„Zegarki ATLANTIC, czyli pretekst do własnego wywodu na temat zegarmistrzostwa” ©2009 W. Kutermankiewicz
Rozdział 4 „Zegarek,, a co to takiego?", czyli poznawanie i oswajanie się z tym, co nieuniknione” Str. 1 z 11
W rozdziale tym przedstawię Wam ogólną zasadę działania
zegarów i zegarków mechanicznych.
Za pomocą kilku definicji, przedstawię różne typy zegarków, a na
zakończenie, pokażę kilka rysunków, przedstawiających schematy
kinematyczne, które przynajmniej mnie, bardzo pomogły zrozumieć
działanie zegarka.
Rozdział 4
"Zegarek, a co to takiego?",
czyli
poznawanie i oswajanie się
z tym, co nieuniknione
„Zegarki ATLANTIC, czyli pretekst do własnego wywodu na temat zegarmistrzostwa” ©2009 W. Kutermankiewicz
Rozdział 4 „Zegarek,, a co to takiego?", czyli poznawanie i oswajanie się z tym, co nieuniknione” Str. 2 z 11
Wstęp
Zegarek naręczny jest bezspornym wynalazkiem XX w. Rozpowszechniać zaczęły się
one w czasie I wojny światowej, a zapoczątkowała je moda noszenia zegarków
kieszonkowych na specjalnym pasku. Pierwszy zegarek prawdziwie naręczny ukazał się w
roku 1919. Początkowo nie rokowano wielkiej nadziei na ich powodzenie. Specjaliści
twierdzili, że dokładność ich będzie zawsze mniejsza niż zegarków kieszonkowych, gdyż
skomplikowane ruchy ręki muszą wpływać ujemnie na regularność pracy balansu. Zarzut ten
był zupełnie słuszny, nie przewidziano jednak zdumiewającego postępu technicznego XX w.
Dzisiejsze zegarki naręczne, wykazują regularność znacznie wyższą, niż przeciętny
zegarek kieszonkowy sprzed 50 lat. Przyczyniły się do tego różne udoskonalenia oraz
badania przeprowadzane w laboratoriach naukowo-badawczych. O rozpowszechnieniu się
zegarka naręcznego najlepiej świadczą liczby. W roku 1955 w Szwajcarii oficjalne izby
kontrolne wystawiły 73 004 świadectwa sprawdzenia zegarków noszonych, z czego 72 757
świadectw przypadło na zegarki naręczne, a tylko 247 na kieszonkowe. Zegarek
kieszonkowy staje się czymś osobliwym, jak za czasów Henleina.
1
W dalszej części książki, Ludwik Zajdler pisze: „Może właśnie dlatego, że jest on
rzadkością – moda na zegarek kieszonkowy powraca! Wchodzą tu w rachubę oczywiście
zegarki najdroższych modeli”. Ponieważ od napisania tych słów minęło już ponad 30 lat,
podczas których na jakiś czas zapomniano o zegarkach mechanicznych, ulegając fascynacji
dokładności zegarków kwarcowych, chciałoby się powiedzieć: „Może właśnie dlatego, że jest
on tak piękny – moda na zegarek mechaniczny powraca!”.
1
"Dzieje zegara", Zajdler Ludwik, Warszawa 1977
„Zegarki ATLANTIC, czyli pretekst do własnego wywodu na temat zegarmistrzostwa” ©2009 W. Kutermankiewicz
Rozdział 4 „Zegarek,, a co to takiego?", czyli poznawanie i oswajanie się z tym, co nieuniknione” Str. 3 z 11
Budowa zegarka
2
Zegarek mechaniczny składa się z trzech elementów:
•
źródło energii – czyli sprężyna napędowa,
•
przekładnia napędowa – czyli zespół kółek zębatych, które przenoszą energię,
•
mechanizm regulujący – złożony z balansu, włosa i wychwytu.
Zegarki mechaniczne mają zarówno wychwyt, jak i kamienne lub metalowe łożysko.
Odmianą tego drugiego, jest wychwyt Roskopfa, używany przede wszystkim w tańszych
konstrukcjach. Wychwyt ulokowany jest między oscylatorem – balansem – a przekładnią
chodu. Palec przerzutowy został wynaleziony przez Thomasa Mudge`a, i po dziś dzień
produkowany jest w nie zmienionej postaci.
Główka naciągowa nakręca sprężynę napędową i w miarę jak się on rozwija, koło
napędowe połączone z bębnem wprawia w ruch koła zębate przekładni chodu, co powoduje,
że wskazówki pokazują czas. Najważniejszą częścią tej operacji jest kontrolowanie
przekazywania energii tak, aby proces przebiegał równomiernie i
regularnie.
