Montowanie zegarów bijących

_____________________________________________________________________________ „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI NARODOWEJ

Michał Sylwestrzak

Montowanie zegarów bijących 731[05].Z1.05

Poradnik dla ucznia

Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy Radom 2006


1

Recenzenci: mgr inż. Ryszard Ochociński mgr inż. Igor Lange

Opracowanie redakcyjne: mgr inż. Grzegorz Śmigielski

Konsultacja: mgr inż. Andrzej Zych

Korekta:

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej Montowanie zegarów bijących 731[05].Z1.05 zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu zegarmistrz. Wydawca, Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006


2

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie 3 2. Wymagania wstępne 4 3. Cele kształcenia 5 4. Materiał nauczania 7

4.1. Zasada działania mechanizmów bijących 7 4.1.1. Materiał nauczania 7 4.1.2. Pytania sprawdzające 10 4.1.3. Ćwiczenia 11 4.1.4. Sprawdzian postępów 12 4.2. Typowe rodzaje mechanizmów bicia w zegarach bijących 13 4.2.1. Materiał nauczania 13 4.2.2. Pytania sprawdzające 18 4.2.3. Ćwiczenia 18 4.2.4. Sprawdzian postępów 20 4.3. Charakterystyczne części, podzespoły i mechanizmy zegarów bijących 21 4.3.1. Materiał nauczania 21 4.3.2. Pytania sprawdzające 26 4.3.3. Ćwiczenia 26 4.3.4. Sprawdzian postępów 28 4.4. Montaż zegarów bijących 29 4.4.1. Materiał nauczania 29 4.4.2. Pytania sprawdzające 32 4.4.3. Ćwiczenia 33 4.4.4. Sprawdzian postępów 34 4.5. Kontrola poprawność montażu i regulacja mechanizmu bicia 35 4.5.1. Materiał nauczania 35 4.5.2. Pytania sprawdzające 36 4.5.3. Ćwiczenia 37 4.5.4. Sprawdzian postępów 38

5. Sprawdzian osiągnięć 39 6. Literatura 44


3

1. WPROWADZENIE Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy i umiejętności o metodach montażu

mechanizmów bijących i sygnalizacyjnych.

W poradniku zamieszczono: − wymagania wstępne, wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane, abyś bez

problemów mógł korzystać z poradnika, − cele kształcenia, wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem, − materiał nauczania, „pigułkę” wiadomości teoretycznych niezbędnych do opanowania treści

jednostki modułowej, − zestaw pytań przydatny do sprawdzenia, czy opanowałeś podane treści, − ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować

umiejętności praktyczne, − sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań i pytań, pozytywny wynik sprawdzianu

potwierdzi, że dobrze pracowałeś podczas lekcji i że nabyłeś niezbędną wiedzę i umiejętności z zakresu jednostki modułowej,

− literaturę uzupełniającą.

Poradnik ten ma być przewodnikiem, który wprowadzi Cię w tematykę tej jednostki modułowej „Montowanie zegarów bijących” oraz określi jej zakres i wskaże szczegółowe treści, z którymi powinieneś się zapoznać. Poradnik ten nie zastępuje podręczników, katalogów i literatury fachowej.

Wiadomości dotyczące montażu mechanizmu chodu zostały przedstawione we wcześniejszych jednostkach modułowych. Dlatego w tej jednostce skoncentrowano się na omówieniu zasady działania, budowy i montażu mechanizmów bijących. Materiał nauczania został podzielony na części, których kolejność umożliwi Ci stopniowe zdobywanie nowych wiadomości i umiejętności związanych z zakresem tematycznym niniejszego poradnika. Kolejno zostały przedstawione: − rodzaje urządzeń sygnalizujących, − najczęściej stosowane systemy mechanizmów bijących, − elementy i podzespoły z jakich wykonane są mechanizmy bijące.

Końcową część materiału nauczania poświęcono na opis procedur kontroli jakości montażu

mechanizmów bijących oraz sposób regulacji tychże mechanizmów. Przykładowe ćwiczenia pozwolą Ci zrozumieć i przyswoić wiedzę w praktyce. Pytania

sprawdzające pozwolą Ci zweryfikować Twoją wiedzę. Jeżeli okaże się, że czegoś jeszcze nie pamiętasz lub nie rozumiesz, zawsze możesz wrócić do rozdziału „Materiał nauczania” i tam znajdziesz odpowiedź na pytania, które sprawiły Ci kłopot.

Przykładowy sprawdzian osiągnięć może okazać się świetnym treningiem przed zaplanowanym przez nauczyciela sprawdzianem, a część teoretyczna pozwoli Ci sprawdzić Twoje umiejętności z zakresu montażu mechanizmów bijących. W razie jakichkolwiek wątpliwości zwróć się o pomoc do nauczyciela.


4

Schemat układu jednostek modułowych w module 731[05].Z1

731[ 05]. Z1

MONTAŻ ZEGARÓW I ZEGARKÓW

731[ 05]. Z1.01 Organizowanie stanowiska montażu

mechanizmów zegarowych środowiska

731[ 05]. Z1.02 Montowanie mechanizmu zegarowego

731[ 05]. Z1.03 Montowanie mechanizmu chodzika

731[ 05]. Z1.04 Montowanie zegarów - budzików

731[ 05]. Z1.05 Montowanie zegarów bijących

731[ 05]. Z1.06 Montowanie zegarów i zegarków

mechanicznych

731[ 05]. Z1.07 Montowanie zegarów i zegarków elektrycznych i elektronicznych


5

2. WYMAGANIA WSTĘPNE Przystępując do realizacji programu nauczania jednostki modułowej powinieneś umieć:

− definiować i określać znaczenie terminów zawodowych, dotyczących mechanizmów zegarowych, ich rodzajów, budowy oraz konserwacji i magazynowania,

− rozróżniać i nazywać specjalistyczne narzędzia, przyrządy i urządzenia, − wyjaśniać oraz stosować pojęcia, nazwy i określenia, dotyczące eksploatacji mechanizmów

zegarowych, − wykonywać odwzorowanie graficzne części mechanizmu zegarowego, − rozpoznawać podstawowe materiały konstrukcyjne stosowane w mechanizmach

zegarowych, − montować podzespoły i zespoły mechanizmu zegarowego, − sprawdzać poprawność i dokładność wykonania montażu zegarków i zegarów, − interpretować dokumentację techniczną, − korzystać z różnych źródeł informacji.


6

3. CELE KSZTAŁCENIA W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieś umieć:

− zidentyfikować charakterystyczne części zegara bijącego różniących ten mechanizm od podstawowego mechanizmu zegarowego,

− określić zasadę działania zegara bijącego, − rozróżnić mechanizmy bicia zegara bijącego: zapadkowy, grzebieniowy, bicia kwadransów,

kukułki, kuranty, − wykonać montaż mechanizmu bicia zegara bijącego, − wykonać montaż zegara bijącego, − sprawdzić poprawność i dokładność wykonania montażu zegara bijącego, − wykonać regulację zegara bijącego.


7

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Zasada działania mechanizmów bijących

4.1.1. Materiał nauczania Zegar bijący oprócz mechanizmu wskazującego czas posiada dodatkowy mechanizm,

nazywany mechanizmem bicia, który działa tylko podczas wydawania dźwięku, a poza tym jest nieczynny. Mechanizm bicia włączany jest przez mechanizm chodu, a zatrzymuje się samoczynnie po odpowiedniej liczbie uderzeń. Pod względem częstości i sposobu sygnalizowania czasu mechanizmy te można je podzielić na: − zegary bijące tylko pełne godziny, − zegary bijące półgodziny i godziny, − zegary bijące kwadranse i godziny.

Do akustycznej sygnalizacji czasu można właściwie używać dowolne ciało stałe, które będzie uderzać o inne ciało stałe, przez co wprowadzone zostanie ono w drgania. Drugą metodą sygnalizacji upływu czasu jest przepuszczanie strugi powietrza przez odpowiednio wykonane kanały. Powietrze przepływając przez zwężenia wydają słyszalne dźwięki. Oczywiście, elementy akustyczne muszą mieć odpowiednie kształty i wymiary. W zależności od rodzajów zegarów oraz ich wielkości umieszcza się elementy sygnalizacyjne wewnątrz obudów, lub na zewnątrz. Takimi źródłami dźwięku w zegarach i zegarkach są dzwonki, gongi, piszczałki i stalowe grzebyki - pozytywki.

Dźwięk przy pomocy różnych urządzeń można tak wzmocnić lub osłabić. Najprostszą metodą wzmacniania jest wbudowanie w zegar pewnych elementów o wielkości dopasowanej do częstotliwości drgań, które wraz z elementami pobudzanymi (gongiem) drgają wzmacniając wydobywany dźwięk (np. ścianka rezonansowa).

Gongi dzieli się na: − spiralne z drutu stalowego, przymocowane wewnętrznym końcem do kostki metalowej, która

jednym lub kilkoma wkrętami jest przykręcona do tylnej ściany obudowy (rys. 1a). − gongi proste ustawione pionowo (rys. 1b), które są stosowane w zegarach podłogowych

i ściennych z obudowami długimi.

Rys. 1. Gongi: a) spiralny, b) prosty. [7,str. 58]

Pierwsze zegary bijące były wyposażone w szklane lub metalowe dzwonki. Później w zegarach szwarcwaldzkich pojawiły się głosy kukułki (przepiórki) a w XVIII w. zastosowano gongi spiralne. Stopniowo przerzucono się jednak na dzisiejszy kształt


8

gongu prostego. Dopiero gongi proste stworzyły możliwość tworzenia melodyjek na kilku gongach. Gongi wykonuje się z okrągłych albo płaskich prętów stalowych w kształcie prostym lub spiralnym. Gongi są wykonywane również ze spiżu lub brązu.

Używane na gongi pręty stalowe są wyrabiane z wypolerowanego ciągnionego na zimno drutu ze stali o zawartości ok. 1% węgla. Wyginania gongu należy unikać, ponieważ mogące przez to powstać naprężnia w pręcie wpływają również na ton. Gong (oprócz miejsca sztywnego zamocowania) nigdzie nie powinien się opierać ani dotykać, lecz drgać swobodnie. Po uderzeniu młotek powinien natychmiast od gongu odskoczyć bez ponownego dotknięcia go.

Rys. 2. Metody mocowania gongów: a) ukośne ustawienie gongu w zegarach stołowych, b) Pionowe ustawienie gongu i młotka, c) umocowanie gongów pod mechanizmem na środku obudowy,

Montaż gongu z podstawą należy wykonać bardzo solidnie, wszelkie luzy połączenia gongu

z jego uchwytem powodują powstanie szmerów oraz brzęczenia gongu. By ten efekt zminimalizować stosuje się stożkowe przewężenie, które powoduje również, że ton również staje się dłuższy. Uderzenie młotka w gong prosty powinno następować blisko stożkowego zakończenia gongu. Im bliżej zamocowania młotek uderza w gong, tym dźwięk jest ostrzejszy. Gdy młotek uderza dalej od zamocowania, dźwięk jest łagodniejszy, ale ton mniej czysty.

Przy takim ułożeniu młotki nie potrzebują sprężynowego dociskania, gdyż wałki młotków są bliżej siebie aniżeli gongi, wskutek czego młotki swoim ciężarem dostatecznie opadają. Na rys. 2 przedstawiono sposoby montażu gongów w obudowach. Zaletą rozwiązania przedstawionego na rys. 2c (gongi są umocowane na środku obudowy) jest lepszy rezonans.

Najprostszy dźwięk: „bim” powstaje wskutek uderzenia jednego młotka w jeden gong. Ładniejsze jest bicie podwójne: „bim-bam”, wykonane przez dwa młotki na dwu gongach o różnych tonach.

