Principios de un Reloj mecánico

Reloj mecanico
Principios de un Reloj mecánico
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Cómo funciona un reloj mecánico

Diferentes maneras de medir el tiempo

Cuando hablamos de un reloj mecánico, nos referimos a un tipo de reloj que mide el paso del tiempo utilizando un método mecánico, en lugar de otros como puede ser la medición mediante fenómenos mesurables de la naturaleza (Relojes de sol), medición de fluidos como el agua (Clepsidras) o la arena (Relojes de arena), o medición de impulsos eléctricos utilizando láminas de Cuarzo.

El reloj mecánico, consta de varias y diferentes partes, tanto en su interior como en su exterior, pero vamos a empezar por la mayor diferenciación, el movimiento (o Calibre) y la caja.

El Calibre
Cronografo Breguet 2320
Cronografo Breguet 2320

A la mecánica interior del reloj, diseñada y fabricada por un maestro relojero se la conoce como movimiento o calibre. Este dispositivo es el encargado de calcular mediante diversos elementos, el movimiento de las manecillas del reloj, que a su vez, son las encargadas de mostrar en la esfera, mediante un patrón gráfico, el avance del tiempo.

La Caja
Caja reloj bolsillo
Caja reloj bolsillo

Denominamos caja al elemento que envuelve al calibre para protegerlo y fijarlo. En este caso, no son los maestros relojeros los encargados de fabricar la caja, sino que es más bien un producto de joyería artesanal.

No es extraño, sino al contrario, muy habitual, que los relojes utilicen cajas de fabricación externa, bien para abaratar costes, o para aplicar un estilo concreto al producto acabado.

Funcionamiento básico

Para mover todo el engranaje mecánico del calibre, es necesaria una fuerza aplicada. Esta energía, se almacena mediante la tensión de un muelle (o resorte) llamado principal, el cual se enrolla a sí mismo mediante una llave o una corona en el exterior de la caja.

Hay relojes mecánicos capaces de hacer esto por sí solos, utilizando la energía cinética del movimiento del usuario, pero entramos ya en otra categoría llamada “Funcionamiento de un reloj automático”, que podemos ver en otro post.

La energía acumulada mediante tensión en el muelle principal, se transfiere al conjunto del tren de rodaje, que es el encargado de descomponer esta energía en varias ruedas dentadas. 

Esta serie de engranajes, absorberían toda la energía de manera descontrolada, sino fuera por el mecanismo del escape, que mediante un oscilador y una palanca dentada llamada áncora, se encarga de frenar el movimiento del motor, haciendo que la rueda dentada del escape, avance un diente cada movimiento completo del áncora.

Esto hace que se produzca ese sonido tan característico del “TIC-TAC” de los relojes mecánicos.

A continuación, podemos observar en el siguiente video como se transforma la energía en movimiento en el interior de un reloj mecánico.

Los relojes mecánicos evolucionaron en Europa en el siglo XVII a partir de relojes de primavera, que aparecieron en el siglo 15.

Los relojes mecánicos no son tan exactos como los relojes electrónicos modernos con movimiento de cuarzo, y además requieren de una limpieza periódica y puesta a punto por parte de un relojero experto. Desde los años 70, los relojes del cuarzo se han hecho con casi la totalidad el mercado de relojes, por su fiabilidad, bajo precio y ausencia de mantenimiento, relegando a los relojes mecánicos a una función de “representación social”.

Son valorados y exhibidos por su nivel de complicación en el calibre y el número de joyas que puedan montar (muchas de ellas tan solo ornamentales), llegando a tener un valor extremadamente alto, tan solo al alcance de algunos bolsillos pudientes.

Componentes

Todos los relojes mecánicos tienen estas cinco partes:

→     Un muelle o resorte principal, que almacena energía mecánica para accionar el reloj.

→     Un tren de rodaje, el cual tiene la doble función de transmitir la fuerza del principal a la rueda de balance y de descomponer la energía encima de los piñones para conseguir unidades de segundos, de minutos, y de horas. Una parte separada del tren de rodaje, es la corona, la cual nos permite enrollar de nuevo el resorte principal.

Mediante esta corona, y deslizándola en dirección contraria a la caja del reloj, podemos fijar la posición de las manecillas de minutos y horas.

