Регуляторы хода (спуски), от ранних моделей до коаксиального спуска от “Omega”
Очень интересная статья для любителей часов с www.europastar.com. В
меру наших сил мы постарались дать возможность русскоязычным
любителям часов с ней ознакомиться. Мы будем очень благодарны всем
тем, кто найдет ошибки нашего перевода и сообщит о них по адресу
expert@watch.ru или оставить в комментариях к статье. Mark
Enderby, Glasgow, Scotland
Ранние модели спусков
За долгие годы существования механических часов были спроектированы
сотни различных типов регуляторов хода (спусков). Многие из них
существовали только в виде единственного опытного образца или в
очень ограниченном количестве и, следовательно, были быстро забыты,
другие использовались несколько шире, но, в конечном счете, были
сняты с производства из-за трудностей в изготовлении или из-за их
посредственной работы. Можно утверждать, что по сей день, только
пять спусков были произведены в довольно больших количествах и
использовались в течение достаточно длительного времени. Первым был
создан краевой спуск (иногда названный спуском коронного колеса).
Его можно считать дедушкой спусков, так как он непрерывно
использовался как в настольных часах, так и в наручных механических
часах с начала 13 и до середины 19 века (иллюстрации 1a и 1b).
Рисунок 1a & 1b: Краевой спуск или спуск коронного колеса.
Коронное колесо действует по разному на верхние и нижние грани
колеса, которое непосредственно служит балансом. Однако,
начиная приблизительно с 1720, этот спуск подвергается сильному
натиску со стороны другого механизма. Изобретенный великим
английским производителем часов, Джорджем Graham, цилиндрический
спуск использовался для тысяч часов до начала 1950-ых. Существовал
также особенный спуск созданный одаренным французским часовщиком
Ferdinand Berthoud (1727-1807), одним из создателей морских
хронометров конца 18-ого столетия (иллюстрация 2). Мировым центром
производства этого спуска был в Haut-Doubs в области Franche-Cont,
Франции рядом со швейцарской границей.
В течение того же времени в Англии использовался двойной спуск,
хотя, вероятно, он был изобретен во Франции. Рисунок 2:
Цилиндрический спуск.
Рисунок 3: Двойной спуск. Два колеса размещенных на одной оси
вращаются в направлении указанной стрелкой. Большее колесо
удерживается фиксатором баланса.
Лучший, но более капризный, чем цилиндрический спуск, этот
механизм интересен в свете последнего новшества Омеги. Двойной
спуск обладал двумя наложенными друг на друга соосными колесами.
Большее колесо обеспечивало положение запирания, в то время как
меньшее обеспечило толчок (иллюстрация 3). Новый коаксиальный спуск
использует часть этого устройства.
Главные недостатки
У этих трех спусков, представленных в начале, был один большой
недостаток, который, в конечном итоге, привел к прекращению их
использования. Их колесо спуска достигало положения запирания,
воздействуя непосредственно на фиксатор баланса, таким образом,
постоянно нарушались равномерность собственных колебаний, что в
итоге влияло на точность хода часов. В конце концов, часовщики
осознали, что необходимо создать другие, лучшие системы для
поддержания точности хода, которые обеспечивали бы свободное
колебание баланса.
Управление кораблей в океане требовало более точный отсчет времени
и производители часов провели серьезные исследования, для того
чтобы создать спуск, где спусковое колесо приводилось бы в
свободное состояние не фиксатором баланса, а независимой
промежуточной деталью.
Рычажный спуск.
К 1760, одновременно во Франции и в Англии, двум часовщикам удалось
создать первые независимые спуски. Англичанин Thomas Mudge
(1715-1794) изобрел рычажный спуск. Суть его изобретения показано
на рисунке 4. Колесо переводилось в свободное состояние через
промежуточную часть, названную рычагом. На французском языке его
называют ancre (якорь), потому что эта деталь походила на морской
якорь. Баланс освобождал колесо посредством зубца, который входит в
вилку рычага. Он получал небольшое количество энергии, которого
было достаточно для поддержания колебания благодаря колесу,
скользящему по наклонным сторонам рычага, в момент освобождения из
запертого положения. Рычаг обеспечивал и положение запирания и
толчок.
