Šumavský rozcestník: Šumavský orloj, Hojsova Stráž

Šumavský orloj, Hojsova Stráž

Šumava.cz
rozcestník
kultura a památky
technické
Šumavský orloj, Hojsova Stráž

detailní info

kategorie: kultura a památky / technické
lokalita: železnorudsko
GPS: 49°12'38.178"N, 13°11'50.863"E

popis

První šumavský orloj se nachází v centru rekreačního střediska Hojsova Stráž na Železnorudsku, v jedné z nejmalebnějších obcí Šumavy. Součástí orloje je stroj s čtyřiadvacetihodinovým číselníkem, otočnými kruhy a rafijemi, které kromě středního slunečního času ukazují i čas hvězdný, datum a kalendářní měsíc, znázorňují pohyb Slunce znameními zvěrokruhu, aktuální fázi Měsíce, dny uplynulé od novu a vzájemné aspekty Slunce a Měsíce. V orloji je bicí stroj, který každé poledne odbije prvních osm tónů naší státní hymny a po jejich doznění smrťáček 12x zazvoní na zvon. V rámci orloje je i stroj pohánějící otočnou mapu hvězdné oblohy a takzvanou dračí rafiji, která predikuje zatmění Slunce a Měsíce (nikoliv pro danou oblast, ale pro kterékoliv místo na Zemi). Tento stroj zároveň pohání ručičky dvou menších číselníků, které ukazují časy východů a západů Slunce v daný den. Tento orloj je inspirován orloji italského typu, nikoliv tím staroměstským, se kterým má společnou pouze figuru Smrti, kterou je opatřena i řada dalších orlojů. Uvedení do provozu proběhlo 17. listopadu roku 2017, ovšem vše začalo v květnu roku 2014 nálezem kolečka ze šicího stroje a následným pokusem vyrobit z něj krokové kolo pro stroj věžních hodin. Podařilo se, potom následovala výroba kotvy, výpočty a výroba ozubených kol, hřídelí, rámu stroje, osazení do kuličkových ložisek… až vznikl funkční hodinový stroj, který na orloji ukazuje běžný občanský čas. Současně se zrodila myšlenka pokračovat ve výrobě dalších strojů a zhotovit tak orloj pro jednu z nejmalebnějších šumavských obcí. Byl vyroben stroj s čtyřiadvacetihodinovým číselníkem, otočnými kruhy a rafijemi, které kromě středního slunečního času ukazují i čas hvězdný, datum a kalendářní měsíc, znázorňují pohyb Slunce znameními zvěrokruhu, aktuální fázi Měsíce, dny uplynulé od novu a vzájemné aspekty Slunce a Měsíce. Následoval bicí stroj, který každé poledne odbije prvních osm tónů naší státní hymny a po jejich doznění smrťáček 12x zazvoní na zvon. Nakonec byl vyroben stroj pohánějící otočnou mapu hvězdné oblohy a takzvanou dračí rafiji, která predikuje zatmění Slunce a Měsíce (nikoliv pro danou oblast, ale pro kterékoliv místo na Zemi). Tento stroj zároveň pohání ručičky dvou menších číselníků, které ukazují časy východů a západů Slunce v daný den.

Kombinovaný velký číselník ve střední části orloje má uprostřed symbol Země na otočném modrém kruhu, v něm je kruhový výřez Měsíce, ve kterém se zobrazují jeho fáze. Pro vyznavače astrologie jsou znázorněny hlavní aspekty, ve kterých se právě Měsíc vůči Slunci nachází – opozice („činka“), trigon, kvadrant, sextil a konjunkce (malý kroužek u okraje Měsíce). Za kruhem Měsíce se otáčí větší kruh, který nese rafiji se symbolem Slunce. Na jeho obvodu jsou vyznačeny dny (1 až 29 + 1/2) rozdělené na čtvrtiny. Kolik dnů uplynulo od novu, ukazuje symbol konjunkce na kruhu Měsíce, aspekty ukazuje šipka na kruhu Slunce.

Za kruhem Slunce se otáčí zvěrokruh s dvanácti znameními a jejich znaky. Symbol Slunce projde během roku všemi znameními zvěrokruhu a ukazuje, v jakém znamení se Slunce právě nachází. Rafije Slunce ukazuje dále na kalendářní měsíc a datum. Jednotlivé dny vyznačují čárky na obvodu kruhu, pod nimi jsou data po pěti dnech.

