Sprężyna w bębnie. Zależności, serwis, dobór


Powrót do kategorii

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







Tagi:

Magazyn ZIP NR 7

MAGAZYN ZIP NR 7 - odbierz egzemplarz!

ZEGARKI I PASJA NA YOUTUBE

Seiko2

REKLAMA

Aerowatch

REKLAMA

Partner Czasocholicy

PARTNER

Junghans

REKLAMA

Epos

REKLAMA

Oris

REKLAMA

Kalendarium ewolucji mechanizmów

Kalendarium ewolucji mechanizmów

Doxa

REKLAMA

Glycine

REKLAMA

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

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