Прядильный аппарат Леонардо да Винчи

В первых самопрялках не только операция вытяжки выполнялась неизбежно пальцами самого прядильщика, но последний должен был также по мере наполнения поверхности катушки переставлять нить вручную с одного крючка рогулки на другой. Исключительно интересная попытка механизировать этот последний момент была сделана в конце XV в. в Италии Леонардо да Винчи. Основываясь, по-видимому, на каком-то распространенном уже в итальянской промышленности элементарном типе самопрялки (по всей вероятности однородном с южно-германским), Леонардо набросал в своих черновых записках эскиз прядильного аппарата усовершенствованной и оригинальной конструкции.

Как и относительно многих изобретений, приписываемых гениальному инженеру, художнику и ученому, трудно и в данном случае сказать, явилось ли оно простой зарисовкой находившегося в практическом пользовании механизма, или было в существенных чертах плодом творчества самого Леонардо (Fе1dhaus F. M. Leonardo der Techniker und Erfinder).

Самопрялка Леонардо да Винчи с автоматической намоткой нити (конец XV в.)

На рисунке изображен общий вид этой самопрялки. Как видно из чертежа, большое колесо 4 приводит в действие при помощи шнура веретено 2; малое колесо 5 дает движение катушке 3, вращающейся с меньшей скоростью, чем веретено. Таким образом, здесь, как и в южно-германской самопрялке, но в другом конструктивном оформлении, введен принцип двойной передачи, т. е. веретено и катушка получают независимое друг от друга движение. Существенной частью аппарата является механизм для равномерной и непрерывной намотки пряжи на катушку. Он изображен отдельно на рис. (а). Действие его сводится к следующему.

Особый червяк 6, насаженный на вращающуюся горизонтальную ось 7, приводит в движение зубчатое колесо GA, зацепляющее своими цевками 8 за цевочные колеса 9. Каждое из последних имеет по несколько зубьев, направленных в одном колесе в сторону противоположную, чем в другом, вследствие чего барабан S, в верхней и нижней частях которого укреплены цевочные колеса, получает возвратное движение. Первую половину пути барабан, зацепляясь за зубья верхнего колеса, двигается в одну сторону, вторую половину пути, под действием нижнего колеса — в другую. Благодаря этому вилкообразный рычаг 10, помещенный между колесами и захватывающий квадратную ось веретена, перемещает веретено вперед и назад, и нить механически равномерно наматывается на поверхность катушки, что устраняет обычную для самопрялок ручную операцию перемещения время от времени нити с одного крючка или направляющего отверстия рогульки на другое. В аппарате Леонардо можно было также регулировать степень крутки, изменяя скорость вращения большого колеса при помощи штифтов, вставленных между шнурами и ободом колеса и служащих для натяжения шнура.

Судьба самопрялки Леонардо да Винчи неизвестна. Во всяком случае, осуществленный в ней принцип автоматической намотки остался практически забытым в течение почти всего мануфактурного периода.

НОЖНАЯ САМОПРЯЛКА

Конструктивные формы самопрялки дают большое разнообразие, в зависимости от тех или иных географически-этнографических зон, в которых она получает развитие. Наибольшую известность в XVI в. приобретает так называемая саксонская ножная самопрялка.

Традиционная литература, склонная закреплять крупное изобретение за одним каким-либо лицом, считает обычно творцом этой самопрялки брауншвейгского каменотеса Юргена (или Юрга) и датирует ее изобретение 1530 г. Однако элементарный критический обзор источников, на которые опирается эта версия, не позволяет установить ни одного достоверного факта, касающегося личности изобретателя. Отсутствуют, в сущности говоря, и биографические сведения о Юргене и данные о том, что нового внес он в конструкцию самопрялки.

Так как основные моменты, из которых слагается процесс самопрялочного прядения, были уже известны в XV в., то заслугой Юргена (если только он вообще существовал) является, в лучшем случае, присоединение к прялочному аппарату ножного педального механизма, освободившего правую руку прядильщика от функции вращения рукоятки колеса и закрепившего роль двигательной силы за ногой. Тем самым правая рука получила возможность принимать непосредственное участие в процессе прядения (в операциях крутки и намотки), что привело к улучшению качества всей работы на самопрялке.

Если принцип самопрялочного прядения возник в конце ремесленного периода, то основным аппаратом в технике прядения льна самопрялка становится только в мануфактурный период. Первоначальный тип ножной самопрялки, получившей распространение в Саксонии в середине XVI в., нам неизвестен.

Тирольская самопрялка XVII в. Из коллекции венского музея самопрялок

Самые ранние, сохранившиеся до нашего времени, ножные самопрялки относятся к XVII в. Английский, ирландский, шотландский и тирольский типы ее хранятся в коллекциях венского музея самопрялок и муниципального музея в Бельфасте.

Для уяснения конструкции педальной самопрялки и хода работы на ней мы возьмем в качестве образца тирольскую самопрялку XVII в.

Она состоит из следующих частей: педали, на которую нажимает нога, шатунной передачи (заимствована из токарного станка), большого колеса, диаметром в 30 — 50 см, шнура, перекинутого через обод колеса и охватывающего блочок катушки, горизонтального деревянного веретена, лежащего в кожаном подшипнике и опирающегося на вертикальную стойку, рогульки, составляющей одно целое с веретеном и имеющей крючки или отверстия для прохождения нити, катушки, свободно надетой на веретено, вертикальной палки, на которой закрепляется пучок волокон, и деревянной стойки всего аппарата (Rettich, H. Spinnrad-Typеn).

Работа на самопрялке ведется следующим образом.
Прядильщик левой рукой вытягивает из пучка несколько волокон, слегка ссучивает их и направляет в боковое отверстие веретена, откуда нить идет по части канала веретена (которое слева — пустотелое) и затем по крылу рогульки до одного из крючков или отверстий, которые вводят нить на катушку под прямым углом к оси последней. При нажиме ноги на педаль колесо начинает вращаться и приводить в движение катушку, наматывающую на себя нить. Натяжение нити заставляет вращаться рогульку и веретено. Вследствие этого нить одновременно получает крутку (рогулькой) и намотку (катушкой), в чем и выражается принцип непрерывного прядения.

Основным условием для функционирования самопрялки является установление разной скорости вращения веретена и катушки, без чего нить не могла бы наматываться на поверхность последней. В нашем типе самопрялки разность скоростей достигается тем, что веретено с рогулькой, вследствие трения о подшипники, отстает в своем вращении от катушки; таким образом, это — конструкция с опережающей катушкой. Так как нить наматывается на длину, соответствующую разности в скоростях веретена и рогульки, то, очевидно, что длина спряденной в одну минуту пряжи = (u — k) пd, где u — количество оборотов катушки в минуту, k — количество оборотов веретена и пd — переменная окружность катушки. Так как с увеличением диаметра катушки последняя наматывает на себя при каждом обороте все большее количество пряжи, то часть нити, находящаяся между рогулькой и катушкой, туго натягивается. Поэтому от искусства прядильщика зависит ускорить подачу нити на рогульку или добиться уменьшения скорости вращения катушки ослаблением степени натянутости приводного шнура. Это достигается при помощи особого регулирующега винта. Чем больше крепость выпрядаемой нити и, следовательно, ее способности преодолеть сопротивление трения шнура о желоб блочка, тем туже может быть натягивание шнура.