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1. Generalità
Il cronografo è un dispositivo concepito per misurare con precisione il tempo trascorso tra due eventi. La sua storia è segnata dall’influenza di diversi orologiai visionari che, con le loro invenzioni, hanno posto le basi di questo meccanismo complesso che conosciamo oggi.
2. Cronografo o cronometro?
Spesso si fa confusione tra questi due termini. Il cronografo indica un meccanismo di misurazione del tempo breve che funziona indipendentemente dalla visualizzazione dell’ora dell’orologio. Il cronometro indica invece un orologio di grande precisione un tempo certificato dagli osservatori cronometrici e oggi regolato dalla norma internazionale ISO 3159
3. Storia ed etimologia
3.1 Etimologia della parola «cronografo»
Il termine «cronografo» deriva dal greco antico, «chronos» (χρόνος), che significa «tempo», e «graphein» (γράφειν), che significa «scrivere». Letteralmente, un cronografo è uno strumento destinato a «scrivere» il tempo.
Nella sua evoluzione, il cronografo a inchiostro, inventato da Nicolas Rieussec nel 1821, ha rafforzato questo significato: l’apparecchio segnava lo scorrere del tempo grazie a uno stiletto a inchiostro, lasciando una traccia visibile su un disco rotante. Questo meccanismo innovativo faceva di Rieussec il pioniere del cronografo così come lo conosciamo.
Per questo motivo, oggi sarebbe più corretto parlare di «cronoscopio».
3.2 Storia del cronografo
Louis Moinet (1768-1853)
Louis Moinet, orologiaio francese geniale, è riconosciuto come uno degli inventori del cronografo, avendo realizzato il suo contatore delle terze alcuni anni prima di quello di Rieussec. Nel 1816, Moinet depositò un brevetto per un cronografo capace di misurare durate con una precisione inaudita di 1/60 di secondo. Per raggiungere questo obiettivo, realizzò un organo regolatore oscillante a 30 Hz (contro 3-5 Hz per un orologio moderno convenzionale). Sebbene si possa immaginare l’impatto che una tale frequenza avrebbe sulla lubrificazione, la riserva di carica e l’usura dei componenti, il lavoro di Moinet ha permesso di porre le basi per una misurazione precisa del tempo in applicazioni pratiche.
Nicolas Rieussec (1781-1866)
Uno dei momenti fondativi della storia del cronografo risale al 1821, quando Nicolas Rieussec, un orologiaio francese, inventò il cronografo a inchiostro. Rieussec, desideroso di rispondere a un’esigenza specifica delle corse ippiche, sviluppò un meccanismo in cui uno stiletto, a inchiostro, lasciava un segno visibile su un disco rotante ad ogni attivazione.
Questo dispositivo innovativo gli permise di misurare con precisione il tempo trascorso, cosa che fino ad allora era difficile con gli orologi convenzionali. Il «cronografo a inchiostro» di Rieussec è quindi all’origine della funzionalità oggi conosciuta con il nome di «cronografo». A questo punto della storia del cronografo, il meccanismo dispone solo di un comando di avvio e arresto; l’«azzeramento» non esiste ancora ed è realizzato manualmente sostituendo il disco di cartone graduato posto sul quadrante rotante del meccanismo.
Frédérick-Louis Fatton (1812-1876)
È allievo di Abraham-Louis Breguet, che apprezza e incoraggia il suo lavoro, così come quello di Rieussec, del resto. Fatton deposita nel 1822, solo pochi mesi dopo Rieussec, il brevetto di un cronografo (a inchiostro) il cui quadrante è fisso. È qui lalancetta a essere in movimento e alimentata da un serbatoio d’inchiostro.
3.3 Paternità dell’invenzione
È difficile attribuire la paternità del cronografo a un solo orologiaio, tanti sono coloro che hanno contribuito congiuntamente alla sua invenzione e al suo sviluppo.
Un elenco esaustivo degli orologiai che hanno contribuito allo sviluppo del (dei) cronografo(i) è impossibile, ma possiamo citare nomi come John Arnold, Abraham-Louis Breguet, Joseph-Thaddeus Winnerl, Abraham-Louis Perrelet o ancora Adolphe Nicole che hanno sviluppato sistemi come l’azzeramento a cuore, l’integrazione di un secondo indipendente al movimento dell’orologio, il cronografo monopulsante o il cronografo a rattrapante per esempio.
Partendo dall’inchiostro utilizzato da Rieussec per segnare il tempo fino alla rimessa a zero indipendente di Winnerl, questi inventori hanno avuto ciascuno un ruolo di primo piano nell’evoluzione dell’orologeria e nella messa a punto di meccanismi di cronometraggio al tempo stesso sofisticati e precisi.
4. Cronografo integrato o modulo aggiuntivo?
Il cronografo è un meccanismo di misurazione di tempi brevi che si aggiunge al meccanismo tradizionale dell’orologio destinato a visualizzare l’ora. Si distinguono due modi di concepire la costruzione di un cronografo.
