Введение

Часы с боем – это часы, которые подают сигнал о времени с помощью колокола, гонга или другого звукового устройства. В 12-часовом бою, наиболее распространенном в современных часах с боем, часы бьют один раз в 1:00, два раза в 2:00 и так далее до двенадцати раз в 12:00 дня, после чего цикл повторяется, начиная с одного удара в 1:00 вечера, двух ударов в 2:00 вечера и до двенадцати ударов в 12:00 ночи. Функция подачи звукового сигнала о времени изначально была важнее циферблата; самые ранние часы отбивали часы, но не имели циферблатов для определения времени. Развитие механических часов в Европе в XII веке было обусловлено необходимостью звонить в колокола в установленные часы для призыва общины к молитве. Самые ранние известные механические часы представляли собой большие часы с боем, устанавливаемые в башнях монастырей или на общественных площадях, чтобы их звон был слышен издалека. Хотя ранние часы в Сирии были 12-часовыми, многие ранние часы отбивали до 24 ударов, особенно в Италии, где в XIV и XV веках широко использовались 24-часовые часы, соответствующие итальянскому счислению времени. С распространением современных 12-часовых часов, особенно в Великобритании и Северной Европе, 12-часовой бой стал более распространенным и в конечном итоге стал стандартом. Помимо подачи сигнала о времени каждый час, многие часы с боем воспроизводят последовательности мелодий каждый четверть часа. Наиболее распространенной последовательностью является Вестминстерский бой. Сегодня функция подачи времени с помощью боя практически утратила свою необходимость, и часы с боем сохраняются по историческим, традиционным и эстетическим причинам. Исторические башни с часами в городах, университетах и религиозных учреждениях по всему миру до сих пор отбивают часы, яркими примерами являются Биг-Бен в Лондоне, Башня Мира в Оттаве и Спасские часы на Московском Кремле. Часы с боем для дома, такие как каминные часы, кукушки, напольные часы и настенные часы, также очень распространены. Обычно часы с боем имеют два механизма: часовой механизм, отсчитывающий время, и боeвой механизм, приводящий в действие колокол.

Продажа

Самый простой тип курантов просто отбивает один удар каждый час; это называется часами с проходящим боем. Механически реализовать проходящий бой было просто: нужно лишь прикрепить кулачок к валу, который вращается раз в час; кулачок поднимает, а затем отпускает молоток, который ударяет в колокол. Первые башенные часы, устанавливаемые в башнях соборов, аббатств и монастырей для призыва общины к молитве, возникшие в средневековой Европе до изобретения механических часов в XIII веке, были водными часами, использовавшими механизм проходящего боя; они отбивали один удар за каждый канонический час. До появления европейских часов Китай разработал технологию астрономических часов, приводимых в движение водой, начиная с учёного I века нашей эры Чжан Хэна (78–139). Китайский буддийский монах и изобретатель династии Тан И Син (683–727) создал вращающийся небесный глобус, который приводился в движение механизмом водяных часов, работающим от водяного колеса. На его горизонтальной поверхности располагались два деревянных зубчатых механизма с барабаном и колоколом, колокол автоматически отбивался каждый час, а барабан – каждые четверть часа. Сохранилась запись о том, что в 730 году конфуцианские ученики должны были написать эссе об этом устройстве, чтобы сдать имперские экзамены. Использование зубчатых механизмов для отбивания часов применялось и в более поздних башнях с часами династии Сун в Китае, например, в тех, которые были спроектированы Чжан Сисюнем и Су Суном в X и XI веках соответственно. За пределами Китая куранты были установлены в часовой башне у мечети Омейядов в Дамаске (Сирия), отбивавшей один удар каждый час. Это является темой книги «О строительстве часов и их использовании» (1203 год), написанной Ридваном ибн аль-Саати, сыном часовщика. Флорентийский писатель Данте Алигьери упомянул зубчатые механизмы курантов в 1319 году. Одной из старейших сохранившихся часовых башен является Часовая башня Святого Марка на площади Святого Марка в Венеции. Часы Святого Марка были собраны в 1493 году знаменитым часовщиком Джан Карло Райнери из Реджо-Эмилии, где его отец Джан Паоло Райнери уже построил другое знаменитое устройство в 1481 году. В 1497 году Симоне Кампанато отлил большой колокол, который был установлен на вершине башни, где его поочередно ударяют Дюэ Мори (Два мавра) – две бронзовые статуи, держащие молот.

