איך זה עובד: מכונת גילוח
מקרבים לפנים, מעבירים בעדינות והולכים לעבודה. מה שמאפשר את הפעולה הפשוטה הזו הוא מנגנון מורכב למדי. כך זה נראה מבפנים. וגם: ידעתם שבעבר טיב הגילוח הושפע מהמדינה בה אתה מתגלח?
השבוע נעיף מבט באחד הגאדג'טים החשמליים הוותיקים והנפוצים ביותר: מכונת הגילוח. מכונות כאלה קיימות במבחר עצום של דגמים, עיצובים ומחירים, אך לעקרונות שעומדים בבסיסן כמו שאומרים, יש כבר זקן ארוך מאד.
אנחנו מתחילים את המסע עם ענתיקה אמתית: מכונת גילוח "Calor" מצהיבה מיושן, בערך בגודל של אגרוף, בצורה של בלוק ובמשקל 400 גרם לערך. לא הצלחתי לגלות מתי היא יוצרה, אך לא אתפלא אם זה היה בימי טלפון החוגה העליזים – וזאת בגלל ה"מנוע" שמסתתר בפנים.
כשדיברתי על הטלפונים ההם הזכרתי את מנגנון הצלצול, שהיה מורכב משני אלקטרומגנטים שמנים שפעלו לסירוגין, דוחפים ומושכים מטוטלת עם כדור מתכת בקצה. המנוע של ה-Calor, ושל מכונות אחרות מאותה תקופה, בנוי למעשה באותו אופן: אלקטרומגנטים גדולים וגסים שמנדנדים אלמנט מתכתי כלשהו, אשר מזיז את הלהבים (עליהם נדבר מיד) ימינה ושמאלה.
במכונות אלה לא היה שום מנגנון פנימי שאחראי על השליטה באלקטרומגנטים: התדר של זרם החילופין הביתי הוא זה שהיה אחראי לתנועה המחזורית. 50 פעם בשניה (בישראל) הזרם החליף כיוון, שינה את כיוון השדה של האלקטרומגנט (שני הגושים השחורים בתמונה למטה) והסיט את נדנדת הברזל (משמאל בתמונה) מצד לצד. הראש הפלסטי של הנדנדה – פלא שהיה אז בכלל פלסטיק – התאים לתוך שקע בראש הגילוח ודחף אותו הלוך ושוב, ואנשים שגרו במדינות עם רשת חשמל בתדר של 60 הרץ זכו לגילוח מהיר וטוב יותר.
בתמונה הבאה מוצג ראש הגילוח (משמאל), עם רשת המגן שלו שנפתחת על ציר, כמו כריכה של ספר. הרשת נותנת לזיפים – ורק לזיפים – לעבור ומקבעת אותם למקום בזמן שהם נחתכים. השיניים, שמסודרות בארבע שורות, אינן חדות, ולא רק מפני שהן ישנות ומשומשות. ככלל, הלהבים של מכונות הגילוח חדים פחות מהתערים של סכיני הגילוח הידניים. מהירות התנועה שלהם היא שמקנה להם את יכולות הגיזום, ולכן הם גם מחזיקים מעמד הרבה יותר זמן ולא מתקהים בקלות
עם השנים הגיעה הקידמה, ואת האלקטרומגנטים המגושמים החליף מנוע חשמלי אלגנטי. השינוי איפשר שליטה טובה יותר במהירות התנועה של ראש הגילוח, חיסכון בחשמל, וכן (עם הבשלת הטכנולוגיה) פעולה על סוללה נטענת. אבל מנוע חשמלי מסובב ציר, לא מנדנד אותו מצד לצד, אז איך מתרגמים את התנועה הסיבובית לתנועה קווית?