Il primo consiste nell’integrare il meccanismo del cronografo al movimento di base fin dalla sua progettazione. Questo tipo di costruzione implica che il movimento sarà utilizzato esclusivamente per orologi dotati di cronografo. È generalmente riconosciuto che una costruzione integrata sia più autentica e di qualità superiore rispetto a un meccanismo aggiuntivo.
La seconda soluzione per produrre un cronografo consiste nell’utilizzare un movimento tradizionale destinato a visualizzare le ore, i minuti e i secondi, e nel sovrapporgli un meccanismo aggiuntivo (chiamato modulo) che integra l’insieme dei componenti propri della funzione cronografo. Questa soluzione riduce al minimo i costi di sviluppo e offre una grande flessibilità logistica, poiché un modulo può essere assemblato su diversi movimenti di base e un movimento di base può ricevere moduli di complicazioni diverse.
6. Innesto orizzontale o innesto verticale?
Il Cronografo trae la sua energia dal movimento di base ed è generalmente trascinato dalla ruota dei secondi del movimento. Il meccanismo del cronografo deve quindi essere innestato sul movimento di base quando è in funzione e disinnestato quando è fermo.
Esistono due metodi di innesto:
6.1 Innesto orizzontale
L’Innesto orizzontale era l’unico utilizzato fino alla comparsa degli innesti verticali alla fine del 20° secolo.
Con questo tipo di meccanismo, il perno della ruota dei secondi si prolunga sopra la superficie del suo ponte. Vi si incastra a pressione la ruota di campo che gira alla stessa velocità della ruota dei secondi (generalmente 1 giro/min).
La leva a bilico d’innesto ruota attorno all’asse della ruota dei secondi e della ruota di campo e porta la ruota d’innesto (o ruota intermedia del cronografo). La ruota di campo e la ruota d’innesto sono costantemente trascinate dalla ruota dei secondi qualunque sia la funzione attivata del cronografo (avvio o arresto). La leva a bilico d’innesto termina con un dito mantenuto a contatto con la ruota a colonne dall’effetto della molla della leva a bilico d’innesto.
Attivando la funzione “avvio” tramite il pulsante dedicato, la ruota a colonne avanza di un passo e il dito della leva a bilico d’innesto cade nello spazio situato tra due pilastri della ruota a colonne. La leva a bilico d’innesto ruota così attorno al proprio asse e trascina la ruota d’innesto in un movimento concentrico alla ruota di campo con cui resta in presa. Al termine di questo spostamento, la ruota d’innesto entra in contatto con la ruota del cronografo e la trascina.
Nello stesso tempo, il freno viene rilasciato, il cronografo si avvia. Questa costruzione è apprezzata per il suo carattere storico e autentico. Presenta tuttavia l’inconveniente di un rischio (contenuto) di imprecisione all’avvio della misurazione, a causa della distanza che deve percorrere la ruota d’innesto. Inoltre, essendo la ruota d’innesto costantemente in rotazione, può verificarsi un infimo sfasamento tra la posizione dei denti della ruota d’innesto e quelli della ruota del cronografo nel momento in cui iniziano a ingranare. Sono proprio queste due imperfezioni del sistema che hanno portato allo sviluppo dei cronografi a innesto verticale.
6.2 Innesto verticale
Esistono diverse costruzioni di innesti verticali. Il principio generale consiste nel sovrapporre la ruota d’innesto al mobile intermedio del cronografo, oppure direttamente al mobile del cronografo con cui evolve concentricamente.
Attivando l’avvio del cronografo, la ruota d’innesto sale a contatto con la ruota intermedia del cronografo o con la ruota del cronografo, scorrendo sul proprio asse, pur continuando a essere trascinata dalla ruota dei secondi. Tra le due ruote sono disposti il pattino e la molla d’innesto che garantiscono il trascinamento perfetto e istantaneo della ruota del cronografo.
7. Contatori e graduazioni
Un cronografo visualizza, come minimo, la misurazione dei secondi. Questa è indicata da una lancetta, generalmente centrale, per una lettura più precisa e più facile. La graduazione dei secondi è generalmente suddivisa in più divisioni. Queste corrispondono alla frequenza dell’organo regolatore dell’orologio. Così, per esempio, la frequenza di un organo regolatore che oscilla a 18 000 A/h (ossia 2,5 Hz) avrà una lancetta di cronografo che effettuerà 5 salti al secondo (1/20 di secondo), mentre con un organo regolatore che oscilla a 5 Hz, il secondo sarà diviso in 10 salti della lancetta di cronografo (precisione al 1/10 di secondo).
