Головна » 2021 » Лютий » 27 » 27 лютого -День народження механічного годинника
19:31
27 лютого -День народження механічного годинника
Механічні годинники.
Створення механічних годинників мало величезне значення для історії техніки. Справа навіть не стільки в тому, що люди отримали в своє розпорядження зручний прилад для вимірювання часу. Вплив цього винаходу була незрівнянно ширше. Годинник стали першим автоматом, створеним для практичних цілей, що отримав повсюдне поширення. Цілих три століття вони залишалися самим складним технічним пристроєм і, на зразок магніту, притягували до себе творчу думку механіків. Не було іншої такої галузі техніки, де було б докладено стільки геніальної винахідливості, знання і дотепності, як при створенні та удосконаленні годинникового механізму. Тому не буде великим перебільшенням сказати, що XIV-XVII століття в історії техніки пройшли під знаком годинника. Для самої техніки і її творців це був час змужніння. В порівнянні з колишніми примітивними пристроями, годинники стали як би великим якісним кроком вперед. Створення їх вимагало складних розрахунків і копіткої праці, особливих інструментів і нових матеріалів, вони давали прекрасну можливість для з'єднання науки і практики. Багато конструкторські ідеї, що одержали потім поширення в інших галузях техніки, були спочатку випробувані в годинах, а для багатьох механізмів, створених в наступні часи, годинник послужили зразком. Вони з'явилися як би дослідною моделлю всього механічного мистецтва взагалі. Важко назвати ще який-небудь пристрій, що дав настільки багате поле для роботи людської думки. Різні пристрої для вимірювання часу створювалися вже в глибокій старовині. Безпосередніми попередниками механічних годинників, які підготували їх винахід, були водяні годинники. У складних водяних годинниках уже використовувалися циферблат з рухомою по ньому стрілкою, вантаж в якості рушійної сили, колісні передачі, механізм бою і маріонетки, розігруючі різні сцени. Так, наприклад, справжнім технічним шедевром свого часу були водяні годинники, подаровані Карлу Великому халіфом Гаруном- аль-Рашидом. Багато прикрашені, вони мали годинниковий циферблат, і кожну годину проголошували звуковим ударом металевої кулі, яка вискакувала на декоративну решітку. Опівдні у цього годинника відкривалися ворота і з них виїжджали лицарі. У середньовічних хроніках є багато згадок і про інші дотепні конструкції водяних годинників. Однак справжній переворот в техніці і хронометрії стався, як уже говорилося, тільки після появи колісних механічних годинників. Перші згадки про баштові колісні годинникі в Європі припадають на межу XIII і XIV століть. Чи могли такі годинники з'явитися раніше? Щоб відповісти на це питання, подивимося, з яких основних компонентів складається годинниковий механізм. Таких головних вузлів можна виділити шість: 1) двигун, 2) передавальний механізм із зубчатих коліс, 3) регулятор, який створює рівномірний рух, 4) розподільник, або спуск, 5) стрілочний механізм і 6) механізм переведення і за горілки годин. Перші годинникові механізми наводилися в рух енергією опускається вантажу. Приводний механізм складався з гладкого дерев'яного валу і намотаного на нього прядив'яного каната з кам'яною, а пізніше металевої гирею на кінці. Завдяки силі тяжкості гирі, канат починав розмотуватися і обертав вал. На вал було насаджено велику (або головне) зубчасте колесо, що знаходилося в зчепленні з зубчастими колесами передавального механізму. Таким чином, обертання від валу передавалося механізму годин. Вже раніше ми згадували, що період обертання коліс в зубчастій передачі залежить від ставлення діаметрів вхідних в неї коліс (або, що те ж саме, відносини числа зубів). Підбираючи колеса з різною кількістю зубів, нескладно домогтися, наприклад, щоб один з них здійснювало оборот рівно за 12 годин. Якщо насадити на вал цього колеса стрілку, то вона буде здійснювати повний оборот за той же час. Зрозуміло, що так само можна підібрати колеса, що роблять повний оборот за хвилину або за годину, з ними можна з'єднати секундну і хвилинні стрілки. Але такий годинник з'явилися значно пізніше - тільки в XVIII столітті, а до