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LA RUOTA DEI SECONDI

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Figura 1

Disegno di una Ruota dei secondi (con Lancetta)

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1. Descrizione generale

La Ruota dei secondi è un componente che appartiene all’organo di conteggio e trasmissione, che assicura la divisione del Tempo in unità elementari e permette, secondo le costruzioni, la visualizzazione dei secondi. Azionata dalla ruota mediana, trasmette l’energia ricevuta al pignone di Scappamento.

2. Tipologia delle Ruote dei secondi (posizionamento e velocità di rotazione)

Orologio privo di Lancetta dei secondi

Quando l’orologio non visualizza i secondi, la sua velocità di rotazione non è imposta. Il suo ruolo è quindi di scandire la velocità del rotismo in modo che la ruota centrale compia un giro in un’ora, inserendosi nel rapporto di ingranaggi globale del rotismo di finitura. Il quadrante si limita alla visualizzazione delle ore e dei minuti.

Ruota dei secondi con lancetta dei secondi

Quando il movimento è progettato per visualizzare i secondi, la ruota dei secondi è costretta a compiere un giro in un minuto. Da qui, sono possibili due configurazioni di visualizzazione:

• Secondi eccentrici (piccoli secondi)
  In questa configurazione, la lancetta dei secondi è eccentrica rispetto al movimento e alla visualizzazione delle ore e dei minuti. Il quadrante presenta quindi un piccolo contatore, generalmente eccentrico alle 6, ma talvolta posizionato altrove (alle 9 o alle 3). La costruzione è semplice: il pignone della ruota dei secondi, già presente nel rotismo normale, viene semplicemente prolungato da un perno che attraversa la platina per portare la lancetta dei secondi. Non è necessaria nessuna trasmissione supplementare. Solo il posizionamento (la messa in posizione) della ruota dei secondi dovrà essere scelto per visualizzare i secondi nel punto preciso desiderato.
• Secondi al centro (secondi centrali)
  La visualizzazione centrale dei secondi richiede una modifica più complessa del rotismo. Poiché la ruota dei secondi non si trova al centro del movimento, è necessario aggiungere rotismi per riportare la visualizzazione dei secondi al centro del movimento. La soluzione più comune consiste nell’allungare l’asse del pignone dei secondi con un perno in modo che emerga dal suo ponte. Una tavola di ruota, chiamata ruota su campo, viene semplicemente incastrata sul tigello del Pignone dei secondi. La ruota su campo aziona una ruota intermedia che a sua volta aziona la Ruota dei secondi al centro. La Ruota dei secondi al centro attraversa completamente ilRuota centrale all’interno del quale essa ruota. Un semplice calcolo di ingranaggi tra la ruota su campo e la Ruota dei secondi al centro permette di far girare quest’ultima alla velocità desiderata di 1 giro/min. Questa costruzione impone un impilamento accurato e una serie di ruote supplementare, il che aumenta la difficoltà di assemblaggio e la sensibilità agli attriti.

3. Componenti

Il Pignone dei secondi è composto da due parti indissociabili:

• Il Pignone dei secondi, è azionato dalla Ruota media.

Figura 2

Disegno di un pignone dei secondi (con lancetta a ore 6)

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• La ruota dei secondi, essa aziona il pignone di scappamento

Figura 3

Disegno di una ruota dei secondi

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4. Materiali

Come gli altri mobili del rotismo, la ruota dei secondi è generalmente in ottone dorato, lavorata o stampata con grande precisione, poi addolcita e angolata secondo il grado di finitura desiderato. Il pignone, in acciaio temprato e lucidato, costituisce l’asse del mobile. La ruota è saldamente ribadita al pignone per formare un insieme perfettamente solidale.

5. Fabbricazione artigianale di una ruota (dei secondi)

Nella produzione a pezzo unico o in piccola serie, la tavola della ruota è realizzata in ottone di qualità orologiera, tipicamente una lega rame-zinco (CuZn37) laminata, scelta per le sue caratteristiche meccaniche, la sua lavorabilità e la sua compatibilità con i trattamenti superficiali successivi.

La fabbricazione inizia con la tornitura di un disco grezzo a partire da una barra o da una lamina di ottone. Su un tornio d’orologiaio, il tornitore procede successivamente alla sgrossatura delle due facce, alla torneggiatura del diametro esterno (diametro totale della futura dentatura) e alla foratura del foro centrale. Questo foro viene poi alesato con cura: il suo diametro viene mantenuto leggermente inferiore a quello del collarino del pignone in acciaio su cui la ruota verrà rivettata, in modo da garantire un accoppiamento stretto e una trasmissione della coppia senza slittamento. In funzione del profilo e della qualità della ruota, una modanatura può essere torneggiata su una faccia della ruota o su entrambe.

