Orokit – L’Orologio da costruire


(Quinta parte – Dal n.69 de l’Orologio)

Quando, nel 1985, il sottoscritto descriveva ai lettori di Audio Review (autorevole rivista di elettroacustica ed alta fedeltà) il suo primo programma di progetto di casse acustiche alta fedeltà (per computer Commodore 64 n.d.r.), ben difficilmente avrebbe potuto prevedere che, a distanza di tredici anni, sarebbe stato impegnato a proporvi, dalle pagine di una rivista di orologeria, il progetto originale di un orologio di legno in stile rinascimentale.

Di Renato Giussani – Foto di Alessandro Neri

Questa quinta puntata, nelle nostre intenzioni, dovrebbe essere l’ultima della serie. Resta comunque inteso che potremo tornare su qualunque (sia nella rubrica delle risposte alle vostre lettere, sia con articoli specifici) ove dovessimo ricevere vostre documentate richieste in merito. Come pure ci impegnamo a pubblicare le foto delle vostre realizzazioni. Avendo già descritto (sia pure in modo non pedestremente esaustivo) i particolari costruttivi del nostro orologio, in questa occasione cercheremo di darvi tutti quei consigli che riteniamo più utili per superare indenni la fase di messa in moto e taratura iniziale dell’orologio. Non sarà probabilmente inutile ricordare qui che il prototipo che abbiamo costruito e fotografato è tuttora perfettamente funzionante.

Iniziamo subito con un mea culpa riguardante un dato geometrico pubblicato lo scorso mese. In ben due didascalie, a pag.147 e 148 del n.68 abbiamo indicato in 105 cm la lunghezza iniziale dell’asta dalla quale partire con il processo di accorciamento progressivo necessario per effettuare la taratura iniziale del vostro orologio. Tale lunghezza è invece quella cui, nel nostro caso, siamo giunti dopo alcune operazioni di allungamento attuate con inserti di cartoncino. Il nostro consiglio è naturalmente di predisporre inizialmente un’asta di lunghezza ben superiore, in modo da non essere costretti a ricominciare daccapo nel caso la lunghezza di 105 cm, nel vostro particolare caso, risultasse insufficiente a consentire la messa a punto con l’uso della sola vite dell’attacco dell’ancora. Una lunghezza iniziale di 110 cm potrebbe essere un buon valore per tutti.

Un altro consiglio che ci sembra utile anteporre a qualsiasi altro, riguarda la determinazione del valore del peso motore. Anzitutto, tenete conto che il cordino di carica, ovvero quello cui è legato il peso motore, dovrebbe essere arrotolato alla ruota di carica D, cioè quella da 165 cm. Provate subito con un peso da 4 kg, anche se successivamente potreste verificare la possibilità di far funzionare il vostro orologio anche con pesi inferiori. Ad ogni buon conto, ad orologio montato, con il peso motore in opera ed in assenza di ancora e pendolo, tutte le ruote dovrebbero mettersi in rotazione senza problemi. Trattenete con la mano la ruota di scappamento e permettetele di ruotare molto lentamente per almeno un giro completo, fermandola ogni 15 gradi circa, per verificare che riesca a rimettersi in moto da sola a partire da qualsiasi posizione. Se in una certa posizione, dopo averla lasciata libera, non dovesse rimettersi in rotazione, il problema potrebbe consistere in uno sbilanciamento della ruota, che avrebbe quindi bisogno di essere riequilibrata. Con pochi calcoli si può dimostrare che anche uno squilibrio di pochi grammi della ruota di scappamento (che potrebbe essere causato anche da disomogeneità del legno) può essere deleterio per la continuità della rotazione del nostro orologio:

Rapporto di trasmissione fra la ruota motrice e quella di scappamento = 1:720

Peso motore = 4000 g

Diametro della ruota del peso = 165 mm

Diametro della ruota in legno dello scappamento = 200 mm

Coppia motrice = 4000x(165:2) = 330000 g x mm

Coppia disponibile all’asse della ruota di scappamento = 330000:720 = 458,33 g x mm

Forza tangenziale equivalente, sul diametro della ruota in legno della ruota di scappamento = 458,33:(200:2) = 4,58 g

Bastano quindi solo 4,58 grammi di sbilanciamento alla periferia della ruota di scappamento che, sia pure in assenza di attriti, la ruota in una certa posizione rimarrebbe ferma. Viceversa nella situazione reale, ovvero in presenza di attriti (che supponiamo ad esempio tali da comportare una coppia ridotta all’asse della ruota di scappamento di 200 g x mm), la coppia motrice residua sarebbe di 458,33-200 = 258,33 g x mm.

In questo caso basterebbe uno sbilanciamento della ruota di scappamento equivalente a 258,33:(200:2) = 2,58 g sulla circonferenza esterna per farla fermare.

