Часы

Часы. В глубокой древности, уже на первых ступенях развития человек стремился создать приборы для измерения времени.

Наиболее примитивный из них — гномон (см.). Позднее эти часы превратились в научный прибор «меридиан» («meridienne»), служащий для определения точного полдня. В глубокой же древности мы находим солнечные часы — помещенный на стене указатель и ряд делений, соответствующих падающей в разные часы дня тени. Недостаток таких часов ясен — их показания возможны лишь при солнце и различны в зависимости от времени года (разница доходит до получаса). Несмотря на это, солнечные часы дожили до нашего времени, хотя скорее как украшение, чем как действительное мерило протекшего времени (рис. 1).

 

Рис. 1.

Желание освободиться от неудобств, представляемых солнечными часами, привело к созданию песочных часов (рис. 2), употребляемых и в настоящее время для измерения коротких промежутков времени. Так как струйка мелкого песка, перетекающего из верхней части прибора в нижнюю, недостаточно равномерна, то в клепсидре песок заменен водой, падающей в резервуар с делениями. Прибор этот встречается в Египте еще до н. э. и был распространен особенно в Вавилоне. В течение более 1 000 лет делались попытки к его усовершенствованию, попытки, приведшие, наконец, к применению колес. В X в. рождается часовое производство, в существенных чертах легшее в основу современного. Монах Герберт (970—1003), ученый математик, избранный папой под именем Сильвестра II, первый применил гири как двигатель, создал спуск и использовал маятник. Последние органы позволяют в любой момент превратить движение, и, с другой стороны, качания маятника дают желаемое деление временя. Предание говорит, что в 996 г. Герберт построил такой механизм в Магдебурге. Но в течение 250 лет мы не находим нигде следов часовых механизмов, приводимых в движение гирями.

 

Рис. 2.

На всем протяжении средних веков встречаются исключительно солнечные и песочные часы и клепсидры, и в дошедшей до нас литературе название «часы» применяется к этим приборам.

Самые ранние часы современного типа упоминаются снова лишь в ХIV в. Судя по описаниям хронистов, Richard Valingfort, аббат, живший в Англии, построил около 1326 г. такие часы, которых до того еще не видала Европа. В 1350 г. Jean de Dondis, доктор и астроном в Падуе, прославился созданием часов, показывающих час, день, месяц и праздники в течение года, а равно движение солнца, луны и планет. Этот шедевр сделал то, что Dondis более известен под кличкой «Horologius» (часовщик).

 

Рис. 3.

Из всех часов, упоминаемых в XIV в., наиболее известны часы, построенные Henri de Vic, которого Карл V Мудрый, король Франции, выписал из Германии. Часы  эти были помещены в королевском замке (Palais de Justice) в Париже. Об этих часах сохранилось больше всего данных. Они приводились в движение гирей, привешенной к веревке, намотанной на вал. При опускании гири вал приходит во вращение и через ряд промежуточных шестерен вращает вертикально расположенное храповое колесо с зубьями, одна сторона которых параллельна оси вращения. Это колесо встречает поочередно ту или другую лопасть, насаженную на вертикальном стержне, и тем самым останавливает спускание груза (рис. 3). Вверху стержня прикреплен брусок с подвешенными к нему подвижными грузами; благодаря инерции этого маховика вращение оси делается более медленным. Позднее этот брусок был заменен настоящим маховичком, получившим название «балансира» и подвешенным на двух шнурах, скручивание и раскручивание которых вызывало попеременное движение лопастей. Это приспособление не давало возможности точной регулировки хода и все же сохранилось без значительных усовершенствований вплоть до XVI в. К 1400 г. все главные города Европы имели башенные часы, иногда даже по несколько.

В хронологическом порядке их можно назвать так: Дуэ, Павия, Страсбург, Генуя, Флоренция, Регенсбург, Вена, Шартр, Феррара, Фрейбург в Брейслау, Валансьенн, Вестминстер, Кольмар и, наконец, Париж. Число их увеличивается в XV и XVI вв.

Применение маятника явилось переворотом в первоначальных механизмах. Маятник дает периодическое движение, особо пригодное для измерения времени. Это открытие и применение   его к часам принадлежит Галилею (1595). С этого момента начинается эра современных часов, и все сделанные позднее механические изменения не затрагивают установленные Галилеем принципы.