W celu uzyskania wiarygodnego i dokładnego pomiaru czasu, musi być podzielony na
absolutnie równe części – im są one krótsze, tym precyzyjniejszy pomiar. Balans wykonuje
pół obrotu wokół osi w jedną stronę, zanim włos popchnie go w jego części środkowej, po
czym dalej obraca się w przeciwnym kierunku. Oscylacja ta dzieli pracę na równe części i
powoduje dobrze znany nam dźwięk “tik-tak”. Te połowiczne oscylacje nazywane są
wahnięciami i znane są jako tykanie. Zwykły zegar wybija 18.000 drgań na godzinę a
mechanizm o wysokiej częstotliwości wybija 36.000 drgań na godzinę.
Każdy ruch balansu działa na dźwignię w kształcie kotwicy, która uwalnia jeden ząbek
koła wychwytowego. W ten sposób energia ze sprężyny głównej przetwarzana jest na
rytmiczną serię ruchów, które kończą się – na wskazówkach pokazujących czas.
Kamienie są umieszczone wszędzie tam, gdzie powstają tarcia. Zazwyczaj używano
rubinów, współcześnie stosuje się sztuczne korundy. Drogie kamienie w zegarkach z
kamiennymi łożyskami umieszczone są na końcach czopów osi. W zegarkach z metalowymi
łożyskami ich miejsce zajmują czopy z utwardzonej stali.
Zwykły zegarek mechaniczny składa się z około 130 części umieszczonych między dolną
płytką a mostkami, które utrzymują je w całości. Mechanizmy mogą być różnej wielkości,
mierzonej w milimetrach lub liniach paryskich, gdzie 1 linia paryska = 2,25 mm. W celu
rozróżnienia mechanizmów tej samej wielkości, lecz wyprodukowanych przez różne firmy
zastosowano termin “kaliber”.
2
"Zegarki - przewodnik dla konesera", Frank Edwards, Twój Styl, Warszawa 1998
„Zegarki ATLANTIC, czyli pretekst do własnego wywodu na temat zegarmistrzostwa” ©2009 W. Kutermankiewicz
Rozdział 4 „Zegarek,, a co to takiego?", czyli poznawanie i oswajanie się z tym, co nieuniknione” Str. 4 z 11
Pochodzenie mechanizmów
3
Pomijając elitarne firmy szwajcarskie, produkujące własne mechanizmy, większość
wytwórców kupuje mechanizmy od firm specjalistycznych, z których największa to ETA
(Fabrique d`Ebauches) w Grenchen. Ta licząca 200 lat firma, stanowi obecnie część SMH
(Societé Suisse de Microélectronique et d`Horlogerie) i posiada fabryki w Szwajcarii, Francji,
Niemczech i na Tajwanie. Rocznie produkuje 100 mln. mechanizmów, z czego ¾ to
mechanizmy kwarcowe. Produkowane przez tę firmę urządzenia typu mechanicznego,
cechuje wysoka jakość, czego typowym przykładem jest mechanizm chronografu Valjoux
7750.
Mechanizmy produkowane przez ETA, zarówno kwarcowe, jak i mechaniczne, są
również dostarczane firmom należącym do SMH, takim jak: Omega, Longines, Rado czy
Tissot.
Innym źródłem pochodzenia mechanizmów w Szwajcarii jest Ronda, firma rodzinna o
długim rodowodzie, mieszcząca się w Lengnau, oraz ISA, która specjalizuje się w bardzo
cienkich mechanizmach kwarcowych, przygotowywanych dla najlepszych firm.
Rys. Mechanizm ETA Valjoux 7750
4
.
Rys. Mechanizm ETA Valjoux 7751
5
.
3
"Zegarki - przewodnik dla konesera", Frank Edwards, Twój Styl, Warszawa 1998
4
www.eta.ch
5
www.eta.ch
„Zegarki ATLANTIC, czyli pretekst do własnego wywodu na temat zegarmistrzostwa” ©2009 W. Kutermankiewicz
Rozdział 4 „Zegarek,, a co to takiego?", czyli poznawanie i oswajanie się z tym, co nieuniknione” Str. 5 z 11
Rodzaje zegarków
6
Zegarki automatyczne
Zegarki automatyczne funkcjonują dzięki wahnikowi, nakręcającemu zegarek za
pomocą ruchów osoby, która go nosi. Oprócz braku konieczności codziennego nakręcania
zegarka, dodatkowa korzyść polega na tym, że sprężyna napędowa jest zawsze całkowicie
nakręcona, dzięki czemu wydatek energii – a więc i chód zegarka – są równomierne.
