Hodinový nepokoj

Setrvačka náramkových hodinek s odpruženým ložiskem

Setrvačka, lidově také nepokoj (z německého Unruh), je regulátor čili oscilátor mechanických hodinek a některých hodin. Tvoří ji věnec na hřídeli (setrvačná hmota) a plochá spirálová pružinka čili vlásek, který dává setrvačce direkční sílu. Vlastní frekvence setrvačky bývá 1 Hz (budíky, chronometry), 2,5 Hz (náramkové hodinky) nebo i více u některých novějších konstrukcí. V hodinářství se udává místo toho počet rázů čili půlkmitů (tj. tiknutí); uvedeným hodnotám odpovídají 2, 5 nebo i více rázů za sekundu. Regulační ručkou, která zkracuje účinnou délku vlásku, lze vlastní frekvenci v jistých mezích měnit a tak regulovat chod strojku.

Vynález a vývoj

Setrvačku vynalezl holandský fyzik Christiaan Huygens roku 1655 a 1675 si ji dal patentovat jako mnohem přesnější náhradu za starší lihýř; nezávisle na něm ji zkonstruoval i anglický hodinář Robert Hook. Vlastní frekvence setrvačky je fyzikálně definovaná poměrem setrvačné hmoty a direkční síly. Podstatná další zlepšení se týkala:

Setrvačka kapesních hodinek s teplotní kompenzací
Stroj hodinek se setrvačkou
  • Teplotní kompenzace věnce: věnec je bimetalický a na dvou místech rozříznut, takže při změnách teploty se jeho ramena ohýbají dovnitř nebo ven a tak vyrovnávají vliv teploty.
  • Přesného vyvážení setrvačky, jemuž slouží regulační šroubky na věnci.
  • Tvarování vlásku, které snižuje závislost frekvence na rozkmitu a tudíž na hnací síle. Pružinový pohon se vyznačuje velkými změnami hnací síly, které způsobují různě velký rozkmit setrvačky. Tzv. Breguetův vlásek s posledním závitem vyhnutým nad rovinu spirály a ukotveným blíže středu udržuje vlastní frekvenci setrvačky i při změnách rozkmitu.
  • Konstrukce hřídele a ložisek setrvačky, aby se snížily ztráty třením. Setrvačka budíku má konce hřídele kuželové a je uložena v jamkách. Čepy lepších setrvaček musí být co nejtenčí (typicky kolem 0,1 mm) a jsou uloženy v safírových ložiskách s krycím kamenem.
  • Protože isochronie setrvačky je tím lepší, čím větší je její hmota, byly kvalitní setrvačky mechanicky velmi choulostivé na nárazy. Tomu brání různé konstrukce odpružení ložisek (Incabloc apod.). Při nárazu se krycí kámen vychýlí a silnější část hřídele setrvačky narazí na okraj ložiska, takže náraz nezničí čepy.

Od 30. let 20. století se vlásky vyrábějí ze speciální slitiny (invar), jejíž tuhost se s teplotou nemění. Pro námořní chronometry, kde nezáleží na výšce stroje, se užívají vlásky šroubovicové, kde je průběh svinování a rozvíjení rovnoměrnější a pravidelnější.

Kroky pro setrvačky

Zdroj