Obok prostych dźwięków wydawanych przez dzwonki i gongi wykorzystuje się również naśladowanie głosu ptaków. Do wytworzenia takich dźwięków stosuje się piszczałki i mieszki, które wtłaczają powietrze do piszczałek, wydających odpowiednie tony. Są to zakryte, tak zwane fletowe piszczałki. Ton pierwszej piszczałki jest wyższy, a drugiej niższy, tak, że po dostosowaniu odpowiedniego tempa powstaje charakterystyczny głos „ku - ku”. Długość piszczałki decyduje o wysokości dźwięku, a jej średnica o natężeniu.


9

Rys. 3. Piszczałki fletowe z mieszkami. [[5, str.741]

Obok głosu kukułki przy zegarach bijących stosuje dość często się także inne dźwięki, np.: sygnały trąbkowe lub harmonijkowe. Kukanie bywa często połączone z głosem przepiórki w ten sposób, że głos kukułki oznajmia godziny, a głos przepiórki kwadranse. Głos przepiórki uzyskuje się również za pomocą piszczałek lub gwizdków.

Warto nadmienić, że w tarczy lub ponad nią w niektórych zgarach (np. w zegarze szwarcwaldzkim) znajdują się małe drzwiczki, z których w czasie kukania wychodzi rzeźbiona kukułka, skłaniająca się przy każdym kuknięciu. Poruszanie się kukułki, jej skrzydełek i dzióbka, jest uzależnione od ruchów mieszków. Otwieranie się i zamykanie się drzwiczek powoduje zapadnik. Produkowane są również zegary kukułkowe z grzebieniowym mechanizmem, tzn. że można włączać kukanie dowolną ilość razy o dowolnej porze, a ilość sygnałów kukania będzie zawsze zgodna z godziną wskazywaną na tarczy.

W niektórych zegarach oprócz mechanizmów bicia stosuje się też takie mechanizmy, których zadaniem jest wygrywanie co kwadrans lub co godzinę jednej lub więcej melodii. Są to tzw. zegary kurantowe. Ukazały się one we Flandrii w XV w. jako kuranty wieżowe.

Zegary te możemy podzielić na dwie grupy: − zegary wydzwaniające kwadranse w kilku tonach, − zegary wydzwaniające całe melodie.

Kurantem nazywa się także melodię wygrywaną przez zegar. Zegary kurantowe wygrywają melodie na gongach, dzwonkach, piszczałkach fletowych lub pozytywkach. Włączanie muzyki następuje przed wybiciem lub po wybiciu danej godziny czy kwadransa. Jednakże w większości przypadków melodia zastępuje bicie kwadransów. W zależności od tego, na jakim instrumencie czy urządzeniu, dźwiękowym zegar wygrywa melodię, rozróżniamy zegary kurantowe: gongowe, dzwonkowe, fletowe i grzebyczkowe.

Zegary kwadransowe wybijają najpierw kwadranse, a potem godzinę (system niemiecki), lub najpierw wybijają godzinę, a potem kwadranse (system francuski). Zegary, które samoczynnie wybijają godziny, a po ręcznym włączeniu w dowolnej chwili wybijają aktualną godzinę, nazywane są repetierami. Istnieją zegary bijące, które nie włączają bicia samoczynnie, ale po ręcznym włączeniu mechanizmu bicia.

W każdym mechanizmie bicia można wyróżnić następujące fazy działania: − przygotowanie do bicia przez włączenie i zalot, − uwolnienie mechanizmu bicia, bicie z jednoczesnym odliczaniem liczby uderzeń, − zatrzymanie się mechanizmu z chwilą ostatniego uderzenia i spoczynek.

Konstrukcje zespołów i elementów mechanizmu bicia mogą mieć różnorodne rozwiązania,

ale zawsze w ich działaniu występują te trzy wymienione fazy. W samoczynnych mechanizmach bicia zegarów włącza przekładnia wskazań. Odbywa się

ono pomału wskutek powolnego obrotu ćwiertnika, w którym są osadzone kołki włączające lub


10

krzywki z odpowiednio ukształtowanymi palcami włączającymi. Natomiast uwolnienie przekładni bicia następuje szybko. Wskutek tego uzyskuje się większą dokładność w biciu zegara, gdyż moment rozpoczęcia bicia następuje zawsze w dokładnie określonym czasie.

Następna czynność to przygotowanie do bicia, czyli tzw. zalot. Następuje on wówczas, gdy kołek włączający podniesie włącznik tak wysoko, że zatrzymana po ostatnim biciu przekładnia znowu zostanie odblokowana, ale jeszcze nie może działać. Dopiero po około trzech minutach zostaje uwolniona i wtedy następuje bicie. Szybkość biegu całej przekładni reguluje wiatrak. Urządzenie do odliczania ilości uderzeń jest zasadniczym członem charakteryzującym dany mechanizm. Mechanizm bicia zatrzymuje się automatycznie z chwilą ostatniego uderzenia.

Na rys. 4 przedstawiono mechanizm zegara bijącego godziny i półgodziny z zaznaczeniem poszczególnych zespołów mechanizmu bicia. Obydwa mechanizmy: chodu i bicia są umieszczone między dwiema płytami. Mogą mieć napęd sprężynowy lub obciążnikowy.

Rys. 4. Mechanizm zegara bijącego typu toruńskiego: 1 – bęben napadowy mechanizmu chodu, 2 – młotki, 3 – bęben napędowy mechanizmu bicia, 4 – urządzenie odliczające (grzebieniowe), 5 – urządzenie zatrzymujące, 6 – regulator wiatrakowy, 7 – koła przekładni bicia, 8 – dźwignia włączająca. [5, str. 718]

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Od czego zależy częstotliwość bicia zegarów? 2. Czym różnią się zegary bijące w systemie niemieckim od zegarów bijących w systemie

francuskim? 3. Jakie zadania realizuje krzywka lub kołki na ćwiertniku? 4. Jak nazwy noszą poszczególne koła mechanizmu bicia zegarów wiszących? 5. Jaki element mechanizmu bicia odpowiada za uruchomienie cyklu bicia? 6. Jaki element decyduje o lczbie uderzeń elementu bijącego o danej godzinie? 7. Do czego służy dźwignia włączająca? 8. Jakie sposoby wytwarzania dźwięków stosuje się w zgarach bijących?


11

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1 Wykonaj oględziny zegara, który wskaże nauczyciel. Na podstawie obserwacji określ typ

mechanizmu bijącego. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wyjmij mechanizm zegarowy z obudowy, 2) zamocuj mechanizm w uchwycie, 3) wykonaj oględziny mechanizmu, na kartce zapisz typ mechanizmu bijącego, 4) wskaż na podstawie jakich przesłanek dokonałeś klasyfikacji, 5) zaprezentuj grupie wyniki swoich obserwacji, omów zasadę działania tego mechanizmu.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− zegary bijące różnych typów, − artykuły piśmiennicze (papier, ołówek), − poradnik dla ucznia, − literatura.

Ćwiczenie 2 Spośród wielu gongów, stanowiących wyposażenie pracowni dobierz odpowiedni zestaw

gong i młotek do wskazanego przez nauczyciela zegara. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) odszukaj dokumentację do wskazanego zegara, 2) sprawdź w dokumentacji zegara rodzaj gongu i młotka, 3) na podstawie oznaczeń, lub w przypadku ich braku, na podstawie pomiarów wymiarów

obudowy, dobierz właściwy gong i młotek, 4) przyłóż dobrane elementy do miejsca zamontowania, sprawdź trafność doboru.


− zegar bijący z wymontowanym podzespołem dźwiękowym, − zestaw kilku gongów różnego typu, kształtu i wielkości, − zestaw kilku młotków o różnych wymiarach, ciężarze i typie zmocowania, − literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia, − poradnik ucznia.

Ćwiczenie 3 Wykonaj oględziny zegara kukułkowego. Wskaż elementy, które odpowiadają za

wytwarzanie dźwięku w mechanizmie fletowym oraz mechanizm wysuwania kukułki i opisz funkcje, które realizują.


12

Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wyjmij z obudowy mechanizm zegarowy, 2) sprawdź jakie elementy pozostały w obudowie, wskaż elementy przenoszące napęd

z mechanizmu zegarowego do piszczałek, 3) pobudź palcem piszczałki, 4) przestaw godzinę, sprawdź w jaki sposób regulowana jest liczba wydawanych dźwięków, 5) wskaż sposób przeniesienia napędu w mechanizmie bijącym, 6) narysuj schemat kinetyczny mechanizmu bijącego, 7) nazwij wszystkie elementy, 8) opisz zadania jakie te elementy realizują.


− zegar kukułkowy, − narzędzia do demontażu i montażu mechanizmu, − literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia, − podręcznik ucznia.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz: Tak Nie

1) omówić zasadę działania mechanizmu bijącego? � �

2)

wymienić podstawowe części z jakich zbudowane są mechanizmy gongowe oraz wskazać ich rolę w tym mechanizmie?

� �

3)

wymienić podstawowe części z jakich zbudowane są mechanizmy kurantowe oraz wskazać ich rolę w tym mechanizmie?

� �

4)

wymienić podstawowe części z jakich zbudowane są mechanizmy fletowe oraz wskazać ich rolę w tym mechanizmie? � �

5)

opisać wady i zalety gongów spiralnych i prostych, oraz wskazać w jakich mechanizmach je się stosuje? � �

6) omówić systemy bicia stosowane w zegarach? � �


13

4.2. Typowe rodzaje mechanizmów bicia w zegarach bijących.

4.2.1. Materiał nauczania Urządzenie odliczające uderzenia jest głównym zespołem charakteryzującym dany

mechanizm bicia. Stosowane są dwa rodzaje tych urządzeń: zapadowe i grzebieniowe, dlatego rozróżnia się mechanizmy bicia zapadowe i grzebieniowe.

Urządzenie zatrzymujące jest ściśle złączone z odliczającym. Zatrzymywanie odbywa się wprawdzie w różny sposób, zależnie od konstrukcji mechanizmu, ale zawsze samoczynnie – po opadnięciu zapadnika i oparciu się o jego hak kołka zalotowego lub sercowego, albo progu wycięcia w krzywce czerpaka.

Mechanizm zapadowy Głównym elementem urządzenia zapadowego jest koło zapadowe. W mechanizmach bicia

typu paryskiego jest stosowane koło zapadowe bez wieńca zębatego (rys. 5a). W mechanizmach bicia typu szwarcwaldzkiego – z wieńcem zębatym i kołnierzem z wycięciami (rys. 5b). Odliczanie polega na przesuwaniu się ramienia oporowego zapadnika po występach koła zapadowego, które są tym dłuższe, im więcej razy młotek ma uderzyć w gong. Najdłuższy występ na kole zapadowym służy do wybijania godziny dwunastej.

Rozróżnia się dwa typy mechanizmów zapadowych: − typ paryski – z dwoma kołkami: zalotowym i sercowym, − typ szwarcwaldzki – z jednym kołkiem zalotowym.

Rys. 5. Koła zapadowe mechanizmu bicia: a) typu paryskiego, b) typu szwarcwaldzkiego. [5, str. 703]

Działanie zapadowego mechanizmu bicia typu paryskiego jest opisane poniżej i przedstawione na rys. 6.

