Zegarki nakręcane to jedna z pierwszych technologii wykorzystujących energię kinetyczną. Konstruktorzy czasomierzy przez wieki nie ustawali w poszukiwaniu rozwiązania dostarczającego zegarkom tej energii bez konieczności ręcznego naciągania sprężyny. Koncepcję pierwszego mechanizmu automatycznego przedstawił szwajcarski zegarmistrz Abraham-Louis Perrelet w drugiej połowie XVIII wieku. Jednak za wcielenie w życie i popularyzację tego rozwiązania odpowiadał angielski zegarmistrz John Harwood, zaś sam genialny pomysł narodził się nieco przypadkowo.

Harwood, obserwując dzieci bawiące się na huśtawce, zaczął wyobrażać sobie konstrukcję mechanizmu samonakręcającego z wykorzystaniem zgromadzonej energii kinetycznej, która posłuży do naciągnięcia sprężyny. Seria eksperymentów zaowocowała wkrótce pierwszym działającym prototypem samonakręcającego się zegarka naręcznego, który powstał ze starego, wyrzuconego zegarka kieszonkowego.  1 września 1924 roku Konfederacja Szwajcarska w Bernie przyznała Harwoodowi patent nr 10 65 83 za pionierski wynalazek. Przy okazji mijającej setnej rocznicy tego wydarzenia zapraszamy do naszego artykułu, w którym przybliżamy zegarki automatyczne - jak działają i jak są zbudowane?

Mechanizm zegarka automatycznego: podstawy działania

Chwila obserwacji wskazówki sekundnika poruszającej się dookoła tarczy wystarczy, by dowiedzieć się, z jakim rodzajem napędu mamy do czynienia. Klasyczny mechanizm sprawia, że porusza się ona jednostajnym, płynnym ruchem zamiast skokowo o jedną sekundę, jak w przypadku zegarków kwarcowych.

W kwestii budowy różnic również kilka się znajdzie, przede wszystkim zegarki automatyczne mają nieco wyższe i grubsze koperty. Wynika to z faktu, że skomplikowany mechanizm automatyczny w zegarku wymaga większej przestrzeni oraz konieczności umieszczenia we wnętrzu modułu naciągu i wahnika.

Jak działa zegarek automatyczny? Sekret wykorzystania energii kinetycznej tkwi w mechanizmie naciągu, w którym zawarta jest sprężyna główna, wspomnianym wahniku, który nie występuje w zegarkach z naciągiem ręcznym oraz przekładni, odpowiedzialnej za przenoszenie siły, a także obracające się koła balansowe dla utrzymania dokładności pomiarów.

Rola wahnika w działaniu zegarka automatycznego

Wahnik to nieduży element, który nie przestaje się obracać i naciąga sprężynę napędową w zegarku. Aby to było możliwe, niezbędne są choćby minimalne ruchy ręki podczas noszenia. Rotor jest podtrzymywany przez miniaturowe łożysko kulkowe, które obraca się w wyniku zmian położenia nadgarstka i nakręca główną sprężynę. Istotną rolę w działaniu naciągu automatycznego pełni także sworzeń mimośrodkowy, wykorzystujący siłę grawitacji, dzięki czemu obraca się na trzpieniu i wprawia wahnik w kołysanie. Wówczas siła ruchu wahnika przenosi się do zapadki, czyli mechanizmu nakręcającego, przymocowanego do pozostałych elementów.

Jak energia kinetyczna napędza zegarek automatyczny?

Złożona zasada działania mechanizmu z automatycznym naciągiem sprawia, że zegarek ten jest znacznie bardziej skomplikowany od mechanizmów kwarcowych. Ale główna sprężyna nakręcana wyłącznie przez ruchy Twojego ramienia ma swoje ogromne zalety. Przede wszystkim działanie czasomierza, czy też precyzyjniej ujmując jego nakręcanie, odbywa się przez zwyczajne noszenie go na ręku. Tym samym systematycznie zakładany zegarek będzie zawsze pracować bez zarzutu, wymagając niekiedy kosmetycznej korekty wskazywanego czasu.

Czy zegarek automatyczny można nakręcać? W sensie dosłownym - nie. Cała idea polega na normalnym, codziennym użytkowaniu Twojego zegarka na rękę, co całkowicie zastępuje konieczność cyklicznego kręcenia koronką. Energia kinetyczna skumulowana w sprężynie jest przekazywana na koła zębate i pozostałe części mechanizmu, wprawiając wskazówki w ruch. Mechanizm automatyczny ma również tak zwaną rezerwę chodu, czyli działa również wtedy, gdy ściągniesz zegarek z ręki. Zazwyczaj rezerwa ta wystarcza na około 40 godzin funkcjonowania, choć nowoczesne technologie pozwalają wydłużyć ten okres nawet do ponad trzech dób.

Wpływ balansu koła i sprężyny włosowej na dokładność zegarka

Balans, będący kołem zamachowym ze sprężyną zwrotną, to nic innego jak regulator chodu w zegarkach mechanicznych. Sprężyna włosowa to spiralna, umieszczona centralnie w jego obwodzie część, będąca sprężynką zwrotną balansu. Cały ten drobny element działa jako tak zwane wahadło torsyjne, które może być ułożone w dowolnej płaszczyźnie i nadal spełniać swoją rolę niezależnie od siły grawitacji - obraca się naprzemiennie w obu kierunkach, a pod wpływem sprężyny zawraca.

Stosunkowo ciężka sprężyna włosowa, zmieniająca położenie swojego środka bezwładności na skutek skręcania i rozprężania się, niegdyś znacząco wpływała na precyzję wskazań. Współcześnie produkowane najdokładniejsze zegarki automatyczne nie mają większego kłopotu związanego z wyrównoważeniem balansu, bo bezwładność sprężyny włosowej jest znikoma w stosunku do bezwładności całego koła zamachowego. Można zatem powiedzieć, że zegarek żyje Twoim rytmem i w zasadzie nie ma większych wymagań jeśli chodzi o codzienną obsługę, jednak nie można zapominać o regularnym serwisowaniu i przeglądach mechanizmu.

Czynniki zewnętrzne wpływające na precyzję zegarków automatycznych

Czego zegarki nie lubią? Przede wszystkich silnych wstrząsów i działania pola magnetycznego. Choć większość modeli jest wyposażona w systemy zabezpieczające przed działaniem fal magnetycznych, to mimo wszystko lepiej nie narażać Twojego zegarka, bo namagnesowanie może skutkować całkowitym rozregulowaniem mechanizmu. Jak odkładać zegarek automatyczny? Unikaj bliskości kolumn głośnikowych lub innych sprzętów audio, w których obecne są magnesy.

W zależności od modelu zegarka należy odwiedzić zegarmistrza raz na dwa lata lub jedynie co pięć lat. Podczas rutynowego serwisu dokonuje się czyszczenia i razie konieczności wymiany zużytych elementów, a także przeprowadza się regulacje w celu poprawienia tolerancji spóźnień lub przyspieszeń napędu. Zegarki, które nie będą należycie serwisowane, będą się spieszyć bądź spóźniać w zauważalnym stopniu. W przypadku zegarków automatycznych może to być spowodowane zużyciem mechanizmu, który w ten sposób domaga się inspekcji fachowca.