RICHARD SAMPER
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Volante 1
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El volante es el órgano regulador en un reloj mecánico; en un reloj de pulsera la función del volante es la misma que realiza el péndulo en un reloj de pared, la de patrón.
Por motivos obvios de espacio en un reloj de pulsera el péndulo suele tener forma circular aunque en los últimos años se han presentado diseños diferentes al habitual.
EL volante sin lugar a dudas es uno de los principales elementos en un reloj mecánico, de su calidad y precisión depende en gran medida, la precisión que pueda alcanzar el reloj.
Así como se mantiene un columpio en movimiento, el volante espiral del reloj necesita un mecanismo que lo mantenga en constante vaivén y con la menor perturbación posible, para conseguir que el volante espiral oscile con una frecuencia estable.
Es muy importante aclarar que el volante se mueve gracias al impulso que recibe del rubí rodante o elipse que a su vez lo recibe del áncora y que a su vez lo recibe de la rueda de escape.
El órgano regulador de un reloj mecánico portativo está formado por el volante con su eje y el espiral, en este estudio veremos cada parte incluyendo el puente de volante. Cada una de estas partes tiene además sub-partes que estudiaremos detalladamente.
Ver el adjunto 11372
ANGULOS RECORRIDOS POR EL VOLANTE
Los ángulos recorridos por el volante son despeje, impulsión, arco de oscilación suplementario de las funciones del escape.
Como el platillo y el volante se hallan en el mismo eje, la elipse y el volante recorren los mismos ángulos.
1. El despeje lo recorre el volante bajo la fuerza de la espiral, desde el instante del primer contacto de la elipse con un cuerno hasta el final de este contacto.
El valor del ángulo de despeje depende de la relación de los ángulos de alzamiento de volante y del áncora, y de ángulo de despeje de áncora.
Para un ángulo de alzamiento del volante de 30’ y del áncora de 10º, y un ángulo de despeje del áncora de 2º, el ángulo de despeje de volante es de 6º.
2. El ángulo de impulsión lo recorre el volante durante la impulsión de la rueda. Esta impulsión es transmitida a la elipse y dura hasta el fin de dicho contacto.
3. El ángulo de impulsión depende de los ángulos de alzamiento y despeje del volante. Un ángulo de alzamiento del volante de 30º se descompone en:
Ángulo de despeje del volante=6º
Ángulo de impulsión: 30º-6º =24º
Total 30º
4. Arco de oscilación suplementario de las funciones del escape. Es el ángulo que recorre el volante mientras un diente de la rueda de escape está detenido en la superficie de escape de la paleta.
El arco suplementario es necesario para poder afinar bien un reloj; y para que el afinado sea bueno conviene que haya una amplitud de oscilación de aproximadamente 270º o sea ¾ de vuelta.
El recorrido total del volante durante una alternancia es entonces de 540º que se descomponen así:
Ángulo de alzamiento=30º
Arco suplementario =510º
Total =540º
La amplitud se encuentra a partir del punto muerto que es el punto de equilibrio de volante y la espiral. En esta posición, la elipse está en el medio del ángulo de alzamiento del volante.
El ángulo de alzamiento del volante lo forman los ángulos de despeje y de impulsión. Empieza su recorrido en el instante que la elipse toca el lado de la entrada de la horquilla y dura hasta que la elipse abandona la entrada. El ángulo de alzamiento del volante de 30º a 36º en los relojes de bolsillo más en las piezas pequeñas puede llegar a 60º pero por lo general es de 52º.
LA RETENCION
Después de haberse dado el impulso, es absolutamente necesario que le órgano regulador pueda realizar su oscilación sin ningún contacto con el dardo y los cuernos, Con ese fin se ha dado a los dos labios del áncora (paletas) tal inclinación que la presión del diente en el plano de descanso tiende a hacer que la paleta entre en la rueda, lo que obliga a la horquilla a quedar descansando en el tope. Esa inclinación en las paletas se llama “ángulo de retención” y su valor es de 13º30’ para la paleta de entrada y de 15º para la de salida.
