[Funland] Kiến thức dành cho những bác thích đồng hồ đeo tay ạ.

[Thichduthu-VP]

VPH/BPH vs HZ ?

Trước tiên chúng ta phải xem lại định nghĩa của từ viết tắt một chút:

- vph: vibration per hour, nghĩa là rung động trong một giờ.

- bph: beat per hour, nghĩa là nhịp (đập) trong một giờ.

- Hz: hertz, nghĩa là tần số, chu kỳ (lặp lại) trong một giây.

Nhìn vào hình minh họa phía dưới:

- cánh tay đòn nối với con ngựa (anchor) lắc qua là 1 vibration, lắc lại là 1 vibration, tương ứng với bánh xe balance cũng lắc qua, lắc lại.

- cò mổ gắn với con ngựa (anchor) mổ qua là 1 beat, mổ lại là 1 beat, tương ứng với cánh tay đòn lắc qua, lắc lại.

- bánh xe balance chuyển động qua rồi chuyển động lại, nghĩa là lắc qua + lắc lại mới đủ 1 chu kỳ = 1 Hz.

Như vậy:

36000 vph = 36000 bph

36000 vph = 600 vpm (vibration per minute, =36000/60m)

36000 vph = 10 vps (vibration per second, =600/60s)

10 vps = 5Hz (=10/2)

 

[Thichduthu-VP]

Sai số do nhiệt độ & bù nhiệt balance W
... vật chất gặp nóng thì nở ra, gặp lạnh thì co lại ...

Đây là câu trong bài vật lý mà chúng ta đã được học hồi cấp II

Trong chế tạo đồng hồ thì sao?

SAI SỐ DO NHIỆT ĐỘ THAY ĐỔI

Như chúng ta đã biết, "trái tim" trong một cơ phận của đồng hồ đeo tay chính là cơ cấu balance-escapement. Bánh xe escapement là cửa để "thoát" lực truyền ra từ nồi lò xo dự trữ năng lượng, và bánh xe balance là kẻ điều phối sự thoát lực này của bánh esc một cách "điều độ".

Bánh Escapement ít chịu tác động của nhiệt độ, bởi nó được điều khiển bởi bánh răng với số bánh răng là cố định, chỉ chịu sự chi phối bởi tần số dao động của bánh balance thông qua cơ cấu truyền động của anchor (con ngựa).

Bánh Balance, là bộ phận hoạt động tích cực nhất, chịu ảnh hưởng nhất bởi tác động của các yếu tố bên ngoài như: độ bôi trơn, áp suất, nhiệt độ... và do đó có thể được xem là "quan trọng nhất".

Xét về cấu tạo, bánh balance là một bánh xe cân bằng trọng lượng, gắn liền với trục quay thông qua "cánh tay" (arm). Bánh xe này cũng gắn kết với một lò xo bằng thép mảnh ở dạng "cuộn" với đầu kia gắn vào bên ngoài cố định, thường gọi là dây tóc, mục đích trả lại trạng thái cân bằng lực khi bị tác động phải xoay quanh trục.

Khi nhiệt độ thay đổi, đối với loại bánh balance thường chịu tác động chủ yếu ở: sự co giản vật liệu làm thay đổi kích thước bánh xe -> làm moment quán tính thay đổi, và sự co giãn của dây tóc lò xo -> độ dài và độ "căng" của dây tóc thay đổi. Ngoài ra còn có tác động bới kích thước của "cánh tay" (arm) khi bị co giãn bởi nhiệt độ.

Chính những thay đổi ở bộ phận quan trọng nêu trên làm ảnh hưởng đến sự nhanh hay chậm của một cơ phận đồng hồ, khi nhiệt độ thay đổi.

Tiếp theo: Bù nhiệt độ bánh balance.

 

[Thichduthu-VP]

BÙ CÂN BẰNG:

Như đã trình bày ở trên, nhiệt thay đổi tác động đến cấu trúc hình học của hệ bánh xe balance - lò xo, dẫn đến thay đổi tần số (nhịp đếm), và do đó làm sai lệch thời gian hiển thị của đồng hồ.

Các nhà chế tạo đồng hồ xưa đã giải quyết vấn đề này ra sao? họ đã đề ra 2 giải pháp:

1./ Thay đổi độ dài dây tóc lò xo:

John Harrison (1693-1776) đã nhận được giải thưởng 20.000 bảng Anh cho một hệ thống "cảm biến" bù nhiệt độ, với một bệ thống dùng thép và đồng có thể rút ngắn chiều dài dây tóc lò xo khi nhiệt độ tăng, và ngược lại. Sau 156 ngày theo dõi thử nghiệm lênh đênh trên biển, bộ máy đo thời gian của ông chỉ lệch mất 15 giây.

