ПИПУНЫРОВ ИСТОРИЯ ЧАСОВ

пает по точности только хронометровому ходу, изобретенному на основе не­ свободного дуплексного хода. При хронометровом ходе, как и при дуплексходе, импульс подается один раз за полное колебание баланса; при свобод­ ном анкерном ходе этот импульс подается при колебании баланса в том и другом направлении не прямо, как в цилиндровом и дуплекс-ходе, а посред­ ством вилки, как в маятниковых часах с несвободным анкерным ходом Гра­ гама.

Применение в балансовых часах вилки для передачи импульса явилось важным изобретением Мюджа в области хронометрии. Это открыло возмож­ ность преодолеть имевшиеся до того трудности для применения маятниковых ходов, приспособленных для работы с ограниченной амплитудой, в балансо­ вых часах, работающих с большой амплитудой. Томас Мюдж вышел из этого затруднения путем введения передачи между якорем и балансом, но такую передачу, которая действовала только во время импульса, а во время про­ хождения балансом дополнительных дуг никакой связи между балансом и спусковым механизмом нет. Этим объясняется существенная разница в кон­ струкции между ходом Грагама и свободным анкерным ходом Мюджа. В ма­ ятниковых часах вилка и маятник совершают свое колебание на одной оси под одним и тем же углом, чего нельзя добиться в свободном анкерном ходе, поскольку центры колебания анкера и баланса находятся в отдалении друг от друга. Эллипс и вилка — две захватывающие одна другую части анкерного хода — при совместном движении образуют два пересекающихся круга. Связь этих двух частей анкерного хода происходит в те моменты, когда они нахо­ дятся в районе пересечения дуг кругов, описываемых каждым из них. При движениях, выходящих за эту точку, баланс находится вне всякой связи с остальными частями хода; он совершает свое колебание совершенно свободно и только при возвратном движении опять на мгновение приходит в связь с вилкой, получая вновь импульс. Баланс с анкерным ходом может делать вра­ щение по полному обороту в каждую сторону, т. е. вдвое больше, чем баланс с цилиндровым ходом. Таким образом, применение анкерного хода, в отличие от грагамовского, обеспечивает свободное колебание баланса, т. е. баланс в те­ чение значительной части своего движения не испытывает какого-либо воздей­ ствия от спускового регулятора, так как он разъединен с балансом, но всту­ пает с ним во взаимодействие на мгновение для освобождения ходового ко­ леса и передачи импульса. Отсюда происходит английское название этого хода detashed lever escapement — свободный анкерный ход.

До Мюджа было несколько безуспешных попыток решить эту проблему. Тем не менее с исторической точки зрения не лишне указать на применение для этой цели секторного анкерного хода для передачи движения балансу от скобки при помощи такого механизма, который позволял увеличивать в зна­ чительной мере угол колебания баланса при сравнительно небольших углах поворота анкерной скобки.

Секторный анкерный ход. В 1722 г. физик и механик из Орлеана аббат Д'Отфей (1647—1724) опубликовал описание хода, в котором на оси баланса имелся триб, находящийся в зацеплении с зубчатым сектором, закрепленным на одной оси с анкером. Этот ход (рис. 185) интересен в том отношении, что он существенно отличается от применявшихся до него традиционных типов спускового устройства. Рычаг 5, выступающий над палетой 6, имеет на одном конце сектор 3 с зубчатым зацеплением. Последний находится в зацеплении

с трибом 2, который составляет одно целое с осью баланса. Ходовое колесо 8 передает импульс палете, а отсюда через рычаг 5 — зубчатому сектору, кото­ рый действует на балансовую ось и вызывает колебание баланса 1. Рычаг 5 выступает другим своим концом также за пределы палеты в виде противове­ са 7. Два упорных штифта 4 на верхней пластине ограничивают движение ры­ чага, с тем чтобы зубчатый сектор при своем вращении не мог выйти из за.- цепления с балансовой осью триба. Баланс, находясь в непрерывной связи с зубчатым сектором через триб, естественно, не мог иметь свободных коле­ баний даже на дополнительной дуге. Поскольку зацепление зубчатого секто­ ра с трибом не может быть нарушено какими-либо внешними воздействиями удара или вибрации, то отпадает необходимость предохранительных устройств и притяжки.