Detenida la horquilla, deja que el volante recorra el arco de oscilación suplementario de las funciones del escape en toda libertad, hasta que lo detiene la tensión del espiral. Por eso, el escape del áncora se ha clasificado entre los escapes libres.
Una vez armada la espiral, hace que el volante recorra otro arco de oscilación suplementario en dirección inversa a la anterior. Viene a continuación otro choque de la elipse con el cuerno y empieza otro ciclo.
En resumen los ángulos recorridos simultáneamente son:
a) -EL despeje del volante
-El despeje del áncora
-EL despeje de la rueda
b) -La impulsión de la rueda
-La impulsión del áncora
-La impulsión del volante
Después vienen sucesivamente:
Para la rueda: la caída
Para el áncora el camino perdido.
El arco de oscilación suplementario comienza inmediatamente después de terminar la impulsión.
LAS ALTERNANCIAS
Es el recorrido del órgano regulador del reloj mecánico desde una de sus posiciones extremas hasta la otra.
En los relojes de péndulo una alternancia de izquierda a derecha y otra de derecha a izquierda forman una oscilación. En los relojes con espiral la alternancia es el recorrido del volante de un extremo a otro de su arco de oscilación, constituyendo la oscilación el conjunto de dos alternancias de sentido inverso (una de ida y otra de vuelta). Antes los movimientos solían ser de 18.000 alternancias por hora (a/h), o lo que es lo mismo 5 alternancias por segundo, actualmente suelen diseñarse movimientos mas rápidos, en general a 28.800 a/h, lo que implica mayor desgaste de la máquina y, para contrarrestarlo, requiere mayores exigencias de lubricación y de calidad de los materiales. La imagen muestra el recorrido del volante durante una alternancia, de la posición extrema 1, pasa por los puntos señalados con los números 2, 3, 4 y 5, hasta alcanzar el otro extremo de su recorrido, señalado con el número 6. Cada alternancia se corresponde con un salto de la aguja segundera (trotadora).
No todos los relojes tienen las mismas alternancias, si bien hay algunas más o menos comunes como son las 18.000 A/h (2,5 Hz), básicamente en relojes "vintage", si bien las marcas de alta relojería están sacando algunos de sus nuevos productos a estas alternancias. Luego vienen los de 21.600 A/h (3 Hz) que son posteriores a los "vintage", y la frecuencia de oscilación más común hoy en día es de 4 Hz o lo que es lo mismo 28.800 A/h. Por último tenemos los de 36.000 A/h (5 Hz) considerados como los "hig speed", pero que en la actualidad salvo en el calibre cronográfico "El Primero" de Zenith no es habitual encontrarlas. Sin embargo sí podemos encontrar relojes "vintage" a esta frecuencia en bastantes marcas que en los 60's estaban especialmente activas, ya que suponía toda una proeza lograr esas velocidades.
Las alternancias son las semioscilaciones que produce el volante, o bien, las veces que se mueve el áncora en uno u otro sentido. Es decir, en un reloj con una frecuencia de 4 Hz (28.800 A/h), la aguja de los segundos se moverá a "saltitos" de 1/8 de segundo, mientras que un reloj a 36.000 A/h se moverá a 1/10 de segundo, lo cual en el caso de un cronógrafo el calibre "El Primero" lo dotaba de una facultad excelente para medir tiempos cortos y precisos.
La relación entre las alternancias y la precisión de un reloj es proporcional. A mayores alternancias más preciso es un reloj. Por tanto se podría pensar que para obtener un reloj más preciso sólo hay que aumentar sus alternancias, y si se ha pasado de 2,5 Hz a 5 Hz (es decir el doble) bien en el futuro podría pasarse a 6, 8, 10 Hz o más. Sin embargo las alternancias tienen una limitación, o mejor dicho, dos limitaciones: la velocidad de los órganos sometidos a tal frecuencia, y el aceitado de las partes sometidas a tal velocidad. Consecuentemente hay que añadir que si estas piezas tienen velocidades altas su desgaste será mayor que si fueran más lentas.
Por tanto hay que lograr un equilibrio entre maximizar la frecuencia, pero manteniéndose dentro de los límites de velocidad mecánicos para las piezas y de las propiedades de los aceites existentes hoy en día. Así mismo, desde el punto de vista de mantenimiento mecánico, tiene una mayor duración las piezas que van lentas frente a las que van rápidas.