Hình 1:

B. rút ngắn dây tóc khi nhiệt độ tăng

C. kéo dài dây tóc khi nhiệt độ giảm

2./ Thay đổi kích thước và moment quán tính của bánh balance:

Pierre Le Roy (1717-1785) chọn giải pháp thay đổi kích thước bánh balance với mục đích thay đổi lực quán tính (moment quay) để bù nhiệt độ. "Hệ thống" này của ông gồm bánh xe balance được cắt xẻ thành 2 mảnh và trên đó gắn vào những quả tạ đối trọng. Bánh xe balance này sẽ "co lại" (giảm moment) khi nhiệt độ tăng (bù lại với sự giãn dài của dây tóc lò xo), và "nở ra" (tăng moment) khi nhiệt độ giảm (bù với sự co lại của dây tóc). Trên "niền" của 2 mảnh hình cung bánh xe được khoan và ven răng lỗ rồi gắn vào các cục tạ đối trọng, với mục đích kiểm soát sự tăng giảm kích thước và moment quán tính này. (sẽ đề cập chi tiết hơn ở phần tiếp theo)

Xét tổng thể, hệ thống bù này đơn giản, dễ thực hiện - điều chỉnh và áp dụng vào thực tiễn hơn là giải pháp 1 đã nêu bên trên, nên nó đã được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp cơ khí đồng hồ cho đến tận ngày nay.

Hình 2:

A. ở nhiệt độ bình thường

B. thu hẹp bánh balance khi nhiệt độ tăng

C. giãn đường kính bánh balance khi nhiệt độ giảm

 

[Thichduthu-VP]

biggest clock faces, 80 meters in diameter

Giải pháp tốt nhất để giải quyết vấn đề sai số bởi tác động của sự thay đổi nhiệt độ đã được phát minh bởi Charles Edouard Guillaume (1861-1938, Fleurier, Thụy Sỹ). Guillaume là Giám đốc Cục đo lường Quốc tế ở Sèvres nước Pháp, đã nghiên cứu sáng chế hợp kim với thành phần là thép và nickel, với mục tiêu tạo ra một vật liệu "trơ với nhiệt độ" làm thước chuẩn đo đơn vị độ dài mét. Trong năm 1897, ông tạo ra một vật liệu hữu dụng hơn có độ ảnh hưởng không nhiều với khoảng biến đổi nhiệt thông thường. Guillaume ông đặt tên vật liệu mới gồm sắt-nickel này INVAR (FeNi36). Vật liệu này được chế tạo thước đo chuẩn của Cục tiêu chuẩn đo lường, ngoài ra, chúng đã được ứng dụng trong lĩnh vực chế tạo sản xuất đồng hồ là tạo ra tay "lắc" (của đồng hồ treo tường), bộ phận thiết yếu cần ổn định chiều dài không phụ thuộc vào nhiệt độ. Trước khi có sáng chế này, đồng hồ (quả lắc) được xem là chính xác cao khi được phối hợp với một số cơ cấu bù với sự giãn nở nhiệt của tay thép nhưng cũng phải lệch mất 0,5 giây/ngày ứng với mỗi độ Celcius (độ C) tăng giảm.

Một thành công nữa trong việc sử dụng vật liệu invar/elinvar trong công nghệ chế tạo đồng hồ, là sử dụng nó tạo ra lò xo dây tóc (hairspring) để thay thế loại lò xo thép truyền thống.

Với những đồng hồ được sử dụng loại dây tóc này, sẽ làm giảm nhẹ cơ cấu bù nhiệt độ trên bánh balance, thậm chí có thể không cần bù balance.

Một đặc tính quan trọng nữa của vật liệu là ít ảnh hưởng bởi từ trường, các đồng hồ sử dụng vật liệu này thường được ghi "anti-magnetic".

Ngày nay, trong những đồng hồ hiện đại người ta ứng dụng vật liệu silicon để chế tạo bánh balance, dây tóc... với vô số ưu điểm như: không ảnh hưởng bởi nhiệt độ, từ trường, ô-xy hoá...

Kỳ sau: bù balance gai như thế nào? (chi tiết)


Một bánh xe balance có cơ cấu bù nhiệt độ:

The tiniest timepiece in the world, 1/20 cubic millimeter (mi li mét khối)

 

[Thichduthu-VP]

Tác động tương hỗ giữa balance - escapenent:

 

[HUMMER H2 SUV]

em cũng đặc biết thích đeo đồng hồ, em đang đeo là cái casio, kiểu dáng thể thao, dây thép ko gỉ. em chả có máy ảnh nên chỉ tả mồm thôi. nó vừa với túi xiền của em (b). loại bên trong có 3 đồng hồ nhỏ nữa. cái này em nhờ đứa bạn bên Sing gửi về (b)

 

[Thichduthu-VP]

Bù nhiệt độ bánh xe balance:

Bánh xe balance có thiết kế bù nhiệt độ kiểu cổ điển, vành gồm 2 mảnh hình cung tròn, bằng kim loại hỗn hợp gồm bên ngoài là đồng và bên trong là thép, được xử lý ép chặt vào nhau theo kiểu bánh sandwich.

