Zegary wieżowe.

 "Historia pomiaru czasu"
Zegary wieżowe.

Zegar wieżowy jest jednym z najwcześniejszych typów zegarów. Począwszy od XII wieku w Europie miasta i klasztory budowały zegary na wysokich wieżach, które uderzały w dzwony i wzywały społeczność do modlitwy. Zegary publiczne odgrywały ważną rolę w odmierzaniu czasu w życiu codziennym aż do XX wieku, kiedy dokładne zegarki stały się na tyle tanie, że zwykli ludzie mogli sobie na nie pozwolić. Aby obrócić duże wskazówki i uruchomić bicie w dzwony, mechanizm zegarów wieżowych musi być o wiele potężniejszy niż w przypadku zwykłych zegarów. Mechanizmy te instalowano na wysokich wieżach kościołów, ratuszy i zamków jako centralne i decydujące wskaźniki czasu. Tradycyjne zegary wieżowe to duże zegary wahadłowe napędzane zawieszonymi ciężarkami. Pierwsze zegary mechaniczne z napędem wagowym (od około 1300 r.) najpierw ogłaszały pełną godzinę za pomocą kurantów automatycznych, tzw. kurantów zegarowych. Dzięki pracom nad bardziej złożonymi technologiami do dzwonu zegara można było dodać dalsze kuranty, aż do bardziej złożonych melodii, takich jak dzwon westminsterski na wieży zegarowej Pałacu Westminsterskiego. Alternatywnie, w niektórych przypadkach to strażnicy dzwonili w kościelny dzwon na początku każdej godziny. Zegary wieżowe służyły do podziału czasu na cele liturgiczne (czasy modlitw) i podziału dnia roboczego. Pierwsze zegary w pełni mechaniczne, które pojawiły się w Europie pod koniec XIII wieku, odmierzały czas za pomocą wychwytu wrzecionowego bocznego z kolebnikiem Foliota. Z roku 1385 znana jest bardzo wczesna niemieckojęzyczna instrukcja regulacji zegara wieżowego z wychwytem wrzeconowym. Przez długi czas zegary te ustawiano codziennie według zegara słonecznego, bo aż do XIX wieku obowiązywał prawdziwy czas lokalny, ustalany codziennie na podstawie położenia słońca. W drugiej połowie XIV wieku w budynkach użyteczności publicznej w całej Europie zainstalowano ponad 500 efektownych zegarów wieżowych. Nowe zegary mechaniczne były łatwe w utrzymaniu, gdyż zasilanie zegara zapewniało się obracaniem korby w celu podniesienia ciężaru na sznurku. Mechanizm pomiaru czasu oparty na wychwycie wrzecionowym w tych wczesnych zegarach mechanicznych był bardzo niedokładny, ponieważ prymitywny kolebnik nie miał sprężyny równoważącej zapewniającej równomierną siłę przywracającą, więc ten balans nie było oscylatorem harmonicznym, a jego szybkość zmieniała się w zależności od zmian siły układu kołowego. Błąd w pierwszych zegarach mechanicznych mógł wynosić kilka godzin dziennie. Zegar wahadłowy został wynaleziony i opatentowany w 1657 roku przez holenderskiego naukowca Christiaana Huygensa, zainspirowany doskonałymi właściwościami wahadła do pomiaru czasu odkrytymi w 1602 roku przez włoskiego naukowca Galileo Galilei. Zegary wahadłowe były znacznie dokładniejsze niż poprzednie zegary z kolebnikiem, poprawiając dokładność pomiaru czasu najlepszych zegarów precyzyjnych z 15 minut dziennie do około 10 sekund dziennie. W ciągu kilku dziesięcioleci większość zegarów wieżowych w całej Europie została przebudowana, przekształcając poprzedni wychwyt z kolebnikiem na wahadłowy. Do dnia dzisiejszego nie zachował się prawie żaden egzemplarz z oryginalnym wrzecionem i kolebnikiem. Dokładność zegara wahadłowego wzrosła dzięki wynalezieniu w 1657 roku przez Roberta Hooke'a wychwytu kotwicznego, który szybko zastąpił prymitywny wychwyt boczny w zegarach wahadłowych. Pierwszym zegarem wieżowym z nowym wychwytem był zegar Wadham College, zbudowany w Wadham College w Oksfordzie w Wielkiej Brytanii w 1670 roku, prawdopodobnie przez zegarmistrza Josepha Knibba. Wychwyt kotwicy zmniejszył szerokość pracy wahadła z 80 do 100° na  3-6°. To znacznie zmniejszyło energię zużywaną przez wahadło i umożliwiło użycie dłuższych wahadeł. Podczas gdy domowe zegary wahadłowe zwykle używają wahadła sekundowego o długości 1,0 metra (39 cali), zegary wieżowe często używają wahadła 1,5 sekundy o długości 2,25 m (7,4 stopy) lub wahadła dwusekundowego o długości 4 m. Zegary wieżowe miały źródło błędów, których nie można znaleźć w innych zegarach: zmienny moment obrotowy na układzie kołowym spowodowany ciężarem ogromnych zewnętrznych wskazówek zegara podczas ich obracania, co pogarszało jeszcze sezonowe obciążenie wskazówek śniegiem, lodem czy podmuchami wiatru. Zmiany siły przyłożonej do wahadła przez koło wychwytowe powodowały zmianę okresu wahadła. W XIX wieku wynaleziono specjalistyczne wychwyty do zegarów wieżowych, aby złagodzić ten problem. W najpopularniejszym typie, zwanym wychwytem grawitacyjnym, zamiast przykładać siłę przekładni do bezpośredniego popchnięcia wahadła, koło wychwytowe zamiast tego podnosiło obciążoną dźwignię, która następnie była zwalniana, a jej ciężar powodował popchnięcie wahadła podczas jego ruchu w do środka .To izolowało wahadło od zmian siły napędowej. Jednym z najczęściej używanych typów był tzw. trójnożny wychwyt grawitacyjny wynaleziony w 1854 roku przez Edmunda Becketta (Lord Grimsthorpe).