Простота этой системы, в совокупности с ее надежностью, привела к
ее повсеместному использованию в часовой промышленности. Однако,
стоит упомянуть, что довольно неестественное движение при вхождении
лопатки E, (иллюстрация 4) вызывало заметное трение, поэтому зубцы
колеса должны были быть смазанными. В довершении к этому, передача
энергии к балансу через рычаг и вилку была менее эффективна, чем
прямое воздействие колеса на баланс. Рисунок 4: Рычажный спуск.
Спусковое колесо фиксируется попеременно зубцами E or S. Рисунок 5:
Независимый спуск. Этот спуск, разработанный Pierre Leroy,
использует элементы рычажного спуска для запертого или свободного
положений, и стопорный спуск для придания импульса. .
Стопорный спуск
В 1764, французский часовщик Pierre Лерой (1717-1785)
сконструировал морские часы, оборудованные спуском его изобретения
(иллюстрация 5). Это был симбиоз рычажного спуска и того, что
позднее станет стопорным спуском, который обеспечивал
непосредственную передачу импульсов. Рычаг D, посредством лопаток A
и B, обеспечивал запертое положение колеса, в то время как
стопорный спуск давал прямой импульс балансу через защелку E. На
ранней стадии существования различные усовершенствования этого типа
спуска были выполнены Фердинандом Berthoud. Позже, Лондонские
часовщики, John Arnold (1736-1799) и Thomas Earnshaw (1749-1829),
сделали изменения, которые привели к его современной форме
(иллюстрация 6).
Стопорный спуск все еще используется в морских хронометрах. Это,
без сомнения, самый эффективный с точки зрения передачи энергии
спуск, хотя это формально никогда не было доказано. Существуют и
другие небольшие преимущества этого устройства, которые находятся
за пределами обсуждения этой статьи и делают его очень интересным
для использования при создании точных хронометров. Колесо этого
спуска запиралось напротив длинной стопорной пружины, в то время
как импульс создавался плоским роликом, прикрепленным к опоре
баланса.
Стопорный спуск чувствителен к движениям или встряскам и не всегда
надежно обеспечивает запертое положение колеса. Он передает
импульс только в одном направлении и может случайно пропустить два
зубца колеса вместо одного в условиях сильной вибрации. Это явление
называют tripping (размыкание). Стопорный спуск не может стартовать
сам по себе, и если часы остановятся, потому что их не завели, то
они самостоятельно не запустятся, если их завести. Для этого их
надо немного встряхнуть. Однако, существенное преимущество этого
типа спуска состоит в том, что он не требует смазки.
Рисунок 6: Стопорный спуск. Запертое положение осуществляется
напротив стопорной пружины. Импульс передается непосредственно, но
в одном направлении на пластину N, расположенную на плоском ролике,
который соосно прикреплен к опоре баланса. Рисунок 7: Естественный
спуск придуманный
Abraham-Louis Breguet.
Понимая преимущества и недостатки рычажного и стопорного спуска,
хочется предположить, что может существовать один спуск, который
совмещает преимущества обеих систем и избавлен от их недостатков.
Действительно, талантливый английский часовщик, Джордж Daniels
сделал свой коаксиальный спуск для часов Omega. Перед тем как
углубиться в более детальное ознакомление с этим устройством, стоит
взглянуть на то, что было сделано в том же самом направлении за
прошлые два столетия.
Вклад Breguet.
Удивительно, но имя Abraham-Louis Breguet (1747-1823) связано с
этим типом спусковой системы. Его первым вкладом в это направление
был его естественный спуск, в котором колебания баланса
обеспечивались приданием непосредственных импульсов двумя
спусковыми колесами, действующими попеременно на два маленьких
крыла, прикрепленных к опоре баланса (иллюстрация 7). Первое колесо
вращалось четвертым колесом, действующим на его штырьки, в то время
как второе колесо было снабжено приводом к первому.