Chronografy
Chronografy, inaczej nazywane stoperami, posiadają przycisk włącznika/wyłącznika
umożliwiający właścicielowi mierzenie czasu trwania danego wydarzenia oraz liczenie
upływającego czasu w sekundach, minutach a nawet godzinach. Mechanizmem tym kieruje
się za pomocą główki naciągowej lub tłoczka umieszczonego z boku koperty. Model
rattrapante ma dwie centralnie położone wskazówki sekundowe, które mogą oddzielnie
mierzyć czas dwóch zawodników jednocześnie. Większość chronografów mierzy czas z
dokładnością do 1/5 sekundy.
Chronometry
Chronometry są zegarkami o wysokiej jakości, które przeszły rygorystyczne testy
indywidualne, w oficjalnych stacjach badawczych należących do Controle Official Suisse des
Chronometers. Po takich testach każdy zegarek otrzymuje certyfikat (C.O.S.C.).
Grande Complication
Grande Complication to albo skomplikowane zegarki kieszonkowe, albo zegarki na
rękę, które łączą w sobie mierzenie czasu ze wszystkimi innymi znanymi funkcjami
stosowanymi w zegarkach, takimi jak: wieczny kalendarz, fazy księżyca, alarm, repetycja,
wybijanie godzin, a nawet termometr. Typowym przykładem tego typu produktu jest
zegarek firmy Patek Philippe. Jest to astronomiczny zegarek z wychwytem, posiadający 33
funkcje i 1728 części – jego skonstruowanie zajęło 4 lata.
Zegarki elektroniczne
Zegarek elektroniczny podobnie jak mechaniczny ma źródło zasilania, regulator oraz
system pokazywania czasu za pomocą wyświetlacza cyfrowego lub wskazówek i tarczy.
Źródłem zasilania jest bateria. Pochodzący z niej prąd doprowadzany jest do układu
scalonego – regulatora – który przyjmuje drgania oscylatora kwarcowego i przetwarza je na
impulsy odpowiadające przyjętej częstotliwości (obecnie powszechnie przyjęte jest 32.768
herców, czyli drgań na sekundę). Impulsy albo są przekazywane do silnika krokowego, który
uruchamia przekładnię chodu aktywującą wskazówki, albo przetwarzane za pomocą układu
scalonego w komendę aktywującą wyświetlacz ciekłokrystaliczny. Oscylator to
piezoelektryczny kryształ kwarcu przycięty laserem do z góry ustalonego kształtu tak, aby
mógł osiągnąć częstotliwość 32.768 Hz.
6
"Zegarki - przewodnik dla konesera", Frank Edwards, Twój Styl, Warszawa 1998
„Zegarki ATLANTIC, czyli pretekst do własnego wywodu na temat zegarmistrzostwa” ©2009 W. Kutermankiewicz
Rozdział 4 „Zegarek,, a co to takiego?", czyli poznawanie i oswajanie się z tym, co nieuniknione” Str. 6 z 11
Zegarki fosforyzujące
W rezultacie zapotrzebowania na tego typu zegarki dla armii w czasie I wojny
światowej, ich tarcze oraz wskazówki często pokrywano odblaskowymi substancjami, tak
aby użytkownik mógł odczytać godzinę nawet w nocy. Substancje początkowo używane w
tym celu zawierały siarczanek cynkowy, pobudzany przez sól radioaktywną. Tego
potencjalnie szkodliwego materiału zakazano używać w latach pięćdziesiątych, a jego rolę
przejął tryt, substancja o niewielkiej radioaktywności – jego poziom kontrolowano w
odniesieniu do standardów ISO. Dzisiaj używa się o wiele doskonalszych rozwiązań.
Zegarki odporne na wstrząsy
Większość dobrych zegarków jest wyposażonych w Incabloc – system wywodzący się
od przeciwwstrząsowego urządzenia Bregueta. Aby zegarek mógł być uznany za odporny na
wstrząsy, musi odpowiadać warunkom zawartym w standardzie międzynarodowym nr 1413,
który mówi, że dwa uderzenia w kopertę, równoważne upuszczeniu zegarka z wysokości
jednego metra na twardą powierzchnię, nie mogą powodować różnicy w chodzie większej niż
60 sekund w ciągu doby.
Zegarki antymagnetyczne
Zetknięcie się zegarka mechanicznego z silnym polem magnetycznym, może wywołać
zaburzenia w rytmie jego pracy, a przecież magnetyzm jest częścią naszego codziennego
życia – generują go silniki samochodowe, urządzenia hi-fi, lodówki itd. Aby przeciwdziałać
skutkom magnetyzmu balans, koło wychwytu oraz inne części zegarka produkowane są ze
specjalnych stopów. Zegarek antymagnetyczny nie zatrzymuje się po zetknięciu z polem
magnetycznym o mocy 4900 amperów i nie pokazuje różnicy czasu większej niż 30 sekund
na dobę. Zalicza się do tej grupy większość zegarków dobrej klasy. Jeżeli wymagane jest
szczególne zabezpieczenie, najlepszy będzie IWC Ingenieur. Jego mechanizm ukryty jest w
osłonie wykonanej ze specjalnego stopu umieszczonej wewnątrz normalnej koperty, nawet
jego tarcza zrobiona jest z antymagnetycznej stali.
