Każdy kolekcjoner i miłośnik tradycji wie, jak wyjątkowe wciąż są zegarki mechaniczne – pierwsi stawiają szczególnie na te z naciągiem ręcznym, drudzy na co dzień wybierają zazwyczaj naciąg automatyczny. I jedne, i drugie opierają się jednak na skomplikowanym mechanizmie, którego jednym z głównych elementów jest urządzenie napędowe regulatora. Odpowiadamy na pytanie, co to jest wychwyt w zegarku i do czego służy!
Co to jest wychwyt w zegarku?
Zacznijmy od definicji, czyli odpowiedzi na pytanie, co to jest wychwyt w zegarku. To główny zespół czasomierza, mechaniczne urządzenie napędowe regulatora (wahadłowego lub balansowego), które składa się z kilku elementów: napędzanego przez przekładnię chodu koła wychwytowego oraz dźwigni dwuramiennej zwanej kotwicą, wyposażoną we współpracujące z regulatorem urządzenia pośredniczące, np. widełki. Brzmi skomplikowanie? Aby zrozumieć, jaką funkcje pełni to urządzenie, musimy dowiedzieć się, skąd w ogóle wziął się wychwyt w zegarku.
Historia tego elementu nacechowania jest kreatywnością jego twórców. Wszystko zaczęło się ok. 1676 roku, gdy angielski fizyk Robert Hooke opracował pierwszy hakowy wychwyt w zegarku. Konstrukcja ta była wykonana niezwykle precyzyjnie, a dodatkowo cechowała się niską wrażliwością na zabrudzenia. Co więcej, opory tarcia okazywały się w nim proporcjonalne do wielkości momentu napędowego, dzięki czemu nie wpływały one istotnie na amplitudę wahań. Mówiąc prościej, zegarek chodził sprawnie i dokładnie. Ten pierwszy wychwyt w zegarku nie był jednak wolny od wad – wysoka zmienność chodu wpływała na zmienne tarcie na paletach.
Z tego powodu w 1715 roku George Graham stworzył nowy wychwyt, który cechowało mniejsze zużycie energii w stosunku do wychwytu hakowego, co zwiększało dokładność wskazań zegarka. W wyścig, kto skonstruuje najlepsze rodzaje wychwytu w zegarkach, włączył się Francuz Achille Brocot, ks. Jean de Hautefeuille oraz uczeń Grahama – Thomas Mudge. To ten ostatni postanowił użyć przerzutnika jako łącznika wychwytu z balansem, i tak powstał najpopularniejszy dziś wychwyt w zegarku, czyli wychwyt wolny kotwicowy (szczegółowo poszczególne rodzaje wychwytu w zegarkach jeszcze omówimy). Ostateczny kształt konstrukcji dał w 1825 roku Georges Auguste Leschot.
Wychwyt – do czego służy?
Już wiesz, co to jest wychwyt w zegarku, czas zatem dowiedzieć się: jakie spełnia funkcje, na jakiej zasadzie działa sam wychwyt; do czego służy w połączeniu z innymi elementami mechanicznego mechanizmu. Po pierwsze przekazuje on energię mechaniczną z przekładni zębatej chodu do regulatora w celu utrzymania go w ruchu, po drugie zwalnia przekładnię zębatą o stały kąt obrotu podczas każdego okresu (wahadła lub balansu) regulatora, zliczając w ten sposób wahnięcia i umożliwiając odmierzanie czasu.
Jak zatem widzisz, główny element zegarka mechanicznego to właśnie wychwyt. Do czego służy? Mówiąc najprościej, umożliwia on po prostu działanie czasomierza. Na jakiej jednak zasadzie? Proces ten jest dość skomplikowany. Najpierw ząb koła wychwytowego ześlizguje się po skośnych powierzchniach obu palet, co przechyla kotwicą raz w jedną, raz w drugą stronę. Gdy regulator znajdzie się w pobliżu równowagi, kotwica uwalnia ząb koła wychwytowego. Ten ślizga się znów po powierzchni palety i naciskając ją, przekazuje impuls regulatorowi, a sam wykonuje tzw. opad. W tym czasie druga paleta wsuwa się między dwa inne zęby, powodując zatrzymanie koła wychwytowego, czyli tzw. spoczynek. Regulator podąża jednak naprzód, więc szybko kotwica znów się przechyla, wprawiając regulator w tzw. ruch uzupełniający. Ten zawraca, powodując nowe uwolnienie koła wychwytowego i tak cały proces powtarza się od nowa.