В то же время часы делаются научным прибором и служат для астрономических наблюдений. Гюйгенс в 1656 г. изучает математически движение маятника и изобретает циклоидальный маятник. Он же делает опыты создания морских часов. В 1676 г. Barlow и Quare изобретают часы с репетицией и применяют это новшество к комнатным часам. В это же время замечают, что изохронизм маятника имеет место лишь при слабых качаниях его, и в 1680 г. Clément, лондонский часовщик, изобретает спуск, ограничивающий колебания   малыми дугами. В Англии же в 1715 г. Graham вносит усовершенствования в спуск, сохранившиеся и в наших часах, и изобретает уравнительный маятник. В 1717 г. Jnlien lе Roy представляет Королевской академии наук в Париже другой тип уравнительного маятника, близкого к маятнику Harisson’a. По-видимому, к этому времени задача часового механизма разрешена, и все стремления направлены к тому, чтобы освободиться от влияния изменений температуры. Работы Ferdinand Berthond, Louis Berthond, Lepaute и др. привели к современному совершенству (башенных) часов, где дневная разница хода не превышает 0,006 секунды.

Что касается переносных часов и карманных — их прогресс был более медленен. В переносных часах спирально намотанная пружина помещается в барабане, вращающемся при растяжении (разматывании) пружины. К этому барабану прикреплена первая шестерня, приводящая в движение целый ряд других. Ни автор, ни время этого изобретения неизвестны. Первые карманные часы появились около 1500 г. в Нюрнберге — «нюрнбергское яйцо», но настоящий механизм, позволяющий более или менее точное определение времени, принадлежит Нuygens'y, сделавшему в этой области то, что Галилей сделал для башенных часов. До Huygens’a карманные часы были изящным предметом роскоши с ярким отпечатком ренессанса, и только ко времени Людовика XIV они входят в  обиход.

 

Рис. 4.

Что касается внешнего вида башенных, городских часов, то строители их  создавали целые памятники» используя библейские сцены, взятые с картин Леонардо да Винчи, Рафаэля и др., или же воспроизводя мифологические сюжеты. Часто механизмы приводили в движение целые процессии (например, часы в Берне) или отдельные фигуры (часы в Венеции). В это же время стали делать каминные часы, часы на подставках, с избытком украшений. Шарообразная форма, украшенный эмалью циферблат со временем теряют первоначальный художественный тип. Фабрикация часов из Франции переходит в Швейцарию, Голландию и Англию, но научная разработка вопроса остается в руках Франции и отчасти Англии, которая стремится оборудовать свои морские суда хронометрами.

В применении к малому формату, на основе трудов Huygens’a, его «horologium oscillatorum», часовое дело развивается, и Hook строит первый анкерный спуск.

Часовщик Graham одновременно с изобретением спуска для башенных часов изобретает цилиндровый спуск для карманных. Он применяется и в настоящее время. За несколько лет перед тем Patio в Женеве применяет рубин для подшипников вращающихся осей шестерен. Работы Berthoud, Pierre Leroy, Thomas Mudge, Arnold, Breguet дают крайне точные приборы, превзойденные лишь в XIX в. В 1863 г. Jvon Villarceau исследует способы уравнивания (компенсации) балансов в карманных часов и печатает в анналах парижской обсерватории их теорию. Но и это уравнивание (компенсация изменения размера от температуры) все же далеко от совершенства, и только в первые годы настоящего века Charles Ed. Guillaume строит уравнительные плоские маятники-балансы из двух сплавов — инвара и латуни. В 1921 г. он находит новый сплав, не изменяющий свою упругость при изменениях температуры — «элинвар». Из него делаются спиральные пружины (волоски) к балансам, ход таких часов очень регулярен при всяких температурах.

Работы Philipps’а в 1864 г., давшего полную теорию регулирующих спиралей, а также труды Cаspari, Andrade Ditisheim позволили в наши дни строить механизмы если и не вполне совершенные, все же близкие в тому.

