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Figura 1
Plano de una rueda media
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1. Descripción general
La rueda media (a veces llamada pequeña rueda media) pertenece al órgano de conteo y transmisión. Es un elemento esencial del tren de ruedas de acabado. Se sitúa entre la rueda del centro, que recibe directamente la energía del Barrilete, y la rueda de segundos, a la que transmite esta energía. Por su posición intermedia, desempeña un papel de reductor de velocidad y de relevo, permitiendo imprimir una velocidad de rotación más lenta a la rueda del centro que a la rueda de segundos, más cercana al órgano regulador.
2. Recuento y velocidad de rotación
Como no lleva ninguna aguja, la rueda media no está obligada a girar a una velocidad específica como es el caso de la rueda del centro (1 v/h) y de la rueda de segundos (1 v/min cuando lleva una aguja de segundos). Del mismo modo, la posición de su recuento es libre, lo que permite, durante el desarrollo del movimiento, definirla con el fin de optimizar el espacio ocupado por el movimiento y, en cierta medida, el rendimiento del tren de ruedas de acabado.
Su función principal es doble:
- Transmisión de la energía: recibe la energía motriz de la rueda del centro y la transmite al piñón de segundos.
- Reducción de la relación de rotación: Contribuye a la relación de engranaje global del tren de ruedas de acabado, permitiendo, según la frecuencia del Órgano regulador, asegurar la correcta velocidad de rotación a la Rueda del centro y a la Rueda de segundos (cuando lleva una Aguja de segundos). (cf. cálculos del Órgano de conteo y transmisión).
3. Componentes
Como los demás móviles del tren de ruedas de acabado, la Rueda media está constituida por dos componentes:
- Una rueda, que arrastra (conductora) el piñón de la Rueda de segundos (conducido).
Figura 2
Plano de una rueda media
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- Un piñón, que constituye el eje del móvil. Es arrastrado (conducido) por la rueda del móvil de centro (conductora).
Figura 3
Plano de un piñón de la rueda media
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4. Materiales
Tradicionalmente, la rueda media se realiza en latón dorado. El piñón es de acero templado, pulido a espejo para aumentar, en particular, su resistencia mecánica. Los pivotes son rodados (acritud superficial). Giran en piedras sintéticas (rubí) y son lubricados para minimizar la fricción y su desgaste.
El tándem que constituye una rueda de latón y un piñón de acero es óptimo para minimizar las fricciones en los engranajes de un movimiento. Se aplica a la mayoría de los trenes de ruedas multiplicativos o demultiplicativos de un reloj (trenes de ruedas de acabado, de puesta en hora, etc.).
5. Fabricación artesanal de una rueda (media)
En la producción unitaria o en pequeña serie, la plancha de rueda se realiza en latón de calidad relojera, típicamente una aleación cobre-zinc (CuZn37) laminada, elegida por sus características mecánicas, su maquinabilidad y su compatibilidad con los tratamientos de superficie posteriores.
La fabricación comienza con el torneado de un disco en bruto a partir de una barra o una banda de latón. En un torno de relojero, el tornero procede sucesivamente al refrentado de las dos caras, al torneado cilíndrico del diámetro exterior (diámetro total del futuro dentado) y a la perforación del orificio central. Este orificio se escaria luego con cuidado: su diámetro se mantiene ligeramente inferior al del cuello del piñón en acero sobre el cual la rueda será remachada, con el fin de garantizar un ajuste apretado y una transmisión del par sin deslizamiento. Según el perfil y la calidad de la rueda, se puede tornear una moldura en una cara de la rueda o en ambas.
Para calar los brazos de la rueda (generalmente en número de cinco), se perforan agujeros de desenganche en los intervalos, luego el material se vacía con sierra de calar. Los radios se liman y se igualan luego a mano. Esta operación, exigente en tiempo, contribuye a reducir la inercia de la rueda y constituye un criterio estético.