Do hệ số giãn nở giữa 2 kim loại là khác nhau (đồng lớn hơn thép), nên khi nhiệt độ tăng, vành sẽ có chiều hướng bị đầy vào theo chiều hướng [A] như trên hình vẽ, do đó đường kính sẽ thu hẹp bớt, moment quán tính giảm -> bù lại với sự giản nở dài ra của dây tóc lò xo do nhiệt tăng (giảm sức căng lò xo). Ngược lại, khi nhiệt độ giảm thì đường kính nở ra theo chiều .

[1] di chuyển các cặp tạ đối trọng về hướng cuối làm gia tăng mức độ bù nhiệt độ; [2] nới lỏng các cặp tạ gần cánh tay (spoke) làm giảm tần số dao động.

 

[Thichduthu-VP]

Khảo sát hoạt động hệ thống bánh xe balance-escape:

Hình phía trên mô tả điểm dừng của hệ thống và bánh xe escape ở thời điểm cuối nửa chu kỳ thuận và đầu nửa chu kỳ nghịch (chiều kim đồng hồ) của bánh balance.



a./ Nửa chu kỳ nghịch (counter-clockwise) - đẩy/nén:

(trước đó, "cò" 11 đã hạ xuống, và bánh răng liền kề phía trái của bánh xe "nhện" 14 chưa tác động vào 11, bánh balance đang ở trạng thái chuyển động theo chiều kim đồng hồ - hoặc đứng yên, nếu hệ thống hết năng lượng từ dây cót)

- Nhờ năng lượng (lực) truyền vào từ nồi dây thiều chứa lò xo, bánh xe "nhện" 14 (escape) chuyển động quay theo chiều kim đồng hồ, răng liền kề phía trái của bánh "nhện" đập vào cò ruby 11 (entry palley) và tác động đẩy vào một lực, lực làm cò 11 trượt & bung lên, cò 12 (exit pallet) tương ứng mổ (hạ) xuống, bánh xe "nhện" 14 tiếp tục chuyển động được 1 khoảng bằng 1 bánh răng rồi bị giữ lại bởi "cò" 12.

- Tương ứng bởi hệ thống “chạc ba”, khi hoạt động trên diễn ra thì cùng lúc cánh tay đòn (pallet lever) 9 cũng dịch chuyển từ trái sang phải; "cò" 7 (pallet fork) tác động vào ruby 2 (impulse jewel) từ trái sang phải làm bánh xe balance 3 quay chung quanh trục 5 theo chiều nghịch (so với chiều kim đồng hồ).

- Lò xo dây tóc một đầu (ngoài cùng) gắn cố định vào sườn máy, đầu còn lại (bên trong) gắn liền với bánh xe balance (hình bên trên không thể hiện) sẽ bị xoay theo (cũng nghịch chiều) và từ từ bị nén (căng) lại. Nhờ “kháng” lực do lò xo bị nén dần, bánh balance 3 chuyển động với gia tốc giảm rồi dừng lại ở vị trí nén cực đại của dây tóc lò xo.



b./ Nửa chu kỳ thuận (clockwise) - kéo/xả:

(trước đó là "cò" 12 đã hạ xuống, và bánh nhện ở trạng thái dừng do bị “khoá” bởi "cò" 12)

- Với tác động của lực nén "phản lực" từ lò xo dây tóc được tạo từ nửa chu kỳ trước, bánh balance 3 bắt đầu bị kéo và chuyển động ngược lại theo hướng thuận (chiều kim đồng hồ), ruby 2 theo đó tác động ngược lại vào "cò" 7 làm nó chuyển động từ phải sang trái.

- Tương ứng với hệ thống “chạc ba”, đồng thời tay đòn 9 cũng dịch chuyển từ phải sang trái, "cò" 12 đá (rút) theo hướng lên trên và giải phóng bánh răng bánh escape, bánh escape do vậy tiếp tục dịch chuyển quay chung quanh trục 13 theo chiều thuận chiều kim đồng hồ một khoảng bằng 1 bánh răng (nhờ năng lượng “đẩy” của nồi dây thiều). Bắt đầu lại điểm xuất phát của nửa chu kỳ nghịch (a).

- Lò xo dây tóc sẽ bị xoay theo (thuận chiều kim đồng hồ) và từ từ xả (giãn) ra về trạng thái lỏng “tự do”.



Như vậy:

bánh nhện đá con ngựa để truyền năng lượng từ nồi lò xo dây thiều duy trì hệ thống hoạt động, con ngựa nhờ phản lực của năng lượng từ dây tóc sẽ tác động vào bánh nhện để giải thoát bánh răng bị kìm hãm (giữ), nhờ đó chu kỳ mới được duy trì.
khi hết hoạt động (hết dây thiều), đôi khi hệ thống rơi vào trạng thái “chết”, nghĩa là cò 12 chưa nhả để giải thoát bánh răng nhện, và bánh balance 3 không quay được để tác động vào cò 12, do vậy đôi khi chúng ta phải tác động một ngoại lực (lắc, vỗ) vào hệ thống để bánh balance quay & cò 12 nhả răng bánh escape.
Bánh xe escape sỡ dĩ được đặt tên là “bánh thoát” (theo nghĩa tiếng Việt) chính là vì đặc tính thoát lực. Bánh balance là cân bằng ta cũng có thể suy diễn tương tự.
Chu trình sẽ tiếp diễn đẩy/nén-kéo/xả-đẩy/nén... cho đến khi thoát hết năng lượng dự trữ (của nồi dây thiều).