Кроме усовершенствований механизма, направленных к достижению правильности хода, кроме введения в механизм осложнений в виде боя (репетиций), показаний чисел, месяцев, фаз луны и пр., современная техника позволяет создание таких шедевров, как выставленные в 1900 г. Ditisheim’oм часики, диаметр которых был 6,76 мм  и весь механизм весил менее грамма (0,95 centigr.). В 1927 г. Lucien GolІау подарил часовой школе в Valée de Jeux сделанные им часы, правда диаметром в два раза большим, но зато отбивающие часы, четверти и минуты. О точности работы можно судить, например, по тому, что шестерня четвертей диаметром в 8 мм  имеет 15 зубьев.

Башенные, стенные и настольные часы имеют четыре главных органа: двигатель, передачу (колеса), распределитель (спуск), регулятор (маятник). Рис. 4. представляет схематически расположенными одни за другим эти органы. Двигатель имеет задачей развивать необходимую для поддержания хода силу; он состоит на груза Р, подвешенного к шнуру, прикрепленному другим концом к валу К. На этом вале насажено храповое колесо с трехугольными зубцами; собачка, поворачивающаяся на оси, прижимается пружиной к этому храповичку. На той же оси вращается колесо А. Во время завода, т. е. подъема груза Р помощью рукоятки, действующей на вал, собачка скользит по зубцам храповика; при опускании же груза вместе с вращением вала К вращается и колесо А.

 

Рис. 5.

Передача, изображенная колесами А, В, С и шестеренками а, в, с, имеет целью уменьшить движущую силу так, чтобы спуск получил лишь очень малую долю ее. Разные скорости шестерен служат для показания делений времени. Зубчатка А вращает шестеренку а с большой скоростью; колесо В, неизменно связанное с а, вращает в и С, С вращает с; с каждой передачей скорость вращения увеличивается, и уменьшается сила. Обычно на оси а помещается минутная стрелка и на оси с — секундная.

Если последовательные заводки механизма должны быть редки, между двигателем и шестерней а помещают одну или несколько дополнительных шестѳрен, увеличивая единовременно груз Р, но с таким расчетом, чтобы сила, действующая на маятник, оставалась вое же постоянной. Распределитель, или спуск, состоит из храпового колеса D с особыми зубцами, зацепляемыми попеременно двумя связанными вместе лопастями (крючками якоря), находящимися в соединении с маятником. Распределитель передает маятнику ту часть усилия двигателя, которая доходит до него черев ряд зубчатых передач, часть крайне малую, но все же достаточную для того,  чтобы поддерживать его качания, несмотря на сопротивление — трение и пр. При каждом качании маятника освобождается зубец храпового колеса и передает касающейся другого зубца лопасти (оконечности якоря) некоторый импульс; при следующем качании повторяется то же явление, но уже с противоположной оконечностью якоря и т. д.

Маятник состоит из массивной чечевицы, помещенной на конце металлического или деревянного стержня, качающегося под действием силы тяжести. Качания изохронны, т. е. время их независимо от амплитуды, при условии, что таковая невелика.

 

Рис. 7.

Для показания «часов» достаточно ввести дополнительные шестерни, соответственно уменьшающие скорость вращения. Чтобы вращение часовой стрелки происходило в ту же сторону, что минутная, необходимо включение двух дополнительных шестерен.

 

Рис. 6.

Перевод часовой стрелки делается при помощи квадрата, находящегося на конце оси первой из дополнительных шестерен. При этом шестерня насаживается на ось а с легким трением, рассчитанным так, что общее движение механизма увлекает ее, но в то же время ее можно вращать отдельно, не останавливая весь ход часов. Если изготовление часы с математически точным делением времени не представляет больших трудностей, то реализация равномерного хода нелегка, так как трудно охранить маятник от влияния изменений температуры,  меняющего его длину и, следовательно, быстроту качаний; целый ряд способов применяется с этой целью: уравнительный маятник с ртутью, решетчатый маятник, маятник со стержнем с неизменяемой длиной. В первом случае чечевица маятника заменяется сосудом с ртутью, где изменения температуры вызывают изменения уровня ртути, соответственно изменению длины стержня. Во втором случае стержень маятника образован рядом прутьев из различных металлов, подобранных так, что изменения их длины при изменениях температуры происходят в различных направлениях, и тем в результате сохраняющих неизменной общую длину всей системы. Наконец, третий способ, наиболее простой и аналогичный первому, состоит в применении металла «инвар» - сплав стали и никеля (36% никеля), с малым коэффициентом расширения. Ничтожное изменение длины такого стержня уравновешивается изменениями положения латунной чечевицы, регулируемой гайкой на конце стержня. Это уравнивание встречается не во всех часах, и монументальные часы о общественных  зданиях, подверженных сильным колебаниям температуры, имеют просто стержень маятника из сухого дерева, дающего вполне удовлетворительные результаты. Часто гирю для движения часов заменяют спиральной пружиной.

