Az óra története 7.


 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14



Mindezek tükrében már érthető lesz, miért van (és volt) szükség a rugóhajtás mellett kiegyenlítő szerkezet használatára:

Az óra meghajtására tulajdonképpen az ideális meghajtás a súlyhajtás lenne. Ez állandó, egyenletes nyomatékot tud biztosítani a lejárás teljes ideje alatt. Nem véletlen, hogy a precíziós stabil órák a mai napig mind súlyhajtásúak, annak ellenére, hogy a XX. századtól a nagyipari gyártás mellett a rugóhajtás már olcsóbban kivitelezhető. A súlyhajtás olyan előnyöket kínált, hogy a XVIII. században még hajóórák hajtására is előszeretettel alkalmazták (főleg Berthoud kronométerei voltak ilyenek). Ezen órákban a hengeres óraházat kardanikusan függesztették fel, és sínek között engedték le a több tíz kilogramm tömegű hajtósúlyt. De a súlyhajtás asztali és zsebórákban alkalmazhatatlan, így itt ki kellett küszöbölni a rugóhajtás hiányosságait!

A mechanikus órák hajtására feltekercselt acélszalagból készült tekercsrugót alkalmaznak. A rugó anyaga korábban egyszerű edzett acél volt, amelynek nagy volt a fáradásra és törésre való hajlama. Nem véletlen, hogy szinte nem lehet olyan régi, XIX. századi és korábbi órával találkozni, amelyben még eredeti motorrugó dolgozik, mert azok már régen eltörtek. De ma már olyan nagy szakítószilárdságú, nem fáradó (és titkos összetételű) rugóanyagokat használnak, amelyek a rugótörést szinte ismeretlenné tették. Emellett a mai rugók lejárási nyomatéka is sokkal egyenletesebb, bár még ezek sem teljesen lineárisak. A korai rugóanyagok nonlinearitása azonban nagy mértékű volt. Ezt megértendő érdemes megnézni egy átlagos rugókarakterisztikát. A függőleges tengelyen a nyomatékot, a vízszintesen a lejárás közbeni fordulatokat láthatjuk.



Jól látható, hogy a rugó felhúzás kezdetén erősen nemlineáris nyomatékot ad le (A szakasz), majd jön egy hosszabb szakasz, ahol ugyan szintén nem állandó a nyomaték, de csak kismértékben, és lineárisan változik. Végül a felhúzás végén megint erősen nemlineárisan változik a rugó nyomatéka (C szakasz). Mivel a rugóban veszteségek is keletkeznek (főleg a menetek egymás közötti súrlódásából), ezért nem azonos a felhúzáskor szükséges nyomaték a lejáratkor visszakapottal. Az ábrán ez is látható. Az órában csak a középső, B szakasz az, amely jól használható az óra pontos meghajtására. De a nyomaték még itt sem állandó, és mivel a korabeli orsójárat nagyon érzékeny a nyomatékra, így a legkorábbi rugós órák nagyon pontatlanok voltak, az órák felhúzás után eleinte iszonyúan siettek, majd lassan lelassultak, és a lejárás végén hatalmas késéssel fejezték be munkájukat. E problémát sokféleképpen próbálták megoldani. Az első, meglehetősen kezdetleges megoldás egy csúszófék alkalmazása volt, amely egy, a rugó tengelyére illesztett spirálisan növekvő sugarú idomhoz rugóval szorított fékező elemmel próbálta a nyomatékot a lefutás függvényében egyenletessé tenni. Ez azonban csak nagyon közelítő egyenletességet tudott biztosítani, és ráadásul a rugó energiájának jelentős részét felemésztette, hamar megkopott, de ezzel együtt rengeteget javított a kezdetleges szerkezetek pontosságán. A probléma igazán jó, végleges megoldását adta a cseh Jacob Zech által bevezetett kiegyenlítő csiga, amely a precíziós órákban ma is használt elem. Itt egy, a rugó karakterisztikájához illeszkedő módon változó, spirálisan növekvő kerületű csigát használtak, és a csigát és a dobot eleinte selyemzsinórral, bélhúrral kötötték össze. Ez persze nem volt örök életű. Idővel képesek lettek cérnavékony láncot is készíteni, ez végre teljes értékűvé tette a konstrukciót, de természetesen nagyon meg is drágította. A lánc sokszor a cérnánál is vékonyabb, a mai biciklilánc elvén épül fel, és elképesztő, hogy már 300 évvel ezelőtt milyen finomságúra tudták készíteni ezeket, gyakorlatilag teljesen kézi munkával! A hajóórák és a nagy precizitású órákban máig élő megoldás, sőt viszonylag nagy helyigénye ellenére még karórában is előfordult, és a mai nap is szerel például a A.LANGE & SÖHNE német cég egyik karórájába (Pour Le Mérite Tourbillon) csigás rugóművet. A rugódob ármérője 1cm, a csiga 8mm, a lánc 0.4mm vastag. Igaz az óra ára 70.000 euró...

