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LA RUEDA DE SEGUNDOS

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Figura 1

Plano de una Rueda de segundos (con Aguja)

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1. Descripción general

La Rueda de segundos es un componente que pertenece al órgano de conteo y transmisión, que asegura la división del Tiempo en unidades elementales y permite, según las construcciones, la visualización de los segundos. Impulsada por la rueda media, transmite la energía recibida al piñón de Escape.

2. Tipología de las Rueda de segundos (punteo y velocidad de rotación)

Reloj sin Aguja de segundos

Cuando el reloj no muestra los segundos, su velocidad de rotación no está impuesta. Su función es entonces marcar el ritmo de la velocidad del tren de ruedas de manera que la rueda central dé una vuelta en una hora, inscribiéndose en la relación de engranajes global del tren de ruedas de acabado. La esfera se limita a la visualización de las horas y los minutos.

Rueda de segundos con aguja de segundos

Cuando el movimiento está diseñado para mostrar los segundos, la rueda de segundos está obligada a dar una vuelta en un minuto. Por lo tanto, son posibles dos configuraciones de visualización:

• Segundero descentrado (pequeño segundero)
  En esta configuración, la aguja de segundos está descentrada con respecto al movimiento y a la visualización de las horas y los minutos. La esfera incluye entonces un pequeño contador, generalmente descentrado a las 6 h, pero a veces colocado en otro lugar (a las 9 h o a las 3 h). La construcción es simple: el piñón de la rueda de segundos, ya presente en el tren de ruedas normal, se prolonga simplemente mediante un vástago que atraviesa la platina para llevar la aguja de los segundos. No se necesita ninguna transmisión adicional. Solo deberá elegirse el posicionamiento (la ubicación) de la rueda de segundos para mostrar los segundos en el lugar exacto deseado.
• Segundo en el centro (segundo central)
  La visualización central de los segundos requiere una modificación más compleja del tren de ruedas. Como la rueda de segundos no se encuentra en el centro del movimiento, es necesario añadir ruedas para llevar la visualización de los segundos al centro del movimiento. La solución más común consiste en alargar el eje del piñón de segundos mediante un vástago, de modo que emerja de su puente. Una plancha de rueda, llamada rueda sobre canto, viene simplemente encajada a presión en el vástago del Piñón de segundos. La rueda sobre canto arrastra una rueda intermedia que a su vez arrastra la Rueda de segundos al centro. La Rueda de segundos al centro atraviesa completamente el Rueda central en cuyo interior pivota. Un simple cálculo de Engranajes entre la rueda sobre canto y la Rueda de segundos al centro permite hacer girar esta última a la velocidad deseada de 1 rpm. Esta construcción impone un apilamiento cuidadoso y un Juego de ruedas suplementario, lo que aumenta la dificultad de Ensamblaje y la sensibilidad a las fricciones.

3. Componentes

El Piñón de segundos está compuesto por dos partes indisociables:

• El Piñón de segundos, es arrastrado por la Rueda media.

Figura 2

Esquema de un piñón de segundos (con Aguja a las 6 h)

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• La rueda de segundos, acciona el piñón de escape

Figura 3

Esquema de una rueda de segundos

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4. Materiales

Como los demás móviles del tren de ruedas, la rueda de segundos es generalmente de latón dorado, mecanizada o estampada con gran precisión, luego suavizada y angulada según el grado de acabado deseado. El piñón, de acero templado y pulido, constituye el eje del móvil. La rueda está sólidamente remachada al piñón para formar un conjunto perfectamente solidario.

5. Fabricación artesanal de una rueda (de segundos)

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 de una banda de latón. En un torno relojero, el tornero procede sucesivamente al desbaste de las dos caras, al torneado 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 de acero sobre el cual se remachará la rueda, 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 un moldurado en una cara de la rueda o en ambas.

Para calar los brazos de la rueda (generalmente cinco), se perforan orificios de desenganche en los intervalos, y luego se vacía el material con la sierra de calar. Los radios se liman y se igualan luego a mano. Esta operación, que exige mucho tiempo, contribuye a reducir la inercia de la rueda y constituye un criterio estético.