Карманные часы. Из четырех органов предыдущих часов,  два слишком громоздки — двигатель и регулятор — и непригодны для карманных. Постоянная сила тяжести заменяется здесь медленно распрямляющейся пружиной (рис. 6), помещенной в коробке А, снабженной по окружности зубьями и образующей первое колесо в системе шестерен А, В, С, D, и а, b, с, d. В основе регулятора лежит плоский маятник, в котором плечи с грузами, регулирующими своим положением движение, заменены колесиком баланса с винтами, позволяющими изменять его радиус.

В башенных часах качание маятника регулировалось скручиванием двух шнуров, в карманных же часы это достигается при помощи пружины, согнутой в форме спирали Архимеда. Эта пружина одним концом закреплена на втулке, связанной с качающейся осью баланса; другой конец прикреплен к ползушке, помещенной на мостике, поддерживающем ось баланса, и называемой регулятором у баланса. Последний оборот спирали имеет особую форму, разработанную Philipps в 1864 г. и позволяющую спирали развертываться концентрично и сохранять ее центр тяжести на оси во все время движения баланса (рис. 7). Эта так называемая «наружная» кривая помещается в плоскости высшей, чем спираль. Часовщики называют эту кривую «кривая Бреге», так как французский часовщик Bréguet первый построил ее, убедившись на опыте в ее регулирующей способности. Но колебания баланса больше, чек качания маятника, и притом амплитуда их переменчива, так как распрямление пружины развивает усилие, постепенно уменьшающееся. Между тем необходимо, чтобы времена колебаний были одинаковы, несмотря на разницу в амплитуде, что теоретически возможно; но это трудно осуществить в карманных часах, благодаря ничтожности размеров и тонкости их органов. Так как движение баланса в значительной мере независимо от спуска, то в карманных часах последний отличается от башенного целым рядом мелких конструктивных деталей. И здесь существует влияние изменений температуры и, следовательно, необходимость их компенсации, несмотря на то, что расширения отдельных частей регулятора в известной мере здесь взаимно компенсируются. Все же упругость спирали меняется с температурой и нарушает правильность хода часов. Villarceau разработал тип баланса из двух металлов — два спаянных вместе кольца, латунное снаружи и стальное внутри, разрезанных около рычага. При повышении температуры латунь расширяется больше, чем сталь, и тем самым сжимает кольцо в месте разреза и уменьшает его диаметр, что уравнивает изменение упругости спирали. Перемещая регулирующее винты вдоль рычага, возможно увеличивать или уменьшать момент инерции колеса. Эта система достаточна для обыкновенных часы, во далека от совершенства, давая компенсацию лишь при крайних  температурах и оставаясь без влияния при средних. Замена обыкновенной стали в балансе сталью, изобретенной Сh. Ed. Guillaume, позволяет достичь со-вершенства, но крайне удорожает прибор. В своих изысканиях Guillaume применил и к спиралям металл «элинвар», нечувствительный к изменениям температуры, что дало близкие к идеалу результаты.

 

Рис. 8.

В настоящее время в карманных часах употребляются спуски преимущественно трех систем: цилиндрический, якорный и свободный. Цилиндрический употребляется уже сравнительно редко, преимущественно в дешевых часах. Наиболее распространен якорный (анкерный) спуск, показанный на рис. 6; в самых дорогих часах и хронометрах употребляется так называемый свободный спуск более сложного устройства.

