Mechanizmus strojků

V hodinařině rozdělujeme strojky do dvou základních řad, z nichž každá má dvě sekce:

1. Mechanika - natahovací / automatické

2. Quartz - elektronické: ručičkové / digitální

Mechanické hodinky jsou alfou a omegou hodinařiny. Je to úžasné, jak se převedl otáčivý pohyb kol na kývavý pohyb kotvy směrem ke kyvadlu nebo k setrvačce - oscilátoru. Tento oscilátor opět vrací energii díky své druhotné funkci zpětného pohybu kotvě a tato kotva v pravidelných intervalech pouští a zastavuje soukolí, které je propojeno až k soukolí ručkovému a na tomto ručkovém soukolí jsou nasazeny ručičky. Právě rychlost oscilátoru ovlivňuje přímo zrychlování či zpomalování hodin či hodinek.

Multifunkční ETA - mechanický automat

Mechanické hodinkové strojky fungují takto:>

V největším kolečku v soukolí - perovníku je navinuto pero, které díky své snaze rozvíjet se tlačí na perovník kolem jeho osy. Perovník tímto získává otáčivou energii a tlačí díky ozubení do prvního kola soukolí - kola mezilehlého. Dále se potom převody do rychla roztáčí kolo minutové, poté vteřinové a nakonec kolo krokové. Do zubů krokového kola přímo zasahuje kotva, do které zase zasahuje nejjemnější součástka hodinek - setrvačka. Minutové kolo je vyvedeno nad základnu a je na něm nasazena minutová ručička. Minutové kolo dále pohání ručkové soukolí, které je zakončeno kolem hodinovým, na kterém je nasazena ručička hodinová. Vteřinová mimostředná ručička je nasazena na prodlouženém vteřinovém kole.

Mechanický automat Valjoux 7750 doplněný nárazuvzdorem setrvačky a jemnou regulací

Jak pracuje vlastně automat? Na jedné straně strojku (axiálně - na výšku) je umístěno ručkové soukolí a na druhé straně strojku je umístěno soukolí samonátahu, kterému dominuje rotor. Rotor je vahadlo, které je uloženo většinou na střed stroje a pohybem ruky se díky dokonalému rozmístění váhy roztáčí. Zespodu je na rotoru nasazeno ozubené kolečko, které zabírá do soukolí samonátahu. Toto soukolí posledním kolečkem zabírá do perovníku, kde natahuje pero - otáčivý pohyb rotoru nám zde natahuje pero. Jinak řečeno: Některé konstrukce náramkových hodinek - a tím je myšlen automatic - jsou doplněny přídavnými mechanismy, které využívají pohybu ruky pro natahování hnací pružiny. Výhodou těchto hodinek je, že při jejich trvalém nošení nadochází k zastavení stroje následkem úplného rozvinutí hnací pružiny (pera), protože ta je pohybem ruky stále dotahována. Toto má příznivý vliv i na průběh hnacího momentu (stabilní tlak hnací pružiny do soukolí), který u hodinek s ručním natahováním kolísá v závislosti na stupni natažení hnací pružiny. Nutno podotknout, že čím je rotor těžší a má svoji váhu umístěnou co nejdále od osy otáčení, tím vícekrát se při menším pohybu ruky otáčí a tím zajistí delší a přesnější chod strojku. I uložení rotoru je velmi důležité - je-li rotor uložen na čepu, není účinek kinetické síly díky tření takový, jaký je u rotorů uložených v ložisku (toto vynalezla švýcarská firma Eterna). Rotor uložený v kuličkovém ložisku se při sebemenším popudu otáčí několikrát kolem své osy, což zajistí stále dotažené pero. Též je důležité vědět, že křivka tahu natahovací pružiny v důsledku nenošení hodinek v noci mírně klesá a tudíž diference hodinek přes noc je díky tomu větší.

Jak je možné, že se pero nepřetáhne a nepraskne? Je to díky kluzné spojce, kterou tvoří styk konce pera a vnitřní strany bubínku perovníku. Při normálním stavu nataženého pera je tlak v kluzné spojce pera natolik velký, že neprokluzuje, nýbrž s sebou unáší perovník a ten dále přenáší energii do soukolí. Nošením a tím stálým otáčením rotoru ale dojde mechanismus do fáze, kdy je pero plně nataženo a stále dostává impulsy natahování. V určité fázi je tlak již tak velký, že by pero prasklo. A v této fázi proklouzne po obvodu vnitřní strany bubínku perovníku pero - kluzná spojka, která se zastaví v místě, kde již tlak není takový. Nyní je pero natolik natažené, že hodinky v klidu vydrží chodit více jak 24 hodin.

Automatický strojek švýcarské výroby ETA 2824-2

Jako všechny mechanické hodinky, i většina automatických hodinek lze natahovat rukou - korunkou. Zde díky natahovacímu soukolí poslední kolečko soukolí zabírá opět do perovníku a otáčivým pohybem korunky natahujeme pero.

