Sprężyna napędowa
Sprężyna napędowa – sprężyna będąca akumulatorem energii w mechanizmach (najczęściej zegarowych).
Do napędu w zegarach najczęściej stosuje się sprężyny spiralne taśmowe wykonane ze stali sprężynowej. Bardzo rzadko stosowane są sprężyny spiralne z drutu, jedynie w mechanizmach, w których potrzebna jest niewielka pojemność napędu nieprzekraczająca kilku minut.
Ten rodzaj napędu został wynaleziony około roku 1400.
Rodzaje napędów
W zegarach stosuje się trzy rodzaje napędów sprężynowych:
- W pierwszym zewnętrzny koniec sprężyny zamocowany jest do nieruchomej części korpusu, a wewnętrzny nawija się na wałku sprężyny, napędzając go. Sprężyna jest zwykle bez bębna. Ten rodzaj napędu stosowany jest tylko w najtańszych zegarach, najczęściej popularnych budzikach. Jego najpoważniejszą wadą jest zatrzymywanie się mechanizmu w czasie nakręcania sprężyny.
- W drugim rodzaju napędu sprężyna umieszczona jest zwykle w bębnie, koniec wewnętrzny umocowany jest do nieruchomego wałka służącego do nakręcania sprężyny, mechanizm napędzany jest zewnętrznym końcem sprężyny umocowanej do wewnętrznej powierzchni bębna. Ten rodzaj stosowany jest w zegarach wyższej klasy.
- W trzecim rodzaju napęd jest przekazywany dwoma końcami sprężyny. Jeden koniec może napędzać mechanizm chodu, a drugi mechanizm bicia.
Sprężyna napędowa zegara
Sprężyna napędowa w bębnie
Sprężyny w kształcie litery S
Bęben wyrównawczy
Zasada działania bębna wyrównawczego
Wady i inne konstrukcje
Wadą napędu sprężynowego jest nierówny moment napędowy. W miarę rozwijania się nakręconej sprężyny moment ten maleje, co ma wpływ na dokładność chodu zegara. W prostych mechanizmach, najczęściej kieszonkowych, stosuje się zapadki, które pozwalają wykorzystać tylko środkową część zwojów sprężyny, w zakresie, gdzie moment jest prawie stały. W dużych mechanizmach stosuje się wynaleziony w 1525 roku bęben wyrównawczy. Tworzy on przekładnię cięgnową o zmiennym przełożeniu.
Oprócz sprężyn, które w stanie swobodnym mają kształt spirali, w zegarkach naręcznych stosuje się sprężyny, które w stanie swobodnym mają kształt litery S. Straty na tarcie takich sprężyn są małe, dlatego charakteryzują się one większą sprawnością i mniej zmiennym momentem napędowym.
Zobacz też
Bibliografia
- Zdzisław Mrugalski: Mechanizmy zegarowe. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1972.
- Wawrzyniec Podwapiński: Zegarmistrzostwo część 6. Niepokalanów: 1956.
- Bernard Bartnik, Wawrzyniec Podwapiński: Technologia mechanizmów zegarowych. Montaż, konserwacja, naprawa.. Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, 1979. ISBN 83-02-00307-7.
Media użyte na tej stronie
Drawing of a clock mainspring from the mid 19th century.
Fusee pocket watch movement, made 1760 by Johann Lindquist of Stockholm. Photo taken by Gervald Frykman. Alteration: enhanced brightness of fusee.
Photos of pocketwatch mainsprings made by Elgin Watch Co. around 1910, from a service bulletin published by the company. Shows three types (l-r): normal, semi-reverse, reverse. The reverse curves given to the outer portion of the spring in the last two types provided additional torque during the later part of the watch's running period as the spring was running down. This produced a more constant drive force for the watch movement, resulting in greater accuracy. Alterations: cropped out frames and captions, combined 3 separate photos, cloned background of 2nd photo to cover blank areas of composite, converted to PNG
Woodcut of fusee and mainspring, showing operation. The fusee (cone-shaped pulley) was used in antique clocks and watches to improve accuracy by equalizing the force of the mainspring. The labeled parts are: (A) mainspring arbor, (B) mainspring barrel, (C) chain, (D) fusee axle, (E) attachment of chain to barrel, (e) attachment of chain to fusee, (F) fusee, (G) winding arbor, (W) output gear wheel. Alterations: combined two illustrations from the source, Fig. 14 p.24 and Fig.15 p.25 into one image, and added the captions.
Autor: HNH, Licencja: CC BY-SA 3.0
The mainspring barrel from a clock. The mainspring which drives the clock, a coiled ribbon of spring steel, is visible inside the barrel. The clock is wound up by fitting a key onto the squared-off axle of the barrel (on other side) and turning it, winding the spring inside closer around the axle, storing energy in the spring. The other end of the spring is attached to the barrel. The force of the wound up spring turns the barrel, and the ring of gear teeth around the outside turns the clock's gears, until the spring runs down and needs to be wound again.
WARNING: Do not open the device you are seeing on the picture unless you have the special tools and training needed to perform this work. Mainsprings contain a lot of energy. Even a broken spring is powerful enough to injure you or others very seriously! Do not disassemble clockworks by yourself, unless you know how take the necessary precautions. Disassembly of a clockwork without such precautions may cause serious injury of you or other persons. You may also destroy the clock. These pictures are not presented here to inspire you to disassembly, but to give you the insights without having to disassemble a clockwork by yourself!