Przekazanie napędu z mechanizmu chodu do mechanizmu bicia następuje poprzez ćwiertnik (1), który osadzony jest na osi minutowej (16). W ćwiertniku tkwią dwa kołki włączające (3). W miarę obracania się ćwiertnika jeden z tych kołków podnosi koniec włącznika (2), którego występ (21) odpycha w tym czasie podpórkę zapadnika (26) tak by hak zapadnika (6) wysunął się spod kołka sercowego (8), a ramię oporowe (12) podniosło się nieco z wrębu kołnierza napadowego. Wówczas mechanizm bicia zaczyna się obracać tylko o tyle, by kołek zalotowy (19) spoczął na znajdującym się teraz w jego torze występie włącznika (21). Jest to więc zalot. Kołek włączający (3) dalej odpycha koniec włącznika (2). Włącznik swoim występem (21) dalej podnosi podpórkę zapadnika (26), a tym samym i ramię oporowe (12), które wysuwa się zupełnie z wrębu kołnierza zapadowego (14). Gdy wreszcie kołek włączający (3) przesunie się tak, że koniec włącznika (2) z niego spadnie, to i występ włącznika (21) uwolni spoczywający na nim kołek zalotowy (19). Wtedy cały mechanizm bicia rozpoczyna pracę, która trwa tak długo, aż ramię oporowe (12) zagłębi się w następny wrąb kołnierza zapadowego (14), a tym samym


14

listek zapadnika (6) zatrzyma kołek sercowy 8 i unieruchomi mechanizm. Jest to zatem odliczanie i zatrzymanie. W czasie działania mechanizmu oprócz innych kół obraca się również koło bicia (24), w którego wieńcu osadzone są kołki bicia (25). Kołki te unoszą dźwignię bicia (27), która przez wałek młotka (33) podnosi młotek (9). A gdy dźwignia bicia (27) z kołka spada, młotek uderza o dzwonek (11). Ta faza nazywa się biciem.

Rys. 6. Zapadowy mechanizm bicia godzin i półgodzin typu paryskiego: 1 – ćwiertnik, 2 – koniec włącznika,

3 – kołek włączający, 4 – oś zalotowa, 5 – zębnik zalotowy, 6 – hak zapadnika, 7 – koło sercowe, 8 – kołek sercowy, 9 – młotek, 10 – zębnik bicia, 11 – dzwonek, 12 – ramię oporowe, 13 – urządzenie odbojowe, 14 – kołnierz napadowy, 15 – wiatrak, 16 – oś minutowa, 17 – wskazówka minutowa, 18 – zębnik wiatraka, 19 – kołek zalotowy, 20 – koło zalotowe, 21 – występ włącznika, 22 – zębnik sercowy, 23 – oś sercowa, 24 – koło bicia, 25 – kołki bicia, 26 – podpórka zapadnika, 27 – dźwignia bicia, 28 – wałek włącznika, 29 – słupek odbojowy dźwigni bicia, 30 – sprężyna dociskowa młotka, 31 – wałek zapadnika, 32 – oś zapadowa (pośrednia), 33 – wałek młotka, 34 – bęben, sprężyny, 35 – koło napędowe, 36 – zębnik zapadowy (pośredni), 37 – kolo zapadowe. [5, str. 704]

Zapadowy mechanizm bicia typu szwarcwaldzkiego przedstawiony jest na rys. 7. Jest on uproszczony w stosunku do mechanizmu typu paryskiego i stosowany w zegarach kukułkowych i popularnych.

Rys. 7. Zapadowy mechanizm bicia typu szwarcwaldzkiego: a) pozycja spoczynkowa, b) pozycja zalotowa.

1 – włącznik, 2 – kołek w kole zmianowym, 3 – kołki bicia, 4 – dźwignia bicia, 5 – słupek, 6 – podtrzymywacz, 7 – krążek sercowy, 8 – zapadnik, 9 – ramię oporowe zapadnika, 10 – występ włącznika, 11 – koło zapadowe, 12 – kołek zalotowy. [7, str. 61]


15

Grzebieniowe mechanizmy bicia Grzebieniowy mechanizm bicia charakteryzują się tym, że liczba uderzeń zegara jest zawsze

zgodna z godziną wskazywaną na tarczy, są więc repetierami, ale mają bardziej skomplikowaną budowę niż mechanizmy zapadowe, przez to są bardziej podatne na usterki. Najczęściej spotykanymi typami mechanizmów grzebieniowych są:

− wiedeński, − paryski, − toruński, − mechanizm uproszczony.

Grzebieniowe mechanizmy bicia typu wiedeńskiego przedstawiony jest na rys. 8. Czerpak (2) ma ramię (12), które w czasie, gdy grzebień jest w spoczynku, opiera się na kołku (13) tkwiącym w grzebieniu. Oparcie to zapobiega obracaniu się czerpaka i całego mechanizmu. W wiedeńskim mechanizmie odbywa się wpierw opad grzebienia (16), a zaraz potem zalot. Krzywka stopniowa (24) z 12 stopniami decydującymi o ilości wybijanych godzin, natomiast grzebień (16) z pierwszym małym zębem (półgodzinowym) i czternastu większymi zębami oraz czerpak (2) i zapadnik (1) pełnią wobec grzebienia rolę zapadki. W ćwiertniku lub kole zmianowym (26) znajdują się dwa kołki włączające (27) i (28). Kołek (27) jest umieszczony bliżej osi obrotu, a kołek (28) nieco dalej (lub przy równym oddaleniu jeden z nich jest krótszy). W miarę chodu zegara jeden z tych kołków włącza półgodziny tj. podnosi nieznacznie koniec włącznika (7) wskutek czego unosi się również włącznik (8), który podnosi zapadnik (1). Gdy zapadnik ten wyjdzie z wrębu pierwszego krótszego zęba grzebienia (16), grzebień przechyla się o ten mały ząb w lewo i czerpak (2) zaczyna się obracać, gdyż kołek grzebienia (13) odsunął się zwalniając ramię czerpaka (12). Czerpak robi więc część obrotu, dopóki kołek zalotowy (5) nie oprze się o występ włącznika (6). Jest to zalot. Gdy koło zmianowe obróci się jeszcze dalej, koniec włącznika (7) spadnie z kołka włączającego (27), występ włącznika (6) uwalnia wtedy kołek zalotowy (5), czerpak kończy swój obrót cofając grzebień na dawne miejsce, a swoim ramieniem opiera się znowu, o kołek (13). W czasie jednego obrotu czerpaka koło bicia (14) obróci się o jedną podziałkę, tak że kołek bicia unosi w tym czasie dźwignię bicia, a młotek uderza w gong. Gdy nadchodzi bicie godziny, wówczas następuje zalot, podobnie jak przy biciu półgodzinowym, z tą jednak różnicą, że koniec włącznika (7) unoszony jest przez kołek włączający godziny (28) nieco wyżej, tak że grzebień (16), uwolniony teraz zupełnie przez zapadnik (1), przechyla się w lewo tak daleko, aż kołek (21), osadzony w płaskiej sprężynce ramienia oporowego (20), oprze się o krzywkę stopniową (24) Grzebień przechyla się w lewo o tyle zębów, o ile pozwala każdorazowa pozycja krzywki stopniowej.


16

Rys. 8. Grzebieniowy mechanizm bicia typu wiedeńskiego: 1 – zapadnik, 2, – czerpak, 3 – koło zalotowe, 4 – oś wiatraka, 5 – kołek zalotowy, 6 – występ włącznika, 7 – koniec włącznika, 8 – włącznik, 9 – czop końca włącznika, 10 – ramię cięgna repetiera, 11 – koto czerpaka (sercowe), 12 – ramię czerpaka, 13 – kołek grzebienia, 14 – koło bicia, 15 – kołek ustalający granicę opadu grzebienia, 16 – grzebień, 27 – ramię grzebienia, 18 – czop grzebienia, 19 – sprężynka grzebienia, 20 - ramię oporowe grzebienia, 21 – kołek ramienia oporowego, 22 – zapadka gwiazdy, 23 – czop krzywki stopniowej, 24 – krzywka stopniowa, 25 – gwiazda krzywki stopniowej, 26 – koło zmianowe z kołkami włączającymi, 27 – kołek włączający półgodziny (bliżej osi), .28 – kołek włączający godziny, 29 – kołek przesuwający gwiazdę, 30 – ćwiertnik, 31 – oś minutowa. [5, str.704]

Ponieważ pozycja ta zależna jest tylko od pozycji przekładni wskazań, liczba uderzeń, zawsze się zgadza z pozycją wskazówek. Gdy więc grzebień własnym ciężarem lub pod wpływem sprężynki (19) przechyli się w lewo i uwolni ramię czerpaka (12) z kołka (13), wówczas po opadnięciu końca włącznika (7) z kołka godzinowego (28), a tym samym i uwolnieniu kołka zalotowego (5) przez występ włącznika (6), następuje bicie, a za każdym uderzeniem czerpak (2) przesuwa grzebień z powrotem na prawo. Ażeby w czasie bicia grzebień naciskany sprężynką (19) nie cofał się, zatrzymuje go zapadnik (1), unoszony przez czerpak (2). Po ostatnim uderzeniu grzebień powraca na swoje dawne miejsce i kołkiem (13) zatrzymuje ramię czerpaka (12). Krzywka stopniowa (24), ułożyskowana w mechanizmie wiedeńskim na nieruchomym czopie (23), przesuwana jest co godzinę za pośrednictwem kołka (29). Kołek ten, osadzony w ćwiertniku (30), zazębia się z gwiazdą (25), złączoną na stałe z krzywką stopniową (24). Krzywka sama nie może się przesuwać, gdyż ustala ją zapadka gwiazdy (22).

Mechanizmy z biciem kwadransów

Do bicia kwadransów stosuje się mechanizm zapadowy, a do bicia godzin – grzebieniowy. Mechanizmy umieszczone są razem między dwiema płytami (rys. 16). Rozmieszczenie osi i kół przekładni mechanizmu kwadransowego oraz sposoby włączania, odliczania i zatrzymywania są


17

takie same, jak w mechanizmach godzinowych. Do bicia kwadransów stosuje się mechanizm zapadowy, a do bicia godzin – grzebieniowy.

Rys. 9. Schemat mechanizmu bicia kwadransów i godzin: 1 – krzywka, 2 – koło zapadowe, 3 i 4 – kołki zalotowe. [7, str. 65].

Schemat mechanizmu bicia kwadransów i godzin przedstawiono na rys. 9. Do włączania bicia kwadransów służy krzywka 1 z czterema zębami, z których jeden jest dłuższy, włączający także bicie godzin. Również koło zapadowe 2, służące do odliczania liczby uderzeń kwadransów, ma jeden występ wyższy do wybicia czwartego kwadransa, po którego wybiciu następuje włączenie mechanizmu bicia godzin. Rozmieszczenie kół przekładni w mechanizmach kwadransowych jest takie samo jak w godzinowych mechanizmach bicia.

Kwadransowy mechanizm bicia może być połączony z mechanizmem godzinowym lub występować oddzielnie. Jeżeli jest połączony, to wybija tylko pierwszy, drugi i trzeci kwadrans i nazywa się mechanizmem trzykwadransowym. Jeżeli zaś występuje oddzielnie, wybija wszystkie kwadranse i nazywa się mechanizmem czterokwadransowym.

Mechanizmy kurantowe a)

b)

Rys. 10. Mechanizm kurantowy. A) zestaw krzywek sterujących młoteczki (mechanizm 4 tonowy) b) widok

całego mechanizmu. [5, str. 745, 746]

Występuje wiele różnych rozwiązań mechanizmów kurantowych:


18

− mechanizm o pełnych godzinach wygrywa melodie, − mechanizm wygrywa melodie o pełnych godzinach, i dodatkowo sygnalizuje minięcie

każdego kolejnego kwadransa, − mechanizm wybija półgodziny, godziny a dodatkowo o określonej porze raz dziennie

wygrywana jest fraza melodii. We wszystkich mechanizmach kurantowych z biciem kwadransowym stosuje się do

wybijania kwadransów oddzielną przekładnię kołową z napędem sprężynowym lub obciążnikowym i osobną, do bicia godzin i odtwarzania melodii. W mechanizmach kurantowych napęd młotków pochodzi od osi zapadowej (od osi bicia), na której od tylnej strony mechanizmu osadzone są krzywki sterujące (rys. 9) lub walec kurantowy. Aby wygrać jakąś melodię, ramiona gwiazd bicia muszą poruszać się rytmem dostosowanym do melodii. Same krzywki (gwiazdy) nie mogą także w czasie grania ulec przestawieniu, dlatego są one do siebie przymocowane za pomocą wkrętów, tak, że każda z nich zajmuje stałą, wyznaczoną sobie pozycję względem pozostałych. Zęby krzywek unoszą młoteczki do góry. W czasie obrotu, gdy nadchodzi zejście młotek wygięty do góry opada i rozpędem przekracza pozycję spoczynkową, opadając niżej. Uderzają w gong, który drga. Następnie młotek powraca do pozycji spoczynkowej nieznacznie powyżej gongu.