Дополнительные колеса и здесь, как в башенных часах, приводят в движение часовую стрелку, но перевод ее делается через головку  часов при помощи ряда губчатых зацеплений.

Другая система шестерен вращает L — ось барарабана и служит для заводки часов. Переход от одной группы шестерен к другой достигается вытягиванием или вдвиганием стержня заводной головки.

Все внимание конструкторов часов направлено на достижение правильности хода, и ежегодные конкурсы, устраиваемые обсерваториями Kew-Teddington в Англии, Besangon во Франции, Neuсhâtel и Genève в Швейцарии, имеют задачей проверку достигнутых усовершенствований в этой области. Испытания производятся на хронометрах — карманных, судовых (de bord) и морских (de marine). Первые — обыкновенного формата часы, вторые — переносные часы в деревянной коробке и размером немного больше карманных. Морской хронометр является строго научным прибором большого формата, подвешенным на кардане в футляре из красного дерева. Его ход отличается от обыкновенных часов тем, что его спуск отбивает полсекунды, в то время как другие типы хронометров дают 5 ударов в секунду.

 

Рис. 9.

Кроме того, для получения абсолютно одинаковой амплитуды колебаний балансира и достижения правильности хода, в этих хронометрах применена улитка (fusée), употреблявшаяся в часах XVIII в.

Эта улитка видна на рис. 8 и состоит из конуса с винтообразной дорожкой, на которую наматывается цепочка по мере разматывания пружины в барабане, находящемся рядом. Обычно стараются достичь того, чтобы при полном заводе пружины вся цепь была намотана на конус до самого малого диаметра. Таким образом, действие пружины будет одинаково как при растянутом, так и при натянутом положении, так как радиус конуса изменяется соответственно натяжению. Приспособление для зацепления позволяет производить заводку часов при помощи квадрата у конуса, вращающего его независимо от шестерни, помещенной у его основания, и, наоборот, при растяжении пружины шестерня вращается одновременно с конусом. Таким образом, морские хронометры дают наиболее регулярный ход, которому содействует еще то, что положение их остается благодаря карданному подвеску неизменно горизонтальным. Характеристикой качества хронометра является его «суточный ход», т. е. число секунд и долей секунды, на которые хронометр уходит вперед против точного времени (ход отрицательный) или отстает от него (ход положительный) в течение суток. Важна при этом не столько абсолютная величина хода хронометра, сколько малая зависимость его от температуры. Для определения хода хронометра ежедневно в определенный час определяется его «поправка»,  т. е. число минут, секунд и долей секунд, которые нужно приложить или вычесть из показания хронометра, чтобы знать верное время. Поправка определяется путем сравнения показания хронометра с показанием таких часов, поправка которых известна по наблюдениях явлений, происходящих от суточного вращения небесного свода. Изменение поправки за  одни сутки есть суточный ход хронометра.

Разнообразие типов карманных часов бесконечно и изменяется с модой. Уже давно в конструкцию их введен бой часов, четвертей и даже  минут при нажатии на особую кнопку, помещенную на ободке коробки. Наконец, делаются часовые механизмы, автоматически записывающие  отсчеты времени на бумажной полоске, т. е. так называемые хронографы (см.). часы, отсчитывающие  доли секунды, с кнопочным пуском и остановом, называются секундомерами.

Опишем теперь подробнее некоторые детали часов.

В стенных и настольных часах до сих пор употребляется спуск Грахам’а; он изображен на рис. 9. Лапки сg и ре очерчены по дуге круга, центр которого находится в центре качания якоря а. На рис. предполагается, что якорь идет справа налево; в это время лапка eg скользит по верхушке зубца k, и в это время спусковое колесо стоит неподвижно. Когда конец лапки g сойдет с вершины зубца А, то этот последний, движимый гирей или пружиной, надавливает на поверхность gi лапки и этим подталкивает ее, возмещая ей ту энергию, которую якорь и маятник теряют вследствие трения и пр. Когда лапка покинет поверхность gi, то колесо и якорь становятся свободными, якорь и маятник начинают колебание слева направо. В это время правая лапка ре, сперва скользившая по внешнему очертанию зубца, попадает затем в углубление, и  колесо, повернувшись на небольшой угол, опять останавливается. Затем, при размахе вправо, лапка ре получает от поверхности зубца толчок, возмещающий потерю энергии, после чего освобождает ненадолго колесо, которое немного поворачивается, и затем опять повторяется тот же процесс на левой стороне и т. д.

