„ A kvarcóra is óra ! ? ”

Jelen kis írásomban egy kvarcóra „lelkivilágával” foglalkoznék, tekintve, hogy bár természetesen számomra is a mechanikus óra az igazán szívet melengető, de mind műszakilag, mind használati érték tekintetében feltétlenül elismerésre méltó modellek készültek és készülnek kvarc időalapra építve is.

A kvarcóra története az 1920-as évekre nyúlik vissza, amikor is a rádiótechnika fejlesztése közepette felismerték a természetes kvarckristály (SiO2) piezoelektromos tulajdonságát, majd ehhez kapcsolódva azt, hogy elektronikus oszcillátorban (rezgéskeltőben) felhasználható. Mi több, kiderült, hogy a kvarc rezgésszámát rendkívül pontosan tartja, kicsiny a kristály rezgésszámának hőmérséklettől való függése is, így hallatlanul pontos időalapként is jól felhasználható. Az első kvarcóra – még hatalmas, elektroncsöves laboratóriumi berendezésként – 1928-ban, Morrison konstrukciójaként látta meg a napvilágot. Hőszigetelt, állandó hőmérsékleten tartott kvarckristályával már ez az „őskészülék” is 0.001s napi járáseltérést volt képes produkálni. A készülékek mérete és ára folyamatosan csökkent, igazán olcsóvá, elérhetővé ezek az órák azonban csak a félvezető technika elterjedése után, az 1960-as évekre lettek. Az első kvarc-oszcillátoros karóra 1968-ban jelent meg, ez volt a Seiko Astron modellje. A kvarcórák az 1970-es években olyan robbanásszerűen terjedtek el, ami kis híján tönkretette a svájci, alapvetően a drága mechanikus modellekre épített óraipart. Mára az eladott karórák darabszámát tekintve egyértelműen dominálnak - az elsősorban olcsó, rövid életű, műanyag tokos – kvarcórák, mindazonáltal az utóbbi években a legigénytelenebb, közvetlen, digitális (LCD) kijelzésű modellek erőteljesen háttérbe szorultak, és az olcsó órák területén is a megszokott, mutatós modellek a meghatározók. Az ember időhöz való viszonyának, az időtartamok érzékelésének amúgy is sokkal inkább megfelel az analóg, mutatós kijelzés, mint a hajszálpontos, de semmihez nem viszonyítható digitális kijelzés.

Az 1960-as évek vége, és az 1970-es évek a kvarcórák technológiájában tulajdonképpen még az útkeresés időszaka volt. Az 1970-es évek közepéig a kvarcórák nem minősültek olcsó, „másodosztályú” szerkezeteknek, a neves cégek ilyen órái drága és igényes darabok voltak, sokszor igen összetett és jó minőségű mechanikák készültek. Ezek közé tartozik a most bemutatandó óra is:

Ez a modell egy 1977-es, cal 1315-ös szerkezetű Omega Seamaster. Ez a maga korában drága, rendkívül igényes szerkezetű óra volt, amelyet drágábban is adtak, mint a mechanikus testvérmodelleket. Az óra gumigyűrűvel tömített bepattintós acél hátlappal készült, a tok erős sárgaréz, a jelzett korona szintén tömített. A plexi fémbetétes, középen belülről kis Ω szimbólummal jelölt. Vízállósága 3 bar, a hétköznapi használatra teljesen megfelelő, szép, igényes kivitelű példány.

A szerkezetet szemügyre véve méretes, erős mechanikát láthatunk, az Omegától megszokott módon bronzosra aranyozott fémrészekkel. Az elektronika tulajdonképpen igen egyszerű, egyetlen, ultrahangos forrasztással rögzített chipre épül, ez tartalmazza a kvarc-oszcillátor meghajtását, a 15 bites osztót, és a léptetőmotor tekercsét meghajtó áramköröket. Nem minősül nagy integráltságú szerkezetnek, nagyjából 100-200 tranzisztornak megfelelő bonyolultságú tehát közepesen integrált (MSI) áramkör, kis fogyasztású, CMOS kivitelben. A viszonylag kis integráltság a chip önálló, jó minőségű kerámia tokozása jót tesz a megbízhatóságnak, ezek az órák igen hosszú életűek, ellenben a nyomtatott áramköri hordozóra közvetlenül felszerelt, majd műanyaggal „leöntött” későbbi technológiák hosszú távon nem tartják ilyen jól távol a chiptől a levegő oxigénjét és egyéb, nem kívánatos gázait, így sokszor nem tartanak tovább 1-2 évtizednél.

