ГЕНИАЛЬНАЯ СИСТЕМА АВТОПОДЗАВОДА ПЕЛЛАТОНА В СОЧЕТАНИИ С САМЫМИ СОВРЕМЕННЫМИ ИНЖЕНЕРНЫМИ РЕШЕНИЯМИ

Часы с автоматическим подзаводом работают безостановочно благодаря движениям руки их обладателя. Вот уже 60 лет часовые механизмы собственного производства IWC получают энергию от кулачковой системы автоподзавода, которая была изобретена Альбером Пеллатоном и с тех пор подвергается постоянному совершенствованию. В новом семействе калибров 52000 современная керамическая технология позволила практически полностью устранить износ.

 

В наши дни люди не покидают дома, пока не зарядят свои смартфоны, планшеты и ноутбуки. В эру электроники механические часы с автоматическим подзаводом могут 

показаться анахронизмом. Без всяких аккумуляторов и батареек они способны работать почти до бесконечности. Но безостановочно работающие часы не имеют ничего общего с мифической машиной времени. Чтобы их стрелки продолжали двигаться, таким часам тоже нужен источник энергии. Весь секрет кроется в том, что заводная пружина таких часов приводится в движение не вращением заводной головки, а как бы между прочим – движением руки, на которую надеты часы. «В автоматических часах ротор преобразует кинетическую энергию руки в потенциальную энергию заводной пружины», – объясняет принцип работы автоподзавода Томас Гауман, возглавляющий на мануфактуре IWC отдел проектирования часовых механизмов.

ГРАВИТАЦИЯ ТЯНЕТ РОТОР ВНИЗ

Конструкция автоматического подзавода стала возможной благодаря силам инерции и земного тяготения. Ее главный элемент – установленный на подшипнике и вращающийся вокруг центральной оси ротор. Он представляет собой латунный сектор с утяжеленным при помощи тяжелого металла (например, вольфрама) краем. Под действием сил земного тяготения сектор ротора автоподзавода все время стремится вниз. Поэтому даже малейшее отклонение сектора от равновесного положения заставляет ротор вращаться. Кроме этого, на ротор воздействуют еще и силы инерции: если корпусу часов придать ускорение под определенным углом, ротор сначала застынет на месте, но при последующем вращении разовьет еще более высокий момент. От ротора крутящий момент передается через понижающую передачу на заводной барабан, где он используется для подзавода заводной пружины. Особенно эффективен этот механизм, когда рука человека с надетыми на нее часами совершает взмахи во время ходьбы.

—Имеющий форму полумесяца ротор преобразует кинетическую энергию руки в потенциальную энергию заводной пружины.
УЗЕЛ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОДЗАВОДА ПОДВЕРЖЕН ИЗНОСУ СИЛЬНЕЕ, ЧЕМ БОЛЬШИНСТВО ДРУГИХ КОМПОНЕНТОВ ЧАСОВОГО МЕХАНИЗМА.

На мануфактуре IWC система автоматического подзавода неразрывно связана с именем Альберта Пеллатона. Рожденный в семье часовщиков из Ле-Локля, он был назначен в 1944 году техническим директором базирующейся в Шаффхаузене часовой компании, где сделал своим главным приоритетом разработку эффективной системы автоматического подзавода. «С точки зрения конструкции сложность заключалась в том, чтобы преобразовать двунаправленное вращение ротора в однонаправленное движение для закручивания заводной пружины», – описывает Томас Гойман исходную ситуацию. Большинство систем того времени либо перенаправляло крутящий момент ротора на сложную трансмиссию, либо использовало для подзавода механизма вращение ротора только в одном направлении. И в том, и в другом случае потери энергии были весьма существенными.

КУЛАЧКОВАЯ СИСТЕМА ПОДЗАВОДА ИЗВЛЕКАЕТ ПОЛЬЗУ ИЗ МАЛЕЙШЕГО ДВИЖЕНИЯ

Пеллатон догадался применить в своей системе удивительное решение: вместо шарикоподшипника с трибом он использовал в центре ротора установленный на подшипнике эксцентриковый диск в форме сердечка. Последний преобразует вращение ротора в возвратно-поступательные движения балансира. Движения балансира передаются далее на колесо подзавода двумя собачками: пока одна из них тянет колесо (т.е. заводит пружину), вторая скользит по вершинам его зубцов, и наоборот. Запатентованный в 1950 году механизм оказался необычайно эффективным. «Малейшее движение ротора в любом из направлений используется для подзавода заводной пружины», – объясняет его достоинства г-н Гауман.