La equilibratura della ruota (con tutti i suoi denti montati) potrebbe essere attuata comunque preventivamente, ponendola in verticale con il suo perno appoggiato su due lame parallele perfettamente orizzontali. In presenza di uno squilibrio la ruota, appena lasciata libera, tenderà a ruotare da sola fino a porsi con la parte più pesante in basso; applicando un piccolo peso alla sua periferia in alto si potrà ottenere che, una volta perfettamente equilibrata, non si metta più in moto da sola.

Montato quindi tutto l’orologio, completo di ancora e pendolo, sarà importante verificare che la verticale passante per il gambo dell’ancora sia perfettamente tangente alla circonferenza di 191 mm descritta dai denti della ruota di scappamento. Durante il funzionamento le due leve dell’ancora devono essere perfettamente simmetriche rispetto al dente che le impegna successivamente. Nel nostro caso la verifica di questa simmetria è stata attuata fermando a mano il pendolo in verticale con un dente della ruota di scappamento appoggiato alternativamente alla leva di sinistra ed a quella di destra e verificando che il punto di appoggio sulle due leve fosse perfettamente speculare.

Un’altra taratura possibile è quella della precompressione del feltro dell’attacco del gambo dell’ancora. Questa taratura è attuabile stringendo od allentando le viti da 2 mm che tengono stretto il gambo al di sopra ed al di sotto del feltro. Ove si accertasse un accoppiamento dell’ancora troppo lasco al supporto del pendolo, evidenziato da spostamenti reciproci eccessivi fra il gambo dell’ancora ed il pendolo, che potrebbero al limite determinare la fermata del pendolo per un trasferimento insufficiente di energia da parte della ruota di scappamento, questa situazione potrebbe essere corretta stringendo ulteriormente le viti; il contrario invece ove si riscontrassero rimbalzi eccessivi dei denti sulle leve ad ogni scatto.

Nel nostro caso abbiamo ottenuto di ridurre l’attrito fra i perni delle ruote e le piastrine di supporto rendendo conici i fori di quest’ultime con una punta da trapano da 10 mm, fino ad ottenere uno spessore della superficie del foro cui si appoggiano i perni inferiore a mezzo millimetro. Come lubrificante dei denti e dei perni delle ruote potete usare grasso, olio o lubrificante spray al silicone, a vostra scelta. Durante le prime prove di rotazione delle ruote senza ancora, accertatevi che non si presenti nessun impedimento: è importante ad esempio che le viti di fissaggio dei morsetti dei perni non possano mai entrare in contatto con le viti di fissaggio delle piastrine. Ove, nonostante tutta la vostra attenzione doveste verificare degli impuntamenti, sarà il caso di ricontrollare bene con un calibro la altezza di tutti i denti di tutte le ruote, o almeno di quelle sospette. Infine, e comunque prima di tutte le operazioni di regolazione della marcia dell’orologio, potrete sempre aumentare il peso fino a superare qualsiasi impedimento. Il nostro prototipo ha sopportato senza problemi anche pesi superiori ai 4 kg, fino ad un massimo di 5 kg e mezzo!

Ed ora permettetemi di augurarvi buon lavoro, ricordandovi che saremo ben lieti di pubblicare qualsiasi vostro commento sull’argomento, nonché le fotografie delle vostre realizzazioni.


 

  

Foto 1 e 2 pag 88

In queste due foto è mostrato il contatto di un dente della ruota di scappamento con le leve dell’ancora a pendolo fermo. E’ importante che l’appoggio di ciascun dente avvenga in posizioni speculari su entrambe le leve. I gambi orizzontali dell’ancora sono fissati con una vite che ne consente una rotazione e quest’ultima è utilizzabile per giungere ad ottenere la condizione di specularità richiesta.


 

Foto 3 pag 90

La nostra ruota di scappamento è stata provvisoriamente riequilibrata con la applicazione di un piccolo dado (pesante meno di 2 grammi) fissato al suo bordo esterno con una striscia di nastro adesivo.


 

Foto 4 pag 92

L’asta del nostro pendolo era inizialmente troppo corta e l’orologio anticipava alcuni minuti al giorno. La regolazione più grossolana è stata ottenuta inserendo una prolunga in cartoncino incollata con colla cianoacrilica e sostituendola, con variazioni successive di 1 cm, fino a determinare la lunghezza ottimale.


 

Foto 5 pag 94

Ecco il gruppo delle cinque ruote del pacchetto di carica montate nell’orologio. Dal lato esterno è fissata con due viti a legno anche la ruota di inversione delle ore. Dal lato interno è visibile una delle mollette fissate alla ruota 1, previste per consentire la rotazione unidirezionale della ruota E, che consente l’operazione di ricarica.


 

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Seconda parte

Terza parte

Quarta parte

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