Секторный анкерный ход был запатентован в Ливерпуле (Англия) в 1791 г. Петером Ливерландом. С таким ходом было изготовлено много механизмов под названием «шестерня и гребенка», или «гребенчатый анкер».

Некоторые считают, что современный анкерный ход мог быть результа­ том эволюции секторного хода, выразившейся в удалении всех зубцов секто­ ра, кроме двух, и всех зубцов триба, кроме одного. Эта мысль совершенно ошибочна, она могла быть навеяна ходом, показанным на рис. 186. Ход был запатентован в Англии около 1814 г. Эдвардом Мэсси (1770—1852). В этом

Рис. 185. Секторный анкерный ход

Рис. 186. Анкерный ход Месси 1814 г.

Рис. 187. Первый свободный анкерный ход Мюджа для карманных часов

спусковом устройстве ход балансира ограничен прорезом в прямоугольном стержне на одном из его концов, который сцепляется с единственным зубом, выступающим за периферию круга маленького ролика, укрепленного на оси баланса; через этот ролик импульс передается балансу.

Первый свободный анкерный ход в исполнении Томаса Мюджа (рис. 187) был применен в часах, изготовленных им в 1754 г. для супруги короля Георга III Шарлотты. Эти часы находятся теперь в Виндзорском замке.

Ходовое колесо из стали имеет 20 зубцов; по внешнему виду и по форме зубцов оно такое же, какое имеется в ходе Грагама для маятниковых часов. Палеты 2 обхватывают 41/2 зубца по окружности ходового колеса. Они сде­ ланы из сапфира и вставлены в опору после соответствующей отрегулировки на одном из палетных плеч. Рычаг 3 установлен на палетной оси и составляет прямое продолжение входа и выхода палеты, так что он находится на более низком уровне, чем палеты. У одного конца он имеет противовес 4. Два дра­ гоценных камня 5 и 6, вставленные в оправу и соответственно отрегулирован­ ные, образуют разветвление. Они установлены на различной высоте (уровне), так что каждый может действовать на один из двух кулачков (7 и 8), соеди­ ненных вместе. Кулачки заменяют, или, что то же, выполняют функции двой­ ной рольки, получившей распространение в современных часах со свободным анкерным ходом. Предохранительный штифт 9, имеющий форму изогнутых плеч, прочно прикреплен к палетам и действует на малый ролик 10, установ­ ленный на балансовой оси.

При вращении баланса один из кулачков контактирует со своим камнем и двигает рычаг, чтобы отключить спуск. Сразу же второй камень другого раз­ ветвления сцепляется с другим кулачком, который дает балансу импульс. Цикл повторяется; сначала один кулачок выполняет функцию отключения хода, а другой подает балансу импульс, затем функции у них и камней меняются на обратные.

Мюдж является не только изобретателем одного из первых свободных ан­ керных ходов, но, кроме того, он высказывал ряд других идей, новых в то время, но широкое применение получивших только теперь; таковы, например, его идеи о сдвоенном ролике безопасного действия и о палетах, изготовлен­ ных всецело из драгоценных камней, вставленных в оправы. Хотя сам Мюдж изготовил только двое карманных часов с этим ходом, но от его изобретения ведут свое начало все современные свободные хода, используемые теперь почти во всех карманных и наручных часах. Мюдж справедливо считал изоб­ ретенный им ход слишком трудным в изготовлении и применении и не пы­ тался найти возможность для распространения своего изобретения.

Анкерный свободный ход из всех ходов, применяемых в карманных ча­ сах, бесспорно занимает первое место, но требует чрезвычайной аккуратности в исполнении. Часы с несовершенным цилиндровым ходом кое-как еще могут выполнять свое назначение, но механизм с несовершенным анкерным ходом непригоден. Следовательно, применение анкерного хода в карманных часах предполагает довольно высокий уровень развития технологии часового произ­ водства. Отсутствие этого необходимого условия в начале появления анкер­ ного хода задержало на весьма продолжительное время его широкое приме­ нение и потому же он долго не был оценен по достоинству. Оборудование ча­ совых предприятий было недостаточно совершенным, а у рабочих не было должных навыков для обеспечения нужной точности. Кроме того, в ранней

Рис. 188. Свободный анкерный ход Эмери для карманных часов

ED — двузубец; в, F— импульсные штифты; R, L — рубиновые палеты; А, В, С — линии разрезов

Рис. 189. Свободный анкерный ход Бреге для карманных часов

А — зуб с утолщением на конце; СВК—разрез притяжки; D, R — палеты; F — вилка ролькой

конструкции анкерного хода имелась весьма существенная техническая недо­ работка, которая также немало задержала ее распространение. В ней не предусматривалось применение притяжки — весьма необходимого условия для правильной работы анкерного хода в карманных и наручных часах.