 

Рис. 10.

Один из лучших спусков, употребляемых для карманных часов, показан на рис. 10. AOZ есть якорь, связанный с рычагом ADE. Якорь вращается вокруг точки А. Лапки якоря О и Z сцепляются с зубцами m, u, v спускового колеса. Верхний конец рычага AD имеет три выступа или рожка, r, n, t; рожки r и t находятся в плоскости якоря AOZ, а третий рожок и возвышается над этой плоскостью и расположен параллельно ей. Вильчатый конец рычага обнимает свободно ось колеса С и служит только в качестве противовеса, чтобы центр тяжести якоря лежал на оси вращения А.

На валу баланса укреплен диск Р, несущий штифт і, поднимающийся так высоко, что он может быть захвачен штифтами r и t. Еще выше, на валу В укреплен второй диск, параллельный первому, указанный на рис. пунктирным кругом между В и Р. В этом диске сделан вырез, в котором, при нормальном ходе часов, свободно помещается рожок n. Наконец, для ограничения движения якоря имеются два предохранительных штифта γ  и  δ.

Действие спуска следующее. На рис. зубец m спускового колеса только что начинает действовать на поверхность рq якоря. Вследствие этого сторона s вилки якоря или рожок r упирается в штифт і и этим сообщает балансу толчок, восстанавливающий потерю им энергии. Когда зубец m покинет поверхность q, то почти в то же время другой конец якоря z придет в соприкосновение с зубцом v спускового колеса. Когда зубец v начинает действовать на поверхность зубца z, то левый рожок t вилки Ds упирается в штифт і до тех пор, пока v и z расцепятся и следующий зубец u начнет действовать на лапку О. Предохранительный рожок n препятствует задержке в движении маятника, если вследствие сотрясений якорь AD покинет свое положение ранее, нежели штифт і возвратится в вырез между рожками r и t.

Так называемые «свободные» спуски, употребляемые в лучших карманных часах и хронометрах, имеют целью делать качания баланса почти независимыми от действия спуска и позволить ему качаться свободно, почти без всяких сопротивлений.

 

Рис. 11

Опишем один из свободных спусков, рис. 11. Ось вращения спускового колеса обозначена через а, ось же баланса — через с; на ней, кроме баланса и спиральной пружины, укреплено два параллельных между собой диска, из которых больший f несет так называемый большой подъемный камень β, а меньший с — малый подъемный камень  α. Радиальные продолжения действующих плоскостей обоих камней образуют между собой угол в 85°. Направо от спускового колеса рассоложены две пружины р и hl, сходящиеся потом в одну пружину m; меньшая из них, р, называется расцепной пружиной, а большая hl — задерживающей. На пружине hl укреплен вырезанный немного, более чем наполовину круглый штифт или цилиндр i, называемый покоящимся камнем, который так высоко поднимается над плоскостью пружин hl и р, что острия зубьев u, v, ω по временам могут упираться в него и тем задерживать вращение колеса. Если теперь заметим еще, что только зубцы колеса могут действовать на большой камень β, в остальном же этот камень может двигаться вместе с маятником свободно, так как пружины р и hl лежат ниже его, так, что малый камень α приходит в соприкосновение только с концом расцепной пружины р, то действие спуска представится теперь следующим образом. Зуб v спускового колеса упирается в покоящийся камень і, и спусковое колесо этим задержано от вращения, которое происходит под действием главной пружины в направлении стрелки. Баланс и с ним диски f и с, совершая качание, идут сейчас по направлению стрелки V, и малый камень α начинает давить на конец расцепной пружины р. При продолжающемся давлении пружина р, наконец, настолько отодвигается в сторону, что в этом движении принимает участие и пружина hl, покоящийся камень і удаляется от зуба v, спусковое колесо делается совершенно свободным и не имеет никакой связи с системой, которая качается вокруг оси баланса. Вскоре после этого большой камень β перемещается настолько, что на него начинает действовать зуб ω и тем возмещает балансу потерянную им энергию, после чего зуб u приходит в положение, которое перед тем занимал зуб v. Обратное качание маятника по направлению стрелки R заставляет малый камень α только нежного прогнуть тонкую пружину р, и это сопротивление почти незаметно в сравнении с сильной задерживающей пружиной hl и не оказывает на нее никакого действия.

