균형을 잡는 시간 – 우리는 균형 바퀴에 우리의 눈을 던져

밸런스 스프링에 관한 마지막 기사 – 문자 그대로 기계식 시계의 심장 –이 시계는 백 오피스의 시간 관리 업무가 진행되는 한이 구성 요소가 모든 작업을 수행하는 것처럼 보일 수 있습니다. 모든 시계 제조사가 당신에게 말할 것입니다 – 그리고 많은 시계 브랜드 CEO들도 – 밸런스 휠을 다루지 않으면 서 새로운 밸런스 스프링에 대해 이야기 할 필요가 거의 없으며, 실제로 시스템을 자극하는 레버입니다. 이 이야기에서 우리는 대부분의 밸런스 휠 자체를 살펴보고, verge, détente 및 Swiss 레버 탈출의 역사와 작업에 대해 약간의 설명을합니다. 레버 또는 팔레트 포크는 다른 문제를 기다려야합니다.

밸런스 휠과 헤어 스프링이 함께 작동해야한다는 점을 염두에두고 마지막 이야기가 끝난 곳에서이 이야기를 시작합니다. 이것을 이해하는 가장 좋은 방법은 기계식 손목 시계와 진자 시계 사이의 관계를 생각하는 것입니다. 진자가 시계의 조절 기관인 것처럼, 밸런스 및 밸런스 스프링은 손목 시계에서 동일한 기능을 수행합니다. 이것은 밸런스와 밸런스 스프링이 중력의 영향을 근사해야한다는 것을 의미합니다. 이 소개를 위해 우리의 귀환 주인공은 네덜란드 물리학 자 Christiaan Huygens입니다. Huygens가 밸런스 스프링 (1675 년에 완성)과 진자 (전술 한 시계의)를 개척했음을 기억할 것입니다.

파텍 필립 Calibre 240 Q SI

파텍 필립 Advanced Research Ref. 5550 칼리버 240 Q SI

흥미롭게도, 밸런스 휠은 Huygens 시간 이전에 존재했던 것으로 보입니다. – Huygens 자신은 밸런스 이스케이프 스타일로 밸런스 휠과 스프링 시스템을 설계했습니다. 실제로 Huygens와 다른 선구자들은 고조파 진동을 일으킬 수있는 올바른 구성 요소를 찾고 있었으며, 그 누락 부분은 균형 스프링이었습니다. 따라서 스위스의 레버 시스템은 나중에 다시 등장 할 위기의 나머지 탈출은 1675 년 이전에 존재했습니다.

물리적 특성으로서의 고조파 진동은 17 세기 초반에 진자의 기능을 조사하면서 갈릴레오 갈릴레이 (Galileo Galilei)에 의해 처음 탐구되었다. 진자의 스윙에 본질적인 것으로 등시성을 발견 한 것은 갈릴레오였습니다. 기본적으로, 주어진 진자의 스윙 기간은 스윙의 크기에 관계없이 비교적 일정합니다. 이를 통해 진자가 계속 흔들리는 동안 시계는 같은 속도로 계속 똑딱 거리기 때문에 안정적인 계시원을 얻을 수 있습니다. 진자의 스윙에 따라 다른 속도로 똑딱 거리는 시계는 유용하지 않을 것입니다.

갈릴레오 갈릴레이

진자는이 등시성 특성을 중력에서 얻습니다. 즉, 진자가 장착 된 시계는 가능한 한 안정적이어야합니다. 모션은 진자의 스윙을 방해하여 바람직하지 않은 변화를 유발합니다. Huygens는 처음에 갈릴레오가 추진 한 진자 시계 프로젝트를 완료했습니다. 진자 시계가 출현하기 전에 기계식 시계는 다른 구성 요소를 사용하여 등시성을 시뮬레이션했습니다. 관성력에 의존하는이 막대는 (가운데 양쪽에 무게가있는) 수평 막대가 정확히 가운데로 선회했습니다. 언 코일 링 스프링의 운동 에너지에 의해 구동되는 결과적인 요동 운동은 시간 유지율을 제공했다.

오늘날의 기계식 저울 어셈블리로 직접 절단 할 때, 밸런스 휠은 한 방향으로 대략 1.5 배 회전하여 하나의 스윙을 구성합니다. 이것은 밸런스 휠의 중앙 평형 위치의 각 측면에서 약 270 °입니다. 완전한 사이클은이 스윙 중 2 개이며, 이는 2 비트를 의미합니다. 밸런스 스프링의 강성과 휠의 관성 모멘트는 한 사이클을 완료하는 데 걸리는 시간 (초)을 결정하는 방정식의 핵심 요소입니다.

밸런스 휠과 foliot의 주제로 되돌아 가면, 밸런스 휠이 foliot를 완전히 교체 한시기는 확실하지 않습니다. 진자의 도입과 밸런스 스프링이 버지 탈출의 결함을 가혹한 구호로 만들었을 것입니다. 디 텐트 및 실린더 이스케이프를 포함하여 많은 다른 이스케이프가이를 대체하기 위해 경쟁했습니다. 결국, 앵커 이스케이프먼트와 레버 이스케이프먼트는 결국 한 번 지배적 인 직전 탈출의 운명을 봉인했습니다.

