Óra

Az óra időmérésre szolgáló eszköz.

Tartalomjegyzék:

történet, működés

óramárkák

használt

források

 

Története, működése

Az idő mérése  az emberiség egyik legősibb műszaki problémája . Időszámitásunk előtt 3000 évvel az óegyiptomiak használtak napórát, majd víz és homokórát. Ezen időmérő eszközök  azonban vagy nagyon helyhez kötött (nap és vízóra), vagy nagyon pontatlanok (homokóra), és emellett a napóra kivételével állandó felügyeletet igénylő eszközök voltak. A probléma megoldását a mechanikus óra jelentette.

zsebnapora2

napóra

5009a4b20cc5f

homokóra

 

A mechanikus óra története egészen az ókorig nyúlik vissza, már ebben az időben készültek olyan vízórák, amelyek komoly mechanikus szerkezeteket is tartalmaztak, voltak zenélő, táncoló szobrocskákat mozgató stb. órák. Az óraszerkezet egyenletes lefutását lehetővé tevő gátszerkezetek még nem léteztek.

Maguk a kerékáttételek nem voltak ismeretlenek , a görögök készítettek  fogaskerék áttételekkel, ezeket  a római korban is használták, például a vízimalmokban. A mechanikus óra szükségessé tett egy olyan szerkezetet, amely az óramű lefutását egyenletessé teszi. Voltak próbálkozások forgó széllapátos, ide-oda billegő higanyt csepegtető teknős konstrukciókra, de sem a pontosságuk, sem megbízhatóságuk nem tette lehetővé ezek gyakorlati felhasználását. Az első valódi gátszerkezetnek nevezhető mechanikus gátlómű az úgynevezett  foliot volt, amely az ún. orsó-gátszerkezettel és súlyhajtással kombinálva az első valódi mechanikus óra megjelenését  tette lehetővé.

foliot

Feltalálója valószínűleg  Gerbertus magdeburgi püspök – a későbbi II. Szilveszter pápa – lehetett, 996 környékén.  Írásos emlékek már az 1200-as évekből is vannak, és a foliot valamint az orsó-gátszerkezet egészen a 19. századig használatban volt. A foliot egy oda-vissza lengő vízszintes rúd volt, amelyet tehetetlenségi nyomatékának változtatásával lehetett “finomhangolni”. Ezt a nyomatékváltoztatást a rúdon levő súlyok mozgatásával oldották meg. A foliot alapkonstrukciója helyhez kötött órákhoz volt alkalmas. Ezen korai órák hajtásáról súly gondoskodott.  Az acélművesség fejlődésével a mesterek olyan vékony, szívós acélszalagot készítettek, amelyet feltekercselve jelentősebb energia tárolására is alkalmas rugót kaptak, és a foliot az orsó-gátszerkezettel és a rugóhajtással elkészülhetett a hordozható óra. Peter Henlein készítette az első hordozható órákat  1500 körül , melyek  “nürnbergi tojások” néven váltak ismertté. Ezek lehettek zsebórák ősei. Ezeknél a foliot hordozható kivitelét alkalmazták, amely formája miatt a “kanálbillegő” nevet kapta. Mivel ebben az időben a billegő visszatérítéséről gondoskodni képes hajszálrugó még nem állt rendelkezésre, ezért két disznósörtét alkalmaztak ütközőrugóként.

Kanálbillegő disznósörte ütközőkkel:

A képen egy hordozható órát látunk, amely a cseh Jacob Zech műve. Ez az óra 7-8cm átmérőjű, már hordozható méretű és súlyú volt, hasonló átmérőjű, mint egy mai ébresztőóra, viszont sokkal  magasabb. Percmutatót  még nem alkalmaztak.