Per traforare le braccia della ruota (generalmente in numero di cinque) vengono praticati dei fori di disingaggio negli intervalli, poi il materiale viene svuotato con il seghetto da traforo. I raggi vengono poi limati e uniformati a mano. Questa operazione, impegnativa in termini di tempo, contribuisce a ridurre l’inerzia della ruota e costituisce un criterio estetico.

La tavola così sbozzata viene poi montata sul mandrino di un tornio o sulle punte di una macchina per arrotondare o tagliare. Se si tratta di un tornio, questo è equipaggiato con un piatto divisore, che permette di indexare con precisione ciascuna delle posizioni angolari corrispondenti al numero di denti desiderato. Una fresa a modulo — il cui profilo è coniugato al modulo e alla pressione di ingranaggio della dentatura — taglia i denti uno per uno tramite passate successive. Per il rotismo di finitura, i moduli sono generalmente molto piccoli (dell’ordine di 0,07-0,15 mm), il che richiede fresa di grande precisione e un bloccaggio rigoroso del pezzo.

La finitura comprende la sbavatura degli spigoli vivi, la cerchiatura delle facce, l’eventuale lucidatura delle modanature, l’angolatura eventuale, poi un trattamento superficiale tramite doratura galvanica. Questo deposito d’oro, di spessore controllato, migliora la resistenza alla corrosione e conferisce alla lancetta il suo caratteristico aspetto dorato. L’operazione di rivettatura sul pignone in acciaio viene eseguita con l’ausilio di una staffa per rivettare.

6. Produzione industriale di una ruota (dei secondi)

In produzione industriale, la fabbricazione della lastra della ruota è organizzata in flusso continuo a partire da una banda di ottone laminato (CuZn37 o simile) condizionata in bobine. La prima operazione è il taglio progressivo (stampaggio) eseguito su una pressa a utensili combinati: in una sola corsa, la banda viene pre-forata, traforata secondo il disegno della ruota, e tagliata al suo contorno definitivo (traforo dei bracci incluso). Questa tecnica permette di ottenere diverse centinaia di lastre al minuto con un’elevata riproducibilità.

Il foro centrale, destinato alla rivettatura sul pignone in acciaio, si ottiene durante il taglio, ma di solito è oggetto di un’alesatura di ripresa. La tolleranza dimensionale del diametro interno è stretta al fine di garantire un accoppiamento serrato controllato e omogeneo su tutti i pignoni di una stessa serie. La planarità della lastra viene verificata anche in questa fase, eliminando ogni residuo di svergolamento tramite rettifica.

La dentatura viene tagliata su macchine dentatrici CNC. Per i moduli correnti del rotismo di finitura, il procedimento adottato è il taglio per generazione con la fresa madre (hobbing), che produce un profilo a evolvente di cerchio di grande regolarità geometrica. Per i moduli più fini, inferiori a 0,07 mm, alcuni produttori ricorrono all’elettroerosione a filo o al taglio laser, che permettono di raggiungere precisioni altrimenti difficili da ottenere con l’asportazione di materiale convenzionale.

In base al livello di qualità richiesto, la Sbavatura viene eseguita in continuo tramite burattatura in vasche vibranti caricate con abrasivi adatti, il che elimina le bave di taglio senza alterare i fianchi dei denti. Finiture tradizionali (cerchiatura, angolatura, lucidatura) sono la norma nell’alta orologeria. Il trattamento superficiale — generalmente una Doratura galvanica — viene applicato sulle tavole alla rinfusa, garantendo uno spessore di deposito uniforme su tutti i pezzi.

Il controllo qualità è integrato nel flusso di produzione. Sistemi di visione misurano in linea il profilo della ruota, il passo della dentatura, il diametro del foro di calettamento e rilevano i difetti superficiali. L’operazione di rivettatura sul pignone in Acciaio viene poi eseguita su una pressa automatica a forza controllata, con la curva forza-spostamento registrata per ogni Assemblaggio, garantendo la tracciabilità e la conformità dell’accoppiamento.

7. Fabbricazione artigianale di un Pignone dei secondi

Nella fabbricazione unitaria o in piccola serie, il pignone del Rotismo di finissaggio è realizzato in acciaio orologiaio di Tornitura automatica, una Lega ad alta lavorabilità la cui composizione è adattata alle solllecitazioni meccaniche e ai trattamenti termici proprie ai pignoni di movimento. Il pezzo comprende, ai due lati del corpo dentato, due perni e, nella posizione prevista per la ruota, una sede cilindrica sormontata da un tallone da ribadire.

