Wychwyt
Wychwyt – element mechanizmu zegarowego spełniający dwie podstawowe funkcje:
- kontroluje ruch przekładni chodu poprzez blokowanie i zwalnianie obrotu koła wychwytowego o stały kąt w jednostce czasu równej jednemu impulsowi – wahnięciu wahadłowego lub balansowego regulatora chodu;
- przekazuje do regulatora chodu energię ze źródła napędu otrzymaną za pośrednictwem przekładni chodu i w ten sposób podtrzymuje jego ruch.
Ze względu na sposób działania wychwyty możemy podzielić na cofające, spoczynkowe i wolne. W wychwytach cofających i spoczynkowych przesuwanie się palety po zębach koła wychwytowego i związane z tym działanie siły tarcia trwa przez stosunkowo długi czas, podczas gdy w wychwytach wolnych czas ten jest zminimalizowany do bardzo krótkiego impulsu.
Wychwyty cofające
Historycznie najstarszymi wychwytami są wychwyty cofające. Nazwa pochodzi stąd, że w pewnej fazie okresowego ruchu regulatora nacisk palety powoduje lekkie cofanie koła wychwytowego. Wychwyty te cechują się stosunkowo małą dokładnością.
Wychwyt wrzecionowy (szpindlowy)
Historycznie pierwszym wychwytem mechanicznym był wynaleziony prawdopodobnie w XIII wieku cofający wychwyt wrzecionowy (nazywany też łopatkowym lub szpindlowym, od niem. „spindel” = „wrzeciono”). Składa się z koła wychwytowego o nieparzystej liczbie zębów oraz ruchomej osi, na której znajdują się dwie palety. Oś połączona jest z regulatorem chodu, którym początkowo był tzw. „kolebnik”, czyli poziome ramie, na którego końcach zawieszone były dwa ciężarki. Kolebnik wykonywał okresowe obroty w płaszczyźnie poziomej o pewien kąt w lewo i w prawo. Zmieniając położenie ciężarków można było zmieniać moment bezwładności kolebnika, a co za tym idzie okres jego wahań. Regulator kolebnikowy był bardzo mało dokładny i ok. 1658 roku wieku został zastąpiony przez wahadło (wynalazek ten przypisuje się Christiaanowi Huygensowi). Wychwyty łopatkowe były stosowane (również w zegarkach kieszonkowych z balansem jako regulatorem chodu) aż do połowy XIX wieku, kiedy to zostały ostatecznie wyparte przez nowocześniejsze i dokładniejsze wychwyty.
Najstarszym działającym zegarem z wychwytem wrzecionowym jest najprawdopodobniej zbudowany w 1386 roku zegar znajdujący się w katedrze w Salisbury w Anglii[1].
Wychwyt hakowy
Około 1660 roku Robert Hooke wynalazł cofający kotwicowy wychwyt hakowy. Zęby koła wychwytowego są w nim pochylone do tyłu w stosunku do kierunku obrotu, kotwica wykonana jest z odpowiednio ukształtowanego, pojedynczego kawałka stali. Jego istotną zaletą było to, że do pracy wymagał znacznie mniejszych kątów wychylenia wahadła, co zapewniało o wiele lepszy izochronizm niż w przypadku wychwytu wrzecionowego. Wychwyt ten rozpowszechnił się bardzo szybko i jest stosowany do dziś, najczęściej w tanich, popularnych zegarach wahadłowych.
Jedną z modyfikacji wychwytu hakowego jest tzw. „wychwyt szwarcwaldzki”, w którym kotwica wykonana jest z odpowiednio ukształtowanego paska blachy stalowej z zaszlifowanymi końcami.
Wychwyty spoczynkowe
Do wychwytów spoczynkowych zaliczany jest wychwyt Grahama, Brocota (może też być skonstruowany jako cofający), nożycowy, cylindrowy i wiele innych.
Wychwyt Grahama
George Graham skonstruował około roku 1715 kotwicowy wychwyt spoczynkowy, którego zaletą jest to, że poruszające się palety kotwicy nie cofają koła wychwytowego a jedynie ślizgają się po jego zębach w fazie „spoczynku”, dzięki czemu chód zegara może być znacznie bardziej stabilny. Wychwyt Grahama jest powszechnie stosowany w większości domowych stojących i wiszących zegarów wahadłowych.
Wychwyt cylindrowy
Wychwyt wynaleziony w 1695 roku przez angielskiego zegarmistrza Thomasa Tompiona, następnie ok. 1720 roku udoskonalony przez Georga Grahama. Zęby koła wychwytowego współpracują w nim z obejmującym je obrotowym cylindrem, w którym znajduje się wycięcie. Oś cylindra połączona jest z regulatorem chodu (najczęściej kołem balansowym).
Wychwyty wolne
W wychwytach wolnych czas ruchu palety względem zębów koła wychwytowego ograniczony jest do bardzo krótkich impulsów, dzięki czemu wychwyty te osiągają największą dokładność ze wszystkich wychwytów mechanicznych. Przykładem wychwytu wolnego może być wychwyt Strassera i Riefflera (stosowane w precyzyjnych zegarach astronomicznych), a także wychwyt chronometrowy, wychwyt szwajcarski i inne.
