A mechanikus óraszerkezet működése – az alapok

Majd’ minden cikkben elhangzanak olyan kifejezések, amik az óraszerkezet működésével kapcsolatosak, fontosak, mégsem magyaráztuk el, vagy fejtettük ki ezeket eddig. Most egy leegyszerűsített, lényegretörő írásban foglaljuk össze a mechanikus óra működését. In medias res.

A képen egy zsebóra szerkezetet látunk “kiegyenesítve”, hogy jobban értelmezhető legyen, a tengelyeket (csapok) közrefogó csapágylemezek és hidak nélkül. Ezek az órában nem így lineárisan helyezkednek el, hanem a szerkezet alapvető formájának megfelelően, kompaktabb módon.
Nézzük vázlatosan:

1.  Korona és felhúzótengely. Ahogy a koronát tekerjük, a felhúzótengely végén levő fogaskerék-áttétellel húzzuk fel a motorrugót, ami a rugóházban van (2.)
2. Rugóház és motorrugó. A felhúzás során a motorrugót húzzuk. A felhúzott rugóból az energia távozni akar, ez az energia a rugóház, mint fogaskerék közvetítésével jut el a kerékrendszerig (3.)
3. A kerékrendszer. Ne bonyolódjunk bele a köztes és negyedes kerekekbe, amik alapvetően áttételek, maradjunk az egyszerű példánál. A kerékrendszerben található fogaskerekek tengelyére helyezik a mutatókat.
   A másodperc-, perc-, és órakerékre, elnevezésük őszinte, az adott egységben forognak, tehát a másodperc kerék 60 másodperc alatt tesz meg egy teljes fordulatot, a perc kerék 60 perc alatt, az órakerék pedig 12 óra alatt. Ezek a számok az egymás közötti áttételekkel jönnek létre (fogaskerekek egymáshoz viszonyított mérete).
   Mivel a rugóházból fékezetlenül jön eddig az energia, ezt meg kell gátolni, vagy, szabályozni, különben pillanatok alatt lefutna a rugó, és szétverné a kerékrendszert (kezdő órások biztos találkoztak már olyannal, hogy az összerakottnak hitt órát felhúzták, nem indult, megpiszkálták, és hirtelen olyan hangot hallottak, mint a felhúzott lendkerekes kisautó, amit egyszercsak felemelnek a földről). Itt ér el a fogaskerekek áttétele a gátkerékig (4).
4. Gátkerék, és horgonyvilla. A gátkerék a ritka fogú fűrészfogas kerék, a horgonyvilla pedig a  felső képen takarásban van, egy kétágú villa, aminek a hegyei kövek, tehát mesterséges rubinból készültek -a kopás csökkentése okán-, a villa szára pedig a billegő (5.) tengelyénél ér véget. A működési elv aránylag egyszerű: a kerékrendszeren át megérkező energia hatására a gátkerék is folyamatosan forogna. Itt pedig elindul egy oda-vissza ható kölcsönhatás. -Alábbi képen balról jobbra: gátkerék, horgonyvilla, és a billegő tengelyének része a vezetőtárcsa (a képen “9.”)-.

   

    

5. Billegő és hajszálrugó: alapvetés: a billegő a hajszálrugó hatására mozog, tehát “billeg” jobbra-balra.
   A gátkerék a rugó energiájától hatalmas sebességgel forogna, viszont a fűrészfogas megoldásnak köszönhetően megmozdítja a horgonyt. A horgonyvilla tengelye a két fog köztespontja felé található, ennek köszönhetően van lehetősége vertikálisan -jobbra és balra mozogni.
   A billegő tengelyének alján egy apró kiemelkedés, a vezetőkő az, amihez a horgony szára hozzáér, megmozdítja a billegőt, és ennek a mozdításnak a hatására a billegő hajszálrugója megfeszül, kienged, a másik irányba megfeszül, kienged, és így tovább. Ezeket hívjuk lengésnek (féllengésnek, hiszen körbefordulni nem tud a tengelyén lévő vezetőkő miatt). Ahogy leng, a vezetőkő minden lengésnél mozdítja horgony szárát, ami szintén jobbra, és balra mozdul, ezáltal a a horgonyvilla két foga felváltva “fogja meg”, gátolja a gátkereket a féktelen forgásban, ezt láthatjuk modellezve az alábbi videón:

Tehát a gátkerék – horgonyvilla – billegő hármasa, a járat, amit az angolok escapementnek neveznek, – a sztaki szótár gátlóműnek-, a zsargon pedig gátszerkezetnek, ami szabályozza a lánc elején látott motorrugó energiájának leadását. Innen levezethetjük, hogyha a rugóméret adott, akkor minél kisebb a billegő lengéseinek száma, annál lassabban jár le a rugó, tehát annál nagyobb a járástartalék. Minél nagyobb a lengések száma, annál gyorsabban jár le az adott méretű rugó.

És mi ez a lengésszám, amiről majd’ minden cikkben lehet olvasni? A billegő egy óra alatt megtett (fél)lengéseinek a száma. Az utca végén ez a szám befolyásolja azt, hogy mennyire látjuk “folyamatosnak”, sokszor szinte már “úszónak” a másodpercmutató mozgását. Sokszor nem számadatként, hanem Hertz-ben adják meg, a 2,5Hz a régebbi szerkezetek 18000-es félengésszáma, 3Hz a japán karórák legtöbbjében elterjedt 21600-as féllengésszám, 4Hz a svájciakra jellemző 28800, és így tovább.

A másik megemlítendő tulajdonság a lengésszög. A billegő lengésének a mértékét a legegyszerűbb szögben megadni. Tehát egy frissen szervizelt óra lengésszöge 300-320 fok, az azt jelenti, hogy a billegő egy féllengés alatt közel egy teljes kört, 300-320 fokot mozdul el tengelye körül. Ahogy a kenőanyagok –a szervizelés részleteiről fontosságáról itt írtunk videóval is ábrázolva a szerkezet működését– száradnak, elfogynak az idő múlásával, ez a lengésszám csökkenhet, ezzel is jelezve, hogy az óra szerviz érett.

Hogy mitől egy másodperc egy másodperc? Az áttételezéstől és a hajszálrugótól. A kerékrendszer áttételezései alapján mutatja az óra az órát, percet, másodpercet, a hajszálrugó a szerkezet frekvenciáját, a járat -billegő, horgony, gátkerék- pedig a pontosságát szabja meg.

A hajszálrugó csapágyánál (fedőkőnél) láthatjuk a különböző verziókban készült ütésbiztosítást, és a hajszálrugó kulcsot. Az ütésbiztosítás lényege a mozgásból, rázkódásból adódó energia elnyelése, minimális függőleges mozgást engedve a billegő tengelyének, ezzel kiküszöbölve, hogy rázkódás során a billegő csapja eltörjön (csap=tengely).

A hajszálrugókulccsal, aminek számtalan különböző formája van, minimálisan szabályozhatjuk a hajszálrugót, így az óra pontosságát -kivételes esetekben, pl. Rolex, nem a hajszálrugókulccsal szabályozható a pontosság-. Túl nagy eltérés esetén a finomszabályzás már nem segít, napi 20-30 másodperces eltérések még korrigálhatóak, finomíthatóak.

Nagyon röviden így lehet leírni egy mechanikus zseb-, vagy karóra szerkezet működését. Azért is szerepel a cikk címében az “alapok” szó, mivel nem mélyedtünk el az automatikában, a komplikációkban és most csak az alapvető működési elvet néztük meg, nem mélyedtünk el olyan részletekben, minthogy mitől van a korona kihúzásakor több állás, hogy működik a dátum funkció, satöbbi.

Bízunk abban, hogy ezen leírásnak köszönhetően egyre érthetőbb az órák működése az olvasók számára.

A rengeteg tudásanyagért, és a képért köszönet az mvltrade.hu-nak.
A címlapkép a Betteridge + James Katt Photography tulajdona.