Hình minh họa cấu trúc tổng thể của một bộ cơ đồng hồ:

 

[Thichduthu-VP]

Bù nhiệt độ bánh balance: tuy bù nhiệt độ bánh balance tự động bằng kim loại bi-metal (sandwich) là giải pháp đơn giản và hiệu quả hơn so biện pháp tự động điều chỉnh độ dài dây tóc khi nhiệt độ thay đổi, tuy nhiên cả hai đều vẫn chưa phải là giải pháp triệt để về vấn đề giãn nở vật liệu do nhiệt trong chế tạo dây tóc và bánh xe balance đồng hồ. Biến đổi do nhiệt của bánh xe sandwich này không phải là tuyến tính nên việc điều chỉnh với sự thay đổi của dây tóc lò xo cũng chưa phải là giải pháp hoàn chỉnh.

Vì vậy các nhà chế tạo đồng hồ nghĩ đến việc làm sao có loại vật liệu nào có thể dùng thay thế lò xo thép, và ít chịu tác động bởi thay đổi nhiệt độ, từ trường. Nếu sử dụng loại vật liệu này sẽ giảm nhẹ hay thậm chí loại bỏ hẳn cơ cấu bù nhiệt độ trên bánh balance.

Invar / Elinvar / Nivarox spring & Glucydur balance

 

[Thichduthu-VP]

Tại sao trong mặt số đồng hồ vẽ kiểu chữ La Mã lại thường dùng "IIII" thay vì "IV" ?

Có khá nhiều giả thiết, mời các bác tham khảo:

1./ Chữ số IV, là biểu tượng (chữ cái đầu tiên, viết tắt) của vị thần IVPITER (Jupiter, viết theo kiểu cổ), do đó người cổ xưa kiêng tránh sử dụng. (thuyết phục)

2./ Chữ số IIII tạo thế cân bằng với chữ số VIII trên mặt số. (chưa thuyết phục, vì XI và I thì đâu có cân?)

Có lẽ giải thích theo kiểu hình dưới này có lý hơn: 2 nửa, mỗi nửa 14 ký tự.

3./ Tổng thể, trên toàn bộ mặt chữ La mã của đồng hồ, nếu thể hiện chữ số IIII thay vì IV thì sẽ cân bằng vì: chia mặt đồng hồ hình tròn thành 3 mảnh đều nhau (vị trí IIII, VIII, XII - xem hình đầu tiên) thì trên mỗi mảnh hình nan quạt sẽ chỉ xuất hiện một trong các ký tự I, V, X ba lần (ứng với chữ đầu tiên, tại đường chia cuối clockwise của mảnh). (thuyết phục)

4./ Chữ số IV dễ nhầm lẫn với VI, trường hợp hầu hết các chữ số phải quay theo trục tâm của mặt số. (thuyết phục, số VII không thể nhầm lẫn vì không có số IIV - xem hình dưới)

5./ Chữ Roman cổ sử dụng rộng rãi IIII trước khi thay đổi thành IV.

6./ Vua nước Pháp Louis Đại Đế (Louis XIV) ưa thích IIII hơn IV (có lẽ không thích chữ số có vẻ giống với niên hiệu mình), nên ra lệnh cho các nhà sx đồng hồ dùng IIII thay vì IV, và theo đó chữ số IIII tiếp tục tồn tại.

7./ Đại chúng, người học vấn thấp vẫn dễ nhận diện số 4 bằng chữ IIII hơn là IV.

...

 

[Thichduthu-VP]

Sau một lần lên dây,

đồng hồ đeo tay nào có thời gian hoạt động lâu nhất?

Patek Philippe 10 Day Tourbillon

Cartier Concept 10-Day Tourbillon Revealed

Panerai Radiomir 10 Days GMT

Vincent BÉrard - LUVORENE 1 - 10 Day

Audemars Piguet Millenary MC 12 Tourbillon 10 Day

Vacheron Constantin “Saint-Gervais” 10 Day

Bell & Ross Instrument Grand Minuteur - 10 Day

A Lange & Sohne Lange 31 Day Power Reserve


CHÂN DUNG NHÀ QUÁN QUÂN:

Calibre L034.1

Bộ máy hai dây cót và chốt lên giây hình vuông của LANGE 31

No other watch runs longer: The new manually wound A. Lange & Söhne timepiece has a power reserve of one month. That is why it has been named the LANGE 31. Another innovation, a constant-force escapement, assures that power delivery is uniform throughout the entire 31-day period. Additionally, Lange reintroduces the venerable key winding mechanism