Csúszófék:



Kiegyenlítő csiga:



Mivel a manapság szinte egyeduralkodó svájci horgony-gátszerkezet nem túlságosan érzékeny a nyomaték változására, ezért a kiegyenlítő csigát elvétve használják, jó pontosság érhető el nélküle is. De precíziós órákban azért ma is törekednek arra, hogy legalább azt elérjék, hogy a rugó a korábbi nyomatéki ábra B tartományában dolgozzon. Erre számos szerkezetet találtak ki, a jobb minőségű régi zsebórákban szinte mindig alkalmaztak ilyet, leggyakrabban az ún: "máltai keresztes" konstrukció valamely formájával lehet találkozni. Ez az itt látható ábra alapján megérthető működésű, lényege tulajdonképpen az, hogy meghatározott számú fordulatot enged csak meg, utána az "A"-val jelölt rugótengely nyelve újra felütközik a máltai kereszt záró fogán. Jól beállítva ütközéstől-ütközésig a motorrugó pont a nyomatéki ábra B tartományát járja végig, vagyis a lényeg az, hogy ez a szerkezet nem engedi sem teljesen lejárni, sem teljesen felhúzni a rugót. Bár nem bonyolult megoldás, de ma már csak kifejezetten minőségi kézifelhúzós órákban lehet találkozni vele. Ennek fő oka, hogy mára már olyan különleges anyagú és tekercselési formájú törésmentes motorrugók terjedtek el, amelyek önmagukban is megfelelően egyenletes nyomaték leadására képesek, az automata felhúzószerkezetek pedig szükségtelenné teszik ilyen szerkezet használatát, hiszen a rugó nagyjából mindig felhúzott állapotban van.

Nem ejtettünk azonban szót még arról, hogy a rugót valahogyan fel kell húzni, és a mutatókat is állítani, meghajtani kell. A korai konstrukciók egyáltalában nem tartalmaztak ilyen kiegészítéseket. Ezeket egy külön kulccsal lehetett igazítani-felhúzni, amelyet a rugótengely szögletesre reszelt végére rá lehetett illeszteni, és közvetlenül felhúzni a rugót. Kiegyenlítő csigás rendszernél a csiga tengelyét lehetett a kulccsal forgatni, egy kilincsmű ellenében. Nagyon precíz óráknál, hajóóráknál ilyenkor még egy, a kilincsműbe illesztett rugó gondoskodik arról is, hogy felhúzás közben is hajtva legyen az óra futóműve. A mutatószerkezet állításához pedig a negyedeskerék meghosszabbított és szintén négyszögletesre reszelt végére lehetett a kulcsot illeszteni, de a legegyszerűbb korai, csak óramutatóval rendelkező függőórák egy szál óramutatóját kézzel kellett igazítani. A jobb megértés érdekében érdemes megnézni, hogy is néz ki egy óra mutatómeghajtó áttétele:



