ПИПУНЫРОВ ИСТОРИЯ ЧАСОВ

правления они ни были, и для точного центрирования оси ба­ ланса до и после удара.

Отмечено, что с 1888 по 1922 г. в Швейцарии было выдано всего пять патентов на противоударные устройства. Внимание к ним повысилось после 1931 г., когда началось крупносерийное производство наручных часов. На практике получили примене­ ние две группы противоударных устройств: универсальные, предназначенные для амортизации всего механизма относитель­ но корпуса часов, и различные комбинации амортизаторов, предохраняющих цапфы оси баланса и эллипс от поломки вследствие случайных ударов и толчков.

В случае применения универсального амортизатора меха­ низм наручных часов вставляется в корпус с небольшим ради­ альным зазором и предохраняется стальным кольцевым амор­ тизатором, заключенным между корпусом и механизмом. Обыч­ но кольцевой амортизатор снабжен несколькими пружинящими лапками, упирающимися в крышку корпуса. При ударе (напри­ мер, вследствие падения часов) происходит некоторое смещение механизма в корпусе за счет деформации пружинящихся лапок кольца.

Цапфы оси баланса — самая чувствительная часть часово­ го механизма. При случайных ударах и толчках они часто ло­ маются. Для предохранения цапфы оси баланса от ударов и толчков используются соответствующие амортизаторы, в кото­ рых балансовые камни монтируют в подвижных опорах с соб­ людением соответствующих осевых и радиальных зазоров по отношению к оси баланса. Противоударные устройства такого типа, известные за рубежом под названием «инкаблок» (incaЫос), имеют накладные и сквозные камни, вставленные в спе­ циальную втулку (бушон). Коническим гнездом для него явля­ ется накладка. Бушон снабжен коническими опорными фаска­ ми, ;для того чтобы обеспечить самоцентрирование при сколь­ жении по внутренней конической поверхности накладки. Предохранение цапфы оси баланса в этом случае сводится к перемещению накладного камня и подвижной опоры и к изги­ бу лирообразной пружины. По окончании удара лирообразная пружина, выпрямляясь, возвратит подвижную опору в исходное положение относительно накладки.

Удары возможны в любом направлении. Ось баланса может смещаться одновременно в осевом и радиальном (боковом) на­ правлении. При таком комбинированном ударе бушон передви­ гается по конической расточке накладки до упора и таким об­ разом предохраняет цапфу оси баланса. При радиальном на­ правлении удара накладка коснется утолщенной части оси баланса, которая и примет на себя всю силу удара и тем самым предохранит тонкие цапфы от поломки или изгиба. При ударе

восевом направлении накладной камень коснется оси баланса,

анакладка коснется также уступа оси, отчего лирообразная

пружина изогнется, и тогда сработает предохранительная си­ стема.

Наличие центральной секундной стрелки, противоударного устройства и автоподзавода не считается уже в мужских наруч­ ных часах дополнительным устройством, они стали неотъемле­ мой частью этих часов. Новым является стремление снабжать часы репетицией, календарем и сигнальным устройством.

В связи с применением дополнительных устройств в наруч­ ных часах большое значение имеет проблема снижения общей высоты механизма часов путем сокращения прежде всего «этажности» в центре механизма. Речь идет об оптимально воз­ можном уменьшении высоты, но не о выпуске ультраплоских часов. В Швейцарии их выпуск был вызван не столько потреб­ ностью, сколько модой.

Высоту механизма в зарубежных конструкциях плоских ча­ сов снижают в основном за счет уменьшения высоты платины мостов, барабана и других деталей, нередко даже путем устра­ нения центральной секундной стрелки. Кинематическая схема этих часов в большинстве случаев классическая.В результате распространения таких наручных часов и автоматизации сбор­ ки все реже применяют некоторые конструктивные усовершен­ ствования (например, брегетировэнную спираль). В прецизион­ ных часах и хронометрах концевые кривые сохраняют свое зна­ чение.

Сотрясения, столь опасные прежде, после всех достигнутых усовершенствований механизма наручных часов и применения соответствующих предохранительных устройств стали оказы­ вать незначительное воздействие на их суточный ход.

