I sistemi di regolazione micrometrica

[Renato Z]

Negli orologi di qualità elevata ci sono dei sistemi che permettono una regolazione accurata della marcia.
Proviamo ad analizzare questi sistemi, partendo da quello che è il più noto e che viene chiamato “collo di cigno”.


Il cosiddetto “collo di cigno” non è altro che una molletta (3) piegata in modo particolare, (da cui il nome) che, premendo sulla parte terminale (1) della racchetta di regolazione (5) permette spostamenti molto piccoli e precisi della racchetta stessa.
Questi spostamenti si effettuano agendo su una vite (4) che va a poggiare sul fianco opposto della coda della racchetta rispetto a dove preme la parte terminale della molletta detta a "collo di cigno" (2).
Le frecce al 6 indicano le spine di regolazione, attraverso le quali passa la spirale, e che determinano la lunghezza della spirale stessa.
In pratica, agendo sulla vite (4) si spostano queste due spine e conseguentemente si modifica la lunghezza della spirale.
In questo bilanciere c'è anche la possibilità di ruotare leggermente la spirale,(9) agendo sul supporto( 8 ).



Una variante del collo di cigno si trova nel dispositivo della foto sotto.



Qui c’è una molletta (2) sagomata in maniera leggermente diversa che preme sulla racchetta di regolazione (1).
La racchetta ha, nella parte terminale, un perno (3) che esce al di sotto della racchetta stessa.
Nella foto si riesce ad intravedere la sagoma del perno indicato dalla freccia.
Il perno va ad inserirsi in un foro particolarmente sagomato presente sulla ruota (4).
La ruota (4) a sua volta lungo la sua circonferenza esterna presenta dei picccoli intagli che permettono, con l’uso di un cacciavite, piccoli spostamenti della ruota stessa.
Questi spostamenti fanno sì che il perno segua il profilo del foro nel quale entra e sposti di conseguenza la racchetta di regolazione di porzioni molto ridotte e facilmente quantificabili.

Un'altra versione di regolazione micrometrica si trova in un Longines (Weems) in cui lo spostamento della racchetta viene regolato da un eccentrico:


Altri hanno seguito strade diverse. Alcune maison intervengono con viti che agiscono direttamente sulla racchetta di regolazione.



Esistono anche altri sistemi per la regolazione del tempo: nei bilancieri a spirale libera, cioè senza racchetta di regolazione, per la regolazione del tempo si agisce direttamente sul bilanciere:
questo può essere fatto operando su piccole viti di regolazione che si trovano sul volantino del bilanciere, avvitandole o svitandole di poche frazioni di giro alla volta per aumentare o diminuire la distanza di tali viti dal centro del bilanciere: il variare della distanza di tali masse provoca le variazioni di marcia dell’orologio.
La Rolex per esempio adotta questo sistema, il noto "microstella".


Un altro sistema adottato nei bilancieri a spirale libera è il Gyromax, brevettato da Patek, dove si interviene su piccoli eccentrici posti, nel caso della foto sotto, sulle razze del bilanciere.
Anche in questo caso si lavora variando la distanza della massa di tali eccentrici dal centro del bilanciere. Le dimensioni ridotte di tali eccentrici permettono regolazioni molto fini.

[Tom]

Ottima carrellata Renato !

Volevo porti questa domanda

La regolazione tramite le massette, o viti poste direttamente sul bilancere
è da preferire in assoluto rispetto alla regolazione della spirale tramite racchetta e relativa regolazione micrometrica?

Anche se esteticamente la meccanica ci rimette
ma la regolazione diretta sul bilancere è più stabile e non influendo sulla "lunghezza" della  spirale mi da l'idea di una oscillazione meno influenzata.
 
Qual'è il tuo parere?

TKS

[Renato Z]

La regolazione micrometrica tramite spostamento dei pesi è più accurata rispetto a quella con la racchetta e non influisce sulla lunghezza della spirale stessa.
Il fatto che la lunghezza della spirale resti invariata e che non ci sia la racchetta elimina un problema che la racchetta si porta dietro.

Le spine di regolazione devono toccare la spirale, altrimenti non hanno senso di esistere.
La loro funzione è quella di accorciare o allungare la lunghezza di lavoro della spirale, che viene data dal punto in cui la spirale stessa tocca sulle spine.

Se la spirale non toccasse mai le spine di regolazione avremmo una spirale libera, e la racchetta di regolazione potremmo anche levarla perché cesserebbe la sua funzione.

