Mechanické hodinky

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 28. května 2021; kontroly vyžadují 14 úprav .

Mechanické hodiny  jsou hodiny využívající kyvadlo , které měří čas periodou kmitání během dne, měsíce, roku a které je poháněno závažím, pružinou nebo zdrojem elektrické energie s elektromechanickým měničem. Jako měřítko času se využívají setrvačné vlastnosti oscilačního systému v podobě klasického a pružinového kyvadla při regulaci dlouhého kyvadla nebo spirálové pružiny ve formě regulátoru rovnováhy (+/-).

Nástup lodních chronometrů s pružinovým kyvadlem způsobil revoluci v lodní dopravě tím, že synchronizoval běh času a nebeskou sféru , což umožnilo spolehlivě určit zeměpisnou délku místa. Dalším zařízením pro stanovení polohy v době měření byl sextant .

Řemeslníci, kteří vyrábějí a opravují hodinky, se nazývají hodináři . V umění jsou mechanické hodinky symbolem času.

Mechanické hodinky jsou přesností horší než elektronické a quartzové hodinky (1. třída přesnosti mechanických hodinek je od +40 do -20 sekund za den; chyba quartzových hodinek je v rozmezí od 10 sekund za den do 10 sekund za den rok). Proto se v současnosti z nepostradatelného nástroje mechanické hodinky stávají symbolem tradice a prestiže .

Historie


První mechanické hodiny unikající kapalině byly vyrobeny v Tang v Číně v roce 725 našeho letopočtu Yixingem a Liang Lingzanem . Z Číny se tajemství zařízení zjevně dostalo k Arabům .

První mechanické hodiny v západní Evropě , namontované na věžích, aby se přizpůsobily pohybu závaží jejich mechanismu, měly pouze jednu ručičku – hodinovou. Minuty se tehdy vůbec neměřily; ale takové hodiny často slavily církevní svátky. V takových hodinách také nebylo žádné kyvadlo . Nejstarší zmínky o věžních hodinách se objevují v anglických kronikách na konci 13. století. V roce 1283 je tedy podle místních letopisů v katedrále augustiniánského převorství v Dunstable instalován orloj .( Bedfordshire ) a v roce 1288 se ve věži katedrály Westminsterského opatství objevují věžní hodiny . Na začátku 14. století vypráví Dante Alighieri ve své „Božské komedii“ o kolech s bojem .

Věžní hodiny, instalované v roce 1354 ve Štrasburku , tedy neměly kyvadlo, ale zaznamenávaly: hodiny, části dne, svátky církevního kalendáře, Velikonoce a dny na nich závislé. V poledne se postavy tří králů poklonily před postavou Panny Marie a pozlacený kohout zakokrhal a tloukl křídly; speciální mechanismus uvedl do pohybu malé činely , které odbíjely čas. Dodnes se ze štrasburských hodin dochoval pouze kohout . Nejstarší dochovaný věžní hodinový mechanismus se nachází v katedrále anglického města Salisbury a pochází z roku 1386 .

Teprve v 17. století slavný Galileo Galilei zdokonalil kyvadlo , ale až po dlouhé době se jeho vynález začal používat v hodinkách.

V Rusku se první věžní hodiny , navržené srbským mistrem Lazarem, objevují na knížecím dvoře moskevského Kremlu na počátku 15. století [1] .

V současnosti se nejstarší věžní hodiny v Evropě nacházejí v Grodnu v Běloruské republice . Jsou v provozu více než 500 let. [2] .

Později se objevily kapesní hodinky, patentované v roce 1675 H. Huygensem , a poté - mnohem později - náramkové hodinky. Zpočátku byly náramkové hodinky pouze dámské, šperky bohatě zdobené drahými kameny, vyznačující se nízkou přesností. Žádný sebeúctyhodný muž té doby by si na ruku nenasadil hodinky. Ale války změnily pořadí věcí a v roce 1880 Girard-Perregaux zahájil sériovou výrobu náramkových hodinek pro armádu.

Mechanismus prvních městských hodin Nikolaev byl velmi velký a objemný. Na tu dobu to bylo opravdu gigantické. Což s sebou přineslo spoustu problémů.

V roce 1819 bylo rozhodnuto obnovit budovu městského magistrátu a umístit do ní první hodiny. Samotné umístění ale nebylo tak jednoduché. Kromě hodinového mechanismu zde byl i zvon o hmotnosti jedné tuny. Na zvonu bylo kladivo o váze 20 kilogramů. A samotné hodiny se uvádějí do pohybu díky dvěma závažím. Jedno závaží vážilo 192 kilogramů a druhé 66 kilogramů.

