卡罗素
卡罗素(Karrusel),译为“旋转木马”,最初由伦敦一位丹麦籍的制表师Bahne Bonniksen(1859-1935)于1892年发明,并获得专利(专利号:21421),它是一个可旋转的框架结构。
简介
Bahne Bonniksen希望创造出一种与陀飞轮一样可以对抗地心引力、价格又较能为人所接受的特殊擒纵机构,卡罗素便由此诞生。
起源
对于钟表技术来说,改善走时准确度是永不停顿的话题。像航海用的天文台表那样始终要保持同一方位来保证精确度的机芯,地心吸引力是直接影响摆轮和游丝的主要因素。这就导致了我们天才的制表师Abra-ham-Louis Breguet———宝玑大师在1795年发明出了,并在1801年取得专利的Rgulafeur Tourbillion“规范”陀飞轮。由于当时的天文台陀飞轮制作困难,因此在过去的两个世纪以来仅制作了数百个。1892年法国人Bahne Bonniksen简化了旋转擒纵装置并取得专利,并命名为卡罗索———Karrusel(即英文carrousel “旋转”的意)。卡罗索台架的旋转速度比陀飞轮慢得多,依设计不同,大概34至52.5分钟转一圈。尽管牺牲了准确性,但发明于英国的杠杆式擒纵装置在瑞士作了简化和结构强化后,更优于原始陀飞轮擒纵装置。自此,无卡度英国式杠杆擒纵装置的卡罗索在英国考文垂制作,在克佑天文台(Kew Observatory)进行测试并有部分为当时的英国皇家海军所使用。
影响
尽管卡罗索没有影响到那时天文台陀飞轮的崇高地位,或者说没有影响到陀飞轮在天文台越发重要的应用。但在二十世纪,却注定了除杠杆式以外的其他陀飞轮开始日薄西山。使用更可靠的杠杆陀飞轮的腕表始于1930年,陀飞轮天文台怀表成为最高级的航海表。杠杆式陀飞轮手表也成为天文台竞赛的常客,例如在1945年,Patek Philippe百达翡丽、宝丽爵就推出了有配重砝码摆轮的杠杆式陀飞轮,并在1943年至1967年间的日内瓦天文台竞赛一展舞姿,直至1969年由于石英表进入天文台竞赛而产生的剧变才告一段落。
现状
再谱陀飞轮浪漫史是缘于机械表的复苏,而始作俑者是Audemars Piguet 爱彼于1986年推出的超薄型自动陀飞轮腕表。从此,陀飞轮表款和复杂款陀飞轮表令人眼花缭乱。在今天,机械表并不需要陀飞轮来保证精确度,而实际上,有相当部分的陀飞轮也走得不如普通机械表。这当然引发了陀飞轮出现的“目的”这一问题。这问题有点像问F1赛车为何存在一样:并非我们需要它,而在于它体现人类技术和发明创造能力的极限。我们不会由于F1赛车不能装载货物而嘲笑它。今天陀飞轮成为“赛车”而出现于天文台竞赛,并非我们不需要“赛车”。而是因为它使我们更有可能接近人类技术的前沿,驱使我们不断挑战人类智慧的极限。
随着21世纪高级机械表的复兴,陀飞轮代表钟表艺术的顶峰,发展得有点走火入魔了。自18世纪陀飞轮发明以来,它已成为炫耀技术的舶来品和追求最高机械水平的象征,可以说没有更好的钟表技术可以取而代之。今天,国产的陀飞轮机芯已经装在国外的一些山寨品牌里了。走下神坛的陀飞轮,可以在表盘上开个孔,终于成为了机械表的象征。陀飞轮的精髓,是20世纪特定的天文台标准和19世纪有限的大师之作的宝贵遗产。但在21世纪,那一切已成追忆,也许,浮现在我们脑海里的仅是它们曼妙的舞姿而已。
原理
有点钟表常识的玩家们应该都知道,Tourbillon陀飞轮是法国钟表大师亚伯拉罕.路易士.宝玑于1795年所发表的一种特殊擒纵机构,其中包含了擒纵轮、擒纵叉、摆轮、游丝等零件,并固定于一个框架内,绕著摆轮轴心作360度旋转,彷佛行星绕著恒星公转一般。这样的机构在理论上,可以让始终以同一姿势放置的怀表擒纵机构平均接受地心引力的牵制,并让重力所造成的误差减到最低,对于当年提高怀表的精准度有著一定的效果。
陀飞轮机构在钟表工艺中虽然不是最为复杂的机构,但对于零件的精密度,与组装师傅的手艺要求却是最高的,所以制作上非常不易,更别说要大量生产了。也因此陀飞轮才能在高级钟表工艺的领域中占有一席之地。另外由于它是装在秒轴上的,比之普通的表要消耗更大的功率,成为一个先天性的缺点。有鉴于陀飞轮怀表的单价高昂,制作不易,且功率消耗较高,丹麦籍制表师Bahne Bonniksen於1894年在英国,设计了另一款特殊擒纵机构并申请名为「Karrusel卡罗素」的专利。在外观上,卡罗素与陀飞轮最大的不同,在于前者的擒纵机构是固定於一大型齿盘上,而且还多了一个转动的秒轮在里面。大部分的卡罗素机制是由2轮或3轮的齿轴所带动,摆轮绝大部分做偏心式的旋转,而且旋转的时间较陀飞轮慢了许多,标准型约52分半钟旋转一圈,因而大大降低了功率的消耗。而更重要的是,卡罗素的结构虽然不见得比较简单,但对于加工精密度,以及工匠手艺的要求却远低于陀飞轮,也因此在当时有著 「穷人陀飞轮」 的戏称。不过由于方位变换的周期加长了,所以在位差的补偿上不如前者有效。
与“陀飞轮”的传动结构不同,“卡罗素”的旋转支架的下端伸出一段空心轴,在其下端面连接一轮片。轮片与三齿轴啮合。旋转支架轴穿过夹板,并以后者为支撑,旋转支架和轮片两相对端面起到止推面的作用。四轮轴穿过旋转支架下端的伸空心轴,四轮片在旋转支架中与擒纵齿轴啮合,四齿轴在支架外与三轮片啮合,将三轮的冲量传递给擒纵轮。四齿轴通过四轮片把运动传给擒纵齿轴,摆轴在旋转支架中和四齿轴是不同心的。因为旋转支架不是由四轮轴直接带动,所以旋转支架的转速总比四轮轴低。因此“卡罗素”传动设计,实际上是差动行星轮系。
注:本名词内容引自百度百科