Считываю часы

Во время великой волны строительства башенных часов в Европе в XIV веке, примерно в то время, когда были изобретены механические часы, создавались куранты, которые пробивали в колокол несколько раз, чтобы отсчитывать часы. Часы Беата-Верджин (позже Сан-Готтардо) в Милане, построенные около 1330 года, были одними из первых задокументированных часов, отбивавших время. В 1335 году Гальвано Фьямма писал: "Астрономические часы, спроектированные Ричардом Уоллингфордом в 1327 году и построенные около 1354 года, также отбивали 24 часа". Некоторые редкие часы используют особый вид боя, известный как "римский бой", изобретенный Джозефом Ниббом, при котором большой колокол или низкий тон обозначает "пять", а маленький колокол или высокий тон – "один". Например, четыре часа отбивались бы высоким тоном, за которым следовал бы низкий, а одиннадцать часов – двумя низкими тонами, за которыми следовал бы высокий. Цель этого – экономить энергию ударного механизма. Например, "VII" отбивалось бы три раза вместо семи, а "XII" – четыре раза вместо двенадцати. Часы с таким типом боя обычно показывают четыре часа на циферблате римской цифрой "IV" вместо более распространенной "IIII", чтобы соответствовать последовательности ударов на высоких и низких колоколах. Одни небольшие настольные часы такого типа из коллекции Джорджа Дэниелса были проданы на аукционе Sotheby's 6 ноября 2012 года за 1 273 250 фунтов стерлингов.

Счетная колеса

Часовщики разработали два механизма, позволяющих курантам правильно отсчитывать часы. Более ранний, появившийся в первых курантах в XIV веке, называется "ударным счетчиком" (countwheel striking). Он использует колесо с выемками на боковой поверхности, расположенными на неравномерных, постепенно увеличивающихся дугах. Это колесо управляет вращением ударного механизма. Когда ударный механизм освобождается от хода часов, рычаг поднимается из выемки на ударном счетчике; неравномерные выемки позволяют ударному механизму двигаться только на достаточное расстояние для отбивания нужного количества ударов, после чего рычаг опускается обратно в следующую выемку и останавливает дальнейшее вращение ударного механизма. Ударный счетчик имеет недостаток – полную независимость от хода часов; если ударный механизм разряжается или по какой-либо другой причине часы перестают отбивать, ударный счетчик рассинхронизируется с временем, показываемым стрелками, и требует повторной синхронизации путем ручного освобождения ударного механизма до тех пор, пока он не займет правильное положение.

Удар по стойке

В конце семнадцатого века был изобретён механизм курантов с храповым колесом. Этот механизм получил своё название из-за регулировки храповым колесом и эксцентриком в форме улитки. Расстояние, на которое опускается храповое колесо, определяется формой эксцентрика, тем самым регулируя количество ударов. В течение XX века существовало заблуждение, что механизм храпового колеса и эксцентрика был изобретён британским священником Эдвардом Барлоу в 1675–1676 годах. Однако имя изобретателя остаётся неизвестным. Эксцентрик в форме улитки является частью часового механизма, совершающим один оборот каждые двенадцать часов; часто эксцентрик крепится к той же оси, на которой установлена часовая стрелка. Диаметр эксцентрика максимален в положении «один час», что позволяет храповому колесу перемещаться на небольшое расстояние, после чего механизм удара останавливается; минимален – в положении «двенадцать часов», что позволяет храповому колесу перемещаться на максимальное расстояние. Удары прекращаются, когда последний зуб храпового колеса зацепляется за собирающий шток. Поскольку количество ударов в час определяется положением эксцентрика, вращающегося синхронно с часовой стрелкой, механизм курантов с храповым колесом редко выходит из синхронизации. Этот механизм также сделал возможным создание часов с повтором, которые могут повторить последний отбитый час по нажатию кнопки. Механизм курантов с храповым колесом стал стандартным решением для часов с боем и используется до сих пор.

