Izochronizm. Impulsy napędowe – uzupełnienie

W ostatniej części opracowania dotyczącej izochronizmu i wpływu impulsów napędowych na działanie zegarka w zależności od ich wielkości, … zapomniałem, pominąłem bardzo ważny element rozważań.



Znaczący, nawet decydujący wpływ na wielkość impulsów napędowych przekazywanych do balansu, ma konstrukcja układu wskazań, oraz niektórych dodatkowych elementów czasomierza. Oczywiście istotne są te z nich, które pochłaniają większą część energii generowanej przez moduł napędu. Najprostszym przykładem modułu, którego wpływ jest zilustrowany na poniższych obrazkach jest dodatkowy moduł służący do pomiaru krótkich odcinków czasu– stoper.





Dla zegarka z złączonym stoperem mierzone przyrządem wychylenia balansu wynoszą 252⁰, a dobowa chwilowa odchyłka wskazań wynosi 1 s/d, a dla tego samego zegarka z odłączonym/wyłączonym stoperem wychylenia wynoszą 289⁰, a dobowa chwilowa odchyłka wskazań 5 s/d.

Jak widzimy na powyższym przykładzie, załączenie stopera powoduje znaczący spadek amplitudy, a stoper jest tylko jednym z wielu modułów dodatkowych pochłaniających energię. Do tego, pomiary powyższe wykonano dla zupełnie nowego zegarka (zwracającej uwagę na jakość montażu firmy Alpina!), dla zegarka używanego, przy innym stanie substancji smarującej, takie różnice będą znacząco wyższe.

Każde ze wskazań zegarka, poza wskazówkami osadzonymi na osiach przekładni chodu (mały sekundnik, wskazówka minutowa) wymagają dodatkowych przekładni, a co za tym idzie wprowadzają dodatkowe opory ruchu wynikające z tarcia. W zależności od konstrukcji, przekładnie takie mogą opory ruchu jeszcze bardziej zwiększać (gdy wprowadzane są sprężynki pozycjonujące), lub potęgować, gdy oczekujemy szybkiej zmiany wskazań. Rozwiązań z błyskawiczną zmianą danych, oczekujemy szczególnie przy wskazaniach kalendarzowych.

Trzeba także zauważyć, że przy obowiązujących dzisiaj tendencjach zegarkowych, dodatkowych wskazań w każdym prestiżowym czasomierzu powinno być dużo, lub… jeszcze więcej. Są nimi dane czasowe: druga i kolejne strefy czasowe, dodatkowe wskazanie w systemie 24-ro godzinnym, pora dnia, dane kalendarzowe: dzień miesiąca, dzień tygodnia, miesiąc, rok, tydzień roku, czy astronomiczne: faza księżyca, układ sfery niebieskiej, znaki zodiaku.

Poza zapotrzebowaniem generowanym przez przekładnię wskazań, w zegarku mogą znaleźć się inne moduły obciążająca przekładnię chodu. Jest nim choćby wskazany powyżej stoper, czy na przykład odliczanie regatowe, ale może być także wyzwalanie sygnalizacji dźwiękowej, czy choćby popularny wskaźnik rezerwy chodu.



Pamiętam, gdy w trakcie szkolenia zegarmistrzowskiego w firmie Chronoswiss, przy praktykach czynionych z modelem Chronoscope prowadzący kurs zegarmistrz informował, że załączenie stopera nie może powodować obniżenia amplitudy wahań balansu poniżej założonego minimum. Zbyt duży spadek amplitudy świadczył o błędnym ustawieniu mechanizmu sprzęgającego moduł stopera z przekładnią chodu  zegarka.



W zależności od konstrukcji, a szczególnie przy impulsowej zmianie wskazań, zapotrzebowanie energetyczne samej przekładni wskazań może być bardzo duże. Oczywiście najwięcej energii potrzeba w momencie, gdy zmianie podlega większa ilość (a czasami wszystkie) energochłonne moduły.

Takie niebezpieczeństwo muszą brać pod uwagę konstruktorzy zegarków.