Zegarki wodoszczelne
Większość współczesnych zegarków jest wodoszczelna. Dawno temu utracił ważność
patent chroniący oryginalną, hermetyczną główkę naciągową, a precyzyjna obróbka sprawia,
że koperty są stosunkowo odporne na wodę. Zupełnie inne problemy stwarza nurkowanie na
większych głębokościach. Konieczne jest wtedy stosowanie specjalnych uszczelek, a nawet
zaworów helowych, takich jak w Breitling Superocean. Dodatkową zaletą zegarków
wodoszczelnych jest odporność na kurz.
„Zegarki ATLANTIC, czyli pretekst do własnego wywodu na temat zegarmistrzostwa” ©2009 W. Kutermankiewicz
Rozdział 4 „Zegarek,, a co to takiego?", czyli poznawanie i oswajanie się z tym, co nieuniknione” Str. 7 z 11
PATEK PHILIPPE Caliber 89
Przedstawiam Wam kilka zdjęć zegarka manufaktury PATEK PHILIPPE Kaliber 89,
arcydzieła sztuki zegarmistrzostwa, wyprodukowanego z okazji 150 rocznicy istnienia
marki. Wyprodukowano tylko 4 sztuki tego zegarka, ale biorąc pod uwagę jego budowę,
liczba ta nie powinna chyba nikogo dziwić.
„Zegarki ATLANTIC, czyli pretekst do własnego wywodu na temat zegarmistrzostwa” ©2009 W. Kutermankiewicz
Rozdział 4 „Zegarek,, a co to takiego?", czyli poznawanie i oswajanie się z tym, co nieuniknione” Str. 8 z 11
„Zegarki ATLANTIC, czyli pretekst do własnego wywodu na temat zegarmistrzostwa” ©2009 W. Kutermankiewicz
Rozdział 4 „Zegarek,, a co to takiego?", czyli poznawanie i oswajanie się z tym, co nieuniknione” Str. 9 z 11
Schematy kinematyczne zegarów i zegarków
Przedstawiam poniżej kilka schematów kinematycznych, które swego czasu pomogły
mi bardzo w zrozumieniu działania zegarów i zegarków. Mam nadzieję, że dla Was będą
również pomocne.
Rys. Schemat kinematyczny przekładni chodu mechanizmu zegara wahadłowego.
7
Rys. Schemat kinematyczny przekładni chodu mechanizmu zegara z boczną wskazówką
sekundową.
8
7
"Mechanizmy zegarowe", Zdzisław Mrugalski, Warszawa 1972
8
"Mechanizmy zegarowe", Zdzisław Mrugalski, Warszawa 1972
„Zegarki ATLANTIC, czyli pretekst do własnego wywodu na temat zegarmistrzostwa” ©2009 W. Kutermankiewicz
Rozdział 4 „Zegarek,, a co to takiego?", czyli poznawanie i oswajanie się z tym, co nieuniknione” Str. 10 z 11
Rys. Schemat kinematyczny przekładni chodu mechanizmu zegara z centralną wskazówką
sekundową.
9
Rys. Schemat kinematyczny przekładni chodu bez wałka minutowego.
10
Rys. Schemat kinematyczny mechanizmu zegarka (1-6 – urządzenie naciągowo-nastawcze, 7
– napęd sprężynowy, 8-11 – przekładnia chodu, 11a, 12 – wychwyt kotwicowy szwajcarski,
13 – balans, 14-16 – przekładnia wskazań).
11
9
"Mechanizmy zegarowe", Zdzisław Mrugalski, Warszawa 1972
10
"Mechanizmy zegarowe", Zdzisław Mrugalski, Warszawa 1972
11
"Mechanizmy zegarowe", Zdzisław Mrugalski, Warszawa 1972
„Zegarki ATLANTIC, czyli pretekst do własnego wywodu na temat zegarmistrzostwa” ©2009 W. Kutermankiewicz
Rozdział 4 „Zegarek,, a co to takiego?", czyli poznawanie i oswajanie się z tym, co nieuniknione” Str. 11 z 11
Przekroje i inne
Rys. Przekrój zegarka.
12
Rys. Regulator balansowy z wychwytem kotwicowym szwajcarskim.
13
Rys. Fazy działania wychwytu kotwicowego szwajcarskiego.
14
12
"Mechanizmy zegarowe", Zdzisław Mrugalski, Warszawa 1972
13
"Mechanizmy zegarowe", Zdzisław Mrugalski, Warszawa 1972
14
"Mechanizmy zegarowe", Zdzisław Mrugalski, Warszawa 1972