La frecuencia más común en los modelos actuales es de 28.800 A/h, por lo que es de suponer que este ha sido el equilibrio al que ha llegado la industria relojera con los conocimientos y métodos de fabricación que se usan en estos momentos.
La explicación de que a mayor frecuencia mayor precisión es sencilla. Si un reloj da 36.000 alternancias en una hora, y digamos que de esas hay 10 en las que se "equivoca" (golpe, movimiento brusco, posición del reloj…) se habrá "equivocado" en 1 segundo. Por contra si un reloj da 18.000 A/h, se "equivoca" también esas mismas 10 veces, equivaldrá a que tenga un error de 2 segundos: ¡Nada menos que el doble!
Si tras lo comentado alguien se pregunta por qué algunas marcas de alta relojería están volviendo a calibres "lentos" es porque han mejorado tanto las tolerancias (siendo más exigentes) como la calidad de los materiales empleados en la fabricación de los diversos componentes del órgano regulador, por lo que mejoran ese ratio de "equivocaciones" logrando prestaciones similares a relojes más rápidos. Y ello también redunda en garantizar una mayor duración de las piezas y menor complicación en el aceitado del reloj. No es necesario añadir que la lubricación de las piezas de alta velocidad resulta más compleja que las de menor velocidad. Hasta el punto que si bien relojes lentos (los antiguos) de 18.000 A/h los relojeros de forma habitual no prestaban mucha atención a utilizar un aceite especial para las bocas de áncora y rueda de escape, en relojes de 28.800 A/h o más se hace imprescindible el uso de un aceite específico para esas velocidades.
Ver el adjunto 11374
Ver el adjunto 11375
EL BALANCÍN
Es una pieza que como su nombre lo indica se balancea en derredor de un centro de gravedad que es el eje de volante. La palabra balancín es un nombre dado como producto de analogía entre la palabra volar o levitar. Esta pieza tiene figura redondeada aunque últimamente se han fabricado diversos modelos que se salen de ese rubro no obstante usan todo el mismo principio. El balancín va unido al eje de volante por medio de la unión en la que el agujero del centro y el eje de volante de acoplan; es decir el eje queda embutido en el agujero del centro. Su función es la de proveer a al órgano regulador masa para que el espiral pueda permitir el vaivén de tal manera que pueda suministrar un movimiento constante e idéntico. El balancín por lo general está hecho de aluminio, magnesio, bronce o níquel. Como una sola pieza podemos apreciar los en el balancín los radios, el centro, el agujero, tornillos de compensación, contrapesos, fresados especiales para suministrar perfecto equilibrio. En las figuras de abajo podemos apreciar con detalle estos puntos que serán ampliados seguidamente.
El balancín es un disco finamente equilibrado que gira en un sentido y luego en sentido contrario repitiendo el siclo una y otra vez gracias al resorte en forma de espiral que tiene fijo en su centro.
Si se aleja el balancín de su posición de equilibrio, en un sentido u otro, éste ejerce sobre el espiral una coacción elástica de deformación tanto más grande cuanto mayor sea el ángulo de rotación del volante. Si se deja ahora escapar el volante, este vuelve a su posición de equilibrio bajo la acción de la fuerza elástica del espiral adquirida por su deformación. La velocidad del volante es máxima cuando este llega a su punto muerto. El momento no cesa pero gracias a su impulso recorre un ángulo casi idéntico del otro lado del punto muerto.
En relojería la frecuencia de las oscilaciones del órgano regulador es definida por el número de viajes de ida (alternancia) por hora. Cada alternancia corresponde al pasaje de una diente de la rueda de escape. Las frecuencias más utilizadas son las de 18000 a/h, 1600 a/h y 28800 a/h
Ver el adjunto 11376
El balancín de la foto de arriba, llamado anular, es el más utilizado en relojes de gama baja-media. Viene ya equilibrado de fábrica y en caso de querer hacer una regulación para ajustar el adelanto o retraso del reloj se suele hacer modificando el largo activo del espiral, es decir mediante la raqueta, como lo vemos en la imagen de abajo
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El volante es el órgano regulador en un reloj mecánico; en un reloj de pulsera la función del volante es la misma que realiza el péndulo en un reloj de pared, la de patrón.
