Ростов-на-Дону
Москва Волгоград Краснодар Омск
Если вашего города нет в списке, следует выбрать Москву.

Спусковой механизм с отходом — функциональный узел больших часов

Шпиндельный часовой механизм (ШЧМ) признан старейшим из существующих. Он использовался в механических моделях с тех пор, как о них стало известно. Его основные признаки — крупное колесо спуска, которое называют также «корончатым», и шпиндель — вал с парой прямых палет. Автор изобретения неизвестен, хотя его приписывают и Герберту, и Пацифику из Вероны, в 9 веке создавшему часы с гирей. Возможно, что еще в эпоху водяных моделей о нем знали, хотя широкое распространение ШЧМ получил в 13-14 веках, когда появились первые привычные нам механические конструкции.


Водяные часы

Механизмы с билянцем

Когда изобретался шпиндельный механизм, никто не знал о маятниках или балансе. Поэтому для него использовался осциллятор в виде коромысла с двумя плечами — т.н. билянец, или фолио. Он насаживался на вал жестко, оснащался двигающимися регулировочными грузиками и располагался горизонтально. Положение определяло места и других элементов. Палетный вал стоял вертикально, а в колесе вал был горизонтальным. Эта конструкция была реализована сначала в больших башенных часах, а потом и в домовых, которые заказывали богатые европейские горожане.


Пражские часы

ШЧМ применялся и в знаменитых пражских курантах, но его впоследствии заменил дифференциальный стопорный спуск Денисона (как в лондонском Вестминстере).

Нельзя сказать, что билянец был «настоящим» осциллятором, способным к собственным колебаниям и обладающим своей частотой. У коромысла не было ни маятниковой силы тяжести, ни возвращающей силы баланса. Это был, по сути, маховик, но его появление позволило изменить конструктивный принцип на более приемлемый — с колесами, размещенными горизонтально. Решение стало реализовываться повсеместно. Колесо прежней формации, размещенное на удлиненных валах, уступило место моделям, спрятанным под передаточным узлом.

ШЧМ устанавливался и в первоначальных часах с боем. Колокольный механизм, запускавшийся каждые 60 минут, размещался сзади. Колокол отбивал одно и то же число ударов и использовался для проверки времени — ночной сторож определял его на ощупь, по циферблатным выступам и положению стрелки. Она в большинстве моделей, созданных до начала 18 века, была единственной.


Появление маятника: революционные изменения

На переломе 16 и 17 веков Галилей стал изучать маятник, и пришло время для революционной смены часовых механизмов. Первые маятниковые модели увидели свет благодаря Х. Гюйгенсу. Его часы, в которых маятник работал как «настоящий» осциллятор, были в разы точнее моделей со ШЧМ «кухшванц» (короткий билянец насаживался на палетный вал). Суточная погрешность новых конструкций, ранее колебавшаяся в диапазоне до 60 минут, сократилась до 10 секунд.


Христиан Гюйгенс

Христиан Гюйгенс (1629-1695)


Сам шпиндельный спуск практически не видоизменился, хотя для маятниковых систем он не совсем подходил из-за амплитуды от 20 градусов. Однако, его простота помогла сохранить принцип вплоть до 19 века. Часовщики, чтобы «приспособить» ШЧМ к требованиям маятника, изменяли угол между палетами до 40 градусов, одновременно корректируя наклон колесных зубцов, чтобы ограничить нежелательный отход.


>Французские часы со шпиндельным ходом

Французские часы со шпиндельным ходом


Даже сам Гюйгенс осознавал, что у шпиндельного узла много недочетов. Чтобы нейтрализовать влияние увеличенной маятниковой амплитуды, он сделал пружинную подвеску, в которой поверхности были циклоидальными. Изменяя длину маятника, они влияли на время колебания — математически схема правильна, но она не прижилась. Появившийся анкерный спуск, заменивший ШЧМ, был рассчитан на небольшую амплитуду.


Упрощение конструкции: поиск и решения, предложенные часовщиками в 17-19 веках

Часовщики постоянно искали возможность усовершенствовать шпиндельную конструкцию. Наибольшей проблемой, ярко заметной при изготовлении башенных моделей, было создание спусковых колес. Средневековые кузнецы оставляли на них сварные клиновидные соединения, клепаные трубочные трибы и прочие признаки, а соблюдать вертикаль палетного вала было трудно. Решением проблемы стала система валов, расположенных параллельно и плоское колесо с зубцами на торцах.

Следующий шаг развития — изобретение храповых механизмов, сначала двухрычажного, который создал шевалье де Бетуне, а затем остальных. Часовщики продолжали изменять конструкцию:


  • парижанин А. Тиоу использовал вилку и гирю на валах правого и левого плеча рычагов (внутренние части удерживались в непрерывном контакте);
  • французский часовщик Й.Б. Дютертр использовал пару маятников, раскачивающихся в противоположных направлениях — синхронизировали их два сегмента с зубцами;
  • профессор Королевской лондонской академии Р. Гук изобрел «английский крюк», усовершенствованный другим британцем, В. Клиентом (он сделал первый анкерный спуск с реверсом).

Благодаря появлению анкерного спуска можно было использовать тяжелые маятники, расходуя меньше энергии привода. Конструкция подходила к малоамплитудным моделям. Для масштабных часов (башенных, напольных) использовался спуск с навесным анкером и удлиненными плечами, дававшими большее усилие. В дешевых моделях устанавливался анкер из листа стали — «шварцвальдский». Этот тип был распространен в немецкой южной области, откуда с начала 18 века распространился на всю Европу и использовался до начала 19 века. Конкуренцию ему стали составлять и другие механизмы.

Rambler's Top100