Vnější pevný čtyřiadvacetník je na obvodu dělen po minutách (střídavě žluté a modré čárky) a rafije Slunce na něm ukazuje střední sluneční čas, a to během celého roku, protože Slunce prozatím úspěšně ignoruje ten bordel, který si lidé na Zemi v čase udělali. V období letního času je tedy třeba si hodinu připočítat. Střední sluneční den má přesně 24 hodin, což je 24 hodin, 3 minuty a 56,55 sekundy času hvězdného, který ukazuje symbol hvězdičky mezi znameními Panny a Vah. Hvězdný den má 23 hodin, 56 minut a 4,09 sekundy. Rozdíl v těchto časech vzniká tak, že Země během své jedné otáčky vůči hvězdám urazí na své dráze kolem Slunce cca 2,5 milionu kilometrů. Za jeden rok tak Země vykoná o jednu otáčku více proti hvězdám, než proti Slunci. Hvězdný a sluneční čas mají stejnou hodnotu jen jednou v roce – o podzimní rovnodennosti.

Ve spodní části orloje se nachází otočná mapa hvězdné oblohy a dračí rafije. Hvězdná obloha se ve skutečnosti otočí jednou za den, na orloji jednou za rok. Díky tomu ukazuje v elipsovitém výřezu (obzorník – hranice obzoru) aktuální postavení hvězd pro půlnoc daného dne. Na mapě jsou vyznačeny ekliptika, rovník, galaktický rovník a hvězdy do cca 5. hvězdné velikosti. Jedná se o zdánlivou hvězdnou velikost (magnituda, zkratka m), prakticky jasnost hvězdy při pozorování ze Země. Například Vega v souhvězdí Lyry (zkratka Lyr) má m = 0, u jasnějších hvězd se používá záporné znaménko, nejjasnější hvězda na obloze – Sirius v souhvězdí Velkého psa (CMa) má m = -1,45, Spica v souhvězdí Panny (Vir) má m = 1, Polárka v souhvězdí Malého medvěda, též Malého vozu (UMi) má m = 2. Z toho vyplývá, že čím zdánlivě menší hvězda, tím vyšší číslo magnitudy. Průměr hvězd na mapě odpovídá jejich jasnosti při pozorování. Na obzorníku jsou zkratky světových stran, ve středu jeho spodní části je jih, takže v mapě se orientujeme tak, jako bychom stáli čelem k jihu a drželi jí nad hlavou.

Dračí rafije se stejně jako hvězdná obloha otáčí doleva a slouží k predikci zatmění. Hlava draka znázorňuje vzestupný uzel Měsíce, ocas sestupný uzel, přičemž hlava draka je v postavení pro 00:00 hodin daného dne. Uzly Měsíce jsou dva průsečíky ekliptiky (dráhy Slunce) a dráhy Měsíce. Oběžná doba vzestupného uzlu je cca 18,61 roku, za tuto dobu vykoná dračí rafije o jednu otáčku více, než hvězdná obloha. K zatmění Slunce nebo Měsíce může na Zemi dojít jen tehdy, když se Slunce, Měsíc a měsíční uzel seřadí v jedné přímce. Pokud tedy na středním číselníku ukazuje šipka u rafije Slunce na Měsíc v úplňku, nebo v novu, tak k času, který ukazuje hlava draka na spodním číselníku přičteme čas, který ukazuje rafije Slunce a pokud se tyto časy shodují, dochází někde na Zemi (nikoliv pouze v daném místě) k zatmění Slunce, pokud je Měsíc v novu, nebo k zatmění Měsíce, pokud je Měsíc v úplňku.

Rozdíl v těchto časech může být asi 20 minut pro úplné a 45 minut pro částečné zatmění Měsíce a 35 minut pro úplné a 75 minut pro částečné zatmění Slunce.

Mezi středním a spodním číselníkem jsou po stranách dva malé číselníky, které ukazují časy východu a západu Slunce v daný den, opět ve středním slunečním čase, takže v období letního času je třeba připočítat jednu hodinu. Kovové body na nich vyznačují rovnodennosti a slunovraty.

