ÓRASZERKEZETEK

Lélek

„Átkelő az eszméletlen testre koncentrált…

• A lélek készen áll. – tájékoztatta Darren
• Hozza ide.

Darren odalépett tenyerében az ébredező lélek ezüstös ragyogásával. Átkelő soha nem tudott ránézni egy meztelen lélekre anélkül, hogy meg ne rendítette volna szépsége. Eleven szalagként tekergett és fodrozódott, nyújtózkodott boldogan, hogy kiszabadult a krio tartályból. Darren gyengéden beillesztette a kicsi csillogó teremtményt a nyílásba. A lélek nagyon gyors volt és akadály nélkül szőtte bele magát a testbe. Átkelő a test fölé hajolt és belesúgott a fülébe, remélve, hogy a lélek most már halja őt.

• Sok szerencsét, kis vándor.”

(Stephenie Meyer; A burok)

Miért idéztünk egy számunkra kedves könyvből, melyet filmvászonra is vittek?

Az óra lelke a szerkezetében van, ami nagyon komoly múlttal rendelkezik, ezért törődést igényel.  

Ebben a részben ezt járjuk kicsit körbe.

ÓRASZERKEZETEK

Az emberiség talán legősibb problémája az idő mérése. Az ókorban mértek időt Nappal, homokkal, vízzel, tűzzel, gyertyával, olajjal, de még illattal is. A hajózás óriási lendületet adott az óragyártásnak.

A különböző technikai találmányok hatására egyre bonyolultabb és kifinomultabb szerkezetek születtek. Ilyenek voltak a torony-, fali-, asztali-, zseb-, karórák. Végül a precíziós hadi-, űrhajózási- és más pontos mérésre szolgáló órák.

Az órák készítői, mérnökei (a lélekadók) kivétel nélkül mindig koruk legnagyobbjai voltak.

A teljesség igénye nélkül említünk meg néhány nagy nevet, akik mérföldkövei az óraszerkezetek fejlődésének:

• Gallilei 1583 az inga feltalálója,
• Huyghens 1675 a hajszálrugó feltalálója,
• Harrison 1714 a rugó pontosságát dolgozta ki,
• Graham 1720 a gátszerkezet megalkotója,
• Breguet 1800 rugó pontosság, kalapácsos automata szerkezet feltalálója,
• Patek Philippe 1850 a korona felhúzásos szerkezet létrehozója.
• és ne feledjük a mai Német schwarldi, glashüttei, Francia, Svájci, Angol és Japán mesterek munkáit se, akik számtalan szabadalmat nyújtanak be mérnöki munkáik során.

Az óraipar innovatív fejlődése töretlen. Talán a mechanikus óraszerkezetek terén, az élő munka értékét mutatva visszatér a felsőbb társadalmi rétegek körébe, úgy bonyolultságuk, mint kivitelezésük és limitáltságuk tekintetében. Míg kedvezőbb árfekvésű, sorozatgyártott testvérei a populáris társadalmi rétegek széles körét elégíti ki.   

Kukkantsunk bele ebbe a csodálatos világba.

Mechanikus óraszerkezetek

Egy mechanikus óraszerkezet mindig három nagy szerkezeti egységből áll:

• energiatároló
• szabályzó
• kijelző

1. Energiatároló rész a rugó. Régen acélból, ma már tikos összetételű anyagból készül a gyakori törések elkerülése miatt. A felhúzott rugó lejárás közben energiát ad le, amit továbbít egy gátszerkezetnek.
2. A szabályzó rész a pontos járásért felelős. Az itt található gátkerék folyamatosan egy irányban akar elmozdulni, ezért egy ide-oda mozgó horgony akad bele a kerék fogaiba, ami megállítja, majd ismét elindítja a fogaskereket. Ez az impulzus tovább adódik a billegő keréknek. A billegő a hajszálrugó segítségével (az ingához hasonlóan) az önmaga által keltett frekvenciával ide-oda leng.
3. A kijelző rész bonyolult áttétekkel rendelkező fogaskerekei megmozdítják az óra mutatóit.

Az energiatároló rugót régen kulccsal lehetett felhúzni. A kulcs elhagyása gondot jelentett. A súlyhúzás volt a legmegbízhatóbb módszer. Viszont egyiket sem lehetett kisebb szerkezeteknél megvalósítani. Mígnem Patek Philippe 1850-ben megalkotta a koronahúzású szerkezetet, melyet Breguet kalapácsos automata szerkezete váltotta fel.

