Detaljerad guide till mekaniskt klockhantverk, konstruktion och funktionsprinciper

Tidmätare uppfanns omkring det tidiga 16-talet och använde ursprungligen tyngdkraften som kraftkälla. Sådana tidmätare kunde endast ställas upp på en fast plats, till exempel stora klockor som hängde i höga byggnader eller på väggar, vilka använde järnvikter upphängda i kedjor lindade kring en remskiva. Senare uppfanns användningen av fjäderspänning för att driva dem, vilket är den drivfjäder som används i klockor och armbandsur i dag. Dessa tidmätare minskades avsevärt i storlek, ungefär storleken på ett ägg, och kunde bäras i en ficka. Detta var Nürnberggläset som uppfanns av en låssmed i Nürnberg. Varje del av dessa klockor tillverkades helt för hand, vilket gjorde dem arbetskrävande och tidskrävande, och varje tillverkad klocka var unik. Det var inte förrän på 19-talet, med maskintillverkningens gradvisa utveckling, som kvaliteten kunde kontrolleras. Än i dag är terminologin för klock- och urstrukturer extremt inkonsekvent, med många olika namn eller översättningar även inom samma region, och det saknas standardiserade regler för klockkomponenter i hela världen. Följaktligen var den schweiziska urverkstillverkaren ETA den första som använde siffror för att representera dem, vilket gjorde det möjligt för urmakare att skaffa och matcha komponenter noggrant. Men även om urverkens namn bland olika märken kan vara desamma, finns det fortfarande strukturella skillnader och referenskoderna varierar. Tidmätarnas funktion bygger på hävstångsprincipen och fungerar ungefär som en svängande pendel som rör sig fram och tillbaka upprepade gånger. Den mest grundläggande funktionssekvensen löper från drivfjädern till centralhjulet, det tredje hjulet, det fjärde hjulet, spärrhjulet, ankaret och balanshjulet, följt av en enkel harmonisk rörelse där balanshjulets motkraft fjädrar tillbaka ankaret till dess ursprungliga läge.

Fjäderhuset är den kraftkälla som genereras av spänningen hos en lindad stålremsa. Generellt sett består fjäderhuset, även känt som det första hjulet, av drivfjädern, fjäderhustrumman och fjäderhuslocket, och använder ett spärrhjul för att överföra kraft till centralhjulet och andra kugghjulståg. Det är den viktigaste grundstrukturen för en klockas funktion, ungefär som den mänskliga magen som omvandlar intagen mat till energi. Eftersom denna enkla struktur är praktisk och effektiv har den förändrats mycket lite från antiken till i dag.

När du hör en klocka ticka iväg likt en metronom som svänger oavbrutet, rör sig sekundvisaren på urtavlan i takt med slagets rytm, vilket omedelbart får oss att känna tidens oavbrutna och snabba gång. Detta rytmiska ljud produceras av att balanshjulet utsätts för kraft och reagerar tillbaka på ankararmen. Balanssystemet är tillverkat av legeringar och använder en spiralfjäder för att skapa en motkraft, som trycker på ankardiamanten för att få ankararmen att fjädra tillbaka. Ett perfekt balanshjul svänger vanligtvis oavbrutet med en amplitud på 225 grader till 270 grader, vilket håller tiden levande i det oändliga.

Bortsett från det tidigare nämnda huvudfjädern och balanshjulet är det huvudsakliga hjulverket i mitten av en klockas primära struktur också en nyckelkomponent som håller tiden igång, och fungerar ungefär som humant blod som ständigt tar emot kraften som överförs från fjäderhuset. Detta huvudhjulverk inkluderar: (1) minutvisarhjulet, även känt som centerhjulet eller 2nd hjulet; (2) det tredje hjulet, även känt som det tredje hjulet eller 3rd hjulet; (3) det fjärde hjulet, även känt som det fjärde hjulet eller 4th hjulet; (4) ankardrevshjulet, även känt som det femte hjulet eller ankardrevshjulet. Dessa drev ansvarar respektive för att överföra funktionerna för timmar, minuter, sekunder och isokron rytm. Början på all kraft startar från den uppdragna huvudfjädern som skickar kraft till centerhjulet, det tredje hjulet, det fjärde hjulet, ankardrevshjulet och ankaret, och sedan till balanshjulet. Balanshjulets motkraft verkar sedan på ankargaffeln för att återställa den till dess tidigare läge, vilket gör att hela funktionscykeln kan upprepas i det oändliga.

I våra dagliga liv ser vi tim-, minut- och sekundvisarna visas på klockor – hur fördelas dessa via urverket? När drivfjädern levererar kraft till minutröret roterar det med en hastighet av 1 varv per 60 minut. När kraften når det tredje hjulet börjar en utväxlingsförändring ske, och vid överföring till det fjärde hjulet roterar det med en hastighet av 1 varv per 60 sekund. Därför genereras minutvisarens visning av minutrörets axel, och sekundvisarens visning genereras av det fjärde hjulets axel. Vad gäller timvisarens visning produceras den av timhjulet som är placerat på övre bryggan och sammankopplat med minutvisarhjulet. De flesta kommer att lägga märke till att vissa klockor har en liten sekundvisartavla placerad vid 6- eller 9-tiden; detta bestäms utifrån placeringen av det fjärde hjulet. Dessutom innebär designen av en central sekundvisare att en extra utväxling monteras på det fjärde hjulet, vilket gör att sekundvisarens position kan ändras. För klockentusiaster, har din expertis ökat avsevärt efter denna detaljerade förklaring??