La plancha así desbastada se monta luego en el mandril de un torno o en los husillos de una máquina de redondear o de tallar. Si se trata de un torno, este está equipado con un plato divisor, que permite indexar con precisión cada una de las posiciones angulares correspondientes al número de dientes deseado. Una fresa de módulo — cuyo perfil se corresponde con el módulo y la presión de engranaje del dentado — talla los dientes uno a uno mediante pasadas sucesivas. Para el tren de ruedas de acabado, los módulos son generalmente muy pequeños (del orden de 0,07 a 0,15 mm), lo que exige fresas de gran precisión y un sujetado riguroso de la pieza.
El acabado incluye el desbarbado de las aristas vivas, el cerclaje de las caras, el eventual pulido de las molduras, elangulado eventual, y luego un tratamiento de superficie por dorado galvánico. Este depósito deoro, de espesor controlado, mejora la resistencia a la corrosión y confiere a la plancha su aspecto dorado característico. La operación de remachado sobre el piñón de acero se realiza mediante una potencia de remachar.
6. Producción industrial de una rueda (media)
En producción industrial, la fabricación de la plancha de rueda se organiza en flujo continuo a partir de una banda de latón laminado (CuZn37 o similar) presentado en bobinas. La primera operación es el corte progresivo (estampado) realizado en una prensa de herramientas combinadas: en una sola carrera, la banda se pretaladra, se calada según el diseño de la rueda y se corta a su contorno definitivo (incluido el calado de los radios). Esta técnica permite obtener varios cientos de planchas por minuto con una elevada reproducibilidad.
El agujero central, destinado al remachado sobre el piñón de acero, se obtiene durante el corte, pero generalmente es objeto de un escariado de repaso. La tolerancia dimensional del diámetro interior es estrecha para asegurar un ajuste apretado controlado y homogéneo en el conjunto de piñones de una misma serie. La planitud de la platina también se verifica en esta etapa, eliminándose cualquier alabeo residual mediante enderezado.
El tallado del dentado se realiza en máquinas talladoras CNC. Para los módulos habituales del tren de ruedas de acabado, el procedimiento elegido es el tallado por generación con fresa madre (hobbing), que produce un perfil evolvente de círculo de gran regularidad geométrica. Para los módulos más finos, inferiores a 0,07 mm, algunos fabricantes recurren a laelectroerosión por hilo o por tallado láser, que permiten alcanzar precisiones difíciles de obtener de otro modo mediante arranque de material convencional.
Según el nivel de calidad requerido, el desbarbado se realiza de forma continua mediante tonelado en cubas vibratorias cargadas con medios abrasivos adecuados, lo que elimina las rebabas de corte sin alterar los flancos de los dientes. Los acabados tradicionales (cerclaje, angulado, pulido) son la norma en la alta relojería. El tratamiento de superficie — generalmente un dorado galvánico — se aplica sobre las placas a granel, asegurando un espesor de depósito uniforme en todas las piezas.
El Control de calidad está integrado en el flujo de producción. Sistemas de visión miden en línea el perfil de la rueda, el paso del dentado, el diámetro del orificio de encaje y detectan los defectos de superficie. La operación de remachado sobre el piñón de Acero se realiza después en una prensa Automática de esfuerzo controlado, registrándose la curva fuerza-desplazamiento para cada Ensamblaje, garantizando la trazabilidad y la conformidad del ajuste.
7. Fabricación artesanal de un piñón (de la rueda media)
En la fabricación unitaria o en pequeña serie, el piñón del Tren de ruedas de acabado se realiza en acero relojero de decoletaje, una Aleación de alta maquinabilidad cuya composición está adaptada a las exigencias mecánicas y a tratamientos térmicos propios de los piñones de movimiento. La pieza comprende, a ambos lados del cuerpo dentado, dos pivotes y, en el lugar previsto para la plancheta de rueda, un asiento cilíndrico rematado por un talón a remachar.
