Sprężyna w bębnie. Zależności, serwis, dobór

POWRÓT 11.05.2016 Zegarkowy świat
Sprężyna w bębnie. Zależności, serwis, dobór

W publikacji "Mechanizmy Zegarowe" Profesora Zdzisława Mrugalskiego, autor przeprowadził bardzo szczegółowe rozważania na temat wymogów stawianych sprężynie w zegarowym bębnie. Wskazał tam między innymi zależności występujące pomiędzy wielkościami geometrycznymi bębna, sprężyny i wałka sprężyny. 

Jako, że poprawne obliczenie - dobranie sprężyny napędowej nie jest wcale prostą sprawą, pozwoliłem sobie na próbę wyprowadzenia uproszczonej metody obliczania sprężyny napędowej.


Poniżej przedstawiam ciekawe ale i ważne zależności pomiędzy parametrami sprężyny napędowej, a wymiarami bębna.

Mechanizmy zegarowe. Mrugalski





Rozważając parametry sprężyny pracującej w bębnie można udowodnić1, że dla uzyskania maksymalnej ilości obrotów bębna, a zatem i największej rezerwy chodu zegarka wewnętrzna średnica rozwiniętej sprężyny powinna być równa (w praktyce równa w przybliżeniu) średnicy zewnętrznej sprężyny zwiniętej.


Ten warunek jest równoznaczny z tym, że sprężyna napędowa może zajmować tylko połowę powierzchnie wolnej w bębnie napędowym.


Ilość obrotów jakie wykona bęben jest równa różnicy ilości zwojów sprężyny zwiniętej i rozwiniętej w bębnie napędowym.


Jako, że szerokość taśmy sprężyny i wysokość bębna są stałe i niezależne od stanu sprężyny, to rozważania przeprowadzamy tylko dla przekroju poprzecznego – pozostając w przestrzeni dwuwymiarowej.



Mając do czynienia z konkretnym zegarkiem i funkcjonującym już rozwiązaniem, możemy zmierzyć średnicę wewnętrzną bębna, a także średnicę zewnętrzną wałka sprężyny.


Uproszczone obliczanie sprężyny napędowej


Tak, jak wspomniałem na wstępie, poprawne obliczenie sprężyny napędowej nie jest prostą sprawą. Z tego powodu pozwoliłem sobie na próbę wyprowadzenia uproszczonej metody obliczania sprężyny napędowej. W tym celu posłużyłem się oczywiście wzorami omówionymi we wskazanej kilkukrotnie literaturze.


Uproszczenie tych wzorów polega na przyjęciu stałej zależności pomiędzy głównymi wymiarami – średnicą bębna i wałka sprężyny.


Po zmierzeniu kilkuset (!) bębnów zegarków na jakich pracowałem w ciągu trzech lat (lata 80te XX wieku) doszedłem do wniosku, że dwa podstawowe parametry niezbędne do obliczenia sprężyny mają w miarę stałe proporcje.
Dotyczy to proporcji między wewnętrzną średnicą bębna (Db) i zewnętrznej średnicy wałka sprężynowego (da), dla których wartość parametru Db/da mieści się w granicach od 2,9 do 3,2




Przy takim założeniu możemy wskazać uproszczone wzory dla dobrania grubości i długości sprężyny w bębnie. Dzięki temu grubość i długość sprężyny możemy wyznaczyć na podstawie pomiaru średnicy wewnętrznej bębna napędowego.


Wynoszą one odpowiednio:
1. Grubość sprężyny: t = 0,0115 x Db [mm]
2. Długość sprężyny: L = 32 x Db [mm]




W przypadku obliczania długości sprężyny popełniamy wprawdzie błąd rzędu ± 10%, (a pewnie mniej), ale w rzeczywistości i tak długość sprężyny jest zależna od jej dostępności – wartości katalogowej.


Szerokość sprężyny należy obliczyć z pomiaru przestrzeni pomiędzy dnem bębna a pokrywą zapewniając taśmie sprężyny luz około 0,1 mm.


Serwis sprężyny i bębna sprężyny


Demontaż bębna – wyjęcie sprężyny


Bęben otwieramy opierając wałek o płaską twardą powierzchnię i naciskając bęben jednocześnie asekurujemy palcem pokrywę.


W kolejnym kroku wyjmujemy sprężynę. Zajęcie to może być wręcz niebezpieczne, więc przy jego wykonywaniu należy zachować szczególną ostrożność.


Nawet rozwinięta sprężyna w bębnie ma jeszcze zmagazynowaną dużą ilość energii. Przy nieostrożnym wyjmowaniu może sama gwałtownie wyskoczyć i uderzyć nas choćby w oko, lub nadać bębnowi dużą prędkość obrotową, co w zależności od sposobu jego zatrzymania się, może doprowadzić do jego zniszczenia.

serwis sprężyny w bębnie

Jak bezpiecznie wyjąć sprężynę?





