卡罗素机芯发明史,卡罗素和陀飞轮区别「技术原理图解」

2020-08-23 00:40卡罗素和陀飞轮区别

根据专利文献的记载,Bonniksen于1894年获得了卡罗素的专利技术授权,从此,卡罗素被记入了世界制表的史册。下面来分析一下,卡罗素是如何布局的,为什么说它相对于陀飞轮在结构方面更加简单实 用,更甚至于被误称为偏心式陀飞轮(参考专利号CH7965A)。

技术特征

普通手表的主传动轮系布局(见图4-1中的4)包括:原动系Bar、中心轮GM、过渡轮PMBon、秒轮 RS、擒纵轮RA、擒纵叉A和摆轮Bal。其中,中心轮GM被设计为每60分钟旋转一周,也就是分轮的速度。

为了让卡罗素可以实现跟陀飞轮同样的理念效果—最大限度地抵消由于地球引力而产生的位置误差, Bonniksen将秒轮RS、擒纵轮RA、擒纵叉A和摆轮Bal这一部分重新布局(见图4-1中的5),尤其是将擒纵机构和摆轮游丝系统放置于一个可以旋转的转盘Plateau de cage上。图中红色转盘驱动轮的中心带有轴承Roulement,此轮与蓝色过渡轮PMBon的齿轴相连接,并且转盘与驱动轮通过两个螺钉固定为一体。

卡罗素原创的技术特征(见图4-1中的6,图4-2中的7)为:绿色的秒轮RS与卡罗素转盘同心设置,蓝色过渡轮PMBon的轮片与秒轮RS的齿轴连接。此时擒纵机构都被放置于转盘上,其中擒纵轮的齿轴与秒轮RS的轮片对接,两者形成了行星轮关系。

卡罗素转盘就是差动系统里的行星支架,秒轮RS为太阳轮,擒纵轮RA为行星轮。卡罗素的摆轮设置方式有两种:摆轮放置于卡罗素转盘的偏心式(见图4-2中的8)和同轴式(见图4-2中的9),而偏心式被更多地采用,因此卡罗素被很多人误称为偏心式陀飞轮,这属于技术方面的误区。图4-2中,Pont de plateau Bonniksen是鲍尼克森桥夹板,Balancier是摆轮,Pont de plateau Corrigé 是桥式盖片。

1894年Bonniksen卡罗素图

图4-1 1894年Bonniksen卡罗素图(一)

1894年Bonniksen卡罗素图2

图4-2 1894年Bonniksen卡罗素图(二)

工作原理

原动系Bar通过轮系GM将能量输出,蓝色过渡轮PMBon分别将能量传递给秒轮RS和卡罗素转盘,此时就形成了一个完整的差动轮系统—卡罗素转盘携带着擒纵机构和摆轮游丝系统做行星运动,秒轮RS的轮片作为差动轮系的太阳轮与作为行星轮的擒纵轮齿轴相互啮合开始工作起来。根据各齿轮齿数传动比的精密计算,秒轮RS仍然保持了原先的每1分钟转动一周的速度,而卡罗素的速度为每52.5分钟转动一周。

卡罗素和陀飞轮区别

通过前文的介绍,我们可以了解到卡罗素的本质仍然是普通手表的基本传动关系,唯一的不同之处是它将原先不动的擒纵机构以及摆轮游丝系统在卡罗素的带动下公转起来,目的是实现了宝玑大师发明陀飞轮的那种可以最大限度抵消重力对手表走时精度影响的理念。

从这一点上说明了卡罗素与陀飞轮在设计理念上有着共性,但是在结构方面两者又存在着差异。陀飞轮的擒纵系统带动框架自转,卡罗素的擒纵系统只负责走时,另有传动系统负责框架的旋转。因此,陀飞轮框架停止旋转,擒纵机构就停止运转;卡罗素的框架停止旋转,擒纵机构依然可以照常运转。

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