Притяжка была изобретена в конце XVIII в. и впервые появилась в Анг­ лии в карманных часах Эмери (рис. 188), но получила всеобщее распростра­ нение с 1825 г. благодаря французскому часовщику Жоржу Лешо (1800— 1884), внесшему существенные усовершенствования в конструкцию анкерного' хода. Конструкция анкерного хода Мюджа (по типу Грагама) имела палеты с цилиндрическими поверхностями покоя. Лешо заменил их плоскими поверх­ ностями и расположил палеты под некоторым наклоном, что создавало угол притяжки. Благодаря этому вилка во время хода часов прижимается то к пра­ вому штифту, то к левому и тем самым баланс получает свободу колебания. Это сделало анкерный ход безупречным и обеспечило ему широкое распростра­ нение.

Изобретения Мюджа долго не имели надлежащего использования, пока Георг Севедж, знаменитый часовщик из Лондона, вместе с братом не привели

Абрагам Луи Бреге

оригинальные идеи Мюджа к более современному виду — к классическому ти­ пу английского анкерного хода. С 1830 г. этот ход получает в Англии значи­ тельное применение в карманных часах, после чего они стали изготовляться

коммерческом мире, был английский анкерный ход с заостренными зубьями,, который будет рассмотрен ниже. Этот ход вскоре сделался стандартным дляанглийских карманных часов.

Дальнейший прогресс в устройстве свободного анкерного хода был до­ стигнут в Швейцарии около 1840 г. Здесь появился ход с утолщенным на кон­ це зубом (рис. 189). Данный ход был более прочным,, чем английский ход с заостренным зубом; он имел и другие преимущества. По-видимому, этот швей­ царский ход в карманных часах впервые был применен выдающимся часовщи­ ком Бреге. Теперь почти каждый свободный анкерный ход в точных перенос­ ных часах снабжен зубом с утолщенным концом. Бреге, кроме того, в своей; конструкции часов применил устройство, называемое притяжкой.

Хотя первый свободный анкерный ход Мюджа был снабжен сдвоенной» ролькой особого типа, позднейшие типы свободного анкерного хода в Англии были уже с одной-единственной ролькой; в настоящее время снова вошла в употребление двойная ролька, впервые примененная, по видимому, Бреге.

Рис. 190. Английский свободный анкерный ход

В 1865 г. Роскопфом для массового выпуска дешевых карманных часов был применен штифтовый анкерный ход, который и до сих пор не вышел из употребления.

Английский свободный анкерный ход. Этот ход получил название англий­ ского ввиду того, что ходовое колесо снабжено английским зубом, т. е. ост­ рым, с очень небольшой фаской (рис. 190). Его основные части: 1) ходовое колесо, 2) якорь (анкер), 3) вилка, 4) колонштейн (эллипс), 5) предохрани­ тельное приспособление.

Ходовое колесо здесь имеет 15 зубцов. Расстояние между концами двух зубцов составляет 24°. Якорь (анкер) чаще всего охватывает 2,5 зуба: Угол обхвата анкера, таким образом, составляет 2,5х24 = 60°.

Анкер жестко крепится с вилкой посредством винтов. Вилка снабжается противовесом для уравновешивания ее веса и приведения центра тяжести якоря и вилки к оси их вращения. Конец вилки оканчивается рожками, охва­ тывающими эллипс (импульсный камень), укрепленный на рольке. Эллипс име­ ет вид колонки (его часто называют колонштейном) и изготовляется из кам­ ня; он передает импульс балансу, а потому называется также импульсным камнем. Еще он называется предохранительным штифтом, потому что исклю­ чает возможность случайных остановок хода из-за перехода вилки в другое положение. В английском ходе чаще всего используется простая, а не двойная ролька. Ролька вместе с предохранительным штифтом тоже выполняет предо­ хранительные функции. Ее насаживают на ось, а поверх насаживают втулку, на которой укрепляется баланс и резервная ролька спиральной пружины.

