擒縱裝置是時鐘及腕錶的機械原素之一,可以將原始能量轉化為可控制的能量釋放,從而持續(準確地)移動指針。 擒縱裝置與調校原件一起工作,可以是大鐘中的擺錘或是腕錶中的擺輪,它們本身由主發條盒或透過懸掛重物的重力來提供動力。 機械擒縱裝置發明於十三世紀,而水力擒縱裝置的歷史可以追溯到公元 907 年結束的中國唐朝。 因此,時鐘甚至在我們所熟悉的計時鐘樓之前就存在了, 然而,不同之處在於鐘樓是完全機械的,並且擁有獨立的水資源。
鐘樓 - 來源 :維基百科
冠輪擒縱裝置
中世紀的鐘樓使用了最初的機械擒縱裝置,被稱為冠輪擒縱裝置,以今天的標準來看,這些機械擒縱裝置非常粗糙,公差要求鬆散、沒有寶石,設計也很笨重。在14世紀的歐洲,機械鐘取代了以水力驅動的同型鐘,而且更加精確,更不用說它們可以在任何地方建造。一個受控的、重複的擺動,以砝碼(後來的鐘擺)的形式,與新的冠輪擒縱裝置嚙合,我們所知的計時器就這樣誕生了。早在一個世紀前,冠輪擒縱裝置就被用於敲鐘設備裡,能夠每小時發出聲音,所以它甚至在正式的時鐘成形之前就已經存在了。
這個名字來自拉丁文virga,意思是桿子,這個第一個擒縱裝置,起源不詳。大型鐘樓只限於在大教堂或城鎮中心,其大規模的鐘錶廠使用的是冠綸擒縱裝置和砝碼,後者是一個在兩端有重量砝碼的水平桿,可以擺動。調整砝碼可以加快或減慢擺動速度,這就是調整精準度的方法。在16世紀中期,人們熟悉所的鐘擺取代了砝碼裝置,精準度從每天的小時增加到了分鐘。懷錶在本世紀也有了類似的突破,出現了新的擺輪和游絲,現代計時器真正開始了,然而,重大的改進還在後面。
冠輪擒縱裝置 - 來源 :維基百科
冠輪擒縱裝置是如何工作的?
冠輪擒縱裝置有兩個主要部分,擒縱輪和冠輪。擒縱裝置看起來像一個皇冠,上面有像鋸齒一樣的角齒,而冠輪則是一根桿子,上面有兩塊有角度的金屬板,每次與兩端的齒嚙合,就會產生滴答滴答的聲音,同時慢慢地驅動指針。為擒縱裝置提供動力的是,在大型鐘錶(帶砝碼)裡的發條或是鐘擺,在懷錶或小型鐘錶裡的主發條。邊緣的兩個金屬板(或擒縱叉板)與砝碼、鐘擺或擺輪一起朝相反的方向移動,並透過與齒的鎖定和解鎖方式,與擒縱輪產生能量控制。這說明有點簡化了,但卻是重點所在。
有砝碼冠輪擒縱裝置- 來源 :維基百科
長得像皇冠一樣的擒縱輪,輪緣的齒數必須為奇數,角度從90度到115度不等,這取決於設計和進化發展。例如,法國的鐘匠為了提高精準度,採用了更為極端的115度角度的齒,這就影響了設計,因為冠輪必須非常靠近齒輪,所以得修改擺錘。到16世紀末,最好的鐘錶已經可以精準到每天幾秒鐘,即使以今天的標準來看也是可以接受的,然而,冠輪擒縱裝置非常容易磨損,任何能量的變化,例如鬆開主發條,都會大幅降低精準度。
Enter the Fusee
加入寶塔輪
後來擁有擒縱裝置的鐘,透過提供穩定動力的鐘擺,一般都很準確,但有擒縱裝置的懷錶還需要一些物件,來補償主彈簧在鬆開時失去動力的問題。無論是手錶還是小鐘,寶塔輪是大多數彈簧驅動計時器的答案。它是一個帶有鏈條或繩索的圓錐形齒輪,直接與主發條相連,用以補償動力間的變化(與騎自行車在腿部疲勞時換檔的情況不同)。當主發條鬆開時,它會拉動越來越寬的寶塔輪,轉而從較弱的彈簧增加額外的旋轉力道。一個棘輪裝置防止了寶塔輪向後旋轉,其形狀幾乎與動力波動完美匹配,這有助於解決幾個世紀以來冠輪擒縱裝置的缺點。
寶塔輪- 來源 :維基百科
錨形擒縱裝置
