钟表中的擒纵机构真的稳定吗?

发表时间:2019-03-08 16:53

擒纵机构是机械手表中一种传递能量的开关装置。从字面上就很好理解擒纵机构在机械钟表中所扮演的角色:“一擒,一纵;一收,一放;一开,一关”,擒纵机构将原动系统提供的能量定期地传递给摆轮游丝系统使其不停地振动,并把摆轮游丝系统的振动次数传递给指示系统来达到计时的目的。因此,擒纵机构的性能将直接影响机械手表的走时精度。

就像在运行的列车与调节器之间的接口一样,擒纵系统就是动力与频率之间一个非常复杂的链接。提高它的效率对整个机制,动力储存,精确度,使用寿命和声誉都会有很大的影响。

1、瑞士杠杆式擒纵系统Lever escapement

它实际上从20世纪20年代开始就成了机械腕表的标配。这都是因为它的实用性。一根带双爪的杠杆,轮流锁紧和释放擒纵轮。每半个振动周期摆轮都会得到动力。

雅典发布Cal.UN-118机心,采用了传统的

然而,动力并非直接动力,且机械效率低。尽管它的构造简单直接,杠杆爪会沿着擒纵轮齿滑动一定距离,产生许多摩擦。不管怎样,整个手表都习惯了。最佳的杠杆擒纵系统可以有300度的振幅和近乎完美的频率。

优点:简单,便宜,稳固,常见。

缺点:太普通,机械效率低。

2、恒定动力擒纵系统Constant escapement

芝柏的恒定动力擒纵机构

唯有芝柏制造的擒纵系统在严格意义上来讲拥有恒定动力。它不管是样子还是运作方式看起来都是独一无二的。

只有三齿的擒纵轮

一片微弯薄片横穿一个大型的翼型框架,这实际上是硅制擒纵系统的夹板。摆轮摆动让薄片前后弯曲,一次释放擒纵轮的一个齿。当摆轮变换方向时,一切重新开始。

要动力足够时,薄片才会弯曲,每次也会释放同等的能量,提供恒定动力。带两个动力轮的系统,拥有许多双轮擒纵系统的优点。

优点:革新,恒定动力,双倍动力。

缺点:昂贵,复杂, 过大。

3、等容椭圆擒纵系统

它存在的时间不长。最先装配在大翻转系列Triptyque腕表的Calibre 175机心上,最后还是被积家抛弃,因为在腕表的精准度不比传统的杠杆擒纵系统。

它是天文钟擒纵系统的变体,没能成功克服对冲击的敏感性,还是太易损了,即便是装在Triptyque翻转系列的陀飞轮框架里面。陀飞轮本身实际上并不是擒纵系统,但它是擒纵系统的“附属品”。然而,即便像积家Jaeger-LeCoultre这种大厂都没法在这上面做到可靠的创新。

优点: 振幅高,名气大,迷人。

缺点:在腕表上不如瑞士杠杆式擒纵系统,复杂。

4、销钉式擒纵机构Pin pallet escapement

销钉式擒纵机构是一种便宜但不太精确的杠杆式擒纵机构,使用于机械闹钟、厨房计时器、座钟以及70年代便宜的手表中。最初的想法是由法国制表师Louis Perron在1798年提出,然后Louis-Gabriel Brocot于1823年改造后获得专利。1867年,德国制表师Georges Frederic Roskopf 希望能制造出"劳动者的怀表",于是将销钉式擒纵机构运用到这种怀表中。怀表的价格只需一个非熟练工人花费不到一周的薪水。在美国,销钉式擒纵机构被用于廉价的"美元手表(dollar watch)"中。第一次世界大战后,这种表得到普及。

销钉式擒纵机构类似于杠杆式擒纵机构,除了杠杆上的水平宝石擒纵叉被替换成垂直的金属销钉,并且修改了擒纵轮齿的形状。20世纪60年代,TIMEX和豪利时曾生产出搭载宝石销钉式擒纵叉的手表。

销钉式擒纵机构被广泛使用,因为它有很多杠杆式擒纵机构的优势,但更容易制造。传统的杠杆式擒纵机构的擒纵叉有两个倾斜面——锁面和冲面,与擒纵轮齿接触。为保证擒纵机构的运行,必须精确地调整锁面和冲面的角度。销钉式擒纵机构的锁面和冲面被设计成擒纵轮齿的形状,从而消除了代价高昂的调整过程。然而,金属销钉比宝石擒纵叉具有更高的摩擦力,再加上不精确的制造工艺,这使得销钉式擒纵机构不准确。金属销钉也磨损得更快。使用了销钉式擒纵机构的钟表很便宜,所以坏了或是磨损了,通常都不会去修复,而是直接扔了。到了80年代,便宜的石英手表接管了曾经中低端市场,销钉式擒纵机构由此退出舞台。

