Introducere.

1. Introducere. Fusee-ul (melc/vartej?) a aparul ca raspuns la problemele pe care le genera calitatea slaba a arcurilor epocii respective. Ca urmare a dezvoltarii incipiente a stiintei materialelor in domeniul aliajele feroase si mai ales a cunoasterii rudimentare a tratamentelor termice aplicate acestora, arcurile ceasurilor erau brute, nefinisate si cu mari variatii ale proprietatilor lor pe perioada folosirii. Dupa cadranele solare, primele ceasuri mecanice au aparut in turnurile catorva orase din Italia in secolul XIV. Forta motrice era data de greutati si esapamentul era tip „verge”. Problema lor era faptul ca amplitudinea elementului oscilant (sa-l numim balansier) si implicit mersul. depindea foarte mult de greutatea care le actiona si de frecarea din esapament. Reglajul functionariii era greoi si imprecis. La inceputul secolului 16, Peter Heinlen un mester german din Nurnberg a aplicat resortul lamelar la ceasuri. Astfel au aparut primele ceasuri „portabile”, in sensul ca nu mai trebuiau agatate de perete (din cauza greutatilor) si puteau fi deplasate dintr-un loc in altul. Sunt vestitele “oua de Nurnberg” Pana in secolul XVII ceasurile aveau un singur indicator, pe cel orar. Precizia lor (aveau abateri de 1-2 ore/24h) nu justifica utilizarea si a unui minutar. Ceasurile erau mai mult niste referinte aleatorii, indicau ora cu aproximatie, timpul se scurgea ...altfel... Probabil ca si cu ajutorul unui ceas solar se putea citi ora cam cu aceeasi precizie… Pentru buna functionare a unui ceas, trebuie ca forta distribuita spre esapament, pentru fiecare impuls la balansier sa fie cat mai constanta. In acest fel se obtine isocronismul adica frecventa si amplitudine constanta, ceea ce insemna o functionare exacta a ceasului.

2. Asa ca in secolul XVII au aparut cele doua mari inventii care au dus la cresterea acuratetii ceasurilor mecanice. PENDULUL – aplicat pentru prima oara intr-un ceas de catre Christian Huygens in 1656, desi se pare ca fusese studiat de catre Galileo Galilei inca de la sfarsitul secolului XVI. RESORTUL SPIRAL pentru balansier – inventat tot de Huygens in jurul anului 1675. Astfel ceasurile de buzunar ajungeau sa aiba o variatie de 10-15 minute/zi si deci se putea trece in era minutelor – ceasul cu doua aratatoare devenise standard. William Clement la Londra prin anul 1671 dezvolta pentru prima oara un esapament cu ancora, superior celui tip „verge”. In aceste conditii ceasurile cu pendul reuseau sa aiba o acuratete de cateva zeci de secunde pe zi. Thomas Tompion, parintele orologeriei engleze s-a impus la sfarsitul secolului 17 producand ceasuri de foarte buna calitate cu spiral la balansier si frumos decorate. George Graham, ginerele lui Tompion a imbunatatit esapamentul tip cilindru si la pendule a creat ancora ce-i poarta numele. Se ajunsese la pendule la o precizie de sub 1 secunda/zi. John Harrison un tamplar si ceasornicar autodidact a imbunatatit si mai mult metodele de compensare ale pendulului lui Graham si a reusit sa castige Premiul Longitudinii in 1761 cu un ceas de buzunar -H4- ce a reusit sa aiba o eroare de cca. 0.2s/zi in primul voiaj spre „Indiile de Vest”. Abrahams Louis Breguet, considerat cel mai faimos si ingenios ceasornicar din toate timpurile a adus nenumarate imbunatatiri in domeniu. De la banalul spiral cei poarta numele (si care a imbunatatit mult mersul ceasurilor) pana la protectia la socuri, mecanismul automatic, ceasul cu tourbillon, ceasul Mariei Antoaneta, etc. Toate aceste realizari nu ar fi fost posibile fara aparitia si evolutia fusee-ului.

