Часы с боем — это часы , которые отбивают время слышно с помощью колокола , гонга или другого звукового устройства. При 12-часовом бое, который чаще всего используется в современных часах с боем, часы бьют один раз в 1:00 ночи, два раза в 2:00 ночи, продолжая таким образом до двенадцати раз в 12:00 дня, затем начинают снова, отбивая один раз в 1:00 дня, два раза в 2:00 дня, и этот ритм продолжается до двенадцати раз в 12:00 ночи.
Первоначально функция боя часов была важнее, чем их циферблат ; самые ранние часы отбивали часы, но не имели циферблата, чтобы можно было узнать время. [1] Развитие механических часов в Европе XII века было мотивировано необходимостью звонить в колокола в канонические часы , чтобы призвать общину к молитве. Самые ранние известные механические часы были большими часами с боем, установленными на башнях в монастырях или на общественных площадях, так что их колокола можно было услышать далеко. Хотя ранние часы с боем в Сирии были 12-часовыми, многие ранние часы отбивали до 24 ударов, особенно в Италии , где 24-часовые часы, сохраняющие итальянское время , широко использовались в XIV и XV веках. По мере того, как современные 12-часовые часы становились все более распространенными, особенно в Великобритании и Северной Европе , 12-часовой бой стал более распространенным и в конечном итоге стал стандартом. В дополнение к бою в час, многие часы с боем играют последовательности курантов в четверти часа. Наиболее распространенная последовательность — Westminster Quarters .
Сегодня функция распространения времени боем часов почти не нужна, и боевые часы сохраняются по историческим, традиционным и эстетическим причинам. Исторические башни с часами в городах, университетах и религиозных учреждениях по всему миру по-прежнему отбивают часы, известными примерами являются Биг-Бен в Лондоне , Башня Мира в Оттаве и Кремлевские часы в Москве . Домашние часы с боем, такие как каминные часы , часы с кукушкой , напольные часы и настольные часы, также очень распространены.
Типичные часы с боем будут иметь две зубчатые передачи , поскольку в часах с боем должна быть предусмотрена еще и ударная передача , которая управляет механизмом, звонящим в колокол, в дополнение к хронометрической передаче , которая измеряет ход времени .
Самый простой вид часов с боем просто звонит в колокол один раз в час; это называется часами с проходящим боем . Проходящий бой был прост в реализации механически; все, что нужно сделать, это прикрепить кулачок к валу, который вращается один раз в час; кулачок поднимается, а затем позволяет опуститься молотку, который ударяет по колоколу. Первые башенные часы , установленные на башнях соборов, аббатств и монастырей, чтобы созывать общину на молитву, которые возникли в средневековой Европе до изобретения механических часов в 13 веке, были водяными часами , которые использовали механизм проходящего боя; они звонили один раз на каждый канонический час .
До появления европейских часов Китай разработал технологию астрономических часов с водяным приводом, начиная с ученого первого века нашей эры Чжан Хэна (78–139). Китайский буддийский монах и изобретатель династии Тан И Син (683–727) создал вращающийся небесный глобус , который вращался с помощью механизма водяных часов, приводимого в движение водяным колесом. Он представлял собой два деревянных домкрата на его поверхности горизонта с барабаном и колоколом, колокол автоматически бил каждый час, а барабан автоматически бил каждую четверть часа. [2] Записано, что конфуцианские студенты в 730 году должны были написать эссе об этом устройстве, чтобы сдать императорские экзамены . [3] Использование домкратов для отсчета часов использовалось в более поздних башнях с часами династии Сун в Китае, таких как те, которые были спроектированы Чжан Сысунем и Су Суном в 10-м и 11-м веках соответственно. [4]
Бойцовыми часами за пределами Китая были часы на башне возле мечети Омейядов в Дамаске , Сирия , которые били раз в час. Это тема книги « О конструкции часов и их использовании » (1203) Ридвана ибн аль-Саати , сына часовщика. [5] Флорентийский писатель Данте Алигьери упоминал о зубчатых передачах часов с боем в 1319 году. [ 6] Одна из старейших сохранившихся часовых башен — это Часовая башня Святого Марка на площади Святого Марка в Венеции . Часы Сан-Марко были собраны в 1493 году известным часовщиком Джан Карло Райнери из Реджо-Эмилии , где его отец Джан Паоло Райнери уже сконструировал другое известное устройство в 1481 году. В 1497 году Симоне Кампанато отлил большой колокол, который был установлен на вершине башни, где в него попеременно бьют Due Mori ( два мавра ) — две бронзовые статуи, держащие молот.
Во время большой волны строительства башенных часов в Европе XIV века , примерно в то же время, когда были изобретены сами механические часы, были построены часы с боем, которые били в колокол несколько раз, чтобы отсчитывать часы. Часы Беата Верджине (позже Сан Готтардо ) в Милане , построенные около 1330 года, были одними из самых ранних, которые, как известно, отбивали часы. В 1335 году Гальвано Фиамма писал: [7]
Там есть замечательные часы, потому что там есть очень большой язык, который ударяет в колокол 24 раза в соответствии с 24 часами дня и ночи, и таким образом в первый час ночи издает один звук, во второй — два удара, и таким образом отличает один час от другого, что весьма полезно для людей любого положения.
Астрономические часы, спроектированные Ричардом Уоллингфордским в 1327 году и построенные около 1354 года, также отбивали 24 часа.