Части механизма

Все механизмы, отсчитывающие часы, имеют эти детали. Буквы ниже соответствуют схеме. Источник питания – Обычно это то же самое устройство, которое приводит в действие часовой механизм: в часах с гиревым заводом это второй гирь на тросе (P), в часах с пружинным заводом – другая главная пружина. Хотя старые однодневные (30-часовые) часы часто использовали один гирь или главную пружину для привода как часового, так и ударного механизмов, более качественные часы использовали отдельный источник питания, поскольку ударный механизм потребляет много энергии, его часто приходится подводить чаще, а также для изоляции деликатного часового механизма от значительных движений в ударном механизме. Подводка ударных часов требует отдельной подзаводки как часового, так и ударного механизмов. Ударный механизм – Это зубчатая передача (G, H), которая уменьшает силу источника питания и передает ее на механизм молотка, который ударяет в гонг. В старинных часах, для снижения производственных затрат, он часто был идентичен часовому механизму, приводящему в действие часовой механизм, и устанавливался параллельно ему, слева от наблюдателя. Регулятор – Устройство для предотвращения слишком высокой скорости ударного механизма и контроля скорости удара. Без него ударный механизм, будучи освобожденным, вышел бы из-под контроля под действием пружины или гири. В большинстве часов это простой воздушный тормоз (или крыльчатка) (K) – плоский кусок листового металла, установленный на быстро вращающемся валу шестерни. При вращении ударного механизма он встречает сопротивление воздуха, ограничивая скорость механизма. В ударных часах и некоторых современных часах вместо этого используется центробежный регулятор. Счетный механизм – Это критически важная деталь, упомянутая выше, которая освобождает ударный механизм в нужное время и подсчитывает нужное количество ударов. Это единственная часть ударного механизма, соединенная с часовым механизмом. Практически во всех современных часах используется реечная передача и улитка. Улитка (N) обычно установлена на центральном валу колеса часов, который совершает один оборот каждые 12 часов. Также имеется освобождающий рычаг (L), который в нужный час освобождает реечную передачу, позволяя часовому механизму вращаться. Молот и гонг – Рычаг молота (F) приводится в действие штифтами или зубцами (G) на одном из колес ударного механизма. При вращении колеса штифт поднимает рычаг молота, пока рычаг не соскользнет со штифта, позволяя молоту упасть и ударить в гонг (E). В ранних напольных часах использовались традиционные полусферические колокола. В более поздних напольных часах использовались гонги из длинных стальных труб или стержней, звук которых напоминал большие церковные колокола. В настольных и других небольших часах используются толстые закаленные стальные пружины, свернутые в спираль для экономии места. Часы, имеющие более сложные функции, чем просто отсчет часов, такие как отбивание четвертей или воспроизведение мелодий, часовые мастера называют "часами с боем". Дополнительные функции обычно приводятся в действие вторым полным ударным механизмом, отдельным от (часового) ударного механизма, называемым "механизмом боя". Эти часы имеют три гири или главные пружины для привода часового, ударного и бокового механизмов.

Как это работает

Это описывает, как работает механизм удара с помощью стойки и улитки. Обозначения соответствуют рисунку выше. Рычаг освобождения (L) удерживает стойку (M) в поднятом положении, когда часы не отбивают. На оси минутной стрелки (не показана), которая совершает один оборот в час, имеется выступ. По мере приближения к новому часу этот выступ медленно поднимает рычаг освобождения, позволяя стойке опуститься до тех пор, пока ее конец не упрется в улитку (N). Величина опускания стойки, а следовательно и количество ударов, определяется положением улитки. Ровно в час механизм удара (G, H, K) освобождается и начинает вращаться. При вращении штифты (G) поочередно поднимают молоток (F) и позволяют ему падать, ударяя по гонгу (E). Передаточные числа устроены таким образом, что зубчатое колесо (H) совершает один оборот при каждом ударе. Небольшой штифт (S) на этом колесе зацепляет зубья стойки, поднимая ее на один зуб при каждом обороте. Когда стойка достигает конца зубьев, она останавливает вращение механизма удара (с помощью механизма, не показанного на схеме, таким образом, что колесо (H) фиксируется, а штифт (S) перестает зацеплять стойку, позволяя ей свободно опуститься в следующий час). Таким образом, количество ударов равно числу задействованных зубьев стойки, что зависит от положения улитки.