Ako fungujú mechanické hodinky?

ČO POHÁŇA MECHANICKĚ NÁRÁMKOVÉ HODINKY? 

Otázka položená v názve možno neznie zaujímavo, no každý, kto sa vo svete hodiniek vyzná vie, že v skutočnosti sa jedná o pomerne zložitú záležitosť. Pre hodinky, rovnako ako pre najzaujímavejšie a najlepšie vynálezy platí, že čím viac o nich vieme, tým viac si uvedomujeme ich zložitosť a krásu. Neľakajte sa však toho, poďme sa na to pozrieť bližšie!

Viacerým z nás už len samotný pohľad na mechanický strojček - či už pochádza z rozobratých starých Prim hodiniek, z vreckových hodiniek rodinného dedičstva, z fantastického  zobrazenia mechanizmu na YouTube videu, alebo zo zadnej strany náramkových hodiniek uzavretých zafírovým sklíčkom – spôsobil výbuch nadšenia a túžbu po ďalšom poznaní. Aj Vy ste to zažili, pravda?

Apropo, aby nadšenie nevyhaslo, prikladám jedno z najfascinujúcejších videí ktoré zobrazuje prvotriednu hodinársku prácu:

Ale ak Vás hodinky naozaj zaujímajú a svoje zapálenie beriete vážne, tak by sa patrilo  vedieť, ako vlastne mechanické hodinky fungujú, teda čo ich poháňa.

AKO FUNGUJÚ MECHANICKÉ HODINKY?

Natiahneme ich, vydajú tik-tak zvuk a idú. Voľajako tak. Pokiaľ však chceme byť väčšími znalcami tejto tematiky, potom vieme aj to, že naťahujeme pružinu, stočenú ako kakaový slimák, iným slovom hlavnú pružinu, čiže „main spring“ (1) šponujeme otáčaním korunky, prípadne sa natiahne vďaka rotoru, ktorý sa vrtí sem a tam kôli pohybom našej ruky a gravitačnej energii – to len v prípade automatických strojčekov so závažím. Takto natiahnutá pružina, rovnako ako všetky natiahnuté pružiny všeobecne, chce ihneď vystreliť a vrátiť sa  do pôvodnej polohy – no a práve toto napínanie je zdrojom energie, poháňajúcej hodinky.  

V Európe, v 15. storočí, šikovnejšie hlavičky od nás zistili, ako je možné toto natiahnutie  pružiny nasmerovať do kruhu a cez to poháňať systém ozubených koliesok. Aj moderné mechanické hodinky fungujú presne na tomto princípe: do stredu tesne stiahnutý "kakaový slimák" by sa rád chcel roztiahnuť smerom von, ale vie to docieliť len otáčaním sa okolo vlastnej osi.

Posledný odsek venujme pružine: na hornom obrázku vidíme, v akom stave je pred montážou. Táto pružinka bude s veľkou precíznosťou natiahnutá a vtlačená do „mainspring barrel“, hodinárskym slangom do "pérovníka" na obrázku v strede. Ako vidíte, nie je to obyčajná pružinka z guľôčkového pera, ale v princípe sa ich fungovanie zhoduje.

Bez akýchkoľvek regulácií by však pružina v priebehu niekoľkých sekúnd sama od seba vystrelila a výsledkom by bola len krátka a nepresná časomiera. Preto nasledujúcim krokom je „going train“, čiže systém ozubených koliesok (2), krokového ústrojenstva, ktorý vďaka precízne vypočítaným pomerom transformuje 6 až 8 otáčok za hodinu na 28 800 kmitočtov (o chvíľku sa naň pozrieme). Rovnako ako prevodovka v aute, aj tu to funguje skvelo.

Ako je to viditeľné aj na obrázku vyššie, každé ozubené prevodové koliesko sa neskladá z jedného, ale dvoch. Máme jedno veľké ozubené koliesko, ktoré Vám hneď padne do oka a akoby druhé husle hrá maličké koliesko, ktoré sa krčí na osi toho veľkého. Preto sú potrebné dve, lebo keď sa lepšie pozrieme na zlatisté kolieska, tak vidíme, že sa umiestňujú nad alebo pod sebou a navzájom si ozubené hriadele poháňajú.

Tri ozubené kolieska v súkolí nasleduje jedno štvrté, sťaby paholok svojich pánov, nevýrazné koliesko, ktoré sa stretáva s jedným menším, ktorým je „escape whell“ - krokové koliesko (3). Toto koliesko má zuby v tvare čižmy, do ktorých sa zachytávajú vidly v tvare písmena T a tie neprestajne zastavujú a následne uvoľňujú celý systém ozubených koliesok, vďaka čomu sa energia z hlavnej pružiny odoberá len v malých dávkach. Bez toho by pružina, ako sme už  spomínali na začiatku, vystrelila okamžite.

Posledným prvkom tejto štruktúry je zotrvačník, „balance wheel“ (4 obrázok hore), oscilátor.  Ten osciluje  nie do boku, lež okolo svojej osi vpravo a potom vľavo. Priemerné hodinky vykonajú za sekundu 5, 6, 8 alebo vo výnimočných prípadoch 10 kmitočtov (takže v poslednom prípade 5-krát doľava a 5-krát doprava). Čas nie je hmatateľný, jeho neustále plynutie je potrebné rozdeliť na rovnaké časti, čo je úlohou práve zotrvačníka. Ten rozhoduje, kedy sa môže posunúť celý ozubený systém a v spojitosti s ním, kedy sa môžu posunúť ručičky hodín.

A predsa: ako je možné, že zo systému ozubených koliesok vznikne presný ukazovateľ času? Odpoveď je jednoduchá. Celý systém ozubených koliesok bol vypočítaný tak, aby sa „centre wheel“, centrálne koliesko otočilo každých 12 hodín okolo vlastnej osi iba raz. Presným  vrstvením a pripájaním koliesok k predchádzajúcemu koliesku je možné docieliť aj pohon minútovníka a – voilá! - máme hotové zobrazenie hodín a minút. Na tomto princípe funguje aj sekundová ručička.

Skrátene: hlavná pružina naťahuje, systém ozubených koliesok poháňa, krokové koliesko brzdí a zotrvačník rozdeľuje.

ZHRNUTIE

Ak sa v tom celom začínate trocha strácať, tak potom robíte niečo veľmi dobre: teraz začínate chápať, aký premyslený a zložitý je mechanický strojček. A práve preto bude taký nádherný zážitok ho nielen vidieť a pochopiť, ale aj vlastniť! Nezabudnite, koľko nespočetných  komplikácií, koľko osobitostí a zvláštností obnáša navrhovanie len základného  mechanického strojčeka s dvomi alebo tromi ukazovateľmi (čiže hodiny-minúty alebo hodiny-minúty-sekundy). Ak  ste teraz podľa predtým zobrazených obrázkov pochopili ako sa dostane energia z pružiny k zotrvačníku,  spravili ste maličký, no veľmi dôležitý krok na ceste k lepšiemu pochopeniu a doceneniu týchto skvostov, akými hodinky neodškriepiteľne sú. My sa budeme ešte veľakrát zaoberať podrobnosťami a vyššie spomenuté bude pre Vás  dobrým základom do budúcna.

Vďaka týmto vedomostiam a ďalším, ktoré pre Vás chystáme, dúfame, že bude pre Vás výber, nákup a vlastnenie hodiniek ešte väčším zážitkom!