Data sheet

Movement : Lange manufacture calibre L034.1, manually wound, crafted to the highest Lange quality standards and largely assembled and decorated by hand; precision-adjusted in five positions; twin mainspring barrels; plates and bridges made of untreated German silver; balance **** engraved by hand
Movement parts : 406
Jewels : 61, including 1 transparent sapphire jewel
Screwed gold chatons : 4
Escapement : Lever escapement
Balance : Shock-resistant glucydur screw balance, Nivarox hairspring balance with a frequency of 21,600 semi-oscillations per hour, whiplash precision index adjuster with patented beat adjustment mechanism
Power reserve : 31 days (744 hours) when fully wound, with stopwork
Functions : Time display in hours, minutes, small seconds, with stop seconds, outsize date, power-reserve indicator
Operating elements : Winding key with torque limiter, crown for setting the time, push piece for advancing the date display
Case : Diameter 46 mm, platinum
Glass and caseback : Sapphire crystal (hardness 9)
Dial : Solid silver, rhodié
Hands : Rhodiumed gold
Strap : Hand-stitched crocodile strap with precious-metal Lange prong buckle in solid platinum

Bạn thường xuyên phải lên giây đồng hồ hai ngày một lần và muốn giải tỏa sự phiền toái này? A. Lange & Söhne có thể giúp bạn bằng chiếc LANGE 31 có khả năng dự trữ năng lượng trong thời gian kỷ lục 31 ngày.

Đối với những chiếc đồng hồ lên giây bằng tay nếu bạn quên không lên giây thì chỉ sau 1-2 ngày nó sẽ bị chết. Do đó thường phải lên giây cho chúng khoảng 2 ngày một lần giống như việc sạc pin cho điện thoại di động vậy. Nếu bạn ngại phải làm điều này thì chiếc LANGE 31 sẽ là sự lựa chọn đồng hồ tiếp theo của bạn.

Bộ dây cót siêu việt tích trữ được một lượng năng lượng đến một tháng đã giúp LANGE 31 trở thành vô địch trong số những loại đồng hồ hiện có trên thế giới. Điều đó cũng giải thích tại sao A. Lange & Söhne lại đặt tên cho nó là LANGE 31. Một cải tiến khác đó là cơ cấu hồi có lực không đổi đảm bảo sự truyền năng lượng được phân bố đều trong khoảng thời gian là 31 ngày.

Từ lâu mọi người luôn bị hấp dẫn và lôi cuốn bởi ánh trăng tròn và trăng khuyết. Trên thực tế, đây là loại lịch cổ xưa nhất sử dụng hai kỳ trăng như là một đơn vị cơ bản của thời gian. Cấu trúc của một chiếc đồng hồ cơ khí đeo tay với mức dự trữ năng lượng của một tháng trăng là một mơ ước lớn của những người làm đồng hồ. Giờ đây nó đã trở thành hiện thực với chiếc LANGE 31. Một thiết kế mang tính hệ thống dành cho khối tích trữ năng lượng cùng với cơ chế phân phối độc đáo.


Để tích trữ một lượng năng lượng lớn như vậy, LANGE 31 có hai cuộn dây cót chính với đường kính 25mm. Không gian của dây cót kép này chiếm 3/4 kích thước của máy. Mỗi chiếc dây cót có độ dài là 1.850mm và cả hai sợi dây cót có chiều dài lớn hơn từ 5-10 lần so với những dây cót của đồng hồ thông thường. Mức năng lượng tổng cộng của hai dây cót có thể nâng một thanh chocolate Thụy Sỹ nặng 100 g lên đến độ cao 3,2m. Điều này cũng gây nên một số khó khăn khi làm thế nào để có thể lên giây cho dây cót này bằng núm vặn thông thường. Đó là lý do vì sao mà các kỹ sư của Lange lại tìm đến một “chìa khóa công nghệ” lấy từ những chiếc đồng hồ bỏ túi trong lịch sử. Một mấu nối hình vuông tra chìa khóa được đưa ra ngoài thông qua một cửa sổ trên nắp kính sapphire phía sau để lên giây cho các dây cót. Chiếc chìa khóa này có tiện một bánh nhỏ cho phép lên giây nhẹ nhàng như núm vặn thông thường và một bộ hạn chế momen ngăn ngừa tai nạn do vặn quá tay.

Vấn đề tiếp theo là làm sao có thể đưa được khối năng lượng khổng lồ tích trữ trong dây cót đến dây tóc dao động của đồng hồ. Một điều mà ai cũng biết đó là khi dây tóc giãn thì momen tại thời điểm ban đầu và khi giãn hoàn toàn là khác nhau. Điều này ảnh hưởng lớn đến độ chính xác của đồng hồ. Để đối phó với vấn đề này, Leonardo da Vinci đã phát minh ra một cơ cấu truyền động dạng bánh côn từ 500 năm trước. Nhờ đó sự mất mát momen của dây cót được bù bằng đòn bẩy. Ứng dụng thiết kế của một bộ truyền động côn – xích (fusee – and - chain), nguyên tắc này đã có mặt trên hai chiếc đồng hồ thế hệ mới của Lange đó là: Tourbillon “Pour le Merite” và Tourbograph “Pour le Merite”. Nhưng đối với mức năng lượng 31 ngày, cấu trúc này không phù hợp bởi kích thước của chúng đòi hỏi khá lớn. Vậy các kỹ sư của Lange đã tìm ra một giải pháp khác: đó là sử dụng cơ cấu hồi với lực không đổi (constant-force escapement). Nó dựa trên một dây cót phụ sẽ giãn theo từng giai đoạn để tạo ra những mức momen như nhau mà không phụ thuộc vào trạng thái của dây cót chính. Vấn đề của chiếc LANGE 31 giờ đã được giải quyết hoàn toàn.