Jistě si povšimnete při pozornějším pohledu na strojky červených teček v základnách. Materiálem syntetické rubíny jsou ložiska hřídelí koleček. Dříve se používaly pravé rubíny, avšak pro nižší cenu a srovnatelnou tvrdost se již používají rubíny umělé - syntetické.

Ano - tvrdost je základ používání rubínů v hodinářském průmyslu. Jakýkoliv otáčivý pohyb totiž vyvolává tření v místě styku materiálů - v našem případě čepů koleček hřídelí a ložisek. Když byly ocelové čepy ukládány přímo do ložisek mosazných základen, za čas se ložiska vydřely a hodinky přestávaly chodit. Díky tvrdosti rubínu se rubínové ložisko nikdy nevydře a tudíž je v hodinkách napořád stále jako nové.

Základem pro přesnost hodinek je co nejvíce kmitů oscilátoru - setrvačky. Ty se pohybují od 15.000 kyvů za hodinu až po úžasných 36.000 kyvů za hodinu. Hodinky s 28.800 kyvy za hodinu již chodí velmi přesně, strojky s 36.000 kyvy jsou již velmi drahé a jejich přesnost je prakticky stejná, jako u strojků elektronických řízených krystalem - quartzových. Pro Vaši představu - švýcarský mechanický automat ETA má povětšinou 28.800 kmitů, což zajistí při ideálním seřízení denní diferenci pouhé 3 vteřiny. Japonské značky - Seiko, Orient a Citizen - mají 21.600 kmitů. Přesnost těchto strojků je při maximálním seřízení v poloze číselníkem nahoru 7 vteřin denně, v polohách při běžném nošení 8 - 12 vteřin denně.

Tyto zákládní kmity jsou dány konstruktérem - avšak na denní zrychlování či zpožďování hodinek má vliv délka vlásku na setrvačce. Vlásek - to je ta stočená pružinka nad oscilátorem - setrvačkou. Vlásek slouží k tomu, že vrací setrvačku z výkyvu zpět. A právě délka vlásku určuje délku výkyvu - a čím je výkyv delší, tím se hodinky více zpomalují. A naopak - čím je výkyv menší, tím je kmit rychlejší a tím se hodinky zrychlují. A od toho je na základně setrvačky regulační mechanizmus - páčka s rolničkou, ve které vlásek během kmitů setrvačky kmitá. A tato páka zkracuje a prodlužuje činnou část vlásku - čili touto pákou zpomalujete nebo naopak zrychlujete chod hodinek.

Rozložený automatický strojek chronografu Tag Heuer

Vedle kmitů setrvačky ještě přesnost chodu hodinek ovlivní to, zda je strojek chronometrový či klasický. Je-li v hodinkách strojek chronometr, jedná se o přesnější strojek než klasický. Chronometrový strojek je v základní sestavě stejný, jako ostatní strojky, tzn. že chronometr vychází ze základních strojků jak např. ETA 2834. Na přípravu pro certifikaci se však vybaví silnějším kvalitnějším perem, doupraveným krokem a perfektně se vyváží setrvačka - toto jsou nejdůležitější předpoklady pro možnost seřízení strojku na maximální rovnoměrnou přesnost. Chronometr musí mít certfikaci a vykazuje menší diference celkově i v různých polohách hodinek a za různých teplot. Průměrná denní diference nesmí přesáhnout -4 / + 6 vteřin denně. A toto je právě docíleno tvrdším jicím perem, úpravou kroku a perfektně vyváženou setrvačkou - následně nato týdenním doregulováním v polohách na maximální přesnost. Díky tomuto je vždy chronometr dražší.

Mechanický strojek švýcarské výroby ETA

Komplikace. Mechanismy, které tvoří z hodinek klenoty. Mechanismy, které dávají tu pravou patinu hodinářskému řemeslu. Komplikace jsou složité mechanismy, díky kterým mechanické hodinky ukazují rok či odbíjejí půle nebo dokonce i čtvrtě. Jedna z nejsložitějších komplikací, která přímo pozitivně ovlivňuje přesnost chodu hodinek, je tourbillon. Tourbillon totiž eliminuje gravitační sílu země, která působí na vše, tedy i na součástky v hodinkách a na nejjemnější součástku v hodinkách - setrvačku. Tourbillon kompenzuje nepřesnosti chodu způsobené hlavně vertikální polohou - tedy polohou, ve které jsou hodinky nejčastěji. Pro vysvětlení: tourbillon pracuje na principu otáčení krokového mechanismu kolem své osy. Do segmentu tourbillonu, který se otáčí s celým krokovým mechanismem kolem vlastní osy jedenkrát za minutu, je umístěna právě tato nejjemnější součástka všech mechanických hodinek - setrvačka, která díky tomuto mění pozici vůči zemskému jádru. Tímto se vliv gravitace výrazně zmírňuje a hodinky jsou mnohem přesnější v polohách, jak hodinky bez tourbillonu. Do "klece" tourbillonu zabírá přímo vteřinové kolo, které tímto pohání "klec" tourbillonu. Tourbillon má tedy frekvenci vteřinového kola. Tento složitý mechanismus vynalezl roku 1795 francouzský hodinář Abraham Luis Breguet a pracoval na něm pět let.