цього використовувалася єдина годинникова стрілка. Призначення передавального механізму в такому годиннику полягало в тому, щоб передати і перетворити відповідним чином рух від головного зубчастого колеса до вартового колесу. Однак, щоб годинник могли служити для виміру часу, стрілка повинна здійснювати свої обороти з однією і тією ж періодичністю. Тим часом вантаж, як це всім добре відомо, рухається під дією сил тяжіння з прискоренням. Якби гиря опускалася вільно, то вал обертався б прискорено, відповідно стрілка робила б кожен наступний оборот за більш короткий час, ніж попередній. Зіткнувшись з цією проблемою, середньовічні механіки (хоча вони і не мали поняття про прискорення) зміркували, що хід годинника не може залежати тільки від руху вантажу. Механізм необхідно було доповнити ще одним пристроєм. Це пристрій повинен був володіти власним, незалежним «почуттям часу» і відповідно до цього управляти рухом всього механізму. Так народилася ідея регулятора. Якщо сучасної людини запитати, яке найпростіше пристосування доцільніше всього використовувати в якості регулятора, він, швидше за все, назве маятник. Дійсно, маятник найкраще задовольняє поставленим умовам. У цьому можна переконатися, зробивши простий досвід. Якщо кулька, прив'язаний до досить довгої нитки, відхилити на невеликий кут і відпустити, він почне коливатися. Озброївшись секундоміром, можна порахувати, скільки коливань здійснить маятник, до прикладу, за кожні п'ятнадцять секунд. Продовжуючи спостереження протягом півтора-двох хвилин, легко помітити, що всі виміри збігаються. Через тертя об повітря розмах коливань кульки буде поступово зменшуватися, але (і це дуже важливо!) Тривалість коливання буде при цьому залишатися незмінною. Іншими словами, маятник володіє прекрасним «почуттям часу». Однак дуже довго ці чудові властивості маятника були невідомі механікам, і маятниковий годинник з'явилися тільки в другій половині XVII століття. У перших механічних годинниках регулятором служило коромисло (білянец). Коромисло з давніх часів застосовувалося в такому широко поширеному пристрої, як ваги. Якщо на кожне плече таких Коромислова ваг помістити рівні вантажі, а потім вивести ваги зі стану рівноваги, коромисло буде здійснювати досить рівні коливання на зразок маятника. Хоча ця коливальна система поступається у багатьох відношеннях маятника, вона цілком може використовуватися в годинах. Але будь-який регулятор, якщо постійно не підтримувати його коливання, рано чи пізно зупиниться. Для того щоб годинник працювали, необхідно, щоб частина рухової енергії від головного колеса постійно надходило до маятника або білянцу. Цю задачу в годинах виконує пристрій, який називається розподільником, або спуском. Спуск завжди був і залишається найскладнішим вузлом в механічних годинниках. Через нього здійснюється зв'язок між регулятором і передавальним механізмом. З одного боку, спуск передає поштовхи від двигуна до регулятора, необхідні для підтримки коливань останнього, а з іншого боку, підпорядковує рух передавального механізму (а отже, і дія двигуна) закономірності руху регулятора. Правильний хід годинника залежить головним чином від спуску. Саме над його конструкцією найбільше ламали голову винахідники. Самий перший спуск являв собою шпиндель з палети, тому його називають шпиндельним. Про принципи його дії буде детально розказано нижче. У перших годиннику не було спеціального механізму заведення. Внаслідок цього підготовка годин до роботи вимагала дуже великих зусиль. Мало того, що по кілька разів на день доводилося піднімати на значну висоту дуже важку гирю, треба було ще й долати величезний опір всіх зубчастих коліс передавального механізму. (Зрозуміло, що головне колесо, якщо воно жорстко сидить на валу двигуна, при підйомі гирі буде обертатися разом з валом, а з ним будуть обертатися і інші колеса.) Тому вже у другій половині XIV століття головне колесо стали кріпити таким чином, що при зворотному обертанні вала (проти годинникової стрілки) воно залишалося нерухомим. З шести описаних нами головних вузлів годинникового механізму більша частина окремо вже використовувалася в античності. Новими були лише два винаходи: ідея підвішувати вантаж в якості двигуна для годинників та ідея використовувати шпиндель в якості спуску. Цікаво, що обидві ці технічні знахідки середньовічна легенда приписує одній людині - вченому ченцеві Герберту, який пізніше став римським папою під ім'ям Сильвестра II. Відомо, що Герберт все життя дуже цікавився годинами і в 996 році зібрав перші в історії баштовий годинник для міста Магденбурга. Так як ці години не збереглися, по сей день залишається відкритим питання: який принцип дії вони мали. Більшість сучасних дослідників впевнені, що вони були водяними. На користь цього говорить також та обставина, що наступні баштові годинники, які з більшим чи меншим підставою можна вважати механічними, з'явилися в Європі тільки через триста років. Однак, з іншого боку, якщо Герберт дійсно був такий хороший механік, як про нього пишуть, якщо він дійсно винайшов шпиндельний спуск і якщо він дійсно багато думав над схемою механічних годинників, абсолютно не зрозуміло, що могло перешкодити йому зібрати такий годинник, оскільки він мав для цього все необхідне. Але, як би там не було, ера механічних годинників почалася в Європі тільки в кінці XIII століття. В 1288 році баштові годинники були встановлені в Вестмінстерському абатстві в Англії. В 1292 році годинами обзавівся храм в Кентербері. У 1300 році зустрічається повідомлення про те, що баштовий годинник споруджені у Флоренції (згадка про ці годинах збереглося в «Божественній комедії» Данте). У 1314 році годинник були вже у французьких Каннах. Жоден з цих ранніх механізмів не зберігся до наших днів, імена їх творців теж невідомі. Однак ми можемо досить точно уявити собі їх пристрій. Найпростіший годинниковий механізм (якщо не брати до уваги механізм бою) може включати в себе всього три зубчастих колеса. Очевидно, що всі згадані вище годинник представляли собою приклад простого триколісного механізму з одно-стрілочним циферблатом. Від головного колеса, посадженого на вал двигуна, рух передавалося на маленьку шестерню, що знаходилася на одній осі з коронним (або ходовим) колесом, яке було має зубці, що мають форму зубів пилки і розташованих перпендикулярно осі колеса. Це колесо було невід'ємною частиною спускового пристрою, або шпиндельного спуску, що мав своїм завданням регулювання швидкості руху зубчастої передачі. Коронне колесо, отримуючи енергію від зубчастої передачі, що витрачається її на обертання шпинделя, з яким воно знаходилося в постійному зв'язку. Шпиндель був забезпечений двома палети, розміщеними на ньому проти нижнього і верхнього зуба коронного колеса. Палети по відношенню один до одного розташовувалися під кутом 90 градусів і по черзі зачіпляли зубці коронного колеса, викликаючи обертання шпинделя з палети то в одну, то в іншу сторону. Коли, наприклад, виступаючий зуб колеса стикався з нижньої палет і вдарявся об неї, це призводило до обертання шпинделя на його осі і, отже, до того, що верхня палета через деякий час входила в проміжок між зубами, що знаходяться у верхній частині колеса. Тиск, який чиниться верхнім зубом, змінювало обертання шпинделя на протилежне. Зуб ходового колеса при кожному такому повороті шпинделя звільнявся. Але колесо відразу потрапляло в контакт з іншою палет, і так весь процес повторювався знову. При кожному повороті шпинделя колесо встигала повернутися тільки на один зубець. Швидкість повороту шпинделя визначалася регулятором, який являв собою, як уже говорилося, коромисло з пересуваються по ньому вантажами. Якщо вантажі переміщали ближче до осі, шпиндель починав повертатися швидше, і годинник прискорювали свій хід. Якщо вантажі переміщував і ближче до краю - хід годинника сповільнювався. Такою була концепція ранніх механічних годинників. Але вже дуже скоро пристрій їх помітно ускладнилося. Перш за все, збільшилося число коліс передавального механізму. Викликано це було тим, що при значній різниці в числі зубів між ведучим і веденим колесами виходили дуже великі передавальні відносини, механізм відчував сильне навантаження і швидко зношувався. Вантаж в такому годиннику опускався дуже швидко, і його доводилося піднімати по п'ять-шість разів на добу. До того ж для створення великих