Спусковые колеса в их запертом положении напротив лопатки,
прикрепленной к удерживающей вилке, освобождались при каждом
прохождении штифта, расположенного на плоском ролике баланса,
который работал вместе с вилкой, так же как и в случае рычажного
спуска. Непосредственные импульсы возникали естественным путем,
дав начало названию этой системы. Новый спуск, спроектированный
Breguet, мог функционировать без потребности в смазке. Выигрыш в
энергии относительно системы рычажного спуска был обманчив из-за
передаточного соотношения между двумя колесами и их суммарной
инерции. Breguet очень признал недостатки этого спуска, и довольно
быстро, окончательно отказался от использования этого типа
спуска.
Рисунок 8: Рычажный спуск и стопорный спуск, как они разработаны
Breguet. Прямой импульс передается от колеса к импульсному штырьку
плоского ролика.
Рисунок 9: Рычажный спуск и стопорный спуск, как они разработаны
Bise. Прямой импульс создается защелкой n, плоского ролика .
Рисунок на странице 320 книги "Искусство Breguet" написанной
Джорджем Daniels, изображает спуск, который Breguet реализовал
приблизительно в 1820 (иллюстрация 8a). Здесь, одно спусковое
колесо обеспечивало функционирование запирания и передачи импульса,
также как и в рычажном спуске, но входная лопатка служила только
для того, чтобы захватить колесо (иллюстрация 8b). Как только это
колесо освобождалось под воздействием баланса и вилки, оно
придавало непосредственный импульс через штифт плоского ролика, не
используя при этом рычаг (иллюстрация 8c). Импульс, переданный
выходной лопаткой, являлся таким же что и в рычажном спуске. Эта
система, комбинирующая рычажный и стопорный механизмы, была
неоднократно скопирована и еще раз изобретена на протяжении многих
лет. Замечательный часовщик (и редактор) Джозеф Flores* цитирует
семь часовщиков, которые эксплуатировали идею Breguet.
Другие идеи
Приблизительно в 1860, или спустя сорок лет после Breguet, аббат и
часовщик Bise представил спуск, функционирующий на тех же принципах
что и спуск Breguet (иллюстрация 9). Прямой импульс передавался
защелкой плоского ролика, а не штырем. Это было единственным
сколько-нибудь заметным отличием. В 1860, La Revue Chronomйtrique
of Claudius Saunier сделал запись споров между Аббатом Bise и неким
Mr. Racap, который утверждал, что спроектировал такой же самый
спуск в 1853 году.
Джозеф Flores также пишет, что часовщик по имени Jules Pellaton из
Bienne получил швейцарский патент, за номером 101849, 16 ноября
1923 используя подобный механизм. Pellaton тоже полагал, что именно
он первым изобрел этот тип спуска и использовал его в одной из
своих овальных женских моделей наручных часов. (Калибр AS 610,
иллюстрации 10).
Рисунок 10: Овальный калибр Pellaton AS 610.
Рисунок 11: Коаксиальный рычажный и стопорный спуск начала 20
столетия.
Чтобы закончить этот обзор более ранних спусков, мы должны
упомянуть другую систему, которая еще более напоминала недавнее
изобретение Джорджа Daniels , которая также была основана на идее
коаксиального спуска и обеспечивала те же самые функции
(иллюстрация 11). Однако, у этой системы было единственное
спусковое колесо, но один ряд зубцов был расположен на внешней
поверхности колеса, в то время как второй ряд зубов был расположен
на его боковой плоскости. Внешние зубы были заперты в положении D,
напротив маленького блока, прикрепленного к вилке. Они обеспечили
непосредственную передачу импульсов, в то время как внутренние
зубцы работали с рычагом, действуя на его единственную лопатку. К
сожалению, механизм оставлял желать лучшего. В этом спуске,
также как и во всех остальных, которые уже обсуждались, зубец
колеса, скользил по поверхности с большим трением, что требовало
частого смазывания. Как можно себе представить, эта система никогда
не являлась угрозой уже известному рычажному спуску. Чарльз Gros *,
в его превосходной книге, Echappements d'hor-loges et de montres,
делает следующее замечание об этом раннем механизме: 'Это
оригинальный спуск, но он более сложен, чем рычажный спуск и не
дает преимуществ по сравнению с ним. Кроме того, он требует
чрезвычайно высокого уровня точности изготовления, чтобы обеспечить
его хорошую работу.'