4.2.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jak następuje odliczanie uderzeń w mechanizmach zapadowych? 2. Jak następuje odliczanie uderzeń w mechanizmach grzebieniowych? 3. Jakie są rodzaje kurantów kwadransowych? 4. Jakie zadania realizuje kołek sercowy? 5. Które mechanizmy bicia są repetierami i dla czego? 6. Jakie mogą być źródła napędu mechanizmów bijących? 7. Czym się różnią się mechanizmy kwadransowe od mechanizmów bijących godziny

i półgodziny?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie niniejszego poradnika i literatury zidentyfikuj w zegarze z mechanizmem zapadowym typu paryskiego, wszystkie elementy składowe oraz określ ich zadania.


1) wykonaj oględziny mechanizmu zegara, zaznacz flamastrem elementy mechanizmu bicia, 2) na podstawie oględzin zegara naszkicuj na papierze milimetrowym schemat kinetyczny

mechanizmu bijącego, 3) na wykreślonym schemacie umieść nazwy wszystkich elementów, 4) obok nazw wszystkich elementów wykonaj krótki opis zadań, jakie dany element realizuje, 5) przedstaw kolegom lub nauczycielowi zasadę działania tego mechanizmu, 6) złóż zegar, uporządkuj stanowisko.


− zegar bijący z mechanizmem zapadowym typu paryskiego,


19

− papier milimetrowy, ołówek, cyrkiel, gumka, flamaster, − poradnik dla ucznia, − literatura.

Ćwiczenie 2 Spośród trzech zegarów z mechanizmami grzebieniowymi zidentyfikuj zegar wiedeński,

zegar paryski oraz toruński. Omów różnice w budowie i charakterystyczne cechy na podstawie których je rozpoznałeś.


1) wyjmij z obudów mechanizmy zegarowe, 2) wykonaj szczegółowe oględzin, 3) na kartce (arkuszu) opisz cechy charakterystyczne mechanizmów (różnice w budowie), 4) zaprezentuj kolegom mechanizmy, wskaż ich typy, korzystając z notatek uzasadnij

przeprowadzoną klasyfikację, 5) złóż zegary, uporządkuj stanowisko.


− zegar z mechanizmem grzebieniowym typu toruńskiego, − zegar z mechanizmem grzebieniowym typu paryskiego, − zegar z mechanizmem grzebieniowym typu wiedeńskiego, − arkusz papieru, flamastry, − poradnik dla ucznia, − literatura.

Ćwiczenie 3 Omów zasadę działania zegara bijącego z grzebieniowym mechanizmem bicia, wyjaśnij

w jaki sposób zachowana jest zależność między wskazaniami zegara a liczbą uderzeń. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) wyjmij mechanizm z obudowy, 2) zidentyfikuj typ wskazanego badanego zegara, 3) obserwując w działaniu mechanizm bijący wskaż elementy, które wpływają na liczbę

uderzeń mechanizmu bijącego, 4) zmontuj zegar, uporządkuj stanowisko. Wyposażenie stanowiska pracy:

− zegar bijący o typu grzebieniowego, − poradnik dla ucznia, − literatura.


20



1) zidentyfikować rodzaj mechanizmu bijącego zegara? � �

2) omówić zasadę działania mechanizmu bijącego zapadowego? � �

3)

omówić zasadę działania mechanizmu bijącego grzebieniowego? � �

4) omówić działanie mechanizmu bicia kwadransów? � �

5) zidentyfikować wszystkie elementy mechanizmów bicia? � �

6)

określić zadania realizowane przez poszczególne elementy mechanizmów bicia? � �

7)

zsynchronizować mechanizm bicia zapadowy z mechanizmem chodu zegara? � �


21

4.3. Charakterystyczne części, podzespoły i mechanizmy zegarów bijących

4.3.1. Materiał nauczania Zegary bijące wyposażone są w dwa zintegrowane ze sobą mechanizmy:

− mechanizm chodu zegara (odmierza czas), − mechanizm bijący.

Mechanizm do pomiaru czasu został szczegółowo opisany w poprzednich jednostkach modułowych. W tej jednostce skupimy się na szczegółowym opisie mechanizmów bijących.

Mechanizm bicia składa się z następujących zespołów: − źródła dźwięku: gongu, piszczałki lub dzwonka, − zespołu napędu, − urządzenia odliczającego liczbę uderzeń, które omówione zostało w poprzednim rozdziale

niniejszego poradnika, − regulatora prędkości obrotów przekładni (wiatrakowy, odśrodkowy lub cierny), − urządzenia powodującego ruch młotków, − urządzenia włączającego mechanizm bicia, − urządzenia zatrzymującego ruch mechanizmu bicia.

Mechanizmy bijące zegarów wieżowych. Zasady działania mechanizmów bijących w zegarach wieżowych są identyczne jak

w zegarach naściennych, lecz ze względu na konieczność uzyskania dużego natężenia dźwięku siły konieczne do ich napędu są znacznie większe. Dlatego opracowano kilka konstrukcji dedykowanych specjalnie zegarom wieżowym. W literaturze [8] znajdziecie opisy innych rozwiązań, w poradniku przedstawione zostanie jedno rozwiązanie często spotykane w Polsce.

Rys. 11. Schemat kinetyczny mechanizmu bijącego zegara wieżowego: 1 – włącznik godzinowy, 2 – dźwignia

przekazowa, 3 – dźwigni bicia, 4 – wałek zapadnika, 5 – zapadnik, 6 – kołki bicia, 7 – cięgno, 8, 10, 12, 27 – koło napędowe, 9 – opór zapadnika, 11 – zastawka, 13 – oś zalotowa, 14 – wiatrak, 15 – tarcza włączeniowa, 16 – koniec włącznika, 17 – kołek włączający, 18 – włącznik, 19 – czop włącznika, 20 i 24– występy przekazowe, 21 i 23 – koła zapadowe, 25 – ząb zapadnika, 26 – krążek sercowy, 28 - podpórki zapadnika,29 – występ włącznika, 30 – ramię zalotowe, 31 – hak zapadnika, [8]

W opisywanym tu systemie zegara o codziennym naciągu (rys. 11), tarcza włączeniowa 15 znajduje się na przedłużeniu osi napędowej mechanizmu chodu, która obraca się raz na godzinę.


22

W tej tarczy znajdują się cztery kołki włączające 17, które co kwadrans dochodzą do końca włącznika 16 i naciskając go unoszą o pewien kąt włącznik 18 osadzony obrotowo, na czopie włącznika 19. W pierwszej fazie kołek włączający 17, za pośrednictwem włącznika 18 i podpórki zapadnika 28 podnosi zapadnik 5, a tym samym i hak zapadnika 31 tak wysoko, że ramię zalotowe 30 zostaje zwolnione. Powstaje, więc tzw. zalot polegający na tym, że ramię zalotowe 30, za pośrednictwem zębników i kół przekładni 12, 10, 27 i 8, obraca się o blisko 180°, dopóki drugi koniec ramienia zalotowego nie oprze się o występ włącznika 29. Zastawka 11 zabezpiecza ramię zalotowe przed cofaniem, zwłaszcza podczas nakręcania. Na skutek obrotu osi zalotowej 13 obróci się nieco również krążek sercowy 26, ponieważ ząb zapadnika 25 stanowiący całość z zapadnikiem 5 również uniósł się do góry. Mechanizm chodu działa dalej. Kołek włączający 17 w dalszym ciągu posuwa się po końcu włącznika 16, a gdy ich krawędzie się miną, włącznik 18 opada do swojego dawnego położenia zwalniając z występu włącznika 29 ramię zalotowe 30, wskutek czego cały mechanizm bicia kwadransów zaczyna działać. Działanie to może się odbywać dlatego, że znajdujące się na osi napędowej 22 koło zapadowe 23 nie pozwala opaść zapadnikowi 5 i zatrzymać obrotów ramienia zalotowego 30, gdyż opór zapadnika 9 wspiera się na wieńcu koła zapadowego 23. Dopiero gdy koło to obróci się o pewną część obrotu i opór zapadnika 9 zagłębi się w wycięciu koła zapadowego 21, a ząb zapadnika 25 zapadnie w zagłębienie krążka sercowego, wtedy zapadnik natychmiast zapada i zatrzymuje swym hakiem 31 ramię zalotowe 30, a tym samym i cały mechanizm bicia kwadransów.

Gdy kwadransowy mechanizm bicia się obraca, kołki bicia 6, osadzone w wieńcu koła napędowego 8, podnoszą ramię dźwigni bicia 3 i pociągają cięgno 7 umocowane jednym końcem, do drugiego ramienia dźwigni bicia 3, a drugim końcem do dźwigni młotka bijącego w dzwon. Gdy ramię dźwigni bicia spada z kołka, wówczas następuje uderzenie w dzwon. Na ostatniej osi mechanizmu bicia znajduje się wiatrak 14, hamujący zbyt szybkie obroty tego mechanizmu. W ten sposób działa mechanizm podczas wybijania pierwszego lub trzeciego kwadransa. Jeżeli zaś wybija kwadrans drugi lub czwarty, po którym ma nastąpić uderzenie półgodzinne lub godzinne, to opór zapadnika 9 wchodzi na występ przekazowy 20 lub 24, obracając wskutek tego nieco więcej wałek zapadnika 4. Na końcu tego wałka umocowana jest na stałe dźwignia przekazowa 2, która wskutek większego obrotu wałka 4 naciska włącznik godzinowy 1. Naciśnięcie włącznika godzinowego powoduje zalot w godzinowym mechanizmie bicia, który odbywa się w podobny sposób, jak to opisano powyżej dla mechanizmu kwadransowego.

Mechanizm kurantowy W mechanizmie kurantowym wygrywającym melodie zastosowano wiele rozwiązań. Na

rys. 12 przedstawiony jest kurant pozytywkowy. Umieszczono w nim płytkę stalową, w kształcie trapezu (grzebień grający). Na płytce tej wykonano szereg nacięć. Kolejne nacięcia wydzieliły z płytki pręty o różnej długości, tj. o różnej częstotliwości drgań. Na uwagę zasługuje fakt, że w mechanizmie tym zrezygnowano z młoteczków. Wstawiony w ten mechanizm został bęben kurantowy, na którym napawane są wypusty, które unoszą powstałe w grzebieniu grającym pręciki pobudzając je do drgania. Melodia trwa dotąd, dokąd bęben nie wykona pełnego obrotu. Mechanizm ustalający tempo wygrywania melodii jest identyczny z wcześniej prezentowanymi rozwiązaniami, podobnie jak element napędowy. Za zainicjowanie pracy mechanizmu odpowiada sprężyna włączająca mechanizm grający. Na rys. 13 przedstawiono kurant dzwonkowy a na rys. 16 kurant gongowy.


23

Rys. 12. Mechanizm pozytywki. 1 – klucz naciągowy, 2 – grzebień grający, 3 – przekładnia ślimakowa, 4 –

sprężyna włączająca budzika, 5 – regulator wiatrakowy, 6 – bęben sprężyny, 7 – koniec sprężyny napędowej wystający z bębna, 8 – zawleczka w otworze sprężyny, stanowiąca zaczep, 9 – walec kurantowy, 10 – korpus, [7, str. 72].

Rys. 13. Kurant dzwonkowy. 1 – dzwonki, 2 – młotki bicia kwadransów, 3 – dźwignia, 4 – walec bicia kwadransów, 5– wałek, 6 – młotki bicia godzin, 7 – walec bicia godzin, 8 – sprężynka przesuwająca wałek, [5, str. 749].