Якорь изготовляется из стали обычно из одного куска, а те места, куда попадает и по которым скользит зуб ходового колеса на обеих палетах, выре­ заются насквозь, и в образовавшиеся углубления вставляются соответствую­ щим образом отшлифованные и отполированные куски рубина или сапфира. Якорь имеет палеты — входную и выходную.

Существенным в английском ходе является то, что импульс передается целиком палете анкера.

Действие английского анкерного хода складывается из: а) прохождения балансом дополнительной дуги в одном и другом направлении от положения

время ходовое колесо и вилка неподвижны, как и все остальные детали часо­ вого механизма, кроме системы баланс—спираль. Но при своем обратном движении, когда баланс достигает положения равновесия и имеет наибольшую скорость движения, эллипс снова попадает в вырез вилки при условии, чтосохранилось положение вилки без изменения, т. е. в том положении, в каком она находилась в момент выхода эллипса из выреза вилки. Легче ограничить, движение вилки вперед, чем назад. Удержание анкера в установленном по­ ложении достигается лишь силой ходового колеса, когда плечи анкера под. давлением зуба будут притягиваться к колесу. Для надежного удерживания анкера необходимо иметь вместо цилиндрических плоские поверхности покоя палеты и расположить палеты под некоторым углом к радиусу колеса, чаще под углом 12°. Это и будет углом притяжки. Назначение притяжки заключает­ ся также в отведении предохранительного штифта от рольки в такой мере,, при которой не будет трения штифта о боковую поверхность рольки, чтобы, не мешать свободным колебаниям баланса.

Сила, которую нужно приложить к палете, чтобы выдернуть ее из-под зу­ ба, носит название силы освобождения. Когда эллипс (импульсный камень) при прохождении балансом положения равновесия попадает в вырез вилки и производит удар о стенку выреза, он тем самым сообщает вилке скорость. Вилка в свою очередь посредством палеты производит удар о зуб колеса. Под влиянием скорости, полученной при ударе, ходовое колесо теряет контакт с палетой и начинает отход назад. Величина этого отхода зависит от угла по­ коя С (или, как иногда говорят, от глубины хода) и от угла притяжки. Для того чтобы зуб ходового колесавышел из покоя, анкер должен повернуться на угол 11/2°, а противоположная плоскость покоя под таким же углом всту­ пить в окружность колеса. На это баланс затратит часть приобретенной им во время движения кинетической энергии.

дового колеса только что начал скользить по импульсной плоскости входной палеты. За время прохождения острием зуба от начала плоскости импульса до ее конца ходовое колесо поворачивается на некоторый угол, называемый углом импульса на палете. Соответствующее движение вилки составляет подъ­ ем вилки на палете. Сумма углов, проходимых вилкой при подъеме на палете и на зубе, называется подъемом вилки.

При импульсе якорь поворачивается на 81/2°> из которых 3° приходится на зуб и 51/2° на палету. Весь подъем будет 1 1/20 покоя и 81/2о импульса, всего 10° Движение ходового колеса за каждый такой подъем происходит под углом 12°, что составляет половину угла обхвата 2'/2 зубцов анкером. На рис. 191,6 зафиксировано мгновение, когда зуб а спадает с импульсной входной палеты. и падает на покой выходной палеты, а зуб и приближается к импульсной па­ лете. Угол поворота анкерного колеса с момента окончания импульса и допадения зуба на плоскость покоя называется углом падения. Угол падения составляет 3° у английского и 1о30" у швейцарского ходов.

Передача импульса и падения ходового колеса происходит дважды за полный период колебания баланса, и каждый раз анкерное колесо поворачива­ ется на половину углового шага.

