El motor 5
MOMENTO DE FUERZA DEL MUELLE
DE UN RELOJ DE BOLSILLO.
En la imagen de arriba se aprecia claramente que el
momento de fuerza proporcionado por el muelle real
resulta particularmente elevado y estable en las
últimas vueltas de armado; en las primeras vueltas
la fuerza proporcionada es menor y más variable,
es por esto que deben considerarse como reserva
de marcha.
Hay que procurar que el reloj funcione siempre con
el muelle en las últimas vueltas, con tensión. De ahí
la costumbre de muchos usuarios de estar dando
cuerda al reloj de manera casi continua.
El reloj deberá marchar 24 horas como mínimo, pero
hay que prever una marcha teórica de 36 o 42 horas
Es sobre esta base que calculamos el muelle a sustituir.
Para proceder al cálculo empezamos contando el número
de dientes del barrilete y las alas del piñón de la rueda
de centro. Supongamos que son 84 y 12 respectivamente.
Su relación es:
84 / 12 = 7
Evidentemente, dos muelles idénticos pero construidos
con materiales diferentes tendrán un rendimiento
diferente, el momento de fuerza proporcionado será
distinto, pero la forma de la curva será prácticamente
la misma, desplazada un poco más arriba o un poco
más abajo.
En la imagen de arriba se aprecia claramente que el
momento de fuerza proporcionado por el muelle real
resulta particularmente elevado y estable en las
últimas vueltas de armado; en las primeras vueltas
la fuerza proporcionada es menor y más variable, es
por esto que deben considerarse como reserva de marcha.
Hay que procurar que el reloj funcione siempre con el
muelle en las últimas vueltas, con tensión. De ahí la
costumbre de muchos usuarios de estar dando cuerda
al reloj de manera casi continua.
El reloj deberá marchar 24 horas como mínimo, pero
hay que prever una marcha teórica de 36 o 42 horas
Es sobre esta base que calculamos el muelle a sustituir.
Para proceder al cálculo empezamos contando el número
de dientes del barrilete y las alas del piñón de la rueda
de centro. Supongamos que son 84 y 12 respectivamente.
Su relación es:
84 / 12 = 7
Lo que indica que 1 vuelta del barrilete se corresponde con
7 vueltas de la rueda de centro. Recordar que la rueda de
centro es la que lleva encastada la aguja de horas, por lo
tanto tendremos:
1 vuelta de barrilete corresponde a 7 horas de marcha,
6 vueltas de barrilete corresponden a 6 x 7 = 42 horas de marcha,
7 vueltas de barrilete corresponden a 7 x 7 = 49 horas de marcha.
Lo que intentamos conocer son las dimensiones del muelle real que
deberemos usar, usualmente los datos de que dispondremos serán:
- Las horas de reserva de marcha que consideramos debe tener
el reloj,
- El tamaño del barrilete: su radio y su altura.
Para realizar los cálculos a la antigua usanza podemos usar la
siguiente tabla que los facilita enormemente:
Conviene indicar que al número de vueltas obtenido
mediante la utilización de la tabla anterior, hay que
sumarle una más para los números de vueltas
desde el 5 al 6; y por encima de 6 vueltas habrá
que sumarle una vuelta y media más. La razón está
en que esta tabla nos proporciona valores ideales,
sin contar con los espacios que ocupan la brida de
frenado y el coquillón (anillo de árbol de cubo o bonde)
del muelle real.
Además, la altura del muelle no será la misma que la
altura del barrilete (medida del vaciado interior del cubo
de barrilete) hay que deducir, como seguridad a fin de
evitar su rozamiento con la tapa del cubo de barrilete:
• 0,05 mm en los pequeños movimientos (reloj de pulsera).
• 0,10 mm para los movimientos grandes (reloj de bolsillo).
• 1,00 mm en los de Pared y de sobremesa (reloj de péndulo).
Resulta práctico utilizar esta tabla para los cálculos, ya que es
suficiente con multiplicar las cifras que nos da como resultado
por el radio interior del barrilete para obtener los valores
buscados del muelle.