3. Mecanismul tip fusee Se stie faptul ca la un resort de ceas exista 3 paliere de incarcare/descarcare: - inceputul – de la forta zero pana la o valoare „nominala” - palierul de mijloc – zona „activa” in care forta inmagazinata este relativ constanta - sfarsitul - zona de evitat in exploatare intrucat forta inmagazinata este foarte mare, tinde sa creasca exponential si duce la solicitari prea mari in mecanism. (angrenajele rotilor, lagarele, chiar si arcul) Ruperea arcului cand acesta este complet intors poate avea efecte catastrofale la piesele din jur. Dinti rupti, axe indoite sau rupte, rubine sparte etc. Pentru a limita zona de lucru a resortului in intervalul cat mai plat al diagramei cuplului arcului s-au folosit metode cum ar fi crucea de Malta. Aceasta pe langa faptul ca pretensiona arcul, in acelasi timp nu permitea mai mult de 5 rotatii ale arborelui casetei. Rezulta o functionare mai mare de 24 de ore, fara ca arcul sa ajunga vreodata in intervalele extreme ala functionarii lui. arcuri vechi curba teoreticadescarcare arcuri arcuri moderne Cum am precizat, este de dorit ca forta care ajunge la balansier sa fie constanta pe toata perioada functionarii ceasului, indiferent de gradul de armare al arcului. Acest lucru este posibil la ceasurile moderne datorita calitatilor arcurilor, care au o cu totul alta compozitie si sunt realizate dupa alta tehnologie decat acum 300 de ani. Curba cuplului arcului era mult mai inclinata atunci, fara acest palier relativ plat.

4. O minte geniala a conceput fusee-ul adica un arbore conic cu un canal care se incolaceste in spirala pe con. Principiul e simplu: - atunci cand arcul este intors tare, cuplul transmis de caseta e mare, deci forta transmisa de lant este mare; dar lantul fiind infasurat pe zona cu raza mica a conului (bratul fortei mic) cuplul transmis in cele din urma de catre fusee la urmatoarea roata este mai mic, de valoarea „X” - pe masura ce ceasul functioneaza, si arcul se destinde in caseta, forta acestuia scade, deci scade tensiunea in lant, dar acesta este infasurat pe con intr-o zona cu raza tot mai mare. Cuplul transmis mai departe este in continuare foarte apropiat de valoarea „X” - la ultima rotatie a casetei, cand forta in arc este mica, lantul se infasoara pe cea mai mare raza de pe con (bratul fortei e mare) deci mai departe se transmite aproximativ tot cuplul „X”. Daca e sa fim rigurosi, fusee-ul nu are profilul unui trunchi de con, ci peretii acestuia sunt inclinati dupa forma unei parabole, pentru a liniariza corect curba incarcarii arcului. Acest profil a fost obtinut atat ca urmare a unor calcule, dar cel mai probabil - empiric, prin incercari. • Pentru realiza aceste lucruri, sistemul mecanic are urmatoarele caracteristici: • - caseta arcului nu e danturata, se poate roti in jurul arborelui ei in ambele sensuri; • - arborele casetei are un capat cu profil patrat, fapt ce-i permite sa primeasca o mica rotita cu clicket, folosita doar la pretensionare. Arborele casetei nu se roteste niciodata - lagarele acestuia nu au uzura. • arcul din caseta are cate o gaura la fiecare capat si se agata de un carlig de pe arbore, respectiv un carlig de pe interiorul peretelui casetei. • initial s-au folosit fire facute din intestine de animale, dar din cauza elasticitatii lor si a imbatranirii, s-a renuntat la ele la sfarsitul sec. XVII, adoptandu-se lantul metalic. • lantul este format din zale in forma de “8” care alterneaza 1/2/1/2/1… - lantul e de diferite lungimi si grosimi in functie de dimensiunile mecanismuluisi e prevazut cu doua carlige la capete, cu care se agata de peretele casetei si de un pin aflat pe spira mare de le fusee.