Bộ truyền động dạng côn - xích (fusee – and - chain)

Sơ đồ lên giây trên chiếc đồng hồ LANGE 31


Cơ cấu hồi lực không đổi đã được Ferdinand Adolph Lange quan tâm từ lâu. Khoảng năm 1866, ông đã phát minh ra một cơ cấu hồi tương tự dành cho những chiếc đồng hồ bỏ túi. Sau đó ông đã phát triển cấu trúc tương đương cho chiếc đồng hồ lớn hiện đặt tại trụ sở của Lange với quả lắc dài đến 10m cho đến nay vẫn hoạt động và thông báo giờ chính xác cho nhân viên của Lange cũng như cư dân của thành phố Glasshute. 140 năm sau đó, hậu duệ của ông đã thể hiện thành công nguyên lý này với việc phát triển và cho ra đời bộ máy Calibre L034.1 có mức dự trữ năng lượng đến 31 ngày. LANGE 31 chính là sự tiếp nối liên tục các truyền thống lâu đời của Lange: tạo nên những cải tiến hữu dụng.

Vỏ bằng bạch kim của LANGE 31 có đường kính ấn tượng 46mm và dày 15,9mm. Sau tất cả, nó cần không gian để chứa được nhiều năng lượng. Sau chu kỳ 31 ngày, kim trên thang đo mức năng lượng sẽ tụt về phần vạch đỏ và chúng ta cần phải lên giây lại.

Cách bố trí trên mặt đồng hồ đơn giản cùng với thiết kế vỏ trơn tru theo đúng phong cách cổ điển của Lange. LANGE 31 không chỉ là chiếc đồng hồ chạy lâu nhất thế giới mà còn rất đẹp mắt.

09.11.2007
Donghonet.com

 

[Thichduthu-VP]

I. Các dạng Jewel:

Một số dạng Jewel được sử dụng phổ biến trong một bộ cơ đồng hồ là:

1./ Jewel tròn, có lỗ xuyên tâm (Hole): những miếng jewel dạng tròn (hình cái bánh) được khoan lỗ phù hợp với đường kính trục bánh xe. Jewel dạng này được sử dụng cho những điểm vận hành với vận tốc quay nhỏ, không yêu cầu cao lắm về độ sai số (rơ) và chịu ảnh hưởng nhiều bởi lực tác động vuông góc trục quay.

2./ Jewel tròn, không có lỗ (cap): những miếng jewel dạng tròn không khoan lỗ thường được đặt áp vào 2 đầu (đỉnh) trục quay. Jewel dạng này được sử dụng kết hợp với dạng 1 để áp dụng cho những điểm có yêu cầu cao về độ sai số, có vận tốc quay lớn, chịu ảnh hưởng nhiều bởi lực tác động dọc trục.

3./ Jewel dạng phiến, vuông chữ nhật (pallet): như những viên gạch mài vát cạnh. Jewel dạng này được sử dụng cho những điểm bị tác động va đập trượt (ngang) là hai đầu của ngựa (cò khoá, mở bánh bánh escape - hay còn gọi bánh nhện).

4./ Jewel dạng hình trụ (roller): jewel dạng này duy chỉ được sử dụng gắn trên bánh balance để đá “ngựa”, điểm bị tác động va đập trượt (ngang).

II. Vật liệu sử dụng làm Jewel:

Có 4 loại vật liệu thường sử dụng chế tạo jewel đồng hồ là: đá garnet, đá sa-phia (tự nhiên/nhân tạo), đá hồng ngọc (ruby) (tự nhiên/nhân tạo), và kim cương (tự nhiên và nhân tạo). Ngoài ra có một số nhà chế tạo còn dùng jewel là hợp kim chống mài mòn (kim loại) hoặc kính sử lý tráng kim loại (kính saphire).

Trong 4 loại đá kể trên thì garnet (thường màu đỏ sậm) là có độ bền kém nhất và thường chỉ sử dụng trong những bộ cơ rẻ tiền.


