Sprężyna w bębnie. Zależności, serwis, dobór

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:

AUROCHRONOS - Międzynarodowy Festiwal Niezależnych Producentów Zegarków w Łodzi
AUROCHRONOS - Międzynarodowy Festiwal Niezależnych Producentów Zegarków w Łodzi
Rosnące zainteresowanie zegarkami oraz zegarmistrzostwem w Polsce powoduje, iż na przestrzeni zaledwie ostatnich 2 lat możemy zauważyć wzmożoną aktywność w zakresie różnych inicjatyw zegarkowych, zarówno online, jak i „w realu”. Rośnie grono miłośnik ...
Recenzja: Orient Star Automatic GMT Power Reserve (WZ0061DJ)
Recenzja: Orient Star Automatic GMT Power Reserve (WZ0061DJ)
Na naszym portalu przedstawialiśmy już zegarki Orient, a także historię tej marki. Dziś zapoznamy się z czasomierzem będącym produktem firmy Orient, ale oferowanym pod marką dla bardziej wymagających – czyli Orient Star. Firma Orient Watch Co. został ...
Video recenzja: Steinhart Marine Chronometer II Rome
Video recenzja: Steinhart Marine Chronometer II Rome
Zapraszamy do obejrzenia video recenzji modelu Marine Chronometer II Rome niemieckiej marki Steinhart. Nasz redakcyjny kolega Adrian prezentował ten model w formie klasycznej recenzji na początku grudnia ubiegłego roku. Wówczas we wstępie napisał tak ...
Tissot PRS 516 NBA Championship Watch 2016
Tissot PRS 516 NBA Championship Watch 2016
Szwajcarska marka zegarków Tissot oraz najlepsza liga koszykówki na świecie ogłosiły rozpoczęcie swojej współpracy 5 października 2015 r. w Nowym Jorku, dzięki której szwajcarski producent zegarków stał się oficjalnym chronometrażystą w ligach: NBA, ...
Grand Seiko poszerza horyzonty. Nowe modele Spring Drive
Grand Seiko poszerza horyzonty. Nowe modele Spring Drive
Od chwili wykreowanie nazwy Grand Seiko i powstania w 1960 roku pierwszych modeli z tej niezwykłej grupy czasomierzy, każdy zegarek Grand Seiko jest swego rodzaju dowodem na konsekwentne oddanie się marki Seiko podstawowym zasadom zegarmistrzostwa. P ...

Tagi:

REKLAMA

ZNAJDŹ NAS NA FACEBOOKU

REKLAMA

Glycine

PARTNER

Partner KMIZ

REKLAMA

Junghans

Kalendarium ewolucji mechanizmów

Kalendarium ewolucji mechanizmów

REKLAMA

Balticus

REKLAMA

Doxa

REKLAMA

Atlantic AtlanticAtlantic

REKLAMA

Aerowatch
Instagram

Zegarki i pasja na Instagramie

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 - Glycine
Brand - Junghans
Brand - Longines
Brand - Maurice Lacroix
Brand - MeisterSinger
Brand - Movado
Brand - Omega
Brand - Orient
Brand - Oris
Brand - Polpora
Brand - Rado
Brand - Roamer
Brand - Schaumburg
Brand - Seiko
Brand - Steinhart
Brand - Tissot
Brand - Ulysse Nardin
Brand - Victorinox
Brand - Xicorr