ساعت توربیلون چگونه کار می کند؟

ساعت توربیلون چگونه کار می کند؟

شاید آن چیز گرد کوچک را در جلوی چند ساعت بسیار گران قیمت دیده باشید که به دور و اطراف می چرخد، و از خود پرسیده اید که چیست و چه کاری انجام می دهد؟ خب، این به خوبی می‌تواند یک توربیلون باشد، و امروز می‌خواهیم نگاهی دقیق‌تر به مدل 110,000 دلاری Lang & Heyne Anton بیندازیم تا بفهمیم در مورد چیست.

توربیلون (Tourbillon) برای چیست؟

برای درک اینکه چرا توربیلون وجود دارد، ابتدا باید کمی پس زمینه ساعت مکانیکی را پوشش دهیم. یک ساعت مکانیکی به جای اینکه با باتری تغذیه شود، از یک فنر پیچ‌دار که در یک بشکه قرار دارد می‌کشد.

در هر نوع مکانیزم ساعتی، آن قدرت در فنر برای کار کردن به دو چیز نیاز دارد: یکی، چرخ دنده ای که سرعت و گشتاور را به سطح مناسبی تبدیل می کند، و دوم، نوعی مقاومت برای جلوگیری از باز شدن یکباره آن. به یک ماشین اسباب‌بازی با باد فکر کنید: کاملاً پیچ خورده و از زمین خارج می‌شود، چرخ‌ها دیوانه‌وار می‌چرخند. مقاومت ناشی از به حرکت درآوردن جرم خود در امتداد کف است که آن را تنظیم می کند.

یک ساعت مکانیکی هر دو این موارد را دارد. قطار دنده‌ای وجود دارد، مجموعه‌ای از چرخ‌ها که سرعت فنر اصلی را به ساعت‌ها و دقیقه‌های روی صفحه تبدیل می‌کند، و سپس خروجی وجود دارد که از سه قسمت تشکیل شده است، چرخ فرار، چنگال پالت و چرخ تعادل.

فرار مانند تعامل بین چرخ ها و زمین در ماشین اسباب بازی است که سرعت حرکت را کنترل می کند. به جز اینکه به جای اینکه کل چیز جرمی باشد که باید حرکت کند، جرم بسیار کوچکتری به جای آن وجود دارد، چرخ تعادل. چرخ تعادل مانند چرخ های خودرو به دور خود می چرخد، اما بدون وزن واقعی برای کنترل آن، یک فنر کوچکتر، فنر تعادل، برای افزایش مقاومت اضافه می شود.

این یک مشکل دیگر اضافه می کند، اینکه وقتی فنر فشرده می شود به نقطه حداکثر فشرده سازی می رسد و می خواهد به فنر برگردد. و بنابراین، به جای چرخش در یک جهت مانند چرخ‌های ماشین اسباب‌بازی، به عقب و جلو می‌چرخد، مانند نسخه گرد آونگ در ساعت های قدیمی. چنگال پالت و چرخ فرار مخصوصاً برای مقابله با تغییر جهت طراحی شده اند.

پس چرا توربیلون؟ از آنجا که چرخ تعادل به طور مداوم در یک جهت نمی چرخد، در عوض به جلو و عقب می چرخد، به این معنی است که موقعیت آن نسبت به گرانش بر عملکرد آن تأثیر می گذارد. آونگ را در یک ساعت قدیمی تصور کنید، اما آن ساعت در همان زاویه قائم قرار نمی گیرد. نمی تواند به درستی تاب بخورد، و این مشکلی است که چرخ تعادل در مقیاس بسیار کوچکتر دارد. Tourbillon اینجاست تا آن را برطرف کند.

چه کسی توربیلون را اختراع کرد؟

داستان اختراع توربیلون، آبراهام-لوئیس برگه، ساعت ساز سوئیسی قرن هجدهم را احاطه می کند که به عنوان یکی از بهترین های تاریخ زندگی کرده است. به نام او اختراع موتور خود سیم پیچ، روپیچ فنر تعادل، فنر گونگ، محافظ ضربه جواهر تعادل و البته توربیلون نسبت داده شده است.

در واقع در اواخر آن قرن، در سال 1795، برگه این ایده را مطرح کرد. تا سال 1801، توربیلون تک محوری به ثبت رسید و برای قرن های آینده به ابزار دقیق بهترین ساعت سازان تبدیل شد.