III. Jewel cần thiết ở những vị trí nào:

7 jewels (manual): 1 roller (impulse) + 2 pallet (lever) + 2 hole (balance) + 2 cap (balance)

11 (manual): 1 roller (impulse) + 2 pallet (lever) + 2 hole (balance) + 2 cap (balance) + 2 hole (lever) + 2 hole (escape)

15 (manual): 1 roller (impulse) + 2 pallet (lever) + 2 hole (balance) + 2 cap (balance) + 2 hole (lever) + 2 hole (escape) + 2 hole (4th wheel) + 2 hole (3rd wheel)

17 (manual): 1 roller (impulse) + 2 pallet (lever) + 2 hole (balance) + 2 cap (balance) + 2 hole (lever) + 2 hole (escape) + 2 hole (4th wheel) + 2 hole (3rd wheel) + 2 hole (center wheel)

21 (manual): 1 roller (impulse) + 2 pallet (lever) + 2 hole (balance) + 2 cap (balance) + 2 hole (lever) + 2 hole (escape) + 2 hole (4th wheel) + 2 hole (3rd wheel) + 2 hole (center wheel) + 2 cap (lever) + 2 cap (escape)

23 (manual): 1 roller (impulse) + 2 pallet (lever) + 2 hole (balance) + 2 cap (balance) + 2 hole (lever) + 2 hole (escape) + 2 hole (4th wheel) + 2 hole (3rd wheel) + 2 hole (center wheel) + 2 cap (lever) + 2 cap (escape) + 2 hole (main spring)

 

[Thichduthu-VP]

Như đã thấy ở trên, mức độ quan trọng của vị trí sử dụng jewel trong một bộ cơ đồng hồ phù hợp với cường độ làm việc của vị trí. Nó sẽ đi ngược lại với đường truyền năng lượng của bộ máy: balance wheel - lever (anchor) - escape wheel - 4th wheel - 3rd wheel - 2nd wheel (center wheel) - 1st wheel (main spring) - crown wheel..

Con số tổng jewel trong bộ cơ thông thường là số lẻ, vì nó = tích các cặp jewel + 1 (roller jewel - gạt). Các con số này đi theo chuỗi số 1, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 21, 23, 25, 27, 29... (không có 3 là vì jewel trục balance thường là 2 cặp).

Trong bộ cơ có thêm cơ phận tự động lên dây, nó sẽ tăng thêm 2 hoặc 4 tùy theo kết cấu (1 chiều hay 2 chiều lên dây (thiều), và có thể hơn chút nữa nhưng vẫn thường là từng cặp.

Trường hợp bánh lên dây (không đối trọng, hay còn gọi búa) sử dụng 1 jewel thì số chẵn mới xảy ra trong tổng số jewel.

Thế nhưng có những bộ cơ lên đến 83, thậm chí 100 jewel theo đơn cử hình dưới thì sao? có thực sự cần thiết?

Phần tiếp theo tôi xin đề cập đến vấn đề "lạm phát jewel" trong sản xuất máy móc đồng hồ cơ khí. Có thể nói đây là một hành động gian lận thương mại của các nhà sản xuất, đánh vào tâm lý người tiêu dùng không có điều kiện nghiên cứu hiểu về bộ cơ đồng hồ và ... thích nhiều jewel.

 

[Thichduthu-VP]

LÝ LẼ CỦA NGƯỜI ... HÂM
Một câu chuyện cũng có thật 100%:

cuộc nhậu giữa 2 người bạn,

đều là dân thích đủ thứ...

đối thoại như sau:

A - đồng hồ dùng để làm gì?

B- để xem giờ.

A- cái đồng hồ này giá bao nhiêu?

B- 22 tờ.

A- mua cũ hay mới?

B- biết rồi còn vờ hỏi, mới thì lượn chỗ khác.

A- đồng hồ Casio LCD giờ khoảng nhiêu?

B- mới khoảng 7-8 đô gì đấy.

A- thế thì cái ông đang đeo bằng khoảng 300 cái Casio.

B- ừ.

A- thế 1 cái Casio đeo được khoảng mấy năm?

B- khoảng 8-10 năm gì đấy.

A- có nghĩa là 300 cái Casio đeo được 3000 năm?

B- ừ.

A- thế cái này có chắc đeo được thêm 3000 năm nữa không?

B- ông điên à!

A- thế cái này đeo đúng giờ hơn Casio không?

B- không!

A- thế cái này rửa tay, bơi lội, tối thấy giờ không?

B- không!

A- thế cái này hơn cái Casio ở điểm nào?

B- ừ ... thì ... mắc hơn ... cũ hơn ... nhưng mà sành điệu hơn.

A- sành điệu chỗ nào?

B- thì ... có mấy đứa mua được thứ này đâu, phải biết và có tiền mới mua được chớ!

A- ông có nghĩ là tôi với ông bị ... "bịnh" không? ta không nghĩ thế, nhưng người tỉnh thì họ nghĩ chúng ta "hâm".

B- chưa chắc ai hâm, đến khi họ mê rồi có khi họ còn... hâm hơn mình.

A- thế đeo cái này ông được cái gì mà ông cho là nhất?

B- sướng.

...

A- cái bật lửa này bao nhiêu?

B- 1 triệu 8

A- xài xăng hả?

B- ừ

A- cái quẹt gas bao nhiêu?

B- khoảng 1 ngàn, giá sỉ.

...

... sướng.

...

