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A RODA MÉDIA

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Figura 1

Esquema de uma roda intermediária

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1. Descrição geral

A roda intermediária (por vezes designada roda de pequena média) pertence ao órgão de transmissão e contagem. É um elemento essencial do trem de engrenagens de acabamento. Situa-se entre a roda do centro, que recebe diretamente a energia do barrilete, e a roda dos segundos, à qual transmite essa energia. Pela sua posição intermédia, desempenha um papel de redutor de velocidade e de intermediário, permitindo imprimir uma velocidade de rotação mais lenta à roda do centro do que à roda dos segundos, mais próxima do órgão regulador.

2. Contagem e velocidade de rotação

Como não possui nenhum ponteiro, a roda intermediária não é obrigada a girar a uma velocidade específica como é o caso da roda do centro (1 volta/h) e da roda dos segundos (1 volta/min quando possui um ponteiro de segundos). Da mesma forma, a posição da sua contagem é livre, o que permite, durante o desenvolvimento do movimento, defini-la de modo a otimizar a ocupação de espaço do movimento e, em certa medida, o rendimento do trem de engrenagens de acabamento.

A sua função principal é dupla:

1. Transmissão da energia: recebe a energia motriz através da roda do centro e transmite-a ao pinhão dos segundos.
2. Redução da relação de rotação: Contribui para a relação de engrenagem global do trem de engrenagens de acabamento, permitindo, conforme a frequência do órgão regulador, assegurar a velocidade de rotação correta à roda central e à roda dos segundos (quando esta possui um ponteiro dos segundos). (cf. cálculos do órgão de contagem e transmissão).

3. Componentes

Tal como os outros móveis do trem de engrenagens de acabamento, a roda intermediária é constituída por dois componentes:

• Uma roda, que arrasta (motora) o pinhão da roda dos segundos (movida).

Figura 2

Plano de uma roda média

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• Um pinhão, que constitui oeixo da roda. É acionado (conduzido) pela roda do centro (condutora).

Figura 3

Plano de um pinhão da roda média

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4. Materiais

Tradicionalmente, a roda média é feita em latão dourado. O pinhão é em aço temperado, polido em espelho para aumentar, nomeadamente, a sua resistência mecânica. Os pivôs são laminados (encruamento superficial). Giram em pedras sintéticas (rubis) e são lubrificados para minimizar o atrito e o seu desgaste.

O par que constitui uma roda em latão e um pinhão em aço é ideal para minimizar as fricções nas engrenagens de um movimento. Aplica-se à maioria dos trens de engrenagens multiplicativos ou desmultiplicativos de um relógio (trens de engrenagens de acabamento, de acerto da hora, etc.).

5. Fabricação artesanal de uma roda (média)

Na produção unitária ou em pequena série, a chapa de roda é realizada em latão de qualidade relojoeira, tipicamente uma liga cobre-zinco (CuZn37) laminada, escolhida pelas suas características mecânicas, a sua usinabilidade e a sua compatibilidade com os tratamentos de superfície posteriores.

O fabrico começa pelo torneamento de um disco em bruto a partir de uma barra ou de uma fita de latão. Num torno de relojoeiro, o torneiro procede sucessivamente ao desbaste das duas faces, ao torneamento cilíndrico do diâmetro exterior (diâmetro total do futuro dentado) e à perfuração do furo central. Este furo é depois alargado com cuidado: o seu diâmetro é mantido ligeiramente inferior ao do colar do pinhão em aço sobre o qual a roda será rebitada, de modo a garantir um ajuste apertado e uma transmissão do binário sem deslizamento. Consoante o perfil e a qualidade da roda, pode ser torneado um sulco numa face da roda ou em ambas.

Para vazar os braços da roda (geralmente em número de cinco), são perfurados furos de desengate nos intervalos, e depois o material é escavado com a serra de recortes. Os raios são depois limados e igualados à mão. Esta operação, exigente em tempo, contribui para reduzir a inércia da roda e constitui um critério estético.