Anzi, sarebbe utile che le spine fossero il più vicino possibile tra di loro, permettendo la minore escursione possibile alla spirale.

Questo perché la spirale, quando tocca una delle due spine, ha una lunghezza che va appunto dalla spina fino a dove “finisce” la spirale, (sulla virola infilata sull’asse del bilanciere), ma quando il bilanciere comincia ad invertire la sua marcia, si sposta per andare a toccare l’altra spina, e c’è un periodo in cui è libera, quindi la lunghezza utile della spirale non va più dalla spina alla virola, ma dall’inizio della spirale stessa alla virola, causando una marcia diversa, seppur per un periodo limitatissimo.

La spirale inoltre dovrebbe essere regolata per toccare per lo stesso piccolo lasso di tempo le due spine.

Se la spirale tocca in maniera diseguale le due spine avrai tre diversi comportamenti: un primo momento dove tocca una spina per x centesimi di secondo, avendo per quel tempo una certa lunghezza e dando un certo tipo di scarto, un secondo momento dove è libera e lo scarto in quella frazione di tempo sarà dato dalla lunghezza totale della spirale, ed infine un terzo momento dove la spirale tocca l’altra spina per un periodo maggiore di x centesimi di secondo e conseguentemente per un periodo più lungo di tempo darà uno scarto in base alla sua lunghezza utile.

Ma essendo i tempi in cui la spirale appoggia su ognuna delle due spine diversi tra loro, l’andamento della marcia dell’orologio non sarà omogeneo.

In più devi considerare che in certe posizioni, con la spirale posta in verticale, c’è la possibilità che non arrivi a toccare la spina dove appoggia per il minor tempo, con ulteriori squilibri nella marcia.

Tutto questo ovviamente è quasi ininfluente ai fini della marcia del’orologio, in termini pratici.
Ma in macchine dove la raffinatezza e la qualità costruttiva sono essenziali al fine della scelta di certe tipologie di acquirenti, queste differenze fanno propendere per meccaniche con spirale libera.

Bisogna dire anche che l’uso della spirale libera presuppone una cura ed una attenzione ancora maggiori nella costruzione del gruppo bilanciere-spirale. E’ facilmente intuibile come siano minori le possibilità di intervento sull’organo regolatore con spirale libera rispetto ad uno munito di racchetta di regolazione, in caso di scarti abbastanza grandi.

[Tom]

  

TKS

[Luca]

Nell'altra "stanza"  avevo postato un link interessante..e' un brevetto dove sono illustrate le ultime racchette di regolazione..sono abbastanza raffinate..mi pare di averli visti sugli altimi calibri di casa GP e fratello..anche se mi pare sia un berevetto non svizzero.

http://v3.espacenet.com/origdoc?DB=EPODOC&IDX=US2007091729&F=0&QPN=US2007091729

[Renato Z]

Nell'altra "stanza"  avevo postato un link interessante..e' un brevetto dove sono illustrate le ultime racchette di regolazione..sono abbastanza raffinate..mi pare di averli visti sugli altimi calibri di casa GP e fratello..anche se mi pare sia un berevetto non svizzero.

http://v3.espacenet.com/origdoc?DB=EPODOC&IDX=US2007091729&F=0&QPN=US2007091729

Sono molto simili, anzi sembrano quasi uguali, a quelle che vengono montate su molti movimenti Eta da diversi anni.

[Luca]

E' possibile...pero' e' interessante notare come queste racchette cerchino di contrastare un po' il problema del "transito" della spirale attraverso i "piloncini"..ci sono poi diverse forme pensate appunto per ridurre (ma non eliminare) il problema.
E' comunque vero che la spirale libera ...a livello di progettazione ....detiene il primato del corretto isocrononismo..C'e' poi da notare anche che la racchetta incide molto sulla curva terminale della spirale ..infatti le curve raffinate si hanno solo con le spirali libere...e anche spirali piane ..infatti secondo me sono anche migliori le spirali piane anzichè le spirali Breguet con curve Phillips o similari

[Tom]

..infatti secondo me sono anche migliori le spirali piane anzichè le spirali Breguet con curve Phillips o similari

questa è tosta !!!    