Az automata órákban, a kéz mozgására, a szerkezetben ingához hasonlóan egy rotor forog. Fogaskerék segítségével mindkét irányban felhúzza a központi rugót. A rugó túlhúzását egy csúszóféknek nevezett tengelykapcsolóval kerülik el. Az órarugó sok fejtörést okozott. Az energia leadás egyenletességének biztosítására, a rugó lejárata során fellépő (siet, aránylag egyenletes, majd késik) állapotkülönbségek, a hőmérséklet változásából adódó pontatlanság valamint a billegő hajszálrugójának a gravitációs hatásból adódó központi elmozdulásának kiküszöbölésére sok találmány született. Észrevették, hogy a pontosságért más is felelős. A jó minőségű acélból vagy rézből készült alkatrészek hamar tönkrementek. Rájöttek, hogy az egyforma keménységű anyagok gyorsabban koptatják egymást.

Ezért minden forgó, súrlódó alkatrészt kis drágakő csapágyba helyeztek. Eleinte achát, majd rubin, zafír, esetenként gyémántot alkalmazva, egészen a mesterséges rubin 1920-as felfedezéséig. Így jelentősen javult a pontosság, nőtt az élettartalom, csökkent az előállítási költség.

A pontosságra való törekvés itt nem állt meg.

A mechanikus óra pontatlanságát, Breguet 1800-ban a forgó (turbillon) gátszerkezettel oldotta meg. Az egész gátszerkezet egy forgó keretben helyezkedik el, ami 1 perc alatt fordul körbe.

• Jogosan merülhet fel a kérdés az olvasóban, miért csak a mai csúcsszerkezetekben alkalmazzák ezt a szakállas találmányt?

Egyszerű a magyarázat. Először azért, mert csak a karóráknál volt értelme ennek a szerkezeti egységnek, hiszen a többi óra helyhez kötött. Másodszor, a turbillon miniatűr alkatrészeinek legyártását, csak a mai modern technológia teszi lehetővé.

Egy átlagos mechanikus óraszerkezet 130db. alkatrészből épül fel, és minél komplikáltabb, annál nagyobb ez a szám. Ha egy mechanikusóra dátumot, járástartalék kijelzést, stoppert, holdfázist esetenként hangvillát is tartalmaz, az mind egy külön kerékrendszerben kapcsolódik egymáshoz. Ennek a rendszernek el kell férni egy kis karóra tokban. Ha a kedves olvasó eddig eljutott az olvasásban feltűnhetett, hogy bár csak súrolva az óraszerkezetek komplexitását, igen komoly tudásra van szükség egy óraszerkezet előállításához. A már említett országokban, ahol nagy múltú hagyományai vannak az óragyártásnak, külön iskolarendszer épült ki az óramérnökök egyetemi képzésére. Az óragyárakban a mechanikusórák összeszerelést ma is, túlnyomórészt kézzel végzik az órás mesterek.

Szervizelés

Egy kiváló minőségű mechanikus óraszerkezet 21 600 – 36 000 óránkénti fél lengéssel működik. Ez pl.: egy 28 800-as fél lengés esetében napi 32-, évi 11 680 km-t jelent. Az élettartam megnövelése érdekében a szerkezetek súrlódó felületeit olajozzák. Az olaj kb. 3-5 év elteltével besűrűsödik, ezt követően gyakorlatilag kenés nélkül működik az óra. Minél tovább jár így a szerkezet, annál nagyobb kár keletkezik benne, megnövelve a javítási költséget! Érdemes 5 évente szakszervizben az óra karbantartását elvégeztetni. Tisztítás, tömítés csere, olajozás stb., azaz darabokra szedik az órát. Itt a gyár által képzett szakemberek, a gyár alkatrészeivel és szerszámaival dolgoznak, pontos technológiai utasítások szerint.

A temérdek apró alkatrész sokakat elbűvöl. Varázslatos látványt nyújt a hajszálrugó pulzálása. Olyan, mint egy apró szív lüktetése, egy piciny testben. A miniatűr fogaskerekekkel gyermekként sokat játszottam. Az asztalon megpörgetve forgás közben, olyanok voltak, mint megannyi balett táncos. Ezt a csodás élményt egyetlen kvarcóra szerkezet alkatrésze sem pótolja. Sajnáljuk, hogy át kell térni más témára, úgy időznénk még itt egy kicsit, mert az óraszerkezetek igaz lelke a mechanikus szerkezetek és ez adja a szakma valódi szépségét, ettől lett nagy, de az idő halad tovább.

