Gedetailleerde gids voor vakmanschap, constructie en werkingsprincipes van mechanische horloges

Tijdmachines werden uitgevonden rond het begin van de 16e eeuw, oorspronkelijk met zwaartekracht als energiebron. Dergelijke uurwerken konnten alleen op een vaste locatie worden geplaatst, zoals grote klokken die hingen in hoge gebouwen of aan muren, waarbij gebruik werd gemaakt van ijzeren gewichten die horen hingen aan kettingen gewonden om een katrol. Later werd het gebruik van veerspanning uitgevonden om ze aan te drijven, wat de hoofdveer is die vandaag de dag in klokken en horloges wordt gebruikt. Deze uurwerken werden aanzienlijk kleiner in omvang, ongeveer ter grootte van een ei, en konden in een zak worden gedragen. Dit was het Neurenbergs Ei, uitgevonden door een slotenmaker uit Neurenberg. Elk onderdeel van deze horloges werd volledig met de hand gemaakt, waardoor ze arbeidsintensief en tijdrovend waren, en elk geproduceerd horloge was uniek. Pas in de 19e eeuw, met de geleidelijke ontwikkeling van machinale productie, kon de kwaliteit worden beheerst. Tot op de dag van vandaag is de terminologie voor horloge- en klokstructuren uiterst inconsistent, met veel verschillende namen of vertalingen, zelfs binnen dezelfde regio, en ontbreken er wereldwijd gestandaardiseerde voorschriften voor horloge-onderdelen. Dit resulteerde erin dat de Zwitserse uurwerkfabrikant ETA als eerste nummers gebruikte om ze aan te duiden, waardoor horlogemakers onderdelen nauwkeurig konden vinden en matchen. Echter, hoewel de namen van uurwerken bij verschillende merken hetzelfde kunnen zijn, bestaan er nog steeds structurele verschillen en variëren de referentienoden. De werking van uurwerken berust op het hefboomprincipe, dat zich gedraagt ​​als een heen en weer slingerende slinger. De meest basale werkingsvolgorde loopt van de hoofdveer naar het centrumwiel, het derde wiel, het vierde wiel, het ankerwiel, de ankervork en het balansventiel, gevolgd door een eenvoudige harmonische beweging waarbij de reactiekracht van het balansventiel de ankervork terugduwt naar zijn oorspronkelijke positie.

De veerton is de energiebron die wordt opgewekt door de opwindspanning van een stalen band. Over het algemeen bestaat de veerton, ook wel het eerste wiel genoemd, uit de hoofdveer, de veertrommel en het veerdeksel, waarbij gebruik wordt gemaakt van een palrad om vermogen over te brengen op het centrumwiel en andere raderwerken. Het is de meest vitale fundamentele structuur voor de werking van een horloge, vergelijkbaar met de menselijke maag die ingenomen voedsel omzet in energie. Omdat deze eenvoudige structuur handig en effectief is, is deze van de oudheid tot heden zeer weinig veranderd.

Wanneer u een horloge hoort tikken als een metronoom die onophoudelijk zwaait, beweegt de secondewijzer op de wijzerplaat in ritme met de slag, waardoor we direct de voortdurende snelle voorbijgang van de tijd voelen. Dit ritmische geluid wordt geproduceerd door het balanswiel dat aan kracht wordt onderworpen en reageert op het anker. Het balanssysteem is gemaakt van legeringen en gebruikt een balansveer om een tegenkracht te creëren, die de impulssteen duwt om het anker terug te laten veren. Een perfect balanswiel oscilleert doorgaans continu met een amplitude van 225 graden tot 270 graden, waardoor de tijd eindeloos in beweging blijft.

Naast de eerder genoemde hoofdveer en het balanswiel, is het centrale raderwerk in het midden van de primaire structuur van een horloge ook een essentieel onderdeel dat de tijd bijhoudt, en fungeert het als menselijk bloed dat constant de kracht ontvangt die vanuit de veertrommel wordt overgebracht. Dit centrale raderwerk omvat: (1) het centrumrad, ook wel het centrumrad of 2nd rad genoemd; (2) het derde rad, ook wel het derde rad of 3rd rad genoemd; (3) het vierde rad, ook wel het vierde rad of 4th rad genoemd; (4) het ankerrad, ook wel het vijfde rad of ankerrad genoemd. Deze tandwielen zijn respectievelijk verantwoordelijk voor het overbrengen van de functies van uren, minuten, seconden en het isochrone ritme. Het begin van alle kracht start bij de opgewonden hoofdveer die kracht stuurt naar het centrumrad, derde rad, vierde rad, ankerrad en anker, en vervolgens naar het balanswiel. De reactiekracht van het balanswiel werkt vervolgens in op de ankergaffel om deze terug te brengen naar de vorige positie, waardoor de gehele operatiecyclus zich eindeloos kan herhalen.

In ons dagelijks leven zien we de uur-, minuut- en secondenwijzers op horloges weergegeven — hoe worden deze verdeeld via het tandwielstelsel? Wanneer de veerton kracht levert aan het hartrad, draait het hartrad met een snelheid van 1 omwenteling per 60 minuten. Tegen de tijd dat het het derde wiel bereikt, begint er een overbrengingsverhouding te veranderen, en bij overdracht naar het vierde wiel draait het met een snelheid van 1 omwenteling per 60 seconden. Daarom wordt de weergave van de minuutwijzer gegenereerd door de as van het hartrad, en de weergave van de secondenwijzer wordt gegenereerd door de as van het vierde wiel. Wat betreft de weergave van de uurwijzer, deze wordt geproduceerd door het uurrad op de bovenste platine dat is verbonden met het minutentandwiel. De meeste mensen zullen opmerken dat sommige horloges een kleine secondewijzer hebben op de positie van 6 uur of 9 uur; dit wordt bepaald op basis van de plaatsing van het vierde wiel. Bovendien houdt het ontwerp van een centrale secondewijzer in dat er een extra transmissietandwielstelsel op het vierde wiel wordt gemonteerd, waardoor de positie van de secondewijzer kan worden gewijzigd. Is voor horlogeliefhebbers, na deze gedetailleerde uitleg, uw expertise aanzienlijk toegenomen?