Hodiny se musely natahovat dvakrát denně. Za tímto účelem byla ve městě samostatná osoba, která se tím zabývala. [3]

Konstrukce mechanických hodinek

Mechanické hodinky se skládají z několika hlavních částí:

  1. Zdrojem energie (motoru) je vinutá pružina nebo zvednuté závaží.
  2. Spoušťový mechanismus  je zařízení, které převádí nepřetržitý rotační pohyb na oscilační nebo vratný pohyb.
  3. Regulátor (oscilační systém - kyvadlo nebo rovnováha (zastaralý "balancer")). Regulátor spolu s únikem určuje přesnost hodinek.
  4. Mechanismus navíjení a přenášení šípů je remontoár.
  5. Převodový systém, který spojuje pružinu a spoušťový mechanismus, je záběrový.
  6. Šipkový číselník.

Kyvadlo

Historicky prvním oscilačním systémem bylo kyvadlo. Jak je známo, při stejné amplitudě a konstantním zrychlení volného pádu se frekvence kmitů kyvadla nemění.

Složení kyvadlového mechanismu zahrnuje:

Přesnost zdvihu se nastavuje změnou délky kyvadla nebo délky pružiny.

Klasický kyvadlový mechanismus má tři nevýhody. Za prvé, frekvence oscilací kyvadla závisí na amplitudě oscilací ( Huygens překonal tento nedostatek tím, že nechal kyvadlo kmitat spíše podél cykloidy než po oblouku kružnice . Galileo publikoval studii o oscilacích kyvadla a uvedl že perioda kmitů nezávisela na jejich amplitudě, což přibližně platí pro malé amplitudy). Za druhé, kyvadlové hodiny musí být upevněny; nelze je použít na jedoucích vozidlech. Zatřetí, frekvence závisí na gravitačním zrychlení, takže hodiny nastavené v jedné zeměpisné šířce budou zaostávat v nižších zeměpisných šířkách a jdou dopředu ve vyšších zeměpisných šířkách.

Zůstatek

Holanďan Christian Huygens a Angličan Robert Hooke nezávisle na sobě vyvinuli další oscilační mechanismus, který je založen na vibracích odpruženého těla.

Vyrovnávací mechanismus zahrnuje:

Přesnost zdvihu reguluje teploměr - páka, která vyřadí z práce nějakou část spirály. Váha je citlivá na kolísání teplot, proto jsou kolo a spirála vyrobeny ze slitin s malým koeficientem tepelné roztažnosti . Druhá možnost, ta starší, je vyrobit kolo ze dvou různých kovů tak, aby se při zahřátí ohýbalo (bimetalická váha).

Pro zlepšení přesnosti vyvážení byla váha dodávána se šrouby, které umožňují přesné vyvážení kola. Vzhled přesných automatů zachránil hodináře od vyvažování, šrouby na váze se staly čistě dekorativním prvkem.

Vyvažovací mechanismus se používá hlavně u přenosných hodin, protože na rozdíl od kyvadlových hodin může být provozován v různých polohách. Kvůli necitlivosti na kolísání teplot a také kvůli větší odolnosti se však kyvadlo stále používá ve věžových a některých typech podlahových a nástěnných hodin.

Kameny

Na konci XVII století. Anglický matematik Fatio de Duillier objevil metodu vrtání rubínů pomocí diamantového nástroje. Diamantový vrták umožnil vytvořit otvory v rubínu malého průměru s velmi hladkými hranami; takto vyvrtané rubíny by se daly použít jako hodinová ložiska , čímž se zvýšila přesnost a odolnost mechanických hodinek. V březnu 1705 Fatio předvedl hodiny na kamenech v Royal Society .

Až do roku 1768 se kamenné hodiny vyráběly výhradně v Anglii; na kontinentu tuto metodu poprvé zvládl švýcarský hodinář Ferdinand Berthou [4] . Od té doby jsou rubínové kameny široce používány v kvalitních mechanických hodinkách.

Další mechanismy zabudované do hodinek

Kukačka, bojuj

V pevných intervalech (obvykle půl hodiny nebo hodiny) hodiny odbíjejí aktuální čas. Volitelně: hraje melodie nebo figurky - jacquemarti hrají nějakou scénu.

Zajímavé je, že před příchodem mechanických hodin se čas poznával podle zvuku kostelních zvonů. Proto u prvních mechanických hodinek existoval pouze úder, bez číselníku. V některých jazycích se hodinová věž a zvon nazývají stejným slovem, například v holandštině by obojí bylo klok.