Elemes óraszerkezetek

A rádiótechnika fejlődése tette lehetővé, hogy az óraipar teljesen más irányt vegyen. Ezek az órák a kvarckristály rezgésének segítségével működnek. A kvarckristály megfelelő méretre csiszolását követően, elektromos áramkörbe helyezve stabil, állandó rezgésszámot produkál. Az első kvarcvezérelt órát 1928-ban Morison állította elő. Ez még egy óriási monstrum volt. A félvezetők elterjedésével és a folyamatos kicsinyítésekkel 1969-ben megszületett a SEIKO Astron nevű, karóra méretű kvarcórája. A sorozatgyártásból adódó robbanásszerű elterjedés, az 1970-es években majdnem tönkretette az addig tradicionális alapokon működő svájci óraipart.

A digitális kijelzést eleinte fénydiódákkal (LED) történt az idő kijelzése. Ezek voltak a gombnyomásra pirosan világító órák. Az akkori technikai fejlettség miatt, nagy volt az áramfelvételük, ami kizárta a folyamatos kijelzést. Ezt a folyadékkristályos (LCD) kijelzők tették lehetővé. Itt bizonyos anyagok polárszűrőként viselkednek, áram hatására a fényt polarizáló síkjuk 90 fokkal elfordul. Két üveglap közé és megfelelő áramkörbe helyezve mutatják az időt. Természetesen a chip nélkülözhetetlen eleme az ilyen óráknak. Az így megalkotott főként műanyag óraszerkezet lapos, nagyobb tudású és jelentősen olcsóbb. Az LCD hőre nagyon érzékeny, így pl.: az autóban hagyott „felfőzött” digitális óra folyadék kristálya javíthatatlanul szétfolyik. Az emberek többsége ragaszkodott az óramutatókhoz. Ezért kifejlesztették a drágább, de fém kerékrendszerrel működő analóg kvarcórákat, melyek javíthatók és tisztíthatók. A gondot csak az elektronika tönkremenetele okozza. Az ilyen típusok, ártól függően akár 10-20 évig, de nem ritka a 30 éves sem, az olcsóbb kivitelűek 3-10 évig, a nagyon olcsó kvarcórák 1-2 évig működnek.

A mérnöki kreativitás nem merül ki ennyiben.

Automata kvarc óraszerkezetek

A SEIKO 1986-ban mutatta be a KINETIC elnevezésű auoto kvarc órájának prototípusát. Itt egyesítették a kvarcóra pontosságát, az automata órák kényelmével. Az automatika egy kondenzátort tölt, ez szolgáltatja a működéshez szükséges energiát. A Drirect Drive rendszernél lehetőség van a kondenzátort, kézi felhúzással feltölteni. A töltöttség mértékét jelző rész alapfelszereltség. A kondenzátor teljes feltöltöttség esetén akár fél évig is képes az óra működtetésére.

A SEIKO auto relay szerkezete, az energia megtakarítás érdekében érzékeli, ha az óra nincs hordva, ekkor kikapcsolja a kerékrendszert („alvó” funkció). A pontos időt az elektronika továbbra is számolja, és a következő felvételkor a mutatókat beállítja az aktuális pontos időre. Ilyen esetben a SEIKO órák akár 4 évig is „pihenhetnek”. Ez a funkció az óra teljes energiaigényének mintegy 80%-át megtakarítja.

A SEIKO Kinetic Perpétuál típusú karóránál, egy olyan újítást vezettek be, ahol a dátum egészen 2100-ig, még a szökőéveket is tudja úgy, hogy nem digitálisan, hanem „hagyományos” szerkezeti módon jelzi ki.

Az óraszerkezeti újítások előnye továbbá, hogy az ilyen típusú órákat ritkábban kell kibontani, mint elemes társaikat. A hosszú élettartam megőrzése érdekében az 5 évenkénti tisztítás, olajozás, esetenként a kondenzátor cseréje ennél a típusnál is elengedhetetlen.

Napelemes óraszerkezetek

A számlapon elhelyezett (ma már maga a számlap) napkollektor segítségével, egy beépített tároló egységnek köszönhetően, teljes sötétségben is akár hónapokig képes működtetni az órát.