5、爱彼 AUDEMARS PIGUET 擒纵系统

爱彼擒纵系统的杠杆看上去很像传统杠杆,但有第三根擒纵叉。对于爱彼来说,这是个杠杆与掣子的混合体,受到了Robin擒纵系统的启发。正如在同轴擒纵系统中一样,擒纵轮和擒纵叉之间的接触是相切的。

接触面从0.4毫米减少到0.05毫米。擒纵轮齿也做成了镂空来提高效率。

这个擒纵系统现在只适合两款机心,最近一款都得追溯到2009年。第一款机心拥有10天动能储存,秒钟显示功能,频率为6赫兹。遗憾的是,一款如此高效且灵活的机心却被边缘化了。

优点: 高效,实际,无需润滑。

缺点: 仅限超复杂功能机心,被忽视。

6、同轴擒纵系统

Georges Daniels发明,并被欧米茄所收购,同轴擒纵系统是除了瑞士杠杆式擒纵系统之外,唯一量产的替代选择。因为一个中间体和共轴擒纵轮的关系,擒纵叉瓦的穿透深度也远比杠杆式擒纵系统的要浅得多。


摩擦的减小是因为与宝石的接触成了切面。机心的精确度可能并没有提高,但是质保期却从两年延长到四年。欧米茄也非常满意瑞士天文台的精密计时器证书。基础机心的动能储存55小时左右。

优点: 减少摩擦,使用寿命长,省钱,仅需少量上油。

缺点: 佩戴者有限的好处,动能储存没有增加。

7、双擒纵系统

作为一个新兴的小众品牌,Laurent Ferrier利用这个自然擒纵系统的变体在众多更专业品牌中占得一席之地。

他的系统在同一根杠杆上连着两个动力齿轮,齿的形状也是专门为与杠杆的接触而设计的——精简成一根简单得没有棘爪的拉杆。这个双动力擒纵系统不同于F.P. Journe 或 Voutilainen的版本。这是因为杠杆的材质是硅。

优点: 高振幅,高效,与众不同,自我润滑。

缺点: 太神秘,与其他双轮擒纵系统相似。

8、枢轴式天文钟擒纵系统

掣子可锁住擒纵轮,它是处于杠杆尾部一个简单的擒纵叉瓦。摆轮能将掣子提起很短的时间,释放擒纵轮。

在弹簧上,掣子将会回落到擒纵轮上。动力直接给到摆轮上,但仅在每次摆动时,减少能量流动的稳定性,这却相应地减少了摩擦。

优点: 精准,高效,非常适用于腕表。

缺点: 难以实现,仅停留在实验阶段。

9、高频双轴擒纵系统

在很长一段时间里,François-Paul Journe为宝玑式自然擒纵系统做了一个后抽屉式设计。他的双轴擒纵系统在两根杠杆上有两个动力齿轮,会在摆轮的每半个振动时轮流释放。动力为直接动力,且钛合金杠杆非常巨大。恒定动力发条盒,增加频率。

这个高频双轴擒纵系统更有可能是为Chronomètre Optimum这种表款所定制的。

优点: 高效,免润滑,自我启动。

缺点: 太独占,复杂。

10、双向擒纵机构Dual Ulysse Escapement

雅典表在2000年为奇想系列腕表装配这个擒纵系统,直到现在它还是这个系列腕表的独占擒纵系统。品牌至此也将研发重心从擒纵系统和调节系统转移到了专有机心的研发。

正如自然擒纵系统一样,它是一个双齿轮擒纵系统,直接动力在摆轮上。它的杠杆非常短,更像是一块小的金属板。

这个系统看起来简单但是很精细。齿轮的齿非常特别。这都是为了减少摩擦。适合高精度电铸生产技术。

优点: 无需润滑,名气大,独创,高机械效率。

缺点: 稀有,复杂,昂贵。

11、磁性摆动擒纵机构Tag Heuer pendulum escapement

泰格-豪雅在其Pendulum擒纵机构中采用磁铁替代传统游丝。这项革命性的COSC认证调速器颠覆了延续三个多世纪的制表传统。在经典的螺旋游丝系统中(由惠更斯于1675年发明),由重量带来的重力效应是该系统的核心。而在泰格-豪雅Pendulum擒纵机构中,则不再存在这一问题,不会出现振幅损失。因此,手表的精准度(及性能(频率精度和稳定性)得到明显提升。

Pendulum擒纵机构是由磁石取代传统使用的发条。整组装置形成谐振器.磁场由四片高性能磁石组成,以精密几何运算形成三维控制,由此产生摆轮振荡必要的线性反作用力矩。Pendulum擒纵机构的振荡期,可抵抗来自外力干扰的变化。四片磁石产生的恒定磁场可以维持几十年之久。


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