Regulator prędkości obrotów przekładni Mechanizm bicia jest podobny jest do mechanizmu chodu, z tą tylko, różnicą, że wychwyt

i regulator chodu zastąpione są wiatrakiem. Wiatrak nie jest dokładnym regulatorem, gdyż jego praca w dużym stopniu zależy od wpływów zewnętrznych. Co prawda w mechanizmie bicia nie wymaga się tak dużej dokładności jak w mechanizmie chodu. Chodzi tylko o to, żeby odstępy między poszczególnymi uderzeniami były mniej więcej równe. Prędkość obrotu wiatraka zależy od kilku czynników, a mianowicie od: − powierzchni skrzydeł wiatraka,


24

− nachylenia tych powierzchni, − długości trzonka młotka, − ciężaru młotka, − siły napędu, − tarcia w łożyskach, zazębieniu itp.

Wiatrak działa jak hamulec aerodynamiczny. Posiada jedno lub kilka skrzydeł umocowanych na wałku. Przy ruchu obrotowym w otaczającym powietrzu powierzchnia skrzydeł napotyka na opór powietrza, co wytwarza moment hamujący.

Rys. 14. Różne konstrukcje wiatraków a) najprostszy sposób mocowania na osi, b) ze sprężynką dociskową,

c) z regulacją odśrodkową, [1, str. 266]

Wiatrak sprzęgany jest z mechanizmem za pomocą sprzęgła ciernego lub zapadkowego. Gdyby nie było sprzęgła, pokonanie bezwładności wiatraka przy ruszaniu mechanizmu, a zwłaszcza przy zatrzymaniu, (które musi nastąpić nagle) może spowodować szybkie zużycie się kół zębatych. Sprzęgło cierne powoduje poślizg wiatraka przy ruszaniu i zatrzymywaniu, ma jednak tę wadę, że trudno je tak wyregulować, aby nie było poślizgu przy normalnym biegu wiatraka. Poślizg zaś przy normalnym biegu powoduje, że odstępy między uderzeniami są za małe i nierówne. Sprzęgło zapadkowe ma tę wadę, że przy ruszaniu wiatraka nie rozprzęga go z napędem, i działa tylko przy hamowaniu. Natomiast jego zaletą jest to, że nie daje poślizgu przy normalnym biegu i pozwala wiatrakowi na swobodne obracanie się po zatrzymaniu się mechanizmu. Szybkość bicia mechanizmu reguluje się przez odchylanie łopatek wiatraka lub ich zginanie. Regulator wiatrakowy jest umocowany na ostatniej osi przekładni. Konstrukcje wiatraków opisane są w literaturze.

Urządzenie włączające młotek Urządzenie powodujące ruch młotków znajduje się na jednej z osi przekładni między

płytami mechanizmu lub poza płytą tylną. Urządzeniem tym są kołki stalowe (1) (rys. 15), umocowane w wieńcu koła bicia, albo specjalne gwiazdy bicia osadzone na osi tego koła. Koniec dźwigni (2), umocowanej na tym samym wałku, co ramię młotka (3), znajduje się w torze działania kołków bicia, które podczas powolnego ruchu obrotowego przekładni, za pośrednictwem dźwigni bicia (2), podnoszą młotek. Gdy kołek minie dźwignię, młotek spada własnym ciężarem lub pod działaniem sprężyny dociskowej i uderza w gong. Podtrzymywacz (4), opierający się o słupek (5), utrzymuje młotek w pewnej odległości od gongu, aby nie tłumił jego dźwięku. Po uderzeniu młotek powinien od gongu natychmiast odskoczyć bez ponownego dotknięcia go. Stosuje się zwykle w tym celu sprężyny odbojowe lub po prostu kołki sprężynujące, które utrzymują młotek w pewnym oddaleniu od gongu. W przypadku, gdy bicie gongu rozpoczyna się zbyt wcześnie lub zbyt późno w zegarach bez datownika, najprościej jest zmienić ustawienie wskazówek na osi.


25

Rys. 15. Urządzenie powodujące ruch młotków: 1 – kołek, 2 – dźwignia bicia, 3 – ramię młotka, 4 –

podtrzymywacz, 5 – słupek, [1,str. 269].

Rys. 16. Urządzenie napędowe młotków w mechanizmie kurantowym: 1 – koło zębate, 2 – gwiazda bicia, 3 –

dźwignie, 4 – młotki, [5, str. 270].

Urządzenie włączające mechanizm bicia Urządzenie włączające mechanizmu bicia znajduje się na płycie przedniej pod tarczą.

Głównymi jego częściami są kołki (1) (rys. 17a), umocowane zwykle w ćwiertniku, albo krzywka (4) (rys. 17b) z dwoma zębami, oraz dwuramienna dźwignia włączająca (2) lub (5), której ramię (3) lub (6), zwane włącznikiem, współpracuje z kołkami lub zębami krzywki. Jeżeli koło zmianowe ma tyle zębów, co ćwiertnik, to kołki mogą być umocowane w kole zmianowym. Gdy zegar wybija tylko godziny, wtedy jest tylko jeden kołek, a gdy wybija także i półgodziny, muszą być dwa kołki, natomiast, gdy wybija kwadranse – cztery kołki. Gdy zęby krzywki są niejednakowe, wtedy krótszy ząb włącza bicie półgodzin, a dłuższy – bicie pełnych godzin. Ćwiertnik obraca się raz na godzinę, włącznik więc jest podnoszony bardzo powoli. Zatem aby włączanie bicia odbywało się punktualnie, następuje ono po opadnięciu włącznika z kołka włączającego.


26

Rys. 17. Urządzenie włączające mechanizm bicia: a) za pomocą kołków, b) za pomocą krzywki z dwoma zębami, 1 – kołek, 2 i 5 – dźwignie włączające, 3 i 6 – włączniki 4 – krzywka, 5, str. 270].

Przeważnie sprężyna napędowa mechanizmu bicia jest grubsza (a obciążnik cięższy) niż mechanizmu chodu, gdyż w mechanizmie bicia są do pokonania większe opory. Przekładnia mechanizmu bicia w zegarze z jednodniową rezerwą (pojemnością) napędu ma trzy lub cztery stopnie przełożenia, a w zegarach z tygodniową rezerwą napędu jest ona powiększona jeszcze o jeden stopień. Uruchomienie przekładni następuje z chwilą rozpoczęcia bicia, a zatrzymanie – po biciu.

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Dla czego przy tej samej zasadzie działania, zegary wieżowe mają mechanizm bicia o innej

konstrukcji niż zegary domowe? 2. Co to jest gwiazda bicia? 3. Wymień rodzaje urządzeń dźwiękowych stosowanych w urządzeniach kurantowych? 4. Dlaczego dźwięki w urządzeniach kurantowych powinny być krótkie? 5. Po co stosuje się wiatraki w mechanizmach bicia? 6. Jakie mogą być przyczyny nierównomierności bicia? 7. Jak powinna być ustawiona dźwignia bicia w stosunku do kołka koła bicia w pozycji

spoczynkowej? 8. Jakie stosuje się zabezpieczenia chroniące włącznik przed wyłamaniem przez kołki

włączające podczas cofania wskazówek?

4.3.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1

Na papierze milimetrowym narysuj schemat kinetyczny mechanizmu włączającego. Opisz działanie tego mechanizmu.


1) narysuj schemat mechanizmu włączającego, 2) odszukaj w dokumentacji ten mechanizm, porównaj narysowany schemat z dokumentacją, 3) opisz zadania realizowane przez mechanizm, 4) przedstaw kolegom zasadę działania mechanizmu.


27

Wyposażenie stanowiska pracy: − dokumentacja mechanizmu bijącego dowolnego typu, − poradnik dla ucznia, − literatura.

Ćwiczenie 2 Zamontuj w mechanizmie kurantowym grzebień grający. Dobierz odpowiedni grzebień do

mechanizmu. W trakcie montażu zwróć uwagi na właściwe jego ustawienie. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) określ wymiary grzebienia, 2) pomiary zweryfikuj z dokumentacją, 3) spośród kilku grzebieni wybierz właściwy, 4) zamontuj go, 5) sprawdź działanie mechanizmu, 6) dokonaj korekty jego ustawienia, wypusty bębna powinny trafiać w środek prętów grających,

dokręć próby mocujące (pamiętaj o zabezpieczeniu przed samoczynnym odkręcenie się śrub), 7) sprawdź działanie mechanizmu.


− mechanizm kurantowy z grzebieniem grającym (grzebień powinien być wymontowany), − kilka grzebieni o różnych wymiarach, − dokumentacja mechanizmu, − narzędzia zegarmistrzowskie (zestaw śrubokrętów, kluczy, suwmiarka itp.), − poradnik dla ucznia, − literatura.

Ćwiczenie 3 W mechanizmie bijącym ustaw młoteczek, gong oraz wyreguluj prędkość bicia

i urządzenie wychwytujące młoteczek by dźwięk gongu był najczystszy. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) młoteczkiem uderzaj w wymontowany gong, określ miejsce w którym dźwięk najładniej brzmi (skonsultuj to z kolegami),

2) zamontuj gong i młoteczek, 3) ustaw tak by młoteczek uderzając był ustawiony pod kątem prostym, 4) sprawdź czy środek młoteczek uderza w środek gongu, 5) sprawdź czy młoteczek po uderzeniu nie opada ponownie na gong, 6) skoryguj ustawienie urządzenia wychwytującego młoteczek, 7) uruchom mechanizm, sprawdź czy brzmienie jest pełne, w razie potrzeby skoryguj ustawienie

młoteczka, 8) przedstaw kolegom jak się zmienia dźwięk jeżeli uderzałeś bliżej i dalej od miejsca

zamontowania.


28

Wyposażenie stanowiska pracy: − zegar bijący z gongiem prostym lub spiralnym, − komplet narzędzi zegarmistrzowskich, − dokumentacja zegara z napędem silnikowym, − poradnik dla ucznia, − literatura.


Czy potrafisz: Tak Nie 1) wyjaśnić zasadę działania mechanizmu kurantowego? � �

2)

wymienić wszystkie podzespołu mechanizmu bijącego zegara wieżowego? � �

3)

wskazać w mechanizmie zegara bijącego wszystkie elementy odpowiedzialne za bicie? � �

4)

wyregulować mechanizm bicia, tak by liczba uderzeń gongu była zgodna ze wskazywaną godziną? � �

5) zmniejszyć i zwiększyć częstotliwość bicia mechanizmu? � �

6) ustawić młoteczek, tak by dźwięk gongu był czysty? � � 7)

skorygować ustawienie mechanizmu, tak by bicie odbywało się w momencie gdy wskazówki będą wskazywać półgodzinę lub pełną godzinę?

� �


29

4.4. Montaż zegarów bijących

4.4.1. Materiał nauczania Montaż elementów mechanizmów popularnych bijących przeprowadza się ręcznie. Montaż

mechanizmów bicia jest pracą skomplikowaną i wymaga znajomości zasady działania i faz jego pracy. Szczególnie precyzyjną i czasochłonną czynnością jest montaż mechanizmów już używanych, w których część elementów jest indywidualnie dobierana.

Podstawą wykonania prac montażowych jest dokumentacja techniczna zegara lub szkic sporządzony na etapie demontażu. Szkic winien być zawsze sporządzany, jeśli był przeprowadzany jakikolwiek demontaż całkowity lub częściowy. Szczegółowe zasady montażu mechanizmów chodu przedstawiono w poprzednich jednostkach modułowych.

W tym rozdziale przedstawione zostaną ogólne zasady montażu najczęściej występujących mechanizmów bijących. Ze względu na duże różnice w technologii wykonania mechanizmów bijących w zegarach, nie jest możliwe zaprezentowanie ich wszystkich. Szczegóły opisane są w dokumentacjach poszczególnych mechanizmów, opracowanych przez producentów. Najczęściej w związku z tym, że zarówno elementu mechanizmu zegarowego i mechanizmu bijącego znajdują się w przeważającej części między tymi samymi płytami, montaż tych mechanizmów należy przeprowadzać jednocześnie.