La tornitura viene eseguita su un tornio orologiaio di precisione. L’orologiaio torna successivamente i diversi diametri del pignone e sgrossa i due perni, la cui qualità geometrica e dello stato superficiale condiziona direttamente il funzionamento del rotismo. La sede destinata a ricevere la ruota viene lavorata con un accoppiamento scorrevole rispetto al diametro del foro della ruota, affinché la ruota possa posizionarsi liberamente prima della ribaditura. Oltre alla sede, viene lasciato in rilievo un tallone sottile — la ribaditura propriamente detta — che verrà schiacciato durante l’assemblaggio per fissare la ruota. I perni sgrossati vengono lavorati al tornio (tornitura fine) e la loro superficie viene poi incrudita mediante rullatura.

La lavorazione delle ali del pignone viene eseguita su un tornio equipaggiato con un piatto divisore. Una fresa per tagliare i pignoni, di profilo appropriato al modulo e al numero di ali (generalmente da sei a dodici per il rotismo di finissaggio), taglia ogni ala tramite passate successive. Questo procedimento di taglio per divisione diretta produce un profilo prossimo all’epicicloide o all’evolvente secondo l’utensile utilizzato. La regolazione precisa della profondità di passata è determinante per il futuro ingranaggio con la ruota grezza in ottone del mobile precedente (qui la ruota media).

Dopo la lavorazione, il pignone è sottoposto a un trattamento termico: tempra a olio o ad aria seguita da un rinvenimento, al fine di conferire alle ali la durezza necessaria alla resistenza all’usura. I perni sgrossati vengono poi tornati (tornitura fine) e la loro superficie viene incrudita tramite rullatura.

L’assemblaggio della ruota grezza sulla sede viene realizzato con l’aiuto di una piccola pressa a rivettare: il tallone viene compresso con l’aiuto di un rivettatore di forma, sotto controllo visivo, fino all’ottenimento di una rivettatura regolare a filo con la faccia della ruota.

8. Produzione industriale di un pignone (dei secondi)

In produzione di serie, il pignone del rotismo di finitura è fabbricato mediante tornitura automatica, a partire da una barra di acciaio orologiaio per tornitura automatica. Questo procedimento permette di eseguire in un’unica messa in moto la tornitura dei perni, dell’albero e di tutti i diametri del pignone con ritmi elevati e una ripetibilità dimensionale precisa. Le tolleranze sono definite già in fase di programmazione, garantendo l’intercambiabilità dei pignoni nelle linee di assemblaggio e nel servizio post-vendita.

La geometria dell’accoppiamento della ruota è lavorata con un adattamento scorrevole rispetto al diametro del foro della piastra della ruota, in modo che la ruota si posizioni senza gioco sensibile, ma senza sforzo. La ribaditura è calibrata in diametro e in altezza affinché l’operazione di ribaditura successiva produca un rifluimento omogeneo, senza rischio di deformazione della dentatura o della piastra della ruota.

La dentatura delle ali è realizzata su macchine da dentare CNC a Generazione (dentatura) tramite fresa madre (hobbing), che producono un profilo a evolvente di cerchio con una regolarità geometrica superiore alla dentatura per divisione diretta.

Il trattamenti termici — seguito da un rinvenimento controllato — viene eseguito in forno sotto atmosfera protettiva per evitare qualsiasi decarburazione delle superfici funzionali. I perni vengono poi rettificati su rettificatrice cilindrica CNC con mole diamantate o in corindone sintetico.

Il controllo qualità (dimensionale ed estetico) è generalmente integrato in linea. L’operazione di ribaditura della ruota è eseguita su una pressa automatica, il cui profilo di forza viene registrato per ogni pezzo: la curva forza-spostamento garantisce la conformità del rifollamento e costituisce un elemento di tracciabilità dell’assemblaggio.

9. Specificità tecniche

• La ruota è saldamente rivettata al pignone. Così, il mobile costituisce un insieme perfettamente solidale.
• Il rapporto di dentatura della Ruota dei secondi e dell’insieme del Rotismo di finissaggio è calcolato in modo da garantire una rotazione completa della Ruota centrale in sessanta minuti e, nel caso della visualizzazione dei secondi, della Ruota dei secondi in un minuto. Queste condizioni sono essenziali per il trascinamento diretto della bussola (ruota del cannotto) e della Lancetta dei minuti e, per demoltiplicazione, della Lancetta delle ore e di quella dei secondi. (cfr. calcoli l’Organo di conteggio e trasmissione).