Ejemplo: El diámetro interior del barrilete mide 17,50 mm y
su vaciado interior (altura) es de 2,65 mm
En este caso el radio interior del barrilete será de 8,75 mm
Realizaremos el cálculo para 6 + 1 = 7 vueltas ya que
convenimos que la reserva de marcha que deseamos es
de 42h, que se corresponde con 6 vueltas del barrilete y
le añadimos una vuelta (estamos de 5 a 6 vueltas).
Buscamos en la tabla en la fila de 7 vueltas y obtenemos
los siguientes valores:
Dado que estos valores se corresponden a un radio interior
de 1mm. no tendremos más que multiplicarlos por el radio
del barrilete de nuestro ejemplo para obtener los valores
que deseábamos conocer:
E Grosor del muelle
e = 0,0215 x 8,75 = 0,188 mm
L Longitud del muelle
L = 64,26 x 8,75 = 562 mm
D Diámetro del coquillón
d = 0,6888 x 8,75 = 6,02 mm
H Altura del muelle
h = 2,65 - 0,10 mm = 2,55 mm
Otro ejemplo. Un reloj de pulsera con un barrilete de
70 dientes y piñón de centro de 10 alas. Diámetro
interior del barrilete de 5,20 mm, vaciado interior
(altura) del barrilete 0,95 mm.
La relación entre los dientes de la rueda de barrilete
y las alas de la ruda de centro es:
70 / 10 = 7
La misma que antes: una vuelta de barrilete se
corresponde con 7 horas.
En este caso usaremos 5 vueltas de desarrollo del
muelle real, con lo cual obtendremos:
5 x 7 = 35 horas de marcha.
Para el cálculo del muelle correcto buscamos en la
tabla en la fila de 6 vueltas (recordar que debemos
sumar una vuelta más 5 + 1 = 6, por movernos
en un número de vueltas de 5 a 6).
El radio del barrilete es de 2,60 mm
Las medidas que obtenemos son:
e Grosor del muelle
e = 0,0231 x 2,60 = 0,06 mm
L Longitud del muelle
L = 58,791 x 2,60 = 153 mm
d Diámetro del coquillón
d = 0,7382 x 2,60 = 1,92 mm
h Altura del muelle
h = 0,95-0,05 = 0,90 mm
INFLUENCIA DEL GROSOR, DE LA ALTURA
Y DE LA LONGITUD EN EL MUELLE.
Grosor.
De estas tres características del muelle su grosor
e es el que afecta de una forma más importante
en el momento de fuerza proporcionado el muelle.
Esto se muestra claramente al observar la fórmula
matemática que nos que relacionan el grosor con el
momento de fuerza: figura en la formula elevado al
cubo, lo que demuestra su importancia en los
cálculos a realizar. En un escrito posterior expondremos
esta y otras fórmulas utilizadas para el cálculo del
muelle real.
Ejemplo: Un reloj de 19" que dispone de un muelle de
grosor 0,19 mm y el momento de fuerza medio es de
2800 gramos / mm
Si cambiamos el muelle y lo sustituimos por uno de
0,18 mm de grosor la fuerza motriz se verá reducida,
manteniéndose aproximadamente en un 85%: 0,18 / 0,19 = 0,85
El momento de fuerza que era de 2800 gramos / mm,
pasará ahora a: 2800 x 0,85 = 2380 gramos / mm
Altura.
La altura del muelle, tiene un papel menos importante
y nos basaremos en las normas que marca la tabla y
los cálculos anteriores.
Longitud.
En cuanto a la longitud, le momento de fuerza no de
ve sensiblemente afectado aunque, en un momento
dado, se le puedan añadir o quitar algunos milímetros
o incluso en algunos casos centímetros, pero siempre
sin afectar sensiblemente al número de vueltas de
desarrollo del muelle.
INFLUENCIA DEL LUBRICANTE
EN EL RENDIMIENTO DE UN MUELLE.