Poniższe zestawienie przedstawia niektóre zegary wieżowe, które zostały zainstalowane w całej Europie. Nie jest ono kompletne i służy głównie do zilustrowania tempa zmian. Prawie nic nie zachowało się z mechanizmów zegarów wieżowych datowanych przed 1400 rokiem, a ze względu na szeroko zakrojoną przebudowę zegarów autentyczność tych, które przetrwały, jest kwestionowana. Niewiele wiadomo o ich mechanizmach, wiedzę głównie zaczerpnięto ze źródeł rękopisowych.

Zegar Heinricha von Wiecka w Paryżu z 1362 roku jest pierwszym zegarem, o którym wiadomo z całą pewnością, że posiadał wychwyt wrzecionowy boczny. Fakt nagłego wzrostu liczby zarejestrowanych instalacji zegarów wieżowych wskazuje na fakt, że te nowe zegary wykorzystują nową technologię. Dzieje się to w latach 1350 i później. Okazuje się, że nawet małe miasteczka mogą sobie pozwolić na wystawienie publicznych zegarów bijących. Zegary wieżowe są obecnie powszechne w całej Europie. Z tego okresu nie są znane żadne zachowane mechanizmy zegarowe (poza roszczeniami Salisbury i Wells).
Salisbury Cathedral clock. Zegar na wieży ponownie odkrył w 1928 roku T.R. Robinson, miłośnik zegarmistrzostwa, który wszedł na wieżę zegarową, aby obejrzeć nowy zegar (zamontowany w 1884 r.). Obecność starego zegara była znana wielu osobom, lecz nikt nie przywiązywał do tego większej wagi. Tylko T. R. Robinson, uważał, że był to zegar wzmiankowany w 1386 r. Ze zdjęć wykonanych w 1928 r. wynikało, że jest on w miarę kompletny. W końcu zdano sobie sprawę z jego historycznego znaczenia. Po raz pierwszy został wystawiony w północnym transepcie katedry. Następnie w 1956 roku zegar przywrócono do przypuszczalnego stanu pierwotnego i ponownie zaczął działać. Nowy wychwyt wahadłowy został zastąpiony wychwytem wrzecionowym z kolebnikiem, przywracając w ten sposób zegarowi wygląd zbliżony do pierwotnego projektu. Obecnie wychwyt działa, ale mechanizm bijący jest zwykle blokowany przez zacisk, który można zdjąć w celach demonstracyjnych. Twierdzi sie, że to najstarszy działający zegar swiata.
Natomiast Inni, uważają za najstarsze działające zegary na świecie, znajdują się w katedrze w Beauvais we Francji (podobno pochodzą z 1305 roku i całkowicie zachowały się w architektonicznej ramie), w wieży zegarowej w Chioggi we Włoszech i zegarze katedry Comayagua,  w Hondurasie (Przypuszcza się, że został zbudowany w Hiszpanii w XII wieku, chociaż wzmianki o nim zaginęły).  Najstarszym zegarem na świecie z wygrawerowaną datą (1463) jest zegar Backhaus [de] w Forchtenberg w Niemczech. Zegar należy do grupy zegarów z okresu od XIV do XVI wieku, które można znaleźć w zachodniej Anglii w Wells, Exeter, Castle Combe, Ottery St Mary i Wimborne Minster.  