Il secondo è frequentemente completato da un contatore (totalizzatore) dei minuti. Sebbene possa anche essere visualizzato al centro, il contatore dei minuti (Figura 1) appare generalmente su un quadrante riportato (eccentrico). Ad ogni minuto, ossia un giro della lancetta di cronografo, il contatore dei minuti avanza di una divisione. I contatori dei minuti sono spesso graduati in intervalli di 30, 45 o 60 minuti.
Figura 1
Contatori dei minuti
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Questo Contatore dei minuti è spesso completato da un Contatore delle ore (Figura 2) dotato generalmente di un proprio quadrante riportato e che visualizza una graduazione su 12 o 24 ore.
Figura 2
Contatori delle ore
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Il salto della Visualizzazione dei contatori dei minuti e delle ore può essere trascinante, semi-istantaneo o istantaneo (Figura 3).
Figura 3
Diversi salti di contatori
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8. Telemetro, tachimetro, pulsometro?
Diverse scale di conversione, o addirittura regole di calcolo, possono essere visualizzate concentricamente alla graduazione dei secondi del Cronografo. Queste possono essere incise o tampografate sul quadrante, su un anello interno o su una lunetta, fissa o rotante.
8.1 Il Telemetro
Permette di misurare una distanza basandosi sulla velocità del suono. Il suo utilizzo è essenzialmente militare. Ad esempio, per conoscere la distanza percorsa da un proiettile appena sparato. Avviando il cronografo nel momento in cui si vede esplodere il proiettile e fermandolo quando si percepisce il suono dell’esplosione. Così, se c’è uno scarto di 7,4 secondi, il proiettile sarà esploso a 2,5 km dal suo punto di lancio. Per la necessità di visualizzare l’evento (esplosione) e di percepirne il suono (anche a lunga distanza), il telemetro non ha molte altre utilità, se non quella di determinare a quale distanza si è abbattuto un fulmine (Figura 4).
Figura 4
Telemetro
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8.2 Il tachimetro
È una graduazione che permette, invece, di misurare una velocità o una cadenza. Anche qui, occorrerà un riferimento. Ad esempio, per calcolare la velocità di un veicolo, serve un riferimento di distanza (ad esempio di 1 km). La maggior parte delle autostrade ha dei cippi distanziati esattamente di 1 km. Misurando il tempo esatto che un’auto impiega a percorrere 1 km (ad esempio 21,5 s.), sarà possibile determinare con precisione la sua velocità reale (167,4 km/h nel nostro esempio).
Si può inoltre conoscere la produzione oraria di una macchina misurando il tempo che impiega a fabbricare un componente. Così, se il ciclo completo di produzione di un pezzo dura 12 secondi, la macchina produrrà 300 pezzi all’ora (Figura 5).
Figura 5
Tachimetro
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8.3 Il pulsometro
Un tempo si chiamavano familiarmente gli orologi dotati di pulsometro: «orologi da medico». Per calcolare il numero di pulsazioni cardiache di un paziente al minuto, basta misurare la durata di un numero limitato di pulsazioni.
Ad esempio, se la graduazione indica un pulsometro per 30 pulsazioni, basta misurare la durata totale di 30 pulsazioni per conoscerne il numero al minuto. Questa graduazione permetteva quindi ai medici di risparmiare tempo durante questa misurazione. (ad es.: 30 pulsazioni in 22,5 s danno un ritmo cardiaco di 80 pulsazioni al minuto) (Figura 6).
Figura 6
Pulsometro
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9. CRONOGRAFO “DUE PULSANTI”
Si tratta della costruzione più comune. Le tre funzioni del cronografo (avvio, arresto, azzeramento) sono comandate da due pulsanti, generalmente disposti ai lati della corona. Vari meccanismi saranno descritti in questo capitolo.
10. CRONOGRAFO “FLYBACK” (FLYBACK)
Questo meccanismo fu sviluppato per l’uso dei piloti d’aereo affinché non perdessero tempo tra due misurazioni di tempo legate alla gestione dell’approccio del loro aeromobile. Quando il cronografo è innestato, una semplice pressione sul pulsante di azzeramento permette di effettuare simultaneamente e istantaneamente le funzioni di arresto, azzeramento e avvio, permettendo di passare con una sola pressione alla misurazione successiva.
11. CRONOGRAFO A RATTRAPANTE
Questo tipo di meccanismo comprende due lancette dei secondi concentriche e sovrapposte, nonché un terzo pulsante. Azionando il pulsante di rattrapante, una delle lancette dei secondi si arresta, consentendo la lettura di un tempo intermedio o separato, mentre l’altra lancetta dei secondi prosegue la sua corsa. Premendo nuovamente il pulsante di rattrapante, la lancetta arrestata raggiunge l’altra lancetta.
12. CRONOGRAFO MONOPULSANTE
Come suggerisce il nome, l’insieme dei comandi di questo tipo di cronografo viene effettuato tramite un pulsante unico. Le tre fasi del cronografo (avvio, arresto e azzeramento) si susseguono in loop ad ogni pressione del pulsante.
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