[腕表之家 技術解析]在機械手表裡作為輔助傳動的關鍵部分是顯示系,說白了就是時間是如何顯示的。用專業的話來解釋顯示系,含義是作為讓機械手表所計算時間的輸出方式,一般是以時針、分針和秒針來實現的。秒輪與主傳動輪系直接連接,分輪和時輪則是從主傳動輪系分支出來的。佩戴者通過設置的撥針系,直接驅動分輪和時輪,從而快速調校時分針指示位置,達到所需要的正确時間顯示。
大三針
最常見到的機械手表的顯示系俗稱的“大三針”,指的是時輪,分輪和秒輪被同軸設置于機芯中心位置,并且被安裝了時針,分針和秒針,三根長短不一的指針來分别指示小時,分鐘和秒數。時針為最短最粗的那根針,以每12小時旋轉一周的速度工作。分針相比于時針要更長要更細一些,以每1小時旋轉一周的速度工作。最細最長的當屬于秒針,每1分鐘旋轉一周的速度工作,而且它是最顯眼的一根針,也是最忙碌的一根表針。它所連接的秒輪,直接被調速系統來控制它的轉動速度。因此秒是機械表的計時基礎,直接影響機械表的精準度。
顯示系
我們曾經講過主傳動鍊包含了原動系、傳動輪系、擒縱機構和振動系統,而顯示系與主傳動鍊相對接并且融入其中。它除了包含了最基本的顯示輪系-時輪、分輪和秒輪之外,還包括了負責轉換旋轉速度的跨輪。跨輪是通過跨輪片和跨齒軸固定為一體形成的。它設定了我們所熟知的每1小時轉動一周的分輪和通過跨輪傳動比轉換的每12小時轉動一周的時輪。根據與原動系中條盒輪齧合的二輪被設置于機芯的位置來劃分機芯的基本傳動形式為中心二輪式(二輪在機芯中心)和偏二輪式(二輪偏離機芯中心)兩大類。那麼顯示系的傳動方式也相應分為兩類-中心二輪式顯示系和偏二輪式顯示系,而區分這兩類顯示系的核心是摩擦分輪機構。
ETA2892偏二輪式機芯圖
摩擦分輪機構
摩擦分輪機構的主要特征是分輪與所配合的零件形成摩擦關系,指兩者通過一種彈性的結構被整合,并且具有一定的摩擦力矩。當輸入力矩小于摩擦力矩,兩者同步轉動;當輸入的力矩大于摩擦力矩時,其中一個零件會相對于與它配合的零件被單獨驅動。當機芯正常運轉時,分輪通過摩擦機構與處于主傳動鍊的齒輪同步轉動,其轉動速度為每1小時轉動一周。當需要調校時間的時候,通過撥針輪系驅動分輪。由于摩擦關系的存在,此動作不會影響機芯内主傳動的正常運轉。調校時間結束後,兩者又會通過摩擦關系配合為一體同步轉動了。
中心二輪式顯示系
中心二輪式顯示系的摩擦分輪機構包括了兩個零件—中心二輪和分輪。
中心二輪頂部E被加工成具有錐度的台階。分輪的中下部分B具有一定彈性的薄壁和刻槽凹陷,兩者以這兩個區域形成摩擦配合關系。中心二輪的A位置和B位置與寶石軸承配合,使得此輪被控制。C位置被加工出軸齒與條盒輪連接;D位置的輪齒與主傳動輪系連接。分輪的A位置是與中心二輪相配合的内孔。C位置被加工出軸齒與主傳動鍊連接;D位置是用來裝配分針的。
中心二輪式顯示系摩擦分輪圖
偏二輪式顯示系
偏二輪式顯示系裡的分輪A位置是與支承軸相配合的内孔。B位置的錐形台階與分輪片C位置的三個具有一定彈性的内爪配合在一起形成摩擦關系,其效果與中心二輪式顯示系的摩擦分輪機構是一緻的。D位置是用來裝配分針的。偏二輪摩擦分輪機構跟中心二輪的相比區别是分輪片的作用等同于中心二輪在機芯中所起到的作用,分輪片與主傳動鍊連接。
偏二輪式顯示系摩擦分輪圖
缤紛的時間顯示
