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[钟表基础知识] 【钟表词典】说说自动计时表的不易

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   发表于 2013-11-28 21:18:19 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 chlogan 于 2015-2-5 17:43 编辑

【钟表词典】说说自动计时表的不易
文章会在讨论结束后被移动到钟表词典版块,丰富版面内容


词条:自动上链计时码表机芯




到计时机芯,大多数人又会想到ETA 7750和真力时El Primero。这两款都是自动上链计时机芯。最近ETA要开始缩减供应了。听到这个消息,国内外的表厂都摩拳擦掌跃跃欲试。

不过,研发一款基础的计时机芯谈何容易?计时虽然是一个很常见但是用的很少的机械,可学问非常多。研发一款计时机芯,至少有以下几个难题要攻克:


1. 计时功能很少用,不代表可以不用做的很耐用:对于机械来说,精准耐用起码是最低标准。计时组件都是手动操控的,不像陀飞轮万年历一样恒速运作。计时组件互相之间的运动不光有很大的磨损,而且配合面之间容易出故障。


2. 大众消费的计时码表,最好是自动上链的。
自动上链组件就已经在机芯里面占用了很大的空间,而且为了保证上链效率,这些空间无法被进一步缩小,甚至不是可以任意安排。毕竟,自动上链用的比计时多多了,需要保证质量。
然而,计时组件也是占用大量空间的。因为计时按钮的位置和计时表盘的位置安排,所以计时组件也需要独特的区域。嘿完蛋了,两个两个组件都要极大空间,机芯轮系本来就占有一定空间,怎么塞得下呢?这个要好好动脑子才想得出来。高智商的人,人工费可贵了,研发周期那么长,哪个表厂养得起。。。


3. 因为空间不够,很多睿智的解决方案就被想出来了。
在1969那个被人津津乐道的年份,大家都在争着搞出第一款自动上链计时码表。普遍认为,真力时首先搞出了El Primero,然后Heuer(那时候还不是TAG Heuer)带头的一帮人搞出了Cal.11,然后拼命三郎Seiko搞出了6139。之所以说普遍认为,是因为实际研发周期非常长,各家的开始研发时间,发布时间和上市时间都有顺序上的不一样,为了争夺第一,各执一词。
El Primero是在1969年1月上市的,机芯直径30mm,厚度6.5mm,动力储存长达50h,再有36000高频加持,在三者中是指标最强也是名气最大。Cal.400被普遍认可为第一自动计时,在计时码表领域有着独特的地位。
真力时的这款Cal.400,设计风格属于把零件硬塞的路数。板路设计循规蹈矩。虽说是硬塞,其实这样的设计十分考验机芯设计功底,循规蹈矩也非常强壮:把计时组件和自动上链组件尽可能地错开摆放,减少相互重叠的区域来减小机芯体积。
1ElPrimeroMovementA.jpg
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3elp.jpg
同样的设计方法出现在劳力士。Rolex在4030之后的自主设计制造了4130,用的也是硬塞的设计方案。当然众所周知,早期的它4030其实是EI Primero的一个降频版。当然除了硬塞,4130还使用了垂直离合系统让机芯更加紧凑。
4 4030.JPG
5 4130.jpg
相比Cal400,Calibre11的出现是一个大悲剧。首先,这是一个多公司合作研发的产物(Heuer,Breitling,Hamilton,Buren,Dubois-Depraz)。
因为一些配合失误,实际研发周期很短,最后仓促推出。尽管如此匆忙,Cal11依然只在1969年3月才发布,较晚于真力时Cal400,没有拿到世界第一的好彩头。可是,不光没有拿到第一,Cal11落有非常多的设计失误导致的暗病,以至于豪雅不得不在同一年的晚些时候重新推出了改进版本Cal11-i。Cal11,31mm&7.7mm 动力储存42h,摆频19800。11-i换用了在11过硬的发条和因为金属选择失误导致工艺不达标的变速器。急促地改进版并不能实质上优化机芯表现,豪雅在1971年又重新推出Cal12和Cal15,使用了Glucydur摆轮,增加频率到21600,其他参数未变。
7HEUER-calibre-11-1969.jpg
Cal11(系列)属于三明治机芯。首先是一个珍珠陀机芯,然后覆盖计时组件。这样做的好处是计时组件不会被庞大而无趣的自动组件所遮挡,而且两个机构完全不重叠,理论上即便不会更薄,也会更好装配。虽然事实是Cal11要比Cal400还厚不少。。。。
8calibre-11-chrono.jpg
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10Caliber11Movement.jpg
三明治劣势十分明显:自动上链效率不高,珍珠陀故障率和成本却不低。后来的Roger Dubuis 的计时机芯RD78/79就有着极其相似的三明治设计,甚至三明治了追针组件上去。
很早就开始玩转珍珠陀并极其擅长设计制作超薄机芯的伯爵,在自己的超薄自动计时机芯上使用了中心摆陀,这也一定程度上说明了在和计时组件合并的时候,珍珠陀并不能带来厚度上的优势。