В современных конструкциях наручных часов широко при­ меняются антимагнитные сплавы типа ниварокса (волоски), нивафлекса (пружины), бериллиевой бронзы (балансы) и т. д. Вследствие этого ход наручных часов практически не меняется в магнитных полях напряженностью от 100 до 200 Э. Однако имеются категории потребителей часов (инженеры ряда отрас­ лей, пилоты, химики, рентгенологи, исследователи и др.), кото­ рые ежедневно в процессе работы подвергаются сильному воз­ действию магнитных полей, иногда достигающих 1000 Э, и тог­ да обычные антимагнитные часы оказываются непригодными. В этих случаях используются наручные часы, экранированные от самых сильных магнитных полей. Внутри обычного водонепро­ ницаемого корпуса помещен особый кожух из мягкого железа, полностью экранирующий механизм с мостовой и циферблатной сторон.

Наручные часы с календарем, подачей сигнала и хроногра­ фом. Календарное устройство чаще всего применялось в ста­ ринных настенных, напольных и настольных часах. В карман­ ных часах оно применялось реже и то только в часах со спуско­ вым механизмом, вышедшим теперь из употребления. В карман­ ных часах со свободным анкерным ходом, получившим широкое

распространение со второй половины XIX в., долгое время счи­ талось нецелесообразным применять календарное устройство как ухудшающее точность хода. Наручные мужские часы с ка­ лендарем вошли в употребление уже после второй мировой войны. Сначала применялось простое календарное устройство, показывавшее только числа месяца (даты), затем появились двойные календарные устройства, показывающие числа месяца и дни недели, названия месяцев и фазы Луны. Известны также календари универсальной конструкции, или «вечные» календа­ ри (например, в наручных часах фирмы «Филипп Патек»). Их описание приведено в книге Б. Л. Елисеева [194, 285—288].

Календари, показывающие только даты (числа месяца), требуют установки от руки каждого первого числа месяца, ког­ да оканчивающийся месяц имеет меньше, чем 31, дней. Более сложные календари требуют такой установки только 3 марта, когда предыдущий месяц — февраль — оканчивается 28-м либо 29-м днем. В часах с вечным календарем все даты переставля­ ются автоматически.

В настоящее время наиболее распространены календари с цифровым показанием (цифры видны сквозь окошко в цифер­ блате). Сложные календари часто снабжаются дополнительной центральной стрелкой, показывающей числа месяца, дни неде­ ли по шкале, нанесенной на циферблате.

В простых календарях корректировку показаний осущест­ вляют многократным нажатием кнопки, установленной рядом с заводной головкой. В часах с двойным календарем числа меся­ ца и дней недели устанавливаются заводной головкой вручную; календарный механизм переключается автоматически раз в сут­ ки. В часах с вечным календарем вследствие большого числа разнообразных календарных показателей практически невоз­ можно использовать для коррекции заводную головку. Каждый календарный показатель имеет самостоятельную кнопку, выве­ денную сквозь корпусное кольцо.

Календарное устройство, предназначенное для показания числа месяца (даты), расположено поверх часового колеса, ки­ нематически связанного с суточным колесом, совершающим один оборот за сутки. Оно снабжено ведущим пальцем, который раз в сутки входит в зацепление с зубцами диска и передвигает зуб числового колеса, имеющего 31 зуб (по наибольшему числу дней месяца). На наружной поверхности часового колеса нане­ сены числа от 1 до 31 включительно. Сделанное в циферблате окошко позволяет видеть, какое сегодня число.

Календарные устройства изготовляются мгновенного и за­ тяжного действия. Они описаны в книге С. В. Тарасова [208, 197—202].

Механизм календарного устройства не имеет автономного источника энергии, на его работу расходуется часть энергии заводной пружины, что отрицательно сказывается на амплиту­ де колебаний баланса и, следовательно, на точности хода.

Устройство для подачи звукового сигнала с давних времен использовалось в настенных, напольных, настольных и карман­ ных часах. Новым и менее известным является применение его в наручных часах для подачи сигнала в заранее установленное время, как в будильниках. Такие часы состоят из двух само­ стоятельных, но кинематически связанных между собой меха­ низмов— часового и сигнального. Оба они имеют свой собст­ венный двигатель (пружинный завод), который заводится при помощи дополнительной (второй) заводной головки. Этой же головкой при ее вытягивании устанавливают сигнальную стрелку.

Заведенная пружина боя приходит в действие только при совпадении часовой и сигнальной стрелок, установленных на определенное время. Тогда палец часового колеса войдет в паз втулки сигнального колеса, а конец пружины-защелки освобо­ дит стержень боя; затем механизм начнет быстро вращаться. Молоточек будет часто ударять в колокольчик. Допустимое от­ клонение сигнала от показаний минутной стрелки ±5 мин.

