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[基础资料] 落户名表通一周年庆——从奇想说开去

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   发表于 2012-12-11 17:26:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 nomorewatch 于 2012-12-30 09:18 编辑

前言:自去年落户名表通,在下一直得到各位高手的接济和扶持,学到了不少好东西。再过一个星期就是落户一周年了,最近这些日子我老是在琢磨拿些什么东西来酬谢各位,于是便想到了奇想。稍微认识我的人都知道,我很哈奇想,特别是某个老版本,却没有多少人知道缘由。今日,我将在此文中解释奇想包含的设计理念及其有关的涉及的历史渊源,一报各位厚爱。

说到奇想,先说说几个关键词:简化机械结构(包括心壳一体化设计和特殊旋转机械设计特殊擒纵

第一部分:与奇想有关的简化结构


奇想的主体采用的机械结构设计理念无非分两大类:心壳一体化和特殊设计的旋转结构

1. 心壳一体化

根据记载,心壳一体化最早的尝试应该是美国独立制表师艾伯·波特(Albert H Potter,1836-1908)开始的,名为Charmilles。发表年份大约为1887年(同年开始生产),直到1900年代初期结束生产。此产品先在新泽西州获得专利并生产,于1895年在日内瓦获得专利并开展生产,属于大师的晚期作品。波特大师的作品普遍水平颇高,定位和价钱也是一时无两,生产这种只有4-7石的廉价表,据说是为了做出“最好的一美元怀表”,事实上,此表达到了大师的初衷,当年售价仅为4美元,而且性能不俗。

由图可见,机心的上夹板与表壳是一体化的,这么做大大降低了零件数,保养只需拆卸能直接看见的夹板即可。

大师仙逝后近百年,AP的第一款自动陀飞轮采用了相类似的结构:


底板也是与表壳相连的设计被再次应用,目的不仅是为了省零件,还要达到超薄的目的,但就简化设计而言,这还不是到达极致的做法......
一体化设计的另一个例子,就是Waterbury钟表公司的代表作Waterbury Longwind, 此表最大的技术特征莫过于其巨大的底盘发条盒设计和其“双层”擒纵,当然还有置于机心背面的旋转擒纵结构:





2. 旋转机械结构(源于鬼推磨)


很多人以为鬼推磨就是那种Mobilis生产的一分钟旋转的偏心陀飞轮,其实不然,真正意义上的“穷鬼陀飞轮”(其实说成是卡罗素也没错)是美国人发明的Auburnade Rotary!(每2.5小时转一圈)

机心本尊(上图)

专利图1,. The mainspring barrel E, of a very large diameter in proportion to the diameter of the watch, occupies nearly the full diameter of the movement. The spring itself, narrower and much longer than usual, is made in the patent model by riveting two ordinary springs together end to end. Over this barrel and attached to the stationary frame of the watch is placed a large thin ring A, cut on its inner diameter with 120 teeth. Near its edge the barrel E carries a stud g on which runs a pinion of 10 in mesh with the ring gear A. On this pinion is a wheel of 80 driving a pinion of 6 on the escape-wheel arbor. The 15-tooth escape wheel locks on a spring detent and gives impulse to the balance in one direction only, being a conventional chronometer escapement. The intermediate wheel and pinion, balance wheel, and balance cock have been adapted from a Swiss bar movement of the time.(位于E点的发条盒占了机心大部分空间,几乎是机心的直径。发条的直径要比正常的更长,更窄,是通过专利技术把两个发条的末端固定在一起。整个旋转机械置于发条盒上方,A环有120齿,位于E点附近的g钉子负责固定A环与E点之间的轮系。15齿的擒纵轮配备简化的冲击式擒纵。轮系,摆轮和摆轮夹板都是从瑞士机心取材。)


专利图2,Original Patent Model of the Hopkins Watch, U. S. Patent 161513, July 20, 1875, now in the U. S. National Museum (cat. no. 309025).
图中的表为专利原型表,美国专利号161513,与1875年七月二十号获得专利,此表现藏于美国国家博物馆。

