Вне зависимости от марки камни в часах присутствуют обязательно: они являются неотъемлемыми функциональными элементами, служат гарантом стабильной работы механизма, иллюстрируют качество и ценность аксессуара.
Источником энергии для часового механизма служит пружина, она выглядит как плоская лента из стали. Ее скручивают в производственных условиях, так она накапливает энергию. Один конец пружинной ленты фиксируется на стенке барабана, последний при вращении направляет накопленную энергию непосредственно к шестеренкам. Три и более шестерни образуют колесную систему, их количество варьируется в зависимости от комплектации часов. Колесный элемент в итоге выполняет передачу энергии.
Шестеренки вращаются постепенно, так как в них предусмотрен спусковой механизм – это контроллер, не позволяющий им раскручиваться быстрее, чем нужно по технологии. Спусковой механизм находится под контролем балансового регулятора, воплощаемого в виде маятника, функционирующего вне зависимости от пространственного положения часов. Он оснащен спиральной пружиной, благодаря которой колесо вращается в две стороны с неизменной частотой. Таким образом отсчитываются секунды, перерастающие в минуты и часы, они выводятся на циферблат посредством стрелок.
Функционал и задачи, возлагаемые на часовые камни
Чтобы понять, зачем в механических часах нужны камни, нужно принимать во внимание их физические характеристики – легкость обработки, стабильность при контакте с другими веществами и поверхностями. Если на циферблате часов указано, сколько камней в них содержится, значит, речь идет не о декоративной инкрустации, а о функциональных элементах, заключенных в механизм. Их количество служит главным фактором, символизирующим качество изделия.
Драгоценные камни необходимы для снижения коэффициента трения, неизбежно возникающего между деталями, в результате повышается износостойкость рабочего механизма. Данная формулировка прописана в стандартах NIHS 94-10, еще в 1965 году введенных в Швейцарии. Впервые часы с рубинами изготовил Джордж Грэм в начале 18 века, он решил, что в качественных часах трение между деталями должно быть минимальным. С 1725 года он выполнял импульсные ролики, оси и палеты из рубина. Он изобрел алгоритм свободного анкерного спуска, который применяется во всем мире до сих пор.
Нельзя сводить функции часовых камней исключительно к корректировке коэффициента трения. Дело в том, что этот показатель, характеризующий взаимоотношения часового камня и стали, практически равен коэффициенту между сталью и латунью. Поэтому закономерен вопрос о том, почему подшипники выполняются именно из драгоценных камней, а не из более доступных металлов.
Дело в том, что в наручных и карманных часах должен быть критично маленький диаметр цапф осей. Сила давления напрямую определяется площадью соприкасающихся поверхностей, поэтому часовые камни нужны не только для уменьшения трения, но и с целью обеспечения сохранности осевых опор. Также важно то, что камни не боятся коррозии, по сравнению с металлом, их шлифованные грани намного дольше остаются в первозданном виде.
Опоры осей изначально весьма тонкие, минералы не только снижают трение, но и продлевают эксплуатационный ресурс всех вращающихся деталей. Помимо опор износостойкие детали фиксируются на маятнике, который постоянно контактирует с рожком анкерной вилки – речь идет об импульсном камне.
Натуральные алмазы и рубины очень редко встраиваются в современные часы. Их применяют лишь люксовые производители в моделях под индивидуальный заказ и в лимитированных сериях. Обычно механизмы оснащаются синтетическими сапфирами и рубинами, их преимущества – отсутствие примесей и идеально равномерная структура. Например, у японского бренда Seiko существует дочерняя компания, специализирующаяся исключительно на производстве таких компонентов.
Искусственный рубин идеально подходит для оснащения часовых механизмов. Его распространенность объясняется тем, что он обладает уникальным набором характеристик – высокой износостойкостью, доступностью для обработки, твердостью, он приспособлен для качественной полировки.
Сырье проявляет хороший коэффициент смачиваемости, поэтому на его плоскостях отлично удерживается часовое масло. Это условие, в свою очередь, гарантирует минимальным износ постоянно контактирующих поверхностей, непрерывную, бесперебойную работу механизма.
