Ottův slovník naučný/Hodiny

Z Wikizdrojů, volně dostupné knihovny
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
Údaje o textu
Titulek: Hodiny
Autor: J. Urban, František Müller, Gustav Gruss
Zdroj: Ottův slovník naučný. Jedenáctý díl. Praha : J. Otto, 1897. S. 431–439. Dostupné online.
Licence: PD old 70
Heslo ve Wikipedii: Hodiny

Hodiny, nástroj k měření času dle h-in. V nejstarších dobách užíváno bylo k přesnějšímu a členitějšímu rozdělování času h-in slunečních (viz gnómónika), přesypacích a vodních. Sluneční h., které již ve starověku k veliké dokonalosti dospěly, měly platnost jen potud, pokud slunce svítilo. Stejnoměrnost výtoku vody určitým otvorem vedla k myšlénce, odměřováním určitého množství vyteklé vody určovati i čas současně uplynuvší při tom (vodní h. řecké zvané klepsydra). Podobá se, že vodní h. nejsou mnoho mladší slunečních. Chaldeové a Egypťané již v nejstarších dobách užívali obou. Vodních h-in, jakých staří užívali, známo jest několik druhů. Nejstarší jsou vodní h. filosofa Platóna (400 př. Kr.), který Řeky s nimi seznámil, ale mylně se za vynálezce považuje. Bailly (Dějiny nové astronomie) popisuje tyto h. takto: Nádoba, do níž vlita voda, měla podobu kužele hrotem dolů obráceného, kde nalézal se malý otvor na pozvolný odtok vody. Do této nádoby zasáhal opět hrotem dolů kužel massivní téhož objemu jako první. Dutý kužel naplněn takovým množstvím vody, že vytekla zcela za nejkratší den zimní. Byly-li dni delší a tudíž i h. delší, potápěl se massivní kužel více méně do nádoby kuželovité. K odpočítání hodin nalézalo se v kuželu vrytých dvanáct čárek. Dle většího nebo menšího ponoření odtékala i voda rychleji nebo pomaleji. Na massivním kuželi umístěna byla stupnice, která určovala, jak hluboko má dle délky dotyčného dne býti ponořen. Do Říma přinesl první vodní h. Scipio Nasica (157 př. Kr.). Caesar nalezl krásné vodní h. na svých voj. výpravách v Hibernii. O zdokonalení vodních h-in záslužně se přičinil Hérón Alexandrijský. Dějepisně památné jsou vodní h., které chalífa Hárún al-Rašíd daroval Karlovi Vel. r. 807 po Kr. Na velikém jejich číselníku byly h. dvanácti otvory naznačeny; po uplynutí každé h. spadla kovová koule otvorem na měděný, vezpod se nalézající talíř a úderem oznámila dotyčnou h-nu. Po dvanácté vystoupily na povrch dvě sošky rytířů v plné zbroji. V pohyb uváděny byly h. tokem vody, neznámo jak. Po vynalezení h-in kolečkových ještě dlouho dály se pokusy, pomocí koleček zdokonaliti h. vodní. Zejména Galilei první v tom směru činil pokusy, avšak praktických úspěchů nedocíleno. Galilei sestrojil mnoho vodních h-in různé soustavy a podivuhodných, ba i fantastických tvarů; ale byly to více méně hříčky mechanické dovednosti. Méně dokonalé byly h. písečné čili přesypací, kdež odměřován čas dobou, jaké potřebuje určité množství drobného písku, než se přesype vlastní tíží ze svrchní komůrky úzkým otvorem do zpodní. Přes to, jsouce pohodlnější, zdomácněly dosti rychle.

H. kolečkové ve smyslu a provedení dnešním nalézáme teprve v dobách pozdějších. Dlouho trvalo, nežli důmysl lidský přišel na tu myšlénku, volný a stále se otáčející chod koleček ozubím do sebe zasahajících říditi (regulovati) anebo vlastně je zdržovati k pomalému a odměřenému otáčení zvláštním způsobem a mechanismem, který dnes známe pode jménem krok (Hemmung, échappement). Jisto, že ve starověku nenalézáme h-in kolečkových v pravém slova smyslu, ač setkáváme se již tenkráte se stroji s ozubenými koly. Vynález h-in kolečkových připisují mnozí archidiakonovi Pacifikovi ve Veroně; jiní jmenují Gerberta (papež Silvester II.), jemuž připisuje se nejen vynález h-in kolečkových, ale i bicího stroje, který celé h. na zvonu odbíjel. Možná, že Gerbertovi za podklad nálezu sloužily spisy Boethia, pojednávající o »astronomii, geometrii a mnohých jiných podivuhodných věcech«, které nalezl v Mantově. V XI. stol. zhotovil Vilém, opat kláštera hiršavského v Německu, h. , které dle popisu K. Stendigelia nemohly býti ani slunečnými ani vodními; bezpochyby byly to umělé h. astronomické, které naznačovaly běh slunce (domnělý) a jiných těles nebeských. Vynález bicího stroje, spojeného s ostatním ústrojím kolečkových h-in, možno též v XI. st. hledati. H. takové byly ovšem velmi vzácné a nalézáme je nejdříve v klášteřích, a to jen v majetnějších. H. ty s počátku neodbíjely každou, nýbrž jen určitou hodinu, na způsob nynějších budíčků. Ve stol. XIII. nacházíme u spisovatelů četnější již zmínky o h-nách kolečkových. Nejznamenitější té doby jsou h., které sultán egypt. r. 1232 poslal císaři něm. Bedřichu II. Trithemius líčí je jako mechanismus obdivuhodný, který pomocí koleček hnaných závažími ukazoval oběh slunce, měsíce a planet i pohyb hvězd. Též zvěrokruh byl naznačen a h. denní a noční přesně udávány. Cena stroje toho odhadována byla Trithemiem na 5000 dukátů, summa tehdáž ohromná.