Ez a felépítés jellemző a mai, modern órákra is. A tányér formájú kerek nyomórugó az órakerék tengelyirányú elmozdulását akadályozza meg. Ha az óra központi másodpercmutatóval rendelkezik, akkor a perckerék tengelye át van fúrva, és azon keresztül jön keresztül a másodpercmutató vékony tengelye. A perckerék tengelye és a negyedeskerék ugyanakkor nem szilárd kapcsolatban vannak, hanem a negyedeskerék "derekánál" kialakított szűkített, rugózó rész dörzskapcsolatot hoz létre a perckerék tengelyével. Ez úgy van beállítva, hogy a perckerék gond nélkül hajtani tudja a mutatókat, de a váltókerék, vagy régi óránál a negyedeskerék felől megfelelő nyomatékkal tekerve beállíthatóak a mutatók, a futóműtől függetlenül. De az is belátható, hogy nem igazán tesz jót az órának (kopik a negyedeskerék), ha nagyon sokat állítgatják így. Mivel a mutatós kvarcórák is ezt a módszert követik, ezért ez rájuk is érvényes.

A kulcsos állítás nagy előnye, hogy a lehető legegyszerűbb (ez fontos, ma is a mutató és állítószerkezetek meghibásodása messze a leggyakoribb!), és ezért megbízható megoldás. Hátránya viszont, hogy nagyon kényelmetlen, a kulcs elveszhet, állításkor, felhúzáskor kárt tehetünk a szerkezetben. Főleg a kényelmi szempontokat figyelembe véve 1850 körül kidolgozták (Patek-Philippe) a ma is használt koronás felhúzó-rendszert. Ez egy fixen az órába beépített forgatható koronával tette lehetővé az óra felhúzását és állítását. A megoldás olyan praktikus volt, hogy költségesebb kivitele ellenére gyakorlatilag azonnal kiszorította a kulcsos felhúzó-szerkezeteket. A XIX. század utolsó harmadában már nem is nagyon készültek kulcsos felhúzású órák. Ugyanakkor az 1900-as évek elejéig általános volt, hogy a felhúzásról mutatóigazításra való átállítás egy külön, a korona mellett levő kis karral, nyomógombbal, kallantyúval történt. Karórák is készültek így. De ezután áttértek a váltókaros megoldásra, amikor is a korona kihúzásával lehet a funkciót váltani (egyes régebbi, csak zsebórákon használt megoldásokon a benyomásával). Különösen fontos lett ez a dátumos karóráknál, mert több állapotú váltókaros szerkezettel mód nyílt arra, hogy félig kihúzva a koronát állítsuk a dátumot. A váltókaros megoldásnak is többféle konstrukciója alakult ki, olcsóbb óráknál inkább a hintás, igényesebb óráknál a körmös konstrukciót alkalmazzák. Alább látható e két, ma is elterjedten alkalmazott szerkezet sémája:

Hintás felhúzó-állítószerkezet:


Alapállásban a szerkezet a kilincskeréken keresztül a rugót húzza fel. Kihúzva a koronát átbillen a hinta, és a váltókeréken keresztül a mutatókat állíthatjuk. Mivel az egész szerkezet kopásra, megugrásra meglehetősen hajlamos, általában olcsóbb órákban használatos megoldás, de nagy gonddal kivitelezett megoldásai igényes régi zsebórákban is előfordulnak.

Váltókaros-körmös felhúzó-állítószerkezet:


Itt a körmöskerék a rugót felhúzó közkereket hajtja meg. Szabadon elforoghat a felhúzótengely hengeres részén. A felhúzótengely ezután jövő része viszont négyszögletesre van kialakítva, amely forgatja a szintén négyszögletes furatú hornyoskereket (farkasfogas keréknek is hívják). E hornyoskerék el tud mozdulni tengelyirányban, és a felhúzótengely kihúzásakor a váltókaron keresztül a mutatóigazitó kar áttolja a körmöskeréktől a mutatóigazító kerékhez, és ekkor lehet a mutatókat állítani. Felhúzásnál visszafelé forgatva a koronát a hajtórugó kilincse (a képen nem látható) nem engedi a körmöskereket visszafelé forogni. Ekkor a farkasfogas kialakítás miatt a hornyoskerék a mutatóigazító kar és annak rugója ellenében kicsit elmozdul befelé, átugrik egy fogat, majd ezt ismételgeti. Ilyenkor érezzük azt, hogy visszafelé forgatva a koronát az "racsnizik". Erős, megbízható konstrukció, az igényes órákon kizárólag ezt alkalmazzák.





1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14