Być może czytaliście mój wpis o „jajku norymberskim”. Jeśli nie, to pozwolę sobie przypomnieć, że wynalazcą sprężyny napędowej był Peter Henlein. Było to odkrycie na miarę wynalezienia wychwytu kotwicowego, czy też włosa (sprężyny balansu). Ta innowacja zastosowana po raz pierwszy przez młodego zegarmistrza z Norymbergi sprawiła, że zegar wreszcie stał się urządzeniem przenośnym. Do dziś korzystamy z dobrodziejstw tego wynalazku – z drugiej strony musimy sobie radzić z jego słabymi stronami.
Podstawowym mankamentem napędu sprężynowego jest fakt, że sprężyna cały czas podlega naprężeniom. Jak łatwo się domyśleć, w konsekwencji pęka i zawsze jest to tylko kwestią czasu. Najczęściej dzieje się to w wyniku zmęczenia metalu długotrwałą pracą. Zdarza się też, że powodem jej przedwczesnego uszkodzenia jest korozja, mikrorysy lub skazy produkcyjne oraz nagłe zmiany temperatury.
Zanim przejdziemy do tego, jak z tym fantem sobie radzić, omówmy w skrócie budowę i zasadę działania napędów sprężynowych.
Konstrukcja typowego bębna sprężyny napędowej
W większości zegarków mamy do czynienia ze sprężyną napędową zamkniętą w bębnie obracającym się dookoła wałka. W trakcie nakręcania nawija się ona na wałek, a podczas chodu rozwija się „ciągnąc„ swym zewnętrznym końcem bęben zaopatrzony w wieniec koła zębatego. W trakcie normalnej pracy wałek sprężyny jest nieruchomy. Energia rozwijającej się sprężyny przenoszona jest na przekładnię chodu i „kontrolowana” przez układ regulatora.
Sam bęben sprężyny powinien być na tyle wysoki, aby sprężyna nie blokowała się w nim i nie ocierała o jego dno lub pokrywkę. Jak już wspomniałem, na jego zewnętrznym obwodzie znajduje się wieniec zębaty, a w bocznej ściance hak lub wyżłobienie służące do zablokowania i zamocowania zewnętrznego końca sprężyny. Z kolei wałek sprężyny posiada hak do zamocowania jej wewnętrznego końca.
Bardzo ważnym elementem sprężyny są zaczepy zewnętrzne. W zegarkach naręcznych są to najczęściej: zaczep hakowy zaginany, zaczep hakowy nitowany i zaczep cierny (najczęściej używany w automatach). W wypadku zaczepów wewnętrznych przybierają one najczęściej formę prostokątnych otworów, w które wchodzi hak wałka
Sprężyna „eska” z zaznaczoną końcowką wyginającą się w odwrotnym kierunku
W nowszych konstrukcjach montuje się najlepszy typ sprężyn, czyli tzw. „eskę”. Nazwa bierze się stąd, że sprężyna w stanie swobodnym przyjmuj kształt litery S. Zewnętrzny zwój takiej sprężyny wygina się w jej końcowej części w odwrotnym kierunku kompensując moment napędowy. Dzięki temu uzyskuje się równomierniejszy chód zegarka. Sprężyna taka może być zakończona klasycznym hakiem, lub końcówką cierną.
Skoro dowiedzieliśmy się już trochę o sprężynach, pora zadać sobie pytanie – co zrobić w wypadku jej zerwania? Najprostsza odpowiedź brzmi: wymienić! 🙂 Zanim przejdziemy do wyboru właściwej sprężyny, ważna uwaga! Sprężyna mogła być już kiedyś wymieniana i może być niewłaściwie dobrana pod względem wymiarów i materiału. Dlatego poza prostym pomiarem jej szerokości, grubości i średnicy po zwinięciu (de facto będącej też średnicą bębna), należy zweryfikować pomiar z parametrami bębna. W szczególności dotyczy to jego wysokości. Pamiętajmy też, że konieczne jest zachowanie odpowiedniego luzu zwojów w stosunku do pokrywki i dna bębna!
Sprężyna w pojemniku z opisaną średnicą i szerokością (18 mm i 1,65 mm)
Jeśli upewnimy się co do wymiarów oryginalnej sprężyny możemy poszukać zamiennika. Sprawa jest prosta, gdy mamy oryginalną sprężynę. W innym wypadku niezbędne jest znalezienie takiej o identycznych lub zbliżonych parametrach. Kluczowa jest jej szerokość (skorelowana z wysokością bębna) i średnica po zwinięciu (również zależna od bębna). Przyda się do tego suwmiarka (najlepiej elektroniczna) i sporo czasu… Jeśli nie mamy odpowiednio opisanych i posortowanych sprężyn może to trochę potrwać 🙂
Sprężyn można w hurtowaniach zegarmistrzowskich (bardzo mały wybór), na portalach aukcyjnych (trochę lepiej) lub u zegarmistrzów (najlepiej).
Wymiary mogą się nieco różnić, ale tylko nieznacznie. Musimy zapewnić odpowiednie parametry chodu zegarka i nie uszkodzić przy tym elementów przekładni chodu. W wypadku dobrania zbyt wysokiej sprężyny, można ją zeszlifować, wkładając do mniejszego bębna i obracają go w palcach na płaskim kamieniu szlifierskim.
Czasem można też naprawić zerwaną sprężynę, szczególnie wtedy, gdy mamy problem ze znalezieniem zamiennika. Udaje się to w wypadku zerwania któregoś z zaczepów. jeśli jest to zaczep zewnętrzny można go ponownie wygiąć, odpuszczając przedtem metal, z którego jest wykonany. Na ogół odradza się ponowne nitowanie w wypadku zerwania haka nitowanego, ponieważ łatwo o ponowne pęknięcie w pobliżu miejsca ponownego połączania. Sprawa jest prostsza przy pęknięciu w części wewnętrznej, przy wałku sprężyny. Możemy wtedy wykonać nowy otwór specjalnym dziurkaczem do sprężyn, bądź przebijakiem. Po tej operacji należy pamiętać o dokładnym wyszlifowaniu nowej końcówki i otworu oraz odpowiednim uformowaniu pierwszych zwojów sprężyny – tutaj też pamiętamy o odpuszczeniu metalu.
Na koniec parę słów i wkładaniu sprężyn do bębna. W teorii służą do tego nawijarki. W praktyce mało kto z nich korzysta. Sprężynę wkładamy do bębna zaczynając od zewnętrznych zwojów. Bęben i włożone do niego zwoje przytrzymujemy kciukami. Pamiętamy o zaczepie zewnętrznym i haku bębna. Jeśli końcówka ma wypustki z obu stron należy je włożyć w odpowiednie wycięcie dna i pokrywki bębna. W wypadku sprężyn z końcówkami ciernymi nie przejmujemy się „pozycją wyjściową”. Im większy bęben, tym zabieg ten jest prostszy i bezpieczniejszy. Najtrudniej wkłada się sprężyny typu „eska” do damek, szczególnie z cierną końcówką… tutaj bardzo łatwo i złamanie delikatnej końcówki lub urwanie nitu – uważajcie!
Warto przeczytać!
+Bartnik, Podwapiński, Zegarmistrzostwo. Cześć VIII, Naprawa zegarów i zegarków mechanicznych, Warszawa, 1967.