A szerkezet elektronikus egységeit műanyag hordozóra szerelték, ez nem valódi nyomtatott áramkör, mivel a vastag rézlemez hordozók külön lettek felragasztgatva, és több helyen csavarral rögzítve, de funkcionálisan annak tekinthetőek. Az egész elektronika tulajdonképpen a chipből, a kvarckristályból, egy, a kvarc rezgésszámának finom hangolására hivatott igen jó minőségű, kerámia cermet potenciométerből, és a léptetőmotor tekercséből áll (no és persze az elemből). Igen egyszerű és robusztus:

A szerkezet közepén látható a másodperctengely csapágyazása, amelyet egészen szokatlan módon egy hagyományos Incabloc csapágyazással – lyukas és fedőkő segítségével oldottak meg. Ez igényes, és a finom tengely csapágyának az elszennyeződése ellen is jó védelmet nyújtó megoldás.

A balra látható kis felső csapágyhíd felett (némileg életlenül) látható kis karos lemezalkatrésszel a híd előfeszítését lehet állítani, hogy a léptetőmotor könnyen, akadálytalanul tudja továbbítani a másodperckereket. A híd alatt bújik meg a másodperckerék, amelyről a perckereket hajtó közkerék is megkapja a hajtást.

A léptetőmotor az Omega büszkeségei közé tartozott anno, a megoldásait szabadalmaztatták, és valóban, a ma alkalmazott igen egyszerű kis léptetőmotoroknál sokkal bonyolultabb, nagyobb, erősebb – és persze drágább szerkezetről van szó. A léptetőmotor meghajtásáról a kis tekercs gondoskodik, amelyet mágnesesen a lágyvas tengely zár össze a motor pólusaival (a tekercset a képen egy gombostűre fűztem, ki ne bomoljon). A képen balra látható maga a léptetőmotor, majd a tekercs lágyvasmag tengelye és az azt kicsúszás ellen biztosító két kis műanyag sapka, végül maga a tekercs:

A motor érdekes konstrukció. Egy hat mágneses lamellából álló kis forgórészből áll, amely csigahajtással forgatja a másodperckereket, és mindkét végén lyukas és fedőköves csapágyazást kapott. A motor viszonylag nagy, több bonyolult formájú, csak forgácsolással előállítható alkatrészt tartalmaz, cserébe nagyon erősnek és tartósnak ígérkezik:

A léptetőmotor a kis tekercs minden elektromos polaritás-váltásánál egy lamellával elfordul, és a tengelyén levő kis csigával továbbítja a futóművet. A kvarcórák mechanikusan egyszerűek, a futómű tulajdonképpen ezekből az alkatrészekből áll, az órát megfordítva szemügyre vehetjük a mutató és naptárszerkezetet is:

Ez már igazán „Omegás” jellegű, erős, tiszta fém mechanika. A naptár gyors állíthatósága igen érdekesen alakul, ugyanis a koronát félig kihúzva nem a naptárt váltja az óra, hanem az óramutató kezd gyorsan mozogni, és ezzel lehet a naptárt aránylag gyorsan előre-hátra tekergetni. A percmutató ilyenkor nem mozdul, sőt, az egész óramű is jár tovább, halad előre a percmutató is (így a pontos idő elvesztése nélkül lehet időzónákat is előre-hátra állítani). Nagyon jópofa azonban, hogy nem kell törődni az óramutató és a percmutató szinkronba hozásával, a koronát betolva az a beállított órán belül mindig a perceknek megfelelő állásba ugrik! Ez komoly mechanikai szerkezetet sejtet, érdemes is szemügyre venni:

A naptár-szerkezetet fedő csapágylemezt eltávolítva igencsak érdekes mechanika bukkan napvilágra, a teljes szerkezet a naptártárcsa levétele után így néz ki:

A közkerék egyenesen az óra perckerekét hajtja meg, ám az órakerék a hajtását egy igen sajátságos kivitelű váltókerékről kapja. Ez a váltókerék a középtengelytől jobbra látható kerék, rajta három (amiből egyet takar az órakerék) vese alakú kis fém betéttel. Ez a váltókerék voltaképpen két ugyanilyen felépítésű, közös tengelyen forgó kerék, mindkettőn megtalálható ez a három-három kis fémbetét, amelyek valójában erős mágnesek, és az egymás felett lévő kerekek eltérő pólusaikat fordítják egymás felé. Ezért a két kerék ugyan viszonylag kis erőhatással is egymástól függetlenül elforgatható, de magukra hagyva azonnal a mágnesek egymás feletti állapotának megfelelő pozícióba fordulnak, és aránylag kis nyomaték mellett együtt tudnak mozogni. Ez a titka a mindig megfelelő helyre ugró óramutatónak, a percmutató tengelye az alsó kereket hajtja meg, de ez viszi magával a felsőt, s azon keresztül az óramutató. Dátumállításhoz félig kihúzva a koronát, a mutatószerkezetben látható két kis karon forduló kerék közül a felső odabillen a kerékhez, és ez csak a felső kerék koszorújához ér hozzá, ezért ilyenkor az óramutató függetlenül forgatható. Még egyet húzva a koronán az alsó kerék is előrebillen, és ez olyan magas, hogy a váltókerék két koszorúját összezárja, így azok már együtt mozognak tovább. Ekkor a váltókar megemelve egy érintkezőt az óra tápellátását is megszakítja, így a másodpercstop funkciónak megfelelően leáll az egész szerkezet.