El torneado se realiza en un torno relojero de precisión. El relojero torna sucesivamente los distintos diámetros del piñón y desbasta los dos pivotes, cuya calidad geométrica y de estado de superficie condiciona directamente el funcionamiento del tren de ruedas. El asiento destinado a recibir la plancheta de rueda se mecaniza con un ajuste deslizante respecto al diámetro del orificio de la plancheta, a fin de que la rueda pueda posicionarse libremente antes del remachado. Más allá del asiento, se deja sobresaliendo un talón delgado — el remache propiamente dicho — que será recalcado durante el ensamblaje para inmovilizar la plancheta de rueda. Los pivotes desbastados se pulen (torneado fino) y luego su superficie se endurece por acritud mediante rodado.
El tallado de las alas del piñón se realiza en un torno equipado con un plato divisor. Una fresa para tallar piñones, de perfil adecuado al módulo y al número de alas (generalmente de seis a doce para el tren de ruedas de acabado), talla cada ala mediante pasadas sucesivas. Este procedimiento de tallado por división directa proporciona un perfil próximo al epicicloide o a la evolvente, según la herramienta utilizada. El ajuste preciso de la profundidad de pasada es determinante para el futuro engranaje con la plantilla de rueda de latón del móvil precedente (aquí la rueda del centro).
Tras el tallado, el piñón se somete a un tratamiento térmico: temple en aceite o al aire seguido de un revenido, con el fin de conferir a las alas la dureza necesaria para resistir el desgaste. Los pivotes desbastados son entonces pivotados (torneado fino) y su superficie se somete después a acritud mediante rodillado.
El ensamblaje de la plantilla de rueda sobre el asiento se realiza con ayuda de una potencia de remachar: el talón se recalca con un remachador de forma, bajo control visual, hasta obtener un remache regular a ras de la cara de la rueda.
8. Producción industrial de un piñón (de la rueda media)
En producción de serie, el piñón del tren de ruedas de acabado se fabrica mediante decoletaje automático, a partir de una barra de acero relojero de decoletaje. Este procedimiento permite encadenar en una sola puesta a punto el torneado de los pivotes, del eje y del conjunto de diámetros del piñón con ritmos elevados y una repetibilidad dimensional precisa. Las tolerancias se definen desde la programación, garantizando la intercambiabilidad de los piñones en las cadenas de ensamblaje y en el servicio posventa.
La geometría del ajuste de la rueda se mecaniza con un ajuste deslizante respecto al diámetro del orificio de la platina de la rueda, de modo que la rueda se posicione sin juego sensible, pero sin esfuerzo. El remache se calibra en diámetro y en altura para que la operación de remachado posterior produzca un rechazado homogéneo, sin riesgo de deformación del dentado o de la platina de la rueda.
El tallado de las alas se realiza en máquinas talladoras CNC con generación (dentado) por fresa madre (hobbing), que producen un perfil de evolvente de círculo con una regularidad geométrica superior al tallado por división directa.
El tratamiento térmico — seguido de un revenido controlado — se realiza en horno bajo atmósfera protectora para evitar toda descarburación de las superficies funcionales. Los pivotes se rectifican después en rectificadora cilíndrica CNC con la ayuda de muelas diamantadas o de corindón sintético.
El control de calidad (dimensional y estético) generalmente está integrado en línea. La operación de remachado de la placa de la rueda se realiza en una prensa automática, cuyo perfil de esfuerzo se registra para cada pieza: la curva fuerza-desplazamiento garantiza la conformidad del recalcado y constituye un elemento de trazabilidad del ensamblaje.
9. Especificidades técnicas
- La plantilla de la rueda está sólidamente remachada al piñón. Así, el móvil constituye un conjunto perfectamente solidario.
- La relación de dentado de la Rueda intermedia y del conjunto del Tren de ruedas de acabado se calcula para asegurar una rotación completa de la Rueda central en sesenta minutos, condición esencial para el arrastre directo del cañón del minutero y de la Aguja de los minutos y, por desmultiplicación, de la Aguja de las horas. (cf. cálculos del Órgano de conteo y transmisión).
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