 

Каким бы простым ни был принцип работы, система автоподзавода ставит перед конструкторами множество сложных задач. С одной стороны, этот механизм должен работать идеально у людей с разным образом жизни и самыми разными привычками. С другой стороны, узел автоматического подзавода подвержен износу сильнее, чем большинство других компонентов часового механизма. Так, например, в новом калибре 52850 ротору автоподзавода, чтобы полностью завести два барабана часов Portugieser Annual Calendar, необходимо совершить 2600 оборотов вокруг своей оси. И хотя ротор весит чуть меньше пяти граммов, силы, воздействующие на компоненты часов при его быстром вращении, могут в 5000 раз превышать силу тяжести. В этой связи особого внимания заслуживает защита колебательной системы от износа.

—Система Пеллатона использует для подзавода заводной пружины энергию вращения ротора в обоих направлениях.

КЕРАМИКА ЗАЩИЩАЕТ МЕХАНИЗМ ОТ ИЗНОСА

Помимо хитроумной конструкции, большое значение в механизме имеет выбор материала. Керамика технического назначения, которая используется в часовых механизмах, отличается тем, что она легче и тверже стали, но при этом чрезвычайно износостойкая. IWC работает с керамическими материалами уже почти 30 лет. Ровно так же, как это было много лет тому назад с производством керамических часовых корпусов, сегодня IWC является лидером часовой индустрии в сфере использования керамики для изготовления деталей часового механизма.

 

Изготовление мельчайших керамических деталей в пределах установленных допусков представляет собой труднейшую задачу, потому что заготовка детали, состоящая из порошкообразного сырья, усаживается в процессе спекания примерно на одну треть. В совершенстве этой сложной технологией владеют лишь редкие специалисты. Кроме того, для перехода с латунных или стальных деталей на керамические обычно требуется еще и доработка геометрии.

 

Учитывая испытываемую нагрузку, система автоподзавода Пеллатона стала первейшим кандидатом на включение в ее состав керамических деталей. Первого успеха в этом направлении компания IWC добилась в 2009 году, когда заменила оксидом циркония сплав меди и бериллия в калибре 51900, приводящем в действие часы Portugieser Tourbillon Mystère Rétrograde. Одно лишь это улучшение сыграло решающую роль в сокращении износа деталей. Казалось очевидным, что следующим шагом должно было бы стать изготовление керамического колеса подзавода. Но первые попытки оказались неудачными: во время напрессовки стального триба керамическое зубчатое колесо неизменно разламывалось. Прорыв произошел только после того, как было спроектировано новое колесо и усовершенствована технология его изготовления. Теперь в семействе калибров 52000 колесо подзавода и его триб изготавливаются из черной керамики в виде одной общей детали. «В результате колесо подзавода и собачки теперь практически не изнашиваются», – говорит г-н Гауман.

БЛАГОДАРЯ ИСПОЛЬЗОВАННОМУ МАТЕРИАЛУ КУЛАЧОК ОДНОВРЕМЕННО СЛУЖИТ ПОДШИПНИКОМ СКОЛЬЖЕНИЯ

Но она до сих пор оставляет возможности для совершенствования. В прошлом, например, кулачок системы автоподзавода Пеллатона был стальным, с запрессованным в центре рубиновым камнем. Такая конструкция требовала дополнительного подшипника для ротора. Использование керамики породило удивительное решение. «Сегодня кулачок, состоящий целиком из белой керамики, одновременно служит подшипником скольжения для всего ротора», – объясняет г-н Гауман. Это новшество экономит место. Оно позволило конструкторам сделать ротор больше и обойтись без подшипника с пружинной подвеской. Крепление на жестко зафиксированном мосту сделало механизм автоподзавода еще прочнее.

СИСТЕМА ПЕЛЛАТОНА, ЗАПАТЕНТОВАННАЯ 60 ЛЕТ НАЗАД, НЕ ТЕРЯЕТ АКТУАЛЬНОСТИ ПО СЕЙ ДЕНЬ.

«Система автоподзавода Пеллатона является уникальной по своим характеристикам и занимает почетное место в часовом наследии нашей компании вместе с вечным календарем Курта Клауса и минутным репетиром Portugieser», – говорит г-н Гауман. В ней нашла отражение неизменная традиция IWC переосмысливать существующие идеи. Усовершенствования, затронувшие семейство калибров 50000, ограничиваются всего лишь несколькими деталями. Но они стали возможны благодаря многолетнему тесному сотрудничеству часовщиков, конструкторов и специалистов по материалам. Когда владельцы часов с новыми часовыми механизмами IWC смотрят сквозь сапфировое стекло задней крышки корпуса, их радует не только внешнее совершенство модернизированной системы подзавода. Этот вид ежедневно напоминает также о той страсти, с которой мастера из Шаффхаузена развивают философию основателя IWCФлорентина Ариосто Джонса.



ПОКАЗАТЬ ДРУГИЕ СТАТЬИ