A cura di Davide Munaretto
Cominciamo subito con un caso concreto di asse bilanciere appartenente ad un orologio da tasca con carica a chiavetta.
L’asse si presenta palesemente danneggiato, con perno mancante lato spirale, caso abbastanza comune, in quanto i perni in seguito ad urti dovuti a cadute o colpi, essendo sollecitati a taglio dovuto al peso del volano e per via della fragilità dell’acciaio con i quali sono realizzati gli assi, tendono a spezzarsi facilmente.
Prima di metterci al tornio, cominciamo a vedere quali sono le parti fondamentali che compongono un asse bilanciere e quali sono le misure salienti dalle quali non potremo scostarci.
Per il rilievo delle misure adotteremo un normale calibro digitale per i diametri e utilizzeremo il metodo del confronto diretto per l’apprezzamento delle lunghezze.
Nel disegno è rappresentato un asse bilanciere con l’indicazione di tutte le quote necessarie per la realizzazione.
Vediamole nel dettaglio:
A Lunghezza totale dell’asse
B Lunghezza del terminale superiore
C Lunghezza del terminale inferiore
D Diametro dello spallamento del Volano
E Diametro della sede del Volano
F Diametro della sede della Spirale e spallamento virola
G Diametro della parte terminale della sede Spirale
H Diametro dell’albero di supporto del Perno superiore
I Diametro del Perno superiore
J Diametro massimo di centraggio conico Plateau
K Diametro minimo di centraggio conico Plateau
L Diametro Perno inferiore
M Lunghezza della sede del Volano
N Lunghezza della sede Virola-spirale
O Lunghezza dell’albero di supporto del perno Superiore
P Lunghezza Perno superiore
Q Lunghezza dello spallamento del Volano
R Lunghezza centraggio conico Plateau
S Lunghezza Perno inferiore
La lettera “ a “ identifica quello che viene definito “scarico di sicurezza per
l’olio”, che consiste in una piccola gola atta a bloccare eventuali perdite di olio dal rubino superiore evitando che questo possa andare a contaminare la spirale.
Dimensioni salienti
Di tutte le misure indicate, ve ne sono alcune che possono essere considerate critiche, nel senso che devono essere assolutamente rispettate perché fondamentali per la corretta riuscita del lavoro.
Nello specifico possiamo identificarle come segue:
A Lunghezza totale dell’asse
I/L Diametri dei perni
B Determina la posizione in altezza del Volano sia rispetto alla ruota centrale che rispetto al ponte
C Determina la posizione del volano rispetto al ponte dell’ancora
Q Determina la posizione in altezza del Plateau rispetto alla posizione dell’ancora con la quale dovrà poi interagire.
Le altre dimensioni sono importanti ma non determinanti e critiche.
Tornitura con ripresa
Possiamo ora proseguire il nostro lavoro e cominciare le operazioni di tornitura, che andremo ad eseguire con un tornio dotato di pinze, che ci consentirà quindi di fare delle riprese girando il pezzo secondo le nostre necessita.
Partiamo procurandoci una barretta di acciaio adatto al nostro scopo, che può essere ad esempio il Blue steel che andremo a rinvenire opportunamente, oppure in alternativa un C40/C45, acciaio da costruzione.
I perni dell’asse bilanciere come abbiamo visto, in base alla posizione dell’orologio possono essere sollecitati a sforzi di taglio e flessione dovuti al peso del volano.
Per questo motivo, viste anche le loro esigue dimensioni, dovranno avere la caratteristica di essere resistenti sia agli sforzi di taglio che alla flessione e quindi realizzati con acciaio piuttosto duro, anche se questo di contro comporta una maggior fragilità (motivo per cui i perni tendono a spezzarsi come il vetro se fortemente sollecitati).
La prima operazione da eseguire sarà quella di tagliare la nostra barretta di acciaio secondo la lunghezza massima dell’asse che andremo a realizzare.
La barretta verrà scelta in base al diametro massimo dell’asse che corrisponderà alla misura identificata con la lettera “D”.
La prima operazione da eseguire, sarà quella di realizzare la sede per il Volano di diametro “E” con altezza “M” e spallamento alla distanza “B”.
Il diametro “E” lo potremo rilevare direttamente sul volano che avremo preventivamente smontato e dovrà essere realizzato con estrema precisione, in quanto altrimenti il Volano una volta calettato girerà storto.
L’operazione si esegue tornendo secondo il diametro “E” fino alla lunghezza “B” e la verifica dimensionale della lunghezza la eseguiremo per confronto come indicato nella figura che segue
L’operazione successiva consisterà nel realizzare la lunghezza “M” della sede del volano tornendo la restante parte fino a portarla alla misura di calettamento della Virola della spirale “G/F”.
Si tenga presente che la misura M, sarà leggermente superiore allo spessore delle razze del volano, questo per consentirci poi di ribadire la parte superiore bloccando il volano in sede.
