A cura di Davide Munaretto

Appunti di orlogeria: Come ottenere un accoppiamento stabile fra ruota dentata e pignone

Per quanto possa sembrare un argomento banale

non trovandosi documentazione in merito, capita spesso di vedere lavori eseguiti in modo molto approssimativo e spesso senza cognizione di causa e per queste ragioni ho deciso di stilare questa breve scheda tecnica, con la speranza che possa tornare utile a tutti coloro che possono trovarsi ad affrontare un simile lavoro.

I casi in cui si rende necessario accoppiare

una ruota dentata con un pignone possono essere sostanzialmente due, all’atto della realizzazione di un nuovo asse o sostituzione di una parte di esso, oppure quando per via di un problema alla molla di carica viene meno l’accoppiamento stabile fra ruota e pignone.

I Pignoni sono in genere ricavati dal pieno di tondini di acciaio da tempra, comprendono l’asse della ruota e vengono lavorati in modo da avere una sorta di corona dentata atta a creare delle opportune sedi nella ruota ad essi accoppiata che in genere è in Ottone e viene calettata su di essi per interferenza.

Oltre a questo viene praticato un apposito intaglio che grazie ad un opportuno Punzone verrà dilatato favorendo cosi l’interferenza e il corretto bloccaggio della ruota.

I Pignoni sono in genere ricavati dal pieno di tondini di acciaio da tempra, comprendono l’asse della ruota e vengono lavorati in modo da avere una sorta di corona dentata atta a creare delle opportune sedi nella ruota ad essi accoppiata che in genere è in Ottone e viene calettata su di essi per interferenza.

Oltre a questo viene praticato un apposito intaglio che grazie ad un opportuno Punzone verrà dilatato favorendo cosi l’interferenza e il corretto bloccaggio della ruota.

 pignone

Visto in sezione è possibile apprezzare la cava e il collare per la ribaditura

pignone sez.

Per la ribaditura si utilizza in genere un apposito punzone con terminale bombato con foro centrale il più vicino possibile al diametro del terminale interno e diametro esterno il più vicino a quello del collare.

assieme punzone 1

assieme punzone

La ruota dentata dovrà avere un foro di dimensioni opportune in modo che possa essere calettata per interferenza sul mozzo dentato facendo si che i denti creino dei solchi che vincolino la ruota dentata favorendo il mantenimento della coppia di trasmissione che la ruota sarà chiamata a trasmettere.

 assieme punzone ruota

Come operazione finale si procederà quindi alla deformazione del collarino creando cosi un accoppiamento stabile.

L’acciaio del pignone, al contrario di quanto si possa essere portati a credere, pur essendo duro, si deforma correttamente senza subire alcun trauma o rottura, certamente anzi saranno necessari colpi vigorosi tanto più grande sarà il Pignone da ribadire.

assieme punzone ruota 2

Tale operazione di ribaditura la si esegue anche qualora, come detto, la ruota possa aver perso la presa sul Pignone a causa di traumi dovuti ad eventi particolari.

Assolutamente da evitare altre forme di punzonatura, come talvolta capita di vedere, che agiscano sulla ruota in Ottone, in quanto oltre a deformare la ruota facendole perdere planarità e concentricità, non viene garantita la corretta deformazione del materiale, si indebolisce il punto di contatto fra Pignone e Ruota e non si avrà mai il giusto grado di sicurezza in termini di accoppiamento per via delle esigue forze di spinta che possono derivare dallo schiacciamento del metallo.

Infatti il fatto di creare un collarino di ribaditura che per altro è il medesimo che troviamo negli assi bilanciere, è dettato anche da una questione di carattere puramente fisico di come agiscono le forze nel punto di contatto con la ruota

Cattura1

Dall’analisi delle forze applicate è immediato comprendere come a parità di forza esercitata dal Punzone Fp, la risultante Rpo è diretta verso l’accoppiamento Ruota-Pignone e quindi favorisce l’interferenza fra i due, mentre Rp svolge anche un’altra funzione fondamentale che è quella di spingere la ruota verso le ali sottostanti del Pignone garantendo quindi anche la stabilità assiale dell’accoppiamento, cosa molto importante per evitare che la Ruota possa rimanere vincolata radialmente ma libera assialmente.

Inoltre essendo l spinta esercitata dal Punzone uniformemente distribuita lungo tutta la circonferenza del collarino, questo ci garantirà anche la concentricità dell’accoppiamento.

Nel caso in cui invece il foro della ruota fosse eccessivamente largo e quindi con una dimensione tale da non poter essere bloccato in modo sicuro dalla ribaditura si dovrà procedere con una operazione di riporto di una boccola opportunamente dimensionata per poi procedere alla punzonatura come detto.

Cattura

Cattura21

Altri metodi o sistemi che prevedano il restringimento del foro della ruota sono assolutamente da evitare in quanto non garantirebbero il mantenimento delle tolleranze di posizione come la coassialità o la concentricità o peggio si rischierebbe di ridurre la sezione resistente in prossimità del foro con un sensibile indebolimento del successivo accoppiamento.

Vediamo ora un caso concreto di una prima ruota di una sveglia Cartier che come si vede nel video ha completamente perso la presa fra ruota e pignone.

Il pignone come si vede dalla foto che segue era stato ribadito come abbiamo visto sopra

DSC00414

Mentre nell’immagine che segue si può apprezzare il consumo dovuto alla rotazione libera del pignone all’interno della ruota.

DSC00416

Ora come detto per bloccare opportunamente il pignone alla ruota si deve utilizzare un opportuno punzone bombato reperibile nei set di punzoneria standard

DSC00426

procedendo come detto all’inizio, basta un colpetto di martello per raggiungere il giusto grado di interferenza.

DSC00427 DSC00428

ottenendo il risultato desiderato senza sforzo e senza danneggiare in alcun modo la ruota.

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