调速机构的前世今生(三)

2018年09月20日 15:37 来源:腕表之家 类型:编译 作者:许朝阳

       [腕表之家 钟文化] 在所有帮助提高机械钟表精度的发明中,没有哪个比调速机构更重要。本文将回溯调速机构从早期雏形到最新材质的发展演变历史,然后是第三部分:迈向工业化,从1750年到1800年代。

       海上经度的计算——英国国会率先设立挑战,并于1714年颁布“经度法案”,悬赏高达20,000英镑的奖金——激励了许多制表大师,投身打造精准计时仪器的事业。最终,约翰·哈里森(John Harrison)第一个提出解决方案,设计制造出可靠而精准的计时仪器,用于船舶海上定位。

托马斯·恩萧的锁簧式天文钟擒纵机构

可靠且可复制

       约翰·哈里森向我们展示了,通过巧妙架构和技术进步,装配机轴擒纵机构(Verge Escapement)的航海天文钟能够以卓越的精度运作。换言之,约翰·哈里森已经成功地对回退式擒纵机构作出重要改进。但正如拉科姆·肯德尔(Larcum Kendall,经度委员会委任他复制约翰·哈里森的H4航海天文钟)发现的那样,想要大规模复制这种仪器,装备英国贸易船只、军舰和勘探船队,几乎是不可能的。十八世纪中叶的制表师面临双重挑战:构思精准可靠的擒纵机构;该擒纵机构须易于复制,使大量生产航海天文钟成为可能。可以这样说,1750年后,一些制表师致力于为海员和科学家制造精准实用的时计;还有一些制表师所关心的,则是为取悦权势阶层打造新奇古怪的玩物。

       约翰·阿诺德(John Arnold,1736-1799),那个时代最杰出的制表师之一,选择将生命献于前者。约翰·阿诺德与约翰·哈里森、拉科姆·肯德尔、托马斯·马奇(Thomas Mudge)和约翰·谢尔顿(John Shelton),是为数不多的,能够制造航海天文钟的制表师。拉科姆·肯德尔在完成K1后曾声称,想以不到200英镑的成本,(假使能够)制造出与约翰·哈里森H4类似的航海天文钟,还要很多年的时间。阿诺德证明拉科姆·肯德尔错了,他开发出一种精准、极其可靠、更重要的是能够以低成本轻松复制的系统,当时他还不到35岁。阿诺德选择为航海天文钟装配工字轮擒纵机构(Cylinder Escapement),他熟知这种系统的优点。约1718年由乔治·格雷厄姆(George Graham)完善,工字轮擒纵机构在1770年后被广泛用于Lépine机芯,尽管产量低于预期结果。阿诺德熟悉Leroy和Berthoud在法国的工作,他明白摆轮和擒纵之间的联系越少,时钟就越有可能保持精准规律的走时。同样,阿诺德也感受到托马斯·马奇的杠杆式擒纵机构(约1759年)的潜力,但仍然相信他可以做得更好。

工业谍报的早期案例

       从一开始,约翰·阿诺德就明白,天文钟机制越简单越好。1773年,他开发出一种枢轴式天文钟擒纵机构(Pivoted Detent Escapement),应用螺旋游丝和补偿摆轮。这种创新方法开辟了有趣的新视点,但随着机油过早老化,很快就面临调整问题。阿诺德为多座天文钟装配了这种类型的擒纵机构,从1780年开始,他将注意力转向另一种新型锁簧式天文钟擒纵机构(Spring Detent Escapement)。当然,正所谓英雄所见略同,阿诺德注意到竞争对手托马斯·恩萧(Thomas Earnshaw)也在研究类似的机制。阿诺德成功地说服托马斯·赖特向他展示托马斯·恩萧的天文钟,这种公然的工业谍报行为引发了二者之间的尖锐交锋。

       事实上,托马斯·恩萧的完整机制被十九世纪的制表师广泛用于航海天文钟的批量生产。自那时起,棘爪擒纵机构就被废弃,仅在积家三面翻转腕表中以现代形式短暂复兴。1793年,罗伯特·罗宾(Robert Robin,1742-1799)设计出另一种类型的擒纵机构,将棘爪的精准和力量与杠杆的安全性相结合。他的发明未能成功,因为制造和调校过于复杂,且容易受到突然动作的干扰,长期使用也不可靠,只有爱彼(Audemars Piguet)在2006年发布的腕表中赋予其现代改进。

销子轮式擒纵机构,由路易斯·阿芒(Louis Amant)于1741年发明

最简洁的解决方案

       随着游丝的发明,制表师们不断尝试,创造出最有效的擒纵机构。托马斯·汤皮恩(Thomas Tompion)是最早质疑机轴擒纵机构(Verge Escapement)效率的人之一。历史学家认为,是他在1695年率先发明了直进式擒纵机构(Deadbeat Escapement)。该机构中,擒纵轮齿被释放前靠在摆轮杆上,这也成为后续改进发明的基本原则。特别值得注意的是英国的发明,其中一些实际是法国制表师的作品,他们因为宗教原因移居英国。

       这其中包括Debaufré兄弟,他们设计了一种带有两个擒纵轮的直进式擒纵机构,两个擒纵轮交替与铆接在摆轮杆上的圆盘啮合。英国制表师Kendal、Henry Sully(1680-1729)和Enderlin也纷纷做出不同的改进。启蒙运动后,更多的变化纷至沓来,助力了Japy(法国)和Fontainemelon(瑞士)以更具工业规模生产的怀表的繁荣。十九世纪早期的例子还包括旅行钟制造师Paul Garnier的“coup-perdu”擒纵机构,以及Claude Saunier(1816-1896)在巴黎制造的Simplex直进式擒纵机构。然而,没有哪个能超越乔治·格雷厄姆的工字轮擒纵机构。这种机构稳健可靠,对保养要求不高,十九世纪早期用于装配精英客户的怀表,随后逐渐普及开来。机轴、杠杆、以及工字轮,就是公众心中最著名的擒纵机构类型。(图/文 腕表之家 许朝阳编译)

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木溪
木溪

学习了…………………………

昨天23:57
22 00

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