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Lo scappamento

Dr. N

Abbiamo visto, in un articolo precedente, qual è la fonte di energia dell’orologio meccanico: il bariletto.

Proseguiamo il nostro viaggio tra molle, leve e ruote dentate, e vediamo come lo scappamento permette a un orologio meccanico di funzionare regolarmente, misurando lo scorrere del tempo.

La regolazione del moto dell’orologio

Se un orologio meccanico fosse composto soltanto dal bariletto e dalle lancette, o sfere, l’energia potenziale elastica contenuta nella molla di carica si sfogherebbe in pochi istanti, trasformandosi in energia cinetica. Questo significa che, in assenza di un meccanismo di regolazione, lo svolgersi della molla causerebbe il vorticoso ruotare delle sfere, con il risultato che ci troveremmo in mano un orologio scarico che ha segnato in pochi attimi decine di ore. Un orologio simile, com’è evidente, non sarebbe di utilità alcuna.

Dobbiamo quindi chiederci come “frenare” il naturale impulso della molla di carica a scaricarsi tutta in una volta. Un vero e proprio “freno” non sarebbe però consigliabile, perché sprecherebbe energia e sarebbe difficile da modulare. Non resta quindi che trovare un meccanismo in grado di rallentare costantemente lo “srotolamento” della molla di carica, garantendo un’erogazione dell’energia potenziale elastica quanto più possibile graduale e costante, il tutto minimizzando gli attriti. Fortunatamente per noi appassionati di orologeria, tale strumento, lo scappamento ad àncora svizzera, è presente in ogni orologio meccanico da oltre due secoli.

Il bilanciere

Il bilanciere è una ruota collegata ad una molla a spirale, spesso avente un’estremità ritorta verso l’alto rispetto al piano della spirale stessa, accorgimento che consente una miglior regolarità nella sua espansione e contrazione, detto “Spirale Breguet“. La spirale dovrebbe avere un diametro idealmente pari ai due terzi del diametro del bilancere. È forse il punto più delicato di tutto il movimento, e per questo grandi sforzi vengono profusi dai produttori per renderla impervia ai campi magnetici, come fa Rolex con le sue spirali Parachrome od Omega con le spirali in silicio. Anche gli orologiai devono prestare molta attenzione, in fase di revisione dei movimenti, alla lubrificazione di queste zone: il bilanciere oscilla su un perno che resta quasi secco, in quanto un eccesso di grasso potrebbe arrivare sulla spirale e comprometterne il regolare funzionamento, ad esempio incollando tra loro le spire o attirando granelli di polvere.

Il bilanciere svolge la stessa funzione del pendolo in un orologio a muro: le sue oscillazioni, infatti, hanno durata sempre costante (il c.d. periodo di oscillazione), indipendentemente dalla loro ampiezza.

Il bilanciere oscilla un certo numero di volte ogni ora. In teoria, più alta è la frequenza di oscillazione, migliore sarà la precisione dell’orologio. Un altro fattore che incide sulla regolarità di marcia è il diametro del bilanciere. Più questo è ampio, più facilmente conserverà la propria stabilità a dispetto di sollecitazioni esterne, e maggiore sarà la continuità nel misurare correttamente il tempo: è la stessa ragione per cui una bicicletta con le ruote da 29″ risulta più stabile di una con le ruote da 26″, e notevolmente più stabile di una biciclettina pieghevole o di un monopattino.

Ma come può il bilanciere continuare sempre il suo moto oscillatorio? In un mondo non soggetto alla seconda legge della termodinamica, il moto oscillatorio srebbe perpetuo. Così non è: per quanti sforzi compia l’orologiaio, vi saranno sempre attriti a dissipare l’energia cinetica. È necessario che l’azione resistiva di questi attriti venga compensata da una opportuna immissione di energia. A questo provvede la forchetta dell’àncora di scappamento, che imprime regolarmente degli impulsi al bilanciere.

L’àncora svizzera

La forchetta si trova ad una estremità dell’àncora svizzera. Dall’altra parte, vi sono due leve che interagiscono con una ruota dentata, detta ruota di scappamento. Questa è la prima ruota, quella che mette in comunicazione l’àncora – e con essa il bilanciere – con il treno del tempo, ossia la parte del movimento deputata a muovere le lancette, o sfere, che ci mostrano l’ora.

L’àncora svizzera riceve quindi energia rotazionale dalla ruota di scappamento, convertendola in impulsi da destinare al bilanciere. Grazie a questi impulsi, il bilanciere rimane sempre in moto, regolando quindi la marcia di tutto il movimento, come possiamo vedere nell’immagine riassuntiva qui sotto, mancante della molla a spirale per ragioni di miglior visibilità dell’insieme.

Sono state proposte numerose varianti di questo componente, la più nota delle quali, al giorno d’oggi, è lo scappamento Co-Axial di Omega. Va detto che, al netto degli indiscutibili vantaggi nella riduzione degli attriti, il coassiale risente di una maggior difficoltà nel reperire orologiai in grado di intervenire in caso di guasti: la manutenzione deve necessariamente essere effettuata dalla rete ufficiale Omega. Questo però è un problema caratteristico di tutte le innovazioni, ai loro inizi: se il coassiale dovesse diventare uno standard più diffuso, è probabile che si amplierebbe la platea di orologiai cui rivolgersi per la sua manutenzione.

La marcia dell’orologio

Abbiamo quindi visto come l’orologio accumula l’energia necessaria al suo funzionamento grazie alla molla di carica contenuta nel bariletto e come la rilascia in modo controllato per permettere al meccanismo di scandire correttamente il tempo. In un articolo di prossima pubblicazione, spiegherò il funzionamento del treno del tempo, ossia di quella parte del movimento che consente alle lancette di muoversi sul quadrante mostrando l’ora, il che alla fine è la vera ragion d’essere di un orologio.

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