WYCHWYT GRAHAMA

 WYCHWYT GRAHAMA

Podobno błędnie przypisuje się wynalezienie tego wychwytu angielskiemu zegarmistrzowi George'owi Grahamowi, który wprowadził go około 1715 roku w swoich precyzyjnych zegarach regulatorowych. Jednakże w rzeczywistości został on wynaleziony około 1675 roku przez astronoma Richarda Towneleya i po raz pierwszy użyty przez mentora Grahama, Thomasa Tompiona, w zegarze zbudowanym dla Sir Jonasa Moore'a oraz w dwóch precyzyjnych regulatorach, które wykonał dla nowego Obserwatorium w Greenwich w 1676 roku.
Wychwyt Grahama jest wychwytem hamującym i spoczynkowym. W odróżnieniu od wychwytów cofających mamy tu różne powierzchnie dwóch elementów hamujących (palety), które naprzemiennie wchodzą w napędzane koło wychwytowe i są przymocowane do kotwicy połączonej z wahadłem.  Powierzchnie hamujące nazywane są powierzchniami spoczynkowymi, powierzchnie przenoszące impuls napędowy to powierzchnie wzniosu. Powierzchnie wzniosu można postrzegać jako nachylone płaszczyzny, które można obracać wokół osi kotwicy.  Kiedy ząb koła wychwytowego ślizga się po powierzchni wznoszącej, na zworę (z wahadłem) wywierana jest siła. Proces ten nazywa się wzniosem. Pozostałe powierzchnie zaprojektowano jako powierzchnie cylindryczne, których oś pokrywa się z osią kotwicy. Promień wejściowej powierzchni spoczynkowej jest większy od promienia wyjściowej powierzchni spoczynkowej o szerokość palety. Promienie te  określają położenie palet w kotwicy (poza przesunięciem regulacyjnym). Dlatego też środki powierzchni wnoszących leżą na wspólnym łuku kołowym wokół osi kotwicy. Kotwica taka jest określana jako równoramienna. Kiedy zwora (z wahadłem) porusza się, gdy koło wychwytowe jest nieruchome (tj. zatrzymane), krawędź zębu ociera się o powierzchnię spoczynkową, a to usuwa energię z układu oscylacyjnego. Kąt, o jaki wahadło (z kotwicą) porusza się, gdy koło wychwytowe jest zablokowane, nazywa się drogą straconą. Kiedy wahadło waha się symetrycznie, pobór energii na wejściowej powierzchni spoczynkowej jest większy niż na wyjściowej powierzchni spoczynkowej, ponieważ moment obrotowy wywierany tam w wyniku tarcia jest większy. Energia odebrana układowi oscylacyjnemu musi zostać mu zwrócona, aby oscylacja została utrzymana. Dzieje się tak, gdy zęby koła wychwytowego ślizgają się po powierzchniach wznoszących. Wychwyt Grahama realizuje koncepcję tej samej wysokości przy wejściu i wyjściu.  Nachylenie powierzchni podnoszących dobiera się tak, aby uniesienie każdej powierzchni podnoszącej oddziaływało na kotwicę przy równie dużym kącie obrotu. Kąt ten nazywany jest kątem elewacji. Jednak ten sam skok nie oznacza, jak się zwykle przyjmuje, że impuls napędowy jest taki sam. Wahadła stosowane przy wychwytach Grahama są, w przeciwieństwie do wahadeł stosowanych przy wychwytach cofających, stosunkowo długie i ciężkie. Odchylenie wahadła jest bardzo małe (5° i mniej).  Koło wychwytowe i kotwica są zwykle wykonane z mosiądzu. Zęby koła wychwytowego są stożkowe i podcięte. Ilość zębów koła wychwytowego bywa różna; najczęściej jednak spotyka się koła z 30 zębami. Końce zębów są ścięte, celem uniknięcia prędkiego ich zużywania albo zginania. Palety wykonane są z hartowanej stali lub rubinu i mocowane do kotwy za pomocą zakładek i śrub. Można je zatem regulować. Pierwotne kotwice wraz z paletami wykonywane były z jednego kawałka stali. Ujemną ich stroną było to, że z chwilą zużycia się palet trzeba było dorabiać całą kotwicę. Później zaczęto stosować kotwice z wymiennymi paletami, użyte po raz pierwszy w roku 1844 przez berlińskiego zegarmistrza Ferdynanda Leonharda. Opracowanie wychwytu Grahama było jedną z największych innowacji w historii zegarów mechanicznych. Wszystkie wychwyty precyzyjnych zegarów wahadłowych (z wyjątkiem zegarów wieżowych) opierają się na zasadzie wychwytu Grahama i dlatego są zbudowane bardzo podobnie. Natomiast wychwyty swobodne (Riefler, Strasser) są stosowane wyłącznie w zegarach o ekstremalnych wymaganiach.