V témže století setkáváme se již s h-nami kolečkovými, které i h. odbíjely, na věžích některých měst italských a ve stol. XIV. bylo kolečkových bicích h.-in již šíře užíváno. O velkých věžních h-nách na náměstí dal Capitano v Padově, jež péčí kníž. carrarského Ubertina r. 1344 byly postaveny, různě se soudí: někteří mají za původce Jakuba de Dondi, vynikajícího astronoma a dovedného mechanika. H. jeho ukazovaly mimo obvyklé rozdělení času oběh planet, datum a výroční svátky. Dílem svým získal si de Dondi příjmí »Horologius«. Syn jeho Jan de Dondi popsal ve spise »Planetarium« stroj otcův, pročež mnozí i jej za zhotovitele považují. Znamenité byly i h., které vévoda burgundský Filip Smělý r. 1382 po dobytí Courtrai do Dijonu přenésti dal. Ve Štrasburku postaveny h. r. 1370. Ukazovaly též oběh slunce, pohyb měsíce a ostatních planet. Nad číselníkem nalézal se obraz Matky Boží, před nímž vždy v poledne objevily se sochy sv. tří králů a, učinivše hlubokou poklonu, opět zmizely. Na to zakokrhal kohout, mávaje křídly. Se strojem hodinovým spojen byl hrací stroj cymbálový R. 1460 činí se zmínka o měšťanu, který provozoval výhradně umění hodinářské. Dotud bylo hodinářství umění svobodné, nemajíc vlastního cechu. Zabývali se jím zámečníci, zbrojíři, puškaři a pod. Teprve kolem r. 1500 utvořil se samostatný odbor hodinářský.

Původně měly h. věžní pouze rafiji hodinovou, později přidána ručička druhá, minutová. Bicí stroj odbíjel od jednoho úderu až do čtyřiadvaceti a sice, dle způsobu italského, po západu slunce jednu až do druhého dne při západu čtyřiadvacet. Roku 1580 nařízeno obecní radou ve Vratislavi, by tamější h. odbíjely též půle, a zároveň zavedeno tam odbíjení od jedné do dvanácti. Ku konci XV. stol. vyskytují se již i v obecném životě u jednotlivců mnohdy velmi uměle sestrojené h. Zatmění měsíce dne 8. ún. 1487 jest první, jehož doba a trvání dle hodinového stroje byla zaznamenána. Tycho de Brahe měl dvoje h. k pozorováním astronomickým; jedny měly jen tři kola, z nichž největší mělo 1 m v průměru a 1200 zubů, druhé, správnější, zhotovil na způsob h-in vodních, při čemž užil rtuti. Jak již podotčeno, bylo ku stejnoměrnému chodu třeba stroji hodinovému, z koleček složenému, kroku. Kdo jest vynálezcem jeho, není známo. Původně krok záležel v tom, že stupní kolo zadržováno bylo občasně ve svém ozubí dvěma patkami (Lappen), upevněnými na kolmém vřetenu, z nichž jedna nalézala se nahoře v pravo, druhá dole v levo, v takové vzdálenosti od sebe, co obnášel průměr kola stupního, a v takové blízkosti od téhož, že zasahala postupně vždy jedna nebo druhá do jeho ozubí. Na vřetenu nebylo původně vahadlo kruhovité, nýbrž upevněn na něm trámec horizontální zv. lihýř (balance), na nějž na obou koncích do vypilovaných vrubů (jichž bylo několik vedle sebe) zavěšována byla závaží k vůli jeho zatížení. Dle toho, jak byla závaží blíže nebo dále od sebe, t. j. od centra vřetena vzdálena, řídil se buď rychlejší nebo volnější chod stroje.

Chronologickým postupem přicházíme k důležitému vynálezu pérových h-in. Hybná síla, dosud závažím přivoděná, nahrazena zde spruhou ocelovou, pérem, čímž přispělo se k vynalezení h-in kapesních. Ocelová spruha nebo-li péro, jsouc silou stočeno, hledí se pružností svou opět roztočiti. Účinku toho použito jako síly hybné, která stroj v pohyb uváděla. Jeden konec péra upevnil se na vnitřní stěně cylindrického pouzdra, bubnu, druhý na hřídeli bubnem procházejícím, na němž péro mohlo býti navinuto, takže při zpětném roztáčení svém buben v pohyb uvádělo. Na bubnu nalézalo se koncentricky ozubené kolo, které ozubím svým do stroje sáhalo a ostatním soukolím pohybovalo. Zařízení to vyžadovalo nutně t. zv. základky a rohatky (Gesperre). Na čepu natahovacím (Federstift) umístěno bylo totiž pevně kolečko se šikmě řezaným ozubím, rohatka (Sperrad), do něhož zasahovala základka (Sperrkegel), pružným pérkem tlačená. Točilo-li se čepem, aby se h. natáhly, t. j. když se péro kolem čepu svinovalo, šla rohatka v témže směru s sebou, buben však setrval ve své poloze; ustalo-li se ve stáčení péra hnacího, zůstalo ono ve stadiu svinutí zadrženo základkou a působilo nyní silou motorickou na buben a tímto na celý stroj hodinový. To vše nebylo ještě nejtěžší překážkou u h-in kapesních. Mnohem obtížnější bylo, že veškeré součástky stroje, kolečka, pastorky, hlavně čepy atd., musily býti hotoveny v rozměrech nejmenších, hlavně čepy, aby se dosáhlo malého tření v lůžkách. To byl úkol nemalý na tehdejší mechaniku, kdy vše spočívalo na spracování dovedné ruky odborníkovy. Krok zůstal u kapesních jako u h-in se závažím týž. Vahadlo (Unruhe) skládalo se ze dvou ramének opatřených na konci lžičkovitě prohloubenými knoflíčky, při čemž brán zřetel na odpor vzduchu. Později zaveden byl setrvačník kruhový. První h. kapesní měly též jen ručičku hodinovou bez minutové, která upevněna byla na kolečku, jež za 24 nebo 12 hodin jeden oběh učinila, až posléze přidáno střídné kolo (Wechselrad) pro ručičku minutovou.