1. 獨立制表品牌URWEAK的制表大師—Baumgartner的獨門秘籍是衛星式骰子小時顯示,此項設計誕生于上世紀九十年代,至今已經十幾年的時間。此技術的特征是顯示小時數字的骰子可以自轉,又在設定的轉盤帶動下公轉。轉盤上設置了三個可以旋轉的骰子,每個骰子上有4個面分别印有4個小時數字。其具有規律性是4個數字的差值為3,也就是說1,4,7,10一組,2,5,8,11一組,3,6,9,12一組。分鐘的顯示則是用逆跳的方式來實現,兩者再通過聯動機構顯示時間。除了時間顯示以外,衛星式顯示系統也可以被擴展應用至年曆顯示功能。月份為12個,對應的日曆最長為31天,這樣的對應與小時的12個和分鐘的60分有着非常默契的内在關聯性。URWEAK以袋表CR-1001 Zeit Device實現了衛星時間和衛星年曆的共存顯示模式;
2.法國制表師Denis Giguet創新設計的Harry Winston opus11,時間顯示相當的特殊,充分反映了設計師對于“解構時間”的概念。此手表外觀由三部分組成,左上角的半圓區域顯示分鐘,右下角的半圓區是擺輪遊絲系統的地盤,而最大的透明圓形區域是本手表的最大亮點—“遊動式時間顯示機構”。所謂遊動式是指時間的顯示是通過遊動中的衛星輪系所攜帶的分解式時間數字盤來構成的,每個衛星輪系含有三對不規則面并且印刻着預先計算好的小時數字,這四個衛星輪系同時坐落于一個可以旋轉的轉盤上,經過嚴謹地行星機構的輪系計算,每個衛星輪系的其中一個面相互組合,呈現在表盤的中央來顯示當時的小時。當小時變更時,分别設置于四個衛星輪系的24個字面飛速的轉動,仿佛一群小魚搖動着尾巴驚慌的散去,并且等待下一次的會面。“遊動式時間顯示機構”的特征是時間的顯示由處于運動中的時間顯示數字盤來組成,而此機構的最大難點在于空間立體齒輪的運用,也就是我在最近一直在研究的小型錐齒輪聯動體系;
3.品牌HYT在2012巴塞爾鐘表展将機械制表和液體機械相結合,推出的世界首款液壓動力機械手表HYT H1,該機芯由Bruno Moutarlier聯同制表團隊Chronode SA共同研發。“液壓式時間顯示機構”顯示小時的熒光液體的流向由水庫與活塞來控制,其中水庫用來儲存用來顯示小時的熒光液體,活塞則為小時的顯示提供了推動熒光液體的動力。小時熒光液體從6時位置流出配合表圈凹形刻度指示小時數字顯示時間,兩個水庫設于6時位置,當其中一個壓縮時,另一個膨脹,形成液體于導管内運行。随着時間的不斷變化,管導内的熒光液體容量随之增加,兩款液體的相遇點正是顯示當時小時的位置,而當時間到達6時的時候,熒光液體将以逆跳的形式返回初始位置。這類時間顯示方式絕對是獨一無二的首創,液體的使用為我們搞機械表研發的工程師們提供更為廣闊的思維空間,此次液壓時間顯示的成功經驗告訴我們機械表的設計理念和設計元素可以來自任何的領域,運用一句老話“隻有想不到,沒有做不到”。
作者點評:機械手表的顯示系作為時間的輸出端具有非常重要的作用。随着時代的演變和技術的革新,越來越多奇思妙想,匪夷所思的時間顯示方式出現了。究其原因是很多制表大師都會把手表最直接的時間顯示作為自己個性诠釋的舞台,與新穎顯示系相對應的撥針系也就越來越複雜了,對于設計難度來講也是逐步在提高。(圖/文 腕表之家特約作者 曹維峰)
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