Budowa mechanizmu i zasada działania zegarka mechanicznego

Artykuł powstał na bazie publikacji  „Seiko i świat zegarków. Innowacje i doskonalenie”

 Dla posiadaczy zegarków mechanicznych czasomierz naręczny to nie tylko wskaźnik czasu. Zegarek taki - to też owoc setek lat ludzkich przemyśleń i kolejnych pokoleniowych udoskonaleń, zmyślnych kombinacji i połączeń kół zębatych, sprężyn. Skomplikowany system, który w jakiś niezrozumiały i tajemniczy sposób sprawia, że możemy wygodnie odczytać czas.

W tym artykule pokrótce postaramy się wyjaśnić krok po kroku, jak to się dzieje, że zegarek mechaniczny - po prostu działa, odbywa się hipnotyczny i bezustanny taniec kół zębatych, precyzyjnie odmierzając nam każdą chwilę. 

Zasadniczo można przyjąć, że zegarek mechaniczny składa się z czterech głównych grup części, są to:
a) Napęd;
b) Przeniesienie napędu (mechanizm kół zębatych);
c) Licznik cykli/regulator chodu, system balansu (złożony z koła wychwytu, wychwytu kotwicznego i kółka balansowego);
d) ​Wyświetlacz umożliwiający odczyt – analogowy system wskazówkowy.

Napęd 

Przeniesienie napędu

 Zespół kół odpowiada za przeniesienie napędu uzyskanego ze sprężyny napędowej. Kaseta ze sprężyną obraca się jako pierwsza i przenosi siłę (powoduje ruch) napędza pierwszą parę kół (tj. napęd koła oraz koło).

 Najczęściej zespół kół składa się z 4 par. Napęd koła i koło osadzone są na tym samym wałku. Tryb (trybik) koła pobiera napęd z poprzedniej pary kół i przekazuje do kolejnej. Po kolei idąc: Napęd z kasety ze sprężyną – porusza tryb koła minut. Koło minut- porusza tryb małego kółka. Małe kółko – wprawia w ruch tryb kółka sekund. Kółko sekund – oddziałuje na napęd koła wychwytowego. A ten z kolei – na koło wychwytowe.

Licznik cykli/regulator

 Regulator chodu odpowiada za dokładną pracę zegarka. To zespół elementów (mechanizm regulatora) składający się z koła wychwytowego, wychwytu oraz koła balansu. Najpopularniejszym systemem regulującym ruch chodu zegarka mechanicznego jest dziś tzw. szwajcarski system wychwytu.

Koło wychwytowe jest ostatnim kołem w mechanizmie zegarka (obraca się najszybciej ze wszystkich kół). Ma ono długie zęby, charakterystycznie przycięte na krańcach. Wychwyt przypomina wyglądem kotwicę i łączy koło wychwytu z kołem balansu.

Wychwyt dzieli czas (ruch kół) na równe przedziały. Zadaniem balansu jest podział czasu na równe odstępy dzięki równomiernym (jak najbardziej) wahaniom w dwie strony.
Impuls kół mechanizmu przekazywany jest poprzez koło wychwytowe do wychwytu. Jego tylna część (widelec wychwytu) przekazuje ów impuls dalej do koła balansowego.

 Znajdująca się tam sprężyna jest naciągana. Naciągnięta – wykonuje ruch rozprężający w przeciwnym kierunku. Ten ruch przekazywany jest z powrotem do wychwytu i poprzez ruch balansu – zwalnia jeden ząbek koła wychwytowego i zatrzymuje koło na zębie następnym.
Ten ruch balansowy wychwytu na kole wychwytowym i blokowanie oraz zwalnianie dają się słyszeć. To tykanie zegara, czyli uderzenia zębów koła wychwytowego o trzpienie wychwytu, które znajdują się na końcu ramion wychwytu.

 Balans wykonuje cały czas ruch wahadłowy. Dokładna regulacja tego ruchu określa dokładność wskazań zegarka. Im więcej jest ruchów wahadłowych balansu (wyższa częstotliwość pracy), tym bardziej dokładny jest podział czasu. Szybkość tych ruchów podaje się w połowach wahnięcia lub amplitudach na sekundę (skrót A/sek), często też jako amplitudy/godzinę (A/h)

Przykłady:
18 000 A/h – 5A/sek: 1/5
21 600 A/h – 6 A/sek: 1/6
28 800 A/h – 8 A/sek: 1/8 – NAJBARDZIEJ POPULARNE MECHANIZMY
36 000 A/h – 10 A/sek: 1/10

Wyświetlacz

Wskazanie czasu w przypadku zegarków mechanicznych następuje w drodze analogowej, czyli poprzez odczyt wartości z indeksów umieszczonych na cyferblacie. Mowa oczywiście o tych indeksach (wartościach), które wskazują w momencie odczytu wskazówki zegara.

P.B.