Kdo vynálezy tyto učinil, rovněž není známo. Mnozí měli Izáka Habrechta, hodináře štrasburského, za vynálezce h-in kapesních; avšak ten zhotovil první své h. r. 1520, kdežto před ním již roku 1500 norimberský hodinář Petr Hele, jinak Henlein, znám byl svými výrobky kapesních hodinek, které pro svoji zevní formu nazývány byly živé norimberské vejce. Italský básník Gasp. Visconte složil sonet, z něhož vysvítá, že v XV. stol. známy byly h. pérové, ač nelze určitě tvrditi, míní-li se tu h. kapesní. Sir Pecket, lékárník v Londýně, měl dle zprávy Jana Poppa malé h. pérové po zemřelém Fergusonovi, na jejichž ciferníku byl nápis, že zhotoveny byly v Praze roku 1525 mistrem hodin Jakubem Zechem. V Norimberce byli mimo P. Hela ještě dovední hodináři Ondřej Heinlein a Kašpar Werne. Tento znám byl stroji, které zasazoval do velikých, tehdy oblíbených rohových knoflíků. Ve Francii vynikal v té době ve výrobě h-in pérových a kapesních Bartoloměj Cuper de Chastenay se dvěma syny, z nichž starší stal se zakladatelem hodinářské firmy, podnes ve Francii trvající. Potomci mladšího provozovali hodinářství ponejvíce v Londýně, Genevě a Cařihradě. V Blois kvetlo zvláště na začátku stol. XVII. hodinářství tou měrou, že r. 1639 čítalo se tam 47 mistrů hodinářů, r. 1686 ovšem již jen 17. R. 1544 utvořil se v Paříži cech mistrů hodin., zajisté první, jenž měl svoje zvláštní zřízení a stanovy.

Současně s h-nami kapesními přišly v užívání h. římsové (Stutzuhren), které brávány na cesty, pročež též cestovní nebo kočárové zvány. Brzo po zavedení hnací zpruhy shledalo se, že h. takové nemají pravidelného chodu; příčinou bylo nestejné napjetí nebo-li tah zpruhy, který s počátku, při úplném stočení, byl mnohem silnější než později. Aby síla zpruhy stejnoměrně se rozdělila, vynalezen závitek (šnek), kolem něhož původně se ovíjela struna střevová, upevněná jedním koncem na závitku, druhým na bubnu. Když zpruha byla úplně stočena, majíc největší tah, byla působnost její na nejmenší obvod závitu soustředěna a tím energie její vázána; postupným rozvíjením se zpruhy a tím stále ubývajícím a slabnoucím tahem rozváděla se na větší a účinnější periferii závitu. Jest to kompensace nestejnoměrného tahu zpruhy. Funkci ozubeného kola na bubnu, které tím odpadlo, zastávalo nyní kolo závitkové (též se říká šnekové, Schneckenrad), nalézající se na zpodní širší ploše závitku. Aby při natahování h-in, t. j. při navíjení struny na závitek, závitkové kolo pevně zůstalo ve své poloze, nebylo toto se závitkem v jedno spojeno, nýbrž na vzpěradlo či závěrku. Měla-li však funkce zpruhy býti správná a stejnoměrná, musila býti velikost a forma závitkové spirály přesně vypočítaná. Za tím účelem pokusili se franc. mathematikové Varignon a De la Hire sestrojiti náležitou podobu závitku cestou geometrickou; poněvadž však výměry a výpočty jejich nedaly se pro technické obtíže prakticky provésti, vynalezen v XVIII. st. ve Švýcarsku t. zv. vyrovnavač neboli váha závitková (Schneckenwage), jejíž pomocí dal se tah zpruhy zkoumati. Za vynálezce oné váhy pokládá se astronom Hook v Greshamu z 2. polovice XVII. století. Naproti tomu popisuje Angličan Robert Fludd v knize »Utriusque Cosmi Historia« (1618) kapesní h. se závitkem. Z toho vidno, že znám byl závitek již dříve. První h. závitkové měly průměr závitku dosti malý, za to však průměr bubnu veliký s ohledem na zpruhu, která nemohla býti tak jemná jako dnes. Struna navinovala se kol závitu 8 až 9kráte, poněvadž závitkové kolo dle výpočtu kol a zubů potřebovalo jen asi 21/2 h. k jednomu otočení. Následkem toho musil býti závitek vysoký a tudíž i celé hodinky vysoké a neforemné. V brzku však nepraktická struna, která snadno praskala, nahrazena řetízkem z jemných článků, pracně do sebe zapuštěných, nýtovaných a na koncích háčky opatřených, z nichž jeden do bubnu, druhý do závitu pevně zasahoval. I původce této náhrady jest neznámý.

Za vynálezce h-in kyvadlových pokládá se obyčejně Galilei. Jest však zjištěno, že teprve Chr. Huyghens dodal hollandské vládě roku 1657 první h. kyvadlové. Huyghens dal kolu stupnímu vodorovný směr; kolo pohybovalo se jak shledáváme do dnes u vřetenových h-in, patkami vřetena vodorovně položeného sem a tam. Na konci vřetena viselo kyvadlo s tímto současně se pohybující, takže se pohyby stupního kola shodovaly úplně s kyvy kyvadla tím způsobem, že patka vřetena při každém kyvu pustila zub stupního kola; tím dosaženo nejen stejnoměrného oběhu kola, ale i kyvadla. Veliké h. získaly sice použitím kyvadla jako regulátoru, avšak tím, že oblouky kyvu měnily svůj rozměr nestejným účinkem hybné síly, a sice chybnými a nestejnoměrnými zásahy kol u pastorků, zhoustnutím oleje a j., neděly se kyvy stejnoměrně a chod h-in byl nesprávný. Tuto vadu hleděl Huyghens odstranit, zavěsiv kyvadlo zvláště na hedvábnou nit, kteréžto vidlicí na hřídeli vřetenovém upevněnou, po jejíž obou stranách nalézaly se cykloidicky ohnuté plátky plechové, v pohybu udržováno bylo. Vynález svůj popsal Huyghens v díle »Horologium Oscillatorium« (Paříž, 1673). U přenosných h-in nebylo použití kyvadla možné a proto upotřebeno jiné síly; dosaženo jí spirálou či vláskem, který vynalezl Angličan Hook. Francouz Ferd. Berthoud učinil později vlásek isochronickým (stejnoměrným) tím, že upravil jednotlivé kotouče jeho tak, aby, čím více se od středu vzdalovaly, tím byly slabšími. Vynález Huyghensův, použiti cykloidických kyvů k docílení rovnoměrného chodu, isochronismu, nebylo lze v praxi prováděti, poněvadž bylo nesnadno dáti plechu cykloidický tvar a mimo to hedvábná nit, na niž kyvadlo zavěšeno, vystavena byla vlivu povětrnosti, jímž se buď zkracovala nebo prodlužovala; mimo to se i rychle opotřebovala.