Właśnie pod kątem optymalizacji obciążeń mechanizmu chodu i minimalizacji wahań impulsow napędowych, już kilkanaście lat temu, przy wprowadzaniu popularnych modeli z linii Masterpiece, firma Maurice Lacroix informowała o istotnym (choć wcale nie odbieranym jako ważny przez sprzedawców i klientów) udoskonaleniu modelu Phase de Lune, jakim było wprowadzenie zmiany wskazań fazy księżyca o godzinie czwartej, a nie jak w większości zegarków o północy. Model ten posiadał tak zwany „pełny kalendarz”, czyli wskazania dnia miesiąca, dnia tygodnia i miesiąca, oraz dodatkowo fazy księżyca, więc przy stosunkowo „słabym energetycznie” mechanizmie, dla utrzymania dokładności chodu, było to rozwiązanie istotne.



To nie przypadek, że dla najbardziej wyrafinowanych konstrukcji używany jest mechanizm Valjoux 7750 i jego pochodne. To serce mechanicznych czasomierzy znane jest jako doskonały „koń pociągowy” potrafiący uciągnąć wiele energochłonnych dodatków. O różnorakich zastosowaniach Valoux 7750 pisaliśmy dość szeroko w opracowaniu o historii tej firmy i tegoż rozwiązania – tutaj.



Przed takim samym problemem stają nawet konstruktorzy największych – wieżowych, mechanicznych zegarów. Tam wprawdzie mechanizm chodu zwykle tylko wyzwala oddzielnie napędzane moduły dodatkowe, ale samo przemieszczanie się wskazówek, przy możliwości oblodzenia, wiatrach, czy obecności ptaków, ze względu na gabaryty elementów układu wskazań może wprowadzać istotne obciążenia (także „przyśpieszające” chód zegara) na wskazówki, a przez to na przekładnię chodu.

W przypadku zegarów wieżowych najlepszym rozwiązaniem stosowanym, jest tak zwany napęd pośredni. Jest on zrealizowany poprzez wprowadzenie mechanizmu różnicowego. Wyzwalany co założony czas, wynikający z obrotu kół przekładni chodu mechanizm różnicowy, powoduje ruch wskazówek oraz równocześnie dostarczenie energii do napędu pośredniego (obrót kola z obciążnikiem).

Rozwiązanie takie jest zastosowane w mechanizmie zegara Zamku Królewskiego w Warszawie, który w tym roku obchodził swoją 40 rocznicę istnienia. Identyczną do tegoż zegara konstrukcję posiada mechanizm prezentowany w pracowni Stary Zegar na ulicy Świętojerskiej w Warszawie.

Władysław Meller
 

Komplikacje konstrukcji mechanizmu zegarka.
- początek spisu treści dla przygotowywanego opracowania

1 Wstęp - jest już tutaj
2 Systematyka komplikacji konstrukcji - jest już tutaj
3 Mechanizm bazowy - jest już tutaj
3.1 Naciąg - jest już tutaj
3.2 Napęd - jest już tutaj
3.3 Przekładnia chodu - jest już tutaj
3.4 Wychwyt
3.5 Oscylator
3.6 Moduł regulacji
3.7 Przekładnia wskazań
3.8 Urządzenie wskazujące
4 Zmiany konstrukcyjne w stosunku do mechanizmu bazowego - komplikacje konstrukcji mechanizmu.
4.1 Naciąg
4.1.1 Element manipulacyjny
4.1.2 Automatyczny naciąg zegarka
4.2 Napęd
4.2.1 Wydłużona sprężyna
4.2.2 Zwielokrotnienie ilości bębnów
4.2.2.1 Szeregowe ułożenie bębnów
4.2.2.2 Równoległe ułożenie bębnów
4.....

Ten wątek należy do dziedziny teorii zegarmistrzostwa:

1. Wydłużona rezerwa chodu - jest już tutaj 
2. Warto wiedzieć. Izochronizm - jest już tutaj
3. warto wiedzieć. Izochronizm. Impulsy napędowe - jest już tutaj
4. Warto wiedzieć. Izochronizm. Impulsy napędowe - uzupełnienie - jest już tutaj