L’operazione di ribaditura in genere, viene facilitata realizzando una opportuna cava atta ad essere poi deformata per dilatazione e schiacciamento per mezzo di un apposito punzone con la funzione di bloccare, come abbiamo detto il volano sulla sua sede.
Questa cava dovrà essere realizzata utilizzando un Bulino a mano secondo quanto indicato nella figura che segue
Consiglio di provare più volte il corretto calettamento del volano sulla sua sede, in quanto il solo rilievo delle misure può talvolta portare un errore di lettura che andrebbe a compromettere il lavoro eseguito.
Verificato il perfetto accoppiamento, si può ora procedere con la realizzazione della parte terminale dell’asse, ovvero con la realizzazione del primo perno.
Questa operazione si esegue riducendo il diametro “F/G” in modo che rimanga della lunghezza “N”, per poi procedere con la realizzazione della parte “H” dalla quale ricaveremo in ultimo il perno superiore di diametro “I”.
La realizzazione della parte terminale e sempre molto delicata, in quanto un errore potrebbe compromettere tutto il lavoro svolto fino a questo momento.
E’ necessario quindi prendere accuratamente le misure eseguendo il lavoro in più fasi passando da una prima fase di sgrossatura fina a quelle di finitura.
L’angolo di inclinazione della parte di lunghezza “O” in genere e dell’ ordine dei 2/3°, mentre la lunghezza del perno superiore “P” e sempre consigliabile lasciarla di qualche centesimo più lunga del necessario, in modo di avere materiale sufficiente per eventuali aggiustamenti finali.
Di seguito riporto due fasi riguardanti la tornitura di questo terminale.
Fase di prima sgrossatura
Fase di finitura
Ultimata la parte superiore dell’asse, si passa alla parte inferiore, ovvero al lato plateau.
Questa operazione la si può eseguire in due modi:
– Senza smontare il pezzo e finendolo quindi integralmente, eseguendo cosi quella che viene definita “Tornitura a Sbalzo”
– Smontando il pezzo e girandolo, andando quindi ad eseguire la finitura dello spallamento del volano e realizzando come prima tornitura il diametro “J”.
Tornitura a sbalzo
Tornitura con ripresa
Come abbiamo detto la sede del Plateau, e di forma conica e diametri rispettivi sono “J” diametro maggiore e “K” diametro minore e di lunghezza “R” (nella foto e identificata con “L”).
L’esecuzione di questa conicità e molto importante in quanto garantisce la stabilita del plateau durante il suo funzionamento e trattandosi una piccola conicità, dovrà nel contempo essere realizzata in modo molto preciso, in quanto se fosse scarsa il plateau non resterebbe bloccato, al contrari se fosse troppo marcata si rischierebbe di rompere il plateau durante la fase di calettamento.
Il metodo migliore per approssimare la conicità corretta consiste nell’utilizzare il carro croce impostando sul goniometro il corretto valore in gradi.
Il calcolo di questo angolo lo si esegue applicando la formula:
Tgα = (D-d)/2L
Oppure utilizzando la formula approssimata applicabile per piccole conicità:
α = 28,6 [(D-d)/L]
Il valore che ricaviamo lo potremo impostare sul goniometro del carro croce ed eseguire la tornitura in sicurezza.
Eventuali aggiustamenti potranno poi essere eseguiti con la lima del brunitore.
Fatto questo andremo a ricavare il perno inferiore secondo quanto già detto in precedenza e in base alla morfologia dell’asse originario.
Ultimato l’asse, possiamo dire di essere quasi giunti al termine del nostro lavoro, ma prima rimane l’aggiustaggio in lunghezza dei perni e la lucidatura degli stessi.
L’aggiustaggio in lunghezza lo si può eseguire provando direttamente il nostro asse sulla meccanica e serrando il ponte con la vite, facendo pero attenzione a non rompere le contro-pietre nel caso i perni fossero ancora troppo lunghi.
Per accorciare i perni, il metodo più semplice e sbrigativo e quello di usare la pietra Arkansas che garantisce un’ottima abrasione senza compromettere l’integrità del perno e l’operazione può essere eseguita a mano o direttamente con il pezzo in rotazione nel tornio.
Portati a misura, i perni devono essere lucidati a specchio con il duplice scopo di indurirne la superficie e di ridurre al massimo eventuali attriti con il rubino sintetico o con la rispettiva boccola in ottone.
Questa operazione, detta di Brunitura, la si può eseguire direttamente lasciando il pezzo montato sul tornio utilizzando appositi strumenti detti brunitori, che in pratica spianano la rugosità dovuta alla tornitura restituendo una superficie liscia e dura,
oppure utilizzando appositi tornietti, detti appunto “Torni per Pivot”.
Questi specifici tornietti sono studiati appositamente per eseguire riduzioni di perni secondo misure precise e per la lucidatura dei perni con brunitore come mostrato di seguito
Seguendo questa procedura è possibile realizzare qualsiasi tipo di asse nasca la necessità di ricostruire.
Prossimamente affronteremo un altro aspetto molto importante che è quello dell’equilibratura del Bilanciere e della regolazione.
