechanische Uhr möglich. Dieses winzige Bauteil, wie ein filigranes Gold- oder Silberstück, ist nur 0,3 mm dick – etwas dünner als ein menschliches Haar – und wiegt lediglich 2.5 mg. Entfernt man die Unruhspirale aus ihrem pulsierenden Mikrokosmos, verstummt die Uhr nach einem kurzen Moment. Ihr Gegenstück ist die Unruh. Nur mit der daran befestigten Unruhspirale kann sie ihre Schwingfunktion erfüllen. Ebenso könnte das Räderwerk ohne die spiralförmige Bewegung, die unaufhörlich Energie transportiert, nicht funktionieren. Kein Wunder also, dass die Unruhspirale bei klassischen Uhren ehrfurchtsvoll als „Seele der Uhr“ bezeichnet wird.
In den letzten Jahrzehnten haben sich zahlreiche ambitionierte Uhrmacher und Ingenieure intensiv mit diesem winzigen Bauteil beschäftigt, sodass heute kaum noch etwas geheim ist. Die gängigsten Unruhspiralen bestehen heute aus der Legierung „Nivarox“. Der Name „Nivarox“ leitet sich von den Eigenschaften „unveränderlich“ und „nicht oxidierbar“ ab. Das 1931 von Reinhard Straumann (1892–1967) entwickelte Material verbesserte die Präzision von Uhren erheblich. Nivarox besteht aus Eisen, Nickel, Chrom und Spuren von Beryllium und anderen Elementen. Straumann patentierte das Verfahren in den 1930er-Jahren und ermöglichte so eine große Bandbreite an Metallverhältnissen, was der Kreativität des Herstellers überließ. Die genaue Zusammensetzung der Formel gab Straumann nie preis. Heute ist das Rezept nur wenigen Unternehmen bekannt, darunter Nivarox-Fahr, einer Tochtergesellschaft der Swatch Group. Das deutsche Unternehmen Carl Haas, ein ehemaliger Partner, besitzt jedoch offenbar noch immer ein Dokument mit der genauen Zusammensetzung der einzelnen Komponenten. Und Precision Engineering, ein Schwesterunternehmen von H. Moser & Cie., arbeitet seit 2001 intensiv an Straumanns Erbe. Das Unternehmen mit Sitz in Neuhausen, etwas außerhalb von Schaffhausen, arbeitet mit 12 Partnern an der Entwicklung des PE3000-Materials für Unruhfedern.
Glucydur, eine weit verbreitete monometallische Unruh, ist eine Legierung aus Beryllium, Kupfer, Messing und Nickel mit nahezu perfekten Eigenschaften. Doch wie sieht es mit der Legierung der Unruhspirale aus, dem Herzstück des Unruhwerks? Jedes Uhrenfachbuch widmet den theoretischen Grundlagen der Uhrwerke kleiner mechanischer Uhren ausführliche Zeilen. Dort heißt es, dass Unruh und Unruhspirale trotz äußerer Einflüsse wie Vibrationen, Magnetfeldern, Luftdruck und Temperaturschwankungen eine möglichst gleichmäßige Schwingung anstreben – kurz: Isochronie. Temperaturänderungen haben unter anderem einen erheblichen Einfluss auf die effektive Länge und den Elastizitätsmodul der Unruhspirale. Eine einfache Unruhspirale aus Kupferlegierung kann bei einem Temperaturanstieg von nur 1 Grad Celsius oder bei einer Modifikation bis zu 10 Sekunden Gangabweichung pro Tag einbüßen. Im Gegensatz dazu verliert eine Nivarox-Unruhspirale pro Grad Celsius nur etwa 0.5 Sekunden Gangabweichung pro Tag.
Es ist kein Geheimnis, aber auch nicht einfach.