Ze zákonů kyvadlových známo, že menší oblouky kyvové jsou stejnoměrnější než velké. Hledělo se tedy k tomu, by výkyv (šířka i délka) byly co nejmenší. K tomu cíli bylo především třeba změniti krok, poněvadž stoupací kolo se vřetenem vyžaduje nutně delších kyvů. Z toho podnětu vznikl krok zv. kotvový, nyní obecně užívaný. Jím docíleno mnohých výhod, nehledíc ani k hlavnímu účelu zařízení krokového; nebyloť již třeba tak značného závaží a hedvábná nit stala se zbytečnou, poněvadž závěs kyvadla mohl se pevněji a trvaleji provésti, tím umožněno i značnější zatížení váhy kyvadla, kterému Huyghens dal tvar čočkovitý, by při pohybu snadněji mohlo vzdorovati vlivu vzduchu. Clement v Londýně nahradil hedvábnou nit kovovým pérkem, Julien Le Roy použil dokonce dvou per. Známe tři druhy kroků: vratný, klidnýsvobodný. Při vratném pohybuje se zub krokového kola směrem síly; následkem toho musí se zub, prve než mohl sděliti kyvadlu další pohyb, vrátiti do původní polohy. Kroku toho užívalo se při kapesních a kyvadlových h-nách. Při klidném kroku zůstává zub krokového kola, mezitím co regulator oblouk svůj opisuje, nehybným, aniž kotva účinkuje. Graham upravil kotvový krok u kyvadlových h-in jako krok klidný zvláštním sestrojením kotvy tak, aby po každém pohybu kyvadlem jí sděleném odpočívala, pokud tření trvalo, až zase kyvadlo následujícím zubem další kyv nastoupilo. Poněvadž však klidný krok stále ještě značnějšímu tření byl vystaven, hleděno zastaviti další oběh krokového kola zvláštním zapadlem potud, až regulator je byl vystřídal. Tím zmenšilo se tření a udržován byl stejnoměrný lehký chod h-in; tím položen byl základ ke kroku svobodnému. Sem náleží též vynález h-in remontoirních, které Leibniz po četných pokusech sestrojil. Soukolí jakož i krok pohybují se nikoli bezprostředním účinkem hlavního péra, nýbrž zvláštním pérem, jež péro hlavní po vběhnutí zase do jistého stupně znova napne. Poněvadž napjetí toto jest jen nepatrné, účinkuje i druhé péro stejnoměrně na soukolí aniž nestejná síla hlavního péra má na soukolí škodlivý vliv. V úmyslu, kyvadlové h. zlepšiti pro všeobecnou potřebu, provedl Winnerl t. zv. krok bez vidličky. Kotva umístěná byla na zpodní části závěsu tak, že zdálo se, jakoby tyčí kyvadlovou byla nesena. Tím docíleno nejen lehčího závaží, ale zmizely i otřesy kyvadla ve vidličce. Amant, hodinář francouzský, vynalezl r. 1741 krok kolíčkový, jejž později Lepante zdokonalil. Krok jeho měl krátká ramena a plné kolíčky a proto i velký pád. Vadu tu upravil Lepante tím, že kulaté původně kolíčky seslabil na poloviční sílu a nechal jíti ramena jedno před druhé za kolem; opatřiv kolo dvěma řadami kolíčků, upravil krok tak, že se klid i náraz děl ve stejné vzdálenosti od středního pohybu. Z českých hodinářů z poč. XIX. st. Jos. Božek a Jos. Kosek proslavili se v Praze. Výrobky obou, hlavně regulátory prvějšího na hvězdárně pražské a na invalidovně v Karlíně, dosud přesně pracující, svědčí o práci mistrovské. Roku 1695 sestavil Angličan Thompson zvláštní způsob kroku klidného. Kolo chodové se zuby šikmo řezanými leželo rovnoběžně s plochou hodinového stroje. Na ose vahadla byl malý váleček s jedním zářezem, do něhož zasahovaly zuby kola stupního. Vystoupil-li jeden zub kola stupního ze zářezu ve válečku, vpadl následující na obvod válečku a spočinul v klidu, až se vahadlo zpět otočilo a následkem toho i váleček, načež zapadl do zářezu opětně. Setrvačník obdržel tak nový náraz. Toto zařízení dalo r. 1720 Grahamovi podnět k vynálezu kroku válcového nebo cylindrového. Původně bylo kolo cylindrové silné, cylindr sám objemný a těžký, setrvačník pak s ním spojený příliš lehký. Jodin (1754) první poznal, že správný výsledek chodu válcového závisí na správném poměru jednotlivých částí, hlavně však na správném poměru závaží resp. péra hnacího a velikosti vahadla. Zmírnil tření mezi kolem stupním a cylindrem na míru nejmenší, jakož i nárazy zubu na cylindr. Krok ten, mnohými hodináři zdokonalený, zachoval se podnes. — R. 1724 vynalezl Duretre krok duplexní (dvojitý), jejž pak velmi zdokonalil Pierre le Roy. Stoupací kolo u kroku toho má dvě řady zubů, z nichž prvá nalézá se v jeho rovině na okraji, druhá trčí kolmo na ploše kola do výše jako kolíčky a sice tak, že vždy mezi dvěma zuby řady první stojí zub řady druhé. Hřídel setrvačníku má na obvodu zářez, do něhož zuby řady první zasahují, a zároveň nese horizontální malou patku, o niž po vypuštění krajního zubu ze zářezu kolmý zub řady druhé naráží, čímž se setrvačníku dostává stálého nárazu. Krok duplexní předčí pravidelností krok válcový a nestrpí žádného jen prostředního provedení konstruktivního. Vynálezcem kroku volného či svobodného jest Francouz Pierre le Roy. Setrvačník vykonává tu mimo kratičkou dobu nárazu kyvy zcela neodvislé od kola. Stoupací kolo nespočívá na vahadle bezprostředně, nýbrž na zvláštní spojovací páce. Sem hlavně náležejí kotvový krok kapesních hodinek a krok chronometrový.

