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Gli elementi di un orologio

L'orologio è un sistema costituito da diversi elementi che collaborano fra loro. Al suo interno troviamo:

Il quadrante contiene la suddivisione in ore, minuti e altre complicazioni; su di esso si spostano le lancette.

Il motore che può avere due principi di energia motrice tramite un peso o una molla. Il peso viene usato negli orologi più grandi come quelli da torre. Un elemento cilindrico, il tamburo, svolge un cavo collegato ad un grave il cui peso varia in relazione alla mole degli ingranaggi e quindi alla dimensione dell'orologio. Il difetto di questa tecnologia risiede nella fase di ricarica, in cui la momentanea sospensione del peso diminuisce la forza motrice necessaria al funzionamento dell'orologio. Per questo motivo intorno alla metà del '700 Cristian Huyghens inventò uno stratagemma che garantiva continuità nella trasmissione di forza anche durante il caricamento. L'efficacia di questa tecnica ne determinò una rapida e larga diffusione.

Gli ingranaggi sono il cuore dell'orologio e secondo la sua tipologia variano per dimensioni, numero e forma. Sono costituiti da ruote dentate e pignoni, e il loro insieme viene chiamato anche treno del tempo.

Lo scappamento o regolatore è costituito dal bilanciere, dall'àncora e dalla ruota di scappamento, caratterizza la qualità e la precisione dell'orologio. L'energia trasmessa dal treno degli ingranaggi giunge ad un elemento, lo scappamento, che ha lo scopo di trasformare il moto continuo in moto alternato e di ridare al bilanciere o regolatore l'energia persa durante l'oscillazione.

Il pendolo è composto da un'asta alla cui estremità inferiore è applicato un peso in genere a forma discoidale chiamato lente. È l'elemento fondamentale dell'orologio poichè l'energia costante del moto isocrono viene trasmessa agli elementi dediti all'indicazione delle ore. Infatti, quando un pendolo viene spostato dalla verticale acquisisce del moto; la lente all'estremità dell'asta subisce una forza di richiamo direttamente proporzionale al suo spostamento rispetto alla posizione di equilibrio che si traduce in una accelerazione. Questa forza di richiamo è causata dall'attrazione gravitazionale che la terra esercita sulla lente. Il carico discoidale tenderebbe a cadere ma la presenza dell'asta ne vincola il moto facendo si che il suo percorso sia ad arco. La sola azione che può svolgere la lente una volta spostata dall'asse di equilibrio è quella di spostarsi lungo tale circonferenza.

Un orologio meccanico per funzionare ha bisogno di continue interazioni con forze esterne le quali garantiscono il suo moto interno. Inizialmente l'organo motore trasforma la forza peso del grave in forza lavoro. Il cavo che trattiene il peso si svolge dal tamburo e l'energia prodotta viene trasmessa al treno degli ingranaggi. Questo sistema opera sullo scappamento il cui compito è regolare il moto oscillatorio del pendolo e trasformare il moto continuo della discesa del peso in moto alternato degli ingranaggi.

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