Wychwyt szwajcarski
Wychwyt ten został wynaleziony w 1750 roku przez Thomasa Mudge i od XIX wieku jest powszechnie używany w większości zegarków naręcznych. W 1867 roku Georg Frederic Roskopf zaprojektował uproszczoną, znacznie tańszą w produkcji ale i mniej dokładną wersję tego wychwytu, znaną pod nazwą wychwytu Roskopfa. Stosowany jest on do dziś w tanich budzikach i czasomierzach kuchennych.
Wychwyty Riefflera i Strassera
Wychwyt Riefflera został skonstruowany i opatentowany w 1889 roku przez niemieckiego zegarmistrza Sigmunda Rieflera. Wychwyty te były stosowane wyłącznie w precyzyjnych zegarach astronomicznych, produkowanych aż do połowy XX wieku przez firmę Clemens Riefler. Zegary Rieflera obok zegarów Strassera były najdokładniejszymi zegarami mechanicznymi jakie kiedykolwiek zostały zbudowane (lepszą dokładność udało się osiągnąć dopiero w przypadku elektromechanicznego zegara Shortta). W wychwytach tych energia podtrzymująca ruch wahadła dostarczana jest do niego za pośrednictwem specjalnie ukształtowanej sprężynki zawieszkowej.
Przypisy
Bibliografia
- Ludwik Zajdler, Dzieje zegara, Warszawa: Wydawnictwo Wiedza Powszechna, 1980, ISBN 83-214-0132-5, OCLC 749441215.
- Bernard Bartnik, Wawrzyniec Podwapiński, Zegarmistrzostwo
Media użyte na tej stronie
Drawing of verge escapement, used in antique clocks and watches. Invented in the 13th century, it was the mechanism used in all clocks and watches for 400 years, until about 1660. The labeled parts are: (c) crown wheel, (v) verge, (p,q) pallets. An error in the drawing is that the crown wheel is shown with 12 teeth; verge escapements must actually have an odd number of teeth to function. Alterations: Removed pendulum crutch. Erased upper pallet, which was drawn incorrectly parallel to the other pallet, and redrew pallet in correct position. Removed caption and part labels, replaced labels with new colored ones.
Diagram of a cylinder escapement, an escapement used in pocketwatches from the 18th to the 20th century. from "Tidens naturlære" (Nature of time) 1903 by Poul la Cour, Ill. 27. An escapement is a linkage in a mechanical watch that gives the timekeeping balance wheel pushes to keep it swinging and at each swing allows the watch's gear train to advance a fixed amount, moving the hands forward at a steady rate. The cylinder escapement was invented by Thomas Tompion in 1695 and perfected by George Graham in 1726. It was widely used in inexpensive Swiss and French pocketwatches from the mid-19th century to the 20th century. One attraction was that it was much thinner than the previous escapement, the verge escapement, allowing watches to be made fashionably slim. The book is digitized at s:da:Tidens Naturlære
Autor: Fred the Oyster
 Kod źródłowy tego poprawny.
|
Ta grafika wektorowa została stworzona za pomocą Adobe Illustrator.,
Licencja: CC BY-SA 4.0
Ankerhemmung Phase 1
Drawing of a recoil or anchor escapement for a pendulum clock, from an 1896 clockmaking manual. The top piece is called the anchor, and the escape wheel is under it. The escape wheel has 30 teeth, so when used with a pendulum beating seconds, the escape wheel rotates once per minute, allowing it to be used to turn the clock's second hand. Alterations to image: removed figure number and dotted construction lines, changed from JPEG to 4 greyscale PNG.
Verge and foliot escapement mechanism from the De Vick (De Wyck) clock, built 1379 in Paris by Henri De Vick. An escapement is the mechanism in a mechanical clock that gives the balance wheel a push with each swing, to replace energy lost to friction and keep it moving, and releases the wheel train to move forward a fixed amount with each swing, moving the hands forward at a steady rate. The verge escapement (bottom) drives the foliot (top), a primitive timekeeper consisting of a horizontal bar with weights on each end, to oscillate back and forth. The rate of the clock can be adjusted by moving the weights in or out on the bar. The verge and foliot mechanism is important in the history of technology because it was the earliest escapement, and its invention in the late 13th century led the the first mechanical clocks. The De Vick clock is one of the first of these early clocks for which there exists detailed drawings of its mechanism. None of the actual mechanisms of the clocks of this era has survived unaltered to the present day.
Freie Federkrafthemmung nach Ludwig Strasser
Drawing of Riefler escapement, invented by Sigmund Riefler in 1889, from the catalog of the Columbian Exposition, Chicago, 1893. It was used in the precision astronomical regulator clocks produced by the German firm Clemens Riefler from 1890 to 1965. The escapement's advantage was that it applied impulses to keep the pendulum swinging by flexing the suspension spring (i) that supported the pendulum, rather than applying force directly to the pendulum. The spring is attached to a metal support (A) that rocks back and forth on knife edges (c) resting on agate plates (P). Riefler clocks achieved an accuracy of 10 milliseconds per day, possibly the most accurate all-mechanical clocks ever made. Alterations to image: rotated image 90° CW, rotated R drawing a few degrees to justify, moved R drawing closer to L and aligned drawings vertically, converted to 32 color PNG.