Elementi costitutivi di un orologio

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1 Flusso Molla., flusso di granelli, flusso di acqua, consumo della cera, Evento ciclico Oscillazione del pendolo, del bilanciere, passaggio attraverso una strettoia del granello,... Scappamento Ancore varie Contatore Serie di ingranaggi, Display Quadrante e lancette Complicazioni e suonerie Meccanismi capaci di comandare azioni varie come il conteggio dei giorni, o il suonare di campane, ecc.

2 Flusso Nell immagine a lato, è evidenziato il cilindro (A) su cui si avvolge il cavo che sorregge il contrappeso (B). La sua discesa verso il basso, è il flusso che muove l'orologio

3 Flusso In questa immagine, il cilindro (A) su cui si avvolge il cavo che sorregge il contrappeso (B) è supportato da un motore (C) che rialza automaticamente il peso quando questo è arrivato a fine corsa. In questo modo si permette una durata maggiore del flusso e quindi del movimento dell'orologio

4 Flusso In questa orologio la pila in basso (P) fornisce il flusso di energia. Sopra abbiamo il meccanismo elettromeccanico (I) coperto da un guscio di plastica. All interno si intravede il bilanciere (B)

5 Flusso La misura del tempo ha bisogno di una qualche trasformazione in atto da utilizzare per confrontarla con la trasformazione di cui si vuole misurare il tempo. Questa trasformazione può essere il flusso dei granelli di sabbia o dell acqua nella clessidra, il consumarsi della cera nelle candele, la discesa di un peso negli orologi a contrappesi, lo svolgersi di una molla, lo scaricarsi di una pila a cui sia collegato un carico negli orologi elettrici, elettromeccanici ed elettronici, ecc.

6 Evento ciclico In questo orologio (un modello recente che riproduce gli svegliarini monastici), l evento ciclico è il movimento alternato del giogo in alto, detto foliot.

7 Evento ciclico Il pendolo che si vede nella figura, con il suo movimento ciclico controlla il funzionamento di questo modello

8 Evento ciclico Il bilanciere, con il suo movimento oscillatorio (rappresentato dalla freccia nera in basso, che descrive il movimento del punto P) offre un evento dotato di un elevata isocronia. Per regolarlo al meglio, si usano i perni messi sulla circonferenza ed i due contrappesi presenti sui raggi

9 Evento ciclico Il flusso da cui si parte deve essere suddiviso in una serie di porzioni : queste porzioni si ottengono paragonando il flusso con un evento che si ripete ciclicamente. Tale evento può essere l oscillazione di un pendolo, la rotazione di un foliot o di un bilanciere, la vibrazione di un diapason o di un quarzo, o qualsiasi altro evento capace di ripetersi ciclicamente, mantenendo un isocronismo decente. Ad esempio nell orologio a biglie l evento ciclico è dato dalla rotazione dell asta che porta le biglie all inizio della discesa, mentre nella clessidra l evento ciclico è il passaggio di un granello attraverso la strettoia centrale,

10 Scappamento Ecco un ancora che blocca temporaneamente il passaggio di ogni dente della ruota di scappamento e riceve da questa una piccola spinta ogni volta che la libera. Questa funzione particolare giustifica la speciale forma dei denti della ruota

11 Scappamento In questo caso l ingranaggio di scappamento è a gabbietta, con denti non radiali, che interagiscono con un ancora a compasso. Dalla forma dei denti dell ancora si può capire che l ingranaggio si muove in senso antiorario

12 Scappamento In questo caso, l ancora è ricavata direttamente nel pendolo. Dalla forma dei denti dell ancora si capisce che l ingranaggio si muove in senso orario e con il suo movimento, dà la spinta al pendolo

13 Scappamento Avendo un flusso o trasformazione ed un evento ciclico, è necessario un meccanismo che vincoli il flusso al numero degli eventi ciclici. Diventa cioè necessario che un qualcosa renda il flusso strettamente vincolato all avvenire dell evento ciclico. Ad esempio le ancore nei movimenti meccanici vincolano lo scaricarsi della molla al movimento del pendolo o del bilanciere. In altre parole le ancore rilasciano i denti della ruota che governano, uno alla volta, in seguito al completarsi di uno degli eventi ciclici. Nelle clessidre invece è la stessa presenza di un granello nella strettoia ad impedire che un altro la occupi.

