О механичким сатовима

Механички сат се састоји од механизма који покреће казаљке тачно одређеном брзином, и на тај начин мери време. Као и сваки механизам мора да има покретачку силу, а брзину регулише посебан уређај.

Прве сатове је покретала тежина тега, а клатно је регулисало брзину. Ти сатови су били велики, уграђивани су у црквене торњеве, а прављени су и као зидни или стојећи. Касније су се појавили захтеви за смањењем габарита, што је решено увођењем федера који је обезбеђивао покретачку силу. Клатно је скраћивано, а на крају се појавио баланс који је сем што је смањио габарите такође и омогућио да се сат користи у било ком положају па су се појавили прво џепни а много касније и ручни сатови. Челик за израду федера је временом побољшаван, тако да се на крају дошло до такозваних несаломивих опруга за ручне и џепне сатове. Наравно да и ове могу да пукну али је легура таква да се то дешава ретко у односу на класичне федере.

Свако решење има своје предности и мане, тако је и овде. Федер је нека врста акумулатора механичке енергије, али је невоља у томе што његова сила зависи од степена навијености - кад је невијен до краја сила је највећа. Сат са федером има основну ману што покретачка сила није константна, а то проузрокује многе незгоде. Изузетак су сатови са ланчаним преносом где је посебним обликом ланчаника омогућена константна сила на механизму, независно од навијености федера. To су међутим били скупи и ретки модели. 

Да би машина радила и када је федер одвијен, она је морала да трпи многоструко већу силу када је федер навијен до краја, па је тако и хабање много веће. Самим тим је трајност сата мања. Осим тога промена силе утиче лоше на тачност рада, нарочито код старијих анкера са повратним ходом. Код новијих без повратног хода то је у много мањој мери.

Код сатова са теговима је погонска сила константна, тако да чак и анкер са повратним дејством  даје сасвим задовољавајућу тачност. Ако се употреби анкер без повратног десјтва добија се веома прецизан сат, који је у кратком периоду подложан једино температурним променама. Узрок је термичка дилатација клатна, која утиче на тачност. Ово је решавано на разне начине - коришћењем материјала малог коефицијента термичке дилатације (дрво, кварц, инвар), или коришћењем компензације (примена врсте материјала чије се дилатације међусобно поништавају). 

Код неких сатова, као што су такозвани бечки регулатори, су тегови били тако одмерени да је у први план стављена трајност механизма. Мала тежина је обезбеђивала малу покретачку снагу која је на неки начин била осигурач - када се сат запрља и уље се осуши, сат стаје и мора да се очисти и подмаже да би опет радио. Век оваквих механизама је јако дуг, преко 100 година, и данас је ретко видети неки такав механизам који је морао да се поправља услед великих истрошења. Додуше код тих сатова су увек коришћени првокласни материјали, па кад се у једном производу нађу добра конструкција, квалитетни материјали и добра израда - трајност је загарантована.

Други механизми су опет показивали другачију фолозофију - тегови су отежавани толико да је машина могла да ради и потпуно сува и прљава, да би се повећала поузданост рада и што више продужио сервисни интервал. Ово је наравно резултирало много већим хабањем и смањењем  трајности. Иако такав сат ради много дуже без чишћења и подмазивања, осовинице и лежишта се брже троше па је такав сат краћег века па су потребне чешће поправке. То нарочито важи за сатове са федером, код којих је оптерећење много веће а самим тим и потреба за поправкама. 

Како је време одмицало и како је људски рад постајао све скупљи, а производња све масовнија, индустрија је полако уводила мере штедње. тако су најквалитетнији сатни механизми прављени у 19. веку и до педесетих година 20. века. Тада већ полако почиње увођење нових неквалитетних материјала (легуре цинка, пластика), и нових технологија. На пример, немачки произвођач Хермле је крајем шездесетих почео уместо осовиница од тврдог челика да користи осовинице од меког челика са превлаком од хрома. Сем лакше обраде и смањења трошкова око цене материјала, осовинице више нису биле подложне корозији. Али, како је свака галвански нанета облога ограниченог века, нарочито ако је јако танка и изложена оптерећењу, после извесног времена хром са осовиница почиње са се љушти. Те мале љуспице су абразивне и почиње јако да се хаба месингано лежиште. Поред тога како је испод хрома челик мек, и сама осовиница се убрзано хаба тако да је квар сложен и захтева скупу поправку. Зато се данас такви механизми не поправљају већ се мењају. Произвођачи су временом избацили ову праксу, јер се показала лошом, и вратили се на класичну израду без хромне превлаке. Век оваквих механизама је био око 20-30 година, зависно од одржавања и конструкције.

Поред тога, када се деси да федер пукне (не ако, јер ће се десити сигурно), често долази до великих хаварија на механизму - пуцају и криве се осовинице, откидају се и криве зупци зупчаника итд. Такве кварове је тешко отклонити.

Закључак је једноставан - ко жели квалитетан, трајан и тачан сат нека изабере бечки регулатор. Наравно и ти сатови имају своје мане - осетљиви су на механичке утицаје (вибрације, положај) и захтевају чешће чишћење и подмазивање. Код ових сатова тег је обешен на уже (некада од органских влакана, данас најчешће месингана сајла или најлон) преко чекрка.

Сатови који имају ланце су обичне грубље и робусније израде - тегови су тежи, користе се ланци, машине су веће и јаче али је тачност такође добра. Услед веће тежине тегова трајност је нешто краћа, али је потреба за редовним одржавањем мања. Овакви сатови су много робуснији и мање осетљиви.

На крају, у најлошије конструкције спадају сатови са федерима који имају најмању трајност, подложни су скупим и тешко отклоњивим кваровима и кратког су века. И ту наравно има разлике - најгори су механизми са пластичним и деловима од шпиалтера, и са хромираним осовиницама. Они старији, пре шездесетих година 20. века су нешто бољи и дуготрајнији али ако имају анкер са повратним ходом нису прецизни (брзина рада варира у односу на навијеност федера).

Код ручних и џепних сатова су средином 19. века полако увођени рубини за лежишта. Овим је смањено трење и енормно је повећана трајност, јер је рубин јако тврд и отпоран на хабање. Ова пракса никада није масовније примењена на велике сатове (зидне и стоне) вероватно због цене. Додуше неки мањи будилници су имали рубине али то су биле мале машине, мало веће од оних за џепни сат. Сем тога сила у џепном сату који се навија једном дневно је далеко мања него у великим сатовима који се навијају на недељу или две недеље па би вероватно и то драстично поскупело прављење рубина.
На неким скупљим механизмима су додуше палете анкера биле од рубина, али то је ипак била реткост.

У данашње време се међутим праве механизми који сем рубина имају и кугличне лежајеве. Ови механизми се уграђују само у скупе сатове и они су трајни и тачни. (Ервин Сатлер, Кинингер итд). Време је међутим показало да примена таквих решења није неопходна - на примеру бечких регулатора се може видети да се и са применом класичних материјала и решења такође може направити тачан и трајан сат.