Por motivos obvios de espacio en un reloj de pulsera el péndulo suele tener forma circular aunque en los últimos años se han presentado diseños diferentes al habitual.
EL volante sin lugar a dudas es uno de los principales elementos en un reloj mecánico, de su calidad y precisión depende en gran medida, la precisión que pueda alcanzar el reloj.
Así como se mantiene un columpio en movimiento, el volante espiral del reloj necesita un mecanismo que lo mantenga en constante vaivén y con la menor perturbación posible, para conseguir que el volante espiral oscile con una frecuencia estable.
Es muy importante aclarar que el volante se mueve gracias al impulso que recibe del rubí rodante o elipse que a su vez lo recibe del áncora y que a su vez lo recibe de la rueda de escape.
El órgano regulador de un reloj mecánico portativo está formado por el volante con su eje y el espiral, en este estudio veremos cada parte incluyendo el puente de volante. Cada una de estas partes tiene además sub-partes que estudiaremos detalladamente.
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ANGULOS RECORRIDOS POR EL VOLANTE
Los ángulos recorridos por el volante son despeje, impulsión, arco de oscilación suplementario de las funciones del escape.
Como el platillo y el volante se hallan en el mismo eje, la elipse y el volante recorren los mismos ángulos.
1. El despeje lo recorre el volante bajo la fuerza de la espiral, desde el instante del primer contacto de la elipse con un cuerno hasta el final de este contacto.
El valor del ángulo de despeje depende de la relación de los ángulos de alzamiento de volante y del áncora, y de ángulo de despeje de áncora.
Para un ángulo de alzamiento del volante de 30’ y del áncora de 10º, y un ángulo de despeje del áncora de 2º, el ángulo de despeje de volante es de 6º.
2. El ángulo de impulsión lo recorre el volante durante la impulsión de la rueda. Esta impulsión es transmitida a la elipse y dura hasta el fin de dicho contacto.
3. El ángulo de impulsión depende de los ángulos de alzamiento y despeje del volante. Un ángulo de alzamiento del volante de 30º se descompone en:
Ángulo de despeje del volante=6º
Ángulo de impulsión: 30º-6º =24º
Total 30º
4. Arco de oscilación suplementario de las funciones del escape. Es el ángulo que recorre el volante mientras un diente de la rueda de escape está detenido en la superficie de escape de la paleta.
El arco suplementario es necesario para poder afinar bien un reloj; y para que el afinado sea bueno conviene que haya una amplitud de oscilación de aproximadamente 270º o sea ¾ de vuelta.
El recorrido total del volante durante una alternancia es entonces de 540º que se descomponen así:
Ángulo de alzamiento=30º
Arco suplementario =510º
Total =540º
La amplitud se encuentra a partir del punto muerto que es el punto de equilibrio de volante y la espiral. En esta posición, la elipse está en el medio del ángulo de alzamiento del volante.
El ángulo de alzamiento del volante lo forman los ángulos de despeje y de impulsión. Empieza su recorrido en el instante que la elipse toca el lado de la entrada de la horquilla y dura hasta que la elipse abandona la entrada. El ángulo de alzamiento del volante de 30º a 36º en los relojes de bolsillo más en las piezas pequeñas puede llegar a 60º pero por lo general es de 52º.
LA RETENCION
Después de haberse dado el impulso, es absolutamente necesario que le órgano regulador pueda realizar su oscilación sin ningún contacto con el dardo y los cuernos, Con ese fin se ha dado a los dos labios del áncora (paletas) tal inclinación que la presión del diente en el plano de descanso tiende a hacer que la paleta entre en la rueda, lo que obliga a la horquilla a quedar descansando en el tope. Esa inclinación en las paletas se llama “ángulo de retención” y su valor es de 13º30’ para la paleta de entrada y de 15º para la de salida.