Próbę datowania tego zegara na około 1386 rok podjął T.R.  Robinsona.  Jego szacunkowa data została poparta przez innych. Inne zegary z tego stulecia, jak te w Rouen (Gros Horloge), Paryżu (zegar Heinricha von Wick) czy Dijon (zegar zabrany przez Filipa Śmiałego z Courtrai w 1382 r.) zaginęły, uległy zniszczeniu lub zostały poddane istotnym modyfikacjom. Zegar katedralny w Wells mógł zostać wykonany przez tych samych rzemieślników, co zegar z Salisbury, ale zwykle datowany jest na około 1392 rok, a obecnie znajduje się w Muzeum Nauki w Londynie, gdzie nadal działa. Istnieją wątpliwości, czy zegar wystawiony w katedrze w Salisbury to rzeczywiście zegar wzmiankowany w 1386 roku, gdyż konstrukcja jest dość zaawansowana i bardziej porównywalna z zegarami wykonanymi w XVI i XVII wieku niż z XIV wieku. Pytanie, czy jest to zegar z 1386 r., jest dość istotne, ponieważ zegar katedralny w Wells był datowany wcześniej na XVI wiek, ale po odkryciu zegara z Salisbury w 1928 r. datowano go na rok 1392. Błędy w datowaniu starych zegarów wieżowych nie są rzadkością.  Zegar na zamku w Dover datowano początkowo na XIV wiek, by później skorygować go na około 1600 rok. Gillett & Johnston była manufakturą zegarmistrzowską i odlewnią dzwonów z siedzibą w Croydon w Anglii od 1844 do 1957. W latach 1844-1950 w zakładzie wyprodukowano ponad 14 000 zegarów wieżowych.  Najbardziej udany i znaczący okres działalności firmy jako ludwisarza przypadł na lata dwudzieste i trzydzieste XX wieku, kiedy to firma była odpowiedzialna za dostawy wielu ważnych dzwonów i carillonów do obiektów w Wielkiej Brytanii i na całym świecie. Obecnie mechaniczne zegary wieżowe są rzadko używane.  Przyczyniły się do tego nowoczesna technologia z mechanizmami sterowanymi radiowo, a także skomplikowana i trudna konserwacja zegarków. W rezultacie wiele zabytkowych mechanizmów zegarów wieżowych uległo zniszczeniu w wyniku zaniedbania lub zostało sprzedanych prywatnie, ponieważ nie były już potrzebne.  Z drugiej strony, historyczne mechanizmy zegarowe wieżowe są obecnie coraz częściej wykorzystywane jako ulepszenie techniczne elektrycznych urządzeń, a wysiłek wymagany do ich obsługi można znacznie zmniejszyć bez konieczności zmiany zabytkowego mechanizmu zegarowego.   

A na temat zegarów wieżowych z terenu Polski sporo można się dowiedzieć z relacji filmowych naszego kolegi Janusza
https://www.youtube.com/watch?v=27BqWlYgM-E
https://www.youtube.com/watch?v=pjusmAiU7R4