Чтобы зуб ходового колеса и прилегал к плоскости покоя палет только, своим кончиком, передний его бок должен иметь по отношению к радиусу ко-

Рис. 191. Схематическое изображение действия английского анкерного хода при прохождении им угла импульса и падения

Рис. 192. Основные части швейцар­ ского хода

леса наклон по крайней мере в 24°. Зубцы ходового колеса должны быть очень тонкими, чтобы анкер мог беспрепятственно попадать в промежутки зубца ходового колеса. Ходовое колесо с тонкими и острыми зубцами, конеч­ но, легко подвергается износу и повреждению. К недостаткам этого хода от­ носятся также тяжелые и широкие палеты, изготовляемые как одно целое с якорем, и технологические трудности, связанные с изготовлением острых зуб­ цов ходового колеса. Именно в перечисленных недостатках заключается при­ чина того, что английский анкерный ход не получил широкого распростра- «нения.

Швейцарский анкерный ход. В наручных и карманных часах этот ход имеет наибольшее применение. Он получил значительное распространение вме­ сто английского анкерного хода.

Ходовое колесо имеет 15 зубцов; они значительно отличаются от зубцов ходового колеса, используемого в английском ходе; зубцы в швейцарском ходе не заострены. Основные части швейцарского свободного анкерного хода пред­ ставлены на рис. 192.

Якорь и вилка в швейцарском ходе большей частью изготовляются из цельного материала, хотя это и не обязательно. Якорь снабжен входными и выходными палетами. Анкерная вилка имеет вырез (паз) для эллипса, около которого расположены рожки вилки. Внутренние поверхности рожков выпол­ нены по двум окружностям равного радиуса. Для предохранения часов от возможных остановок из-за перехода вилки в другое положение ход снабжает­ ся предохранительной ролькой и копьем. Копье, изготовляемое из твердой ла­ туни, прочно запрессовано и расклепано в отверстие хвоста вилки.

В швейцарском анкерном ходе чаще всего используется двойная ролька: одна, большая —для импульса и другая, меньшая —для предохранения от случайного переброса вилки. На одной и той же рольке эти две функции од­ новременно несовместимы. Двойная ролька изготовляется из латуни или ста­ ли и плотно напрессована на ось баланса. В импульсной рольке запрессовы­ вается эллипс. Эллипс, как и палеты, изготовляется из рубина.

Опорами оси баланса служат камневые подшипники, состоящие из сквоз­ ных и накладных камней. Края отверстий в камнях, а также концы (цапфы) оси закруглены для уменьшения трения.

Работа швейцарского анкерного хода дана на рис. 193 (положения /—VI). I. В момент прохождения балансом дополнительной дуги против часовой стрелки от его крайнего положения до начала взаимодействия с анкерной

вилкой (а).

II. Когда баланс при своём свободном движении достигает положения равновесия и, имея максимальную скорость, вводит в вырез анкерной вилки эллипс.

III. Положение анкерного хода к концу освобождения. Угол поворота ан­ керной вилки во время освобождения называется углом освобождения, или полным углом покоя. После перехода с плоскости покоя на плоскость импуль­ са входной палеты начинается передача импульса (момента) с анкерного ко­ леса через вилку на баланс.

IV. Когда зуб колеса скользит по плоскости импульса палеты и передает момент на анкерную вилку, поворачивая ее на определенный угол.

V. После окончания импульса и до падения зуба на плоскость покоя.

VI. В момент покоя на выходной палете. Баланс движется совершенно свободно к правому крайнему положению (b), проходя второй дополнитель­ ный угол, так как эллипс вышел из выреза вилки якоря и всякое соединение якоря с балансом прервалось.

При возвращении баланса из крайнего правого положения цикл работы спуска повторяется, но уже на выходной палете, и за полный период колеба­ ния баланса анкерное колесо повернется на один зуб. Таким образом, за пол­ ный период колебания баланса передача импульса и падение анкерного коле­ са происходят дважды, и каждый раз анкерное колесо поворачивается на половину углового шага. Следовательно, анкерное колесо вращается преры­ висто, скачками.

Анкерные хода разделяются в зависимости от положения плоскостей по­ коя и плоскостей импульса по отношению к оси вилки на неравноплечие, или равнопокойные, на равноплечие, или равноимпульсные, и смешанные. Различ­ ное взаимное расположение палет при этих ходах приводит к некоторому раз­ личию в характере импульсных кривых, моментов импульса и моментов осво­ бождения. В неравноплечем ходе условия освобождения одинаковы на обеих