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钟表维修高级课堂:现代钟表里的擒纵机构大集合!

发布时间:2019/11/14 13:38:59信息来源:互联网 人气点击: 推荐等级

  在机械表中,我们可能最常接触的擒纵机构是叉瓦式擒纵机构,也称为瑞士杠杆式擒纵机构,是应用最广泛的一种擒纵机构,它的性能和工艺性较好。国内钟表文献中,极少涉及到其他种类的擒纵机构,叉瓦式擒纵机构也是我国早期国表的传统擒纵机构。

钟表维修高级课堂:现代钟表里的擒纵机构大集合!

  擒纵机构是一种机械能量传递的开关装置,这个开关受"计时基准的控制,以一定的频率开关钟表的主传动链,因此被认为是机芯的心脏。擒纵机构的功能可以从两方面理解:擒,将主传动的运动锁定(擒住),此时,钟表的主传动链是锁定的;纵,就是以震荡系统的一部分势能,开启(放开)主传动链运动,同时从主传动链中取回一定的能量以维持震荡系统的工作。擒纵装置主要有两个作用:1. 避免发条盒的能量一次耗尽。2. 会将能量传送到最主要的律时结构:摆轮,以调节每次能量开启与关闭的间隔时间。擒纵器的一擒一纵让钟表正确地计算时间,钟表的时、分和秒针则是依照擒纵器的振频,以精准的节奏运行。

  最初的擒纵机构诞生于15世纪,之后逐渐进化到现在的各种样子。目前,仍有数百种擒纵机构在现代钟表上使用,今天我们就来给大家盘点下目前主流的擒纵系统都有哪些。

  瑞士杠杆式擒纵机构

  瑞士杠杆擒纵是目前市面上机械表中使用最多的擒纵机构,也是现代机械表上使用历史最久的擒纵机构。瑞士杠杆擒纵包括了擒纵轮、具有两个冲击石的擒纵叉(又称为马仔)、冲击滚碟与插梢,再搭配平衡摆轮与游丝,一连串的作动达到稳定均等输送动力以规律时间的目的。

  劳力士、百达翡丽、和斯沃琪集团、等钟表巨头采用了硅材质来改变传统杠杆式擒纵机构,他们与CSEM(瑞士电子学与微电子科技中心)合作共同研究硅游丝。硅的许多特质,使其成为几乎完美的材料,轻盈、抗磁、柔韧、几乎也无需润滑。此外,硅可以极高的精度制造复杂零件,这为擒纵形状的创新提供了可能。百达翡丽在以此基础上开发出Pulsomax擒纵机构,此结构的原理与瑞士杠杆擒纵机构相似,但硅材质的优点让叉瓦和擒纵轮的设计得以优化,进而显著提高了机芯的精准性、可靠性和调校效率。

  同轴擒纵机构

  托马斯·马奇发明了瑞士杠杆式擒纵机构在使用了250多年以后,现代的制表师不满足传统过于简单的擒纵机构,决定探索不同的道路。欧米茄同轴擒纵机构便是由英国制表师乔治·丹尼尔斯在1970年代推出的同轴擒纵机构,旨在避免使用润滑剂,因为随着时间的推移,油的不断增厚会影响腕表的性能。同轴擒纵的三层式擒纵轮、擒纵叉、摆轮轴圆盘及冲击销协调运作,通过水平推动完成动力传递。相比之下,瑞士杠杆式擒纵机构涉及滑动运作(擒纵轮齿沿圆盘),使完美润滑变得不可或缺。

  雅典双向擒纵机构

  2000年,雅典又推出了一款双向擒纵机构,这种机构通过巧妙、简单、对称的架构提高可靠性。双向擒纵机构配备两个擒纵轮和三角形杠杆,交替锁定两个擒纵轮,并向摆轮传输动力。

  爱彼擒纵机构

  几年后,爱彼又研发出一种新的传动机构:擒纵轮直接向摆轮传输动力,无需经过擒纵叉的解锁和锁定。这减少了能量的损耗,并且消除了润滑的需要。爱彼也将机心振频提升至43200次/小时(6赫兹),以提供更高的精度。

  芝柏恒定动力擒纵机构

  芝柏恒定动力擒纵机构,加入一条直径14微米的弹性硅质游丝,其作用类似于能量存储单元,可周而复始地向振荡器提供稳定动力。

  雅典表恒定摆动擒纵机构

  锚式擒纵机构(Anchor Escapement)采用硅质框架,擒纵叉由两片弹簧片固定在中间。摆轮每次交替所产生的推动脉冲,会传送能量到弹簧片,没有擒纵叉轴支撑的擒纵叉因而恒定的前后摆动,但却不会产生摩擦力。更妙的是,当弹簧片恢复原位时,它会返还存储能量。

  帕玛强尼Genequand擒纵机构

  帕玛强尼Genequand擒纵机构,与蚱蜢式擒纵机构有很多相似之处,以柔性件取代传统擒纵叉来锁定和解锁擒纵轮。应用柔性材料大大降低能耗,振幅仅为16°,且无需润滑。这使机心可以实现16赫兹高振频、高进度、以及长达70天的动力储备。与芝柏恒定动力擒纵和雅典锚式擒纵不同,帕玛强尼Genequand擒纵搭配非常规振荡器,没有游丝,改用柔性片,这也是低能耗的另一个原因。

  泰格豪雅Mikrogirder擒纵机构

  泰格豪雅的研究,主要集中于研发可测量短时间间隔的超精密高振频计时码表。2010年,泰格豪雅推出全新的无发条机械擒纵机构,以磁力效应替代传统游丝,低振幅、高振频(50赫兹)驱动摆轮。2011年,有推出了采用线性振荡(相对经典游丝螺旋形状)和片式结构,能够在非常小的范围内振动,不受重力影响,且振频每小时7,200000次的振频,而常规的机械表只有每小时振动28800次,相比之下,MIKROGIRDER是他们的250倍!

  自然擒纵机构

  自然擒纵机构最早是由宝玑大师在1789年发明,其特点是实现擒纵无需润滑油。自然擒纵拥有两个擒纵轮与两个互相咬合的棘轮,只需要一个动力来源,擒纵叉控制擒纵轮左右一擒一纵,两个擒纵轮直接冲击滚碟上的两个冲击石,两边的擒纵轮互相牵制因此可使平衡摆轮自由无设限地摆动,而不必担心摆荡过度。但由于制造过程更为繁复,且成效不彰,最终并没有被大规模采用。

  冲击式天文台擒纵机构

  直接冲击式的棘爪擒纵机构的设计较为简约,擒纵轮与一个细长附有游丝弹簧及搭载小颗宝石(用以制动擒纵轮)的长轴作动,并直接接触摆轮下的冲击石,给予摆轮推动力。冲击式天文台擒纵结构上零件的接触面积少,驱动效率较杠杆擒纵要高,也不需要过度依赖润滑油。

  擒纵机构的工作原理一般都类似,它们都是从同一原始的擒纵机构进化而来。但这些进化的原因值得一提:都是为了减小擒纵机构对时间基准的影响。

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