[Luca]

Tutti i nuovi calibri si stanno orientando su spirali libere senza racchetta..anche le case un po' restie..come Blancpain ..beh si stanno orientando..l'unica forse che ancora non propone spirali libere su calibri "normali" ..beh e' forse GP..tra le manifatture.....poi c'e tutto il discorso sul tipo di spirali , curve adottate , spirali piane , spirali Breguet ecc.

[Renato Z]

...... ..infatti secondo me sono anche migliori le spirali piane anzichè le spirali Breguet con curve Phillips o similari

La spirale cosiddetta Breguet è stata ideata proprio per ovviare a degli inconvenienti che presenta la spirale piana.

Si distingue dalle spirali piane per la curvatura ed il “rialzamento” dell'ultima spira della spirale.

Con questa curva il centro di gravità della spirale è sempre sull'asse del bilanciere e la forma della spirale resta praticamente immutata nelle varie posizioni, oltre a garantire un maggiore isocronismo ed un minore sforzo contro le parti laterali dei perni del bilanciere.

Le curve terminali poi hanno forme diverse, nate in seguito a studi e calcoli matematici.
Possiamo dire, semplificando, che Breguet ci è arrivato con sperimentazioni sul campo ed intuizioni, mentre altri hanno perfezionato lo sviluppo ed il disegno di questa curva attraverso calcoli matematici.

Queste diverse tipologie di curve hanno preso il nome dal loro ideatore.
Nella spirale di Lossier ad esempio l'ultima spira non ha una porzione rettilinea, come la Phillips, è formata da due archi di cerchio che si uniscono tra loro, creando quella curva particolare.
Possiamo dire quindi che la spirale Breguet è un perfezionamento della spirale piana.

Poi ci sono molti altri fattori che inducono ad usare o ad abbandonare la spirale Breguet.

Lo spessore per esempio: la spirale piana aiuta a ridurre lo spessore del movimento, ed in un orologi da polso non è di poca importanza.
Bisogna anche tenere conto che con i materiali a disposizione al giorno d’oggi gli squilibri hanno effetti meno evidenti rispetto al passato.
In più ci sono ricerche che hanno portato Patek ad utilizzare una spirale piana con una forma particolare dell’ultima spira,che, stando agli studi fatti, dovrebbe avere comportamenti simili alla spirale Breguet, pur non avendone l’handicap in termini di spessore.
Descrizioni di questa spirale sono qui: Nuova spirale per Patek

[Luca]

Lo studio delle spirali e dei materiali da usarsi hanno subito una evoluzione notevole..solo per illustrare lo stato dell'arte attuale ci vorrebbero post su post...
Le spirali Breguet si sono perfezionate grazie agli studi di Phillips ..che appunto porto' avanti gli studi delle curve terminali su spirali Breguet ..Phillips era convinto di aver trovato la perfetta il prefetto centro di gravità della spirale ..durante l'escursione..esattamente nel centro di rotazin del bilanciere...questo aspetto e' impossibile da raggiungere ..con gli studi attuali ci si arriva molto vicini..pero' e' la dinamica dei movimenti dell'orologio da polso con la relativa forza di gravità che incide ..e comunque il discorso della eccentricita' rimane una utopia..

Sulla spirali Breguet..tipo quelle adottate da Rolex ..beh c'e' da dire che si "rovinano" di piu' rispetto alle spirali piane..perche' il rialzamento delle ultime spire causa delle deformazioni plastiche e relativi indurimenti che con il tempo possono dare problemi.

Sul discorso delle spirali in silicio, vetro (come un recente brevetto dalla Swatch)  ..beh qui ci sono altri poblemi ..nel caso del silicio c'e' il problema che cambia di molto (rispetto alle spirali in lega Nivarox) il proprio coefficiente elastico sotto l'influenza delle temperatura..infatti i costruttori si danno da fare per trovare degli isolanti per rivestire le spirali come PAtek ..mentre ndel caso della spirali in vetro queto problema non c'e'..c'e' pero' poi un grosso problema che hanno queste spirali..e' che sono materiali anisotropi..mentre la lega di Nivarox non lo e' ..cioe' i materiali anisotropi cambiano il proprio coefficiente elastico o modulo di Young nelle diverse direzioni..insomma ci sono tutta una serie di aspetti.

[Renato Z]

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Sulla spirali Breguet..tipo quelle adottate da Rolex ..beh c'e' da dire che si "rovinano" di piu' rispetto alle spirali piane..perche' il rialzamento delle ultime spire causa delle deformazioni plastiche e relativi indurimenti che con il tempo possono dare problemi.
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Sarà, ma per quelle che sono le mie esperienze, su orologi moderni e anche su molti orologi d’epoca, con questa spirale, sinceramente non ho mai trovato quel tipo di problemi.
(Si parla di spirali integre e non pasticciate da interventi maldestri ovviamente).