Bó tay với những người hâm, trong đó có tôi. :21:

 

[Thichduthu-VP]

Những đồng hồ trong mơ:

JLC Kalender (1940s)

PP 50s

Cosmic 1947

 

[Thichduthu-VP]

CLEPSYRA

Clepsyra (water clock) được phát minh vào Thế kỷ 15 TCN, là tên gọi tiếng Hy Lạp.

Cái hồ bằng đồng, một dụng cụ chứa nước chảy nhỏ giọt có mực (vạch, thang) dùng để đo thời gian, có lẽ là giả thiết thuyết phục cho tên gọi đồng hồ.

 

[Thichduthu-VP]

CÁC LOẠI HÌNH ĐỒNG HỒ TIÊU BIỂU:

Sun Dial (16th BC): bóng tối và ánh sáng

Clepsydra (15th BC): hồ và nước

Sand glass (14th C): cát và thủy tinh

Astrolabe (2nd C): vị trí Mặt trời & các hành tinh

Candle clock (9th C): lửa và nến

Mechanical clock (1270): con lắc và trọng trường

Spring driven (early 14th C): dao động & lò xo

Quartz clock (1927): thạch anh và điện trường (32.768Hz)

Cesium atomic (1955): nhiệt lượng & nguyên tử

 

[Thichduthu-VP]

Có mấy loại bù sai số trong cơ khí đồng hồ?

Cơ bản 3 loại:

- Bù ảnh hưởng nhiệt độ: nhiệt độ tăng giảm làm giãn nở hay co rút lò xo, ảnh hưởng đến tần số (áp dụng phổ biến)

- Bù ảnh hưởng vị trí: khi bộ cơ hoạt động trong vị trí khác nhau (đứng, nằm) sẽ có lực tác động và ma sát khác nhau tại các vị trí trục quay, bánh răng.

- Bù ảnh hưởng lực nồi lò xo: năng lượng dự trữ của nồi lò xo khi tác động vào hệ thống phía sau có lực giảm dần, tương ứng với dây thiều nhả từ căng đến chùng (ít áp dụng).

 

[Thichduthu-VP]

Một bộ cơ đồng hồ đeo tay thông thường, cần bao nhiêu jewel?

- Bộ cơ lên dây: 15-17 jewel là đủ, 21-23 jewel là quá đủ, hơn nữa là từ thừa đến quá thừa.

- Bộ cơ tự động: 17-21 jewel là đủ, 23-30 jewel là quá đủ, hơn nữa là từ thừa đến quá thừa.

 

[Thichduthu-VP]

14400-18000-21600-25200-28800-36000 vph (hay bph)

tương ứng với tần suất đếm

1/4-1/5-1/6-1/7-1/8-1/10 s (số lần đếm trong 1 giây là 4-5-6-7-8-10)

hay

2.0-2.5-3.0-3.5-4.0-5.0 Hz (tần số - chu kỳ hoàn thành dao động trong 1 giây)

Cho đến 1950, các bộ cơ chủ yếu tính toán chế tạo để hoạt động ở 2.5 Hz (1/5 s hay 18000 vph).

Sau 1950, các hãng chế tạo lần lượt có cuộc đua tranh để nâng tần số từ 2.5 Hz lên lần lượt là 3.0, 3.5, 4.0 Hz và bộ cơ đầu tiên đạt ngưỡng 5.0 Hz là thiết kế của hãng Girard Perregaux vào 1966, Gyromatic High Frequency đoạt giải thưởng NO:

Sản phẩm đầu tiên này Girard Perregaux được cho là có sự góp sức của Eberhard, Favre Leuba, và Zodiac.

Tiếp theo đó, các hãng lần lượt cũng nâng tần số hoạt động của cơ khí đồng hồ lên 5Hz như Longines (1967 - cal. 430), Seiko (1968 - cal. 6145), Eterna (1969 - cal. 2732), Zenith (1969 - cal. 3019), Movado (1969 - cal. 405 & 408), A. Schild (1970 - cal. 1920), Felca (cal. 4177), Citizen (1975 - cal. 7230).

Tuy vậy sau thời gian hoạt động, ngoài ưu điểm tần số cao cho hoạt động chính xác hơn thì cũng lộ ra một số nhược điểm:

- Tiêu tốn nhanh năng lượng dự trữ: mau hết dây thiều.

- Nhanh hư hỏng: do hoạt động với tần suất cao gấp đôi bộ cơ thông thường 18000 vph.

- Thời gian bảo dưỡng ngắn hơn: việc lau dầu, kiểm tra các cơ phận phải thường xuyên hơn.

- Chế tạo các cơ phận yêu cầu cao hơn, khó khăn hơn (tính chính xác, độ bền...).

=> do vậy, các hãng đã hạ mức tần số cao này xuống sao cho dung hòa được giữa tính chính xác và độ bền của cơ phận, mức này thường là 4 Hz (28800 bph) và 3 Hz (21600 bph), đây cũng là mức dao động phổ thông của những bộ cơ đồng hồ ngày nay.

Đỉnh cao 36000 bph: Zenith El Primero Automatic Chonograph cal. 3019 (PHC)