Seiko,岛国一个无比奇特的表厂,在1969年晚些才推出了自己的自动计时6139A,但是却是三者中最快大规模生产的,相比前两个牌子无耻的公关简直无比低调。小日本子的制表思路和瑞士不同,他们不纠结与布局问题,大举改革设计,采用了尘封的垂直离合。垂直离合乃瑞士表厂Pierce在1930年代的发明,不过因为工艺问题,并无被大量应用。Seiko改进设计之后,大规模生产了带有垂直离合的自动计时表。

13 6139-6010-4.jpg

在这之前的所有计时码表,大多都是水平离合,即靠水平方向上的齿轮渠合来启动和停止计时。垂直离合,就是通过竖直方向上的运动来操作计时。

19ml_image.1760236.jpg
水平离合:靠齿轮的契合来启动计时。细牙齿轮制作成本高,容易损坏,启动计时瞬间秒针容易抖动。

14Verticalclutch.jpg
精工的垂直离合

6 rolex VERCHU.jpg
劳力士4130的垂直离合轮

通过太高或放低离合轮来启动计时。垂直离合轮的制作成本也很高,但是因为是垂直运动,所以不容易损坏而且占地十分小,方便机芯的排布。在发明了这个之后,精工的很多计时表都使用的垂直离合,包括后来的Spring Drive,并以此为宣传重点。

这三款始祖机芯几乎涵盖了至今所有的自动计时精华设计。当然,后来也有很多优秀的更加适应工厂批量化的机芯设计出现。

4. 做表厂不是做雷锋也不是做梵高,是要赚钱的。要赚钱必然要量,所以机芯要容易生产,容易装配,最好还容易维修。为了达到这一系列目的,机芯要尽可能的简单,零件要尽可能的少而且粗壮。这时候又有一种天才的设计出现了:凸轮。
为了代替生产工序复杂的柱状轮(星柱轮),凸轮应运而生。凸轮可以通过冲压来大批量生产。凸轮是往复运动,而非柱状轮的旋转运动,所以零件更少更耐用。
正凸轮过于容易生产,导致了出现一种“带有柱状轮就是高级计时表”的观点产生。其实不要小瞧凸轮,凸轮照样可以搞出追针。。。
不过你看,Omega1863因为没有柱状轮而被很多人直接认为档次比321(Lemania CH27 C12)低。。。
16omega1863-sapphire4.jpg


著名的7750就是凸轮计时的最大应用之处。

15Maurice_de_Mauriac_002_DL.jpg
7750

简单说一下7750参数:其实是Valjoux7750,是Valjoux属于AUSAG而AUSAG还叫AUSAG的时候研发的,30.4mm,厚7.9mm。动力储存46小时,摆频28800。 7750几乎是最重要的一款自动计时机芯,市场占有率毋庸置疑的永远第一。缺点只能说是按键过硬和启动计时瞬间摆频下降,其他方面几乎在定位里做到了最好。
很多表厂给7750做了优化,改了名字。比方说豪雅的Cal16.