5. Fusee-ul a devenit astfel metoda standard de obtinere a unui cuplu constant de la un resort de ceas. Se crede ca prima utilizare a fusee-ului a fost la mecanismul de armare cu manivela a unei arbalete, deci initial avea o aplicatie militara. In 1726 John Harrison a conceput un sistem de mentinere a functionarii si in timpul intoarecerii ceasului (cand de regula acesta se oprea sau functiona cateva secunde in sens invers), utilizand un mic arc la conul fusee, sistem adoptat ulterior de majoritatea producatorilor, inclusiv la pendule. Ceasurile cu fusee au incorporat in general urmatoarele tipuri de esapamente: - verge (verge & folliot) – forma veche de esapament. - cilindru – patentat in 1695 de Tompion si imbunatatit de George Graham - duplex – inventat prin 1700 de Robert Hooke, patentat in 1782 de Tyrer si imbunatatit dePennington - english lever (detached lever) – inventat de Thomas Mudge in 1759. - cronometru – inventat de John Arnold si de Thomas Earnshaw • Verge • Este cel mai vechi esapament intalnit la ceasurile cu fusee englezesti. • Sunt mecanisme robuste fara rubine, sau cu rubin/diamant doar la balansier • Aparitia spiralului a dus la cresterea preciziei la cca 5 min/zi. • Este singurul esapament cu fusee folosit si de francezi si elvetieni. • In jurul anilor 1800-1820 acestia au adoptat masiv mecanismul tip cilindru, si au renuntat la fusee, acest lucru ducand la scaderea pretului ceasurilor lor, datorita simplificarii mecanismelor. Fiind mai plate si mai atractive dpdv pret, s-a inregistrat o crestere a cererii si deci o crestere importanta a productiei. • Englezii, conservatori cum se stiu, au folosit frecvent mecanismul tip verge pana prin anul 1850 si apoi din ce in ce mai rar pana prin 1900. • Ceasurile englezesti tip verge sunt spectaculoase si merita colectionate: • sunt foarte vechi – in mod normal au peste 150 de ani; • au mecanisme bogat gravate si sculptate; • - carcasele sunt exceptionale, duble, triple, etc. • - cadrane foarte frumoase; • - totul era facut “hand made” – fiecare ceas e unicat.

6. Cilindru Dezvoltat de catre Tompion si Graham, reprezinta un pas inainte fata de verge fiind si mult mai rar; Chiar daca e in continuare un esapament cu frecare, a dovedit faptul ca precizia lui nu mai era atat de tare influentata de variatiile cuplului arcului. Cu toate acestea englezii l-au folosit in continuare doar impreuna cu fusee. Este un tip de mecanism rar si frumos. Aproape intotdeauna cilindrul avea diamant de capat. Levier Englezesc Este tipul de esapament cel mai intalnit la ceasurile englezesti in secolul 19, la fel cum si verge era esapamentul cel mai intalnit in secolele anterioare. Fiind produs atat de mult, exista intr-o mare variatie de forme si dimensiuni, unele mai rare altele mai comune, ceea ce-l face interesant si foarte colectionabil. Levierul englezesc este un tip de „anker” ce foloseste o roata de alama cu dinti ascutiti (15 sau mai rar 30) pozitionata la 90 de grade fata de directia centrelor balansierului si levierului. Prin urmare nu e vorba de o „furca anker” ci de un levier cu 2 rubine situate pe aceeasi parte. In ordine cronologica, levierul danturat (rack lever) este primul, fiind de asemenea si un esapamentrar. Axul balansierului este danturat ca un pinion in zona de contact cu levierul, acesta din urma avand terminatia in forma unui sector de cerc danturat.

7. Cel mai utilizat, clasicul „english lever” avea o singura rola pe balansier, aceasta purtand rubinul de impuls si avand si degajarea de siguranta. Edward Masseya dezvoltat in jurul anului 1815 nu mai putin de 5 variante de rubin de impuls care acum sunt recunoscute ca atare si-i poarta numele (MasseyI. II ... V). Un alt tip de esapament a fost inventat de Savage, acesta utilizand 2 pini de aur in locul rubinului de impuls. Ceasurile tip fusee incorporau tot felul de particularitati tehnice, de la balansierul bimetalic taiat si compensat, diamant de capat la acesta, spiral liber, curba compensata termic pentru pinii de avans, lagare din rubin la toate rotile, (in mod normal un ceas fusee are minim 7 rubine, putand ajunge pana la peste 23). De asemenea la ceasurile fusee s-au atasat multe complicatii (pe langa lantul care e in sine o complicatie tare interesanta) : rezerva de mers, secundar central cu functie stop, cronograf, repeater de minute sau de sferturi, etc.) Mecanismele fusee tip Duplex si Cronometru sunt mai rare si am sa le prezint cand voi avea unul. “Viitorul suna bine…” Dupa ce mai bine de 80 de ani fusee-ul a fost practic uitat de ceasornicari, el nemaifiind folosit decat la cronometrele de marina (obligatoriu) si uneori la pendulele englezesti ( conservatori!) iata ca el este readus in prim plan de catre o firma de Haute Horologerie. A. LANGE & Sohne prin calibrul L903.0 ne ofera urmatoarele complicatii: - Fusee cu lant; - Tourbillon; - Rezerva de mers; - Rattrapante, etc. Din ce se stie, doar BREGUET mai produce un mecanism cu lant – tribut celor pe care le producea in urma cu multi ani.