Alt du trenger å vite om klokkebalansefjæren: funksjon, opprinnelse og materialer

Balansefjæren er en viktig komponent i et mekanisk urverk. Kombinert med balansehjulet fungerer balansefjæren som et reguleringsorgan. Den fungerer som en fjær for balansehjulet og returnerer det til startposisjonen med hver svingning. Med andre ord holder balansefjæren tiden. Mer spesifikt komprimeres balansefjæren for å balansere den påførte kraften, og utvides deretter for å returnere balansehjulet til startposisjonen. Den tillater derfor automatisk klokke for å ha ekte presisjon. Spiralen utgjør sammen med balansehjulet det som kalles resonatoren i det mekaniske klokken, som er ansvarlig for å fikse en oscillasjonsfrekvens på den mest stabile måten.  

• Fysisk sett er spiralen et lite fjærsår i planet horizonSpiralen er ekstremt tynn; for å gi deg en idé, er den tynnere enn et menneskehår, mindre enn 0,03 mm tykk, og veier mindre enn 2 mg. Spiraler er ofte laget av stål, men noen klokker er utstyrt med balansefjærer i silikon. Balansefjæren er en viktig del av klokken og en av de mest kompliserte å designe på grunn av dens tynnhet, skjørhet og lengde. 
• Når den er montert med et balansehjul, roterer balansefjæren i én retning, deretter den andre, noe som betyr at den oscillerer rundt sin likevektsposisjon. Hvis balansefjæren gjør dette regelmessig, produserer den et tilbakevendende fenomen og blir et grunnlag for telling, som tannhjulene deretter konverterer til sekunder, minutter eller timer. Balansefjæren mottar energien som produseres i klokken og kalibrerer den slik at denne energien oversettes til informasjon.

Opprinnelsen til klokkespiralen

Spiralen ble oppfunnet i antikken. Denne typen fjær ble for eksempel brukt til å feste fibulaer, forfaren til sikkerhetsnåler. Den finnes også i middelalderske låser, og ble senere brukt til å drive mekanismene til balansefjærklokker.

Bruken av uret som regulator for klokker går tilbake til 1600-tallet. Tre menn, inkludert to anerkjente vitenskapsmenn, bestred den første søknaden: Abbé de Hautefeuille, Christian Huygens og Robert Hooke. Rundt 1675 oppfant den nederlandske fysikeren, matematikeren og astronomen Christian Huygens bruken av en spiralfjær kombinert med et svinghjul for å regulere klokker. Huygens presenterte sitt første ur med spiralfjær i «Journal des Savans», og overlot produksjonen til Isaac Thuret, en av de beste urmakerne i Paris. Da han prøvde å registrere oppdagelsen sin hos parlamentet, motsatte Abbé Hautefeuille seg imidlertid og forklarte at han allerede hadde unnfanget ideen. I mellomtiden kom engelskmannen Robert Hooke, også astronom og matematiker, med et identisk forslag om bruk av spiralfjæren som regulator for klokker. Han utfordret deretter Huygens til å gjøre krav på opphavsretten til denne oppfinnelsen.

En balansefjær for klokker som skaper debatt: balansefjær i metall eller silikon?

Balansefjæren er en kompleks komponent, vanskelig å produsere, og få selskaper produserer den. For at den skal fungere riktig, må balansefjæren beholde formen sin. Men med de vedvarende svingningene den gjennomgår, er det ikke lett å alltid gjenvinne den samme formen. Som nevnt tidligere er balansefjæren laget av metall. Dette materialet er følsomt for magnetisme og temperaturvariasjoner, som endrer fjærens form. Varme utvider metallet, og kulde trekker det sammen. Derfor er flere faktorer nødvendige for at balansefjæren skal beholde formen. initialFor å opprettholde oscillasjonsfrekvensen må den motstå oksidasjon, magnetisme og temperaturvariasjoner. Dette krever at spiralen er elastisk og fleksibel nok til å deformeres og gå tilbake til sin opprinnelige form.Når den ikke klarer å gjenvinne formen sin, bearbeider urmakere metallet i dette stykket og skjærer det for å gjenopprette formen. initiale. 

For å løse dette problemet erstattes metallet i balansefjæren gradvis av silisium, en essensiell komponent i glass og som også finnes i sand. En silisiumbalansefjær har den unike egenskapen at den alltid beholder formen. I motsetning til en metallbalansefjær støpes og produseres en silisiumbalansefjær til riktig form fra starten av. Selv om metall kan bearbeides og kuttes for å justere formen på fjæren, kan ikke silisium bearbeides fordi det knekker. En silisiumbalansefjær er mindre følsom for varme og derfor mer presis, og den blir ikke magnetisert. Silisiumbalansefjæren ble først brukt i urmakeri i 2001, da urmaker Ludwig Oechslin inngikk et samarbeid med merket Ulysse Nardin. Forskningen krevde finansiering, og tre selskaper bestemte seg for å finansiere den: Patek Philippe, Swatch Group og Rolex. Et patent på bruken av silisiumbalansefjæren og resultatene ble innlevert av disse gruppene. De var de eneste som hadde tillatelse til å utnytte dem. Disse silisiumrelaterte patentene vil bli offentlig tilgjengelige i 2022. I løpet av de neste årene vil vi derfor være vitne til populariseringen av silisiumbalansefjæren i mekaniske klokker.

Urmakerverdenen utvikler seg over tid med teknologiske fremskritt. Balansefjæren er et eksempel som nok en gang demonstrerer hvor vidtrekkende innovasjon fortsatt er mulig ved å kombinere ekspertise, tradisjon og teknikk, noe som noen ganger utløser debatt, spesielt i skjæringspunktet mellom urmakeri og ny teknologi.