Ilyen órák, pl.: SEIKO–PULSAR Solar, a CASIO Tough Solar, a Citizen Eco-Drive, stb.

A CASIO napelemes órái közvetlen napfényben 5 perc alatt, ablakon keresztül beeső napfényben 24 perc alatt, szobában normál fényviszonyok mellett 48 perc alatt, normál lámpa alá téve 8 óra alatt képesek a teljes feltöltöttséget elérni.

A SEIKO Solar karórái, típustól függően különböző fényforrásnál, különböző idő alatt töltődnek fel, melyek befolyásolják az üzemeltetési időt. Az alábbi képek jól mutatják ezeket az adatokat:

Óraszerkezet gyárak

Napjainkban a legtöbb óragyár termelésének közel 90%-át a kvarcszerkezetek adják.

Ezek főleg mutatós (analóg) órák. Mégis a maradék 10 %-ban gyártott mechanikus órák jelentik az export 50 %-át.

A saját óraszerkezeteket tervező, megalkotó és használó óragyárak mellett (mint a SEIKO), külön szerkezetgyárak is alakultak, melyek kifejezetten az óraszerkezetek előállítására, sorozatgyártására szakosodtak.

Mára természetessé vált, hogy akár nagyobb óramárkák vagy divatcégek kiegészítő termékként kínáló divatóráikhoz tőlük szerzik be a különböző típusú szerkezeteket az alaptól, az egészen komplikált modellekig.

Ilyen szerkezetgyártók:

• ETA, (Svájci)
• SEIKO (Japán)
• Miyota, (Japán)
• Ronda, (Svájci)

Gombelemek

Ahhoz hogy egy kvarcóra működhessen, áramfelvételre van szüksége. Ezt legtöbbször gombelemről kapja. Ha az elem lemerül, az óra megáll. Az elemeknek meg kell felelni az óra fizikai méreteinek (átmérő, vastagság) és jellemzőinek (feszültségszint, élettartam) egyaránt.

Az óra öregedése, az alkatrészek kopása, az olaj besűrűsödése (analóg óra) és a különböző funkciók gyakori használata digitális óráknál (stopper, világítás, visszaszámlálás, ébresztés, stb.) nagyobb áramfelvételt követel, ami csökkenti az elem élettartamát. A tervezés és gyártás során az igénybevételnek megfelelően választják meg az órákban használt elemeket.

A kvarcóra elemeket feszültségük, teherbírásuk alapján csoportosítjuk: 1,55 V (Ezüstoxid elemek) és 3 V (Lítium elemek). Az átmérő és a vastagság alapján nagyon sok változat létezik.

Lényegesebb elem márkák:

• Seiko,
• Maxell,
• Hitachi,
• Panassonic,
• Renata,
• Energizer,
• Rayovac stb.

Fontos!

1. Ha megállt az óra, NE hagyjuk óránkban sokáig a lemerült elemet, a kifolyó elektrolit tönkre teheti a szerkezetet. Minden esetben szakember végezze az elmecserét!
2. Lényeges, hogy az újonnan vásárolt órákba sem a vásárláskor került bele az elem. Akár hónapok, de lehet, hogy évekkel korábban a gyártáskor. Az óragyárak igen nagy mennyiségben vásárolják az elemeket. Ezért előfordulhat, hogy sokáig tárolják.
3. Az óra gombelemeinek kb. 4 év az önkisülési idejük, így akár a buborékfóliában tárolt originált elemek élettartalma is csökkenhet felhasználásig, sokszor ez áll a csereelemek rövidebb életének hátterében, ami nem baj, csupán kellemetlen. A nálunk vásárolt óramárkáknál, ezért garancia időn belül az elemcsere díjmentes.
4. Továbbá a kvarc karórákra nagy hatással van a mágneses tér. Bárhol járunk mágneses-, elektromos- és rádióhullámok vesznek körül minket (mobiltelefon, TV, hűtő, hangszóró, stb.). A kvarckristály működését ezek befolyásolhatják. Tartósan ilyen közegben lévő óra pontosságára hatással lehet. Gondosan figyeljük oda, hol tároljuk óránkat és ne hagyjuk ilyen készülékek közelében huzamosabb ideig!