20calibre.jpg
豪雅的Cal16

除了简化机械,还有一种办法降低成本,就是利用现有资源:添加模块。
这是现在很常见的一种做法。很多表厂有自产机械计时表的需求但是只开发了自动上链的基础机芯,于是就设计计时组件,一半藏在表盘之下。举个例子AP的3120可以用在RO也可以变成计时的ROO,就是靠模块。

17cal_2226_dial_side.jpg
AP的模块。其实模块并不算是偷懒,这样精美的模块同样需要很大的投入。

除了机芯是现成的,有名的模块甚至都是现成的。著名的DD,Dubois-Depraz,曾经和豪雅一块研发Cal11的,现在专门给ETA添置模块。DD和其他模块厂的出现直接导致2892模块计时表变得非常常见,不必多列举,最近漂亮的Tudor大花脸复刻就是。模块计时因为完全独立于机芯,所以对机芯的设计十分有利,而且可以给现有的基础机芯简单增加带有功能的变种。别说计时模块了,三问都可以塞个模块给你,哪天表厂普通表做烦了想要做超级复杂表,就计时三问万年历模块一个个套上就好了。

18Ikepod_Dubois_Depraz00017.jpg
DD的2982-A2计时模块。虽然挺薄的,不过很容易坏。

总结一下知识点
1969年1月,真力时Cal400。30.0mm 6.5mm,50h,36000bph。在1969三机芯里实力最佳,后来被Rolex看重并改造为4030。
1969年3月,豪雅带头研发,Cal11。31mm 7.7mm,42h,19800bph。同年年末推出Cal11-i做出部分改进,1971年推出Cal12进一步改进。
1969年圣诞,精工正式销售6139A,27.4mm 7.2mm,45h,21600bph,使用垂直离合。
稍微补充一下,在接下来:
1973年,Lemania推出低端自动计时机芯5100。含有大量尼龙部件和弹性钢丝零件,被钟表维修师称为几乎不可能维护的机芯。特殊整合设计的离合组件,31.0mm 8.2mm,48h,28800bph。5100后来被Omega使用,简单改造后成为了Cal1045。最近又被ETA满血复活,成为C01.211,用于天梭低价表上。
1973年,西铁城开发出自己的自动计时机芯8110(8100),27mm 6.9mm,40h,28800bph。和精工一样,也使用了垂直离合。
7750机芯,30.4mm 7.9mm,46h,28800bph。 使用凸轮,单向上链。
垂直离合是一种非常经济的设计,虽然一开始只有日本人在用,没有给人一种高级制表的感觉。不过后来瑞士人也意识到了垂直离合的智慧之处,于是开始着手把这种东西去日本化。
FP带头开发了著名也常见的1185,使用垂直离合,并且使用一体的归零杆,设计简洁而干脆,却保持了高级制表的血统。25.6mm 5.55mm,42h,21600bph。
Rolex也在4130中使用了垂直离合,可见垂直离合的耐用程度和在机芯布局上的优势。
横向对比的话,FP1185最薄,400,8110,6139,11,7750,5100最厚。
动力储存对比,真力时400最长,5100,7750,6139,1185,7750,8110最短。
在一个不在意尺寸超大的潮流里,机芯直径可以不用比较了。在一个不在意精度的年代里,小时摆频也可以不用在意。就厚度和动力储存来说,个人觉得400和6139最佳了。不过这些都是老爷机芯,现代的Seiko机芯就不是这个指标了。。。。
不过需要注意,8110,6139和7750是带有双历的,400,
5100,11和1185是单历的。日历部件也会增加表的厚度。
21 5100.jpg
拉曼尼亚的5100

22  2645816-md.jpg
给Omega涂成了1045

23  ETAC01211.jpg
给天梭又挖坟成了211


24 FortisChronograph_0017_zps65311d0b.jpg
可以见到5100的特殊离合轮。用了很多尼龙件,不过事实证明,尼龙和金属的区别没有很大影响机芯寿命,大家都好好的。。。

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仔细看一下离合轮。我的天,轮片也是塑料的,Swatch都没这么夸张

25 FortisChronograph_0031_zps4a3008b7.jpg
正面遭殃了,何止是几个塑料件。整个就是一坨塑料



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西铁城8110。其实很少人知道这个机芯,虽然也挺优秀的。