Az óra méreteinek elfogadhatóbbá tételére, másrészt a foliot lengésének gyorsítására (jobban szabályozható és a külső erőhatásokra is kevésbé érzékeny a kisebb lengésidejű gátlómű) folyamatosan csökkenteni kezdték a méreteket, majd a foliot karjaira elhelyezett súlyok helyett egyszerűen egy kerékké alakították át az egészet, itt a foliot karjai voltak a kerék küllői, így az 1500-as évek vége felé fokozatosan kialakult a ma is használatos kerékbillegő, de még mindig disznósörte ütközővel. 1675-ben Huygens felfedezi a hajszálrugót, gyakorlatilag egy időben az angol Robert Hooke-val. Ezzel létrejött a hordozható órák ma is ismert szabályozó eleme. Ekkor kezd szétválni  a stabil állóórák és a hordozható órák fejlődése. Az állóórákat  a Galileo Galilei által 1583 körül felfedezett inga forradalmsította. Ezt felhasználva  Huygens elkészítette az első használható ingaórát 1657-ben. Ez volt a világ első igazán pontos, csillagászati mérésekre is használható (és használt) órája. Az inga szárának hőmérsékletváltozásra bekövetkező hosszváltozása (hőtágulása) okozta lengésidő változás miatti járáseltérést számos különböző műszaki, és anyagtechnológiai megoldással lejjebb szorították, majd megjelentek az orsójáratnál jobb járatok, ilyen volt a Clement, majd a változást  a mai napig  használt Graham féle nyugvó horgony-gátszerkezet hozta meg. Alább látható két képről  megismerhető e két gátszerkezet felépítése és működése. Látható, hogy a Clement gátszerkezet úgynevezett “visszavezető” gátszerkezet , vagyis pótlengéskor a hajtónyomaték ellenében kissé visszafelé mozgatja a gátkereket, míg a Graham gátszerkezet már “nyugvó”, vagyis pótlengéskor a gátkerék nyugalomban van. Ennek nagy hatása van az elérhető pontosságra.

Clement gátszerkezet:

Graham gátszerkezet:

Az elkövetkező évszázadok során az órásmestereknek még számos problémával kellett megbirkózniuk, például javítaniuk kellett az órák pontosságán is. A pontosság növelését a gátszerkezetek fejlesztése hozta meg. Az 1800-as években megjelent Rieffler-Strasser féle szerkezet elérte a napi 0.006-0.01 mp pontosságot, ami évente 2-3 mp eltérést jelentett.

Mivel a 16- 18. században még nem volt bármikor felkapcsolható világítás az órákat ütőművekkel szerelték fel, melyek óránként, negyedóránként ütöttek. Megjelenik a holdfázis és a dátum kijelzése is. A pontosságon javított a Graham-féle cilinderjárat, amelyet egészen az 1950-es évekig gyártottak. Régi zsebórákban előfordul még az ebben az időszakban megjelenő duplex járat is, amelyet azonban nehéz volt előállítani, így nem maradt meg túl sokáig.

Cilinderjárat:

Duplex járat:

 

