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1. Definizione e principio
Il tourbillon è un meccanismo destinato a migliorare la precisione degli orologi meccanici. Il suo principio consiste nel raggruppare lo scappamento e l’organo regolatore all’interno di una gabbia rotante. Facendo ruotare l’organo regolatore su se stesso, si ottiene un rimescolamento continuo delle posizioni verticali. Così, gli errori di marcia dovuti alla gravità vengono compensati in media. Questa idea fu brevettata da Abraham-Louis Breguet nel 1801, data fondatrice della complicazione nella storia dell’orologeria. Il tourbillon è classificato tra le complicazioni di precisione. Il suo interesse è particolarmente marcato per gli orologi da tasca, indossati permanentemente in posizione verticale. Per l’orologio da polso, i vantaggi cronometrici sono invece più discutibili.
2. Gli effetti della gravità sull’organo regolatore
Dall’invenzione del bilanciere–Spirale, gli orologiai hanno constatato che la gravità perturba la regolazione in posizione verticale. Infatti, il Bilanciere e lo Spirale presentano inevitabilmente lievi asimmetrie di massa. Questi squilibri si traducono in un errore di marcia proprio a ciascuna posizione verticale. Così, con la corona in alto, un movimento che avanzasse di cinque secondi al giorno ne ritarderebbe altrettanti quando la corona fosse orientata verso il basso. In posizione orizzontale, questi effetti scompaiono. Per un orologio da tasca portato in piedi in una tasca o un orologio da polso portato in posizioni verticali, la gravità agisce continuamente in uno stesso senso. Il problema è quindi persistente e significativo per gli strumenti di precisione portatili.
3. La gabbia del Tourbillon: struttura e funzionamento
La gabbia del Tourbillon è la struttura rotante al cuore del meccanismo. Essa raggruppa in un unico insieme la ruota di Scappamento, l’ancora, il bilanciere e lo spirale. Questo insieme ruota lentamente attorno a un Asse verticale, azionato dal rotismo di finitura. All’interno della gabbia, la ruota di scappamento ingrana su una ruota dentata fissa a corona solidale con la platina. Questo dispositivo epicicloidale permette alla ruota di scappamento di ruotare mentre la gabbia è in rotazione. Ruotando, la gabbia fa passare l’Organo regolatore attraverso tutte le posizioni verticali successivamente. Gli errori propri a ciascuna posizione si compensano quindi reciprocamente. Questo principio semplice nella sua concezione richiede tuttavia un’esecuzione di grandissima precisione.
4. Il Tourbillon a gabbia imperniata
Il Tourbillon a gabbia imperniata, o Tourbillon tra i perni, è la costruzione originale ideata da Breguet. La gabbia ruota attorno al proprio Asse centrale come un normale mobile. Il suo Asse comporta un perno inferiore collegato alla platina e un perno superiore mantenuto dal ponte di tourbillon. Questo doppio fissaggio conferisce al meccanismo una grande stabilità meccanica. Il ponte di tourbillon è uno degli elementi più visibili del movimento. È spesso oggetto di una cura particolare di finitura e decorazione. Questa costruzione offre il miglior compromesso tra robustezza, facilità di regolazione e precisione.
5. Il tourbillon volante
Il tourbillon volante fu messo a punto dal tedesco Alfred Helwig nel 1920. La sua particolarità è quella di sopprimere il perno superiore della gabbia. Quest’ultima è quindi sorretta solo da un unico cuscinetto inferiore (oggi e generalmente: un cuscinetto a sfere). Questa concezione presenta il vantaggio di ridurre lo spessore totale della gabbia di tourbillon. Offre inoltre una maggiore visibilità del meccanismo, senza ponte che nasconde la gabbia. Tuttavia, l’assenza del perno superiore aumenta gli attriti e genera un effetto di braccio di leva sfavorevole. Questo tipo di costruzione ha conosciuto un notevole sviluppo a partire dal 1985. La comparsa di cuscinetti a sfere miniaturizzati e precisi ha permesso di compensare i suoi inconvenienti intrinseci. Da allora, questi cuscinetti sono sistematicamente utilizzati come cuscinetto unico delle gabbie volanti moderne.
6. Velocità di rotazione e riserva di carica
La velocità di rotazione della gabbia del tourbillon influenza direttamente l’efficacia della compensazione. Logicamente, una rotazione più rapida mescola le posizioni con una maggiore frequenza. Tuttavia, questa accelerazione ha un costo energetico diretto sulla riserva di carica del movimento. La grande maggioranza delle gabbie effettua un giro completo in sessanta secondi. Questo ciclo di un minuto permette di far coincidere la gabbia con un’indicazione dei secondi. Così, una lancetta portata dall’Asse superiore della gabbia o un Indice in periferia, indica direttamente il secondo corrente. Costruzioni più rare adottano una rotazione in trenta secondi o in quattro minuti. Queste varianti illustrano la tensione permanente tra precisione cronometrica e Autonomia energetica.
7. Leggerezza della gabbia e Inerzia del Bilanciere
La prestazione cronometrica di un Tourbillon risulta da un equilibrio delicato tra diversi parametri contraddittori. Da un lato, la gabbia deve essere la più leggera possibile per minimizzare il suo impatto sul consumo di energia. Ecco perché il titanio è frequentemente utilizzato per i suoi componenti, a causa della sua bassa densità. Dall’altro lato, un bilanciere ad Inerzia elevata garantisce una migliore stabilità della frequenza. Ora, un bilanciere pesante appesantisce meccanicamente la gabbia e aumenta il consumo del bariletto. I progettisti devono quindi risolvere quattro parametri collegati: inerzia del bilanciere, massa della gabbia, frequenza e riserva di carica. Questo equilibrio costituisce una delle sfide centrali di ogni progettazione di tourbillon.
8. L’assemblaggio
La gabbia del tourbillon è uno degli assemblaggi più esigenti dell’orologeria meccanica. Riunisce tra cinquanta e ottanta componenti di dimensioni molto ridotte, racchiusi in un volume estremamente contenuto. Se la fabbricazione di numerosi componenti può oggi essere industrializzata, il loro assemblaggio resta appannaggio di orologiai esperti. Ogni perno, ogni rotismo e ogni cuscinetto devono essere posizionati con una precisione estrema. Un errore nell’allineamento degli assi compromette l’equilibrio dinamico della gabbia e deteriora la cronometria. Inoltre, gli attriti tra i componenti devono essere ridotti al minimo tramite una lubrificazione adeguata e una lucidatura accurata. L’assemblaggio di un tourbillon può così rappresentare diverse decine di ore di lavoro per un orologiaio qualificato.
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