Kluczowe w tym wszystkim są tworzone przez elementy wychwytu kąty – kąt impulsu koła wychwytowego (o jaki obróci się koło wychwytowe) oraz kąt impulsu palety (o jaki przechyli się kotwica) – tworzące razem kąt ruchu czynnego. Wartości tych kątów dla poszczególnych rodzajów wychwytów są różne.
Rodzaje wychwytu w zegarkach
W zależności od tego, w jaki sposób koło wychwytowe (będące stale pod działaniem momentu napędowego) oddziałuje na regulator w czasie jego ruchu, wyróżnić możemy różne rodzaje wychwytu w zegarkach. Będą to wychwyty cofające, w których po udzieleniu regulatorowi impulsu koło wychwytowe cofa się o pewien kąt, wychwyty spoczynkowe, w których po udzieleniu regulatorowi impulsu koło wychwytowe pozostaje w spoczynku oraz wychwyty swobodne, czyli wolne – gdzie po tej samej czynności łączność kotwicy z regulatorem przerywa się tak, że koło wychwytowe i kotwica pozostają nieruchome, a regulator wykonuje ruch uzupełniający swobodny.
Nie bez znaczenia jest również rodzaj regulatora zastosowanego w zegarku mechanicznym. Jeśli jest to wahadło, używane są wychwyty do czasomierzy wahadłowych, gdy balans – wychwyty do modeli balansowych. W tych ostatnich wyróżniamy kolejne dwa rodzaje wychwytu w zegarkach – nieswobodne (balans pozostaje pod wpływem działania momentu napędowego na kole wychwytu) i swobodne (balans styka się z elementami wychwytu tylko podczas otrzymania impulsu).
I na tym sprawa się wciąż nie wyczerpuje, bo podstawowe rodzaje wychwytu w zegarkach mają również swoje podtypy. Wśród wychwytów cofających znajdziemy np. wychwyt hakowy, wśród spoczynkowych wychwyt cylindrowy i wychwyt Grama, swobodnych – np. wychwyt Riflera, kotwicowy szwajcarski czy chronometrowy. Pośród wychwytów nieswobodnych najczęściej używany jest z kolei wychwyt cylindrowy. Każdy z nich różni zastosowane rozwiązanie konstrukcyjne.
Na szczególną uwagę zasługuje jednak powstały pod koniec XX wieku wychwyt Co-axial (tzw. współosiowy), oparty na podwójnym współosiowym kole wychwytowym, kotwicy z trzema paletami i palecie impulsowej na przerzutniku balansu ze swobodnym włosiem. Spróbujemy wyjaśnić najprościej, dlaczego dzieło George’a Daniels’a okazało się przełomowe. Tego rodzaju wychwyt redukuje bowiem tarcie ślizgowe, co zapewnia jeszcze większą dokładność pomiaru czasu (bliską mechanizmom kwarcowym) i efektywność gospodarowania energią.
Czy rodzaje wychwytu w zegarkach mają znaczenie?
Co to jest wychwyt w zegarku? To jego podstawowa część, bez której czasomierz mechaniczny nie mógłby spełniać swojej głównej funkcji. Skąd jednak tyle różnych rodzajów tego elementu i dlaczego powstają wciąż nowe rozwiązania? Zgodnie z obliczeniami, jedynie impuls napędowy (działający na balans lub wahadło w momencie, w którym nie są one wychylone) nie wpływa na wartość okresu drgań balansu czy wahadła. Poszukiwanie więc nowych konstrukcyjnych innowacji ma na celu skrócenie impulsu oraz uzyskanie dla niego idealnego momentu działania. Im większa częstotliwość drgań, tym mniejszy wpływ zakłóceń zewnętrznych na pomiar czasu.
Trwają więc próby wynalezienia takiego wychwytu, który zagwarantowałby stały impuls napędowy, a tym samym sprawił, że miłośnicy tradycyjnych mechanizmów mechanicznych będą mogli cieszyć się taką precyzją wskazywania godziny, jaką otrzymują użytkownicy mechanizmów kwarcowych. Sprawdź naszą ofertę zegarków z napędem automatycznym, a także open-heart – modeli wyjątkowych, na których tarczach będziesz mógł obserwować tę skomplikowaną pracę mechanizmu, czyli serce czasomierza.