U kapesních hodinek jest nejvíce rozšířen volný krok kotvicový. Odvozen jest od klidného kroku kotvového (Grahamova) u h-in kyvadlových. Aby bylo možno krok ten, jenž připouští malý a nepatrný oblouk výkyvu, uzpůsobiti do hodinek kapesních, musil nejen tvar jeho býti pozměněn, ale setrvačník až na krátký okamžik nárazu býti učiněn neodvislým od síly hnací. Robert Robin (1791) uzpůsobil Grahamův krok tak, že ho bylo lze s úspěchem použiti u hodinek kapesních. Kotvicový krok novodobý se svými dotykovými body, kameny vyloženými, i lůžky kamennými lze vším právem pokládati za nejzpůsobilejší pro obecnou denní potřebu kap. hodinek. Do třídy kroků volných patří hlavně krok chronometrový. Ten má dle konstruktivního zřízení dva hlavní tvary. Při prvém jest rameno klidu, přezmen (bascule), upevněno na ose, která se pohybuje mezi dvěma čípky. Horní díl tohoto ramena, na nějž se kolo chodové opírá, uvádí se do polohy klidu zpět malým zlatým rovným pérkem, upevněným na dolním svém konci. Spirála připevněná na ose ramenové slouží v podstatě k udržování klidného bodu. U druhého tvaru jest rameno klidu a péro jedinou společnou částí a toto péro, které jest prodloužením ramene, končí na straně od vahadla odvrácené v malou nožku, upevněnou na plotně hodinové. Pružnost ramene klidu, končícího v péro, umožňuje vypouštění chodového kola a opětné zapadnutí jeho v polohu klidnou. První forma volného kroku chronometrového známa jest pod jménem kroku přezmenového a pochází od Pierra le Roye, kdežto druhou, krátce pérovým krokem chronometrovým zvanou, zavedl Ferd. Berthoud. Ku dnešním krokům chronometrovým použito bylo některých změn od Earnshava a od Bregueta.

Č. 1735.
Ideální obraz hodin.

Dnešní kolečkové h. skládají se z následujících částí: 1. motoru nebo pohybovacího apparátu, jenž vyvinuje k chodu potřebnou sílu; jest to buď váha závaží, nebo napnutí péra, v novější době též s dobrým výsledkem použito síly elektromagnetické; dle toho dělí se h. na kyvadlové, pérové a elektrické; 2. soukolí, soustavy do sebe zabírajících kol ozubených, jimiž pohyb motorem vyvozený přenáší se na ta místa, kde jest třeba; 3. registratoru času, jenž uplynulý čas na ciferníku h-in ukazuje; 4. kroku nebo chodu, jenž soukolí periodicky přivádí do klidu a tvoří zároveň spojující člen mezi soukolím a 5. regulátorem, jemuž nahrazuje ztrátu hybné síly, jíž doznal třením, odporem vzduchu a pod. Regulátor určuje periody kroku a jest jej považovati za vlastní měřidlo času. Pohyby jeho jsou buď kyvové pohyby kyvadla nebo malého setrvačníku, čímž h. s tohoto stanoviska dělí se na h. kyvadlové a h. se setrvačníkem. Jak jednotlivé díly tyto spolupůsobí, znázorňuje ideální obraz h-in č. 1735., kde všechny hřídelíky jsou položeny do jedné roviny. V A nalézá se péro, jež dává do pohybu veškeren mechanismus hodinový; jsou to tudíž h. pérové. (Myslíme-li si místo péra buben, okolo něhož je ovinuta šňůra se závažím, pak bude míti ono týž účinek jako péro a vzniknou tak h. kyvadlové nebo se závažím.) Konec péra je upevněn ke sloupku, druhý konec k hřídelíku B, jenž slove pérovým. Je-li péro napjato, otáčí se hřídelík B a pohyb ten působením rohatky D, pevně na hřídelíku sedící, a západky E přenáší se na kolo C, jež volně jest na své ose nastrčeno. Zařízení toto jest nutné při natahování h-in. Když totiž péro z hřídelíku se odvine, nutno zaopatřiti novou hybnou sílu a to se děje natažením h-in. Při tom otočí se hřídelík B ve směru ručiček hodinových, tedy v onom směru, v němž by se současně pohyboval celý hodinový stroj. Tomu se předchází právě užitím rohatky D a ostatních zařízení; západka E klouže totiž po zubech rohatky, otáčí-li se klíčem, jenž nastrčí se na čtyřhranný konec hřídelíku B, a tím kolo C a ostatní stroj je v klidu. Kolem C pohybuje se F a hřídel G, na jehož prodloužení nasazena je ručka minutová Q, jež v 1 minutě proběhne 1/60 celého obvodu. Kolem R s jedné strany a H s druhé přenáší se pohyb dále. H zabírá totiž do výměnného kola J, čímž toto a kolo K se otáčí, to pak pohybuje kolem L, jež sedí na rouře M, která jest koncentricky a volně nasazena na hřídelíku G. Počet zubů kol H, J, K, L je tak volen, že ručka hodinová P na rouře M upevněná opíše 1/12 obvodu, když ručka Q proběhne celý kruh. Analogicky jest také připojena u mnohých h-in ručka vteřinová. R pohání dále S, jež spolu s T sedí na jednom hřídeli. T přenáší pohyb na U, jež s V má touž osu. Kolo toto působí jako kolo konické a otáčí pastorkem W upevněným na kolmém hřídelíku, na němž mimo to je upevněno kolečko X s pilovitými zuby. Do nich střídavě zabírají na vřeténku S upevněné, k sobě pod pravým úhlem skloněné destičky pp1, z nichž toto v obrazu je zakryto setrvačníkem Y. Tento jest nejstarším regulátorem hodinovým, p a p1 nejstarším zařízením chodovým nebo krokovým. Se setrvačníkem spojeno jest spirálné péro, jež uvnitř v i jest upevněno a nutí Y střídavě pohybovati se v jednu a druhou stranu. Oscillace tyto jsou tak vyměřeny, že brzo p, brzo p1X přichází do styku. Kdyby nebylo setrvačníku Y, pohybovalo by se kolo X následkem převodu s velikou rychlostí; vřetenem Spp1 otáčení jeho se zdržuje, tak že X koná pouze známé pohyby drkavé, závislé na době kyvu setrvačníku, resp. na velikosti jeho a síle péra. Ubn.

