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Descrizione accurata dei componenti di costruzione degli Orologi Antichi.
Descriviamo in maniera piuttosto accurata gli organi ed i meccanismi principali e secondari di un orologio semplice (con regolatore a pendolo, senza suoneria e con il caricamento a molla).
La parte principale del meccanismo si trova racchiusa fra le due piastre d’ottone che dovranno sostenere i perni degli alberi delle ruote componenti il meccanismo (chiamate rispettivamente AC e BD).
Ad eccezione della ruota del tamburo contenente la molla, le altre molle contenute fra le due piastre sono così costituite: su di un asse sono fissate due ruote, una di ottone e l’altra, (d’acciaio), di un diametro inferiore all’altra in modo tale che l’asse, la ruota d’acciaio e siano solidali tra di loro.
La ruota di acciaio si chiama Pignone o Rocchetto ed i suoi denti si chiamano Ali. Sull’albero M è montato il tamburo T che alloggia la molla motrice. Per il suo caricamento viene effettuato mediante l’uso di una chiave applicata al quadro dell’albero che sporge dal quadrante.
La ruota dentata che è parte del tamburo, provvista di 84 denti ingrana con il Pignone a 12 Ali montato sull’albero della ruota A con 80 denti.
L’albero della ruota B, che attraversa la Piastra AC e prolungandosi fuori dal quadrante porta la lancetta dei minuti primi, viene mosso da A con le ruote dentate a 84 denti e 8 Ali. Quest’insieme di ruotismi che, partendo dal motore (la molla) e l’operatore (lancetta dei minuti primi), potrebbe rappresentare il meccanismo più semplice di un orologio.
Chiaramente l’orologio non può ridursi a questa semplice disposizione poiché, una volta caricata la molla, si scaricherebbe rapidamente, portandosi dietro la lancetta dei minuti primi, con un moto rapido ed irregolare (più rapido quando la molla è in massima tensione, meno rapido quando la molla si allenta).
La lancetta dei minuti primi (e quindi la ruota B), deve invece fare un intero giro nello spazio di un’ora e per ottenere ciò occorre l’aggiunta di altre due ruote, C e D, collegate alla ruota B, nonché col collegamento della ruota B ad un distributore E, che si chiama Ancora. Il complesso della ruota D (ruota di scappamento e dell’ancora E) si chiama Meccanismo di Scappamento.
Quando il dente della ruota di scappamento od una delle leve dell’ancora sono impegnati, si verifica l’arresto di tutto il meccanismo di orologeria, l’arresto prodotto dalla leva dell’ancora opponendosi all’azione della forza motrice: questo moto di oscillazione dell’ancora produce una serie continua di arresti effettuatisi col contatto della estremità destra o sinistra dell’ancora contro i denti della ruota di scappamento.
Nella pausa fra un arresto ed il successivo, la ruota di scappamento obbedisce all’azione della forza motrice che agisce in modo continuo contro di essa e la ruota percorre uno spazio fino a che l’altra leva dell’ancora ripristina l’arresto. Il moto oscillatorio dell’ancora è tale che ad ogni oscillazione, ovvero nell’intervallo tra un arresto ed il successivo, lo spazio percorso alla periferia della ruota di scappamento è costante e corrisponde alla metà del passo, cioè alla semi-distanza tra un dente ed il successivo.
In questo modo lo scappamento effettua la distribuzione della forza motrice, rendendone manifesta l’azione sul meccanismo ad intervalli regolari, sospendendola ad intervalli, indefinitamente.
Il moto intermittente diventa uniforme, di uguale durata (ossia isocrono) con l’intervento dell’organo regolatore (pendolo). È evidente che, se le oscillazioni dell’ancora sono sempre della stessa durata, anche ciascun dente della ruota di scappamento si sposterà nello spazio di tempo uguale a quello della durata dell’oscillazione del pendolo. Il moto della ruota di scappamento si comunicherà a tutte le ruote dell’orologio. In altri termini con un regolatore isocrono, il quale generi oscillazioni isocrone dell’ancora, la successione degli intervalli di riposo e di moto della ruota di scappamento si verifica in modo uniforme ed ogni intervallo corrisponde ad una ed eguale quantità di tempo.
Il regolatore è costituito da un pendolo che comunica le oscillazioni all’ancora e che, a sua volta, riceve dall’ancora la spinta col mezzo di una forchetta montata sull’asse dell’ancora. La forza motrice della molla impartisce al pendolo la forza necessaria per mantenere le oscillazioni: ciò dipende dalla forma data ai denti della ruota di scappamento ed alle leve dell’ancora per cui, all’atto stesso in cui sta per avvenire il disinnesto, il dente della ruota di scappamento preme contro la leva dell’ancora imprimendole una spinta che si ripercuote sul pendolo mantenendolo in moto. È da mettere in evidenza fin d’ora che per un organo regolatore come il pendolo, il quale compia in un minuto primo un dato numero di oscillazioni, il rapporto tra il numero dei giri della ruota dei minuti primi ed il numero delle oscillazioni del pendolo è ben definito.
Nel caso della figura 1, in cui i rapporti dei denti della ruota B e del Pignone C è 84/7=12 e dei denti della Ruota C e del Pignone D è 70/7=10, il rapporto tra i denti delle ruote B e D è 120.
Siccome la ruota di scappamento ha 24 denti corrispondenti a 48 oscillazioni al minuto (ad ogni oscillazione, come si è detto, sfugge solo la metà del passo), si avrà, per un giro della ruota B dei minuti, un numero di oscillazioni del pendolo (e quindi dell’ancora), dato da:
120x48=7560 all’ora, ovvero 96 oscillazioni al minuto.
Per cui, con le regole volgeranno appresso si potrà calcolare la lunghezza del pendolo. Nell’orologio indicato nella figura 1 vi è un solo meccanismo secondario, quello cioè che serve ad ottenere sul quadrante il moto della lancetta delle ore. Invece, la lancetta dei minuti primi, percorrre un giro in un’ora, quella delle ore percorre 1/12 di giro ogni ora.
Sopra una piastra è applicato un meccanismo formato da 3 ruote dentate. Sull’asse della ruota B dei minuti è montata una ruota con 36 denti assemblata ad una ruota eguale montata su di un albero secondario. A questa prima coppia fa seguito la coppia 7-84 (che ha appunto il rapporto 1:12) la cui ruota 84 è applicata ad un tubetto montato folle sull’asse della ruota B. La lancetta delle ore è fissata su questo tubetto. Con tale disposizione, le due lancette, pur essendo situate sullo stesso asse, si muovono nel rapporto voluto di 1 a 12. La lancetta dei minuti primi, montata sull’asse B, percorrerà un giro in un ora, la lancetta delle ore, montata sul tubetto, percorrerà 1/12 di giro in un’ora.