Opakovač

Od fr. répéter - opakovat, reprodukovat. Složitější mechanismus, který vám umožní porazit čas zvukem při stisknutí tlačítka. Původně byl navržen pro námořníky , kteří potřebovali ve tmě znát aktuální čas, aniž by rozdělali oheň.

Existuje několik typů opakovačů:

Kalendář

Kalendář může mít různou složitost – od jednoduchého číselného ukazatele, který je třeba přeložit, pokud má měsíc méně než 31 dní, až po složitý mechanismus, který bere v úvahu přestupné roky .

Fáze měsíce

Odkazuje na astronomické funkce. Subčíselník nebo kotouč, odstupňovaný na 29,5 dne, zobrazující Měsíc v různých fázích.

Časová rovnice

Astronomická funkce v hodinách, která bere v úvahu rozdíl mezi místním středním časem, jak ho ukazují konvenční hodiny, a skutečným slunečním časem.

Rámeček

U některých náramkových hodinek (například Komandirskie, Rusko ) je kolem číselníku instalován otočný kroužek s dílky ( luneta , luneta ). Je navržen tak, aby sledoval čas. V potápěčských hodinkách se luneta otáčí pouze proti směru hodinových ručiček, takže při náhodném otočení nelze zbývající čas prodloužit (což může vést k nedostatku vzduchu). Podle potápěčské tradice je posledních 15 nebo 20 minut lunety zbarveno červeně (signál k výstupu).

Luneta se používá i u hodinek s 24hodinovým ciferníkem. Luneta je označena třemi časovými intervaly po čtyřech hodinách se čtyřhodinovými intervaly mezi nimi.

Automatické navíjení

V roce 1770 byl poprvé ve švýcarských hodinkách použit samonatahovací hodinový strojek, takže švýcarský hodinář Abraham-Louis Perrelet realizoval svou myšlenku „věčných“ hodinek – hodinek, které by nebyly potřebují neustálé navíjení, ale při chůzi by se navíjely samy [5] .

V náramkových hodinkách je instalován excentr (v řeči hodinářů rotor nebo sektor , protože je vyroben ve formě lehkého plátu s překrytím ve formě obloukového sektoru z těžké slitiny wolframu ; používají se slitiny zlata u drahých hodinek ), který se při pohybu ručičky otáčí a navíjí pružinu. Pokud tedy hodinky nosíte neustále, není třeba je natahovat vůbec. Samonatahovací mechanismus a pružina jsou spojeny třecí spojkou .

Automatický nátah má pozitivní vliv na přesnost (pružina je neustále v téměř navinutém stavu). U vodotěsných hodinek se závity, které šroubují korunku, opotřebovávají pomaleji.

Samonatahovací hodinky jsou tlustší a těžší než hodinky s ručním nátahem. Dámské samonatahovací kalibry jsou díky zdrobnělosti dílů dost vrtošivé. Automatický nátah je k ničemu pro lidi, kteří jsou neaktivní (například staří nebo nemocní), stejně jako pro lidi, kteří nosí hodinky jen čas od času. Pokud však existuje speciální zařízení pro automatické natahování hodinek zvané „natahovač “ , lze hodinky natahovat trvale. Navijáky fungují z domácí elektrické sítě (220v nebo 110v) nebo z dobíjecích baterií.

Tourbillon

U prvních mechanických hodinek mohla přesnost kurzu záviset na poloze hodinek v prostoru a okolní teplotě. Pro snížení závislosti na teplotě se začaly používat speciální slitiny s nízkými koeficienty tepelné roztažnosti.

Breguet vynalezl v roce 1795 a v roce 1801 patentoval tourbillon ( francouzsky  tourbillon  - vichřice) [6]  - zařízení pro částečnou [7] kompenzaci zemské gravitace . Tourbillon se skládá z váhy, únikové vidlice a únikového kola, umístěných na speciální otočné plošině (nejběžnější rychlost otáčení: 1 otáčka za minutu). Jedná se o jeden z nejsložitějších a nejdražších doplňkových mechanismů. Maximální přesnost levných mechanických hodinek dosahuje ±5 sekund za den; vysoce kvalitní: až ±1 s za den, levné quartzové hodinky (pro srovnání jde o modernější mechanismus): ±0,5 s za den [7] . Přesnost hodinek s tourbillonem je: ±1..±2 s za den [8] . Často je tourbillon viditelný skrz okno v číselníku. Tourbillon totiž během jedné minuty otočí celý hodinový mechanismus kolem své osy, čímž se vlivem zemské gravitace hodiny o půl minuty posunou dopředu a další půl minuty se zpozdí; tím se eliminuje vliv zemské gravitace na přesnost kurzu.