Важно, что искусственный рубин с течением времени не вызывает окисления смазочного материала, последний полностью сохраняет свои химические и физические свойства.
Виды камней в часах
В соответствии с таким критерием, как цель использования часовых камней, их классифицируют на несколько видов: палеты, сквозные, накладные, импульсивные.
Накладные
Характерная для них сферическая поверхность способствует минимизации трения, возникающего в опорах. Данная категория минералов преимущественно выполняет функции подпятников.
Палеты
Эта форма камней выглядит как прямоугольная призма, притом принято различать палеты выхода и палеты входа. Для определения их целевого назначения нужно обращать внимание на угол, который образуется плоскостями основания и импульса. Палеты выходы узнаваемы по более острой зоне соединения по сравнению с входными.
Импульсные
Применяются с целью доставки энергии к анкерной вилке непосредственно от баланса. В разрезе минералы выглядят как неполные эллипсы, их форма напоминает цилиндрический штифт.
Сквозные
Их оснащают отверстиями сферической и цилиндрической формы. В последнем случае камень используется как подшипник для осей колесной системы и для цапфы триба. Сквозные детали, имеющие сферическое отверстие, используются для комплектования цапф осей баланса. Оба вида рассматриваемых деталей дополняются масленкой – специфическим круговым углублением, отвечающим за удержание часового масла, их больше всего в механизме – от 12 штук.
Качество и количество камней в часовом механизме
Согласно общепринятым нормам, функционал стандартных механических часов основывается на 17 заточенных минералах. В редких случаях, если изначально была изменена конструкторская схема, одну деталь в точке с наименьшим трением заменяют подшипником, выполненным из латуни. В таких условиях количество камней в часах уменьшается до 16. Каждое дополнительное расширение рабочих возможностей, например, внедрение календаря, секундомера, автоподзавода или запаса хода, ведет к увеличению общего числа задействованных минералов.
Маркировка трендовых классических моделей указывает, что они были произведены с использованием 21 камня. Данная отступление от минимума вызвано усилением надежности и долговечности механизма.
Если производитель заявляет, что в его часах задействовано 50, 80, 100 минералов, вероятнее всего, что значительная их часть выполняет лишь декоративные и имиджевые задачи. Разумное небольшое увеличение числа износостойких деталей оправдывает лишь развитие особых функций (в частности, лунного календаря) или наличие нестандартной ультратонкой конструкции.
Камни в часовом механизме используются для стабилизации трения и увеличения срока эксплуатации контактирующих элементов.
Источником энергии в любом часовом механизме является пружина, которая внешне напоминает стальную плоскую ленту. Когда часы заводят, она скручивается и вбирает энергию. Второй конец пружинной ленты крепится к барабану, который и передает энергию на шестеренки, создающие колесную систему, обеспечивающую передачу энергии. Скорость вращения шестеренок контролируется благодаря наличию спускового механизма, состоящего из множества подвижных элементов, установленных на осях.
Любой механизм, включающий вращающиеся оси, нуждается в минимизации трения подвижных элементов об основу. Чем меньшим будет трение, тем дольше часы смогут работать без завода и тем дольше прослужат детали. В любом другом механизме можно было бы использовать подшипники, но в часах применяются те самые камни. Они не боятся износа и коррозии, а отшлифованная поверхность камня в течение долгого времени остается идеально ровной и чистой. Кроме того, часовые камни продлевают срок службы механизма, так как трение камня о металл не так сильно влияет на состояние механизма, как трение двух металлических элементов.
Отдельного внимания заслуживает импульсный камень, который устанавливается на маятнике и постоянно ударяет по рожку анкерной вилки. Импульсный камень должен быть особенно износостойким.
Какие камни используются в механизме часов?
Натуральные алмазы и рубины в своих наручных часах используются только производители изделий премиум-класса и то обычно только в лимитированных сериях или в моделях, выполняемых по заказу. Преимущественно камни в часах - это искусственные сапфиры и рубины. Некоторые производители часов, например Seiko, даже имеют отдельные подразделения, специализирующиеся только на подготовке камней для часов. К слову, искусственные камни даже лучше справляются со своими задачами, так как имеют более равномерную структуру и не содержат примесей.