Další komplikací je Co-Axial. Tento vynález dnes používá značka Omega. Je to opět velmi složitý mechanismus, který vychází ze základního švýcarského kroku. Díky však čtyřem paletám se eliminuje tření a zpětné tlaky soukolí. Tímto není třeba tento krok mazat a zároveň se eliminují polohové chyby hodinek. Hodinky s tímto krokem jsou tedy přesnější. Kombinací Co-Axialu a Chronometru se docílí takřka maximální přesnosti pro mechanický hodinkový stroj.

Quartzové hodinky jsou na světovém trhu teprve několik desítek let. Je to podstatně levnější princip strojku, avšak velmi přesný a spolehlivý. V devadesátých letech vytlačil quartz natolik mechaniku, že se mechanických hodinek vyrábělo na světě pouhých 2%. Postupem času se však mechanika opět vrací pro svoji raritu a nadčasovost mezi veřejnost.

Nejčastěji používaný quartzový strojek japonské výroby Myiota

Quartzové strojky pracují takto:

Ze základního zdroje energie - baterie - je vedena energie do elektronické desky s integrovaným obvodem. Z tohoto obvodu jsou vysílány již impulsy dále do cívky, která vysílá impulsy zesílené do statorů. Mezi statory se nachází magnetický rotor, který se na základě těchto impulsů po vteřinách otáčí. A rotor se skládá nejen z magnetické části, ale i z části ozubené. A tato ozubená část dále zabírá do soukolí. Je to vlastně obrácený pohyb soukolí - energie, jak soukolí v mechanickém strojku. Jenom pro upřesnění - tento rotor nemá vůbec nic společného s rotorem mechanických automatických hodinek (snad jen otáčivý pohyb, ale vizuálně jsou naprosto odlišní).

Takto by quartzový strojek chodil, ale velice nepřesně. A tady přichází na řadu krystal (právě slovo quartz je v překladu z latiny krystal) a tento krystal, zabudovaný do elektronické desky, usměrňuje a ustáluje impulsy - kmity natolik, že tyto strojky jsou potom velice přesné. Systémy Eco-drive (Citizen), Kinetic (Seiko), Solar (Casio) atd. jsou systémy, které dají hodinkám nadstandartní funkci - dobíjení akumulátoru baterie, díky čemuž se nemusí u hodinek vyměňovat baterie. Tyto systémy však nemají nic společného s přesností hodinek.

Švýcarský quartzový strojek ETA

I rádiem řízené hodinky mají krystal. Ptáte se proč, když jsou rádiem řízené? Protože rádiem řízené hodinky nejsou tímto radiovým signálem řízené pořád, nýbrž většinou dvakrát denně a to v noci. A zbytek dne jdou hodinky na stejným principu, jako běžné quartzové hodinky. Jenže díky krystalu hodinky udělají tak minimální diferenci - pro představu asi 0,5 vteřiny za 24 hodin -, že prakticky není možné tuto diferenci k dalšímu seřízení radiovým signálem rozpoznat. Proto jejich nepatrná diference je každý den vždy doladěna. Rádiem řízené hodinky pracují velmi snadno - základ pro naprosto přesný čas jsou atomové hodiny. Tyto atomové hodiny přenášejí čas do hlavního vysílače. Ten v okruhu cca. 2000 km vysílá dvakrát denně signál právě s časem atomových hodin, který si všechny přístroje připravené na příjem tohoto signálu přivlastní a seřídí se dle něj. Tyto přístroje dokáží díky tomuto mít vždy přesný nejen čas (letní i zimní), ale i datum.

Švýcarské strojky jsou kompletně shrnuty na webových stránkách Eta ještě na vlastních stránkách a Ronda na Chcete-li tedy vědět, jaký strojek mají Vaše švýcarské hodinky, kolik má strojek rubínů atd., navštivte domovské stránky dané značky, kde najdete Váš model a tam většinou bývá typ strojku. Tento typ zadejte na stránkách a zobrazí se Vám nafocený strojek i s popiskama.

Nejčastěji používaný strojek Miyota Citizen dle kalibru najdete na stránkách . Strojky Miyota Citizen se dnes požívají v např. hodinkách Jacques Lemans, Festina, Rotax, Storm, JVD, Foibos atd.

Švýcarský quartzový chronograf