Наручные часы с хронографом являются прецизионными ча­ сами с секундомерным устройством, позволяющим производить отсчет времени с точностью до сотых долей секунды. Секундомерное устройство хронографа приводится в действие нажимом заводной головки, а для отсчета долей секунды и целых секунд имеется кнопочное управление с секундомерным устройством.

Наручные часы по характеру их устройства можно подраз­ делить на три группы. Первую группу составляют часы класси­ ческого типа (мужские и женские) — исторически наиболее ранний тип таких часов. Они имеют схему компоновки и конст­ рукцию основного механизма, аналогичные карманным часам. Секундная стрелка или отсутствует, или расположена сбоку. Вторую группу образуют карманные часы, усложненные нали­ чием в них календарного, сигнального, секундного и других до­ полнительных устройств. Они часто снабжены автоподзаводом, герметическим корпусом, противоударным устройством. Эти устройства раньше всего нашли применение в мужских часах нормального калибра, а затем — и в женских наручных часах. Третью группу составляют наручные часы специального назна­ чения, которые исторически являются самым поздним типом наручных часов. Сюда входят: а) наручные часы для занимаю­ щихся подводным спортом (они снабжены дополнительным устройством и шкалами для определения глубины погружения, высоты подъема, времени прилива и отлива и т. д.); б) анти­ магнитные часы для лиц, работающих в среде, подверженной

Рис. 229. Наручные часы швейцарских фирм с хронографом, календарем и ука­ зателем фаз Луны

сильному влиянию магнитного поля; в) наручные часы для вра­ чей со специальной шкалой для определения пульса (пульсомер); г) часы для альпинистов и т. д.

Бытовые наручные часы имеют устройство, характерное ли­ бо для первой, либо для второй группы. До второй мировой войны наибольшее распространение имели наручные часы пер­ вой группы, но она постепенно выходит из употребления.

Корпусу и механизму наручных часов придают самую раз­ личную форму. Наиболее распространенной является дисковая (круглая) форма, нередко часы имеют форму прямоугольника со срезанными углами или квадратную форму, бочкообразную и т. д. Форма платины в известной мере определяет форму ме-

ханизма и корпуса. При круглой платине легче осуществлять герметизацию корпуса.

В зависимости от размеров механизма наручные часы ус­ ловно подразделены на две категории: часы нормального ка­ либра (мужские), у них посадочный диаметр платины лежит в пределах 21—30 мм; часы малого калибра (женские) с поса­ дочным диаметром платины 13—20 мм. В настоящее время в часах нормального калибра преимущественно применяют цент­ ральную секундную стрелку. В часах малого калибра секундная стрелка часто отсутствует.

По точности хода наручные часы нормального калибра де­ лятся чаще всего на три класса. Допустимая погрешность су­

суточного хода не должна превышать 45 с, по 2-му — 60 с. Классы точности в некоторой мере взаимоувязаны с количе­

ством камней, применяемых в часах. В часах нормального ка­ либра с точностью хода по 1-му классу число камней должно

точности, всегда имеют не менее 15 камней. Применение камней более 20 практически хотя и не имеет преимущества перед ча­ сами на 19 камнях, но допускается некоторыми зарубежными фирмами.

Наручные часы стали основной и наиболее важной продук­ цией, выпускаемой часовыми заводами как в СССР, так и за рубежом. Их типаж становится разнообразнее, а конструкция — все более усложненной. В настоящее время создаются электри­ ческие и электронные наручные часы, но подавляющее боль­ шинство часов являются механическими; область их примене­ ния не только не сокращается, а расширяется с развитием нау­ ки, техники, спорта, роста культурных потребностей населения. Повышение требования к качеству и разнообразию внешнего оформления часов успешно удовлетворяется путем создания на базе основного механизма различных модификаций. Они отли­ чаются друг от друга только своим внешним оформлением. Как правило, оно должно соответствовать всем современным требо­ ваниям технической эстетики и моды.

На примере продукции, выпускаемой швейцарской часовой фирмой «Эникар», можно судить о типаже и производстве на­ ручных часов Швейцарии. Эта фирма выпускает часы не толь­ ко обычного типа, но и усложненной конструкции (с одинарным и двойным календарем, автоподзаводом, водонепроницаемым корпусом в различном конструктивном оформлении, часы для водолазов, часы с хронографом и т. д.). Большое внимание фирмой уделяется разнообразию и совершенству внешнего оформления часов. Достигается это не только высококачествен­ ной отделкой деталей внешнего оформления (шлифованием,

полированием, декоративным рифлением), но и золочением радинованным и плакированным золотом, а также светлым золо­ том (сплавом, содержащим 75% золота, меди и никеля), приме­ нением высококачественной стали, стекла из сапфира, стекла «дурит» и т. д.