La plancha así desbastada se monta luego sobre el mandril de un torno o los husillos de una máquina de redondear o 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 de la dentadura — 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 sujeción rigurosa 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 mediante dorado galvánico. Este depósito deoro, de espesor controlado, mejora la resistencia a la corrosión y da a la placa su característico aspecto dorado. La operación de remachado sobre el piñón de acero se realiza con ayuda de una prensa de remachar.

6. Producción industrial de una rueda (de segundos)

En producción industrial, la fabricación de la planche de rueda se organiza en flujo continuo a partir de una banda de latón laminado (CuZn37 o similar) suministrada en bobinas. La primera operación es el corte progresivo (estampado) realizado en una prensa con 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 brazos). Esta técnica permite obtener varios cientos de planchas por minuto con una elevada reproducibilidad.

El orificio 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 garantizar un ajuste apretado controlado y homogéneo en todos los piñones de una misma serie. La planitud de la plancha 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 (dentado) con fresa madre (hobbing), que produce un perfil de evolvente de círculo de una gran regularidad geométrica. Para los módulos más finos, inferiores a 0,07 mm, algunos fabricantes recurren a laelectroerosión de hilo o al tallado láser, que permiten alcanzar precisiones que de otro modo serían difíciles de obtener mediante arranque de material convencional.

Según el nivel de calidad requerido, el Desbarbado se realiza de forma continua mediante tonelaje en cubas vibrantes cargadas con medios abrasivos adaptados, 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 planchas a granel, garantizando 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 en 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 segundos

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 tensiones 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 la rueda, un asiento cilíndrico rematado por un talón a remachar.

El torneado se realiza en un torno de relojero de precisión. El relojero tornea sucesivamente los diferentes diámetros del piñón y desbasta los dos pivotes, cuya calidad geométrica y de acabado superficial condiciona directamente el funcionamiento del tren de ruedas. El asiento destinado a recibir la plancha de la rueda se mecaniza con un ajuste deslizante respecto al diámetro del orificio de la plancha, para que la rueda pueda posicionarse libremente en él antes del remachado. Más allá del asiento, se deja sobresaliente un talón delgado —el remache propiamente dicho—; es este el que será recalcado durante el ensamblaje para inmovilizar la plancha de la rueda. Los pivotes desbastados se tornean finamente (torneado fino) y luego su superficie se endurece por acritud mediante rodillado.

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 a la epicicloide o a la evolvente según la herramienta utilizada. El ajuste preciso de la profundidad de pasada es determinante para el engranaje futuro con la rueda de latón del móvil precedente (aquí la Rueda media).

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 la resistencia al desgaste. Los pivotes desbastados son entonces torneados finamente y, a continuación, su superficie se endurece por rodadura.

El ensamblaje de la rueda de latón sobre el asiento se realiza mediante una prensa de remachar: el talón se recalca con un remachador de forma, bajo control visual, hasta obtener un remachado regular a ras de la cara de la rueda.

8. Producción industrial de un piñón (de segundos)

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 cadencias elevadas 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 remachado se calibra en diámetro y en altura para que la operación de remachado posterior produzca un rechazo 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 de Generación (dentado) por fresa madre (tallado por generación), que producen un perfil en 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 cualquier descarburación de las superficies funcionales. Los pivotes se rectifican después en rectificadora cilíndrica CNC mediante muelas diamantadas o de corindón sintético.

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

• El plato de rueda está sólidamente remachado al piñón. Así, el móvil constituye un conjunto perfectamente solidario.
• La relación de dentado de la Rueda de segundos y del conjunto del Tren de ruedas de acabado se calcula para asegurar una rotación completa de la Rueda central en sesenta minutos y, en el caso de la Visualización de los segundos, de la Rueda de segundos en un minuto. Estas condiciones son esenciales para el accionamiento directo de la cañón del minutero y de la Aguja de los minutos y, por desmultiplicación, de la Aguja de las horas y de la de los segundos. (cf. cálculos del Órgano de conteo y transmisión).