Zależy to przede wszystkim od tego, czy chcemy zachować sprężynę czy nie. Zawsze ostrożnie i koniecznie delikatnie… jeśli chcemy sprężynę użyć ponownie.


Obecnie wiele firm, szczególnie tych z górnej półki, zaleca nie tylko wymianę sprężyny przy każdym serwisie, ale i wymianę całego bębna z fabrycznie zainstalowaną sprężyną.


Ten wymóg będzie lepiej zrozumiały po przeczytaniu wskazań do regulacji i sprawdzanie bębna przed zainstalowaniem sprężyny.

Uniwersalny przyrząd do wyjmowania i wkładania sprężyn zegarkowych





Do bezpiecznego wyjmowania sprężyn z bębna i do zwijania sprężyn i wkładania do bębna można użyć specjalnego, uniwersalnego narzędzia. Do wyjmowania sprężyny służy jego górna część, do zwijania dolna.


Sprężyn typy „S” nie smaruje się z dwóch powodów. Po pierwsze: fabrycznie pokryte są cienką warstwą teflonu, po drugie: sprężyna tego typu tak jest zaprojektowana, że w pierwszej kolejności odwijają sie zwoje zewnętrzne. Z tego powodu nie zachodzi tu zjawisko tarcie między zwojami i smarowanie jest zbędne.


Sprężyny typu S nie mogą być zginane. Sprężyna pęka w miejscu zgięcia. Uwaga ta jest ważna w aspekcie możliwości wykonania zaczepu sprężyny, który to element w sprężynach o kształcie spiralnym był przy punktowym rozhartowaniu taśmy wykonywany przez zegarmistrzów.


W sprężynach starszego typu o kształcie spiralnym, największe naprężenia w sprężynie występują w wewnętrznych zwojach i sprężyna w czasie pracy „rozpycha” się. Dla tego rodzaju sprężyn smarowanie jest niezbędne.


Ze względu na sposób działania sprężyny, w bębnie smarujemy (zwilżonym papierem bezpyłowym) wyłącznie płaskie powierzchnie bębna i pokrywy. Z tymi elementami trą się krawędzie boczne sprężyny. W bębnach z naciągiem automatycznym, wewnętrzną, boczną powierzchnię bębna smarujemy specjalnym smarem.



Czyszczenie


Aby wykonać sprawdzenia i wymiany sprężyny, wszystkie części bębna i narzędzia powinny być czyste. Do ręcznego, wstępnego czyszczenia używamy czyszczaka z miękkiego drewna. Należy nim usunąć resztki smaru z wewnętrznych krawędzi bębna oraz oczyścić otwory łożyskowe bębna i pokrywy. Po przeprowadzeniu tej czynności myjemy i suszymy wszystkie elementy.



Sprawdzenie


Zanim przystąpimy do jakiejkolwiek naprawy lub montażu sprężyny sprawdzamy wzrokowo wszystkie części.


Następnie montujemy (zamykamy) bęben z wałkiem ale bez sprężyny. Podczas otwierania bębna, którą to czynność przeprowadzaliśmy pokrywa mogła ulec lekkiemu odkształceniu, co w efekcie mogło spowodować zbyt duży luz wzdłużny. W tej operacji podlega on sprawdzeniu.

Zamykanie bębna sprężyny





Zamykanie bębna


W celu uniknięcia jakichkolwiek dodatkowych zniekształceń pokrywy powinniśmy ją zamknąć przy pomocy prostego przyrządu pokazanego na zdjęciu.

sprawdzanie luzu wzdłużnego





Sprawdzenie luzu wzdłużnego


Chwytamy bęben płaską pensetą lub w klubce za wałek i lekko potrząsamy. Po wielkości ruchy wzdłużnego na wałku lub/oraz odgłosu potrząsanego bębna można ocenić wielkość luzu.


Luz wzdłużny kasuje się przez delikatne prostowanie pokrywy. Należy ją oprzeć na brzegach i naciskając w środku kasujemy (lub powiększamy) luz. W takim uchwycie można też sprawdzić swobodne obracanie się bębna. Powinien płynnie się obracać.

sprawdzanie luzu poprzecznego





Sprawdzenie luzu poprzecznego 


Chwytamy wałek klubą do wałków i sprawdzamy luz poprzeczny przez wprowadzenie bębna w ruch obrotowy przy pomocy pędzelka. Jeśli luzy są nadmierne, to albo bęben nie będzie się płynnie obracał albo będzie wydawał grzechotliwy dźwięk. W takim przypadku trzeba wykonać korektę otworów łożyskowych.

korekta luzu bębna napędowego





Otwory łożyskowe w bębnie i pokrywie zmniejszamy używając odpowiednich nabijaków zmniejszających łożysko. Po zmniejszeniu otworów wygładzamy gładkim rozwiertakiem i sprawdzamy luz na wałku. Oczywiście po naprawie czyścimy i jeszcze raz sprawdzamy poprawność działanie wszystkich elementów.