Genauso wie die Materialeigenschaften kein Geheimnis sind, ist auch der Herstellungsprozess der Spirale kein Geheimnis. Im ersten Fertigungsschritt hat der Nivarox-Draht einen Durchmesser von etwa 0.5 mm. Da er für die Verwendung als Spirale zu dick ist, wird er durch eine Hohldrahtziehmaschine mit Diamantkern geführt, wo er langsam und mit konstanter Kraft gedehnt wird. Sobald er etwa ein Zehntel seines ursprünglichen Durchmessers erreicht hat, wird er durch Metallwalzen geführt und auf eine Dicke von 0.046 mm gedehnt. Dieser Prozess erfordert äußerste Sorgfalt, um Unregelmäßigkeiten auszuschließen. Bei einer Dickenabweichung von mehr als 0,1 mm ist der Draht nicht mehr verwendbar.
Im letzten Arbeitsschritt wird dieses ultradünne Drahtband auf eine bestimmte Breite und Dicke, beispielsweise 0.09 mm x 0.018 mm, zugeschnitten. Nach dem Zuschneiden auf exakt die gleiche Länge werden drei, vier oder sogar fünf Drähte an der zentralen Welle einer Wickelmaschine befestigt und darum gewickelt. Um die korrekte Spiralform zu erzielen, ist es entscheidend, mehrere Drähte anzubringen und sicherzustellen, dass sie sich beim Wickeln überlappen. Anschließend wird das Werkstück in einem Vakuumofen, in dem eine konstante Temperatur gehalten wird, fixiert und vor der Fertigstellung gewaschen.
Doch damit ist der Prozess noch nicht abgeschlossen. Ein entscheidendes Element der Unruhspirale ist ihre präzise gebogene Endkurve. Diese Kurve muss exakt auf den Armdurchmesser der Unruh abgestimmt sein. Dieser Vorgang wird als Gradierung bezeichnet, und bei 20 verschiedenen Unruhetypen existieren oft auch 20 verschiedene Unruhspiralen. So ist beispielsweise die Gradierung 5 eine spezielle Kategorie, die ausschließlich für präzise ausgewuchtete Unruhen vorgesehen ist.
Im nächsten Schritt wird ein weiteres Bauteil montiert. Das innere Ende der Spirale der Unruhspirale wird entweder in die Spirale eingesetzt und fixiert oder, wie bei neueren Modellen, lasergeschweißt. In dieser Montagephase wird die Uhr erstmals justiert, um eine zuverlässige und hohe Qualität zu gewährleisten. Die Ganggenauigkeit wird dabei üblicherweise auf 120 Sekunden pro Tag verbessert. Die abschließende Feinabstimmung ist der Moment, in dem das Können des Uhrmachers vollends zum Tragen kommt.
Die Herrschaft des Experten
Die Debatte um die Unruhfeder steht in der Uhrenwelt noch ganz am Anfang, aber Uhrenliebhaber, die ihre Entwicklung mit Interesse verfolgt haben, werden kaum begreifen, wie rasant sie voranschreitet, und das Gleiche gilt für viele Uhrenhersteller.
Nivarox-FAR, der mit Abstand größte Hersteller von Unruhspiralen, entstand 1984 durch die Fusion der 1933 gegründeten Nivarox SA mit der Fabriques d'Assortiments Réunis-Gruppe. Man sagt, dass heute 90 bis 95 Prozent der Schweizer Uhrenhersteller stark von Nivarox-FAR abhängig sind, dessen Hauptsitz im westschweizerischen Jura liegt. Würde die Produktion von Nivarox-FAR auch nur für wenige Stunden stillstehen, käme die gesamte Fertigung mechanischer Schweizer Uhrwerke sofort zum Erliegen. Anders ausgedrückt: Nivarox-FAR agiert (noch) nahezu monopolistisch. Durch den Einsatz analoger Fertigungsmethoden hat sich Nivarox-FAR zu einem Hersteller entwickelt, dessen Produkte mit ETA-Werken vergleichbar sind und der deutlich günstigere Preise anbietet. Dieser Hersteller ist in Europa konkurrenzlos.
