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Orologio con scappamento di gravità ( # 25)

Mudge, Cumming, Kater, Gowland, nomi ormai quasi dimenticati e che invece hanno avuto la loro parte nella storia dell'orologeria: ciascuno di loro ha inventato uno scappamento a gravità che, a onor del vero, all'atto pratico non ha dato grandi risultati. Il punto di svolta si ebbe con Bloxam che migliorò in modo considerevole questo tipo di scappamento; ma non ancora in modo definitivo, in quanto quello che aveva ideato era strutturalmente delicato e, se mosso da un peso eccessivo, aveva la tendenza a far scorrere via senza controllo le ruote, con evidenti immaginabili danni.

D'altronde la peculiarità prima dello scappamento a gravità è proprio quella di poter disporre di una grande quantità di energia nel treno di ingranaggi, pur restando costante quella che arriva al pendolo.

E' infatti chiaro che lo sforzo necessario per far muovere le grandi lancette di un orologio da campanile quando la macchina e stata appena oliata in una giornata estiva è diverso rispetto a quando, in una giornata invernale, l'olio si sarà congelato e le lancette cariche di ghiaccio potrebbero essere state esposte a forti raffiche di vento;

quindi se il variare dell'energia necessaria per far muovere 1'orologio nelle due condizioni estreme appena descritte coincidesse con una proporzionale variazione di energia inviata al pendolo, esso ne risentirebbe in modo disastroso per quanto riguarda la sua capacita di mantenere un tempo di oscillazione costante.

Apportando piccolissime modifiche allo scappamento ideato da Bloxam, Lord Grimthorpe lo migliorò in modo cosi sensibile da renderlo affidabile e farlo diventare quello universalmente usato per gli orologi da torre. Rimane inspiegabile come, dati gli eccellenti risultati ottenuti, sia stato raramente usato nei regolatori.

Si e detto che quest'ultimo tipo di orologi, non essendo esposto alle intemperie, non necessita di quella riserva di energia invece necessaria per gli orologi da campanile,ma a mio avviso, questa è una argomentazione insufficiente in quanto i vantaggi ed i risultati lo pongono sullo stesso piano dello scappamento Graham,quello considerato tipico per i regolatori.Lo scappamento a gravità non risente dell'ispessimento degli olii di lubrificazione, il treno degli ingranaggi può essere costruito con minor cura e 1'eccesso di energia, facendo scontrare 1'ancora contro il suo arresto, provoca un rumoroso tic-tac (qualità che non era sottovalutata negli osservatori astronomici, dove gli studiosi seguivano il movimento degli astri e potevano registrare il momento degli eventi "ascoltando" 1'orologio).

Scappamento a gravità di Bloxam.

Lo scappamento Graham ha invece bisogno di un treno di ingranaggi praticamente perfetto e accuratissimo nella realizzazione; la sua ruota di scappamento deve essere più leggera possibile (e quindi molto delicata), gli olii di lubrificazione decadendo creano problemi di attrito che alla fin fine si risolvono in una variazione dell'ampiezza di oscillazione del pendolo con tutti (e quanti...) gli inconvenienti annessi e connessi.


Risulta pur vero che nello scappamento a gravità il pendolo rimane in contatto con i braccetti che lo impulsano per quasi tutta la sua oscillazione, e questo è esattamente il contrario di quanto dovrebbe avvenire, in quanto tutti sanno che il pendolo dalle migliori prestazioni è quello completamente libero da qualsiasi interferenza.

La spiegazione di questa apparente contraddizione sta proprio nel fatto che lo scappamento a gravità conferisce al pendolo un impulso virtualmente costante e quindi possiamo affermare (se non siamo eccessivamente pignoli) che la deviazione per lo scappamento, quella circolare e tutte le altre proprie di una vibrazione armonica "disturbata" non subiscono errori ed il pendolo mantiene un periodo di oscillazione fisso.

 


Scappamento a gravità di Grimthorpe.

Nel modello che ho costruito, per renderlo visivamente più attraente, la ruota di scappamento è spostata su davanti, diversamente dalla configurazione classica che la prevede, assieme ai braccetti che impulsano il pendolo, collocata nella parte posteriore.

II pendolo da un secondo ha l'asta di Invar (da "invariabile", una lega di metalli con un bassissimo coefficiente di dilatazione; nel mio caso1,43 x 10-6) ed e compensato per la variazione di temperatura tramite un cilindro di ottone: non è stata per altro prevista alcuna compensazione per la variazione della pressione atmosferica.

L'ampiezza delle oscillazioni e di circa 100' per parte. Come si nota chiaramente nella foto, lungo l'asta è sistemato il piattello che porta i pesi per la variazione del periodo di oscillazione. In genere si e abituati ad effettuare questa correzione mediante la vite di regolazione che e sistemata sotto al pendolo, alzandolo e abbassandolo, ma, per fare ciò, si dovrebbe per forza di cose fermarlo.

Questo è inaccettabile per un regolatore, in quanto si è rilevato che la sola operazione di arresto e di rimessa in movimento di un pendolo, ferme restando tutte le altre condizioni, comporta errori considerevoli; si preferisce pertanto variare la lunghezza del pendolo e quindi il suo tempo di oscillazione, spostandone il baricentro con l'aiuto di piccoli pesi che possono essere aggiunti o tolti anche con il pendolo in movimento.

Lord Grimthorpe ha suggerito come adeguato, per conferire la forza motrice ad un regolatore che abbia il suo tipo di scappamento, un peso di 25 libbre (circa 12 kg); sul mio ho potuto constatare che 6 Kg sono sufficienti.

La macchina è collocata in una cassa (che ho fatto costruire) e che ho fissato al muro.

E' stato inutile spiegare all'autorità casalinga la necessità di un ancoraggio che fosse solidissimo (io si che avevo in mente quello adeguato e mi sono dovuto accontentare di 4 bulloni da 8 mm. e tasselli ad espansione che bloccano 1'orologio sul muro (ahime: un tramezzo e per di più di una casa moderna).

Per controllare l'errore dell'orologio mi sono servito di un cronometro digitale al quarzo; ogni 24 ore ho rilevato la deviazione dell'ora indicata dal cronometro e facendo una media fra tre o quattro letture l'ho potuta dettagliare al centesimo di secondo. Questa la tabella delle rilevazioni giornaliere espressa in secondi:

 Il risultato migliore (0.00) neanche io riesco a spiegarmelo (l'unica osservazione che si può fare e che e stato riscontrato al 13° giorno ; quello peggiore, -0.28, si e concretizzato dopo una giornata in cui le condizioni meteorologiche si sono guastate in un attimo e ne e seguito un temporale: che abbia influito la variazione di pressione atmosferica?

Il risultato medio, per la durata di questi sedici giorni e di 0.02 secondi.



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