Detenida la horquilla, deja que el volante recorra el arco de oscilación suplementario de las funciones del escape en toda libertad, hasta que lo detiene la tensión del espiral. Por eso, el escape del áncora se ha clasificado entre los escapes libres.
Una vez armada la espiral, hace que el volante recorra otro arco de oscilación suplementario en dirección inversa a la anterior. Viene a continuación otro choque de la elipse con el cuerno y empieza otro ciclo.
En resumen los ángulos recorridos simultáneamente son:
a) -EL despeje del volante
-El despeje del áncora
-EL despeje de la rueda
b) -La impulsión de la rueda
-La impulsión del áncora
-La impulsión del volante
Después vienen sucesivamente:
Para la rueda: la caída
Para el áncora el camino perdido.
El arco de oscilación suplementario comienza inmediatamente después de terminar la impulsión.
LAS ALTERNANCIAS
Es el recorrido del órgano regulador del reloj mecánico desde una de sus posiciones extremas hasta la otra.
En los relojes de péndulo una alternancia de izquierda a derecha y otra de derecha a izquierda forman una oscilación. En los relojes con espiral la alternancia es el recorrido del volante de un extremo a otro de su arco de oscilación, constituyendo la oscilación el conjunto de dos alternancias de sentido inverso (una de ida y otra de vuelta). Antes los movimientos solían ser de 18.000 alternancias por hora (a/h), o lo que es lo mismo 5 alternancias por segundo, actualmente suelen diseñarse movimientos mas rápidos, en general a 28.800 a/h, lo que implica mayor desgaste de la máquina y, para contrarrestarlo, requiere mayores exigencias de lubricación y de calidad de los materiales. La imagen muestra el recorrido del volante durante una alternancia, de la posición extrema 1, pasa por los puntos señalados con los números 2, 3, 4 y 5, hasta alcanzar el otro extremo de su recorrido, señalado con el número 6. Cada alternancia se corresponde con un salto de la aguja segundera (trotadora).
No todos los relojes tienen las mismas alternancias, si bien hay algunas más o menos comunes como son las 18.000 A/h (2,5 Hz), básicamente en relojes "vintage", si bien las marcas de alta relojería están sacando algunos de sus nuevos productos a estas alternancias. Luego vienen los de 21.600 A/h (3 Hz) que son posteriores a los "vintage", y la frecuencia de oscilación más común hoy en día es de 4 Hz o lo que es lo mismo 28.800 A/h. Por último tenemos los de 36.000 A/h (5 Hz) considerados como los "hig speed", pero que en la actualidad salvo en el calibre cronográfico "El Primero" de Zenith no es habitual encontrarlas. Sin embargo sí podemos encontrar relojes "vintage" a esta frecuencia en bastantes marcas que en los 60's estaban especialmente activas, ya que suponía toda una proeza lograr esas velocidades.
Las alternancias son las semioscilaciones que produce el volante, o bien, las veces que se mueve el áncora en uno u otro sentido. Es decir, en un reloj con una frecuencia de 4 Hz (28.800 A/h), la aguja de los segundos se moverá a "saltitos" de 1/8 de segundo, mientras que un reloj a 36.000 A/h se moverá a 1/10 de segundo, lo cual en el caso de un cronógrafo el calibre "El Primero" lo dotaba de una facultad excelente para medir tiempos cortos y precisos.
La relación entre las alternancias y la precisión de un reloj es proporcional. A mayores alternancias más preciso es un reloj. Por tanto se podría pensar que para obtener un reloj más preciso sólo hay que aumentar sus alternancias, y si se ha pasado de 2,5 Hz a 5 Hz (es decir el doble) bien en el futuro podría pasarse a 6, 8, 10 Hz o más. Sin embargo las alternancias tienen una limitación, o mejor dicho, dos limitaciones: la velocidad de los órganos sometidos a tal frecuencia, y el aceitado de las partes sometidas a tal velocidad. Consecuentemente hay que añadir que si estas piezas tienen velocidades altas su desgaste será mayor que si fueran más lentas.
Por tanto hay que lograr un equilibrio entre maximizar la frecuencia, pero manteniéndose dentro de los límites de velocidad mecánicos para las piezas y de las propiedades de los aceites existentes hoy en día. Así mismo, desde el punto de vista de mantenimiento mecánico, tiene una mayor duración las piezas que van lentas frente a las que van rápidas.