Hodinového stroje užívá se nejen jako měřidla času, nýbrž i k různým jiným účelům. Tak na př. spojuje se s velkými dalekohledy (refraktory a reflektory) na hvězdárnách za tím účelem, aby otáčel jimi touž rychlostí, jakou se otáčí země. Osa, v níž se dalekohled otáčí, jest rovnoběžna s osou zemskou, tak že hvězda, na niž bylo zaměřeno, i přes zdánlivý svůj pohyb stále se nalézá v záměrné přímce dalekohledu. Podobně spojuje se hodinový stroj s fotografickými apparáty k fotografování oblohy nebeské. Poněvadž slabé světlo hvězd nutně vyžaduje delší exposice (až několika hodin), nutno fotograf. přístrojem tak pohybovati, aby stále táž čásť oblohy nebeské se promítala na totéž místo citlivé desky, až exposice jest dostatečna, a to provedeno podobně jako dříve; někdy bývají také fotograf. apparáty přímo připojeny k dalekohledům. Při heliostatu otáčí hod. stroj zrcadlem tak, že paprsky sluneční se odrážejí od zrcadla stále v témž směru. Při telegrafu Morseově pohybuje hod. stroj pásmem papírovým, na němž pak apparát vytlačuje značky; rovněž při telegraf. apparátu Caselliho. Všecky stroje meteorologické, jež výsledky pozorování registrují automaticky, jsou spojeny s hod. stroji. Také k válečným a zločinným účelům (torpéda, pekelné stroje a j.) použito hodinového stroje. Mü.

H. astronomické, jichž se užívá k měření času pro účely astronomické, liší se od h-in obyčejných tím, že jsou dle správných theoretických základů co nejpřesněji zbudovány, opatřeny jsouce zařízením, jež zaručuje co možná největší stejnoměrnost v pohybu mechanismu. Jsou buď h. kyvadlové, jež vyžadují pevného postavení, nebo hodiny přenosné, chronometry zvané, jež se mohou za chodu přenášeti s jednoho místa na jiné. Regulují se, aby buď se řídily časem středním nebo časem hvězdným. V praxi nelze regulaci tu úplně dokonale provésti; h. budou více méně proti času střednímu nebo hvězdnému se opozďovati neb urychlovati. Určitému okamžiku odpovídající udání hodin, tedy čas hodinový (Uhrzeit) v určitém okamžiku se bude lišiti od středního nebo hvězdního času okamžiku toho. Stavem (Stand) nebo chybou, korrekcí h-in vyrozumívá se počet hodin, minut a sekund, o který h. jsou pro určitý čas hodinový před nebo za časem středním nebo hvězdným. Je-li tedy Time symbol.png čas hodinový, x příslušný stav hodin vzhledem ku střednímu nebo hvězdnému času, bude Time symbol.png+x příslušící čas střední neb hvězdný. Chodem, postupem (Gang) h-in vzhledem k času střednímu nebo hvězdnému vyrozumívá se počet středních nebo hvězdných sekund, o který se h. za 24 hodin časových urychlují neb opozďují. Rovná se tedy denní postup h-in změně stavu h-in ve 24 h-nách času hodinového. Postup h-in je kladný nebo záporný, jestliže h. retardují neb accelerují. Absolutní velikost denního postupu h-in jest vlastně lhostejnou; pohodlnost vyžaduje však, aby byl denní postup malým, poněvadž se pak redukce lehčeji provádí. Podstatné jest, aby denní postup byl co možná nejvíce stálým. Větší nebo menší stálost postupu jest pak měrou kvality h-in. Při výtečných astr. h-nách kyvadlových nepřestupuje průměrná denní variace denního postupu málo setin, při chronometrech prvního řádu 0·2 sekund. Zásluha o povznesení h-in na skutečné stroje měřicí přísluší Christianu Huyghensovi, jenž zavedl kyvadlo jakožto regulator h-in se závažím a nejspíše i péro spirálové jako regulator h-in s pérem a podal theoretické základy svého vynálezu v klassickém díle »Horologium oscillatorium (Haag, 1658). Před tím vynalezli kyvadlové h. současně též Galilei a dvorní hodinář Rudolfa II. J. Bürgi. Dějinný rozvoj umění měření času líčí R. Wolf ve své »Gesch. der Astronomie«.

Při kyvadlových h-nách jest regulatorem h-in kyvadlo, jehož výchvěje jsou isochronní (stejnodobé), pokud délka kyvadla a amplituda výchvějů jest neměnitelnou. Poněvadž by v pohyb uvedené kyvadlo odporem na závěse a ve vzduchu se brzo uklidnilo a poněvadž výchvěje se též mechanicky čítati mají, spojuje se s kyvadlem stroj kolečkový, jenž, jsa závažím hnán, jednak ručičky v pohyb uvádí, jednak kyvadlo trvale v pohybu udržuje. Toto se děje zvláštním orgánem, echappement zvaným.