Przed rozpoczęciem montażu należy:

− oczyścić wszystkie montowane części, − zweryfikować poszczególne elementówy (weryfikację przeprowadzamy nie tylko

w przypadku montażu elementów używanych, również zdarzają się braki wśród elementów nowych.

W trakcie montażu należy zwracać uwagę na: − prawidłowe umieszczenie czopów osi w łożyskach, − prawidłowe wyregulowanie łożysk (zbyt mały luz powoduje deformację czopu, uszkodzenie

łożyska, zbyt duże opory, zbyt duży luz powoduje luzy poprzeczne i szybkie zużywanie zębów),

− zachowanie odpowiedniej kolejności wkładanych do mechanizmu elementów, − używania właściwych narzędzi podczas montażu (nie wolno używać narzędzi, które

wcześniej były wykorzystywane do napraw czasomierzy elektrycznych i elektronicznych), − prawidłowe zamocowanie płyt, dokręcenie śrub i nakrętek z właściwą siłą, dobór

odpowiednich kołków. Po montażu należy: − sprawdzić z dokumentacją prawidłowość montażu, − sprawdzić i wyregulować wzdłużne luzy osi, − sprawdzić czy elementy właściwie się zazębiają, − nałożyć substancje smarujące na miejsca w których występuje tarcie.

Procedura montażu mechanizmów bijących jest uzależniona od rodzaju mechanizmu. W niniejszym poradniku zaprezentowane zostaną algorytmy montażu dwóch najczęściej spotykanych mechanizmów. Szczegółowe opisy montażu wszystkich mechanizmów są zawarte w literaturze, [2], [5] i [7].


30

Montaż mechanizmu grzebieniowego typu wiedeńskiego Koła przekładni mechanizmu grzebieniowego typu wiedeńskiego można założyć między

płyty dowolnie, wtedy, gdy będzie możliwość obrócenia czerpaka. Tak się dzieje w większości spotykanych modeli. W przeciwnym razie trzeba uważać na położenie czerpaka i kołka zalotowego. Dlatego montaż warto rozpocząć od osadzenia tych elementów.

Następnie nasadza się grzebień, włącznik, krzywkę stopniową wraz z gwiazdą, zapadnik oraz zapadkę gwiazdy i zabezpiecza je kołkami. By elementy zazębiły się właściwie należy teraz uruchomić złożoną część mechanizmu.

Jeżeli zegar jest z napędem sprężynowym, naciąga się sprężynę napędową bicia o kilka zębów, a jeśli obciążnikowy, to napęd nadaje się ręką i, hamując palcem wiatrak, pozwala się działać mechanizmowi aż do spadnięcia młotka.

W tej fazie obrotu czerpak nabija się na oś sercową. Jeżeli ma się szkic zrobiony przed rozebraniem mechanizmu, to nabija się według szkicu. Jeśli szkicu nie ma lub czerpak był poprzednio źle nabity, to ustawia się go w ten sposób, aby jego ramię było oddalone od kołka grzebienia o ok. 1/6 obrotu.

Czerpak powinien być tak osadzony, aby z pozycji spoczynku musiał zrobić ok. ½ obrotu, zanim jego ząb lub kołek zazębi się z grzebieniem. Gdy po sprawdzeniu okaże się, że odległość ramienia czerpaka od kołka grzebienia jest większa, a otwór w czerpaku jest okrągły, czerpak należy przestawić na czopie. Jeśli zaś otwór jest kwadratowy i nie można obrócić czerpaka na tulejce, trzeba przestawić koło w zazębieniu.

Gdy ramię czerpaka spocznie już na kołku grzebienia, kołek zalotowy powinien znajdować się o ok. ½ obrotu koła zalotowego od występu włącznika. Jeśli jest inaczej, trzeba odpowiednio przestawić zazębienie między zębnikiem sercowym a kołem zalotowym.

Następnie sprawdza się, czy kołek ramienia oporowego pada zawsze w środku każdego stopnia krzywki (a nie na początku, jak to ma miejsce w mechanizmach typu paryskiego lub toruńskiego). Jeżeli opada zbyt blisko krawędzi, to wskutek luzu międzyzębnego może to powodować błędy w biciu. Wadę taką można usunąć przestawiając o jeden ząb koło godzinowe albo – gdy są mniejsze różnice – koło zmianowe.

Ustawianie bicia zaczyna się od pierwszego stopnia krzywki stopniowej. Następnie próbę i kontrolę funkcjonowania czerpaka, zapadnika i grzebienia należy przeprowadzać na trzecim, szóstym, dziewiątym i dwunastym stopniu krzywki stopniowej. Małe niedokładności koryguje się przekręcając ostrożnie ramię oporowe na jego tulei, większe zaś przestawiając krzywkę stopniową.

Zbyt lekko obracające się ramię oporowe grzebienia należy mocniej zanitować. Trzeba również dokładnie sprawdzić współpracę koła zmianowego i ćwiertnika. Należy je tak ustawić, aby gwiazda krzywki stopniowej przeskakiwała wtedy, gdy wskazówka minutowa jest oddalona o 10 minut od momentu bicia, chodzi bowiem o to, aby jej przerzucanie nie odbywało się razem z zalotem. Po opadnięciu końca włącznika rozpoczyna się bicie. Do sprawdzenia tego należy prowizorycznie założyć tarczę.

Zapadka gwiazdy powinna być do niej lekko dociskana, aby nie obciążać zbytnio mechanizmu chodu. Części trące tego urządzenia należy nieco posmarować.

Montaż zegara typu toruńskiego

Montaż zegarów toruńskich rozpoczyna się na przedniej płycie, wkładając w otwory łożyskowe wszystkie elementy z dłuższymi czopami. Następnie wstawia się koło sercowe, ze względu na jego dłuższy czop dla czerpaka, później koło bicia 6, koło zalotowe 14 i wiatrak 13. Teraz zakłada się płytę tylną i prowizorycznie przykręca.


31

Rys. 18. Mechanizm bicia zegara toruńskiego: 1 – czrpak, 2 – kołek osadzony w krzywce, 3 – zęby grzebienia,

4 – ramie oporowe zapadnka, 5 – gwiazdy, 6 – koło bicia, 8 – włącznik, 9 – krzywka włączająca z dwoma różnej długości palcami, 11 – zapadnik, 12 – hak zapadnika, 13 – wiatrak, 14 – koło zalotowe, 15 – kołek zalotowy, [5, str. 718].

Na dokładne ustawienie kół między płytami, jak na przykład bębna koła bicia, koła sercowego, koła zalotowego itd., nie trzeba na razie zwracać uwagi.

Przed montowaniem zespołu włączającego nakłada się ćwiertnik z krzywką włączającą 9, następnie włącznik 8 i zapadnik 11. Teraz dopiero ustala się pozycję koła zalotowego 14 w ten sposób, aby podczas nabijania czerpaka 1 na oś zębnika sercowego kołek zalotowy 15 był oddalony o ok. ½ obrotu koła zalotowego od punktu zatrzymania się po zalocie.

Koło zalotowe przytrzymuje się w tej pozycji i nasadza się czerpak, na razie prowizorycznie, zaś oś sercową w ten sposób, aby zapadnik zatrzymywał go w tym momencie. Trzeba jeszcze raz sprawdzić pozycję kołka zalotowego, czy ma dosyć przestrzeni do zalotu; Jeżeli tak, czerpak nabija się na stałe.

Na pozycję palców włączających 9 (krzywki włączającej) na razie nie trzeba zwracać uwagi. Gdy czerpak jest już nabity na stałe, składa się przekładnię wskazań i umocowuje grzebień na czopie.

Krzywka stopniowa powinna mieć taką pozycję, aby kołek ramienia oporowego spadał na początku stopnia (a nie na środku, jak to ma miejsce w mechanizmach typu wiedeńskiego), gdyż tu nie ma gwiazdy. Ewentualne niedokładności poprawia się przestawiając koło godzinowe.

Gdy włączanie bicia działa już dobrze, wmontowuje się młotki. Następnie naciąga się sprężynę bicia o kilka zębów, włącza całe urządzenie i, hamując palcem wiatrak, sprawdza się bicie.

Po skończonym cyklu bicia następuje zatrzymanie się mechanizmu przez zagłębienie się haka zapadnika 12 w wycięcie krzywki czerpaka 1. Zagłębienie to następuje wówczas, gdy ramię oporowe zapadnika 4 nie natrafia już na zęby grzebienia 3 i spada poza jego lewą krawędź.


32

a)

b)

Rys. 19. Ustawienie czołowej powierzchni haka z promieniowym wycięciem krzywki, a) prawidłowe, b)

nieprawidłowe, [5, str. 719]

Do niezawodnego zatrzymywania krzywki czerpaka 1 przez hak zapadnika 12 ważne jest, aby czołowa powierzchnia tego haka była równoległa z promieniowym wycięciem krzywki (rys. 19a). Natomiast skośne ustawienie tej powierzchni jest błędne (rys. 19b), gdyż wtedy hak zapadnika wyskakuje i nie ma pewności zatrzymania mechanizmu.

Gdy mechanizm bicia już działa, mocuje się płytę przednią, smaruje wszystkie łożyska i składa przekładnię wskazań oraz pozostałe części mechanizmu.

W mechanizmie bicia raczej nie należy smarować takich dźwigni, które opadają własnym ciężarem i wykonują mały ruch. Natomiast należy smarować te, które ocierają się pod naciskiem sprężyn, jak np. kołki.

Montaż zespołu młoteczek - gong Najczystszy ton powstaje wówczas, gdy młotek uderza w cylindryczną część gongu

bezpośrednio w odległości równej około jednej grubości młotka od przejścia w stożek. Do uzyskania ładnego dźwięku wymagana jest swoboda ruchów młotka oraz ustawienie właściwej pozycji. Wałek młotka powinien być umieszczony możliwie blisko gongu, w przeciwnym razie młotek nie trafiałby prostopadle w gong. Trzonek młotka winien być tak wygięty, żeby powierzchnia obucha była równoległa do gongu.

Rys. 20. Prawidłowo osadzony młoteczek względem gongu, 1 – gong, 2 – trzonek młoteczka, 3 – kostka

mocująca gong, 4 – optymalne miejsce uderzania młoteczka. [5,str. 738]

Młotek może uderzać w gong z góry lub od dołu. Młoteczek winien uderzać centralnie swoim środkiem w gong. Im bliżej zamocowania młotek uderza w gong, tym dźwięk jest ostrzejszy. Na jakość dźwięku ma znaczenie również jakość (twardość skóry) jaką został podklejony młoteczek. Młoteczek po wykonaniu uderzenia nie może ponownie w tym samym cyklu dotknąć gongu. Do usuwania tego efektu stosuje się urządzenia odbojowe.


1. Jakie czynności należy wykonać przed rozpoczęciem montażu mechanizmu bijącego?


33

2. Jaka jest kolejność montażu mechanizmów zapadowych? 3. Jaka jest kolejność montażu mechanizmów grzebieniowych? 4. Jakie czynności należy wykonać po wykonanym montażu? 5. o jakiej czynności należy pamiętać wykonując demontaż mechanizmów zegara bijącego? 6. Na jakie elementy należy zwracać uwagę wykonując montaż mechanizmu bijącego? 7. Jakimi zasadami należy się kierować montując koło zalotowe w mechanizmach

grzebieniowych?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1 Wykonaj demontaż i montaż mechanizmu zapadowego Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznaj się z dokumentacją badanego zegara, 2) sporządź szkic badanego zegara, opisz wszystkie elementy, 3) znakuj wodozmywalnym flamastrem wszystkie demontowane elementy, 4) na kartce opisuj kolejność demontażu, zaznaczaj końce osi znajdujące się przy przedniej

płycie, 5) oczyść zdemontowane części, 6) wstępnie zweryfikuj zdemontowane elementy, 7) rozpocznij procedurę montażu mechanizmu w kolejności odwrotnej niż w trakcie demontażu, 8) sprawdź poprawność montażu, wykonaj niezbędne regulacje, uruchom mechanizm.


