Часовой Бизнес №6-2013

уголок мастера |
Тонкая регулировка
Тонкая регулировка |
уголок мастера
Аспиринка
для часов
Рис. 2. Монометаллический баланс с
биметаллическими дуговыми сегментами
.
Рис. 3. Неразрезной биметаллический
баланс Воле.
Рис. 4. Анизотропный баланс из листового
цинка Штрумана.
Помимо разрезного биметаллического баланса, о котором мы
вели речь в прошлый раз, существуют и другие варианты решения
«температурной проблемы» и настройки хода.
текст: Виктор Латанский, Вячеслав Медведев
Сделать кРУГлое овальным
В прошлом номере мы отмечали, что
из всех элементов часов наиболее подверженной
изменению температуры
оказывается спираль. Именно поэтому
первые попытки компенсации воздействия
температуры были связаны со
спиралью.
Считается, что первое биметаллическое
устройство температурной компенсации
предложил Джон Гаррисон,
который применил биметаллическую
Рис. 1. Первое применение биметаллического
устройства температурной
компенсации Джоном Гаррисоном.
полоску для удлинения или укорачивания
спирали (рис. 1). Позднее Авраам-
Луи Бреге использовал в своих часах
градусник, на котором крепились две
биметаллические полоски. При нагревании
они перемещали внешний виток
спирали ближе к центру, а при охлаждении
– дальше от него, изменяя зазор
между спиралью и штифтами градусника
и, соответственно, длину рабочей
части спирали. Однако в итоге от
устройств такого рода часовщики отказались,
поскольку они не обеспечивали
надежной настройки компенсации до
требуемого уровня точности, и сосредоточили
свое внимание на самокомпенсирующихся
балансах. О наиболее
распространенном – биметаллическом
разрезном балансе – мы и говорили в
прошлом номере. Он использовался во
всех часах с претензиями на качество
вплоть до открытия в начале ХХ века
доктором Гийомом сплавов для спиралей,
упругость которых мало зависела
от температуры.
В первой самокомпенсирующейся
спирали был использован сплав железа
и никеля, в состав которого Гийом
позднее добавил хром и вольфрам.
Этот сплав получил название элинвар
(elinvar) – от английских слов invariable
elasticity, т.е. инвариантная упругость.
В первой самокомпенсирующейся спирали
был использован сплав железа и никеля
Производными от этого материала являются
другие сплавы, такие как метелинвар
(с добавлением 0,5-1% углерода),
изобретенный Райнхардом Штрауманом
и Эрауз-Шмельце, ниварокс (с добавлением
молибдена и бериллия) и изовал
(с добавлением ниобия). Переоценить
важность этих изобретений для часово-
Еще одним способом упростить
конструкцию стал овализирующийся
баланс Воле
го дела невозможно. В прошлом номере
мы приводили коэффициенты линейного
теплового расширения различных материалов.
В таблице 1 показана разница
в температурной ошибке хода, которую
демонстрируют часы, использующие
дешевую старинную пружину и спираль
из ниварокса.
Однако новые сплавы были недешевы,
и еще долгое время после изобретения
инвара и элинвара часовщики
продолжали использовать различные
конструкции термокомпенсирующегося
баланса. Одним из вариантов был
предложенный Паулем Дитисхаймом
монометаллический баланс с дуговыми
сегментами (рис. 2). Он представляет
собой монометаллический баланс с
двумя закрепленными на ободе короткими
биметаллическими дуговыми
сегментами, предназначенными для
коррекции незначительных температурных
ошибок при использовании этого
баланса совместно с самокомпенсирующейся
спиралью. Настройка остаточной
компенсации здесь осуществляется
перемещением винтов вдоль биметаллических
сегментов. По сравнению с
полноценным разрезным, такой баланс
был дешевле в изготовлении и проще в
настройке, но особого распространения
не получил.
Еще одним способом упростить конструкцию
стал овализирующийся баланс
Таблица 1. Разница зависимости хода от изменений температуры
для бронзовой и самокомпенсирующейся спиралей.
Бронзовая спираль
Суточный ход
Спираль ниварокс-1
В термостате, +35°C (m1): -250 сек +6 сек
Комн. температура, +20°C (m2): +3 сек +4 сек
Холодильник, +5°C (m3): +140 сек -2 сек
Степень темпеРАтурной компенсации
Температурный коэффициент 13 сек/ °С 0,26 сек/ °С
Среднетемпературная ошибка 58 сек/ °С 2 сек/ °С
Воле (рис. 3). Он представляет собой
неразрезной биметаллический баланс,
не содержащий биметаллических полос.
Однако обод и спица сделаны из разнородных
металлов, имеющих различные
коэффициенты расширения. Например,
обод может быть изготовлен из инвара,
а спица – из латуни. Тогда при росте
температуры обод расширится намного
меньше, чем спица, что приведет к
деформации его формы из окружности
в овал. При этом размещенные на ободе
винты сместятся в направлении центра
вращения (если они сгруппированы
вдали от спицы), как это случилось бы в
обычном биметаллическом балансе. В
таком же балансе можно использовать
инвар для спицы, а латунь – для обода.
Подобная конструкция нашла применение
в морских хронометрах Hamilton:
здесь спица сделана из инвара, а обод
– из нержавеющей стали.
Развивая идею овализирующегося
баланса, известный исследователь
материалов швейцарец Райнхард
Штруман предложил делать его из цинка
(рис. 4). Идея состояла в том, что коэффициент
температурного расширения
листового цинка по оси прокатки выше,
чем по перпендикулярным направлениям,
поэтому если изготовить баланс из
листового цинка с должной ориентацией,
то при изменениях он будет приобретать
овальную форму, как баланс Воле.
Различные варианты термокомпенсирующихся
балансов чаще всего
использовались в паре со спиралями
из стали. В настоящее время стальные
спирали выпускаются редко. Мастеру-
88 ЧАСОВОЙ БИЗНЕС 6/13
6/13 ЧАСОВОЙ БИЗНЕС 89