14 Contatore Sulla sinistra dell'immagine si vede il treno di ingranaggi del tempo. In alto lo scappamento con la sua ancora Dietro il pendolo Sotto gli ingranaggi che moltiplicano il moto del cilindro. Dall'ingranaggio montato sul cilindro del contrappeso si ricava il movimento della lancetta delle ore. A destra si vede il treno di ingranaggi della suoneria con il suo cilindro in basso.

15 Contatore Sulla sinistra dell'immagine si vede il treno di ingranaggi del tempo. In alto lo scappamento che regola il movimento. Sotto gli ingranaggi che demoltiplicano il moto del cilindro con corda e contrappeso che muove il tutto. Dall'ingranaggio montato sul cilindro del contrappeso si ricava il movimento della lancetta delle ore

16 Contatore Se l ancora spezza il flusso continuo del rilasciarsi della molla in una serie di passi discreti, deve esistere un meccanismo che conti questi eventi per dare alla fine un valore allo scorrere del tempo. In genere si tratta di ingranaggi che moltiplicano o riducono il numero di giri di ogni asse. In questo modo si quantifica ed elabora il numero di giri fatti dall asse dell ingranaggio guidato dall ancora, arrivando a renderlo in forma leggibile dagli utenti. Nelle clessidre il contatore è il livello raggiunto dalla sabbia nell ampolla inferiore a dare l idea della quantità di tempo trascorso, nelle candele è la lunghezza del tratto rimanente di cera ecc.

17 Display Ecco un classico quadrante realizzato presso il laboratorio Trebino.

18 Display Spesso i meccanismi degli orologi da torre sono dotati di un quadrante di lavoro, che permette a chi effettua la manutenzione di controllare l ora segnata dalla macchina senza dover uscire dalla torre.

19 Display Il movimento dei minuti è preso direttamente dall albero che proviene dal meccanismo centrale; questo, arrivato al quadrante, muove la sua lancetta, mentre quella delle ore ricava il movimento dalle due coppie di ingranaggi.

20 Display Attualmente sono diffusi orologi che, invece dell abituale quadrante con lancette, sono dotati di display digitale visibile a distanza. Questo si trova in piazzale Loreto a Milano

21 Display La quantità rilevata dal contatore deve essere resa leggibile per noi e questo è il compito del display. Si tratta di un insieme di parti che trasformano una informazione scritta in linguaggio macchina in una leggibile dall utente. Le clessidre e le candele usano il livello raggiunto perché in questo caso il linguaggio della macchina è perfettamente comprensibile anche a noi. Con la comparsa degli orologi meccanici è stato definito un insieme convenzionale di simboli, basato sull ampiezza degli angoli descritti dalle lancette su un quadrante graduato. Gli orologi digitali hanno visto la comparsa di un nuovo linguaggio: i numeri fatti apparire sul quadrante.

22 Complicazioni e suonerie Questa è una ruota del tempo per suono delle ore. In alto si vede il lettore un dente che si abbassa ciclicamente sulla ruota che gira, fino a incontrare un vuoto che gli permette di scendere e bloccare il suono. Gli spazi pieni sopra le diverse ore sono lunghi in proporzione al numero di rintocchi necessari

23 Complicazioni e suonerie Se la ruota Z1 è quella delle ore (un giro ogni 12 ore) la ruota Z2 fa un giro ogni 24 ore. Il dente 3 muove quindi l ingranaggio 4 di un dente al giorno. (La molla 5 tiene l ingranaggio 4 in posizione). Questo è un esempio di meccanismo per la data.

24 Complicazioni e suonerie Questo è un meccanismo diverso per avere il conteggio dei giorni del mese: la ruota B fa un giro ogni 12 ore, per cui il perno A sposta un dente della ruota D sempre ogni 12 ore. Solo sui denti di posto dispari della ruota D ci sono dei perni che ingaggiano il disco G, che quindi si muove di un dente ogni 24 ore.

25 Complicazioni e suonerie Oltre al normale display per la lettura delle ore, molti orologi hanno suonerie o altri meccanismi che presentano il tempo in altra forma, ad esempio, danno la data, la posizione della luna o di altri pianeti, muovono figure varie, ecc. Si tratta di meccanismi che ricavano il loro movimento dal treno principale di ingranaggi, e che quindi hanno un andamento proporzionale, secondo una qualche legge, a quello delle lancette e pertanto presentano l informazione relativa allo scorrere del tempo in altra forma. Molto diffuse sono le suonerie che, ad intervalli di tempo definiti, attivano un meccanismo sonoro, generalmente muovono il batacchio di una qualche campana

26 Flusso Evento ciclico Scappamento Contatore Display Complicazioni e suonerie