专利图3,Drawing from U. S. Patent 165831, showing Hopkins’ first design improvement, an arbor for the barrel and train to turn on and the balance displaced from center. (美国专利号165831的素描图,图中为设计师所涉及的第一款机心,其调速结构已经显示为偏心配置。)

专利图4,Hopkins’ Balance Arresting Device, the subject of U. S. patent 165830. This and the device illustrated in figure 4 originally were submitted together to the Patent Office on June 9, 1875, and later were divided into two patents.(霍金斯摆轮技术,美国专利号165830. 此专利于1875年六月九号申请,后被分解成两个专利。)

专利图5,Drawing from U. S. Patent 179019 showing Hopkins’ device to prevent the tripping of a chronometer escapement.
(美国专利号179019素描图,霍金斯设计的防卡壳天文台擒纵装置)


专利图6, Part of the Drawings from U. S. Patent 186838, showing the winding and setting mechanism very nearly as it was applied in the Auburndale rotary.(美国专利号186838的部分图片,图为此表的上弦和调时装置)


不说不知道,一说吓一跳,这种鬼推磨还是美国制表史第一款以平民时计为制作出发点的怀表!(下图)
The first watches, the Auburndale Rotary, expensive for the day, was not a financial success. Many of the 500 made were defective and were returned Auburndale followed the early disaster by building several watches of conventional design, and is best known its design and manufacture of its . The company was never able to overcome its financial difficulty, and closed its doors in 1883.
Auburndale Watch Co.这家公司是史上第一家开宗明义以制作平民表款为要务的制表企业,在倒闭前仅生产了接近6000只表。他家的这款作品理论上是不需要方位校正的!开山人为才华横溢的制表设计师杰迅·霍金斯(Jason Hopkins),地点设在马萨诸塞州。1875年,霍金斯获得华盛顿通过的两项专利(正是那款旋转机械设计)。1876年,霍金斯和几位投资人在马萨诸塞州设立了这家企业,详细地点在威士顿。尽管定位为平民表,这款旋转机械表还是超出了不少人的预算(定价不详),而且产出的仅500只表中有不少出现了瑕疵(或者故障,可能类似早期同轴),所以公司被迫生产常规设计的表,Auburndale timer就是这个时期的代表作。由于公司长期面临财政困难,最终于1883年倒闭。

上世纪末,INVEST GROUP某大赛的冠军CAROLINE(今天的“陀飞轮皇后”)为宝玑设计出一种类似的旋转机械,然而,宝玑易主于瑞表集团,老海耶克不喜前朝的人和事,于是把此结构简化并用于SWATCH,成为今天大家熟悉的DIAPIANE ONE,也是将机心调速部分置于发条盒上方的设计,和原作何其相似!








2001年,雅典登峰造极,通过两组圆圈状联动齿轮,把表壳和机心彻底融合,表圈用作调时(据说顺时针转动还可以上弦),表底用作上弦,作为真正意义上密不可分的一体化结构,不仅大幅减少零件数,而且成就机械设计艺术的一个新高点。(注意:欧克林博士名义上为此表的缔造者,其实他只负责此表擒纵的设计工作和后期的设计修正,真正意义上完成此表设计的人还是那位陀飞轮皇后。)



第二部分: 与奇想有关的特殊擒纵

说到雅典的双向擒纵,就必须从宝玑的自然擒纵说起。


宝玑设计此款擒纵的初衷在于最大限度降低擒纵释放脉冲时对摆轮系统的影响,其次才是降低润滑需求。
最终目的是为了令尺寸更小的怀表也能拥有跟航海钟一样的精准度和耐用度。
据记载,宝玑最早在他的1135号作品上实验此款擒纵,效果如何不得而知,但是后来他在为波旁王朝的玛丽皇后制作的那款160号上也使用过这款擒纵,可见他对此擒纵寄望之高。