28c8110-15.JPG
垂直离合部件稍微比Seiko的复杂一些。却因为自动组件放置的位置不同而比6139薄。

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FP1185的垂直离合,还有很显眼的归零杆。
因为漂亮的板路直接把这棱角分明的归零杆遮住了,所以1185看起来还是很优美的。。。1185的自动组件完全独立于机芯之外,基础的那个计时机芯是FP1180。即便如此,1185至今仍然算是很薄的计时机芯。
结语:
从1969年以来,整个钟表行业在自动计时的智慧,远远要比上述的多得多得多。这篇文章无非就是走马观花逛了一下早期的自动计时机芯。要知道,后来的世界,远比曾经的要炫目许多。最近豪雅发布了机芯Cal.1969,6.5mm,70h动力储存,摆频28800。。。完全不是一条战线的机器人。
这些新时代的智慧,以后有空再讲吧。
关于历史细节,请各位多多问问石版,关于这些古董表的细节,请多多问问徐老大。
回到正题:要在前人这么高大的成就之上再上重新研发一款满足这么多难点的机芯,谈何简单?谈何经济?
刚刚说豪雅研发了Cal1969,你知道它以前还有个Cal1887吗?1887可是买的GS计时表的图纸。机械结构原封不动,就1887的细节优化,豪雅搞了整整5年,投资了20,000,000美元,折合人民币1.2个亿啊。。。真不好想想一个全新的1969,花了他们多少时间,烧了他们多少钱。。。。
30TAG-Heuer-Chevenez-calibre-1969-23.jpg
研发机芯?我看还是算了!你们这些靠ETA过活的瑞士小表厂,赶紧来大中华采购吧!有钱的买海鸥,没钱的买丹东,要是再没钱直接卖身给Swatch好了,这样就有ETA用了!
鬼才去研发机个芯嘛。。。
说笑了。。。

42条回复

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发表于 2013-11-28 21:37:57 | 显示全部楼层
本帖最后由 chlogan 于 2015-2-5 17:43 编辑

当机芯成为发展的瓶颈。。。。。

发表于 2013-11-28 21:42:21 | 显示全部楼层
本帖最后由 chlogan 于 2015-2-5 17:43 编辑

好文!
个人观点相同,想研发机芯打败7750?
谁买单?成本拼的过?

发表于 2013-11-28 21:52:54 | 显示全部楼层
感谢C版好文!
在自动基础芯上层加模组的难度大不大?
发表于 2013-11-28 22:07:10 | 显示全部楼层
本帖最后由 shek329 于 2013-11-29 06:13 编辑

首先纠正一点,也是以前讲过的,垂直离合并不是精工的发明,而是瑞士PIERCE的发明,在手动码表时代就有的。说实话,在机械表方面,日本人几乎就没有任何自己从无到有的发明,都是学习瑞士的。

关于垂直和水平离合之争,也有不同看法,垂直的好处省空间防止抖秒,但缺点是容易卡死,不好维修。一般新式自动码表都愿意选垂直作噱头。也有厂家并不认同,如万国,也许和它用惯了7750有关。
发表于 2013-11-28 22:11:07 | 显示全部楼层
本帖最后由 chlogan 于 2015-2-5 17:43 编辑

写的非常精彩,对计时机芯一直不了解,学习了

发表于 2013-11-28 22:15:51 | 显示全部楼层
本帖最后由 shek329 于 2013-11-29 06:45 编辑

关于第一只自动计时码表,欧洲一般倾向于豪雅汉密顿百年灵DD组合的为第一只。
起到关键作用的是DD,它是传统功能组件制造商,几乎任何功能的组件都可以做。
徐版的问题提到了点子上,加组件难不难,有了DD这样的功能组件就不难,任何码表都可以理解为一个基础三针机芯上面添加了计时组件不是吗。
之所以自动码表问世那么晚,我认为关键是“自动”,当时的自动机芯不够薄,薄的不耐用,整合是最大问题。如果不是因为找不到合适的自动基础芯,添加组件是一点问题没有的,所以DD选用了被汗密顿收购的BUEREN珍珠陀机芯。而现代,ETA2892、积家、芝柏……它们的码表组件都是DD供应的,而且垂直离合柱轮都可以做,想要什么都有。

真利时、豪华11和FP1185都是单历。那几个双历是因为赶上70年代双历流行期了。
LEMANIA5100时代,尼龙不算缺点,材质轻自润滑,被欧米茄派系视为一个新技术方向。不过后来5100确实成为低价机芯,却也是最耐用的低价码表芯。L被宝玑收购后,5100定位尴尬,本已荣休,谁知再被集团拿出来充实天梭和斯沃琪产品线,那堆塑料其实也大有来头,是天梭70年代名机来的。这枚新码表芯是集成了70年代两大特色产品而成的,虽然很廉价,意义却不小。

