Ceas , ceas portabil care are o mișcare antrenată fie de arc sau de electricitate și care este conceput pentru a fi purtat sau transportat în buzunar.

Ceasuri mecanice

Primele ceasuri au apărut la scurt timp după 1500, exemplele timpurii fiind făcute de Peter Henlein, lăcătuș din Nürnberg, Ger. scăparea utilizată la ceasurile timpurii era aceeași cu cea folosită la ceasurile timpurii, prag . Ceasurile timpurii erau fabricate în special în Germania și la Blois în Franța, printre alte țări, și erau în general purtate în mână sau purtate pe un lanț la gât. De obicei, aveau o singură mână pentru ore.

arcul principal , elementul care acționează ceasul, constă dintr-o bandă plană din oțel cu arc, îndoită sau înfășurată; când ceasul sau alt mecanism acționat de arc este înfășurat, curbura arcului crește și astfel energia este stocată. Această energie este transmisă către secțiunea oscilantă a ceasului (numită echilibru ) prin sistemul de rotire și scăpare, mișcarea balanței în sine controlează eliberarea scăpării și, în consecință, sincronizarea ceasului. A acționarea prin frecare permite reglarea mâinii.

Unul dintre principalele defecte ale ceasurilor timpurii a fost variația în cuplul exercitat de izvorul principal; adică forța arcului principal a fost mai mare atunci când a fost complet înfășurată decât atunci când a fost aproape curgată. Deoarece cronometrarea unui ceas prevăzut cu o scăpare de margine a fost foarte influențată de forța care îl conduce, această problemă a fost destul de gravă. Soluționarea problemei a fost avansată aproape de îndată ce izvorul principal a fost inventat (aproximativ 1450) prin aplicarea fusee, un scripete în formă de con, canelat, utilizat împreună cu un butoi care conține arcul principal. Cu acest aranjament, arcul principal a fost făcut să rotească un butoi în care era adăpostit; o lungime de catgut, înlocuită ulterior cu un lanț, a fost înfășurată pe el, celălalt capăt fiind înfășurat în jurul fuselatului. Când izvorul principal a fost complet înfășurat, intestinul sau lanțul au tras pe cea mai mică rază a fusibilului în formă de con; pe măsură ce arcul principal a căzut, pârghia a fost crescută progresiv pe măsură ce intestinul sau lanțul au tras pe o rază mai mare. Cu o proporționare corectă a razelor mainspring și a razelor de siguranță, un cuplu aproape constant a fost menținut pe măsură ce se desfășoară arcul principal.

Obțineți acces exclusiv la conținut din prima noastră ediție 1768 cu abonamentul dvs. Abonați-vă astăzi

butoiul de mișcare, în care butoiul arcului principal acționează direct trenul de rulare, este montat pe toate ceasurile mecanice moderne și a înlocuit siguranța. Cu arcuri principale de calitate mai bună, variațiile de cuplu au fost reduse la minimum, iar cu un echilibru și un arc de echilibrare ajustate corespunzător, se asigură o cronometrare bună.

Până în jurul anului 1580, mecanismele ceasurilor germane erau fabricate aproape în întregime din fier; în această perioadă, s-a introdus alama .

La primele ceasuri, o roată simplă , cunoscută sub numele de balanță, a fost utilizată pentru a controla rata de mers a mecanismului. Nu a fost supus nicio forță restabilitoare consistentă; în consecință, perioada sa de oscilație și, prin urmare, rata cronometrului au fost dependente de forța motrice. Acest lucru explică importanța mare a fuzionatului.

Controlul oscilațiilor unui echilibru cu un arc a fost un pas important în istoria cronometrării. Fizician englez Robert Hooke a proiectat un ceas cu un echilibru primăvară la sfârșitul anilor 1650; totuși, nu există nicio dovadă că izvorul era sub formă de spirală, un element crucial care avea să fie utilizat pe scară largă. Om de știință olandez Christiaan Huygens a fost probabil primul care a proiectat (1674–75) un ceas cu arc spiralat. Arcul de echilibru este o panglică delicată de oțel sau alt material adecvat de arc, în general înfășurat în formă de spirală. Capătul interior este fixat într-o colieră (un guler mic), care se potrivește bine la frecare pe personalul de echilibru, în timp ce capătul exterior este ținut într-un știft fixat de mișcare. Acest arc acționează asupra echilibrului, așa cum gravitația face asupra pendulului . Dacă balanța este deplasată într-o parte, arcul este înfășurat și energia stocată în el; această energie este apoi readusă la echilibru, determinând-o să se balanseze aproape la aceeași distanță față de cealaltă parte dacă balansul este eliberat.