이 이야기에서 밸런스 휠은 어디에 맞습니까? 글쎄, 위의 간단한 tl; dr뿐만 아니라 레버 이스케이프먼트 (레버리지) 섹션에 자세한 설명이 있지만 스테이지를 설정하기 때문에 On Verge 세그먼트를 읽는 데 잠시 시간이 걸립니다. 평형 휠은 전통적인 나선형 또는 평형 스프링과 함께 작동하기에 가장 좋은 형태 인 것 같습니다.

현재 형태에서, 밸런스 휠은 다양한 모양을 가지고 있으며, 매끄럽고 부드럽 지 않은 두 가지 주요 형태로 나눌 수 있습니다. 예, 부드럽 지 않은 것은 특히 웅변 적이 지 않지만 더 기술적 인 의미를 가진 용어를 가져야하는 경우 조정 가능한 질량이됩니다. 우리는 평활하지 않은 것을 사용하기로 결정했습니다. 왜냐하면 여기에는 스크류 밸런스 휠이 포함되어 있기 때문에 특히 매력적인 설명은 아닙니다. 평활하지 않은 밸런스 휠 버전은 전통적이며 휠 림에 작은 나사가 있습니다. 이것은 Patek Philippe의 Gyromax, 롤렉스의 Microstella 및 Swatch Group (주로 Omega)의 다양한 옵션과 림 또는 림 내부의 나사를 포함하는 것으로 혼동되어서는 안됩니다.

율리 세 나르 딘 밸런스 휠

일반적으로, 평활하지 않은 시스템은 무게를 사용하여 밸런스 휠의 관성을 조정합니다. – 스크류가 저울에 얼마나 고정되어 있는지는 스크류 밸런스 버전에서이를 결정합니다. 전통적인 시스템에서, 저울은 균형을 잡는 것 또는 균형을 잡는 것으로 알려진 프로세스에서 시계 제작자들에 의해 수동 조정될 것이다; 조정 가능한 질량 다양성의 최신 저울 설계의 경우, 나선이 부착되면 컴퓨터에 의해 일반적으로 위치합니다.

부드러운 밸런스 휠도 공장에서 준비되어 있으며 컴퓨터도이 과정에 관여합니다. 매끄러운 평형 휠은 Glucydur 버전 (Glucydur 섹션 참조) 인 경향이 있지만, 새로운 저울은 다른 재질의 무게를 가진 실리콘으로 만들어 질 수 있습니다. 독창적 인 밸런스 휠의 예로는 DeBethune, Ulysse Nardin 및 Patek Philippe의 실험이 포함됩니다.

직전

시계와 시계 제작에서 가장 중요한 기술 개발 인 13 세기에 벌어진 탈출의 발전으로 모든 기계식 시계를 만들 수있었습니다. David Glasgow는 1885 년 책 「시계와 시계 만들기」(The Watch and Clock Making)에서 위기의 탈출을 설명했다.

솔즈베리 대성당 시계는 Wikipedia에 의해 첫 번째 시계가 어떻게 생겼는지 보여줍니다.

이탈 탈출은 톱니 모양의 이빨이 돌출 된 크라운 모양의 바퀴로 구성됩니다. 축은 수평으로 향합니다. 수직 막대 인 수직은 크라운 휠의 앞쪽에 위치하며 크라운 휠의 반대쪽 측면에있는 톱니와 맞 물리는 두 개의 금속판 (팔레트)이 있습니다. 팔레트는 그 사이에 각도를 이루므로 한 번에 하나만 치아를 잡습니다. 밸런스 휠 또는 진자는 버지로드의 끝에 장착됩니다.

Huygens 이전에 밸런스 휠이 존재했던 것 같습니다. – Huygens 자신이 밸런스 이탈 스타일로 밸런스 휠과 스프링 시스템을 설계했습니다.

기어가 풀림 코일 스프링의 에너지를 크라운 휠에 전달함에 따라 크라운 휠의 톱니 중 하나가 팔레트를 밀고 버지를 한 방향으로 회전시킵니다. 동시에,이 동작은 치아가 첫 번째 팔레트를 지나갈 때까지 두 번째 팔레트를 휠의 반대쪽에있는 치아의 경로로 회전시킵니다. 그런 다음 휠 반대쪽의 톱니가 두 번째 팔레트에 닿아 버지를 반대 방향으로 돌리면 사이클이 반복됩니다.

따라서, 조절되지 않은 크라운 휠의 회전으로 시작된 것이 바로 직전의 진동으로 변환됩니다. 이것은 진자 또는 균형 / 식물이 움직이게합니다. 저울 / 엽자 또는 진자의 각각의 스윙은 탈출 휠의 하나의 톱니가 통과 할 수있게하여, 시계의 움직임을 규칙적으로 만든다. 시계의 휠 트레인은 고정 된 양만큼 전진하며, 일정한 속도로 손을 앞으로 움직입니다.