Количество камней в часах
Сразу стоит пояснить, что если в одних часах установлено 17 камней, а в других 40, то это не значит, что вторые лучше первых в 2 раза. В часах с автоподзаводом и тремя стрелками устанавливается максимум 25 камней, больше не получится установить даже при огромном желании. Большее число камней используется только в часах с хронографами и другими сложными механизмами. Впрочем, некоторые производители, стараясь привлечь внимание покупателя, намеренно устанавливают камни в тех местах, где в них нет необходимости.
Современные производители механических часов используют камни четырех назначений:
- Сквозные (принимают радиальные нагрузки в осевых опорах).
- Накладные (снижают трение на торцах осей).
- Импульсивные (передают энергию к балансу).
- Паллеты (обеспечивают нормальную работу анкерной вилки).
Основа любых наручных часов - это сквозные камни, которых должно быть не менее двенадцати. Каждый сквозной камень имеет небольшое углубление, предназначенное для часового масла. Общепринятый стандарт указывает на то, что в часах должно быть установлено не менее 17 камней, хотя в последние годы явно наметилась тенденцию к использованию 21 камня, что положительно сказывается на износостойкости механизмов.
Часовые камни как критерий качества часового механизма
Независимо от марки механических часов, будь то дорогостоящий "Oris " или обыкновенный "Полет", в любых наручных часах есть часовые камни.
В свою очередь, количество камней в часовом механизме - это один из главных критериев, говорящий о качестве часов. Значимость этого фактора подтверждается и тем, что информация о наличии камней выносится, как правило, на часовой циферблат. Более того, хотя речь идет о камнях, находящихся внутри часов, а не в наружной декоративной инкрустации, англичане называют часовые камни "jevels" - драгоценные камни. Итак, какова же связь качественной работы часового механизма с количеством находящихся в нем камней, какова их функция и почему они считаются драгоценными?
Драгоценные камни в часах используются отнюдь не для украшения изделия, как, например, они украшают перьевые и шариковые ручки Parker. Любой мастер-часовщик, не задумываясь, ответит, что камни в часах нужны для уменьшения коэффициента трения между деталями, что способствует повышению износостойкости всего часового механизма. Именно такая формулировка обозначена и в стандартах NIHS 94-10, которые были приняты в 1965 году в Швейцарии организацией Normes de l"industrie Horloge Suisse. Хотя первые часы с рубинами в механизме были изготовлены прославленным английским часовщиком - Джорджем Греемом (1673-1751) - еще в начале XVIII века. Он первым догадался, что, уменьшив коэффициент трения, можно добиться высокого качества. Кстати, именно ему в 1713 году пришла в голову идея механизма свободного анкерного спуска, который используется в часах до сих пор. За всю свою жизнь маэстро часового дела изготовил более 3000 карманных часов, в которых воплощались самые передовые идеи часового ремесла того времени. Во всех его часах, начиная с 1725 года, оси, импульсные ролики и палеты делались только из рубина.
Тем не менее, нельзя сказать, что сегодня часовые камни используются исключительно для уменьшения трения в часовом механизме. Ведь коэффициент трения между закаленной сталью и часовым камнем примерно равен коэффициенту трения латуни и стали. В чем же заключается целесообразность использования драгоценных камней в роли подшипников для часовых механизмов?
Дело в том, что диаметр цапф осей карманных и наручных часов очень маленький (около 100 микрон). Из школьного курса физики известно, что сила давления имеет прямую зависимость от площади, контактирующих поверхностей. Вследствие этого можно сделать закономерный вывод, что часовые камни используются не только для снижения трения, но и для сохранности осевых опор. Плюс камень не подвержен коррозии, а его шлифованная поверхность намного дольше сохраняет свои свойства, чем металл.
На сегодняшний день искусственный рубин - идеально подходящий материал для изготовления часовых камней. Это оправдано тем, что данный материал обладает высокой износостойкостью, большой твердостью, отлично подвергается обработке, что очень важно, его можно очень качественно отполировать. Искусственный рубин имеет также прекрасный коэффициент смачиваемости, что позволяет без потерь удерживать на плоскостях часовое масло, обеспечивая минимальный износ трущихся поверхностей и бесперебойную работу всего часового механизма. Кроме того, искусственный рубин со временем не только не окисляет смазочный материал, но даже не вызывает малейшего изменения его свойств.
