Rezerwa chodu w zegarach i zegarkach. Innowacyjne rozwiązanie polskiego zegarmistrza - Karola Romana

Wskazanie rezerwy chodu jest niekwestionowaną cechą pozytywną każdego mechanizmu zegarowego, gdyż znacznie zwiększa ono funkcjonalność posiadających je zegarów i zegarków.

W zegarach sprężynowych realizacja wskazania rezerwy chodu pod względem technicznym nie jest sprawą prostą. Jednak wraz z rozwojem cywilizacyjnym dla wielu użytkowników zegarów cecha ta stała się bardzo pożądana.

Do chwili pojawienia się dostępnego na każde żądanie sygnału radiowego, przekazującego informację o aktualnym stanie czasu, w wielu ośrodkach badawczych i zakładach pracy niezbędna była obecność zegarów mechanicznych, które pełniły funkcję wzorca czasu. Oczywiście tego typu urządzenia wymagały ciągłego działania, a dla pewnej realizacji tak określonego zadania wskazanie rezerwy chodu było bardzo przydatne. Najlepszy i najbardziej znany przykład wymogu posiadania wskazania rezerwy chodu przez zegar stanowią chronometry okrętowe, w przypadku których utrzymanie urządzenia w ciągłym działaniu było warunkiem niezbędnym dla poprawnej nawigacji okrętem.

Wraz z popularyzacją zegarów elektronicznych kwarcowych, potem zegarów korygowanych sygnałem radiowym, a w końcu globalnej sieci czasu (GPS), informacja o rezerwie chodu dla zegarków mechanicznych przestała być niezbędna, bo… zegar mechaniczny przestał być wzorcem czasu.

Zdaniem współczesnych producentów zegarków wskazanie rezerwy chodu dla urządzeń z wielodniowym zapasem energii jest rozwiązaniem bardzo cennym i poszukiwanym przez nabywców. Dotyczy to zarówno wyrobów z naciągiem automatycznym, jak i manualnym. Wskazanie rezerwy chodu informuje użytkownika, że zegarek cały czas „trzyma czas” oraz że może funkcjonować przez wskazywany przyszły okres bez konieczności jakiejkolwiek ingerencji – dokręcenia zegarka.

Wskazanie rezerwy chodu zwykle jest realizowane poprzez porównanie liczby obrotów wałka sprężynowego w czasie nakręcania zegarka z liczbą obrotów bębna ze sprężyną napędową podczas chodu mechanizmu. Dla wykonania takiego porównania stosuje się mechanizm różnicowy. Przykładowe różne konstrukcje tego rodzaju mechanizmów – w opracowaniu autorstwa Karola Romana pod tytułem: „Mechanizmy różnicowe w zegarach i zegarkach” – przedstawiono już na portalu Zegarki i Pasja tu - Mechanizmy różnicowe w zegarach i zegarkach. Część 1.

Poprawna praca mechanizmu różnicowego, działającego jako wskazanie rezerwy chodu, wymaga sprzężenia jednego z jego wejść z wałkiem sprężynowym, a drugiego z bębnem sprężyny. Przy takiej konstrukcji wynik porównania liczby obrotów, który uzyskuje się na elemencie środkowym (zwykle zwanym jarzmem) jest wskazaniem rezerwy chodu. Tego rodzaju rozwiązanie stanowi zwykle oddzielny, samodzielny zespół dołączany do zegara o standardowej konstrukcji.

Składa się on najczęściej z:
a) zespołu przekazującego informację o liczbie obrotów elementu naciągu (wałka sprężynowego)
b) zespołu przekazującego informację o liczbie obrotów elementu napędu (bębna sprężyny)
c) mechanizmu różnicowego (porównującego liczby obrotów)
d) zespołu przekazania i prezentacji informacji o położeniu jarzma (wskazanie rezerwy chodu)

Rezerwa chodu w zegarach i zegarkach. Innowacyjne rozwiązanie polskiego zegarmistrza - Karola Romana" src="/images/001_2016/zegarkowy-swiat/857-karol-roman/2.jpg" />
Przykładowe, poglądowe rozwiązanie wskazania rezerwy chodu dla zegarka marki Jaeger LeCoultre przedstawiono na powyższej ilustracji. Jak widać, realizacja takiej komplikacji mechanizmu jest dość złożona. Trzeba też zaznaczyć, że zajmuje ona sporo miejsca, a do tego w stosunku do elementów składowych wymagana jest dokładność wykonania i pozycjonowania.

Unikatowe rozwiązania autorstwa Karola Romana!

Dla uzyskania wskazania rezerwy chodu w nowym, konstruowanym od podstaw zegarze jego autor Karol Roman skupił się nad tym, by stworzyć zdecydowanie prostsze rozwiązanie.

