Jste zde

Domů

Přesýpací hodiny pískové

Kategorie časoměrných přístrojů:

Kategorie:

Přesýpací hodiny pískové

Dobu vzniku prvních přesýpacích pískových hodin skutečně není možné určit přesně. Zachované písemné zprávy však ukazují na to, že že základní princip přesýpacích hodin pískových byxl již v Asii znám pradávno před začátkem křesťanského letopočtu. Již z doby Archimédovy lze sledovat zmínky o prvních "hodinách" lahvovitého tvaru.

Přesýpání materiálů se používalo v dávných dobách nejen k měření času

Ktesibiův žák, Herón Alexandrijský, v popise jednoho ze svých přístrojů přímo uvádí využití prosa, písku a nebo i hořčičných semen k přesouvání tíhy břeme, a tak nás může tato zmínka přivést k myšlence, že v této době docházelo k přímému použití přesýpání i k měření času, avšak pravděpodobně tomu tak nebylo : zatím se neobjevil žádný prvek z Herónových konstrukcí, který by byl využit u prvních přesýpacích hodin a je tomu tak rovněž i v antickém Římě, kde zcela postrádáme zmínky o pískových hodinách. Římané totiž sklo sice vyrábět uměli, nicméně bylo pro značné množství nečistot neprůhledné.

Přesýpací hodiny pískové a země západní Evropy

Evropa, především její země na západě přicházejí do styku s pískovými hodinami s nejvyšší pravděpodobností až v době středověké. Jednou ze stop nejstarších je pak zpráva z roku 1339, která byla nalezena v Paříži, a která obsdahuje návod na přípravu jemného písku z prosaátého prachu černého mramoruvyvařeného ve víně a sušeného na slunci

Přesýpací hodiny v Evropě

Třebaže se pískové přesýpací hodiny v Evropě objevují poměrně později, velmi rychle se rozšířily a stála za tímto jevem především jejich jednoduchost, spolehlivost a nízká cena. V neposlední řadě ke značnému rozšíření přispívá schopnost těchto hodin, tedy tohoto časoměrného přístroje, meřit časové úseky v kteroukoliv denní i noční dobu a zejména - ohňové hodiny či měření času podle svící bylo značně nepřesné, vznikaly požáry a samozřejmě bylo důležité měřit čas i bez závislosti délky stínu či odlomení kuliček ke svíci připevněných. Pískové přesýpací hodiny negativní vlastnosti ohňových hodin odbouraly a zcela je zatlačily do pozadí.

Nevýhody přesýpacích hodin

Výraznou nevýhodou přesýpacích pískových hodin, jenž využití přesýpacích hodin bránila, je poměrně krátký časový interval, který by byl měřitelný. Konstrukce přesýpacích hodin spočívala v možnosti měřit ča na zpravidla na půlhodinové či hodinové intervaly. Téměř sporadicky sledujeme konstrukce  určené pro tříhodinové nepřetržité měření času. Méně často se vyskytovaly přesýpací hodiny pro tříhodinové měření a jen zcela výjimečně byly sestrojeny obří pískové hodiny pro dvanáctihodinový chod. Větší zlepšení nepřineslo ani spojení několika přesýpacích hodin v jeden celek. Například sada čtyř pískových hodin ve společném pouzdru byla upravena tak, aby se první obsah přesypal po čtvrthodině, další po půlhodině, další po tři čtvrtě hodiny atd.

Výroba skleněných baněk pro přesýpací hodiny

Skleněné baňky pro přesýpací hodiny byla podmíněna znalostí výrobní technologie čistého skla a jeho tvarování do dutých kulových baněk. Do zúženého hrdla v místě styku obou baněk se po naplnění pískešm vkládala malá vodorovná kovová clonka s otvorem řídícím množství a rychlost propadávání zrnek písku. Spoj se ovazoval hustou nití a tmelil pomocí pryskyřice.