передавальних відносин були потрібні колеса занадто великого діаметру, що збільшувало габарити годин. Тому стали вводити проміжні додаткові колеса, в завдання яких входило плавно збільшувати передавальні відносини. Баштовий годинник були досить примхливим механізмом, що вимагає постійного спостереження. Протягом дня кілька разів доводилося підіймати вантаж. Хід годин залежав від сили тертя, тому вони потребували постійної мастилі. Похибка їх добового ходу за сучасними мірками була дуже велика. Але, незважаючи на це, вони довгий час залишалися найбільш точним і поширеним приладом для вимірювання часу. З кожним десятиліттям механізм годинника ускладнювався. З годинником стали пов'язувати безліч інших пристосувань, що виконували самі різні функції. Зрештою, баштовий годинник перетворилися на складний пристрій з багатьма стрілками, автоматичними рухомими фігурами, різноманітною системою бою і чудовими прикрасами. Це були шедеври техніки і мистецтва одночасно. Наприклад, відомому майстрові Джунелло Турріано знадобилося 1800 коліс для створення баштових годинників, які відтворювали денний рух Сатурна, годинник дня, річне рух Сонця, рух Місяця, а також усіх планет відповідно до птолемєєвськой системою світобудови. В інших годинах маріонетки розігрували справжні театральні вистави. Так, в Празьких баштових годинах (споруджених в 1402 році) перед боєм розкривалися два віконця над циферблатом, і з них виходило 12 апостолів. Страшна фігура Смерті, яка стояла на правій стороні циферблата, при кожному бою годин повертала косу, а потім пісочний годинник, нагадуючи про кінець життя. Людина, що стояв поруч, кивав головою, як би підкреслюючи фатальну неминучість. На іншій стороні циферблата знаходилися ще дві постаті. Одна зображувала людину з гаманцем в руках; кожну годину він дзвенів лежали там монетами, показуючи, що час - гроші. Інша фігура зображала подорожнього, мірно вдаряє палицею в землю. Вона показувала, як з плином часу рухається по життєвій дорозі людина, або суєтність життя. Після бою годин з'являвся півень і три рази кричав. Останнім у віконце з'являвся Христос і благословляв всіх, що стояли внизу глядачів. Створення таких автоматів вимагало особливих програмних пристроїв. Їх приводив у рух великий диск, керований годинниковим механізмом. Всі рухомі частини фігур мали свої важелі. Під час обертання круга вони то піднімалися, то опускалися, коли важелі потрапляли в особливі вирізи і зубці обертового диска. Крім цього баштовий годинник мали окремий механізм для бою (багато годин по-різному відбивали чверть години, година, опівдні і опівночі), що приводиться в рух власною гирею, і чотири циферблата (на кожній стороні башти). До другої половини XV століття відносяться самі перші згадки про виготовлення годин з пружинним двигуном, який відкрив шлях до створення мініатюрних годин. Джерелом рушійної енергії в пружинних годинах служила заведена і прагне розгорнутися пружина, яка представляла собою еластичну, ретельно загартовану сталеву стрічку, згорнуту навколо валу всередині барабана. Зовнішній кінець пружини закріплювався за гачок у стінці барабана, внутрішній - з'єднувався з валом барабана. Прагнучи розвернутися, пружина приводила в обертання барабан і пов'язане з ним зубчасте колесо, яке в свою чергу передавало це рух системі зубчастих коліс до регулятора включно. Конструюючи такий годинник, майстри повинні були вирішити кілька складних технічних завдань. Головна з них стосувалася роботи самого двигуна. Адже для правильного ходу годинника пружина повинна протягом тривалого часу впливати на колісний механізм з однією і тією ж силою. Для цього необхідно змусити її розвертатися повільно і рівномірно. Поштовхом до створення пружинних годин послужив винахід запору, не дозволяв пружині розпрямлятися відразу. Він являв собою маленьку клямку, що містилася в зуби коліс і дозволяла пружині розкручуватися тільки так, що одночасно повертався весь її корпус, а разом з ним - колеса годинникового механізму. Так як пружина має неоднакову силу пружності на різних стадіях свого розгортання, першим годинникарям доводилося вдаватися до різних хитрощів, щоб зробити її хід більше рівномірним.
