Zegary Roczne.

 

"Historia pomiaru czasu"
Zegary Roczne.

Zegar z wahadłem skrętnym, zwany także zegarem rocznym lub zegarem 400-dniowym, to rodzaj małego, ozdobnego zegara mechanicznego. Podstawową cechą takiego zegara jest jego organ regulacyjny, czyli wahadło skrętne, to znaczy masa wykonująca ruch obrotowy raz w lewo, a raz w prawo, wokół osi pionowej, zawieszona na cienkim drucie (zwykle płaskim). Drut działa tutaj jak sprężyna skrętna i również utrzymuje ciężar masy balansującej, która nie ma łożysk mechanicznych i dlatego może się obracać bez tarcia. Oscylacje wahadła skrętnego są izochroniczne, a pełna oscylacja trwa od około 15 do 30 sekund. Z powodu tego powolnego obrotu tylko niewielka ilość energii jest tracona przez opór powietrza, dlatego nawet przy małym urządzeniu magazynującym energię można osiągnąć żywotność przekraczającą rok. Wadami tej konstrukcji są, wrażliwość na wibracje i ogólnie jedynie umiarkowana dokładność. To, w połączeniu z długim czasem chodzenia, może powodować większe odchylenia od chodu. Zegary te muszą być ustawione idealnie płasko, dlatego są wyposażone w regulowane nóżki i poziomicę.  Dodatkowo umieszczono je pod przezroczystym kloszem, ponieważ są bardzo wrażliwe na wilgoć i kurz. Mechanizmy zegarów  rocznych to okrągłe lub kwadratowe mechanizmy filarowe z wychwytem Grahama lub kołkowym. Napęd odbywa się poprzez sprężynę naciągową umieszczoną w bębnie. Masa wahadła początkowo składała się z litego mosiężnego dysku, później do kompensacji zastosowano bimetaliczne obręcze z ruchomymi odważnikami i wahadła rtęciowe. Młodsze przykłady mają cztery stalowe kulki jako obciążniki wahadłowe. Chociaż odniosły sukces komercyjny, zegary roczne były dość kiepskimi urządzeniami do pomiaru czasu. Jednym z powodów było to, że okres oscylacji wahadła skrętnego zmienia się wraz z temperaturą ze względu na zależną od temperatury elastyczność sprężyny. W 1951 roku Charles Terwilliger z firmy Horolovar Co. wynalazł zawieszenie z kompensacją temperatury, która umożliwiła wykonanie dość dokładnych zegarów. A obecnie materiał Nivarox jest standardem w użyciu na drut zawieszenia wahadła, dzięki temu zegar jest jeszcze dokładniejszy. Zegar można przyspieszyć lub spowolnić za pomocą mechanizmu regulacyjnego na wahadle skrętnym, który przesuwa ciężarki do lub od osi. Im bliżej znajdują się kulki, tym mniejszy moment bezwładności wahadła skrętnego i tym szybciej będzie się ono obracać, jak wirująca łyżwiarka wciągająca ramiona. Powoduje to przyspieszenie zegara.

Wahadło skrętne zostało wynalezione przez Roberta Lesliego w 1793 roku, natomiast zegar z wahadłem skrętnym został po raz pierwszy wynaleziony i opatentowany przez Amerykanina Aarona Crane'a w 1841 roku. Wykonywał on także precyzyjne zegary astronomiczne z regulatorem opartym na wahadle skrętnym, ale sprzedano tylko cztery. Zegar roczny najwyraźniej niezależnie wynalazł również Niemiec Anton Harder (1811–1888) i opatentował go w latach 1879–1880. Zainspirował go podobno widok wiszącego żyrandola obracającego się po tym, jak służący przekręcił go, aby zapalić świece. Założył firmę Jahresuhrenfabrik („Fabryka Zegarów Rocznych”), ale dokładność jego zegarów była bardzo słaba. Harder, który 16 września 1877 roku wraz z zegarmistrzem Lorenzem Jehlinem otrzymał patent na wahadło skrętne, sprzedał patent w 1884 r. F. A. L. deGruyterowi z Amsterdamu, który pozwolił na wygaśnięcie patentu w 1887 r. Na rynek próbowały później wejść również inne firmy, rozpoczynając niemiecką masową produkcję tych zegarów. Po niezbyt udanych próbach rozpoczęcia wielkoprzemysłowej produkcji przez firmy zegarmistrzowskie A. Willmann & Co. i Gustava Eduarda Beckera z siedzibą we Fryburgu na Śląsku, pod koniec 1881 roku zlecenie na produkcję zegarów rocznych otrzymał August Schatz, które zaowocowało później budową fabryki zegarów rocznych w Tribergu. Po wygaśnięciu praw patentowych niektórzy inni wiodący niemieccy producenci zegarów również włączyli zegary roczne do swojej oferty.