Přesnost přesýpacích hodin

Přesýpací hodiny nepatřily k nejpřesnějším časoměrným přístrojům, avšak ve své době dokonale sloužily k poměrně relativně přesnému měření časových úseků. Přesnost přesýpacích hodin velmi závisela na přípravě pískové náplně. Baňky se plnily páleným velmi jemným pískem, který byl mnohokráte prosíván na jemných síátech a dokonale vysušen. Takto upravený písek míval načervenalé zbarvení, neboť byl velmidlouho a několikrát převařován v červeném víně, bělavé náplně pocházely z pražených, jemně rozemletých vaječných skořápek, opět pečlivě prosívaných na jemnozrnných sítech; šedavá náplň prozrazovala těžký písek ze zinkového a olověného prachu.

Tvar baněk a přesnost pískových přesýpacích hodin

Přesnost přesýpacích hodin závisela rovněž na tvaru baněk, hladkosti jejich vnitřních stěn, rovnoměrnosti propadávání náplně řídící clonkou v hrdle, a především na stejnoměrné zrnitosti a sypkosti písku. V tomto směru dávaly lepší výsledky baňky plněné olověnými písky, jejichž zrnitost byla rovnoměrnější. Olověný písek při delším používání také méně narušoval hladkost vnitřních skleněných stěn. Podobně jako ohňové hodiny, ani pískové hodiny nedosáhly přesnosti slunečních hodin. Kromě toho se přesnost přesýpacích hodin při delším provozu stále měnila, protože se písková zrna postupně obrušovala na jemnější, otvor ve středové clonce se obrušoval a zvětšoval, čímž docházelo ke zrychlování hodin.

Přesýpací hodiny jako koknkurent mechanických hodin

Ve snaze konkurovat mechanickým hodinám i v rámci měření delších časových úseků nebo dokonce při měření času se začaly v 17. a 18. století vyrábět, hlavně v Norimberku a Augsburgu, přesýpací hodiny hodiny se čtyřmi soustavami baněk ve společném pouzdru. Řada výrobců vyvíjela různá důmyslná zařízení k samočinnému překlápění hodin. Matematik de la Hire zhotovil v první polovině 17. století přesýpací hodiny na měření sekundových intervalů, astronom Tycho de Brahe zkoušel nahradit písek rtutí.

Samočinné překlápění přesýpacích hodin

Překlápění pískových přesýpacích hodin, tedy překlápění tak, aby se dělo samočinně, bylo ve své době skutečným problémem, který se snažily vyřešit desítky matematiků a fyziků. Stephan Farfler z Altdorfu použil k tomuto účelu u hodin, které sestrojil, pružinového mechanismu. Z téže doby pochází také další řešení navrhnuté  Radim, původně zveřejněného ve spisu Nuova szenza di horologi a polvere. Jiné řešení tohoto problému, počítající se změnou těžiště při přesýpání písku, znázorňuje kresba Lany v knize Inventioni nuove z roku 1670. Rovněž Francouz Grolier de Serviere z Lyonu, autor mnoha dalších zajímavých přístrojů, sestrojil zhruba o sto let později automatické překlápěcí zařízení vhodné pro přesýpací hodiny. Mnoho velmi unikátních řešení pak pochází z Německa, zejména z oblasti Norimberku, kde v polovině 17. století působil vynikající konstruiktér přesýpacích hodin Andreas Zack.

Přesýpací hodiny v literatuře

Mnoho snah o nalezení nových a dokonalejších druhů elementárních hodin, schopných konkurovat mechanickým hodinám, se promítají v literatuře věnované teorii i praktické stavbě časoměrných přístrojů. Vyjma již zmíněné Archangela Maria Radiho a známého Schottova díla Technica curiosa napsal podobné pojednání Ital Domenico Martinelli, které nazval Horologi elementari. Právě v tomto díle kromě ohňových a vodních hodin popisuje také vzduchové hodiny poháněné malým měchem - prvkem, který se později uplatnil u kukačkových hodin. Třebaže nepřinesly mechanismy k samočinnému překlápění hodin očekávaný výsledek, zachovaly si pískové přesýpací hodiny, v současnosti jako dekorativní užitný prvek ( například k měření doby vaření vajec ), oblibu až doi dnešních dnů.