Вклад GeorgeDaniels
Что касается основных функций, коаксиальноый спуск, созданный
Джорджем Daniels, не значительно отличается от моделей, обсужденных
выше, а именно, непосредственный импульс осуществляется через
плоский ролик баланса, а не прямой импульс осуществляется вилкой на
импульсный штырь.
Однако, д-р Daniels заслуживает большого доверия, так как понял как
оптимизировать функционал этого спуска, который улучшил бы
эффективность механизма по сравнению механизмом рычажного спуска,
сохранив при этом его надежность.
Ему удалось минимизировать трение скольжения, полностью разделив
функции запирания и придания импульса. Наконец, у рычага есть три
лопатки. Две боковых лопатки, F и H, используются для запертого и
свободного положения. Центральная лопатка , G, принимает импульс
через зубчатый валик спускового колеса, C, который действует как
второе спусковое колесо. Колесо, D, обеспечивает запертое положение
поочередно на лопатках F и H и также дает прямой импульс на лопатку
J, плоского ролика баланса. Штырь, L, работает с вилкой, чтобы
освободить запертое колесо и приобрести непрямой импульс.
Положение центрального лопатки относительно одного из зубцов
зубчатого валика, C, обеспечивает направленному по касательной
импульсу очень небольшим трением. Не один из более ранних спусков
не мог предложить подобное преимущество. Помимо выигрыша в
передаваемой силе, расположение различных компонентов этого спуска
позволяет ему функционировать без смазки.
Преимущества и недостатки
Основное преимущество коаксиального спуска - передача силы по
касательной, что минимизирует потери из-за трения, уменьшает износ,
и избавляет от необходимости смазывать спуск. Он обладает большей
стабильностью для регулировки точности хода и, следовательно,
значительно более высоким уровнем надежности в измерении времени.
Зарегистрированная эффективность составляет 28 % для этой системы,
в то время как для рычажного спуска это - 25 %. Поэтому выигрыш в
передаче энергии находится примерно в диапазоне от 10 % до 12
%.
Недостаток этой инновационной системы - ее более высокая стоимость
и высокие требования к точности изготовления ее составляющих
частей, а также их сборки. Каждый размер деталей должен быть
тщательно соблюден, а в процессе сборки недопустимы отклонения.
Такие требования к точности изготовления могут быть соблюдены
только на предприятиях оснащенных очень сложным оборудованием и
имеющим значительный опыт подобного производства. Присутствие
промежуточного колеса между четвертым и спусковым колесами также
увеличивает цену, в то время как несколько сокращает эффективность
системы. Наконец, если, вопреки ожиданиям, окажется необходимым
использовать смазку, то масло от зубцов зубчатого валика может
попадать на механизм промежуточного колеса, что весьма
нежелательно.
В заключение стоит поздравить Омегу с тем, что она решилась на
столь смелые и необходимые шаги в сторону инноваций, в той области,
которая до сего времени казалась неприкосновенной.
ремонт корпуса мужских часов, маятниковых, карманных, браслетов, настенных, ролекс, certina, касио, радо, candino, на таганке, марьино, крылатское, варшавская, краснопресненская, автозаводская, смоленская, бибирево, савеловская, щелковская, полянка, проспект мира, шаболовская, отрадное, орехово, восточное измайлово, молжаниновский, аэропорт, северное измайлово, бибирево, южнопортовый, печатники, коньково, люблино, куркино, чертаново северное, царицыно, орехово-борисово южное, юао, северо восточный, сао, свао