….Sul discorso delle spirali in silicio, vetro (come un recente brevetto dalla Swatch)…

Penso stiamo parlando della stessa cosa.
A quanto mi risulta Patek ha collaborato con Rolex e con il gruppo Swatch per la realizzazione della spirale in silinvar, che poi è quella che Patek ha successivamente applicato al suo 5350.

Sempre che non mi sia perso qualcosa.. 

[Luca]

Sul discorso della spirale in vetro Swatch ..qui' c'e il brevetto ..sono 8 pg.:

http://v3.espacenet.com/origdoc?DB=EPODOC&IDX=WO2007059876&F=0&QPN=WO2007059876

A differenza di quelle in silicio ..il vetro non ha problemi per le escursioni termiche ..


Mentre il discorso delle deformazione plastiche per le spirali Breguet ..le ultime spire subiscono una deformazione importante ..che modifca in modo importante la lega..a lungo andare querste deformazioni posso causare danni e cambiamenti del coefficiente eslastico proprio per queste deformazioni plastcihe fatte...mentre la spirale piana non subisce questi "traumi" ..comunque in questo brevetto della spirale PP ..a pg 2 spiega qualcosa..

E' vero che hanno lavorato in molti sul silicio..pero' poi ogni casa ha fatto del suo..il rivestimento della spirale di PP per le escursioni termniche e' un rivestimento messo a punto soloda PP...Breguet ha fatto altro 
http://v3.espacenet.com/origdoc?DB=EPODOC&IDX=EP1515200&F=0&QPN=EP1515200

[Renato Z]

Mentre il discorso delle deformazione plastiche per le spirali Breguet ..le ultime spire subiscono una deformazione importante ..che modifca in modo importante la lega..a lungo andare querste deformazioni posso causare danni e cambiamenti del coefficiente eslastico proprio per queste deformazioni plastcihe fatte...mentre la spirale piana non subisce questi "traumi" ..

Anche molte tra le spirali piane in realtà hanno delle curve e delle pieghe che più o meno allo stesso modo potrebbero causare danni e cambiamenti del coefficiente elastico.

Comunque nel rapporto costi/benefici nelle spirali tradizionali penso sia preferibile il rischio di un’eventuale cambiamento del coefficiente elastico associato però ad un maggior equilibrio del sistema, fatti salvi i problemi legati allo spessore del movimento.

Grazie per i link. 

[Luca]

E' vero che le spirali piane hanno delle curve a volte abbastanza pronunciate..pero' e' nelle spirali Breguet che avviene una sorta di "attorcigliamento" della spirale..mi ricordo che in uno degli innumerevoli brevetti c'era una bella disamina degli aspetti che col tempo possono sopraggiungere ..non mi ricordo piu' quale brevetto....comunque sostenevano che con l'andare del tempo..proprio perche' quelle zone della spirale sono state sosttoposte a stress particolari (anche la zona di innesto iniziale della spirale ha gli stessi problemi )  ..beh subiscono dei parziali indurimenti dovuti a queste deformazioni subite ..sono aspetti noti nel campo della metallurgia .In pratica la spirale piana e' piu' efficace nel suo complesso ..vuoi anche perche' si riesce a conformare la curva terminale in maniera piu' raffinata  ..poi vai a capire come questi discorsi praticamente possano incidere...sono le cose che generalmente vengono segnalate in fase di progettazione...
Poi posso essere d'accordo che una spirale Breguet sia piu' stabile agli urti  di una spirale piana (anche se proprio per la forma molto articolata e piu' facie che a seguito di urti si possa deformare ..non a caso le spirali di ROlex sono le piu' dure in assoluto ..infatti il record di inerzia del bilanciere a microstella non mi pare che nessuna altra casa lo abbia raggiunto..se hai la spirale molto "dura" ..beh e' piu' facile che subisca di meno i turbamenti dovuti a sbattimenti o shock  ) .pero' e' vero che che si puo' costruire spirali piane adatte a resistere   a shock ..vedi la spirale piana dei calibri JLC ..che hanno sotto il ponte degli accorgimenti per contenere gli sbattimenti della spirale piana.