A XVII. század végén kezdődik a kronométer, vagyis a nagy pontosságú hajóóra története. A középkor végére a tengeri hajózás óriási méreteket öltött, az akkori nyugat-európai államok gazdasága függött a tengeri kereskedelemtől. Míg azonban a földrajzi szélességet a nap delelésének magasságából meg tudták mérni, addig a hosszúság mérésére nem volt megfelelő módszer. Arra ugyan hamar rájöttek, hogy a hosszúságot leginkább a helyi, és a referenciának számító kikötő idejének összehasonlításával lehet meghatározni, éppen csak a referencia idő megőrzése volt megoldatlan. Kidolgoztak ugyan számos módszert, amelyek a Hold fázisainak, a Jupiter holdjainak megfigyelésén alapultak, de ezek a gyakorlatban megbuktak a tengeren jellemző éjszakai ködön és a látásviszonyok sokszor nem tették lehetővé az égitestek megfigyelését. A megoldás az lett volna, ha egy pontos órát vihetett volna a hajó magával, és a nap helyi delelésének és az otthoni időnek az összevetésével meghatározható lett volna a földrajzi hosszúság. De ez bizony nagyon pontos, az akkori utak sokszor több hónapos, esetlegesen akár egy éves hosszúságát figyelembe véve legfeljebb napi néhány másodperc eltéréssel működő óra kellett.
A korabeli hordozható órák azonban meg sem tudták közelíteni az elvárt pontosságot. Az inga megjelenése már lehetővé tette ilyen pontosságú óra elkészítését, de az ingás óra – pontosságának megőrzése mellett – nem volt hordozhatóvá tehető (azt az apróságot nem is említve, hogy a földi nehézségi erő kismértékben változik a szélesség függvényében, és az inga emiatt más lengésidővel működik. Ez a hatás nem elhanyagolható, példának okáért Londonból az egyenlítőre lemenve közel 4 percet késne naponta egy ingaóra! Mindazonáltal az órások a XVII. század végétől elkezdtek kísérletezni a kívánt nagy pontosságú órák kifejlesztésével, egyelőre az akkori kormányok hathatós támogatása nélkül. Amikor azonban az angol flotta egy egész hajóraja szenvedett navigációs hiba miatt hajótörést, 1714-ben Anna királynő jelentős, 20000 fontos pályázatot írt ki pontos óra kifejlesztésére.
A pályadíjat  John Harrison nyerte el (aki Graham műhelyében tanult), négy különböző konstrukció kidolgozásával. Valójában az ő konstrukciói és órái nem terjedtek el (bár a neves Cook kapitány az ő órájának Kendall által készített referencia másolatát használta útjain, teljes sikerrel), de munkája és tapasztalatai utat nyitottak az utána jövőknek. Neves hajóóra készítő volt a francia Berthoud is. De ezek az első hajókronométerek még olyan orsó és cilinderjáratokkal készültek, ahol csak rendkívül gondos kidolgozás és összetett kompenzációs mechanizmusok mellett tudták – nagyon költséges szerkezetekkel – biztosítani a szükséges pontosságot. Nyilvánvalóvá vált, hogy nem a meglévő gátszerkezeteket kell finomítani, hanem olyan új konstrukciókra van szükség, amelyek kiküszöbölik az elődök problémáit.
Ez lett a francia Pierre Le Roy által 1750 körül feltalált kronométer gátszerkezet, amely nevével is utal feladatára. Ennek  többféle variációja is megjelent, de mindegyik ugyanarra az elvre épül, és közös bennük az, hogy ezek már szabad gátszerkezetek voltak, vagyis a billegő a lengése legnagyobb részében teljesen szabadon, a gátszerkezettel való érintkezés nélkül lenghetett.

Nagy jelentőségű volt a minőség javításában az 1704-ben Nicolaus Fatio genfi órás által bevezetett drágakőből készült csapágyak. Ezt viszont nemcsak drága volt előállítani és megmunkálni,de beállítása is nehezebb, mint a hagyományos sárgaréz csapágyaké.
Az egyre finomabb megoldások elterjedésével a hajókronométerek fokozatosan egységesedtek, a XX. század közepére gyakorlatilag szabványossá váltak.  A megfelelő mechanikus kronométert akár napi 0.5 másodperc körüli pontosságúra is be lehet szabályozni. Alább látható egy  hajóóra szerkezete, melyen felismerhető  a kiegyenlítő csiga a lánccal, a hengeres hajszálrugó, és a nagyméretű, kompenzált billegő.


 

 

A kronométer kifejlesztése közben az órások olyan problémákkal találták szemben magukat, amelyek a korábbi konstrukcióknál nem  jelentkeztek. Az egyik legnagyobb probléma a hőmérséklet változása, mely az acél és sárgaréz billegő esetén akár 18- 20 másodperces eltérést is okozhat naponta.  John Harrison feltalálja a bimetál szalagot, amely egy réz- és acélszalag összeforrasztása.( kék-acél, vörös-réz)

 

 

A fenti konstrukció alapján dolgozzák ki a mai napig használatban lévő bimetál billegőkoszorút ( a bal oldali ábrán látható)

 

 

 

 

 

Ezzel nem lett megoldva teljesen a hőtágulás problémája a glucidur nevű anyag feltalálásáig, az ebből az anyagból készült hajszálrugónak elhanyagolhatóan alacsony a hőtágulása.

A ma is általánosan alkalmazott “Breguet-féle” hajszálrugó:

Az óra pontosságán állíthatunk a billegő-koszorúval is. Ezt a billegőn elhelyezett kisebb súlyok mozgatásával oldják meg, melyre kis csavarokat használnak. Ezeket a kis csavarokat általában aranyból készítik a korrózióállóság miatt, és ezen az elven működnek a ma ismert konstrukciók is.

