Virtuální muzeum hodin

Regulátor s lihýřem a vřetenovým krokem

   

Nejstarší mechanickým oscilátorem, který zajišťoval více méně rovnoměrný chod hodinových strojů byl lihýř s vřetenovým krokem. Přestože jde o zařízení používané od 13. století, je jeho funkce opředena určitými mýty. Někdy se uvádí, že to vlastně není oscilátor, ale jen setrvačník, jindy se naopak závěsu lihýře přisuzuje nezanedbatelný torzní či jiný moment a lihýř se tak vlastně stává kyvadlem či setrvačkou. Zkusíme to trochu rozmotat. 

Wikipedie uvádí, že: "Lihýř nebo také foliot je mechanický oscilátor, který zajišťuje více méně rovnoměrný chod mechanických hodin.  ..... Lihýř  tvoří otáčivý svislý hřídel, zavěšený na řemeni nebo provazu, a příčné ráhno se závažíčky. Závažíčka se dala na ramenech ráhna posouvat, čímž se měnil moment setrvačnosti lihýře a tím i doba kyvu. Direkční sílu. která vrací lihýř do klidové polohy, obstarával závěs, který se zkrucoval a tím zvedal celý lihýř o kousek vzhůru. Tíha lihýře pak vyvozovala direkční sílu.

Tak s tím se moc souhlasit nedá, ačkoliv je to údajně opřeno o autority. Bohužel díky "zákazu vlastního výzkumu" to nelze ve wikipedii opravit.  Lihýř je svislý otáčivý hřídel obvykle s příčným ráhnem se závažíčky. Nemusí být zavěšen, může být podepřen na hrotu, ráhno může být i jiného tvaru. 

Základním sporem je, zda závěs lihýře působí nezanedbatelnou direkční sílou, který ho vrací do klidové polohy. Pokud by to tak bylo, nejde o lihýř, ale o kyvadlo. Doba kyvu by se pak odvozovala od  momentu setrvačnosti lihýře a velikosti direkční síly. Lihýř by v tomto případě fungoval sám jako oscilátor ovšem kývající zcela jinou frekvencí, než v jaké bude použit. 

Na lihýř během chodu totiž působí mnohem větší síly přenášené z pohybového ústrojí hodin pomocí palet vřetenového kroku. Tyto síly působí mnohem větším direkčním momentem a celá soustava osciluje na zcela jiné frekvenci. Vlastní direkční síla závěsu buď vůbec chybí (lihýř na hrotu) nebo je zanedbatelná. 

Lihýř tedy není oscilátor, je však jeho součástí. Oscilátor je tvořen teprve soustavou lihýře a kroku. 

Nerovnoměrnost chodu či oscilací soustavy s lihýřem je způsobena také mechanickými problémy podobnými jako má kyvadlo či setrvačka (vliv  tření, teploty, vlhkosti) ale hlavně nerovnoměrně působící direktivní silou. Zemská přitažlivost u gravitačních kyvadel a torzní a pružinové síly u torzního kyvadla či setrvačky jsou značně stabilnější. Navíc u ostatních mechanických oscilátorů jejichž přímou součástí není krok, lze negativní působení kroku časově omezovat. Kyvadlo či setrvačka může většinu času kývat samostatně pořízená pouze celkem stabilním silám. Síly, které vyvozují palety kroku na lihýř jsou značně nerovnoměrné a složitě regulovatelné. To platí jak o vlivu tvaru zubů korunového kola, tak  o různých silových poměrech v soukolí během chodu. 

Označovat lihýř za setrvačník je matoucí. Dle wikipedie je "setrvačník rotační zařízení pro akumulaci kinetické energie.  Za setrvačník lze považovat všechna tělesa, která rotují". Lihýř není plnohodnotné rotační zařízení. Nerotuje, kývá. Samozřejmě se v jeho pohybu uplatňují setrvačné vlastnosti hmoty. To je ovšem u kyvadla i setrvačky stejné. Bez setrvačnosti by nebyl žádný mechanický oscilátor.  


Nezbývá než zopakovat úvodní větu. Nejstarší mechanickým oscilátorem, který zajišťoval více méně rovnoměrný chod hodinových strojů byl lihýř s vřetenovým krokem. Jeho nepřesnost nebo chcete-li nedostatečná izochronnost způsobila, že byl vytlačen kyvadlem a setrvačkou a ještě později nahrazen elektronickým řešením. Udržel se však dodnes u hodin stavěných spíše na krásu než na přesnost. 


 


 přímá adresa stránky je:
 
Telefon: 603 502 735
email:  kurator (kyselá ryba) muzeumhodin . info