Спираль прогресса

Несколько иначе рассудили конструкторы IWC, разместив модуль постоянной силы внутри самой каретки турбийона. Да и вспомогательная пружина, обеспечивающая это постоянство, здесь не линейная, как у Журна, а спиральная, и располагается она на оси анкерного колеса. Сразу оговоримся, что хотя изобретение было запатентовано в Швейцарии еще 15 декабря 2001 года, до сих пор нет никаких сведений о его использовании в опытных образцах механизмов, а тем более в серийных моделях часов. Как объяснил нашему журналу автор спирали IWC Курт Клаус, он еще до сих пор не уверен на все 100 процентов в эффективности и долговечности этого узла. Однако его решение давней проблемы как всегда необычно, перспективно и явно заслуживает детального рассмотрения. Кроме того, всегда интересно проникнуть в творческую лабораторию ведущих часовщиков и сравнить первоначальный замысел с его последующим воплощением. Тем более что в данном патенте существенные изменения были внесены во всю конструкцию турбийонного узла.



Итак, на рисунке 1 изображен общий вид турбийона постоянной силы: каретка турбийона (1), вращающиеся вокруг установленных на каретке осей анкерное колесо (6), стопорное колесо (12), баланс (2) со спиралью (3), толкающее каретку приводное колесо турбийона (13), а также неподвижное секундное колесо (14). Рисунок 2 показывает взаимодействие основных деталей механизма, причем для большей наглядности каретка турбийона и баланс удалены, так что видны спусковая анкерная вилка (4), анкерная вилка постоянной силы (11), напряженная спиральная пружина постоянной силы (10) и кулачок анкерного колеса (5). На оси анкерного колеса вращается расположенное под ним колесо постоянной силы (7), с которым подвижно соединен один конец пружины (10), второй конец этой пружины зафиксирован на анкерном колесе. Теперь пройдемся по всей цепочке взаимодействий деталей. При каждом полуколебании баланса палеты анкерной вилки (4) освобождают анкерное колесо (б), и оно, под воздействием пружины (10), поворачивается на один зубец. Вместе с анкерным колесом поворачивается зафиксированный на нем треугольный кулачок (5), имеющий скругленные стороны. За пять полуколебаний баланса (пять - это отношение числа зубцов анкерного колеса и граней кулачка) кулачок проворачивается настолько, что отклоняет П-образный хвостовик вращающейся вокруг оси турбийона анкерной вилки (11). При этом одна из палет вилки (11) освобождает зубец стопорного колеса (12), и разблокированная каретка турбийона, под воздействием заводной пружины, оборачивается вокруг неподвижного секундного колеса (14), пока колесо (12) не повернется на 90° и не упрется вторым зубцом в другую палету вилки (11). Колесо постоянной силы (7) снизу имеет триб.



На рисунке 2 он не виден, но расположен аналогично трибу стопорного колеса (12а), через который на колесо (7) передается вращение каретки турбийона. Поэтому при повороте каретки свободный конец спиральной пружины (10), связанный с колесом (7), также поворачивается на строго определенный угол. Другой конец пружины (10) в это время зафиксирован, поскольку жестко сочленен с анкерным колесом, вращение которого блокируется палетами анкерной вилки (4). Таким образом, при продвижении каретки турбийона, происходящем через каждые пять полуколебаний баланса, пружина постоянной силы (10) периодически взводится до одного и того же положения. И вследствие этого движимое пружиной анкерное колесо воздействует на баланс с постоянной силой, независимо от состояния заводной пружины часов, чего, собственно, и добивались конструкторы. Стоит особо отметить, что напряжение пружины (10) способствует плавному, без рывков и биений, движению каретки турбийона.

Секретное оружие IWC
Однако внимательный читатель может заметить, что в приведенном описании скрыт подвох. А именно: хотя пружина постоянной силы взводится лишь после каждого пятого полуколебания баланса, она исправно подталкивает баланс через анкерную вилку (4) во время каждого его полуколебания. Казалось бы, при таком неравномерном энергообмене сила воздействия на баланс на протяжении пяти колебаний должна немного спадать из-за ослабевания пружины постоянной силы. Но, оказывается, учтено и это обстоятельство, стоит только присмотреться к следующему рисунку.



