Часы с крутильным маятником , более известные как юбилейные часы или 400-дневные часы , представляют собой механические часы , которые отсчитывают время с помощью механизма, называемого крутильным маятником . Это утяжеленный диск или колесо, часто декоративное колесо с тремя или четырьмя хромированными шариками на декоративных спицах, подвешенное на тонкой проволоке или ленте, называемой торсионной пружиной (также известной как «подвесная пружина»). Крутильный маятник вращается вокруг вертикальной оси проволоки, скручивая ее, вместо того, чтобы качаться, как обычный маятник . Сила скручивающейся торсионной пружины меняет направление вращения, поэтому крутильный маятник медленно колеблется, по часовой стрелке и против часовой стрелки. Шестерни часов прикладывают импульс крутящего момента к верхней части торсионной пружины с каждым поворотом, чтобы колесо продолжало работать. Часы Atmos, изготовленные швейцарской компанией Jaeger-LeCoultre, являются еще одним стилем этих часов. Колесо и торсионная пружина функционируют аналогично балансировочному колесу и волосковой пружине часов , как гармонический осциллятор, управляющий скоростью движения стрелок часов.
Торсионные часы — необычайно тонкие, декоративные машины, которым для правильной работы требуются стабильные условия. Часы защищены от капризов воздушных потоков стеклянным куполом. Часы такого стиля были впервые изготовлены Антоном Хардером около 1880 года [1] , и их также называют 400-дневными или юбилейными часами, потому что многие из них могут работать целый год на одном заводе.
Торсионные часы способны работать гораздо дольше между заводами, чем часы с обычным маятником, потому что крутильный маятник вращается медленно и потребляет мало энергии. Однако их может быть сложно настроить, и они обычно не такие точные, как часы с обычными маятниками. Одна из причин заключается в том, что период колебаний крутильного маятника изменяется в зависимости от температуры из-за зависящей от температуры эластичности пружины. В настоящее время стандартом для использования является подвесная пружинная проволока Nivarox ; это делает часы намного более точными. Часы можно ускорить или замедлить с помощью механизма регулировочного винта на крутильном маятнике, который перемещает шарики веса внутрь или наружу от оси. Чем ближе шарики, тем меньше момент инерции крутильного маятника и тем быстрее он будет вращаться, что заставляет часы ускоряться.
Одно колебание крутильного маятника обычно занимает 12, 15 или 20 секунд. [2] Спусковой механизм , который изменяет вращательное движение шестеренок часов на импульсы для приведения в движение крутильного маятника, работает скорее как анкерный спусковой механизм . Костыльное устройство в верхней части торсионной пружины зацепляет рычаг с двумя якорными плечами; два плеча поочередно зацепляют зубья спускового колеса. Когда якорь отпускает зуб спускового колеса, рычаг, который закреплен на якоре, перемещается в одну сторону и через костыль дает небольшой поворот верхней части торсионной пружины. Этого как раз достаточно, чтобы поддерживать колебания.
Часы Atmos , произведенные Jaeger-LeCoultre , представляют собой тип часов с крутильным маятником, которые заводятся сами. Главная пружина , которая приводит в движение колеса часов, заводится небольшими изменениями атмосферного давления и/или локальной температуры с помощью мехового механизма. Таким образом, не требуется заводной ключ или батарейка, и они могут работать годами без вмешательства человека.
Крутильный маятник был изобретен Робертом Лесли в 1793 году. [3] Крутильные маятниковые часы были впервые изобретены и запатентованы американцем Аароном Крейном в 1841 году. [4] Он сделал часы, которые могли работать до одного года на заводе. Он также сделал точные астрономические регуляторные часы на основе крутильного маятника, но было продано всего четыре экземпляра.
Немец Антон Хардер, по-видимому, самостоятельно изобрел и запатентовал торсионные часы в 1879-1880 годах. [4] Он был вдохновлен наблюдением за вращением подвесной люстры после того, как слуга повернул ее, чтобы зажечь свечи. Он основал фирму Jahresuhrenfabrik («Фабрика годовых часов») и спроектировал часы, которые работали в течение года, но их точность была низкой. В 1884 году он продал патент компании FAL deGruyter из Амстердама, которая позволила патенту истечь в 1887 году. На рынок вышли другие фирмы, положив начало немецкому массовому производству этих часов.
Хотя они были успешны в коммерческом плане, торсионные часы оставались плохими хронометристами. В 1951 году Чарльз Тервиллигер из Horolovar Co. изобрел пружину подвески с температурной компенсацией, что позволило производить довольно точные часы.
Медиа, связанные с часами с крутильным маятником на Wikimedia Commons