→     Una rueda de equilibrio, o más comúnmente llamada “Oscilador”, que oscila hacia adelante y hacia atrás. Cada oscilación de la rueda de equilibrio toma exactamente la misma cantidad de tiempo. Este es el elemento de medición en el reloj.

→     Un mecanismo de escape, que tiene la doble función de mantener la rueda de equilibrio vibrando y dándole un impulso con cada vaivén, y permitiendo que los engranajes del reloj avancen o «escapen» por una cantidad de movimiento fija. Como ya hemos explicado antes, el avance y freno del mecanismo de escape es el que produce el característico sonido del “TIC-TAC”.

→     Un dial,  el cual se encargará de mostrar mediante las manecillas la medición del tiempo en un formato gráfico, entendible para las personas.

Complicaciones

Las funciones adicionales en un reloj mecánico, además de las ya mencionadas de medir de una manera precisa el tiempo, se han llamado tradicionalmente “complicaciones”.

Los relojes mecánicos pueden tener varias de estas complicaciones:

Rueda inercia
Rueda inercia

→     Bobinado automático o auto-bobinado, para eliminar la necesidad de enrollar (dar cuerda al reloj) el muelle principal de carga del reloj. Este dispositivo enrolla el resorte principal del reloj automáticamente utilizando los movimientos naturales de la muñeca, con un mecanismo de peso giratorio.

Calendario en dial
Calendario en dial

→     Calendario (Calendar): muestra la fecha y, a menudo, la semana, el mes y el año. Los relojes simples con calendario no muestran las diversas longitudes de los meses, requiriendo al usuario restablecer la fecha 5 veces al año, pero los relojes con calendario “perpetuo” muestran todo esto, incluso cuando se trata de  años bisiestos. Un calendario “anual” no hace el ajuste del año bisiesto, y contabiliza febrero como mes de 30 días, así que la fecha se debe restablecer el 1 de marzo cada año cuando vemos que se muestra de manera incorrecta el 29 o 30 de febrero.

     Alarma, que consiste en una campana o timbre que se puede programar para que se apague en un momento dado.

Cronógrafo
Cronógrafo

→     Cronógrafo, que es una complicación que añade al reloj funciones de cronómetro adicionales. Los botones externos de la caja liberan y detienen la manecilla de segundos, y la restablecen a cero. Generalmente, varios sub-diales muestran el tiempo transcurrido en unidades más grandes.

→     Función de hacking. Esta función se encuentra generalmente en los relojes militares. Consiste en un mecanismo que detiene la manecilla de segundos mientras se está ajustando el reloj. Esto permite sincronizar los relojes de una manera mucho más precisa (al segundo). Esto es a día de hoy una característica muy común en muchos relojes.

Fase lunar
Fase lunar

→     Dial de fase de la luna — muestra la fase de la luna con una representación del estado de la luna en un disco giratorio.

→     Indicador de reserva de energía o de cuerda. En su mayoría se encuentra en relojes automáticos. Un sub dial que muestra cuánta energía hay almacenada en el resorte principal, usualmente en términos de horas que se dejan correr.

→     Repeater o repetidor es una función que hace que un reloj repique las horas  de manera audible, presionando un botón. Esta rara complicación fue utilizada originalmente antes de la llegada de la iluminación artificial (luz eléctrica), y servía para comprobar qué hora era en la oscuridad. Estos mecanismos tan complejos, ahora sólo se encuentran como novedades en relojes de lujo extremadamente caros.

→     Tourbillon. Esta costosa característica fue diseñada originalmente para hacer el reloj más preciso, pero ahora es simplemente una demostración de virtuosismo relojero. En un reloj ordinario la rueda de equilibrio oscila a diferentes velocidades, debido a la influencia gravitacional, cuando el reloj está en diferentes posiciones, causando inexactitud. Con un Tourbillon, la rueda de equilibrio se monta en una jaula giratoria de modo que experimente todas las posiciones igualmente, y así, se promedia el error producido por el efecto de la gravedad. El mecanismo se expone generalmente en la cara para exhibirlo aunque esté apagado.

Mecanismo

El reloj mecánico es una tecnología madura, y la mayoría de los movimientos ordinarios de reloj tienen las mismas piezas y trabajan de la misma manera.