На рисунке 3 изображено «секретное оружие» IWC - диск баланса сил (21). Этот диск скрыт от посторонних глаз между анкерным колесом (6) и колесом постоянной силы (7). Диск баланса сил имеет собственную ось вращения, смещенную относительно оси этих колес, поскольку оборачивается вокруг установленного на колесе постоянной силы эксцентрика. Два симметричных рычага (21а) и (21b), расположенные по краям диска (21), взаимодействуют с двумя равноудаленными от оси анкерного колеса пальцами, через которые и передается вращательное усилие. Палец (24) жестко связан с анкерным колесом и зафиксированным на нем концом спиральной пружины постоянной силы (10), а палец (25) установлен на вращающемся вокруг оси анкерного колеса кольце, к которому прикреплен подвижный конец пружины (10). Напряжение пружины (10), передающееся через палец (25) на рычаг (21а), вызывает вращение диска (21). При этом другим своим рычагом (21b) диск толкает палец (24) и сообщает вращательный момент анкерному колесу. При каждом повороте анкерного колеса пружина немного ослабевает, но вместе с тем увеличивается плечо рычага, через который передается сила пружины; похожий принцип уже встречался в фузейной передаче. Увеличение рычага достигается за счет эксцентричного, по отношению к анкерному колесу, вращения диска (21). Действительно, из рисунка видно, что при повороте анкерного колеса происходит приращение рычага L1 и уменьшение рычага L2. Соответственно, растет отношение L1/L2 и, несмотря на уменьшение силы пружины F1, сила F2, передающаяся на анкерное колесо, а с него и на баланс, сохраняет свою величину. Конечно, такая закономерность действует только в определенном узком диапазоне значений угла U поворота диска относительно колеса постоянной силы. Но не надо забывать, что ровно через пять полуколебаний колесо разблокируется и повернется на угол U, заняв свою первоначальную позицию относительно временно заблокированного анкерного колеса и взведя пружину постоянной силы. Предложенный эксцентричный механизм баланса сил имеет несколько немаловажных достоинств: он крайне прост в изготовлении (состоит всего из трех деталей), занимает очень мало места и легко поддается регулировке и точной настройке путем подбора длин рычагов.

Чудодейственная «косметика»
Закрывая тему турбийонов постоянной силы, упомянем об экспериментальных часах - карманных Double Axes Tourbillon и наручных Triple Axes Tourbillon, которые изготовил вручную независимый швейцарский мастер Thomas Prescher. Утверждается, что в этих многоосных турбийонах, вошедших с недавнего времени в моду, также присутствует искомый модуль постоянной силы, однако его техническое описание не приводится, а сказать что-либо по фотографиям механизма затруднительно. А как же обстоят дела у часовых грандов? Patek Philippe обошлась «косметическими» мерами. В пресс-релизе, посвященном ее прошлогодней премьере New Gondolo Calendario с автоматическим механизмом калибра 5135, термин «постоянная сила» фигурирует, но при ближайшем рассмотрении оказывается, что речь идет о всего лишь новом микропрофиле зубцов колесной передачи. Безусловно, колеса с мелкими зубцами, хотя и трудны в производстве, позволяют обеспечить более равномерную передачу энергии от главной пружины к анкерному колесу и снизить возмущения, возникающие в передаче, а значит, тем самым повысить точность хода. Но с первопричиной - меняющимся моментом пружины - они справиться вряд ли способны. Тем не менее пример Patek Philippe породил последователей, и «мелкозубые» передачи стали появляться и у других брэндов, например у JeanRichard. Audemars Piguet же и вовсе лишь вскользь упомянула о достижении постоянной силы в недавнем калибре 3120, из скромности не решившись приводить какие-либо сенсационные подробности, а тем более утомлять поклонников марки описаниями сложных технических ухищрений сродни вышеприведенному. Так что на сегодня имеются только два афишированных решения: либо системы с переменным передаточным отношением, меняющимся по мере ослабевания заводной пружины, как это происходит в случае с фузеей, либо промежуточный энергетический «резервуар», в который периодически перетекает строго постоянный объем энергии, отдающейся затем балансу, как у Журна или IWC. И, что самое важное, эти решения применяются в недешевых, мягко говоря, часах. О массовом производстве механизмов с постоянной силой говорить пока не приходится. Существует мнение, что современные технологии производства часовых колес, пружин и спиралей баланса, а также распространение автоматических механизмов, не говоря уже о кварцевых, превращают поиски постоянной силы в искусство ради искусства. И что даже если долгожданное абсолютное решение будет найдено, у механических часов останется немало других уязвимых мест. Но ведь именно за яркие проявления часового искусства любят и ценят механические часы, и в этом же заключается их потенциал на будущее. Ну а пока простим механическим часам некоторое непостоянство, как прощаем мы его любимой женщине, сила которой часто заключена в ее слабости.