雖然直到19世紀,冠輪擒縱裝置仍是許多懷錶的標準配置,但早在17世紀末,錨形擒縱裝置就已經成為鐘錶的首選了。擒縱輪和簧片控制叉形成垂直分佈,精簡了設計,同時容許減少擺錘的擺動角度,這大大增加了準確性和可靠性,並導致了分針的增加,在錨形擒縱裝置出現前,大多數鐘錶只有一個時針,因為對於分鐘來說,精準度不夠可靠。
錨形擒縱裝置- 來源 :維基百科
平錨形擒縱輪有長長的、向後傾斜的齒,與上面的錨(或稱擒縱叉)嚙合,它透過擺錘來回移動,每次都利用齒上鎖和解鎖。它並不完美,依然存在有摩擦和耗損的問題,但比起冠輪擒縱裝置,這已經是一個很大的進步了。有個改進的版本,被稱為無幌擒縱裝置,在錨上有彎曲的兩端,有助於防止後坐力和擒縱輪在齒輪嚙合時的輕微後推作用。這種類型的擒縱裝置至今仍用於鐘擺中。
工字輪式擒縱裝置
時鐘通常在此時期建立,帶有錨形擒縱裝置和改進的變體裝置,但懷錶的下一個重大進展則是工字輪式擒縱裝置。它發明於1695年,在1726年由英國鐘錶師George Graham重新作成了成品。這種擒縱機裝置通常取代了懷錶中的冠輪擒縱裝置,而且更薄、適合更流線型的錶殼。不幸的是,它很容易磨損,所以英國人在某種程度上放棄了這個新的設計,但法國鐘錶師解決了這個問題,透過用硬化的鋼製工字輪和擒縱輪,使該機芯不僅更加堅固,而且生產成本低廉。
工字輪式擒縱裝置- 來源 :維基百科
它被稱為工字輪世擒縱裝置,因為傳統的擒縱叉被一個帶有中空的圓柱體所取代,以便與擒縱輪的齒相嚙合。雖然價格便宜且相對準確,但擒縱輪與圓柱體的接觸時間較長,因此摩擦力增加,從而導致磨損,需要更頻繁的維護。這是對笨重的冠輪擒縱裝置的重大改進,但需要更多的工作。
槓桿式擒縱裝置
Thomas Mudge在1750年代發明了槓桿式擒縱裝置,它是製錶業裡最重要的發展之一。這是一種分離式擒縱裝置,在大部分的擺動過程中,擺輪可以自由擺動,除了一個短暫的能量控制期,擒縱叉與擒縱輪齒嚙合(減少摩擦和磨損)。在擒縱叉與下面的擒縱輪的工作方式上,它有點類似於錨型擒縱裝置,但齒和擒縱叉板的形狀經過優化處理,幾乎消除了之前的後坐力並減少摩擦,同時還可以在受到干擾時重新啟動,這一點很重要,因為老式的擒縱裝置在受到敲擊或其他足以中斷擺輪的撞擊時可能會停止作用。槓桿式擒縱裝置會自動重新啟動,很少像其他擒縱裝置那樣『卡住』。自20世紀初以來,幾乎所有的機械錶都採用了這種擒縱裝置,它準確、可靠、堅固。
槓桿式擒縱裝置 - 來源 :維基百科
這並不是一個詳細的擒縱裝置列表陳述,因為仍有許多其他擒縱裝置存在,但這裡涵蓋了主要的和最常見的類型。
HORAGE擒縱裝置
如果你們身處製錶業和/或是剛認識Horage的新錶友們,這裡有一些關於我們與擒縱裝置有關的資訊。大多數瑞士製錶商使用槓桿式擒縱裝置,我們也不例外,經過幾個世紀的調整和完善處理,它被證明是最可靠同時也是最節省能量的。與其他公司不同的是,我們投資建立了一個內部工程團隊,開發專有的擒縱裝置,並確保自己的智慧產權,通常這只有高檔的製錶商才能做到。我們加工自己的擺輪,開發了自己的矽材質工藝,讓這種新一代的材質與機芯內更多的傳統金屬和寶石完美結合。Horage的 『秘訣 』是對這些工藝的理解與開發,這對一個獨立的小品牌來說是非常罕見的。
我們最新的陀飛輪腕錶 Lensman 1 在六點鐘位置的飛行陀飛輪上方,置有一個超大的獨眼巨人透鏡,提供了更詳細的鈦陀飛輪籠的全視影像和每 60 秒隨擺輪旋轉一次的全矽擒縱裝置,它清楚地展示了擒縱裝置的運作原理,是真正值得一看。
Lensman 1 帶有放大鏡的陀飛輪
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