Dacă nu ar exista pierderile prin frecare (de exemplu, fricțiunea aerului, fricțiunea internă a materialului arcului și fricțiunea la pivote), balanța ar oscila exact la aceeași distanță față de cealaltă parte și ar continua să oscileze la nesfârșit; din cauza acestor pierderi, totuși, oscilațiile în practică dispar. Este energia stocată în izvorul principal și alimentată la balanță prin trenul de roți și evacuare care menține oscilațiile.

Performanța ceasului modern depinde de uniformitatea perioadei de oscilație a balanței - adică de regularitatea mișcării sale. Balanța ia forma unei roți cu jantă grea, în timp ce arcul cuplat la aceasta oferă cuplul de refacere. Balanța posedă inerție, în funcție de masa și configurația sa. Arcul ar trebui să asigure în mod ideal o forță de refacere direct proporțională cu deplasarea din poziția sa neaccentuată sau zero.

Balanța este montată pe un baston cu pivote și, în ceasurile de bună calitate, acestea rulează în bijuterii. Două bijuterii sunt folosite la fiecare capăt al personalului de echilibru, unul străpuns pentru a oferi un rulment , celălalt o piatră de capăt plat care asigură o poziție axială prin rulment împotriva capătului cupolat al pivotului. Efectele de frecare la pivote influențează performanța ceasului în diferite poziții - de exemplu, culcat și suspendat.

Balanța și arcul pot fi aduse la timp sau „reglate”, variind fie cuplul restaurator oferit de arcul, fie momentul de inerție al balanței. În primul caz (de departe cel mai obișnuit), acest lucru se realizează în general prin furnizarea unei perechi de știfturi de bordură montate pe un index de regulator mobil care alungesc sau scurtează arcul de echilibrare după cum este necesar.

În al doilea caz, șuruburile sunt prevăzute în puncte opuse de pe marginea balanței; aceste șuruburi sunt etanșe la frecare în găurile lor și astfel pot fi mutate în interior sau în afară pentru a regla inerția balanței. La ceasurile „cu arc liber” nu este prevăzut un index de regulator, iar singurele reglaje sunt șuruburile de pe janta de echilibrare.

Multe ceasuri mecanice moderne folosesc un scăpare de pârghie , inventată în Anglia în jurul anului 1755 de Thomas Mudge , care lasă balanța liberă pentru a oscila, cuplându-se la aceasta numai în timp ce eliberează impulsul, preluat de la sursa principală prin trenul cu roți și în timp ce este deblocat de balanță. A fost dezvoltat în forma sa modernă cu roată de scăpare a dinților de măciuc la începutul secolului al XIX-lea, dar nu a fost adoptată universal până la începutul secolului al XX-lea. La ceasurile de bună calitate, roata de evacuare a dinților din club este fabricată din oțel călit, cu suprafețele de acțiune măcinate și lustruite. O formă îmbunătățită de evacuare a pârghiei este caracterizată printr-o acțiune de siguranță cu două role, în care intersecția dintre știftul de protecție și rolă , care are loc sub rolă, este mult mai adânc decât la primele ceasuri cu o singură rolă; astfel, orice frecare cauzată de zgârieturi întâlnite în uzură cauzează mai puține constrângeri asupra balanței și o mai mică periclitare a proprietăților de cronometrare a ceasului. De departe cea mai importantă scăpare de ceas de astăzi este scăpare cu pârghie; este folosit în forma sa de bijuterii la ceasuri de calitate moderată până la excelentă și este utilizat cu știfturi de oțel și o acțiune simplificată cu furcă și role în ceasurile mai ieftine (cunoscute ca ceasuri pin-palet).

În trenul de roți al unui ceas modern, este necesar să se obțină un raport de creștere de aproximativ 1 până la 4.000 între cilindru și roata de evacuare. Aceasta implică patru perechi de roți dințate, raportul per pereche fiind în mod obișnuit între 6 și 1 și 10 până la 1. Din considerente de spațiu, pinionii trebuie să aibă un număr redus de frunze (dinți), în mod obișnuit de la 6 la 12. Aceasta implică un număr de probleme speciale de angrenare, agravate de finețea terenului. Orice eroare în distanța centrală, formă sau concentricitate este, prin urmare, proporțional mai importantă decât în trenurile cu angrenaje mai mari .

Primul brevet care acoperă cererea bijuteriile din ceasuri au fost scoase la Londra în 1704; s-au folosit diamante și safire. Bijuteriile sintetice realizate din alumină pudră topită (oxid de aluminiu) sunt acum utilizate în mod obișnuit. Bijuteriile pentru ceasuri au o lustruire foarte ridicată; un diametru exterior uniform pentru lagărele bijuteriilor este extrem de important, deoarece acestea sunt presate în găuri cu dimensiuni precise mai mici decât bijuteriile în sine și ținute acolo prin frecare.

Componente tipice ale unui ceas cu cuarț. Encyclopædia Britannica, Inc.