Механічні годинники. 
регулятором служило коромисло (білянец). Коромисло з давніх часів застосовувалося в такому широко поширеному пристрої, як ваги. Якщо на кожне плече таких Коромислова ваг помістити рівні вантажі, а потім вивести ваги зі стану рівноваги, коромисло буде здійснювати досить рівні коливання на зразок маятника. Хоча ця коливальна система поступається у багатьох відношеннях маятника, вона цілком може використовуватися в годинах. Але будь-який регулятор, якщо постійно не підтримувати його коливання, рано чи пізно зупиниться. Для того щоб годинник працювали, необхідно, щоб частина рухової енергії від головного колеса постійно надходило до маятника або білянцу. Цю задачу в годинах виконує пристрій, який називається розподільником, або спуском. Спуск завжди був і залишається найскладнішим вузлом в механічних годинниках. Через нього здійснюється зв'язок між регулятором і передавальним механізмом. З одного боку, спуск передає поштовхи від двигуна до регулятора, необхідні для підтримки коливань останнього, а з іншого боку, підпорядковує рух передавального механізму (а отже, і дія двигуна) закономірності руху регулятора. Правильний хід годинника залежить головним чином від спуску. Саме над його конструкцією найбільше ламали голову винахідники. Самий перший спуск являв собою шпиндель з палети, тому його називають шпиндельним. Про принципи його дії буде детально розказано нижче. У перших годиннику не було спеціального механізму заведення. Внаслідок цього підготовка годин до роботи вимагала дуже великих зусиль. Мало того, що по кілька разів на день доводилося піднімати на значну висоту дуже важку гирю, треба було ще й долати величезний опір всіх зубчастих коліс передавального механізму. (Зрозуміло, що головне колесо, якщо воно жорстко сидить на валу двигуна, при підйомі гирі буде обертатися разом з валом, а з ним будуть обертатися і інші колеса.) Тому вже у другій половині XIV століття головне колесо стали кріпити таким чином, що при зворотному обертанні вала (проти годинникової стрілки) воно залишалося нерухомим. З шести описаних нами головних вузлів годинникового механізму більша частина окремо вже використовувалася в античності. Новими були лише два винаходи: ідея підвішувати вантаж в якості двигуна для годинників та ідея використовувати шпиндель в якості спуску. Цікаво, що обидві ці технічні знахідки середньовічна легенда приписує одній людині - вченому ченцеві Герберту, який пізніше став римським папою під ім'ям Сильвестра II. Відомо, що Герберт все життя дуже цікавився годинами і в 996 році зібрав перші в історії баштовий годинник для міста Магденбурга. Так як ці години не збереглися, по сей день залишається відкритим питання: який принцип дії вони мали. Більшість сучасних дослідників впевнені, що вони були водяними. На користь цього говорить також та обставина, що наступні баштові годинники, які з більшим чи меншим підставою можна вважати механічними, з'явилися в Європі тільки через триста років. Однак, з іншого боку, якщо Герберт дійсно був такий хороший механік, як про нього пишуть, якщо він дійсно винайшов шпиндельний спуск і якщо він дійсно багато думав над схемою механічних годинників, абсолютно не зрозуміло, що могло перешкодити йому зібрати такий годинник, оскільки він мав для цього все необхідне. Але, як би там не було, ера механічних годинників почалася в Європі тільки в кінці XIII століття. В 1288 році баштові годинники були встановлені в Вестмінстерському абатстві в Англії. В 1292 році годинами обзавівся храм в