Érdekességek

A nevesebb óragyárak egyes szerkezeteiket un. Kronométer minősítésre küldik el. A minősítő bizottság csak a szerkezetet vizsgálja. A szerkezetet 5 különféle helyzetben, különböző hatásoknak teszik ki. A teszt 15 napon át eltérő hőmérsékleten, eltérő páratartalmak mellet történik, szigorú szabályok között. A járáseltérés nem lehet több –4/+6 másodpercnél naponta. A mérésekről pontos jegyzőkönyv készül. A vizsgálati időszak végeztével az eredmények egy tanúsítványba kerülnek, amelyben a szerkezet sorszámot kap.

A tanúsítványt az elnök pecséttel és aláírással hitelesíti. Ezt a hivatalos dokumentumot a vásárláskor a vevőnek átadják. Ahogy egy Kronométerminősítésről készült képen ez jól látható:

A SEIKO 1969-ben a saját szerkezeteivel szemben egy még szigorúbb minősítést hozott létre és megalkotta a V.F.A., vagyis a „Very Fine Adjusted”, a nagyon alaposan finomszabályozott szerkezetet Grand Seiko óráiban, ezzel a nagy precizitású óragyártás élvonalába emelkedhetett. A  Grand Seiko mérnökei olyan pontosságot értek el, mely messze meghaladta a kronométeres pontosság tanúsítványához szükséges mértéket. A teszteket 6 pozícióban végezik el (a mechanikus óraszerkezetek különböző viselési és tárolási pozícióban különböző járáseltérési, pontossági értékeket produkálhatnak). Ez a kezdetekkor +5/-3 másodperc/nap maximális eltérés volt, ám a V.F.A. szerkezetek képesek lettek a havi +/-1 perc járáseltérés megtartására, ami eddig példátlan érték volt a mechanikus órák világában. Csak olyan szerkezetek kerülhettek a csúcsmodellekbe, melyek átestek a különleges szabályozási és ellenőrzési folyamatokon, és teljesítették a szabvány előírásait. A 2017-ben megjelent a SPECIAL jelzésű modell (9S85 Hi-Beat 36000, magas fél lengésszámú szerkezetek), melynek finomszabályozása révén a járáseltérés tovább csökkent, napi +4/-2 mp-re. A súrlódás és az abból eredő veszteségek csökkentése érdekében a SEIKO bevezette a MEMS technológiát a gyártás során, mely a Micro Electrol Mechanical Systems rövidítése és kifejezetten mikro alkatrészekből álló szerkezetek gyártására szolgál, mint a precíziós óraszerkezetek. 

Még 1969-ben a SEIKO megjelentette első kvarc szerkezettel szerelt karóra modelljét, a Quartz Astron-t. Ezzel a gyár elindította a svájci óraipart is megrengető kvarc karóraforradalmat, mely néhány éven belül mindenki számára elhozta az addig elérhetetlennek tűnő pontosságú karórákat.

A SEIKO mostanra un. „Csendes forradalmat” indított el a mechanikus óra szerkezet gyártásban. A Sping Drive modellben, egy forradalmian új szabályzó rendszernek köszönhetően, napi 1 mp-nél is kevesebb az óra pontatlansága. A másodpercmutató pedig ketyegés nélkül, folyamatosan, akadálymentesen jár körbe úgy, ahogy az idő is múlik.

Összegzésként

Látható, hogy az óraszerkezet nagyon színes és hosszú történelmi utat járt és még fog is bejárni. Útja során kapott „hideget és meleget” egyaránt. Nem túl régen a mobiltelefonok és okos-órák elterjedése, picit háttérbe szorította az “igazi” Órák keresletét. De az emberek mindig egy szép és szerethető tárgyat szeretnének magukon viselni és ennek következtében a minőség utat tör magának. Ezért ma úgy tűnik, hogy az órák reneszánszukat kezdik élni.

A fentiekből következtetve mondhatjuk, hogy az órának „lelke” van?

Határozottan igen! Törődni kell vele. Időnként fel kell húzni, be kell állítani, ha problémája van meg kell javítatni, röviden, együtt kell vele élni. Ma egy növénnyel többet törődünk, mint az óránkkal, pedig a legapróbb szerkezeti elemekből álló műszert hordjuk, a legveszélyesebb helyen, és a legtöbbet várjuk el tőle. Ki ne szeretné, mikor a reggeli kávé mellett csendesen, mintegy szertartás szerűen, napindító meditációként felhúzni a gyönyörű mechanikus szerkezetű óráját és rohanó világunk csendes szigetére utazva gyönyörködni annak megnyugtató járásában, lüktetésében.

A képre kattintva nézze meg mechanikus órakínálatunkat.