在此多说一句,制作免润滑(或者低磨损)擒纵的理论依据源自17世纪的数学家笛卡尔的渐开线理论(详细原理这里略去不表),出于对完美时计的追求,不少大师做过实验,除了大家耳熟能详的宝玑和丹尼斯,还有奠定美国铁路表技术装备标准的法苏(Charles Fasoldt),而根据最近丹尼斯遗物拍卖会的记录,丹尼斯曾经收藏过法苏的作品,鉴于腕表版同轴擒纵与其结构的类似,在下在这里保留对丹尼斯擒纵原创性的怀疑。链接在此:http://www.sothebys.com/en/aucti ... lot.116.lotnum.html
法苏版同轴擒纵


宝玑身后,模仿其外貌设计的品牌和制表师多如汗牛充栋,却甚少模仿他的擒纵,自丹尼斯以降,有少数品牌和制表师开始模仿宝玑的设计,无独有偶的是,他们模仿的基本都是宝玑的原版,也就是把两个擒纵轮连在一起的那种。





宝玑原创版本


FPJ版本

Laurent Ferrier版本

目前来说,仿宝玑版本的占轻微多数。再看看仿丹尼斯版本的例子,其中就包括雅典。
KV版本:






这里引用一下总理表兄的金句和图片:Daniels的擒纵系统由于两个擒纵轮相对独立,所以需要两路相同(镜像)的动力源,因此一开始只有在怀表上才有可能实现,因为占用太大空间。

KV和雅典刚好都是用丹尼斯的方案,奇怪的是,KV用的材料是传统的钢,而雅典用的则是硅。
根据欧克林博士的解释,这是因为当初放在腕表机心上实验时,传统材料过重,使用铝(或者铝合金)因为磨损过大硬度不佳而放弃,所以改用硅。真是一幢无头公案。
下面再说说硅材料之争:

正方:以瑞表集团为首的巨鳄级别奢侈品集团; 反方:精工为首的日本表业

正方意见:老海耶克认为,硅材料已经被作为一种工业材料应用了超过三十年,而且硅的表面非常光滑,用于机心关键零部件非常适合。同时,硅材料硬度非常高,比任何一种钢都要硬,非常胜任日常使用。
把硅材料用在擒纵上可以达到以下两个效果:
1. 延长保养期限;
2. 大幅提高可靠性。

硅材料另一个重要的优点是轻!用在擒纵等关键的传动部件可以大幅提高能量传递效率。当然,硅材料对磁场是免疫的!
原文在此:
"Silicon components can be manufactured more precisely to the correct shapes without technological restrictions, as far as this materials long term behavior in concerned, we have seen that silicon maintains its desirable surface characteristics for a long time. Silicons resistance to wear has been extensively investigated, and this (there) research has shown that it is suitable for the purpose"
UNquote
-Hayek



反方意见:精工集团的技术团队一致认为,当两个物件接触的时候,摩擦是不可避免的,因此润滑和保养也是不可避免的。而且,硅材料很脆,用在运转频率高的部件上会有断裂的风险。


正反双方都不是什么小鱼小虾,意见却是天渊之别,也是一桩无头公案。

在此鸣谢(Citation Page):
NAWCC会员:Dr.Jon,Tom McIntyre,Adam Harris,etc.(有关擒纵技术的讨论)

Project Gutenberg's The Auburndale Watch Company, by Edwin A. Battison(旋转机械)
钟泳麟先生(旋转机械与陀飞轮皇后的典故)
名表通会员:总理表,国产机器,Tanzh,xhandy, 机械米,shek329(排名不分先后,主要有关机械结构的技术讨论)
如有遗漏,敬请通知,谢谢!