Кентербері. У 1300 році зустрічається повідомлення про те, що баштовий годинник споруджені у Флоренції (згадка про ці годинах збереглося в «Божественній комедії» Данте). У 1314 році годинник були вже у французьких Каннах. Жоден з цих ранніх механізмів не зберігся до наших днів, імена їх творців теж невідомі. Однак ми можемо досить точно уявити собі їх пристрій. Найпростіший годинниковий механізм (якщо не брати до уваги механізм бою) може включати в себе всього три зубчастих колеса. Очевидно, що всі згадані вище годинник представляли собою приклад простого триколісного механізму з одно-стрілочним циферблатом. Від головного колеса, посадженого на вал двигуна, рух передавалося на маленьку шестерню, що знаходилася на одній осі з коронним (або ходовим) колесом, яке було має зубці, що мають форму зубів пилки і розташованих перпендикулярно осі колеса. Це колесо було невід'ємною частиною спускового пристрою, або шпиндельного спуску, що мав своїм завданням регулювання швидкості руху зубчастої передачі. Коронне колесо, отримуючи енергію від зубчастої передачі, що витрачається її на обертання шпинделя, з яким воно знаходилося в постійному зв'язку. Шпиндель був забезпечений двома палети, розміщеними на ньому проти нижнього і верхнього зуба коронного колеса. Палети по відношенню один до одного розташовувалися під кутом 90 градусів і по черзі зачіпляли зубці коронного колеса, викликаючи обертання шпинделя з палети то в одну, то в іншу сторону. Коли, наприклад, виступаючий зуб колеса стикався з нижньої палет і вдарявся об неї, це призводило до обертання шпинделя на його осі і, отже, до того, що верхня палета через деякий час входила в проміжок між зубами, що знаходяться у верхній частині колеса. Тиск, який чиниться верхнім зубом, змінювало обертання шпинделя на протилежне. Зуб ходового колеса при кожному такому повороті шпинделя звільнявся. Але колесо відразу потрапляло в контакт з іншою палет, і так весь процес повторювався знову. При кожному повороті шпинделя колесо встигала повернутися тільки на один зубець. Швидкість повороту шпинделя визначалася регулятором, який являв собою, як уже говорилося, коромисло з пересуваються по ньому вантажами. Якщо вантажі переміщали ближче до осі, шпиндель починав повертатися швидше, і годинник прискорювали свій хід. Якщо вантажі переміщував і ближче до краю - хід годинника сповільнювався. Такою була концепція ранніх механічних годинників. Але вже дуже скоро пристрій їх помітно ускладнилося. Перш за все, збільшилося число коліс передавального механізму. Викликано це було тим, що при значній різниці в числі зубів між ведучим і веденим колесами виходили дуже великі передавальні відносини, механізм відчував сильне навантаження і швидко зношувався. Вантаж в такому годиннику опускався дуже швидко, і його доводилося піднімати по п'ять-шість разів на добу. До того ж для створення великих передавальних відносин були потрібні колеса занадто великого діаметру, що збільшувало габарити годин. Тому стали вводити проміжні додаткові колеса, в завдання яких входило плавно збільшувати передавальні відносини. Баштовий годинник були досить примхливим механізмом, що вимагає постійного спостереження. Протягом дня кілька разів доводилося підіймати вантаж. Хід годин залежав від сили тертя, тому вони потребували постійної мастилі. Похибка їх добового ходу за сучасними мірками була дуже велика. Але, незважаючи на це, вони довгий час залишалися найбільш точним і поширеним приладом для вимірювання часу. З кожним десятиліттям механізм годинника