Při astr. h-nách kyvadlových užívá se nejčastěji jako echappementu Grahamovy kotvy (Graham’scher Anker, ruhende Ankerhemmung). Kyvadlo jest zavěšeno buď na péru (Uhrfeder) nebo spočívá na ostří (Schneide). Kyvadlo jest kompensované, buď roštové (Rostpendel) neb rtuťové (Quecksilberp.).

Chronometry mají celkem zařízení našich kapesních h-in. Hybnou sílu zde poskytuje pružnost silného péra spirálního (Zugfeder), jež při natažení h-in , byvši svinuto, snaží se opět odvinouti a tím stroj kolečkový v pohyb uvádí. Regulatorem pohybu jest balance (Unruhe), kovový prsten otáčející se kolem osy; s prstenem jest spojen konec jemného péra spirálního, jehož druhý konec jest upevněn na zpodní desce (Bodenplatte). Působením péra toho koná balance, rázem uvedená v pohyb, pravidelné kyvy kolem určité polohy klidu, do které spirála ji stále opět přivádí. Spojení mezi strojem kolečkovým a balancí obstarává echappement, jež při každém jednoduchém nebo dvojnásobném kyvu způsobuje impuls na balanci; impuls ten má nahraditi ztrátu živé síly, již balance odporem tření a vzduchu pozbývá. Rozeznáváme chronometry kapesní ve tvaru větších kapesních h-in a chronometry námořní, box chronometry, jež jsou sestrojeny ve větších rozměrech a slouží hlavně při upotřebení na moři; proto jsou ve skříni zavěšeny v závěsu kompasním, aby při kolísání moře zůstaly v poloze vodorovné. Zařízení jest u obou druhů celkem totéž. Různost rozměrů podmiňuje pouze různost počtu kyvů balance během sekundy. Těžším balancím chronometrů námořních udělují se 4, menším a lehčím balancím chronometrů kapesních z pravidla 5 jednoduchých kyvů za sekundu. Nejvíce užívané echappement jest u chronometrů volné echappement pérové (freie Federhemmung). Balance jest zařízena ke kompensování kyvů a k regulování postupu. Chronometrů se užívá vždy v téže poloze, nejúčelněji v poloze vodorovné, s ciferníkem nahoru; neboť postup se liší v různých polohách i při největší píli, již věnuje umělec na regulaci stejnoměrnosti při různých polohách. Chronometry se mají pravidelně v týž čas natahovati, aby péro tažné od jednoho natažení ke druhému vždy stejnoměrně bylo používáno. Zůstal-li chronometr státi, nepřichází při natažení sám sebou v pohyb a proto se musí lehkým otočením h-in balance uvésti v pohyb.

H. sluneční udávají čas pravý. H. sluneční představuje každá plocha, na níž jsou zobrazeny čáry hodinové; stín tyčinky, ukazováku (stylus), připadající na n-tou čáru hodinovou, ukazuje, že jest n hodin pravého času. Pro určitou polární výšku jsou h. sluneční zařízeny, má-li ukazovák směr rovnoběžný k ose světové. Čáry hodinové lze obdržeti buď počtem nebo konstrukcí. O sestrojení hlavních druhů h-in slunečních viz Dr. F. J. Studnička, Zeměpis všeobecný, čásť astronomická str. 117. Nauka o sestrojování h-in slove gnómónika (v. t.) Gs.

Č. 1736.
Bainovy sympathetické, elektrické hodiny.
Č. 1737.Hippovy sekundární, elektrické hodiny.
Č. 1738. Hippovy vlastní elektrické hodiny.