 

Рис. 12.

Опишем теперь один из самых употребительных боевых приборов для стенных и настольных часов. Он изображен на рис. 12, 13 и 14, а есть барабан, на который навит шнур, движущий боевой механизм. Колесо b приводит в движение шестерню с, сидящую на одном валу с штифтовым колесом d, имеющим восемь штифтов, давящих на лапку α, укрепленную на валу боевого молоточка  ζπ. Вторая лапка β, сидящая на том же валу, упирается при подъеме молоточка в пружину γ, которая, как скоро подъемный штифт покинул лапку α, совершает быстрое опускание, и молоток бьет в боевую пружину φ (рис. 12). Зубчатая окружность колеса d сцепляется с зубцами колесика е, на оси которого сидит храповик, в который упирается собачка r. На колесе е имеется семь зубцов, так что оно совершает един оборот в то время, как колесо d поворачивается на  расстояние между двумя соседними штифтами,  так как на колесе d имеется пятьдесят шесть зубцов.  Для поднятия собачки r служит рычаг pq, получающий движение от часового колеса z. Колесо h имеющее штифт о, приводит в быстрое движение воздушные крылышки k, при вращении которых сопротивление воздуха растет так быстро, что вследствие его вращение боевого механизма почти мгновенно становится почти равномерным. Затем имеется боевое колесо, на котором нанесены римские цифры от X до XII (рис. 13); по его окружности имеется небольшой высоты барабан, в котором сделаны прорезы, длины которых пропорциональны числам 1, 2, 3 и т. д. до 12, пропилы же между этими частями все одинаковы и небольшие. Выступы барабана тем долее держат приподнятым длинный рычаг t, составляющий продолжение собачки r, чем большему числу часов соответствует их длина и тем более ударов, как сейчас увидим, сделает молоточек.

 

Рис. 13.

Весь этот механизм действует следующим образом. За несколько времени до начала боя штифт δ часового колеса z прикасается к загнутому концу рычага р, приподнимает этот рычаг, с ним плечо q и собачку r, освобождая храповичок μ. Вместе с этим оконечность рычага t выхолит из впадины боевого колеса и препятствует собачке r опять спуститься в зубцы храповика. Благодаря всему этому колеса механизма совершают лишь очень малый поворот, достаточный, однако, для того чтобы штифт о колеса h привести вперед в положение загнутым кверху концом плеча q.

 

Рис. 14.

Этот период стояния механизма продолжается лишь до тех пор, пока штифт δ совершенно не покинет плеча р; это плечо падает, захватывает с собой плечо q, и штифт не встречает более никакого препятствия. Механизм приходит в движение, и молоточек бьет до тех пор, пока плечо t поднято. Когда оно опять западет в пропил, тогда собачка r опять западает в храповик μ, и механизм останавливается.

В будильниках боевой механизм освобождается не каждый час или полчаса, в зависимости от правильного хода часов, а освобождается по желанию пользующегося будильником. Он ставит особую стрелку на циферблате на тот час, в который желает быть разбуженным, и тогда, в это именно время, боевой механизм освобождается от защелки и бьет или звонит более или менее продолжительное время.

Электрические часы. В середине XIX в. стали применять электричество для передачи времени на расстояние. Уже ряд городов имеет такие уличные часы. С этой целью имеются основные часы с обычным механизмом, передающие из минуты в минуту при помощи электрического тока движение на места колесам, связанным непосредственно или при помощи передач с электромагнитом и со стрелками. Попытка заменить обычную двигающую силу электрическим током, действующим на маятники, была сделана в 1840 г. англичанином Ваіn; затем швейцарец Нірр построил первый электрический спуски. С этого времени появился целый ряд систем, среди которых надо упомянуть часы Fery, в которых ему удалось сделать колебания маятника одинаковой амплитуды, отсутствие чего являлось главным недостатком у его предшественников. Он достиг этого тем, что его маятник во время полного колебания остается совершенно свободным, не касаясь ни одной части механизма.