ускладнювався. З годинником стали пов'язувати безліч інших пристосувань, що виконували самі різні функції. Зрештою, баштовий годинник перетворилися на складний пристрій з багатьма стрілками, автоматичними рухомими фігурами, різноманітною системою бою і чудовими прикрасами. Це були шедеври техніки і мистецтва одночасно. Наприклад, відомому майстрові Джунелло Турріано знадобилося 1800 коліс для створення баштових годинників, які відтворювали денний рух Сатурна, годинник дня, річне рух Сонця, рух Місяця, а також усіх планет відповідно до птолемєєвськой системою світобудови. В інших годинах маріонетки розігрували справжні театральні вистави. Так, в Празьких баштових годинах (споруджених в 1402 році) перед боєм розкривалися два віконця над циферблатом, і з них виходило 12 апостолів. Страшна фігура Смерті, яка стояла на правій стороні циферблата, при кожному бою годин повертала косу, а потім пісочний годинник, нагадуючи про кінець життя. Людина, що стояв поруч, кивав головою, як би підкреслюючи фатальну неминучість. На іншій стороні циферблата знаходилися ще дві постаті. Одна зображувала людину з гаманцем в руках; кожну годину він дзвенів лежали там монетами, показуючи, що час - гроші. Інша фігура зображала подорожнього, мірно вдаряє палицею в землю. Вона показувала, як з плином часу рухається по життєвій дорозі людина, або суєтність життя. Після бою годин з'являвся півень і три рази кричав. Останнім у віконце з'являвся Христос і благословляв всіх, що стояли внизу глядачів. Створення таких автоматів вимагало особливих програмних пристроїв. Їх приводив у рух великий диск, керований годинниковим механізмом. Всі рухомі частини фігур мали свої важелі. Під час обертання круга вони то піднімалися, то опускалися, коли важелі потрапляли в особливі вирізи і зубці обертового диска. Крім цього баштовий годинник мали окремий механізм для бою (багато годин по-різному відбивали чверть години, година, опівдні і опівночі), що приводиться в рух власною гирею, і чотири циферблата (на кожній стороні башти). 
До другої половини XV століття відносяться самі перші згадки про виготовлення годин з пружинним двигуном, який відкрив шлях до створення мініатюрних годин. Джерелом рушійної енергії в пружинних годинах служила заведена і прагне розгорнутися пружина, яка представляла собою еластичну, ретельно загартовану сталеву стрічку, згорнуту навколо валу всередині барабана. Зовнішній кінець пружини закріплювався за гачок у стінці барабана, внутрішній - з'єднувався з валом барабана. Прагнучи розвернутися, пружина приводила в обертання барабан і пов'язане з ним зубчасте колесо, яке в свою чергу передавало це рух системі зубчастих коліс до регулятора включно. Конструюючи такий годинник, майстри повинні були вирішити кілька складних технічних завдань. Головна з них стосувалася роботи самого двигуна. Адже для правильного ходу годинника пружина повинна протягом тривалого часу впливати на колісний механізм з однією і тією ж силою. Для цього необхідно змусити її розвертатися повільно і рівномірно. Поштовхом до створення пружинних годин послужив винахід запору, не дозволяв пружині розпрямлятися відразу. Він являв собою маленьку клямку, що містилася в зуби коліс і дозволяла пружині розкручуватися тільки так, що одночасно повертався весь її корпус, а разом з ним - колеса годинникового механізму. Так як пружина має неоднакову силу пружності на різних стадіях свого розгортання, першим годинникарям доводилося вдаватися до різних хитрощів, щоб зробити її хід більше рівномірним.