Realizando pruebas con distintos tipos de grasa
utilizada, obtendremos distintos rendimientos.
Aquí mostramos los lubricantes más utilizados
junto con los resultados rendimientos obtenidos.
Tipo de lubricante
Rendimiento obtenido
A Grasa grafitada 94,0%
B Grasa sintética 93,5%
C Lubricante estabilizado 91,0%
D Grasa S.D. 88,0%
E Aceite para barrilete 90,5%
EL ÁRBOL DE CUBO
El árbol de cubo es el eje del motor es un eje pivotante
entre el puente y la platina del mecanismo.
Su estructura es de acero y es un eje con una figura
particular que posee dos partes extremas la superior
que es una parte del eje fresado en forma de escuadra
dándole una calidad de cuadrante que entra en el agujero
cuadrante del rochete y se encarga de impedir el
deslizamiento entre el árbol y el rochete un este
cuadrante superior del eje tiene una perforación
roscada en donde entra el tornillo del rochete.
Poco más debajo de este cuadrante viene el pivote
que es una parte cilíndrica y encaja en el puente del
motor, por el otro extremo (inferior) lleva esa misma
figura cilíndrica pero esta encaja en la platina o bastidor.
Posee semicentral con forma circunferencial que es el
anillo en el cual se enrolla el muelle real en la argolla
encontramos un fresado especial que es un pequeño
enganche para el muelle real, que recibe el nombre
de gancho y su función es la de entrar en el ojete del
muelle real impidiendo el deslizamiento entre el
muelle real y el árbol. En la figura de abajo
vemos un árbol con sus secciones.
EL CUBO
Es la parte visible del motor cuando está armado,
es un acumulador de energía necesario para el
funcionamiento del reloj de cuerda. El barrilete es
una caja cilíndrica donde va alojado el muelle real.
Tiene en uno de sus extremos un disco dentado
en la parte periférica del extremo inferior y una
tapa que cierra el dispositivo. A medida que el
muelle real se va desenrollando el barrilete va
girando dando lugar al movimiento de la máquina
del reloj a causa de que la parte dentada engrana
con un piñón del tren de rodaje. El barrilete debe
proporcionar una autonomía de marcha de más
de 36 horas, aunque los estándares se encuentran
entre 42 y 48 horas incluso más. El barrilete también
es llamado cubo y tambor.
La tapa del barrilete tiene un pestaña que se encarga
de ofrecer el acople a presión con el cubo del barrilete
y tiene en su centro un relieve cilíndrico a manera de
buje fijo en el cual hay un agujero pasante que gira el
eje del árbol de cubo, la función del relieve a manera
de buje es la de dar fortaleza a ese punto de tal manera
que no se desgaste rápido, además en algunas tapas
de barrilete tienen un fresado en un extremo y su
función es la de facilita el destape del barrilete.
El cubo del barrilete es la parte en la que se aloja el
muelle real, es una caja redonda cuyas paredes
impiden que se salga el muelle el cubo tiene un
fondo en el que encontramos un relieve y un hueco
como en la tapa pero a diferencia encontramos un
dentado periférico, que es del que se vale para
transmitir la fuerza manifiesta en movimiento.
En la imagen de abajo vemos el barrilete
con sus detalles.
El barrilete en su parte del fondo del cubo
tiene un dentaje periférico con el cual
engrana el piñón de centro.
En la imagen de abajo lo podemos
apreciar con exactitud.
Las tapas de barrilete vienen en varios modelos
algunas traen un reborde o pestaña que es la
que le da la presión para tapar, algunas no traen
el reborde pero entran a presión en la parte
superior del cubo, algunas tapas traen un fresado
para facilita la apertura, algunas tren dos
fresados algunas no traen ninguna fresado y
estas son las más comunes en la actualidad sobre
todo porque el motor es una dispositivo que con
frecuencia viene especialmente diseñado para no
halla la necesidad de destaparlo, no obstante
después de un largo período de tiempo todo
necesita un limpieza y un mantenimiento.
TRABAJANDO CON EL MOTOR
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