Christiaan Huygens가 제작 한 두 번째 진자 시계, Wikipedia 제공

이스케이프가 작동하려면 크라운 휠에 홀수의 이가 있어야합니다. 짝수로 두 개의 반대 치아가 동시에 팔레트에 닿아 탈출을 방해합니다.

진자의 출현과 함께, 앵커 탈출은 시계에보다 자연스러운 행동을 제공하여 직전 탈출을 대체하기 시작했습니다.

이점

토마스 머지 (Thomas Mudge)가 개발 한 레버 이스케이프먼트는 문자 그대로 현대식 기계식 워치리스트 이스케이프입니다. 다시 한 번, 우리는 TimeZone의 워치 메이킹 스쿨과 함께 글래스고의 책에 대한 정보를 얻습니다. 아래에서 모든 기능이 어떻게 작동하는지에 대한 간단한 설명은 해당 소스 (대부분 Walt Odets의 섹션)에서 파생되었습니다.

스위스 레버 이스케이프먼트라고도하는 표준 레버 이스케이프먼트에서는 이스케이프 휠과 팔레트 포크가 중추적 인 역할을합니다 (펀칭되지 않음). 이스케이프 휠은 휠 트레인에 장착되어 팔레트 포크에 충격을 전달합니다. 이 임펄스를 받으면 팔레트 포크가 밸런스 휠 샤프트에 전달하여 밸런스 휠을 돌립니다. 밸런스 스프링은 밸런스 휠을 정적 중심 위치로 되돌려 샤프트를 통해 팔레트 포크로 임펄스를 보낸 다음 이스케이프 휠과 다시 상호 작용합니다.

TAG Heuer Autavia Isograph의 밸런스 휠 및 헤어 스프링

파텍 필립 구경 240 Q SI의 팔레트 포크 및 탈출

메인 스프링으로부터의 조절되지 않은 전력은 따라서 밸런스 휠로 전달된다. 밸런스 휠은 조절 된 동력을 휠 트레인으로 되돌려 고정 된 양만큼 전진하고 고정 된 양만큼 시간의 손을 움직입니다.

밸런스 휠을 중심 위치에서 전후로 움직일 때마다 한 바퀴의 이빨 (비트)에 의한 이스케이프 휠의 움직임에 해당합니다. 일반적인 시계 레버 이스케이프는 시간당 18,000 회 이상의 비트를 때며 때로는 시간당 진동이라고도합니다. 각 비트는 밸런스 휠에 임펄스를주기 때문에 사이클 당 두 개의 임펄스가 있습니다 (verge escape와 동일). 대부분의 시간 동안 잠기지 않았지만 이스케이프 휠은 일반적으로 평균 10 rpm 이상으로 회전합니다.

"틱 소리"소리의 기원은이 탈출 메커니즘에 의해 발생합니다. 밸런스 휠이 앞뒤로 흔들릴 때 똑딱 거리는 소리가 들립니다.

글 루키 두르 및 대체 재료

Glucydur 저울이 베릴륨, 구리 및 철 합금으로 우세한 것처럼 보이지만 다른 종류의 밸런스 휠이 있습니다. 경매 카탈로그를 스캔 할 때 가장 일반적인 대안은 금-구리 합금 밸런스 휠입니다. 기능적으로, 두 가지 유형의 저울 모두 동일한 트릭을 수행하지만 여기에서 무슨 일이 일어나고 있는지 이해하려면 몇 가지 추가 세부 사항이 필요합니다.

중심 스프링의 문제는 밸런스 스프링의 질량 특성이 팽창 또는 수축함에 따라 변하기 때문에 온도 변화입니다.분명히, 이것은 밸런스 휠의 진동에 영향을 미치기 때문에 시간 유지율에 영향을 미칩니다. 실제로, 밸런스 휠도 열 변화에 영향을받습니다. 금-구리 및 Glucydur 합금은 +14와 +17 x 10-6 / ° K 사이의 우수한 선팽창 계수를 가지므로 이러한 소재는 오늘날 시계 제조 회사에서 계속 선호되고 있습니다. 그러나 완벽한 것은 없으며 이러한 합금이 팽창 할 때 탈출은 더 이상 등시성이 아닙니다.

이 문제를 해결하기위한 가장 최근의 시도는 제니스 디파이 오실레이터 (Zithith Defy Oscillator) 였는데, 이는 Huygens 이후 가장 급진적 인 탈출 혁신이기도합니다. 실제로 팔레트 포크, 밸런스 휠 및 헤어 스프링을 하나의 실리콘 구조로 결합합니다. 비금속 재료 인 실리콘은 예를 들어 실리콘 산화물을 사용하여 열 변화를 처리하도록 다르게 처리된다. 이 Zenith 시스템의 경우, 탈출의 모든 요소가 한 조각으로되어 있으므로 그렇게 간단하지 않습니다.

2020 년 우리의 이슈에서 Genequand 오실레이터 (Parmigiani Fleurier), Ulysse Nardin Anchor Escapement, Girard-Perreguax Constant Force Escapement와 함께이 시스템에 대해 더 깊이 살펴볼 것입니다.

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