V roce 2003 vynalezl slavný hodinář Frank Müller novou verzi kyvadla Tourbillon – byla to dvouosá Tourbillon Revolution. Skládá se ze 2 vozíků, které se mohou současně otáčet horizontálně i vertikálně. Odstranil tak problém s nepřesností, kdy byly hodinky delší dobu ve vodorovné nebo svislé poloze, což bylo vlastní náramkovým hodinkám s tourbillonovým zařízením. O rok později stejný vynálezce představil hodinky Tourbillon Revolution 2, které se již mohly otáčet ve třech rovinách.

Účinnost tourbillonů byla od jejich vynálezu mnohokrát zpochybněna. Podle hodináře Alexandra Miljaeva dělají automatické stroje kola tak vyvážená, že tourbillon prostě není potřeba, a hodinky s tourbillony jsou „ukazatelem výjimečné dovednosti hodináře a vysokého postavení majitele“ [6] .

Tachymetr

Stupnice umístěná podél okraje mnoha moderních hodinek (nejčastěji se nachází na chronografech). Tato váha se neotáčí, je nehybná. Tachymetr je určen k výpočtu rychlosti na základě doby jízdy na známou vzdálenost (např. 1 km).

Indikátor rezervy chodu

Ukazuje, kolik hodin nebo dní ještě jaro skončí.

Speciální typy hodin

Budík

V okamžiku určeném uživatelem vydá zvukový signál. Čas signálu se nastavuje pomocí další šipky. Budík obvykle zvoní 2x denně klasickým ciferníkem děleným 12 hodinami a jednou ciferníkem děleným 24 hodinami.

Chronometr

Zpočátku se chronometr používal na moři k určení zeměpisné délky . V dnešní době se takto nazývají vysoce přesné mechanické hodinky, které splňují normu ISO 3159 . Ve Švýcarsku certifikaci provádí oficiální švýcarská kontrola chronometrů . Hodinky obdrží status pod podmínkou, že odejdou maximálně 10 sekund denně (15 sekund u chronometrů druhé třídy) [9] .

Stopky

Hodiny, které slouží k počítání krátkých časových úseků (například ve sportu ). Stopky umožňují kdykoli spustit a zastavit odpočítávání a také rychle vynulovat naměřené hodnoty. Na rozdíl od běžných hodinek nejsou stopky určeny k určování aktuálního času, pouze intervalů, od jednoho okamžiku k druhému.

Chronograf

Chronograf jsou mechanické nebo quartzové hodinky, které jsou také stopkami .

Vojenské hodinky

Hodinky vyrobené pro vojenský personál různých zemí a splňující nejvyšší technické a provozní požadavky.

Šachové hodiny

Hodiny se dvěma mechanismy, které slouží k ovládání času v šachu . Stejně jako stopky jsou určeny k měření relativního času.

Laboratorní hodiny

Časovač určený pro chemiky , fotografy

Poznámky

  1. ↑ Trojiční kronika, 1408
  2. ↑ Nejstarší městské hodiny v Evropě se nacházejí v Grodnu (nedostupný odkaz) . Získáno 23. června 2015. Archivováno z originálu 23. června 2015. 
  3. ↑ Jak přišel čas na Nikolaev - mykolaiv-future.com.ua  (ruština)  ? (5. října 2022). Staženo: 21. října 2022.
  4. ↑ Nicolas Fatio de Duillier (1664 - 1753) . slavných hodinářů . Fondation de la Haute Horlogerie. Získáno 29. dubna 2017. Archivováno z originálu 14. listopadu 2020.
  5. ↑ Pipunyrov, 1982 , s. 262.
  6. ↑ 1 2 Apresov, Sergej . Srdce času: Mechanika věčnosti  // Populární mechanika . - květen 2007. - č. 5 (55) .
  7. ↑ 12 Denny , Mark. Tourbillon a jak to funguje  //  IEEE Control Systems Magazine. - IEEE Control Systems Society , červen 2010. - Vol. 30, č. 3 . - S. 19-23, 78. - ISSN 1066-033X . - doi : 10.1109/MCS.2010.936291 . Archivováno z originálu 12. listopadu 2013.
  8. ↑ Tourbillon . Získáno 23. března 2014. Archivováno z originálu dne 23. března 2014.
  9. ↑ Tabulka na webu COSC  (anglicky) (nepřístupný odkaz) . Získáno 28. února 2013. Archivováno z originálu 4. května 2014. 

Viz také

Literatura

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
V bibliografických katalozích
 Hodinky
Podle principu jednání
Po domluvě
Typ
Detaily a mechanismy hodinek
slavné hodiny