Массовый выпуск наручных часов. В первой половине XIX в. Швейцария стремилась захватить первенство в массовом произ­ водстве часов, которого она и добилась в конце столетия, а в XX в. смогла наладить массовое производство наручных часов с палетным и штифтовым анкерным ходом. Выпуск часов с ци­ линдровым ходом прекратился. Высоким качеством камневых наручных часов с палетным анкерным ходом Швейцария сла­ вится и теперь. Она стала самым крупным поставщиком муж­ ских и женских наручных часов на мировой рынок.

Около 95% всех выпускаемых Швейцарией наручных часов предназначаются для экспорта в другие страны. В этом экспор­ те 85% по стоимости и 64% по количеству составляют камне­ вые мужские и женские часы с палетным анкерным ходом, а остальные приходятся на дешевые наручные часы со штифто­ вым анкерным ходом. Крупные часы всех видов составляют не более 2% часовой продукции, выпускаемой Швейцарией. Вы­ пуск карманных часов неуклонно снижается из года в год и на­ чинает занимать последнее место в объеме выпускаемой часо­ вой продукции. Это нужно признать самой характерной тенден­ цией развития мировой часовой промышленности.

Производство часов со штифтовым анкерным ходом было налажено в Швейцарии в 1865—1867 гг. Раскопфом. Однако массовое производство этого типа часов получило развитие только в начале XX в. Ряд фирм, выпускающих наручные часы со штифтовым анкерным ходом, в 1969 г. отметили свое пяти­ десятилетие. Одна из них — «Базик ватч» — выпускает в год 3,8 млн. штук дешевых наручных часов; ее продукция составля­ ет 14% общего выпуска Швейцарией часов со штифтовым ходом.

Все 60 предприятий, выпускающих в Швейцарии часы «Раскопф», объединены в отдельную ассоциацию. Из 63 млн. штук наручных часов, выпущенных Швейцарией в 1968 г., 23 млн. падает на долю часов «Раскопф». На этих предприятиях заня­ то 14 тыс. рабочих, что составляет 17% от общего числа рабо­ чих, занятых в швейцарской часовой промышленности. В про­ изводстве часов «Раскопф» достигнут значительный техниче­ ский прогресс, что позволило в последние годы существенно улучшить их качество. В комплект механизма входит 90 дета­ лей, при изготовлении которых должны быть соблюдены требо­ вания в отношении 3 тыс. размеров, иногда с точностью до 3 мкм.

Одна из ведущих фирм «Батлах» выпускает 12 базовых ме­ ханизмов в 40 различных оформлениях, но одновременно — не более 5—8. Производство имеет высокий уровень автоматиза-

ции. Во всех случаях обеспечена автоматическая загрузка. Фирма «Батлах» добивается безупречного выполнения каждой производственной операции на автоматах. На производстве на­ лажен статистический контроль качества выпускаемой продук­ ции. В результате достигнут высокий уровень взаимозаменяе­ мости деталей и узлов.

В настоящее время Швейцария выпускает часы со штифто­ вым ходом с применением небольшого количества (1—5) кам­ ней, с центральной секундной стрелкой, календарем, автопод­ заводом, с герметическим корпусом. Все больше начинают при­ менять детали из пластмассы. Экспорт таких часов в разные страны, в том числе в США, растет из года в год.

Несмотря на огромный рост и улучшение качества и разно­ образие ассортимента выпускаемой продукции, Швейцарии ста­ новится все труднее удерживать свое превосходство на мировом часовом рынке. Особенно уязвимым стало производство камне­ вых наручных часов с палетным анкерным ходом в связи с уси­ лением развития в самой Швейцарии производства дешевых часов и с ростом выпуска в последние годы производства элек­ тронных наручных часов с камертонными и кварцевыми осцил­ ляторами. Фактором, ограничивающим рост швейцарского экс­ порта наручных часов с палетным анкерным ходом, стала так­ же непрерывно растущая конкуренция на мировом часовом рынке со стороны стран, развивающих после второй мировой войны свое собственное часовое производство.