Resorte Principal y Barrilete

El resorte principal que acciona el reloj es una cinta espiral de acero que está dentro de un barril cilíndrico, con el extremo externo del resorte atado al barril. La fuerza del muelle gira el barril. El barril tiene dientes de engranaje alrededor de la circunferencia  exterior que giran la rueda o piñón central una vez por hora. Esta rueda tiene un eje que pasa a través del dial. En el lado del dial, las manecillas se fijan a los ejes mediante encaje a fricción (permitiendo que resbale al fijar las agujas manualmente). La manecilla de los minutos, se fija directamente al eje central. Este eje incorpora un piñón que hace girar un pequeño engranaje reductor con un factor de 12 a 1, al cual se fija la manecilla de las horas. Este engranaje hace girar la manecilla de las horas 1 vez cada 12 vueltas completas de la manecilla de los minutos.

Tren de Rodaje

La rueda central se conecta al piñón de la tercera rueda, y la tercera rueda conduce al piñón de la cuarta rueda. En los relojes con la manecilla de segundos en un dial de segundos subsidiarios, normalmente situado por encima de la posición de las 6 en punto, la cuarta rueda está orientada para girar una vez por minuto, y la segunda manecilla se fija directamente al eje de esta rueda.

Escape

La cuarta rueda también impulsa la rueda del sistema de escape. Los dientes de la rueda de escape se capturan alternativamente en dos dedos o dientes llamados paletas en los brazos de la palanca de paletas, que oscila hacia adelante y hacia atrás. El otro extremo de la palanca tiene una sujeción que se engancha con un pasador  vertical en el eje de la rueda de balance (o equilibrio). Cada vez que la rueda de balance  oscila a través de su posición central, desbloquea la palanca, que libera un diente de la rueda de escape, permitiendo que esta rueda avance hasta quedar parada por el otro extremo de la palanca de paletas, moviendo las manecillas hacia adelante. A medida que la rueda de escape gira, su diente empuja contra la palanca, lo que le da a la rueda de equilibrio un breve empujón, manteniéndolo oscilando hacia adelante y hacia atrás.

Rueda de Balance

La rueda de equilibrio o balance, mantiene el control del tiempo para el reloj. Consiste en una rueda cargada que gira hacia adelante y hacia atrás, y que se vuelve hacia su posición de centro por un resorte espiral fino, llamado muelle del balance. La rueda y el resorte juntos constituyen un oscilador armónico. La masa de la rueda de equilibrio se combina con la rigidez del resorte para controlar con precisión el período de cada oscilación o «golpe» de la rueda.

Carga sin llave

Un juego separado de engranajes llamado “Keyless Work” (significa que el reloj se carga sin necesidad de insertar una llave de manivela), se encarga de  enrollar el muelle principal cuando la corona es rodada manteniendo la posición normal. Cuando la corona se saca hacia fuera una distancia corta, permite que las manecillas del reloj sean giradas para fijar la hora deseada en el dial del reloj. El vástago fijado a la corona tiene un engranaje llamado “embrague” o “rueda del castillo”, con dos anillos de dientes que se proyectan axialmente desde extremos. Cuando el vástago es empujado adentro, los dientes externos giran la rueda de trinquete encima del barril del principal, que da vuelta al eje donde el extremo interno del muelle principal está fijado, enrollando al muelle principal alrededor del eje. Un trinquete con resorte se encarga de frenar al barrilete, evitando que el principal se desenrolle. Cuando se gira la corona, el acoplamiento por fricción del piñón del eje central permite que las manecillas sean rotadas.

Segundos en eje central

Si la manecilla de los segundos es coaxial con la manecilla de minutos y horas, es decir, se gira en el centro del dial, esta disposición se llama «Center Seconds » o  «segundos en el centro «, porque la manecilla de segundos barre alrededor de la pista de minutos en el dial.

Inicialmente las manecillas de los segundos centrales fueron expulsadas de la tercera rueda, a veces a través de una rueda intermedia, con el engranaje en la parte exterior de la placa superior. Este método de conducción de la manecilla de los segundos se llama segundos del centro indirecto. Debido a que el engranaje estaba fuera de las placas, agregó espesor al movimiento, y debido a que la rotación de la tercera rueda tenía que estar orientada para girar la manecilla de los segundos una vez por minuto, la aguja de los segundos tenía un movimiento de aleteo.

Fuente documental:

Wikipedia

Wikimedia commons Giacomo Ciurlo

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