در طول آزمایش‌های کرنومتر در اوایل قرن بیستم، جایی که ساعت‌سازان در آزمون دقت نهایی قرار گرفتند، توربیلون به یک تکه فناوری ضروری برای داشتن هر گونه شانسی برای عملکرد تبدیل شد. هر کدام به صورت دست ساز و به صورت جداگانه تنظیم شده بودند، مانند موتور یک ماشین فرمول 1. هیچ دو یکسان نبودند، که برای اجرای مسابقات طاقت فرسا به مدت 16 هفته ساخته شده بودند، که در طی آن صدها ورودی تا حد زیادی مورد آزمایش قرار گرفتند. این آزمایش‌ها در واقع در سال 2009 برای جشن 150 سالگی احیا شدند و بار دیگر، یک توربیلون جایزه را گرفت، Jaeger-LeCoultre.

نوع توربیلونی که در اینجا در Lange & Heyne Anton می بینید به عنوان یک توربیلون پرنده شناخته می شود که توسط ساعت ساز آلمانی آلفرد هلویگ اختراع شده است. هلویگ به جای اینکه محور مرکزی توربیلون را در هر دو انتها نصب کند، سیستمی ابداع کرد که به اندازه کافی پایدار باشد تا آن را فقط از یک انتها ایمن کند، به طوری که بتوان بدون مانع از آن لذت ببرد. اگر برای یک اثر هنری دست ساز 110000 دلار بپردازید، می خواهید آن را ببینید؟!

توربیلون چگونه کار می کند؟

بنابراین، توربیلون دقیقا چگونه کار می کند؟ خوب، درست مانند چرخ ماشین اسباب بازی که قبلا توضیح دادیم. در حالی که گریز موقعیت اجزای خود را نسبت به یکدیگر ثابت می کند، هیچ چیز مانع از محصور شدن کل شي و چرخش مداوم در یک جهت نمی شود، درست مانند یک چرخ.

برای کمی دقیق تر، این فقط تاثیر گرانش بر چرخ تعادل نیست، بلکه تاثیر گرانش بر نقص چرخ تعادل است. مهم نیست که یک ساعت ساز چقدر تلاش می کند، تعادل هرگز نمی تواند کامل باشد و این ناهماهنگی ها در چرخ تعادل با گیرکردن در همان موقعیت تقویت می شوند.

به همین دلیل است که مدیر فنی ینس اشنایدر تمام تلاش خود را کرده است تا مطمئن شود که توربیلون در Lang & Heyne Anton تا حد ممکن متعادل است. قفس بیرونی که تعادل را نگه می‌دارد از یک طرف ضخیم‌تر از طرف دیگر است و دارای یک دهانه در لایه بالایی در سمت نازک‌تر است تا وزن چرخ فرار و چنگال پالت را جبران کند.

و این دو جزء نیز با ساختن آن در مراحل عمودی، طوری تنظیم می‌شوند که توربیلون را سبک‌تر و فشرده‌تر کند تا چرخ فرار بتواند روی قفس همپوشانی داشته باشد. چنگال پالت نیز به گونه ای طراحی شده است که در کنار چرخ فرار به جای بین آن و چرخ تعادل قرار گیرد، بنابراین مرکز ثقل به وسط نزدیکتر است و وزنه تعادل کمتری برای تعادل نیاز دارد.

جایی که توربیلون فوق‌العاده هوشمندانه می‌شود وقتی نوبت به سؤال منطقی بعدی می‌رسد است: خوب، صبر کنید، اگر چرخ تعادل نمی‌تواند تماماً بچرخد زیرا توسط بقیه قسمت‌های فرار در جای خود قفل شده است، چگونه ممکن است همه چیز را بچرخانم؟

پاسخ، اگرچه دیدن و تجسم دشوار است، اما به طرز شگفت آوری ساده است. قطار دنده، به جای چرخاندن چرخ فرار همانطور که در یک حرکت استاندارد انجام می دهد، قفس توربیلیون و هر چیزی که در آن است را می چرخاند. در زیر قفس توربیلون یک چرخ دنده ایستا وجود دارد که با چرخ گریز به هم متصل می شود، بنابراین همانطور که چرخ فرار در داخل قفس می چرخد، همانطور که معمولاً می چرخد ​​نیز می چرخد ​​و اجازه می دهد که گریز به صورت عادی عمل کند. این چرخش معمولاً یک بار در دقیقه اتفاق می افتد، به این معنی که قفس می تواند به عنوان یک دست دوم راحت نیز دو برابر شود.

ممکن است فکر کنید این عارضه آنطور که به نظر می رسد مفید نیست، زیرا برخلاف ساعت جیبی که برای آن اختراع شده است، که در یک موقعیت ثابت آویزان می شود، ساعت مچی زیاد حرکت می کند. خوب، با توجه به سبک زندگی بی تحرک امروزی، که اغلب ساعت ها پشت میز ثابت می نشینید، هرگز این موضوع مهم نبوده است.