את התשובה אפשר לראות בתמונה הבאה, של מכונה קומפקטית לעיצוב זקן/שפם. החלק קוצץ השיער, משמאל בתמונה, בנוי כשתי שורות שיניים צמודות זו לצד זו. אחת מהן סטטית והשניה מחליקה על פני הראשונה הלוך ושוב, מה שיוצר אפקט מספריים בין כל זוג שיניים. סט השיניים הנייד מחובר לאלמנט פלסטי עם חריץ אנכי. אל תוך החריץ הזה נכנסת שן מציר המנוע (מימין), אלא שהשן הזו אינה ממוקמת על הציר עצמו אלא מעט הצידה. הדבר גורם לה לנוע במעגל קטן, והיא מושכת ודוחפת את החריץ בציר האופקי תוך כדי סיבוב, ומחליקה בתוכו בציר האנכי. במילים אחרות, למי שלא הדחיק לגמרי את ימי בית הספר, המנגנון הפשוט הזה מבודד את הקוסינוס של סיבוב המנוע.
השיטה הזו בזבזנית: היא יוצרת חיכוך רב ומפעילה לחצים בכיוונים לא רלוונטיים. שיטה טובה יותר, לפחות מבחינת ניצול כוח המנוע, היא סיבוב של ראשי גילוח עגולים. על ציר המנוע מורכב גלגל שיניים קטן, והוא מסובב גלגלי שיניים גדולים יותר שמקיפים אותו ומחוברים לראשי הגילוח – שניים, שלושה או ארבעה. הדגם שבתמונה הבאה כולל סוללה נטענת (בצהוב, בגודל AA הסטנדרטי), שנאי (באדום) להמרת מתח החשמל הביתי למתח מתאים לטעינת הסוללה, ומנוע.
עם זאת, עדיין לא נפטרנו מהקוסינוס, מכיוון שברבות מהמכונות הללו משולב גם קוצץ זקן/שפם שקופץ בהזזת כפתור. מה מניע אותו? כדי לגלות את התשובה עלינו לצלול לתוך הג'יפה שמתחת לגלגלי השיניים (חומר סיכה ישן משולב באבק ובלכלוך גרוע יותר). הסתכלו על הגלגל העליון בתמונה הבאה, שמוצג כשהוא הפוך. יש טבעת פלסטיק קטנה מסביב לציר הסיבוב, וטבעת גדולה יותר שמשיקה לה ובולטת לצד אחד באופן לא סימטרי. המבנה הזה משותף לכל הגלגלים, במקרה שמישהו יחליף ביניהם תוך כדי תחזוקת המכונה. כעת, הסתכלו על החלק שמסומן בחץ כחול. הדבר הזה חופשי להסתובב על ציר משלו, והטבעת שמסומנת בחץ האדום נכנסת לתוך החור האליפטי שבו ומסיעה אותו הלוך ושוב תוך כדי סיבוב גלגל השיניים. בקצה התחתון, שאינו נראה בתמונה, התנועה הזו הופכת לתזוזה של שן קטנה ימינה ושמאלה – בדיוק מה שאנחנו צריכים בשביל להניע את פס השיניים של הקוצץ.
הקוצץ עצמו בנוי כך שבמצב סגור, החריץ המניע שלו אינו נוגע בשן הקטנה. רק כאשר פותחים אותו, החריץ מתלבש על השן והתנועה האופקית של השיניים מתחילה.
מכונות הגילוח המודרניות כוללות שכלולים נוספים, כגון קפיצים מתחת לראשי הגילוח (שמאפשרים התאמה של הזווית שלהם לתווי הפנים), כיסויי גומי למניעת חדירה של מים ועוד. העיקרון הבסיסי, כאמור, זהה: הזיפים עוברים את הרשת ונקטעים כשהלהבים חובטים בהם מהצד במהירות מספקת. אם המהירות לא מספקת, למשל כאשר הסוללה חלשה, הלהבים הקהים יחסית אינם מצליחים לחתוך את הזיפים ורק מושכים אותם – כאב שכל מתגלח במכונה מכיר.