Die Mindestbestellmenge für einen kompletten Satz von Komponenten einer Regulierhemmung (Spirale, Unruh, Anker und Hemmungsrad) beträgt 1000 Stück. Jeder Satz kostet 12 Schweizer Franken, umgerechnet etwa 10 Euro. Der Preis richtet sich jedoch letztendlich nach der Qualität. Ein zweiteiliger Satz (Execution Chronomètre) aus Unruh und Spirale für ein Chronometer-Uhrwerk, das auf dem Chronographenwerk ETA 7750 basiert, kostet fast doppelt so viel wie ein Standard-Satz (Execution Normalisé).
Nivarox Fur kann seine Produkte zu niedrigen Preisen herstellen und anbieten, was zum Teil auf seine langjährige Tradition zurückzuführen ist. Diese basiert auf umfassender Erfahrung und profunden Kenntnissen des Basismaterials Nivarox. Ein weiterer wichtiger Faktor ist das hochentwickelte Know-how in der Massenproduktion. Dies ist auch darauf zurückzuführen, dass das Unternehmen aktiv in verschiedene Produktionsmaschinen investiert hat, deren Investition sich offenbar bereits vollständig amortisiert hat. Das Unternehmen ist nicht groß genug, um mit Handarbeit oder Kleinserienfertigung auszukommen.
Mitte 2011 erhielt die Schweizer Uhrenindustrie eine schockierende Nachricht: Das Schweizer Amt für Wettbewerbsrecht (WEKO, vergleichbar mit der japanischen Wettbewerbskommission) hatte eine Prüfung der Swatch Group angeordnet. Ziel der Prüfung war die Feststellung, ob die Massenlieferung von Komponenten für mechanische Uhrwerke gegen das Bundesgesetz über Kartelle und andere Wettbewerbsbeschränkungen verstieß. Konkret verkaufte die Swatch Group die genannten Regler- und Hemmungskomponenten als Komplettset, anstatt sie einzeln anzubieten. Es war offensichtlich, dass WEKO und Nivarox-Fah unterschiedliche Positionen vertraten, und der daraus resultierende Streit hatte verheerende Auswirkungen auf die Schweizer Uhrenindustrie. Die Swatch Group stand bereits 2002 wegen der Entscheidung ihrer Tochtergesellschaft ETA, die Rohwerksliefermethoden zu ändern, in einer großen Kontroverse, doch dieser jüngste Fall ist noch weitaus gravierender.
Schwierigkeiten treten auch beim Kauf von vorverarbeiteten Materialien auf.
Die aufgeblähte Struktur des Unternehmens erschwert die Massenproduktion von Spiralfedern zusätzlich. Die Ursache liegt im Material selbst: Nivarox, dessen Zusammensetzung nicht öffentlich bekannt gegeben wird. Wer bei der Verarbeitung von Spiralfedern die Toleranzen vernachlässigt, kann zwar den schwierigen Schmelz- und Formprozess während der Produktion bewältigen, stößt aber später auf gravierende Probleme mit Justierung und Haltbarkeit. Obwohl Vacuumschmerz, ein metallverarbeitendes Unternehmen aus Hanau, über eine eigene Methodik verfügt, wird diese nur sehr unterschiedlich eingehalten. Vacuumschmerz kennt die Komplexität der Nivarox-Herstellung seit Generationen. Umso bedauerlicher ist das rasante Wachstum des Unternehmens. Vacuumschmerz plant, die Grundrezeptur für sein Nivarox, die bisher mit Kunden geteilt wurde, zu versteigern. Sollte dies geschehen, können Lieferanten Nivarox-Legierungsprodukte nicht mehr einfach bestellen, sondern müssen die genauen Mischungsverhältnisse angeben. Noch problematischer ist, dass die für die Legierung verwendeten Materialien in Schritten von einer halben Tonne bestellt werden müssen. So entstehen etwa 350 kg Nivarox-Draht, der leicht 500.000 Euro kosten wird. Dies reicht für die Herstellung von rund 280 Millionen Unruhfedern. Angesichts der aktuellen jährlichen Produktionsmenge mechanischer Uhrwerke in der Schweiz würde diese Menge allein für 40 Jahre reichen. Es ist klar, dass kleine und mittlere Hersteller, die nicht in Massenproduktion fertigen, zumindest vorerst vor großen Herausforderungen stehen werden.
