Fjærer — metall i aksjon
Av «Våkn opp!»s korrespondent i Canada
TENK deg at du kjører bil i en sterkt trafikkert gate, og at du løfter foten fra gasspedalen uten at noe skjer. Pedalen er fortsatt nede, og bilen kjører videre i altfor stor fart. Hvis du er snar til å trykke ned bremsepedalen, klarer du kanskje å stanse bilen i tide. Men i virkeligheten er det sjelden at en slik situasjon oppstår. Hvorfor? Det kommer av en liten, pålitelig fjær som får gasspedalen til å vende tilbake til sin nøytrale stilling når du letter fottrykket.
Ettersom vi lever et travelt liv i et svært mekanisert samfunn, har vi etter hvert begynt å ta fjærene som en selvfølge. Fjærer spiller en viktig rolle i ting som vi bruker daglig, fra biler til fly, fra skrivemaskiner til computere, fra ur til vaskemaskiner, fra musefeller til springmadrasser. Mekaniske innretninger har høyst sannsynlig én eller flere fjærer som utfører en viktig oppgave.
Fjærenes opprinnelse
Vi kan se fjærlignende funksjoner i skaperverket, særlig hos gress, planter og trær. Menneskelagde fjærer har vært i bruk fra de tidligste tider, kanskje helt fra den tid da mennesker ble smeder og laget redskaper av kobber og jern. (1 Mos. 4: 22) Over hele Europa og Asia har en funnet metallfjærer av svært gammel dato (men naturligvis ikke fra før vannflommen). De forekommer som oftest i form av spenner av fjærtypen, og de kan være laget av kobber eller messing. Dyktige håndverkere har tilvirket dem med hammer. Det viser seg også at folk svært langt tilbake i tiden brukte en slags festeanordning til å holde klær oppe med. Den virket omtrent på samme måte som en sikkerhetsnål.
En av de eldste måtene å anvende fjærenergien på var i et våpen — buen. Senere kom store katapulter eller kastemaskiner, som ble brukt til å skyte steiner og andre prosjektiler mot en fiende med. Disse maskinene var kolossalt store. Ved plutselig å utløse spenningen i trebjelker eller i sammensnodde tau av forskjellige fibrer og materialer kunne en få kjempemessige prosjektiler til å fare gjennom luften med voldsom kraft og gjøre stor skade på fiendens festningsverker. Den jødiske historieskriveren Josephus forteller hvor virkningsfulle de katapultene var som romerne brukte ved beleiringen av Jerusalem. Han sier at de kunne slynge ut steiner på en talent omkring 400 meter. (En gresk talent fra romertiden tilsvarer 27,9 kilo.)
Bibelen forteller også at kong Ussias (829—777 f. Kr.) fikk laget krigsmaskiner med tanke på å forsvare Jerusalem. Disse krigsmaskinene kunne skyte piler og store steiner fra byens tårn. Det sies ikke noe om hva slags kraftkilde disse maskinene hadde, men det er trolig at det var et slags fjærsystem (i visse katapulter ble det brukt et system av lodd som skapte motvekt). — 2 Krøn. 26: 15.
En mer avansert bruk av fjærer kom i og med utviklingen av armbrøsten, som gjorde det mulig å holde igjen fjærkraften helt til den ble utløst av en avtrekker. Det var virkelig et ødeleggende våpen!
Fjærer i urverk
Menneskets ønske om å holde rede på tiden har spilt en viktig rolle for utviklingen av fjærer slik vi kjenner dem i dag. De historiske vitnesbyrd er riktignok noe ulike, men en mener at mekaniske urverk først begynte å gjøre seg gjeldende kort tid etter år 1000 e. Kr., og at de ble drevet av vekter, ikke av fjærer. Disse urverkene befant seg i de fleste tilfelle i tårnene på klostre og kirker.
Men allerede i begynnelsen av det 14. århundre begynte urmakere å bruke fjærer som kraftkilde i sine urverk. De arbeidet stadig med å forbedre urverkenes kvalitet og form, med den følge at den flate spiralfjæren var i alminnelig bruk i klokker og ur i det 18. århundre. Fordi urverkenes nøyaktighet var så avhengig av kvaliteten av de fjærene som ble brukt, ble den tids urmakere også ofte fjærsmeder. Deres stadige ønske om bedre fjærer fikk dem til å eksperimentere med forskjellige måter å framstille stål på. Til slutt ble det framstilt legert stål, noe som førte til at en fikk bedre fjærer og mer nøyaktige ur.
Materialet i fjærene
Det er anslått at det nå finnes over 50 forskjellige legeringer og sammensetninger av materiale som blir brukt ved framstilling av fjærer. En hardtrukket tråd som kan brukes til fjærer av den typen som finnes i springmadrasser, er billig og egner seg godt til dette formål. En ville imidlertid ikke velge dette materialet til en ventilfjær i en bilmotor, hvor sterk varme, stor belastning og materialtretthet snart ville ødelegge en vanlig fjær. I et slikt tilfelle velger fjærprodusenten sannsynligvis en oljeherdet tråd av en legering som kan tåle slike store påkjenninger. Noen fjærer tåler temperaturer på opptil 600 grader. Til fjærer i moderne fly og romfartøy trenger en legeringer som kan tåle store temperatursvingninger.
De elektriske motorene og alle de moderne elektriske hjelpemidlene i hjemmet har skapt behov for fjærer som også kan tjene som elektriske ledere. De vanligste materialene som blir brukt for dette formål, er fosforbronse og fjærtråd av messing. Disse trådene, som også inneholder kobber, er vanligvis ikke like elastiske som andre materialer. Slike fjærer er ikke like sterke som fjærer av ståltråd. Men fordi de er gode elektriske ledere, blir de ofte brukt i elektriske brytere og til å opprettholde trykket på børstene i motorer.
Det er ingen tvil om at fjærer kommer til å spille en viktig rolle for alle de mekaniske oppfinnelser menneskene kommer til å gjøre i framtiden. Neste gang du trår på gasspedalen, bør du derfor være takknemlig for den lille fjæren som fører pedalen tilbake når du slipper den, og som gjør at du kan kjøre trygt fram til ditt bestemmelsessted.