La frecuencia más común en los modelos actuales es de 28.800 A/h, por lo que es de suponer que este ha sido el equilibrio al que ha llegado la industria relojera con los conocimientos y métodos de fabricación que se usan en estos momentos.
La explicación de que a mayor frecuencia mayor precisión es sencilla. Si un reloj da 36.000 alternancias en una hora, y digamos que de esas hay 10 en las que se "equivoca" (golpe, movimiento brusco, posición del reloj…) se habrá "equivocado" en 1 segundo. Por contra si un reloj da 18.000 A/h, se "equivoca" también esas mismas 10 veces, equivaldrá a que tenga un error de 2 segundos: ¡Nada menos que el doble!
Si tras lo comentado alguien se pregunta por qué algunas marcas de alta relojería están volviendo a calibres "lentos" es porque han mejorado tanto las tolerancias (siendo más exigentes) como la calidad de los materiales empleados en la fabricación de los diversos componentes del órgano regulador, por lo que mejoran ese ratio de "equivocaciones" logrando prestaciones similares a relojes más rápidos. Y ello también redunda en garantizar una mayor duración de las piezas y menor complicación en el aceitado del reloj. No es necesario añadir que la lubricación de las piezas de alta velocidad resulta más compleja que las de menor velocidad. Hasta el punto que si bien relojes lentos (los antiguos) de 18.000 A/h los relojeros de forma habitual no prestaban mucha atención a utilizar un aceite especial para las bocas de áncora y rueda de escape, en relojes de 28.800 A/h o más se hace imprescindible el uso de un aceite específico para esas velocidades.
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EL BALANCÍN
Es una pieza que como su nombre lo indica se balancea en derredor de un centro de gravedad que es el eje de volante. La palabra balancín es un nombre dado como producto de analogía entre la palabra volar o levitar. Esta pieza tiene figura redondeada aunque últimamente se han fabricado diversos modelos que se salen de ese rubro no obstante usan todo el mismo principio. El balancín va unido al eje de volante por medio de la unión en la que el agujero del centro y el eje de volante de acoplan; es decir el eje queda embutido en el agujero del centro. Su función es la de proveer a al órgano regulador masa para que el espiral pueda permitir el vaivén de tal manera que pueda suministrar un movimiento constante e idéntico. El balancín por lo general está hecho de aluminio, magnesio, bronce o níquel. Como una sola pieza podemos apreciar los en el balancín los radios, el centro, el agujero, tornillos de compensación, contrapesos, fresados especiales para suministrar perfecto equilibrio. En las figuras de abajo podemos apreciar con detalle estos puntos que serán ampliados seguidamente.
El balancín es un disco finamente equilibrado que gira en un sentido y luego en sentido contrario repitiendo el siclo una y otra vez gracias al resorte en forma de espiral que tiene fijo en su centro.
Si se aleja el balancín de su posición de equilibrio, en un sentido u otro, éste ejerce sobre el espiral una coacción elástica de deformación tanto más grande cuanto mayor sea el ángulo de rotación del volante. Si se deja ahora escapar el volante, este vuelve a su posición de equilibrio bajo la acción de la fuerza elástica del espiral adquirida por su deformación. La velocidad del volante es máxima cuando este llega a su punto muerto. El momento no cesa pero gracias a su impulso recorre un ángulo casi idéntico del otro lado del punto muerto.
En relojería la frecuencia de las oscilaciones del órgano regulador es definida por el número de viajes de ida (alternancia) por hora. Cada alternancia corresponde al pasaje de una diente de la rueda de escape. Las frecuencias más utilizadas son las de 18000 a/h, 1600 a/h y 28800 a/h
Ver el adjunto 11376
El balancín de la foto de arriba, llamado anular, es el más utilizado en relojes de gama baja-media. Viene ya equilibrado de fábrica y en caso de querer hacer una regulación para ajustar el adelanto o retraso del reloj se suele hacer modificando el largo activo del espiral, es decir mediante la raqueta, como lo vemos en la imagen de abajo
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