Некоторые редкие часы используют форму боя, известную как «римский бой», изобретенную Джозефом Книббом , в которой большой колокол или более низкий тон звучат, чтобы представить «пять», а маленький колокол или высокий тон звучат, чтобы представить «один». [8] Например, четыре часа будут звучать как высокий тон, за которым следует низкий тон, тогда как час одиннадцати часов будет звучать двумя низкими тонами, за которыми следует высокий тон. Цель состоит в том, чтобы сохранить силу ударной цепи. Например, «VII» будет в общей сложности тремя ударами вместо семи, а «XII» будет четырьмя ударами вместо двенадцати. [8] Часы, использующие этот тип боя, обычно представляют четыре часа на циферблате с помощью «IV», а не более распространенного «IIII», [8] [9] [10] так, чтобы римские цифры соответствовали последовательности ударов по высокому и низкому колоколам. [8] Одни небольшие настольные часы этого типа были проданы из коллекции Джорджа Дэниэлса на аукционе Sotheby's 6 ноября 2012 года за 1 273 250 фунтов стерлингов. [11]
Часовщики придумали два механизма, чтобы часы с боем могли правильно отсчитывать часы. Более ранний, который появился в первых часах с боем в XIV веке, называется «счетное колесо удара». Он использует колесо, которое имеет выемки на его стороне, разделенные неравными, увеличивающимися дуговыми сегментами. Это счетное колесо управляет вращением ударного поезда. Когда ударный поезд освобождается хронометражным поездом, рычаг поднимается из выемки на счетном колесе; неравные выемки позволяют ударному поезду двигаться только достаточно далеко, чтобы прозвучать правильное количество раз, после чего рычаг опускается обратно в следующую выемку и останавливает дальнейшее вращение ударного поезда.
Недостатком счетного колеса является его полная независимость от часового механизма: если механизм боя останавливается или по какой-либо другой причине часы не бьют, счетное колесо рассинхронизируется со временем, показываемым стрелками, и его необходимо будет синхронизировать вручную, отпуская механизм боя, пока он не займет правильное положение.
В конце семнадцатого века был изобретен реечный удар . Реечный удар так называется, потому что он регулируется механизмом реечной и улитки . Расстояние, на которое рейке позволено упасть, определяется кулачком в форме улитки, тем самым регулируя количество раз, которое колоколу позволено звучать. В 20 веке существовало ошибочное мнение, что реечный и улитковый механизм были изобретены британским священнослужителем Эдвардом Барлоу в 1675–1676 годах. [1] На самом деле изобретатель неизвестен. [12]
Кулачок в форме улитки является частью часового механизма, который вращается каждые двенадцать часов; часто улитка прикреплена к той же трубе, на которой установлена часовая стрелка. Диаметр кулачка наибольший в положении «один час», что позволяет рейке перемещаться только на небольшое расстояние, после чего ударный механизм останавливается; он наименьший в положении «12 часов», что позволяет рейке перемещаться дальше всего. Удар прекращается, когда последний зуб рейки будет занят сборным поддоном.
Поскольку количество ударов в час определяется положением улитки, которая вращается вместе с часовой стрелкой, реечный бой редко становится рассинхронизированным. Реечный бой также сделал возможным повторение часов , которые можно заставить повторять последний отбитый час нажатием кнопки. Реечный бой стал стандартным механизмом, используемым в часах с боем вплоть до настоящего времени. [13]
Все механизмы боя часов имеют эти детали. [14] Буквы ниже относятся к схеме.
Часы, которые имеют более сложные функции, чем просто отбивание часов, например, отбивание четвертей часа или воспроизведение мелодий, часовщики называют «часами с боем». Дополнительные функции обычно выполняются вторым полным механизмом боя, отдельным от (часовой) ударной части, называемой «механизмом боя». Эти часы имеют три груза или главных пружины, чтобы приводить в действие механизм времени, механизм боя и механизм боя.
Это описывает, как работает механизм удара рейки и улитки. Метки относятся к рисунку выше.
Спусковой рычаг (L) удерживает рейку (M) в поднятом положении, когда часы не бьют. На валу минутной стрелки (не показан), которая вращается один раз в час, имеется выступ. По мере приближения смены часа этот выступ медленно поднимает спусковой рычаг, позволяя рейке опускаться до тех пор, пока ее острие не упрется в улитку (N) . Величина, на которую может опуститься рейка, и, следовательно, количество ударов, определяется положением улитки. Точно в час ударный механизм (G, H, K) освобождается и начинает вращаться. По мере его вращения штифты (G) многократно поднимают молоток (F) и позволяют ему падать, вызывая звон гонга (E) . Передаточные числа устроены таким образом, что зубчатое колесо (H) совершает один оборот за каждый удар. Маленький штифт (S) на этом колесе входит в зацепление с зубьями рейки, поднимая рейку на один зуб за каждый оборот. Когда рейка достигает конца своих зубцов, она останавливает вращение ударного механизма (используя механизм, не показанный на схеме, таким образом, что шестерня (H) удерживается неподвижно, а штифт (S) не входит в зацепление с рейкой, так что рейка может свободно упасть снова в следующий час). Таким образом, количество ударов равно количеству используемых зубцов рейки, которое зависит от положения улитки.
Специализированные типы часов с боем:
Некоторые кварцевые часы также содержат динамики и звуковые чипы, которые электронно имитируют звуки звона или боя часов. Другие кварцевые часы с боем используют электроэнергию для удара колоколов или гонгов.