Niejednokrotnie w literaturze fachowej można spotkać się z terminem: izochronizm. Używany jest on w kontekście zegarków mechanicznych. Postaramy się, nie tylko wytłumaczyć czym jest izochronizm, ale również wskazać czynniki, które wpływają na niego negatywnie, a nawet destrukcyjnie.

Izochronizm – empiryczne odkrycie Galileo Galilei

Największe odkrycia są wynikiem rzetelnej obserwacji i umiejętności wyciągania wniosków. Nie inaczej było z izochronizmem, który został odkryty przez Galileo Galilei w 1583 roku. Poprzez obserwacje żyrandola zawieszonego pod sufitem katedry w Pizie włoski uczony zauważył, że porusza się ruchem wahadłowym. By sprawdzić, jaka jest długość wahnięcia początkowego i końcowego, postanowił zmierzyć sobie puls. Szybko przekonał się, że wahnięcia mają tożsamą długość. Oznacza to, że każde wahnięcie od punktu centralnego do punktów krańcowych zajmuje tyle samo czasu niezależnie na długości łuku. Galileusz jako pierwszy wykorzystał izochronizm do pomiaru czasu. Metodę tę wykorzystywano i uznawano za niezwykle precyzyjną aż do lat 30. XX wieku.

Co ciekawe, syn Galileusza, niejaki Vincenzo, naszkicował mechanizm zegarowy, którego siłą napędową miało być właśnie wahadło. Dalsze prace nad wykorzystaniem wahadła w praktyce podjął holenderski uczony Christian Huygens. Zwieńczeniem jego prac był projekt wahadła, które następnie skonstruował Salomon Cistera w 1657 roku. W ten sposób zaczynając od przypadkowej obserwacji poprzez techniczną analizę, projekt i konstrukcję zrodził się pomysł i potrzeba produkcji zegarów wahadłowych. Stały się one niezwykle popularne zarówno we Francji, jak i w Anglii.

Izochronizm w zegarkach

Zacznijmy od tego, że producenci zegarków prześcigają się w technologicznych innowacjach, tak by zniwelować wszelkie odchyły w zegarkach mechanicznych. Trwała i nadal trwa walka o precyzję chodu i izochronizm. Zjawisko izochronizmu dotyczy bezpośrednio regulatora w zegarkach mechanicznych. Funkcję regulatora może pełnić wahadło lub balans. Od czego zależy precyzyjny pomiar czasu? W uproszczeniu od wahnięć regulatora. Izochronizm jest niczym innym niż zdolnością balansu lub wahadła do utrzymania stałego okresu drgań. Każde wahnięcie powinno odbywać się dokładnie w takim samym czasie, nawet jeśli wielkość wychylenia jest różna. Istnieją czynniki, które niestety mają negatywny wpływ na izochronizm. Jednym z nich są wszelkie wstrząsy czy też uderzenia. Równie zabójcze dla izochronizmu jest niewyrównoważenie koła balansu oraz opory powietrza. Istotny jest też materiał, z jakiego został wykonany włos, a dokładnie jego sprężystość, nie bez znaczenia jest też jego grubość oraz szerokość.

Rodzaj napędu, moment napędowy a izochronizm

Jako pierwsze weźmy pod lupę zegarki, których siłą napędową jest sprężyna. Pierwsze co się rzuca w oczy to znaczące różnice pomiędzy wskazaniami, w zależności czy sprężyna jest w pełni nakręcona, czy praktycznie wyczerpana. Zmianie ulega moment napędowy, aby zminimalizować odchylenia w pomiarach, wykorzystuje się napęd obciążnikowy. Problem ten narasta w zegarkach z dużą rezerwą chodu, skutecznym rozwiązaniem jest bęben wyrównawczy oraz ograniczenie pracy sprężyn poprzez zastosowanie „krzyża maltańskego”.

Istotnym czynnikiem mającym wpływ na moment napędowy jest przekładnia chodu. Jej zadanie polega na przechwyceniu energii z napędu na wychwyt oraz przekazanie sygnału wzorcowego o odpowiedniej sile do przekładni wskazań. I tu pojawia się problem, nawet najlepiej zaprojektowane koła zębate powodują chwilowe wahania, by je zminimalizować, wykorzystuje się zazębienie zegarowe. Niestety nie są one w stanie całkowicie zniwelować wahań. Skutecznym rozwiązaniem jest konstrukcja, która ma na celu zapewnienie stałych impulsów napędowych. Dzięki temu wskazania zegarka będą bardzo precyzyjne.

Izochronizm – w pogoni za doskonałością

Konstruktorzy zegarków przecinają się w coraz to nowych rozwiązaniach. Dzięki czemu zegarki mechaniczne stały się bardzo dokładne i odporne na zmianę pozycji. Jeszcze niedawno każdy bardziej gwałtowny ruch nadgarstkiem powodował odchylenia dobowe +/- do kilku sekund. Obecne technologie, typu sprężyna Nivachron™, całkowicie wyeliminowały ten problem, dzięki czemu noszenie zegarków mechanicznych stało się czystą przyjemnością.