Надо заметить, что в электрических часах обычно   стремятся скорее к их автоматической заводке, чем к непосредственному движению при помощи тока. Эта заводка производится периодически по мере размотки пружины. Все эти часы основаны  на том, что замыкание тока действует на якорь электромагнита. Якорь связан с собачкой, опирающейся на храповик, вращающийся в сторону заводки пружины. Такая заводка может производиться ежеминутно, и регулятор при посредстве колес и спуска получает постоянный импульс. На этом же принципе основаны и автомобильные часы, пользующиеся током от аккумуляторов. Все же надо признать, что, несмотря на массовое производство в последние годы, такие часы далеко уступают часы с обыкновенным механизмом в отношении правильности хода. Применением электрического тока к часам достигается известный синхронизм, что представляет не малый интерес, особенно в уличных часов. Наконец, беспроволочный телеграф позволяет автоматическую установку часы и тем самым широко распространяет точное время.

Промышленное развитие. Часовая промышленность в Европе сосредоточена около Юры, захватывая здесь пограничные области: Швейцарию, Германию и Францию. В начале центром служила Женева,  особо оживившаяся благодаря притоку французских эмигрантов после отмены Нантского эдикта (1686). Постепенно ряд юрских деревень, пользуясь долгими зимами, начинает заниматься изготовлением часов. Рабочие группируются, и образуются промышленные центры, среди которых Chaud-de-Fonds становится вторым по размеру. С этого времени производство увеличивается, вводится разделение труда, причем Женева и Париж сохраняют монополию художественной отделки. В конце XVIII в.  Japy создает часовую фабрику, существующую и сейчас, где производятся отдельные части механизма, сборка которых (ручная) делается особыми  мастерами. В Германии, в Шварцвальде, появляются громадные фабрики будильников и небольших настенных часов. Около 1860 г., благодаря применению американских машин, развивается массовое производство; открываются специальные часовые школы, где рядом с приготовлением мастеров-специалистов преподается и художественная отделка  часов, а равно и часовое машиностроение, что позволяет конкурировать с Америкой. Швейцария специализировалась на изготовлении карманных часов для браслетов, крупные же часовые механизмы — настенные, будильники, каминные и пр. — делаются преимущественно во Франции и Германии, причем Париж стоит во главе в смысле художественного вкуса.

О размерах европейского производства можно  судить по следующим цифрам:

Вывоз в 1927 г. в золотых франках:

Франция  22200000

Германия  60700000

Швейцария 270862000

Англия 2168750

Соединенные Штаты в 1925 г. сфабриковали часовых механизмов (по валовой стоимости) на 424000000, превзойдя значительно Швейцарию. В Соединенных Штатах производство часов приняло исключительный крупнокапиталистический характер. Так, по индустриальному цензу 1928 г. производство карманных часов и механизмов сосредоточено было всего в 17 предприятии, но они занимали 11 871 рабочих, чистая продукция их (т. е. за вычетом стоимости материала) составляла 21 794 000 долларов (при валовой в 30 630 000 долл.), производством коробок карманных часов было занято  57 фабрик с 4 826 рабочими и чистой продукцией в 10 318 000 долл., выработкой отдельных частей механизма занимались 25 фабрик с 396 рабочими и чистой продукцией в 910 000 долл. Производство стенных настольных и т. п. часов велось 38 фабриками, имевшими 9 359 рабочих при чистой продукции в 20 382 000 долл. Однако, несмотря на громадное производство, Соединенные Штаты ввозят часы на значительно большую сумму, чем вывозят. В Англии, по предварительным данным ценза промышленности 1924 г., фабрикацией часов было занято всего 4 300 человек (в 1907 г. — 6 800), давших чистую продукцию в 681 000 ф. ст. В Швейцарии, в центре кустарного производства часов, где еще в 1905 г. из 55 938 занятых фабрикацией часов 37% (12 071) являлись кустарями, фабрика очень быстро вытесняет самостоятельного производителя. Япония тоже фабрикует значительное число карманных часов.

М. Grossmann (перевод с рукописи).