真利时与劳4130,结构有很大不同,前者仍属于叠加;后者真是硬挤,这种左右分区布局很聪明大胆,看得出劳力士对根基的重视程度。
发表于 2013-11-28 22:20:37 | 显示全部楼层
顺便再提一下那个说到口臭的话题,自动表在太空是完全可以运行的,因为美国宇航局采购码表的时候,自动码表还没有问世,此后就一直没有将自动码表纳入采购项目,实际上很多宇航员都带过自己私人的自动表上过太空。
发表于 2013-11-28 22:35:11 | 显示全部楼层
本帖最后由 chlogan 于 2015-2-5 17:43 编辑

首先纠正一点,也是以前讲过的,垂直离合并不是精工的发明,而是瑞士PIERCE的发明,在手动码表时代就有的。 ...[/quote]
魔杆上弦,双臂摆夹板

发表于 2013-11-28 23:10:27 | 显示全部楼层
本帖最后由 chlogan 于 2015-2-5 17:43 编辑

知识帖一定要往死里顶。

发表于 2013-11-28 23:13:07 | 显示全部楼层
学习。
发表于 2013-11-28 23:13:37 | 显示全部楼层
计时爱好者必读啊!比如我!太感谢了!
发表于 2013-11-29 01:02:49 | 显示全部楼层
likaiyuan 发表于 2013-11-28 22:35
魔杆上弦,双臂摆夹板

棘爪式上链,最早是万国。
双翼摆夹板,瑞士怀表早已有之。
发表于 2013-11-29 01:05:08 | 显示全部楼层
shek329 发表于 2013-11-28 22:20
顺便再提一下那个说到口臭的话题,自动表在太空是完全可以运行的,因为美国宇航局采购码表的时候,自动码表 ...

对!在太空中无论手向任何方向运动自动陀都会向反方向运动,而在地面后者只会向地心方向运动!!所以在太空的上链效率甚至有可能比在地面还要高!!
发表于 2013-11-29 05:43:10 | 显示全部楼层
本帖最后由 gfyk 于 2013-11-29 05:45 编辑


手动计时透底好看,自动计时透底不好看。
cal 11的珍珠陀效率不高,但掩藏了摆陀。是个方向。

为什么不把中心摆陀藏在表面下。
这就可以展示计时件了。

发表于 2013-11-29 07:41:19 | 显示全部楼层
shek329 发表于 2013-11-29 01:02
棘爪式上链,最早是万国。
双翼摆夹板,瑞士怀表早已有之。

原来这样,差点被人误导,谢版主指正
qlc
发表于 2013-11-29 08:42:30 | 显示全部楼层
为什么不把中心摆陀藏在表面下。
这就可以展示计时件了。

中心摆陀在旋转时会扫过整个机芯表面,这就阻碍了计时轮系的轮轴向表盘方向的延伸,我想这是个最大的原因吧。
发表于 2013-11-29 09:28:04 | 显示全部楼层
你们这些靠ETA过活的瑞士小表厂,赶紧来大中华采购吧,这句话大爱!
发表于 2013-11-29 09:28:13 | 显示全部楼层
学习了,谢谢LZ分享~
 楼主| 发表于 2013-11-29 10:12:30 | 显示全部楼层
shek329 发表于 2013-11-28 22:15
关于第一只自动计时码表,欧洲一般倾向于豪雅汉密顿百年灵DD组合的为第一只。
起到关键作用的是DD,它是传 ...

关于第一只自动计时码表,也许德语区更多承认Cal11,也许是因为基础来自Buren。。在英语区和法语区,似乎更加喜欢Zenith一些。不过这个无需争论,品牌之间早就打过好几架了

文章写错了,vertical clutch的确不是Seiko的发明。不过Seiko的确把这个机械翻出来发扬光大了。Pierce的垂直离合机芯Cal134,离合轮使用皮革和橡胶制作,定位其实低端,不过Pierce早在1930年代就使用垂直离合是事实。
我没有查明就发帖造成了一定的负面影响,稍后改正。
以后若是有时间,单独说说垂直离合。

IMG_6983a.jpg
Pierce Cal134

IMG_1732-1024x768.jpg
Zenith Cal400

可见真利时的ElP用的并不是叠加,而是硬塞:计时组件围绕自动部分排布。
之所以和4130有很大不同,是因为4130使用了垂直离合,不过设计路数,个人主观觉得有很大参考。


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