A placa assim desbastada é depois montada no mandril de um torno ou nas pinças de uma máquina de arredondar ou de talhar. Se se tratar de um torno, este está equipado com um prato divisor, permitindo indexar com precisão cada uma das posições angulares correspondentes ao número de dentes pretendido. Uma fresa de módulo — cujo perfil está conjugado ao módulo e à pressão de engrenagem do dentado — talha os dentes um a um por passagens sucessivas. Para o trem de engrenagens de acabamento, os módulos são geralmente muito pequenos (da ordem de 0,07 a 0,15 mm), o que exige fresas de grande precisão e uma fixação rigorosa da peça.

O acabamento inclui a rebarbagem dos cantos vivos, a cintagem das faces, o eventual polimento das molduras, aangulação eventual, seguido de um tratamento de superfície por douração galvânica. Este depósito deouro, com espessura controlada, melhora a resistência à corrosão e confere à placa o seu aspeto dourado característico. A operação de rebitagem no pinhão de Aço é realizada com a ajuda de uma máquina de rebitar.

6. Produção industrial de uma roda (Roda média)

Na produção industrial, o fabrico da placa de roda é organizado em fluxo contínuo a partir de uma fita de latão laminado (CuZn37 ou similar) acondicionada em bobines. A primeira operação é o corte progressivo (estampagem) realizado numa prensa com ferramentas combinadas: num único curso, a fita é pré-furada, Vazada segundo o desenho da roda, e cortada no seu contorno definitivo (Vazado dos braços incluído). Esta técnica permite obter várias centenas de placas por minuto com uma reprodutibilidade elevada.

O furo central, destinado à rebitagem no pinhão de aço, é obtido durante o corte, mas geralmente é submetido a um alargamento de retoma. A tolerância dimensional do diâmetro interior é apertada de forma a garantir um ajuste apertado controlado e homogéneo em todos os pinhões de uma mesma série. A planeza da placa também é verificada nesta fase, sendo qualquer empeno residual eliminado por endireitamento.

O corte da dentado é efetuado em máquinas de cortar CNC. Para os módulos correntes do trem de engrenagens de acabamento, o processo escolhido é o corte por geração (dentado) com a fresa-mãe (hobbing), que produz um perfil em desenvolvente de círculo de grande regularidade geométrica. Para os módulos mais finos, inferiores a 0,07 mm, alguns fabricantes recorrem àeletroerosão por fio ou por corte a laser, que permitem atingir precisões de outro modo difíceis de obter por remoção de material convencional.

Consoante o nível de qualidade exigido, a Rebarbagem é realizada em contínuo por tonelagem em tinas vibratórias carregadas com meios abrasivos adaptados, o que elimina as rebarbas de corte sem alterar os flancos dos dentes. Acabamentos tradicionais (cintagem, angulação, polimento) são a norma na alta relojoaria. O tratamento de superfície — geralmente uma Douração galvânica — é aplicado sobre as pranchas soltas, garantindo uma espessura de deposição uniforme em todas as peças.

O Controlo de qualidade está integrado no fluxo de produção. Sistemas de visão medem em linha o perfil da roda, o passo do dentado, o diâmetro do furo de cravação e detetam os defeitos de superfície. A operação de rebitagem no pinhão de Aço é depois realizada numa prensa automática de esforço controlado, sendo a curva força-deslocamento registada para cada Montagem, garantindo a rastreabilidade e a conformidade do ajuste.

7. Fabrico artesanal de um pinhão (da roda média)

No fabrico à unidade ou em pequena série, o pinhão do Trem de engrenagens de acabamento é feito em aço relojoeiro de Torneamento automático, uma Liga de elevada usinabilidade cuja composição é adaptada às exigências mecânicas e às tratamentos térmicos próprios dos pinhões de movimento. A peça compreende, de um lado e de outro do corpo dentado, dois pivôs e, no local previsto para a chapa da roda, um assento cilíndrico encimado por um talão a rebitar.