Breguetet a  megmaradt hibák kiküszöbölése is foglalkoztatta, és így találta ki 1800 körül, hogy ha az egész gátlóművet forgatja a tengelye körül, akkor ezek a hibák is mintegy körbejárnak, hol sietést, hol késést okozva, és így kiintegrálják, kioltják egymást. Az ilyen elven működő szerkezeteket nevezik tourbillonnak (franciául: forgószél, örvény).
Főbb elemei :

1. Felső csapágykeret (titánium)
2. Billegő
3. Gátszerkezet csapágyhídja (titánium)
4. Alsó tartókeret (titánium)
5. Horgony
6. Gátkerék
7. Billegő alsó csapágya
8. A tourbillon alsó kerete a hajtókerékkel
9. A Tourbillon csapágya a rögzített másodperckerékkel (ezt járja körbe a gátkerék)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A kész, szerelt tourbillon hídja így néz ki :

Ez után a sok fejlesztés után már az órások rendelkezésére állt pontos, jól szabályozható, kompenzált billegő-rendszer. De a köznapi órák számára leginkább megfelelő gátszerkezetekkel még mindig nem rendelkeztek. A drágakőből készült szerkezetek pedig drágák voltak. Az ingaóráknál már jól bevált Graham gátszerkezetet alapul véve a XVIII. század közepe táján Thomas Mudge (szintén Graham tanítványa) elkészítette az első horgony-gátszerkezetet. Ez azonban szintén okozott némi pontatlanságot. Több gátszerkezet is kialakult:

Angol horgony-gátszerkezet:

A svájci horgony-gátszerkezet :

A svájci horgony-gátszerkezet fő elemei:

1: Gátkerék, 2: Horgonyvillaszár, 3: Kimenő emelőkő, 4: Bemenő emelőkő, 5: Horgonyvilla, 6: Biztonsági pecek 7: Biztonsági tárcsa, 8: Billegő tengely alsó csapja, 9: Vezetőtárcsa, 10: Vezetőkő, 11: Határpeckek

A következő feladat a mutató meghajtása és az óra felhúzó szerkezetének a tökéletesítése. A mechanikus órák hajtására feltekercselt acélszalag rugókat alkalmaztak. Ezt a rugót és az óramutatókat a következő szerkezet működtette:

 

 

Felhúzó szerkezetek

Hintás felhúzó-állítószerkezet:

Általában olcsóbb órákban használták, mivel hajlamos a kopásra.

Váltókaros-körmös felhúzó-állítószerkezet:

A feljebb látható szerkezet erős, megbízható konstrukció, az igényes órákon kizárólag ezt alkalmazzák.

A 18. században kezdődnek a kísérletek az automatikus felhúzás megvalósítására.

Az első megoldás Abraham Louis PERRELET nevéhez fűződik az 1700-as évek második felében. Itt még természetesen zsebórákról volt szó. PERRELET körforgó rotort alkalmazott (mint a mai automata karóraszerkezetek zömében), de ez a konstrukció zsebórában nem volt túl sikeres – a zsebóra rendszerint nem mozog elég intenzíven.
Az automatikus felhúzó szerkezetek az 1930-as években kezdenek elterjedni, ezek úgynevezett kalapáccsal biztosították a felhúzást.

A jobb oldali ábrán látható a kalapácsos felhúzószerkezet sémája, ahol K felhúzókilincs, amelyet az R rugó tart lenyomva, továbbítja a Kk kilincskereket. A megoldás egy megvalósítását megszemlélhetjük a bal oldali képen, amelyen egy, 1950 körüli Tissot szerkezetet láthatunk :

 

 

 

A 20. században megjelennek a micro-rotorok, melyek kis méretük miatt nemesfémből készültek

 

Íme  egy tipikus közép-rotoros automata óra szerkezete (Rolex Oyster). Rögtön láthatjuk a nagyméretű, a szerkezet fölött forgó rotort :

 

 

 

 

 

UNIVERSAL óra , itt a szerkezet jobb oldalán látható kis rotor végzi a felhúzást.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mindezek után megszületett a modern mechanikus karóra. Az alábbi képen egy általános 17 köves, kis másodpercmutatós, kézi felhúzású svájci horgony-gátszerkezetű óra sematikus szerkezeti vázlatát láthatjuk. A kis fekete hengerek a tengelyek végén a csapágykövek.

 

A XX. század közepétől az órák felhúzását elektromos áram segítségével is képesek lettek megoldani.

