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Appunti sulla teoria e sulla pratica ( # 31 )
sull'orologio di Shortt


Fra gli orologi meccanici quello, di Shortt diede dei risultati migliori di quello ideato da Riefler.
Quelli citati, inventori che ad un appassionato di orologeria non dovrebbero passare per sconosciuti e dei quali ricordiamo gli splendidi successi..

Riefler introdusse un nuovo tipo di scappamento che si diversificava dagli altri in quanto l'impulso non veniva dato "direttamente" al pendolo bensì tramite il suo supporto: era in sostanza un tentativo di non interferire nell'oscillazione del pendolo e renderlo un po' più "libero" da interventi esterni.

Diede degli ottimi risultati e per un certo tempo rappresentò lo standard per gli orologi di precisione.
Per qualche informazione supplementare si veda il mio orologio # 24 costruito con questo tipo di scappamento.

Il mito del pendolo libero, cioè di quello che può oscillare senza interventi esterni , è contrastato non solo da ovvi motivi ( gli "attriti" , imprescindibili nella natura delle cose, comportano l'inevitabile cessazione dell'oscillazione) , ma anche da più recenti osservazioni.
Peraltro,

1) la necessità di "disturbare" il meno possibile il pendolo onde evitare di amplificare gli errori connessi allo scappamento,
2) l'aspirazione di consegnare l'impulso al pendolo a metà della sua oscillazione
3) e la certezza di non sottrarre energia dal pendolo durante il suo movimento


hanno indotto Shortt a cercare di migliorare un nuovo tipo di orologio , quello basato sull'idea della accoppiata orologio "master" (principale) e orologio "slave" (secondario), che si stava diffondendo verso la fine dell'evoluzione dell'orologio meccanico di precisione.

Sintetizzando, il loro principio di funzionamento è il seguente: c'è un orologio "slave" che con il suo funzionamento "consente" quello del "master".

Shortt ha sviluppato ai massimi livelli questo concetto essendo stato capace di proporre un orologio meccanico che in precisione non è più stato sorpassato ed il cui pendolo , diciamo, libero rispondeva alle tre specifiche sopra citate.
Cerchiamo di capire come .

Gli inizi del '900 videro l'espandersi dell'utilizzo dell'energia elettrica in tanti campi dell'attività umana ed a molti non sfuggì la potenzialità della sua applicazione anche nell'arte dell'orologeria

Il Synchronome clock fu uno tra i più diffusi orologi che basavano il loro funzionamento anche sull'energia elettrica.

Il braccio E solidale al pendolo da "1 secondo" P fa avanzare di un dente, per ogni oscillazione del pendolo, la ruota D ( di 15 denti, anche se in figura ne compaiono 16 a causa delle limitazioni del software di grafica che utilizzo) che ovviamente compie un giro ogni 30 secondi.

Per ogni giro della ruota D , il suo piolino F flette la lamina G che, disimpegnato l'arresto H fissato sul braccio A , lo fa cadere consentendo al rullino B di appoggiarsi sulla protuberanza C del pendolo così da conferirgli un impulso.

Terminata questa operazione la parte N del braccio A entra in contatto con la leva L e chiudendo un circuito elettrico eccita la bobina I che attirando detto braccio L ricarica nella posizione originale il braccio A .
Dopo un giro della ruota D ( 30 sec.) il ciclo si ripete.

 
Synchronome Clock

Rileggiamoci le tre specifiche di cui sopra e verifichiamo se esse vengono soddisfatte:

1) al pendolo viene consegnato un impulso ogni 30 secondi per cui possiamo ragionevolmente affermare di aver ridotto l'incidenza dell'errore dello scappamento e quindi, presumibilmente, di non interferire in maniera considerevole sulla durata del periodo.

2) Con le opportune regolazioni noi possiamo operare in modo tale per cui l'impulso inizi (rispetto al punto di riposo del pendolo) in corrispondenza di un angolo eguale a quello di quando termina

3) durante la sua oscillazione , il pendolo tramite il braccetto E fa avanzaredi un dente la ruota D ed in questa operazione "consuma" una parte dell'energia in esso immagazzinata : purtroppo non possiamo che rilevare come la 3° specifica non è stata rispettata.

Shortt per costruire l'orologio meccanico più preciso che si sia mai visto, ha utilizzato due Synchronome clocks, uno, lo "slave", (quello pur abbastanza preciso che abbiamo appena descritto ) per regolare il momento in cui viene impartito l'impulso al pendolo di un altro orologio, il "master" virtualmente eguale al precedente ma mancante della ruota D ....e quindi, non sfugga , senza che neanche si verifichi quella sottrazione di energia dal pendolo che è la limitazione , nella ricerca di una grande precisione, del Synchronome originale.

Potrebbe essere interessante vedere come ciò avviene.

Premetto che, onde poter chiaramente distinguere i vari componenti, ho fortemente ridotte le dimensioni del pendolo "master" che n'immagine è colorato in grigio.

Quando nello "slave" il braccio N entra i contatto con L, chiude un circuito che alimenta, come abbiamo già visto, la bobina I e contemporaneamente,...ed ora passiamo nel "master", la bobina 1, eccitandola.
Questo il susseguirsi degli eventi:

§ il magnete della bobina 1 attira verso sè il braccio orizzontale della leva 2
§ muovendosi attorno al suo fulcro l'altra estremità del braccio 2 spinge verso destra la parte alta della leva 3...
§ ...che ruotando attorno al suo fulcro disimpegna l'arresto che trattiene il braccio 4
§ questo cade, appongiandosi sulla ruota 5 e tramite essa conferisce l'impulso al pendolo
§ al termine della sua caduta, l'estremità "a coda di scorpione" di 4 spinge la leva 6....
§ ...che, ruotando sul suo fulcro, libera l'arresto a lamina 7 del braccio 8
§ questo per effetto del contrappeso ruota attorno al suo fulcro verso sinistra e , tramite la protuberanza 9 ricarica il braccio 2, mentre tramite la rotella 10 ,ricarica il braccio 4...e contemporaneamnete chiude il circuito che eccita la bobina 12 che a sua volta...vediamo dopo cosa essa combina!

Se abbiamo seguito attentamente questo svolgersi di eventi avremo potuto osservare che in questo caso anche la terza specifica , quella che voleva che nessuna quantità di energia fosse sottratta dal pendolo durante il suo funzionamento è finalmente soddisfatta... Grazie a Shortt!!!
"master" dell'orologio di Shortt


Per essere sicuri che la leva 4 cada sulla rotella 5 nel momento opportuno ( leggasi: che non la "manchi"), il periodo del pendolo dello "slave " viene regolato con un piccolo ritardo.

Peraltro, onde evitare che alla lunga questo ritardo possa essere tale per cui la bobina 1 si ecciti quando la rotella 5 è già "passata" prima della caduta del braccio 4, un "sistema" condizionato dall'eccitazione della bobina 12, anticipa, solo quando è necessario e mediante un sistema di " intercetta-non intercetta", lo "slave" riportandolo alle condizioni ottimali.

Una nota lunga...,ma spero interessante!

Prossimamente parliamo di orologi notturni


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