Krokové kolo Amantova kolíčkového kroku je vyrobeno z kolečka šicího stroje upraveného na soustruhu, paprsky byly odlehčeny a kolo osazeno dvaceti mosaznými kolíčky. Ty jsou v kole zašroubovány, z druhé strany roznýtovány do zahloubení a ručně opilovány na polovinu průměru s tolerancí rozteče 0,02 mm. Amantův krok s malým počtem kolíčků byl zvolen proto, aby vyšly silnější a snesly větší namáhání při zvýšené hmotnosti závaží (dvě mají hmotnost 37 kg), které bylo nutné k tomu, aby jicí stroj měl vyšší kroutivý moment k pohonu a ovládání dalších strojů. Palety kotvy jsou vybroušeny z nástrojové oceli a následně zakaleny. Zřejmě vzhledem k tuhosti kolíčků i palet docházelo k odskakování krokového kola při každém kyvu. Tato závada byla odstraněna letmým uložením setrvačníku na hřídel krokového kola. Ten se pootáčí s krokovým kolem a po jeho zastavení o paletu pokračuje v pohybu a „přitlačí“ tak kolík k paletě. Kyvadlo je metrové – sekundové, jeho tyč je z invaru, válcová „čočka“ o hmotnosti 6 kg je v polovině své výšky zespodu podepřena mosaznou trubkou, která kompenzuje velmi nízkou teplotní roztažnost invarové tyče (nepřesnost chodu je maximálně 30 sekund za týden). Litinové ozubené kolo lanového bubnu je původně z řezačky na slámu, zuby dopilovány, cévy lucernového pastorku zhotoveny z nástrojové oceli. Ostatní ozubená kola jsou vypálena laserem z uhlíkové oceli, zuby dopilovány a navzájem zalapovány. Třecí spojka na minutovém kole je vyrobena ze spojkové lamely osobního automobilu a brzdového kotouče z jízdního kola. Na hřídeli bubnu, který se otočí jednou za dvanáct hodin, je osazeno řetězové kolo se 48 zuby na pohon ukazovacího stroje. Buben má vysoustruženy drážky jako pravolevý závit, takže současně navíjí (odvíjí) dvě nerezová lanka, která jsou vytažena nahoru a do stran až pod střechu věže na výkyvné kladky a odtud vedou k závažím. Tímto prodloužením délky dráhy závaží a vložením mezilehlého kola do stroje je umožněn jeho nátah jednou za čtrnáct dnů. Čepy všech hřídelí jsou uloženy ve valivých kuličkových ložiskách, takže tření v čepech je minimální. Do vnějších kroužků ložisek jsou na obvodu vybroušeny tři půlkruhové drážky a jejich prostřednictvím jsou v rámu fixována třemi šrouby. Mazána jsou v intervalu 2 – 3 měsíců olejem s přísadou teflonu prostřednictvím mazniček uchycených na rámu stroje, jehož celkové rozměry jsou 50 x 65 x 50 cm.

Tento stroj se otáčí prostřednictvím závaží na válečkovém řetězu, který je podobně jako lanka na jicím stroji natažen od stroje nahoru ke kladce pod krovem věže a odtud dolů k závaží (6 kg) na volné kladce. Jicí stroj, který je s ukazovacím propojen řetězovým převodem v poměru 3:1, má sice dostatečný kroutivý moment na to, aby ukazovací stroj mohl pohánět sám, nicméně při umístění v exteriéru a hlavně v zimě na to nelze spoléhat. Počet zubů řetězového kola na jicím stroji je 48, na ukazovacím 16. Na společné hřídeli s tímto kolem jsou dvě spřažená ozubená kola se shodným počtem zubů (61), která zabírají do kola zvěrokruhu (365 zubů) a Slunce (366 zubů). Díky tomu vykoná zvěrokruh za rok o jednu otáčku více, než kruh s rafijí Slunce. Řetězové kolo na bubnu jicího stroje se 48 zuby se otočí jednou za 12 hodin, řetězové kolo se 16 a ozubená kola s 61 zuby se tudíž otočí jednou za 4 hodiny, kolo Slunce tedy jednou za 24 hodin. Otáčení kruhu Měsíce je řešeno diferenciálním převodem. Od ozubeného kola (59 zubů) na hřídeli Slunce je prostřednictvím dvou spřažených pastorků (shodně 24 zubů) poháněno ozubené kolo (57 zubů) na hřídeli Měsíce. Slunce se tak „sejde“ s Měsícem vždy za cca 29,5 dnů (synodický měsíc), tedy za dobu, která uplyne od novu k novu. Na hřídeli pastorků, uložené v kuličkových ložiskách, jsou zvenku osazena řetězová kola nátahu, v případě potřeby je možné zvolit silnější převod, stejně jako na jízdním kole. Všechna ozubená kola jsou na hřídelích osazena v nábojích se třemi šrouby s vnitřním šestihranem, po jejich povolení je možné provést korekci jednotlivých funkcí. Kruhy zvěrokruhu, Slunce i Měsíce jsou zvenku uchyceny na svých hřídelích, které mají společnou osu. Dutá hřídel zvěrokruhu je nejkratší, má největší průměr, vpředu je uložena ve valivém kuličkovém ložisku, vzadu v kluzném, obě ložiska jsou fixována v rámu stroje. V ní je vsunuta též dutá hřídel Slunce, její přední a střední ložisko je v hřídeli zvěrokruhu, zadní v rámu, všechna kluzná. V hřídeli Slunce je nejdelší, plná hřídel Měsíce, uložená ve třech kluzných ložiskách podobně jako hřídel Slunce. Všechna ložiska jsou mazána stejně jako u jicího stroje.