O torneamento é realizado num torno de relojoeiro de precisão. O relojoeiro torneia sucessivamente os diferentes diâmetros do pinhão e desbasta os dois pivôs, cuja qualidade geométrica e de estado de superfície condiciona diretamente o funcionamento do trem de engrenagens. O assento destinado a receber a chapa da roda é usinado com um ajuste deslizante em relação ao diâmetro do furo da chapa, para que a roda possa posicionar-se livremente antes da rebitagem. Para além do assento, um talão fino — a rebitagem propriamente dita — é deixado saliente; é ele que será recalcado durante a montagem para imobilizar a chapa da roda. Os pivôs desbastados são acabados (torneamento fino) e a sua superfície sofre depois encruamento por laminagem.

O corte das alas do pinhão é efetuado num torno equipado com um prato divisor. Uma fresa para cortar pinhões, de perfil adequado ao módulo e ao número de alas (geralmente seis a doze para o trem de engrenagens de acabamento), corta cada ala por passagens sucessivas. Este processo de corte por divisão direta dá um perfil próximo do epicicloide ou da envolvente, consoante a ferramenta utilizada. A regulação precisa da profundidade de passagem é determinante para o engrenamento futuro com a chapa de roda em latão da roda anterior (aqui a roda do centro).

Após o corte, o pinhão é submetido a um tratamento térmico: têmpera em óleo ou ao ar seguida de um revenido, a fim de conferir às alas a dureza necessária à resistência ao desgaste. Os pivôs desbastados são então torneados (torneamento fino) e a sua superfície é encruada por laminagem.

A montagem da chapa de roda no assento é realizada com a ajuda de uma prensa de rebitar: o talão é recalcado com a ajuda de um rebitador de forma, sob controlo visual, até se obter uma rebitagem regular alinhada com a face da roda.

8. Produção industrial de um pinhão (da roda média)

Em produção de série, o pinhão do trem de engrenagens de acabamento é fabricado por torneamento automático, a partir de uma barra de aço relojoeiro de torneamento automático. Este processo permite encadear numa única preparação o torneamento dos pivôs, do eixo e de todos os diâmetros do pinhão com cadências elevadas e uma repetibilidade dimensional precisa. As tolerâncias são definidas logo na programação, garantindo a intercambialidade dos pinhões nas linhas de montagem e no serviço pós-venda.

A geometria do ajuste da roda é maquinada com um ajuste deslizante em relação ao diâmetro do furo da placa da roda, de modo a que a roda se posicione sem jogo sensível, mas sem esforço. A cravação é calibrada em diâmetro e altura para que a operação de rebitagem posterior produza um recalcamento homogéneo, sem risco de deformação do dentado ou da placa da roda.

O corte das alas é realizado em máquinas de corte CNC de geração por fresa mãe (hobbing), que produzem um perfil em desenvolvente de círculo com uma regularidade geométrica superior ao corte por divisão direta.

O tratamentos térmicos — seguido de um revenido controlado — é efetuado em forno sob atmosfera protetora para evitar qualquer descarburação das superfícies funcionais. Os pivôs são depois retificados numa retificadora cilíndrica CNC com recurso a mós diamantadas ou de corindo sintético.

O Controlo de qualidade (dimensional e estético) está geralmente integrado em linha. A operação de cravação da roda é realizada numa prensa automática, cujo perfil de esforço é registado para cada peça: a curva força-deslocamento garante a conformidade do recalque e constitui um elemento de rastreabilidade da Montagem.

9. Especificidades técnicas

• A placa da roda está solidamente rebitada ao pinhão. Assim, a roda constitui um conjunto perfeitamente solidário.
• A relação de dentado da Roda intermediária e do conjunto do trem de acabamento é calculada de forma a garantir uma rotação completa da Roda do centro em sessenta minutos, condição essencial para o acionamento direto do cano do minuteiro e do Ponteiro dos minutos e, por desmultiplicação, do Ponteiro das horas. (cf. cálculos do Órgão de contagem e transmissão).