С 1957 г. Япония, стремящаяся стать «дальневосточной Швейцарией», сумела достигнуть огромных успехов в создании крупного высокоавтоматизированного производства часов с взаимозаменяемыми деталями и узлами как электронных, так и механических наручных часов с палетным анкерным ходом. Экспорт часов осуществляется не только в близлежащие ази­ атские страны, но и в США. Качество японских наручных часов мало в чем уступает качеству швейцарских, а по некоторым по­ зициям начинает превосходить. Для наручных часов низшей ка­ тегории в Японии допускается среднесуточное отклонение их хода ±1 мин, для часов средней категории ±30 с, высшей ка­ тегории— не более 1—2 с. Как видим, требования к суточному ходу часов высшей категории соответствуют требованиям к на­ ручным хронометрам, для бытовых часов вряд ли требуется такая точность и постоянство хода. В Японии налажено произ­ водство дешевых наручных часов со штифтовым ходом.

Япония сосредоточила свои усилия на массовом производст­ ве наручных часов с календарем, автоподзаводом, пылеводоне­ проницаемым корпусом и с уменьшенным периодом колебаний баланса (0,2—0,25 с). Весьма большие успехи достигнуты и в области производства электронных наручных часов.

СССР по производству камневых наручных часов с палет­ ным анкерным ходом занимает в мировом часовом производстве одно из ведущих мест и является крупным экспортером своей

часовой продукции во многие страны. Качество нашей часовой продукции улучшается из года в год.

До второй мировой войны часовая промышленность Герма­ нии специализировалась на массовом выпуске крупных часов; после окончания войны ФРГ стала выпускать на экспорт 15— 17-камневые наручные часы с палетным анкерным и штифто­ вым ходом. Техническая политика ФРГ в области часовой про­ мышленности определяется ее стремлением конкурировать со Швейцарией.

До второй мировой войны Англия считалась одним из зна­ чительных импортеров швейцарских наручных часов. После войны ей удалось наладить собственное производство наручных часов. Достигнутый уровень их производства хотя еще недоста­ точен, но имеет тенденции к росту.

На новой технической и организационной основе развилась часовая промышленность Франции. В настоящее время послед­ няя выпускает на экспорт большое количество наручных часов, по качеству приближающихся к швейцарским часам с палет­ ным анкерным ходом.

Часть Ш

ИСТОРИЯ ЭЛЕКТРОХРОНОМЕТРИИ, КВАРЦЕВЫХ И АТОМНЫХ ЧАСОВ

Историю электрохронометрии можно подразделить на два пе­ риода. В первый период (1840—1930 гг.) для усовершенствова­ ния техники измерения времени использовались достижения электромагнетизма в области классической колебательной хро­ нометрии. Во второй период (с 1930 до наших дней) развитие электрохронометрии привело к созданию приборов времени с применением новых осцилляторов (атом, молекула, кристалл кварца, камертон и др.) в связи с тогдашними достижениями в области радиоспектроскопии, радиоэлектроники, полупроводни­ ковой (и микроэлектронной) техники, равно как и в других об­ ластях науки и техники.

Первый период включает следующие этапы развития: а) по­ явление маятниковых часов с электроприводом прямого и кос­ венного действия, а также электрических маятниковых часов Шорта с одним свободным и другим вспомогательным («раб­ ским») маятником, б) появление электрических балансовых часов и хронометров, в) систем электрозавода и подзавода, г) электрочасовых систем унификации точного времени, а так­ же синхронных часов. В это время развитие электрохрономет­ рии находилось в теснейшей связи с достижениями классиче­ ской колебательной хронометрии и электротехники. Важнейшие открытия, изобретения и усовершенствования, которыми обога­ тилась электротехника за вторую половину XIX в. и первые де­ сятилетия XX в., нашли применение в области электрохроно­ метрии.

Во второй период в развитии электрохронометрии был до­ стигнут весьма значительный прогресс в создании новых прибо­ ров времени, технические характеристики которых были улуч­ шены на целый порядок. Созданные в 1930 г. кварцевые часы превзошли по точности своего хода электрические маятниковые часы Шорта на один порядок. Дальнейшее повышение точности хода еще на один порядок было достигнуто благодаря созданию атомных часов.

«До появления атомных часов время измеряли, — как спра­ ведливо отмечает Л. Эссен, — на базе вращения Земли,- хотя обычные часы тоже играли важную роль. С появлением атом­ ных часов все интервалы времени, включая продолжительность суток и года, измеряют в атомных единицах. Поэтому с пол­ ным основанием можно сказать, что в технике измерения вре-