87条回复

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发表于 2012-12-11 17:51:30 | 显示全部楼层
很有研究精神!赞!
发表于 2012-12-11 17:55:32 | 显示全部楼层
功力大增!!!
发表于 2012-12-11 19:17:48 | 显示全部楼层
难怪你如此喜欢
发表于 2012-12-11 19:23:36 | 显示全部楼层
开眼了!
掌声鼓励,好帖!
发表于 2012-12-11 20:02:17 | 显示全部楼层
写的太好了,资料也很珍贵!
发表于 2012-12-11 20:06:53 | 显示全部楼层
夸一下,小闹再接再励
发表于 2012-12-11 20:07:03 | 显示全部楼层
本帖最后由 总理表 于 2012-12-11 20:09 编辑

补充一点Paul Gerber的东西
他在自己做的手表里用了和法苏很像的擒纵系统.
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丹尼尔斯的我觉得更像冲击式天文台和马式的结合体

发表于 2012-12-11 21:27:47 | 显示全部楼层
本帖最后由 stcjk 于 2012-12-11 21:30 编辑

跟着高手走,吃喝不用愁!
跟着高手混,吃喝不用问!
发表于 2012-12-12 00:25:43 | 显示全部楼层
奇想果然有料
 楼主| 发表于 2012-12-12 02:36:21 | 显示全部楼层
总理表 发表于 2012-12-11 04:07
补充一点Paul Gerber的东西
他在自己做的手表里用了和法苏很像的擒纵系统.

Paul Gerber这款机心的微调跟华生这类美国表的微调简直就是祖孙辈

 楼主| 发表于 2012-12-12 02:52:46 | 显示全部楼层
机械米 发表于 2012-12-11 08:25
奇想果然有料

有料的地方在于,把那么多原本用在廉价表上的设计整合于一身,又从中脱胎换骨,登峰造极,这样的作品哪里去找?
发表于 2012-12-12 09:02:41 | 显示全部楼层
stcjk 发表于 2012-12-11 21:27
跟着高手走,吃喝不用愁!
跟着高手混,吃喝不用问!

贴切。
发表于 2012-12-12 09:10:31 | 显示全部楼层
老兄已经进入高手行列了,恭喜啊
发表于 2012-12-12 11:23:31 | 显示全部楼层
梳理得很清晰,实在精彩!由于机械元件运转而不可避免发生摩擦,导致大师们前仆后继奇思妙想出这么多巧夺天工的设计,当真了不起!但一旦抛开机械的限制,这些设计的效果又变得无关重要。不管结果如何,大师们的探索还是非常值得尊敬!
 楼主| 发表于 2012-12-12 11:29:33 | 显示全部楼层
xhandy 发表于 2012-12-11 19:23
梳理得很清晰,实在精彩!由于机械元件运转而不可避免发生摩擦,导致大师们前仆后继奇思妙想出这么多巧夺天 ...

我还准备继续在此文现有基础上继续扩建,可以拓展的东西还是很多的。

对了,精华帖升级怎么升的?我看见有很多帖子变成2,3级精华,是怎么一回事?
 楼主| 发表于 2012-12-12 11:33:07 | 显示全部楼层
xhandy 发表于 2012-12-11 19:23
梳理得很清晰,实在精彩!由于机械元件运转而不可避免发生摩擦,导致大师们前仆后继奇思妙想出这么多巧夺天 ...

我觉得这个现象可以这么说:机械有摩擦,引无数大师竞折腰
 楼主| 发表于 2012-12-12 11:46:24 | 显示全部楼层
haru 发表于 2012-12-11 17:10
老兄已经进入高手行列了,恭喜啊

瞧您说的,别拍马屁了,帮忙找找茬吧,我还想继续修改拓展呢
发表于 2012-12-12 11:59:03 | 显示全部楼层
nomorewatch 发表于 2012-12-12 11:29
我还准备继续在此文现有基础上继续扩建,可以拓展的东西还是很多的。

对了,精华帖升级怎么升的?我看 ...

这个惭愧了,要咨询下管理员才知道
发表于 2012-12-12 12:15:08 | 显示全部楼层
先留名,有空慢慢看,谢谢小闹分享
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