− sprawny zegar bijący, − dokumentacja badanego zegara, − stanowisko do montażu mechanizmów, komplet narzędzi zegarmistrzowskich, − poradnik dla ucznia, − literatura.

Ćwiczenie 2 Z otrzymanego zestawu elementów złóż zegar bijący. Dokonaj niezbędnych regulacji

i uruchom go. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) sprawdź kompletność zestawu, sprawdź elementy z listą zamieszczoną w dokumentacji, 2) dokonaj klasyfikacji elementów, obok każdego elementu połóż kartkę z jego nazwą,

w przypadku niejasności sprawdź ich nazwę w dokumentacji. 3) zgodnie z dokumentacją zmontuj mechanizm, 4) sprawdź poprawność montażu, 5) wykonaj niezbędne regulacje mechanizmu, 6) przeprowadź próbę pracy mechanizmu, 7) zademonstruj pracę mechanizmu kolegom i nauczycielowi, 8) zdemontuj mechanizm, dbając by wszystkie elementy trafiły z powrotem do zestawu.


34

Wyposażenie stanowiska pracy: − zdemontowane mechanizmy bijące różnych typów, − dokumentacja badanych mechanizmów, − stanowisko do prac zegarmistrzowskich wraz z kompletem narzędzi, − poradnik dla ucznia, − literatura.

Ćwiczenie 3 Sprawdź poprawność montażu przekazanego mechanizmu bijącego. Odszukaj elementy,

które są błędnie zamontowane. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznaj się z dokumentacją, 2) wykonaj oględziny mechanizmu, 3) sprawdź czy wszystkie elementy są zamontowane w mechanizmie, 4) sprawdź, czy któryś z elementów nie został odwrotnie zamontowany, 5) w przypadku nie wykrycia wady w wyniku oględzin, wykonaj próbę pracy 6) obserwując zegar w działaniu, sprawdź, który element nie realizuje swoich zadań, analizę

rozpocznij od elementu napędowego (sprężyna, mechanizm obciążnikowy) 7) porównaj swoje obserwacje z kartą diagnostyczną sporządzoną przez nauczyciela, w której

opisany jest błąd popełniony w montażu. Wyposażenie stanowiska pracy:

− dowolny mechanizm bijący, błędnie zmontowany, wraz z dokumentacją, − stanowisko do montażu zegarów, komplet narzędzi zegarmistrzowskich, − poradnik dla ucznia, − literatura.



1) zmontować mechanizm zapadowy? � �

2) zmontować mechanizm grzebieniowy? � �

3) zmontować mechanizm kurantowy? � �

4) sprawdzić kompletność mechanizmu bijącego? � �

5)

zidentyfikować elementy składowe dowolnego mechanizmu bijącego? � �

6) odczytać z dokumentacji procedurę montażu ? � �


35

4.5. Kontrola poprawności montażu i regulacja mechanizmu bicia

4.5.1. Materiał nauczania

Kontrola i regulacje mechanizmów zapadowych W czasie składania mechanizmu zapadowego należy zwrócić uwagę na następujące

elementy współpracy: − po zalocie kołki podnoszące dźwignię młotka jeszcze nie powinny do niej dotykać; młotek

powinien być podnoszony dopiero po rozpędzeniu się przekładni, − po ostatnim uderzeniu młotka mechanizm powinien się zaraz zatrzymać, − po zatrzymaniu się mechanizmu paryskiego kołek zalotowy powinien być oddalony o 180°

od górnego ramienia dźwigni włączającej, − po zatrzymaniu się mechanizmu szwarcwaldzkiego dolne ramię zapadnika powinno

znajdować się dokładnie w wycięciu krążka sercowego, − przygotowanie do bicia powinno nastąpić 2-3 minuty przed uwolnieniem mechanizmu,

a przynajmniej zalot powinien być zdecydowanie oddzielony od uwolnienia, − uwolnienie i rozpoczęcie bicia powinno następować dokładnie o pełnej godzinie lub

półgodzinie, − prawidłowość zamocowania wiatraczka na osi, − prawidłowość ustawienia zapadnika z tarczą zapadkową, − wyregulować chód mechanizmu zegarowego (opisany jest w poprzednich jednostkach

modułowych, − sprawdzić ton bicia – współpracę między młotkiem (młotkami) a gongiem.

Często po montażu zachodzi konieczność zmiany odległości osi zębnika wiatraczka i koła z nim współpracującego. Jest to niezwykle istotne dla uzyskania płynnej, cichej współpracy zazębienia. Dla ułatwienia takiej regulacji często otwory łożyskowe wałka wiatraczka znajdują się w języczku wyciętym z płyty – przez jego doginanie zmienia się położenie łożyska. Wiatraczek powinien być lekki, wyważony i osadzony ciernie na swoim wałku. Cierne połączenie zabezpiecza zazębienie przekładni przed uszkodzeniem w momencie nagłego zatrzymania, np. po skończeniu bicia. Ponieważ rozpędzony wiatraczek ma dużą energię, więc w momencie zatrzymania następuje jego poślizg względem wałka, co chroni zazębienie zwłaszcza ostatniej pary przed uszkodzeniem. Najczęściej płytka wiatraczka jest z wałkiem połączona za pośrednictwem sprężynki płaskiej odpowiednio przegiętej (rys. 14.b). W trakcie kontroli należy sprawdzić prawidłowość osadzenia wiatraczka, nie może on się swobodnie obracać na osi, ale również pod działaniem dużych sił powinien on się obracać pod wpływem dużych sił.

W rozwiązaniach tańszych, np. w szwarcwaldzkim mechanizmie bicia sama płytka wiatraka sprężynując utrzymuje się ciernie na wałku (rys. 14.a). Poważnym błędem jest przylutowanie lub przynitowanie wiatraczka do wałka, jak to niekiedy się zdarza podczas naprawy wykonywanej przez niefachowców, czego następstwem jest często wyłamanie zębów zębnika wiatraczka. Jeżeli bicie odbywa się zbyt szybko, to oznacza, że wiatraczek za mało hamuje prędkość obrotową przekładni. Dla zwiększenia momentu hamującego można powiększyć wymiary wiatraczka (większy efekt daje promieniowe powiększanie płytki). Jeżeli nie można zwiększyć siły hamowania, to wówczas trzeba skorygować moment napędowy. Przy napędzie obciążnikowym jest to łatwe.


36

Współpraca ramienia odliczającego dźwigni zapadowej (zapadnika) z tarczą ząpadkową lub kołnierzem zapadowym. Poniżej przedstawiono w kolorze czarnym nieprawidłowo ustawiony zapadnik. Kolorem białym zaznaczono prawidłowo ustawiony zapadnik.

Rys. 21. Współpraca ramienia odliczającego (zapadnika) z tarczą zapadkową, a) typu paryskiego, b) typu szwarcwaldzkiego, 1 – po ostatnim uderzeniu godziny, 2 – po uderzeniu półgodziny, 3 – po pierwszym uderzeniu godziny współpracy należy usunąć i sprawdzić poprawność w zakresie całego obrotu kołnierza zapadowego. [4,str. 236].

Kontrola montażu mechanizmów grzebieniowych Kontrolę montażu mechanizmów grzebieniowych przebiega podobnie jak zapadowych.

W czasie badania współpracy elementów i montażu należy zwrócić uwagę na to aby: − zatrzymanie następowało natychmiast po wybiciu ostatniego uderzenia, − w czasie zalotu koło zalotowe obróciło się około pół obrotu (nie mniej niż 1/6), − po zalocie ramiona gwiazdy bicia nie dotykały jeszcze dźwigni młotków, − przestawianie krzywki stopniowej w mechanizmie wiedeńskim odbyło się przynajmniej

10 minut przed pełną godziną, − uwolnienie i rozpoczęcie bicia powinno nastąpić dokładnie o pełnej godzinie lub

półgodzinie, − kołek ramienia oporowego w mechanizmie toruńskim lub paryskim wypadał na początku

stopnia krzywki stopniowej, zaś w mechanizmie wiedeńskim – pośrodku, − dźwignia zapadnika miała powierzchnię zatrzymującą równoległą do wycięcia krzywki

czerpaka po to, by zatrzymanie czerpaka było pewne. Właściwe położenie koła zalotowego, czerpaka, koła bicia ustawia się przestawiając je o odpowiednią liczbę zębów. W niektórych rozwiązaniach czerpak może być przestawiany kątowo i wtedy ustawienie współpracy jest ułatwione. Do niezawodnego zatrzymywania krzywki czerpaka przez hak zapadnika ważne jest, aby

czołowa powierzchnia tego haka była równoległa z promieniowym wycięciem krzywki (rys. 21a). Natomiast skośne ustawienie tej powierzchni jest błędne (rys. 21b), gdyż wtedy hak zapadnika wyskakuje i nie ma pewności zatrzymania mechanizmu.

Po wstawieniu mechanizmu do obudowy należy również sprawdzić prawidłowość współpracy młotka (młotków) z gongiem.


1. Na co należy zwrócić uwagę przy składaniu i regulacji mechanizmu zapadowego bicia? 2. Na co należy zwrócić uwagę przy składaniu i regulacji mechanizmu grzebieniowego bicia? 3. Jak reguluje się tempo bicia? 4. Kiedy powinien następować zalot? 5. Co jest przyczyną, że zegar wybija zawsze jedno uderzenie w mechanizmie grzebieniowym? 6. Jak synchronizuje się bicie i wskazania w zegarze z zapadowym mechanizmem bicia?


37

7. Jakie są najczęstsze uszkodzenia mechanizmu regulatora? 8. Jakie mogą być przyczyny brzęczenia zegara podczas bicia? 9. Jak reguluje się oddalenie młotka od gongu?

4.5.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1

We wskazanym przez nauczyciela zegarze skontroluj poprawność montażu mechanizmu bijącego.


1) przeprowadź oględzin zegara, 2) sprawdź poprawność osadzenia osi w łożyskach, poprawność zazębień, prawidłowość

ustawienia krzywek, zabieraków itp. 3) uruchom zegar, 4) wywołaj bicie zegara, 5) sprawdź czystość brzmienia gongu, 6) sprawdź częstotliwość bicia, 7) sprawdź synchronizację bicia ze wskazaniami godzin, 8) opisz wszystkie zauważone nieprawidłowości.


− zegar bijący dowolnego typu, − zestaw lup, zestaw podstawowych narzędzi zegarmistrzowskich, − literatura zgodna z punktem 6 poradnika ucznia, − poradnik ucznia. Ćwiczenie 2

Przeprowadź procedurę regulacji zdiagnozowanego w ćwiczeniu 1 zegara Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) postępując zgodnie z dokumentacją zegara usuwaj wszystkie nieprawidłowości stwierdzone w czasie kontroli,

2) w przypadku stwierdzenia jeszcze jakiejś nieprawidłowości w mechanizmie bicia usuń ją, 3) po usunięciu wszystkich nieprawidłowości, ponownie wykonaj procedurę diagnostyczną

mechanizmu bicia, 4) w przypadku niestwierdzenia nieprawidłowości w mechanizmie bicia wykonaj regulacje

mechanizmu chodu, przeprowadź ostateczną kontrolę mechanizmu bicia i chodu,, 5) omów z kolegami lub nauczycielem zastosowane metody usuwania nieprawidłowości.


− zegar bijący, − stanowisko do montażu zegarów, zestaw narzędzi zegarmistrzowskich, − dokumentacja zegara, − poradnik dla ucznia, − literatura.


38

4.5.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie 1)

wymienić nieprawidłowości, które mogą powstać w trakcie montażu mechanizmu bicia? � �

2)

wskazać sposoby usuwania nieprawidłowości powstałych na etapie montażu? � �

3) wyszczególnić elementy i podzespoły wymagające regulacji po dokonanym montażu mechanizmu bicia? � �

4)

wskazać niezbędny sprzęt diagnostyczny i narzędzia potrzebne do wykonania kontroli poprawności montażu i regulacji mechanizmu bicia?