В зависимости от назначения часовых камней различают несколько их видов: накладные, палеты, импульсивные и сквозные.
Полусферическая поверхность накладных камней способствует снижению трения в опорах. Как правило, этот вид камней применяется в качестве подпятников.
Форма камня "палета" - это прямоугольная призма. Этот вид часового камня делится на палеты входа и палеты выхода. Определить их назначение можно по углу, образованному плоскостью импульса и плоскостью основания. У палет выхода более острый угол, чем у палет входа.
Для передачи взаимодействия от баланса к анкерной вилке применяются импульсные камни. В разрезе они представляют собой неполный эллипс, выполнены в форме цилиндрического штифта.
Сквозные камни бывают с цилиндрическими и сферическими отверстиями. Камень с цилиндрическим отверстием применяется в качестве подшипника для цапфы триба и осей колесной системы. Сквозные камни со сферическим отверстием применяются для цапф осей баланса. Главной особенностью всех сквозных камней является наличие масленки - специального кругового углубления для удержания часового масла.
В электронно-механических часах в зависимости от сложности механизма и наличия дополнительных устройств (календарей, отдельного секундомера и т. п.) применяется от 17 и более камней. Впрочем, некоторые производители, зная, что большая часть потребителей выбирает часы по количеству камней, нецелесообразно используют часовые камни в механизме (например, размещают их по кругу ротора автоподзавода и т. п.) только для того, чтобы написать на циферблате внушительное число. Неважно, насколько престижен бренд производителя, будь то Rado или Orient, количество камней в часах должно соответствовать количеству осей.
Наличие и количество камней – наиболее распространенный вопрос, который возникает при выборе наручных часов. Сведения о том, сколько камней содержится в часах, обычно располагаются на циферблате или на корпусе изделия. Стандарт NIHS 94-10, указывающий на присутствие самих камней и необходимой маркировки, был принят еще в 1965г. швейцарскими учеными. Разберемся подробнее, зачем нужны камни и сколько их необходимо.
Где используются камни
Согласно принятому определению, камни в механизме часов необходимы для того, чтобы стабилизировать трение, снижая тем самым износ поверхностных элементов механизма, контактирующих между собой. На деле, если рассмотреть подробно работу тонкого механизма, камни служат подшипниками для цапф осей. Они не настолько призваны уменьшать трение, как увеличивать долговечность осевых опор в механизме. Предпочтение камням, а не металлу отдано потому, что первые не подвергаются коррозии. А при правильной и тонкой шлифовке, можно получить идеальную и вечную деталь.
Кроме опор, камни служат для изготовления паллетов анкерной вилки и «импульсных камней». Эти две детали также подвергаются большой нагрузке. Использование камней в часах стало настоящей находкой для мастеров тонкого дела 18-го века.
Какие камни бывают
В производстве часов применяют камни 4-х типов: накладные, сквозные, импульсивные и паллеты. Основой часов являются сквозные камни. Их минимальное необходимое количество составляет 12 штук. В каждом сквозном камне есть специальное углубление, в котором содержится часовое масло.
Сколько камней должно быть в часах
Согласно принятым стандартам, в механических часах должно содержаться 17 камней. Реже, согласно конструкторской схеме, камень в месте наименьшего трения могут заменить латунным подшипником. В таком случае, на часах будет маркировка «16 камней». С каждым дополнительным усложнением часов – секундомер, календарь, автоподзавод и т.д., увеличивается количество камней.
В маркировке все чаще встречается 21 камень. Это делается с целью повышения долговечности механизма.
Если в маркировке указано завышенное количество камней (50, 80 или 100), это означает, что большинство из них применяется в качестве декоративных. Разумное, но небольшое увеличение количества камней может быть только в часах с особенными функциями (лунный календарь, запас хода) или непривычной конструкцией (ультратонкие).