A dátumtárcsát egy négy kerékből álló, igen „jópofa”, a Máltai-kereszt funkciójának megfelelően dolgozó áttétel továbbítja, és a sima működés érdekében nem egy rugós idom ugrasztja a tárcsát mindig pontos helyzetbe, hanem a szerkezet pontosan az adott pozícióba fordítja azt. Ennek a látszólag erősen elbonyolított konstrukciónak az oka az, hogy a finoman kivitelezett csigás meghajtó-mű nem viselné el a hagyományos, csúszó tengelykapcsolós mutatószerkezet állításakor visszaható erőket, hiszen itt a meghajtás pont fordított, mint a mechanikus óráknál, ahol a rugó és a mutatószerkezet közelében még nagy a nyomaték és ennek megfelelően erősek a kerekek-tengelyek, majd a gyorsító áttételen a gátszerkezet felé haladva csökken a nyomaték, és egyre finomabbak az alkatrészek. Itt azonban már a meghajtásnál is parányi a nyomaték, majd egy egyszerű lassító áttételt alkalmaznak, amelynek finomnak kell lennie. Ez a mutató és dátumszerkezet igen kicsi és viszonylag állandó erőigénnyel mozgatható, amely jól megfelel a léptetőmotoros meghajtás követelményeinek. Az órában kővel csapágyazott a másodperctengely felső csapja, mégpedig külön lyukas és fedőkővel ellátott, kőben fut a közkerék mindkét csapja is, és a léptetőmotor mindkét csapja is fedőköves csapágyban fut, így az órában – a felirattal egyezően – 8 rubin csapágykő található. Látható, hogy e szerkezet bonyolultsága és az alkatrészek száma vidáman vetekszik egy átlagos kézi-felhúzós, dátumos mechanikus karóra hasonló adataival és nagyon sok összetett, bonyolult formájú alkatrész van benne, s ez mind arrafelé hat, hogy a szerkezet nem lehet olcsó – nem is volt az, és ebből adódóan a tömeggyártott, egyszerűbb katalógusszerkezetek elterjedésével sorsa megpecsételődött, ami a megoldások különlegességét szemlélve igen sajnálatos.

Mindazonáltal a mai kvarcóraszerkezetek között is találunk jól kidolgozott minőségi, érdekes darabokat. Az olcsó órák piacát persze a tisztán műanyag mechanikával készülő, kőcsapágyak nélküli szerkezetek uralják. Ezek között sok jó, strapabíró és megbízható konstrukció van (tipikusan az olcsó Miyoták), de ezek a szerkezetek általában nem szétszedhetők, sok esetben a két műanyag csapágylemez összepréselt, bonthatatlan, a fogaskerekek egy része is műanyag. Ezek az órák megbízhatóan működnek jó pár évig, de végül 3-10 év elteltével a műanyagban forgó tengelyek kikopnak, a mechanika elhasználódik, és az órát ilyenkor el lehet dobni. Igaz, ezek az órák általában olcsó, nem ellenálló tokozást kapnak, így pár év elteltével már amúgy is leépült a „külcsín”. Ilyen, kétmotoros, olcsó, kövek nélküli, de mégis igen jól bevált, tartós műanyag kronó mechanikát láthatunk a következő képen:

Az igényesebb kvarcórák számára ma is fém alapmechanikára, kövekben futó csapokkal építenek kvarcóraszerkezeteket, és ezek a mechanikák megbízhatóak, tartósak, elvileg nagyon hosszú életűek lehetnek. Ezeknél félni inkább csak az elektronika meghibásodásától érdemes, a mechanika akár egy évszázadot is kibírhat, és szétszedhető, javítható, tisztítható. Ilyen mechanikát láthatunk az alábbi képen (7 köves ETA kvarcszerkezet, minőségi órák számára):

És persze még ma is készülnek kuriózumok. A számomra talán legérdekesebb a Frédéric Piguet 1271-es szerkezete, amely egy kétmotoros, 23 köves tiszta fém kvarcszerkezet. A szerkezet egy tisztán mechanikus, oszlopos kerékkel vezérelt, mintaszerűen kidolgozott rattrapante kronográf, 30 perces és 12 órás gyűjtőszámlapokkal, valamint mechanikus, gyors állítású naptármutatót tartalmaz, bonyolult és kimondottan csúcskategóriás órák számára készítik igen kis darabszámokban:

A kvarcórát tehát lenézni nem érdemes, vitathatatlan, hogy a mechanikus órák varázsa ad egyfajta többletet, de a minőségi darabok között szerethető, érdekes, igen pontos és megbízható, és akár mechanikailag is komoly műszereket találhatunk a kvarcórák között is.

Érdeklődés e-mailban: info@mvltrade.hu