Nivarox aus Deutschland
Carl Haas, ein weiteres deutsches Unternehmen, befindet sich aufgrund der früheren Zusammenarbeit bei der Entwicklung des Nivarox-Materials in einer vorteilhaften Position und konnte von Vacuum Schmelzs Geschäft profitieren. Seit seiner Gründung verfügt Carl Haas über Schmelztechnologie mit eigenen, einzigartigen Materialien und genießt einen hervorragenden Ruf für die hohe Qualität seiner Produkte. Daher kann Vacuum Schmelz den zuvor genannten Plan zur Entgegennahme von Nivarox-Bestellungen naturgemäß nicht sofort umsetzen.
Hannes Steim, der junge Geschäftsführer von Carl Haas, sagte: „Wir haben derzeit noch 80 kg hochwertigen Nivarox-Draht erster und zweiter Güteklasse in unserem Lager vorrätig. Wir können 800.000 Unruhspiralen pro Kilogramm Draht herstellen, und unsere Kunden können aus fünf Güteklassen die passende für ihre Bedürfnisse auswählen.“
Carl Haas, ein traditionsreiches Unternehmen aus dem Schwarzwald, besitzt heute Junghans und ist ein führender Federnhersteller im Herzen der deutschen Industrie. Die Massenproduktion von Spiralfedern nach dem Nivarox-Far-Verfahren ist jedoch noch Zukunftsmusik. „Aber“, betont Steim, „unsere Spiralfederproduktion wächst exponentiell.“
Tatsächlich gilt Carl Haas seit den 1930er-Jahren als Pionier in der Nivarox-Produktion und war einst ein bedeutender Hersteller von Unruhspiralen. Rund 40 Jahre nach der Firmengründung setzte jedoch die Quarzrevolution ein Ende der mechanischen Uhrenproduktion, selbst im Schwarzwald, einer wichtigen Uhrenregion. Das Unternehmen orientierte sich daraufhin neu und konzentrierte sich auf die Herstellung von Rückstellfedern, insbesondere für Drehzahlmesser in Kraftfahrzeugen. Dabei erwiesen sich die in der Unruhspiralenfertigung erworbenen Grundkenntnisse als äußerst nützlich.
Dies gilt jedoch nur für Deutschland. Das Unternehmen betreibt außerdem ein Werk in Portugal, das als Produktionsstätte für die gesamte Uhrenteilefertigung dient. 2009 wurde die Produktion von Unruhspiralen am Hauptsitz in Schramberg wieder aufgenommen und beliefert Kunden in Deutschland und der Schweiz. Die aktuelle jährliche Produktionskapazität des Unternehmens beträgt rund 30 Unruhspiralen. Die Spiralen und Unruhen werden von anderen Herstellern bezogen und für die Endfertigung lasergeschweißt. Auch Unruhspiralen in Chronometerqualität mit Breguet-Endkurven sowie die beliebte gebläute Ausführung, die bei Nivarox nicht zum Standard gehört, sind erhältlich.
Doch selbst wenn die Produktionsanlagen vorhanden sind, gibt es nur wenige Fachkräfte, die sie bedienen können. Carl Haas hat kürzlich drei ehemalige Spezialisten für Unruhspiralen im Alter zwischen 70 und 74 Jahren eingestellt und beschäftigt nun drei Mitarbeiter. Trotz der Herausforderungen für die Branche blickt Steim optimistisch in die Zukunft. Er plant, im Jura in der Südwestschweiz ein großes deutsches Unternehmen für Unruhspiralen aufzubauen und hat dafür Partner in der Schweiz. „Made in Germany reicht noch nicht aus. Auch für uns bevorzugen die meisten Kunden Produkte aus Schweizer Produktion“, sagt er.
Steims Sichtweise scheint auf objektiver Analyse zu beruhen.