Stroj je poháněn závažím (24 kg) zavěšeným na válečkovém řetězu přes řetězové kolo. Na jeho hřídeli je osazeno další řetězové kolo, sloužící k pohonu mechanismu, který pohybuje figurou poustevníka. Stroj odbíjí v poledne nejprve prvních osm tónů naší státní hymny osmi kladívky na šest bicích tyčí, potom dalším kladívkem (spojeným s pohybem smrťáčka) dvanáct úderů na zvon. Hlavní součástí je ocelový válec, poháněný ozubeným soukolím, na němž jsou v osmi řadách vedle sebe přivařeny palce, které zdvihají a spouštějí kladívka na bicí tyče. Na zadní straně válce je dvanáct palců v jedné řadě za sebou, které ovládají kladívko zvonu. Stabilizace otáček je řešena klasicky větrníkem. Válec je v poloze před odbíjením zajištěn pomocí dvojzvratné páky, na jejímž horním konci je masivní mosazný kolík, zapadající do otvoru ve válci. Na její spodní konec vždy ve 12:00 hodin udeří kladívko, takže kolík vyskočí z otvoru ve válci a mechanismus se dá do pohybu. Kladívko je vzhledem k potřebné hmotnosti zdviháno nadvakrát, do poloviny své dráhy před půlnocí, do horní polohy před polednem. Zdvih kladívka probíhá přes hvězdici, pákou ovládanou kolíkem na ozubeném kole lanového bubnu jicího stroje, které se otočí jednou za dvanáct hodin. Před polednem je kladívko v horní poloze podepřeno druhou pákou, kterou přesně v poledne zdvihne kolík na minutovém kole jicího stroje, čímž je stroj spuštěn. Po odbití (jedna otáčka válce) mosazný kolík opět zapadne do otvoru ve válci. Všechna ložiska na tomto stroji jsou kluzná, ze samomazné mosazi, s možností přimazání.

Hvězdná obloha na orloji má pomalý pohyb – jednu otáčku za rok. Ve skutečnosti se samozřejmě otočí jednou za necelých 24 hodin, ale účelem bylo, aby během dne zobrazovala aktuální postavení hvězd pro půlnoc tohoto dne. Dračí rafije je ještě pomalejší, vykoná jednu otáčku za cca 18,61 roků. Vzájemný poměr otáček zajišťuje diferenciální převod. Dutá hřídel dračí rafije je uložena v přední i zadní části ve valivých kuličkových ložiskách. Je na ní osazeno první kolo diferenciálního soukolí (93 zubů), spojené s řetězovým kolem, do něhož zabírá válečkový řetěz se závažím (8 kg). V této hřídeli se otáčí plná hřídel hvězdné oblohy, uložená vpředu a ve středu v kluzných ložiskách, vzadu na kuličkovém ložisku a je na ní osazeno druhé kolo diferenciálního soukolí (98 zubů) spolu s velkým kolem (365 zubů) s pilovým ozubením. Do obou kol diferenciálního soukolí zabírají dva spřažené pastorky (oba 24 zubů). Díky tomuto převodu vykoná dračí rafije za cca 18,61 roku o jednu otáčku více, než hvězdná obloha. Ta se jednou za 24 hodin pootočí o jeden zub velkého kola pohybem kotvy, kterou přes páku ovládá kolík na kole Slunce ukazovacího stroje. Umístění dračí rafije za kruh hvězdné oblohy není obvyklé, ale bylo zvoleno proto, aby rafije nezakrývala hlavně Polárku, ale ani ostatní hvězdy. Na malém čtyřiadvacetníku jsou tak vidět pouze hlava a ocas draka. Na zadním konci hřídele hvězdné oblohy je osazeno řetězové kolo. Válečkovým řetězem je od něj poháněna rafije východů Slunce a od ní, opět řetězovým převodem s napínacími kladkami, rafije západů Slunce.