W swojej koncepcji wyszedł on z założenia, by istniejące w mechanizmie funkcjonalne elementy zegara integralnie tworzyły także elementy mechanizmu wskazania rezerwy chodu. Należało je tylko zmodyfikować pod kątem możliwości przyjęcia dodatkowych funkcji. Co więcej, dla wypełnienia takiej dodatkowej funkcji należało wykorzystać istniejące wzajemne położenia elementów w mechanizmach zegarowych.

W trakcie prac koncepcyjnych wykrystalizowały się dwie różne wersje rozwiązania konstrukcji zespołu mechanizmu rezerwy chodu.

Rozwiązanie (A) z kołem zębatym mocowanym w jarzmie i poruszanym tarczami, z których każda posiada rowek w kształcie spirali Archimedesa





Taki mechanizm różnicowy składa się z dwóch współosiowo umieszczonych tarcz 1 i 2, na których czołowych powierzchniach wykonano rowek w kształcie spirali Archimedesa o profilu pozwalającym na współpracę z kołem zębatym 3 umocowanym obrotowo w jarzmie 5 przesuwającym się po nieruchomej prowadnicy 4. Jarzmo ma możliwość ruchu wzdłuż promienia tarcz z zachowaniem położenia osi koła 3 w płaszczyźnie równoległej do powierzchni tarcz 1 i 2.

Skok spirali Archimedesa jest równy podziałce uzębienia koła 3.

Jeśli obrót np. tarczy nr 1 powoduje przesuwanie jarzma w lewo, to obracając tarczą 2 w tym samym kierunku, spowodujemy ruch jarzma w prawo, czyli powrót do wcześniejszego położenia.

Gdy jedną z tarcz zwiążemy z wałkiem sprężynowym (osią bębna) obracanym przy nakręcaniu, a drugą z puszką bębna ze sprężyną, to uzyskamy mechanizm, który ruchem jarzma 5 z kołem 3 będzie pokazywał stan rezerwy chodu. W rozwiązaniu tym wskaźnik rezerwy chodu przesuwa się liniowo.

Co trzeba podkreślić, poza nacięciem spiral Archimedesa dla dwóch istniejących w mechanizmie zegarowym elementów (koło płaskie i bęben sprężyny) zmianę położenia jarzma uzyskano poprzez dodanie tylko dwóch elementów – jarzma 5 z kołem 3. Po dodaniu zespołu prezentacji położenia jarzma otrzymamy gotowe wskazanie rezerwy chodu.

Rozwiązanie (B) ze ślimacznicą powiązaną z dwoma ślimakami


Taki mechanizm różnicowy składa się z dwóch ślimaków 5 wykonanych w sposób umożliwiający współpracę z kołem ślimakowym (ślimacznicą) 3 umocowanym obrotowo w jarzmie 6 i mającym  swobodę ruchu równolegle do ślimaków z zachowaniem położenia koła 3 stycznie do ślimaków 5.

Jarzmo jest prowadzone po nieruchomej prowadnicy 4. Ślimaki powiązane są odpowiednio z kołami: naciągowym 1 i puszką bębna 2 za pośrednictwem przekładni stożkowej lub koronowej.

Jarzmo 6, w którym mocowana jest oś ślimacznicy, przesuwa się np. w lewo przy ruchu koła naciągowego 1, lecz przy tym samym kierunku obrotów bębna 2 cofa się w kierunku poprzedniego położenia.

Dzięki powyższemu rozwiązaniu uzyskamy liniowy przesuw jarzma, w którym mocowana jest oś ślimacznicy. Jego położenie jest jednocześnie wskazaniem rezerwy chodu.

Obydwa zasugerowane powyżej rozwiązania są zupełnie nowatorskim podejściem do idei konstrukcji mechanizmu rezerwy chodu zegarka. W porównaniu z rozwiązaniami istniejącymi, wydają się być wręcz zbyt proste. Także dla obydwu pewność poprawnego działania jest na tyle duża, że nawet nie potrzeba ich testować, czy sprawdzać w praktyce.



Ze względu na możliwości wytwórcze Karol Roman do swojego, samodzielnie wytwarzanego zegara wybrał rozwiązanie (A). Mechanizm ten jest już gotowy i działa.

Mamy nadzieję, że każde ze wskazanych rozwiązań przyniesie rozgłos polskiemu zegarmistrzowi i konstruktorowi.

Artykuł ukazał się w drukowanym kwartalniku – Zegarki i Pasja NR 9

Redakcja Zegarki i Pasja na podstawie materiału Karola Romana