Источник энергии часов

На первый взгляд, пружина не может быть одним из самых захватывающих компонентов часов. В отличие от циферблатов и корпусов, пружина редко является предметом бурного обсуждения среди любителей часов. Ведь пружина просто медленно пыхтит, заключенная в бочонке, не издавая ни звука. Тем не менее, этот компонент - в дополнение к спуску и зубчатой передаче - является одним из центральных функциональных элементов механических часов, как ручных, так и автоматических. Главная пружина выполняет две важные задачи: обеспечивает энергию и разделяет ответственность за точность часов. Неудивительно, что материалы и сложные процессы, которые входят в производство главных пружин, являются строго охраняемой тайной среди производителей и поставщиков. Различные хитрости дизайна и использование нескольких стволов позволяют экономить место тонким часам, которые все еще могут обеспечивать запас хода более недели. Итак, давно пора поближе познакомиться с этим недооцененным компонентом.

Пружины позволяют часам накапливать энергию независимо от их положения. Вот почему они являются идеальным выбором для носимых часов, таких как карманные часы и наручные часы, которые не могут использовать проверенные временем весовые методы автономных или настенных часов. Характерная спиральная спиральная форма главной пружины была результатом пространственных ограничений, связанных с движением часов, а также необходимости вращения. Теоретически, другие конструкции могут работать, но они займут слишком много места и потребуют перехода от линейного движения к вращению.

По существу, спиральная пружина ведет себя не иначе, как простая гибкая или листовая пружина. Листовые рессоры сравнимы с линейкой, прикрепленной к концу стола, где вы нажимаете на свободный конец. Однако в спиральной версии по всей длине пружина занимает как можно меньше места. Таким образом, пружины длиной в несколько дюймов или даже больше, чем на ярд, могут быть помещены в бочку, которая сама занимает только часть движения.

Жесткость главной пружины зависит от материала, а также от его длины, ширины и толщины. При удвоении толщины жесткость увеличивается в восемь раз. Длина влияет на это свойство обратно: удвоите длину, и она будет в восемь раз менее жесткой. Соотношение между шириной и жесткостью является линейным, поэтому, если вы удвоите ширину пружины, вы также удвоите ее жесткость. Поскольку ширина напрямую влияет на толщину механизма (и, следовательно, на сами часы), лучше избегать широких пружин. Таким образом, для любого данного материала основными переменными являются толщина пружины и длина пружины. Поскольку их регулировка теоретически влияет на механические свойства в той же степени, другие факторы должны быть приняты во внимание, включая установку пружины в ствол. 

Становится ясно, что не существует «идеальной» пружины для каждых часов. Необходимо учитывать несколько факторов, и регулировка одного из геометрических параметров пружины неизбежно влияет на другие. Вот почему расчет размеров главной пружины и ее бочки - это итеративный процесс, упрощенный благодаря эмпирическим значениям и формулам аппроксимации. Тот факт, что стволы имеют одинаковый размер, не означает, что разные движения могут использовать одну и ту же главную пружину. В идеале, главная пружина должна быть специально настроена для данного движения, и она должна быть рассчитана на достижение максимального запаса мощности (определенного числа оборотов) при одновременной подаче достаточной мощности для работы часов.

Материал

Как уже упоминалось выше, пружины сделаны из узкоспециализированных материалов. Будучи «сердцем» часов, пружина баланса обычно находится в центре внимания отчетов и рекламных кампаний производителей. За последние десятилетия в этой области были достигнуты значительные успехи в использовании запатентованных сплавов или использовании кремния и углерода.

Коллекционеры старинных часов, выпущенных до второй половины 20-го века, знакомы с наиболее распространенным недостатком исторических пружин: углеродистые стали, которые использовались тогда, были подвержены ржавчине, со временем изнашивались и имели тенденцию ломаться из-за их хрупкости.

Облегчение пришло от инженера Рейнхарда Штрауманна, чье изобретение «Nivaflex» сделало «неразрушимую» главную пружину пригодной для массового производства. Nivaflex состоит в основном из кобальта и никеля. и хром, с небольшими количествами железа и вольфрама и долей бериллия. Как Nivarox, так и Nivaflex производятся сегодня высокоспециализированной компанией Vacuumschmelze в Ханау, Германия. Nivaflex обладает антимагнитными свойствами, устойчив к коррозии и может похвастаться высокоэффективным пружинным материалом, устойчивым к поломкам. На современных ручных часах вам действительно нужно приложить усилия, чтобы сломать главную пружину вручную.

Независимо от того, имеют ли ваши часы один, два или даже больше стволов, эти внушительные цилиндры содержат больше энергии, чем вы могли бы изначально предположить. Особенно с ручными часами, владелец взаимодействует напрямую с главной пружиной. В автоматических часах это взаимодействие менее прямое, но компонент главной пружины не менее актуален. Возможно, вы подумаете об этом в следующий раз, когда посмотрите на свои любимые часы.