H. elektrické. Pod tímto názvem vyrozumívají se 3 různá zařízení: 1. ona, kde čas, jejž určují přesné h. pohybované závažím nebo pérem, přenáší se na větší nebo menší počet ciferníků telegraficky; 2. h. se samostatným hnacím ústrojím, jež však regulují se proudy elektrickými v určitých intervallech od normálních h-in vycházejícími čili stále udržují se ve stejném chodu; 3. h., při nichž hybnou silou je síla elektrická, právě jako u h-in obyčejných váha, závaží nebo síla péra. Prvním druhem jsou t. zv. h. sympathetické, které již r. 1839 Steinheil provedl v Mnichově. Jiné uspořádání jest Bainovo (vyobr. č. 1736.). Normálné, dobře jdoucí h. kyvadlové H mají na závěsné tyči polosekundového kyvadla K stranou odstávající měděné péro b, jež v každé sekundě přichází ve styk s C, měděným to kusem, jenž do objímky d ze slonové kosti je vložen. Tím uzavírá se proud batterie B, poněvadž jednak závěs kyvadlový A se sympath. h-nami S, jednak kontakt c s jedním polem batterie je vodivě spojen. Dráty jdoucí od HBS připojují se k závitům cívky elektromagnetu M a vždycky, jakmile bc se dotýkají, probíhá M proud, jímž vnitřní jádro se zmagnetuje; tím kotva A, kolem bodu x se otáčející a v klidu pérem f ku stavěcímu šroubu s tlačená, se přitáhne a až ke kolíčku i přitlačí. Při tom západka z táhne rohatku R o jeden zub dále přes nejbližší zub a při přerušení proudu položí se do nejbližší mezery, neboť západka z zpáteční pohyb kolečka R zabraňuje. Tím se kolečko každou sekundu pootočí o 1 zub a pohyb ten soukolím převádí se známým způsobem na obě ručky hodinového stroje. Jest patrno, že počet sympath. h-in jest zcela libovolný, závislý pouze na síle batterie. Jiné druhy sympath. h-in jsou v podstatě stejně zařízeny, liší se pouze způsobem přenášení proudu; na př. Garnier v Paříži použil k tomu zvláštní soustavy kol, kde poslední z nich v určitých časových intervallech zvedalo a spouštělo kontaktovou páku. Při jmenovaných druzích h-in používáno bylo proudů stejnosměrných, teprve Stöhrer použil při lipském zařízení, jímž hnáno bylo 70 h-in, proudů střídavých; později Glösener konstruoval h. s použitím proudů indukovaných. — 2. Sem náležející h. jsou zcela obyčejné, jež pouze v určitých dobách řízeny jsou proudem elektrickým, a slovou sekundární h. na rozdíl od h-in hlavních. Hlavním jich repraesentantem jsou h. Hippovy (vyobr č. 1737.). Na stěně h-in upevněn jest elektromagnet M; páka nesoucí kotvu jest otočena kol d a nese dolů obrácený hák h, na němž pomocí ocelového kolíčku p visí úhlová páka P, otáčející se o osu y. Zpružina f drží kotvu — pokud jest klid — vzdálenu od M a tlačí ji proti šroubu s. Páka P má v místě m úhlovitě vyříznutý výstupek. Přitáhne-li se kotva K proudem, jenž od normálných h-in přes V1MV2 běží, ku M, klesne P dolů a m posadí se jako jezdec na kolík V sekundárních h-in. V jest přesně dle regulované hodiny umístěn a jest spolu s kolem ku předu nebo zpět tlačen, dle toho, zdali hodinový stroj v okamžiku, kdy se reguluje, se opozďuje nebo jde napřed. Zvednutí páky P provede se kolíčky x x kola R. Na hodinovém kole normálních h-in jsou podobné kolíčky x, jež však mají za účel v okamžiku regulačním dvě kontaktové páky dohromady smačknouti a tím proud uzavříti. Spojení normálních h-in s těmito a batterií provedeno stejně jako u h-in sympathetických. — 3. Skupina tato tvoří vlastní h. elektrické; již r. 1839 Bain konstruoval podobné měřidlo času. Dokonalejším způsobem řešil však úlohu tuto Weare, Liais a Krammer. Hippovy nejnovější h. elektrické jsou skizzovány ve vyobr. č. 1738. Kyvadlo K zavěšené na péru nese pod těžkou čočkou kotvu A z měkkého železa; v odměřené vzdálenosti nalézá se elektromagnet M, jenž spojen jest jednak s batterií B, jednak s pérem F, jež na šroubu s spočívá a v isolujícím svorci m jest pevně držen. Od druhého pólu batterie vede drát ke kontaktnímu šroubu s. Tyč kyvadlová jest pod F prohnuta a nese sedlovitý díl c (prisma), tak že c leží přesně kolmo pod F. V místě d jest zavěšena na F ocelová destička (paletta), která otáčí se volně kolem kolíčku ku F připojeného. Uvede-li se kyvadlo od ruky v pohyb, klouže c po d, jež je pozvedáno a opět volně klesá. Čím dále tím výkyvy jsou menší, až konečně d přijde do mezery v c vyříznuté, čímž proud se zavře a M zmagnetuje; tím kyvadlo taženo jest zpět do polohy rovnováhy. Dříve než se tam dostane, přeruší se proud, M se odmagnetuje a popudem kyvadlu takto daným pohybuje se toto dále, čímž c na d opět naráží, a pochod ten se opakuje. Počet takto uzavřených proudů, jinak za stejných okolností, je závislý na síle batterie a intervally od přerušení jednoho k následujícímu obnášejí dle pozorování Dopplerova při použití 2 čerstvě naplněných článků Léclanchèových s počátku 40 sekund, po několika měsících pouze 18—20 s., aniž tím však přesnost chodu hodinového trpěla. Srv. Dr. Schnäbeli, Die elektrischen Uhren (Curich, 1878); Dr. A. Tobler, Die elekt. Uhren (Vídeň, 1883); Merling, Die elekt. Zeittelegraphen (Brunšvik, 1887). Ubn.

H. hrací. Obyčejné hodiny bývají někdy spojeny s hracím strojem, jenž jakýmsi zařízením jest udržován v klidu, načež po jisté době (na př. půl hodině, hodině) se uvolní a hraje. V dřívějších dobách byly h-nami hracími opatřeny zejména h. věžní, jež spojeny byly s apparátem zvonkovým, na němž se celá píseň vyhrála, na př. pražské hodiny zvonkové v Lorettě. Nyní však možno skoro veškeré mech. hudební nástroje kombinovati s hodinovým strojem. H. hrací jsou i tak zařízeny, že hrací stroj možno též spustiti kdykoliv.

H. kontrolní slouží ku kontrole úředníků, hlídačů, topičů a j., vykonávají-li řádně svou práci. Při těchto hodinách otáčí se papírový ciferník a hlídač, aby dokázal svou přitomnost na určitém místě v určitou hodinu, vstrčí do otvoru hodin zvláštní klíč a otočí, čímž na ciferníku na příslušné hodinové číslici udělá se dírka a tím se kontroluje.[red 1] Ubn.

H. přesypací neboli písečné, sutky, sypky, prastarý přistroj k měření času, při němž písek sypal se úzkým otvorem ze svrchní nádoby do zpodní a z množství písku tam usbíraného soudilo se na uplynulý čas. Nejpohodlnější forma h-in přesyp. jest ona, kde obě nádoby, spojeny jsouce úzkým otvorem, tvoří celek. Když písek proběhnul z jedné nádoby do druhé, opět se přístroj obrátil a znovu se měřil čas. Dříve užíváno h-in těch k měření delších dob časových, dnes pouze ku kratším, na př. v kuchyních při vaření vajec, v síních kulečníkových, k měření rychlosti lodi a pod. Ubn.

H. sluneční viz H. astronomické.

H. vodní (řec. Klepsydra) zařízeny jsou na podobném principu jako h. sypací. Byla to nádoba určitého obsahu vodou naplněná, v jejíž dně byl otvor a tím voda v určitém čase protekla. Znali je již před 600 léty př. Kr. Assyrové. V Athénách užíváno jich při soudních jednáních, kde řečníkům bylo zaříditi délku své řeči dle h-in vodních. V Římě byly zavedeny r. 159 př. Kr. a sloužily rovněž při praxi soudní, jakož i ve vojenské službě k určení nočních stráží.

Redakční poznámky

Toto jsou redakční poznámky projektu Wikizdroje, které se v původním textu nenacházejí.

  1. Viz též Ottův slovník naučný/Kontrolní hodiny (doplněk).