 

Hangvillás óra. Ebben egy nem mágnesezhető és igen kis hőtágulási együtthatójú anyagból  készült kis hangvilla rezgett 3-400Hz frekvenciával.

Az óra fejlődésének következő lépcsőfoka az elektronikus időalap kialakítása, melynek eredményeként megszületik a kvarcóra, melynek működése a kvarckristály elektromos tulajdonságain alapul.  Az első kvarcórát Morrison készítette el 1928-ban. A kvarc karóra tömeggyártását a japán SEIKO kezdi meg a 60-as években.

A kvarcóra előnye, hogy viszonylag hosszú az időtartama, főleg a költségesebb kialakításoknál, pl.:

 

Később megjelennek a tisztán elektronikus működésű órák, ahol a kijelzés is elektronikusan történt. Ezt eleinte LED, majd LCD kijelzők tették lehetővé. Az LCD azonban érzékeny a hőmérsékletre, viszont olcsó kivitelezése miatt először sikeres volt a piacon, majd ezen okok miatt szorul háttérbe is.

A mechanikus óramű mára több évszázados kiforrottsággal büszkélkedhet, újat kitalálni – főleg, hogy az valós előnyökkel is járó újdonság legyen – már nagyon nehéz. Az utóbbi idők egy érdekes újdonsága – amely feltehetően szélesebb körben is el fog terjedni – a dr. George Daniels által kifejlesztett új gátszerkezet konstrukció, amelyet az Omega Co-Axial néven kezdett gyártani. Ez a szerkezet tulajdonképpen önmagában nem feltétlenül pontosabb, mint a már megismert svájci horgony-gátszerkezet, de jóval hibatűrőbb, kevésbé érzékeny a szennyeződésre, és sokkal ritkában igényel olajozást, karbantartást. Ez a konstrukció elérhetővé teszi, hogy mechanikus karóránkat csak 15-20 évente kelljen karbantartani, ezzel a mechanikus automata szerkezet a kvarcóráknál is kevesebb törődést igényel. Felépítése:

 

Az 1990-es évektől a mechanikus órák új reneszánszukat élik. Az olcsó kvarcórák silány minősége nem teszi boldoggá az emberek nagy részét, akik egész egyszerűen szép és szerethető tárgyakat szeretnének. A mechanikus óráról gondoskodni kell róla, időnként be kell állítani. A kvarcóra pontosabb ugyan, de a hétköznapi életben ennek igazi jelentősége nincs. Viszont a mechanikus órában nem a legrosszabbkor fog kimerülni az elem, vagy megvakulni az LCD a napsütéstől. Persze ezek az órák drágábbak, de közülük már a középkategóriás példányok is akár életre szólóan társaink lehetnek.

A következő videón egy GPS-szel felszerelt seiko karóra látható

Elterjedtebb óramárkák

Casio

Seiko

Festina

Gant

Nautica

Pulsar

Lorus

Timex

Ice-watch/

Converse

Zvekker

Swatch

Police

Guess

Puma

DKNY

Esprit

Citizen

Fossil

Használt órák

hasznaltora24.hu

oraportal.hu

expressz.hu

oraelado.hu

orazalog.hu

aprod.hu

5 kérdés, 5 válasz

Mikor jelentek meg az első időmérő eszközök?

Időszámításunk előtt 3000 évvel.

Hogy néztek ki az első órák?

Az első óra feltehetőleg a homokóra volt, később megjelenik a napóra, majd a vízóra is.

Mikor jelentek meg az első mechanikus órák?

Az első században.

Ki találta fel az első hordozható órát?

A cseh Jacob Zech, az 1500-as években.

Milyen extrákat építenek be a modern karórákba?

Például GPS-t, ahol az óra mutatói beállnak az aktuális tartózkodási hely koordinátáira.

 

Kép forrás

www.abristolgeek.co.uk

galeriasavaria.hu

 

Forrás

svajciora.com

Szerkesztő ajánlja, olvasd el a következő témákat is

Orosz

Cat Patrick

Steve Jobs

apróhirdetés

munkahely

Reméljük tudtunk segíteni. Szép napot!

Tetszik a téma? Ossza meg ismerőseivel:

Advertisement

One comment

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.