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LA RUEDA CENTRAL

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Figura 1

Rueda central ensamblada

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1. Descripción general

La rueda central pertenece a el órgano de conteo y transmisión del cual es el primer elemento de la cadena cinemática.

La rueda central es uno de los órganos fundamentales del tren de ruedas de un reloj mecánico. Se le llama así porque generalmente está posicionada en el centro de la platina (de facto del movimiento). Cuando está descentrada respecto a la platina, se le llama comúnmente rueda de gran media. Su eje atraviesa el movimiento para recibir, del lado esfera, la aguja de los minutos a través del cañón del minutero. Su función es transmitir la energía del barrilete a los móviles siguientes, garantizando al mismo tiempo la indicación temporal principal, la de los minutos, e, indirectamente, la de las horas.

2. Componentes

Una rueda central se compone tradicionalmente de un piñón de acero y de una llanta de rueda de latón:

• La rueda del centro : De gran diámetro, ocupa la posición central del movimiento. Su número de dientes se calcula para establecer la relación de reducción acordada con el barrilete y para garantizar una rotación en una hora. La rueda del centro (motriz) impulsa el piñón de la rueda media.

Figura 2

Rueda del centro

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• El piñón del centro : Fabricado en acero, constituye el eje del móvil. Es impulsado (conducido) por el dentado del barrilete. Sus alas están talladas con precisión para asegurar un rodamiento regular y limitar los rozamientos.

Figura 3

Piñón del centro

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3. Materiales

Tradicionalmente, la rueda del centro se realiza en latón dorado. El piñón es de acero templado, pulido a espejo para aumentar, en particular, su resistencia mecánica. Los pivotes están rodados (acritud superficial). Giran en piedras sintéticas (rubí) y están lubricados para minimizar la fricción y su desgaste.

El par formado por 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 multiplicadores o reductores de un reloj (trenes de acabado, de puesta en hora, etc.).

4. Fabricación artesanal de una rueda (del centro)

En la producción unitaria o en pequeñas series, la plancha de rueda se realiza en latónde 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 cilindrado 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, de manera que se garantice 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 el sierra de calar. Los radios se liman y se igualan a continuación 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 a continuación sobre el mandril de un torno o 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 está conjugado 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 suelen ser muy pequeños (del orden de 0,07 a 0,15 mm), lo que exige fresas de gran precisión y un sujeción rigurosa de la pieza.

El acabado comprende el desbarbado de las aristas vivas, el cerclaje de las caras, el eventual pulido de las molduras, el angulado eventual, luego un tratamientos de superficie mediante dorado galvánico. Este depósito de oro, de espesor controlado, mejora la resistencia a la corrosión y le confiere a la placa su aspecto dorado característico. La operación de remachado sobre el piñón de acero se realiza mediante un útil de remachar.

5. Producción industrial de una rueda (del centro)

En producción industrial, la fabricación de la placa de rueda se organiza en flujo continuo a partir de una banda de latón laminado (CuZn37 o similar) suministrado en bobinas. La primera operación es el troquelado progresivo (estampado) realizado en una prensa de herramientas combinadas: en una sola carrera, la banda se pre-perfora, se cala según el diseño de la rueda, y se corta a su contorno definitivo (incluido el calado de los brazos). Esta técnica permite obtener varios cientos de piezas por minuto con una reproducibilidad elevada.

El orificio central, destinado al remachado sobre el piñón de acero, se obtiene durante el troquelado, pero generalmente es objeto de un escariado de repaso. La tolerancia dimensional del diámetro interior es estrecha para garantizar un ajuste apretado, controlado y homogéneo en todos los piñones de una misma serie. La planitud de la pieza también se verifica en esta etapa, eliminando 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 (dentado) mediante la fresa madre (hobbing), que produce un perfil de evolvente de círculo con una gran regularidad geométrica. Para los módulos más finos, inferiores a 0,07 mm, algunos fabricantes recurren a laelectroerosión por hilo (WEDM) o al tallado por láser, que permiten alcanzar precisiones que de otro modo serían difíciles de obtener mediante el arranque de material convencional.

Según el nivel de calidad requerido, el desbarbado se realiza de forma continua mediante volteo en cubetas 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, garantizando un espesor de depósito uniforme en todas las piezas.

El Control de calidad está integrado en el flujo de producción. Los 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 a continuación en una prensa Automático de fuerza controlada, registrándose la curva fuerza-desplazamiento para cada Ensamblaje, garantizando la trazabilidad y la conformidad del ajuste.

6. Fabricación artesanal de un piñón (de centro)

En la fabricación unitaria o en pequeña serie, el piñón del Tren de ruedas de acabado se fabrica en acero Relojero de Decoletaje, una Aleación de alta maquinabilidad cuya composición está adaptada a las limitaciones mecánicas y a los 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 plancha de rueda, un asiento cilíndrico coronado por un talón para remachar.

El torneado se realiza en un torno relojero de precisión. El relojero torna sucesivamente los diferentes 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 plancha de rueda se mecaniza con un ajuste deslizante respecto al diámetro del orificio de la plancha, para que la rueda pueda posicionarse libremente antes del remachado. Más allá del asiento, se deja en saliente un talón delgado —el remache propiamente dicho—; es este el que será rebajado durante el ensamblaje para inmovilizar la plancha de rueda. Los pivotes desbastados se pulen (torneado fino) y luego su superficie se endurece por acritud mediante laminado.

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 da un perfil próximo al epicicloide o a la evolvente según la herramienta utilizada. La regulación precisa de la profundidad de pasada es determinante para el engranaje futuro con la rueda de latón del móvil precedente (aquí el barrilete).

Tras el tallado, el piñón se somete a un tratamiento térmico: temple al aceite o al aire seguido de un revenido, con el fin de conferir a las alas la dureza necesaria para la resistencia al desgaste. Los pivotes desbastados se tornean finamente (torneado fino) y luego su superficie se somete a acritud mediante laminado.

El ensamblaje de la rueda sobre el asiento se realiza con la 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.

7. Producción industrial de un piñón (del centro)

En producción en 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 en marcha 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 apreciable, pero sin esfuerzo. El remache se calibra en diámetro y 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 de tallar CNC con generación 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 mediante muelas de diamante o de corindón sintético.

El control de calidad (dimensional y estético) suele estar integrado en línea. La operación de remachado de la plancha de 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.

8. Especificidades técnicas

• La plancha de rueda está sólidamente remachada al piñón. Así, el móvil constituye un conjunto perfectamente solidario.
• La relación de dentado de la rueda central, 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 accionamiento directo del cañón del minutero y de la aguja de los minutos y, por desmultiplicación, de la aguja de las horas.

9. Función en el movimiento

La rueda del centro es a la vez un órgano de transmisión y de conteo:

• Transmisión: transmite directamente la energía del barrilete al resto del tren de ruedas (ruedas de la media, de segundos y de escape).
• Recuento: su eje que atraviesa el movimiento constituye el órgano portador del cañón del minutero y de la aguja de minutos, pivote central alrededor del cual se despliega toda la indicación horaria.