Detaljert guide til håndverk, konstruksjon og funksjonsprinsipper for mekaniske klokker

Tidsmålere ble oppfunnet rundt tidlig på 16-tallet, opprinnelig med tyngdekraften som sin kraftkilde. Slike tidsmålere kunne bare stilles inn på et fast sted, som store klokker som hang i høye bygninger eller på vegger, som brukte jernlodd opphengt i kjeder viklet rundt en skive. Senere ble bruken av fjærspenning oppfunnet for å drive dem, som er hovedfjæren som brukes i klokker og armbåndsur i dag. Disse tidsmålerne ble sterkt redusert i størrelse, omtrent på størrelse med et egg, og kunne bæres i en lomma. Dette var Nürnberg-egget oppfunnet av en låsesmed fra Nürnberg. Hver eneste del av disse klokkene ble laget utelukkende for hånd, noe som gjorde dem arbeidskrevende og tidkrevende, og hver klokke som ble produsert var unik. Det var ikke før på 19-tallet, med den gradvise utviklingen av maskinproduksjon, at kvaliteten kunne kontrolleres. Den dag i dag er terminologien for klokker og urverk fortsatt ekstremt inkonsekvent, med mange forskjellige navn eller oversettelser selv innenfor samme region, og det mangler standardiserte regelverk for klokkedeler på verdensbasis. Følgelig var den sveitsiske ETA-urverksprodusenten den første til å ta i bruk tall for å representere dem, noe som gjorde det mulig for urmakere å skaffe og matche komponenter nøyaktig. Men selv om urverksnavnene blant ulike merker kan være de samme, finnes det fremdeles strukturelle forskjeller, og referansekodene vil variere. Driften av tidsmålere er avhengig av armprinsippet, som oppfører seg mye som en svingende pendel som går frem og tilbake gjentatte ganger. Den mest grunnleggende operasjonelle sekvensen går fra hovedfjæren til sentralhjulet, det tredje hjulet, det fjerde hjulet, ganghjulet, ankeret og balansehjulet, etterfulgt av en enkel harmonisk bevegelse hvor reaksjonskraften til balansefjæren skyver ankeret tilbake til sin opprinnelige posisjon.

Fjærhuset er kraftkilden som genereres av spenningen fra en oppviklet stålremse. Generelt sett består fjærhuset, også kjent som det første hjulet, av hovedfjæren, fjærhustrommelen og fjærhusdekselet, ved hjelp av et skrallehjul for å overføre kraft til sentralhjulet og andre tannhjulstrekk. Det er den aller viktigste grunnleggende strukturen for driften av en klokke, mye på samme måte som menneskemagen som omdanner inntatt mat til energi. Fordi denne enkle strukturen er praktisk og effektiv, har den endret seg svært lite fra antikken til i dag.

Når du hører en klokke tikke avgårde som en metronom som svinger uavbrutt, beveger sekundviseren seg på skiven i takt med slagene, noe som umiddelbart får oss til å føle tiden som går raskt og kontinuerlig. Denne rytmiske lyden produseres ved at balansehjulet utsettes for kraft og reagerer tilbake på ankeret. Balansesystemet er laget av legeringer og bruker en spiralfjær til å skape en motkraft, som dytter stenen til å fjære ankeret tilbake. Et perfekt balansehjul svinger typisk kontinuerlig med en amplitude på 225 grader til 270 grader, og holder tiden levende uten stans.

Bortsett fra hovedfjæren og balansehjulet som ble nevnt tidligere, er hovedtogverket midt i en klokkes primære struktur også en nøkkelkomponent som holder tiden i gang, og fungerer mye på samme måte som menneskeblod som konstant mottar kraften som overføres fra fjærhuset. Dette hovedtogverket inkluderer: (1) sentralhjulet, også kjent som sentralhjulet eller 2nd hjulet; (2) tredjehjulet, også kjent som tredjehjulet eller 3rd hjulet; (3) fjerdehjulet, også kjent som fjerdehjulet eller 4th hjulet; (4) ganghjulet, også kjent som det femte hjulet eller ganghjulet. Disse hjulene er henholdsvis ansvarlige for å overføre funksjonene for timer, minutter, sekunder og isokron rytmikk. Begynnelsen på all kraft starter fra den opptrukne hovedfjæren som sender kraft til sentralhjulet, tredjehjulet, fjerdehjulet, ganghjulet og ankeret, og deretter til balansehjulet. Reaksjonskraften fra balansehjulet virker deretter på ankergaffelen for å gjenopprette den til dens forrige posisjon, slik at hele operasjonssyklusen kan gjenta seg i det uendelige.

I hverdagen ser vi time-, minutt- og sekundviserne på klokker – hvordan fordeles disse via tannhjulsoverføringen? Når hovedfjæren leverer kraft til midthjulet, roterer midthjulet med en hastighet av 1 omdreining per 60 minutt. Når det når det tredje hjulet, begynner et utvekslingsforhold å endre seg, og ved overføring til det fjerde hjulet roterer det med en hastighet av 1 omdreining per 60 sekunder. Derfor genereres minuttviserens visning av midthjulets aksel, og sekundviserens visning genereres av det fjerde hjulets aksel. Når det gjelder timeviserens visning, produseres den av timehjulet som er plassert på topplaten og koblet til minutthjulet. De fleste vil merke seg at noen klokker har en liten sekundviser-underskive plassert ved klokken 6 eller klokken 9; dette bestemmes i henhold til plasseringen av det fjerde hjulet. I tillegg innebærer designet av en sentrert feiende sekundviser å montere et ekstra overføringstannhjul til det fjerde hjulet, slik at sekundviserens posisjon kan endres. For klokkeentusiaster, har din ekspertise økt betraktelig etter denne detaljerte forklaringen?