Wit Ładysław Jarochowski

Wit Ładysław Jarochowski
Absolwent wydziału Mechaniki Precyzyjnej PW. Zegarmistrz, certyfikowany Instruktor programu zegarmistrzowskiego WOSTEP w Stanowym Uniwersytecie Oklahoma (OSUIT), USA. 


[1] Z.Mrugalski. Mechanizmy zegarowe. WNT. Warszawa 1972







Polecamy także:

Marco Lang (LANG & Heyne) - sylwetki wielkich zegarmistrzów!
Marco Lang (LANG & Heyne) - sylwetki wielkich zegarmistrzów!
W 1945 roku malownicze miasteczko Gera, założone jako osada w VIII wieku, doznało dużych zniszczeń w wyniku bombardowania. Właśnie tu, dwa lata później, 17 stycznia 1947 roku na świat przyszedł Ralf Lang, który wraz ze swoimi braćmi i siostrami doras ...
Podbój tenisowego Paryża i Longines. Liczy się postura!
Podbój tenisowego Paryża i Longines. Liczy się postura!
Już od ośmiu lat w trakcie jednego z wielkoszlemowych turniejów – French Open w Paryżu, odbywają się także zawody organizowane przez oficjalnego chronometrażystę i partnera tegoż turnieju noszącego indywidualną nazwę   Rolanda Garrosa – firmę Longine ...
BASELWORLD 2017 – fotoimpresje i wrażenia z pierwszego uczestnictwa w targach!
BASELWORLD 2017 – fotoimpresje i wrażenia z pierwszego uczestnictwa w targach!
Odbywające się cyklicznie od wielu lat targi Baselworld 2017 rozpoczęły się oficjalnie wczoraj i będą trwały do 30 marca. Obok genewskiego SIHH (Salon International de la Haute Horlogerie Genève) to jedno z największych oraz najbardziej prestiżowy wy ...
SIHH 2017: Parmigiani Fleurier - Tonda Mètrographe
SIHH 2017: Parmigiani Fleurier - Tonda Mètrographe
Marka Parmigiani nosi imię swojego założyciela, a jest nim Michel Parmigiani. Urodził się on w 1950 roku w Couvet w kantonie Neuchatel gdzie spędził swoją młodość. W 1976 roku Michel Parmigiani rozpoczyna karierę w sztuce zegarmistrzowskiej niemal od ...
Wielki słownik pojęć zegarkowych - magazynu LOGO oraz portalu Zegarki i Pasja!
Wielki słownik pojęć zegarkowych - magazynu LOGO oraz portalu Zegarki i Pasja!
LOGO to doskonale znany, ilustrowany magazyn przeznaczony dla mężczyzn. Miesięcznik – początkowo kwartalnik, którego pierwszy numer ukazał się wiosną 2005 roku – ma obecnie bardzo silną, ugruntowaną pozycję na polskim rynku czasopism lifestyle’owych. ...

Tagi:

ZNAJDŹ NAS NA FACEBOOKU

Kalendarium ewolucji mechanizmów

Kalendarium ewolucji mechanizmów

Doxa

REKLAMA

Partner KMIZ

PARTNER

Epos

REKLAMA

Junghans

REKLAMA

Aerowatch

REKLAMA

Glycine

REKLAMA

Alpina

REKLAMA

Seiko SeikoSeiko

REKLAMA

Instagram

Zegarki i pasja na Instagramie

Carl F. Bucherer przedstawia nowy m...
Carl F. Bucherer przedstawia nowy m...
10.05.2016
Serce zegarka – Ronda R150 Mecano
Serce zegarka – Ronda R150 Mecano
16.05.2016

Podstrony producentów

Brand - Aerowatch
Brand - Alpina
Brand - Atlantic
Brand - Audemars Piguet
Brand - Aviator Swiss Made
Brand - Balticus
Brand - Bulova
Brand - Carl F. Bucherer
Brand - Certina
Brand - Chopard
Brand - Citizen
Brand - Czapek Geneve
Brand - Davosa
Brand - Doxa
Brand - Epos
Brand - Eterna
Brand - Frederique Constant
Brand - Glycine
Brand - Junghans
Brand - Longines
Brand - Maurice Lacroix
Brand - MeisterSinger
Brand - Montblanc
Brand - Movado
Brand - Omega
Brand - Orient
Brand - Oris
Brand - Polpora
Brand - Rado
Brand - Roamer
Brand - Schaumburg
Brand - Seiko
Brand - Steinhart
Brand - Tag Hauer
Brand - Tissot
Brand - Ulysse Nardin
Brand - Victorinox
Brand - Vostok Europe
Brand - Xicorr
Dołącz do naszego newslettera
i bądź zawsze na bieżąco