� �

5)

opracować procedurę kontroli prawidłowości montażu mechanizmu bicia dla konkretnego typu mechanizmu bicia? � �

6) zrealizować procedurę diagnostyczną mechanizmu bicia? � � 7) wyregulować mechanizm bicia w zegarze bijącym? � �


39

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1. Przeczytaj uważnie instrukcję. 2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi. 3. Zapoznaj się z zestawem pytań testowych. 4. Test pisemny zawiera 22 pytania i sprawdza Twoje wiadomości z zakresu klasyfikacji

kosztów i przychodów. 5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi. Wskaż tylko jedną odpowiedź

prawidłową. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź skreślić i zaznaczyć kółkiem odpowiedź prawidłową.

6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania. 7. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie na

później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas. 8. Na rozwiązanie testu pisemnego masz 30 minut.

Powodzenia!

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1. W jakiej kolejności występują fazy działania w mechanizmie bicia: a) bicie z jednoczesnym odliczaniem liczby uderzeń, zatrzymanie się mechanizmu z chwilą

ostatniego uderzenia i spoczynek, zalot, b) zalot, bicie z jednoczesnym odliczaniem liczby uderzeń, zatrzymanie się mechanizmu

z chwilą ostatniego uderzenia i spoczynek, c) bicie z jednoczesnym odliczaniem liczby uderzeń, zalot, zatrzymanie się mechanizmu

z chwilą ostatniego uderzenia i spoczynek, d) zatrzymanie się mechanizmu z chwilą ostatniego uderzenia i spoczynek, bicie

z jednoczesnym odliczaniem liczby uderzeń, zalot.

2. Przewężenie stosowane w gongach od strony zamocowania powoduje, że ton: a) obniżenie kosztów produkcji, b) zwiększenie głośności, c) minimalizację brzęczenia i wydłużenie czasu trwania tonu, d) ograniczenie długości wydawanego dźwięku.

3. Charakterystyczne bicie podwójne typu „bim-bam” wykonywane jest przez: a) zespół co najmniej dwóch gongów o różnej długości i dwóch młoteczków, b) zespół co najmniej jednego gongu i dwóch młoteczków o różnej wadze, c) zespół co najmniej dwóch gongów i jednego młoteczka, d) zespół jednego gongu i jednego młoteczka.

4. Zegary bijące pracujące w systemie francuskim różnią się tym od zegarów typu niemieckiego

tym, że: a) w systemie francuskim zegary samoczynnie nie biją, bicie włącza się ręcznie, w systemie

niemieckim zegary biją samoczynnie, b) w systemie francuskim najpierw wybijają godzinę, a potem kwadranse w systemie

niemieckim odwrotnie,


40

c) zegary systemu francuskiego samoczynnie wybijają godziny, a po ręcznym włączeniu w dowolnej chwili wybijają aktualną godzinę, w zegarach typu, niemieckiego wywołanie ręczne bicia powoduje przejście do następnej zaprogramowanej sekwencji,

d) system francuski opiera się na dzwonach, w systemie niemieckim elementem tworzącym dźwięk są gongi.

5. W mechanizmie bijącym typu szwarcwaldzkiego liczba uderzeń mechanizmu zależy od: a) długości wycięcia na kołnierzu umieszczonym na wieńcu zębatym, b) liczby zębów na kole zapadowym, c) długości kotwicy, d) położenia wiatraka.

6. Jaki element w mechanizmie grzebieniowym typu wiedeńskiego zabezpiecza przed cofaniem

się grzebienia pod wpływem nacisku sprężyna: a) kołek zakotowy, b) krzywka stopniowa, c) koło czerpaka, d) zapadnik.

7. Dlaczego często w mechanizmach bijących godziny, półgodziny i kwadranse zęby krzywki

kwadransowej mają różną długość: a) fakt ten świadczy o zużyciu materiałowym i element ten należy wymienić, b) każdy ząb ma inną długość, a ona decyduje o ilości uderzeń, c) jeden ząb jest dłuższy, by wywołać oprócz bicia kwadransów wywołać bicie godzin, d) w celu ułatwienia jej montażu.

8. O kolejności montowanych elementów decydują: a) dokumentacja konkretnego mechanizmu lub opisy i szkice wykonane w czasie demontażu, b) dla każdego typu mechanizmu są opracowane algorytmy montażu i niezależnie od rodzaju

mechanizmu można je stosować, c) numery katalogowe montowanych elementów, montaż rozpoczynamy od numeru

najniższego a kończymy elementem o najwyższym numerze, d) kolejność montowanych elementów jest dowolna i określą ją osoba montująca.

9. Sprawdzenie poprawności działania mechanizmu bicia wykonuje się: a) na 1 i 11 stopniu krzywki, b) 3, 6, 9 i 12 stopniu krzywki, c) 6 12 stopniu krzywki, d) na 12 stopniu krzywki. 10. W celu oddzielenia momentu przeskakiwania krzywki stopniowej od zalotu, moment ten

ustawia się: a) ok. 10 minut przed rozpoczęciem bicia, b) ok. 10 minut po rozpoczęciu bicia, c) ok. 1 sekundę przed rozpoczęciem bicia, d) ok. 1 sekundę po rozpoczęcia bicia.


41

11. W trakcie oględzin wiatraczka przed montażem stwierdzono, że nie jest on przymocowany na stałe do swojej osi:

a) świadczy to o uszkodzeniu elementu, b) wykonano to celowo w celu przedłużenia żywotności elementów współpracujących, c) obracając wiatraczek o określony kąt można regulować częstotliwość bicia mechanizmu, d) obracają wiatraczek o określony kąt można regulować głośność bicia.

12. Montaż zegarów bijących ściennych przeprowadza się w kreślonej kolejności: a) najpierw mechanizm chodu, później mechanizm bicia, b) najpierw mechanizm bicia, później mechanizm chodu, c) kolejność nie ma żadnego znaczenia, d) montaż przeprowadza się równocześnie, ponieważ elementy oby mechanizmów

zamontowane są w tych samych płytach.

13. Sprzęgło zapadkowe, charakteryzuje się tym, że: a) przy ruszaniu wiatraka nie rozprzęga go z napędem i działa tylko przy hamowaniu, b) przy hamowaniu wiatraka nie rozprzęga go z napędem i działa tylko przy ruszaniu, c) rozprzęga zarówno przy ruszaniu i hamowaniu, d) działa tylko w przypadku uszkodzenia mechanizmu, zablokowania którejś z osi. 14. W celu wyregulowania miejsca padania kołka oporowego należy przestawiać:

a) koło godzinowe, b) koło zmianowe, c) koło zmianowe lub koło godzinowe, d) miejsce padania niema wpływu na pracę mechanizmów.

15. Czerpak w mechanizmie wiedeńskim należy osadzić tak, by zanim jego ząb lub kołek zazębi

się z grzebieniem czerpak musi wykonać ok.: a) ¾ obrotu, , b) ¼ obrotu, zanim jego ząb lub kołek zazębi się z grzebieniem, c) ½ obrotu, zanim jego ząb lub kołek zazębi się z grzebieniem, d) 1 obrót, zanim jego ząb lub kołek zazębi się z grzebieniem,.

16. Przed zamontowaniem danego elementu w mechanizmie należy:

a) sprawdzić czystość montowanego elementu i w razie zabrudzenia oczyścić oraz ocenić stopień jego zużycia,

b) nasmarować montowany element, c) oczyść montowany element, d) odmagnesować montowany element.

17. Kontrolę prawidłowości zazębiania się elementów w mechanizmach przeprowadza się:

a) poruszając palcem kolejne elementy sprawdzamy czy się obracają - jeżeli nie, to oznacza że elementy są prawidłowo zmontowane,

b) po wstępnym nakręcenie mechanizmu, obserwując elementy zazębiające się, c) poruszając palcem kolejne elementy sprawdzamy czy się obracają - jeżeli tak, to

oznacza że elementy są prawidłowo zmontowane, d) do kontroli poprawności zazębień używa się chronokomparatora.


42

18. Po wykonanym montażu należy przeprowadzić smarowane: a) wszystkich elementów tworzących mechanizm, b) tylko łożysk i panewek, c) wszystkich osi, d) wszystkich elementów ocierających się o inne podzespoły pod działaniem dużych sił

np. pod naciskiem sprężyny, nie smarujemy elementów wykonujących mały ruch które opadają pod własnym ciężarem.

19. Młoteczek po wykonanym uderzeniu w gong lub dzwon, powinien:

a) odskoczyć od elementu brzmiącego i pozostać w pewnej odległości od niego, b) odskoczyć od elementu i po króciutkiej chwili opaść na gong po chwili i pozostać

w tej pozycji do czasu zainicjowania kolejnego uderzenia, c) odskoczyć od elementu i po króciutkiej chwili opaść na gong na czas ok. 0,5 s., d) powinien pozostać oparty o element brzmiący do czasu kolejnego uderzenia.

20. W mechanizmach zapadowych odległość między kołkiem zalotowym a górnym ramieniem

dźwigni włączającej powinien być oddalony o: a) 00, b) 1800, c) 300, d) 900.

21. Jak należy ustawiać w czasie montażu kołek ramienia oporowego: a) w mechanizmie wiedeńskim na początku, a w mechanizmach toruńskim i paryskim

pośrodku stopnia krzywki stopniowej, b) w mechanizmie wiedeńskim na końcu, a w mechanizmach toruńskim i paryskim

pośrodku stopnia krzywki stopniowej c) w mechanizmie wiedeńskim pośrodku, a w mechanizmach toruńskim i paryskim na

końcu stopnia krzywki stopniowej, d) w mechanizmie wiedeńskim pośrodku, a w mechanizmach toruńskim i paryskim na

początku stopnia krzywki stopniowej. 22. W trakcie regulacji mechanizmu bicia dźwignię zapadnika w stosunku do wycięcia krzywki

czerpka ustawia się: a) prostopadle, b) równolegle, c) pod kątem 450, d) po kątem ok. 300.


43

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko.....................................................................................................

Montowanie zegarów bijących 731[05].Z1.05 Zakreśl poprawną odpowiedź.

Nr zadania Odpowiedź Punkty

1 a b c d

2 a b c d

3 a b c d

4 a b c d

5 a b c d

6 a b c d

7 a b c d

8 a b c d

9 a b c d

10 a b c d

11 a b c d

12 a b c d

13 a b c d

14 a b c d

15 a b c d

16 a b c d

17 a b c d

18 a b c d

19 a b c d

20 a b c d

21 a b c d

22 a b c d

Razem:


44

6. LITERATURA 1. Bartnik B. ST., Podwapiński W. M. Al.: Technologia mechanizmów zegarowych. Montaż,

konserwacja i naprawa. WSiP, Warszawa 1979 2. Bartnik B. ST., Podwapiński W. M. Al.: Technologia mechanizmów zegarowych.

Mechanizmy. WSiP, Warszawa 1992 3. Bartnik B. ST., Podwapiński W. M. Al.: Zegarmistrzostwo. Zegary i zegarki. Niepokalanów

1956 4. Czerwiec M., Maciszewski A., Maliński T.: Zegarmistrzostwo. Technologia. Biuro

Wydawnictw LIBRA, Warszawa 1980 5. Podwapiński. W. M. Al.: Zegarmistrzostwo. Konstrukcja i działanie zegarów i zegarków

mechanicznych. Niepokalanów 1956 6. Bartnik B. St., Podwapiński W. M. Al.: Zegarmistrzostwo. Technologia warsztatowa.

WPLiS, Warszawa 1962 7. Bartnik B. St., Podwapiński W. Al.: Zegarmistrzostwo. Tom XI Zegary i zegarki specjalne,

WSiP Warszawa 1985 8. Podwapiński W.: Zegarmistrzostwo, Część 5. Zegary wieżowe, Niepokalanów 1952

Montowanie zegarów bijących

Education

Transcript of Montowanie zegarów bijących