Механизм швейцарских часов - это святая святых механических часов, куда непосвященным вход строго запрещен. С использованием камней в калибре часов связаны многие мифы. Например, раньше считалось, что количество камней влияет на качество хода. Так ли это на самом деле и почему эти камни называют драгоценными - попытаемся прояснить в сегодняшней статье. Главным вопросом, лежащим на поверхности, остается роль камней в механизмах. Ведь ни одна маркировка без указания количества камней внутри калибра.
Каждый часовой мастер без заминки ответит, что камни в часах нужны для того, чтобы стабилизировать трение и снизить степень износа соприкасающихся поверхностей механизма. Стандарт NIHS 94-10 о функции камней в механизме был принят в Швейцарии в 1965 году.
Механизм часов и минеральные подшипники
Механизм часов устроен таким образом, что основные его оси постоянно находятся под нагрузкой: заводная пружина заставляет их вращаться, а регулятор спирали сдерживает это вращение. На опору баланса приходится самая большая работа: помимо возвратно-поступательных движений на ней крепится довольно увесистый баланс. Место соединения оси с платиной – неподвижной частью механизма – подвергается сильному трению, и для его стабилизации в устройстве швейцарских часов используются специальные подшипники.
Известно, что коэффициент трения закаленной стали и рубина точно такой же, как в паре стали с латунью. Зачем же часовщики применяют драгоценные минералы в механизмах швейцарских часов? Цапфы осей, которые вставляются в подшипник, очень малы в диаметре и составляют всего сто микрон. Поэтому камни в часах нужны скорее для увеличения долговечности опор осей в механизме, где уменьшение трения является естественным решением вопроса. Преимущества камня перед металлом очевидны: он не окисляются и не коррозирует, а отшлифованная каменная поверхность будет дольше сохранять свою форму. Камни лучше справляются с нагрузкой от ударов о рожки анкерной вилки и с давлением выступов анкерного колеса.
Впервые использовать драгоценные камни в механизме часов предложил Джордж Грэм, основатель часовой мануфактуры Graham . В 1713 году Грэм изобрел свободный анкерный спуск, который используется и в наши дни. Руке Грэма принадлежит создание более трех тысяч экземпляров карманных часов, и в каждых из них содержатся рубиновые подшипники. Начиная с 1725 года можно было в калибре.
Рубины в часах и их оптимальное количество
Рубины в часах располагаются внутри механизма в зависимости от функций. В привычном трехстрелочнике оптимальное количество рубиновых камней достигает семнадцати. Иногда конструкторский подход заставляет поменять часть камней на латунные подшипники и в таком случае в характеристике часов пишется истинное количество камней. Каждое дополнительное усложнение добавляет число камней в механизм.
Существует масса курьезных случаев, когда количество камней в несколько раз превышает их необходимое число. Например, маркировка, включающая пятьдесят, восемьдесят и даже сто камней, вызывает недоумение у покупателя. Много – не значит хорошо. Подобный ход вводит в заблуждение новичков. Все камни, которые реально используются в механизме швейцарских часов, называются функциональными. Все остальные камни на калибре выполняют декоративную функцию, которые в стандартную маркировку, принятую во всем мире, не вписываются.
Где не нужны камни? В кварцевых часах. Единственный момент нагрузки на колесную передачу происходит во время поворота шагового двигателя. За счет фактического отсутствия механического хода в кварцевых часах практически полностью предотвращается износ. Поэтому, если в характеристике кварцевых часов указано количество один, два камня или без камней, ничего страшного это не обозначает. Те мануфактуры, что очень высокого качества без единого камня.
Механические швейцарские часы в течение двух веков изготавливались с настоящими рубиновыми камнями внутри механизмов. Ситуация поменялась, когда в 1902 году была изобретена технология по выращиванию искусственных рубинов. Такой оборот истории во многом позволил выпускать часы массово. В наши дни природные минералы используются очень редко, потому, что искусственные камни более надежны в работе и их легче обрабатывать, чем натуральные. Конечно же, осознание того, что калибр часов содержит натуральные рубины, приносит большое эстетическое удовольствие. Но от использования синтетических камней ценность настоящих часовых шедевров не умаляется.
