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Mudge,
Cumming, Kater, Gowland, nomi ormai quasi dimenticati e che
invece hanno avuto la loro parte nella storia dell'orologeria:
ciascuno di loro ha inventato uno scappamento a gravità
che, a onor del vero, all'atto pratico non ha dato grandi risultati.
Il punto di svolta si ebbe con Bloxam che migliorò
in modo considerevole questo tipo di scappamento; ma non ancora
in modo definitivo, in quanto quello che aveva ideato era strutturalmente
delicato e, se mosso da un peso eccessivo, aveva la tendenza a
far scorrere via senza controllo le ruote, con evidenti immaginabili
danni.
D'altronde la peculiarità prima dello scappamento a gravità
è proprio quella di poter disporre di una grande quantità
di energia nel treno di ingranaggi, pur restando costante
quella che arriva al pendolo.
E'
infatti chiaro che lo sforzo necessario per far muovere le grandi
lancette di un orologio da campanile quando la macchina e stata
appena oliata in una giornata estiva è diverso rispetto
a quando, in una giornata invernale, |
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l'olio si sarà congelato
e le lancette cariche di ghiaccio potrebbero essere state esposte
a forti raffiche di vento; quindi
se il variare dell'energia necessaria per far muovere 1'orologio
nelle due condizioni estreme appena descritte coincidesse con
una proporzionale variazione di energia inviata al pendolo, esso
ne risentirebbe in modo disastroso per quanto riguarda la sua
capacita di mantenere un tempo di oscillazione costante. |
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Apportando
piccolissime modifiche allo scappamento ideato da Bloxam, Lord
Grimthorpe lo migliorò in modo cosi sensibile da renderlo
affidabile e farlo diventare quello universalmente usato per gli
orologi da torre. Rimane inspiegabile come, dati gli eccellenti
risultati ottenuti, sia stato raramente usato nei regolatori.
Si
e detto che quest'ultimo tipo di orologi, non essendo esposto
alle intemperie, non necessita di quella riserva di energia invece
necessaria per gli orologi da campanile,ma
a mio avviso, questa è una argomentazione insufficiente
in quanto i vantaggi ed i risultati lo pongono sullo stesso piano
dello scappamento Graham,quello considerato tipico per
i regolatori.Lo scappamento a gravità non risente dell'ispessimento
degli olii di lubrificazione, il treno degli ingranaggi può
essere costruito con minor cura e 1'eccesso di energia, facendo
scontrare 1'ancora contro il suo arresto, provoca un rumoroso
tic-tac (qualità che non era sottovalutata negli osservatori
astronomici, dove gli studiosi seguivano il movimento degli astri
e potevano registrare il momento degli eventi "ascoltando" 1'orologio). |
Scappamento
a gravità di Bloxam. |
Lo
scappamento Graham ha invece bisogno di un treno di ingranaggi
praticamente perfetto e accuratissimo nella realizzazione; la
sua ruota di scappamento deve essere più leggera possibile
(e quindi molto delicata), gli olii di lubrificazione decadendo
creano problemi di attrito che alla fin fine si risolvono in una
variazione dell'ampiezza di oscillazione del pendolo con tutti
(e quanti...) gli inconvenienti annessi e connessi. |
Risulta pur vero che nello scappamento a gravità il pendolo
rimane in contatto con i braccetti che lo impulsano per quasi
tutta la sua oscillazione, e questo è esattamente il contrario
di quanto dovrebbe avvenire, in quanto tutti sanno che il pendolo
dalle migliori prestazioni è quello completamente libero
da qualsiasi interferenza.
La spiegazione di questa apparente contraddizione sta proprio
nel fatto che lo scappamento a gravità conferisce al pendolo
un impulso virtualmente costante e quindi possiamo affermare
(se non siamo eccessivamente pignoli) che la deviazione per lo
scappamento, quella circolare e tutte le altre proprie di una
vibrazione armonica "disturbata" non subiscono errori ed il pendolo
mantiene un periodo di oscillazione fisso.
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Scappamento a gravità di Grimthorpe. |
Nel
modello che ho costruito, per renderlo visivamente più
attraente, la ruota di scappamento è spostata su davanti,
diversamente dalla configurazione classica che la prevede, assieme
ai braccetti che impulsano il pendolo, collocata nella parte posteriore.
II
pendolo da un secondo ha l'asta di Invar (da
"invariabile", una lega di metalli con un bassissimo coefficiente
di dilatazione; nel mio caso1,43 x 10-6) ed e compensato
per la variazione di temperatura tramite un cilindro di ottone:
non è stata per altro prevista alcuna compensazione per
la variazione della pressione atmosferica.
L'ampiezza delle oscillazioni e di circa 100' per parte. Come
si nota chiaramente nella foto, lungo l'asta è sistemato
il piattello che porta i pesi per la variazione del periodo
di oscillazione. In genere si e abituati ad effettuare questa
correzione mediante la vite di regolazione che e sistemata sotto
al pendolo, alzandolo e abbassandolo, ma, per fare ciò,
si dovrebbe per forza di cose fermarlo. |
Questo
è inaccettabile per un regolatore, in quanto si è
rilevato che la sola operazione di arresto e di rimessa in movimento
di un pendolo, ferme restando tutte le altre condizioni, comporta
errori considerevoli; si preferisce pertanto variare la
lunghezza del pendolo e quindi il suo tempo di oscillazione, spostandone
il baricentro con l'aiuto di piccoli pesi che possono essere
aggiunti o tolti anche con il pendolo in movimento.
Lord
Grimthorpe ha suggerito come adeguato, per conferire la forza
motrice ad un regolatore che abbia il suo tipo di scappamento,
un peso di 25 libbre (circa 12 kg); sul mio ho potuto constatare
che 6 Kg sono sufficienti. |
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La
macchina è collocata in una cassa (che ho fatto costruire)
e che ho fissato al muro.
E'
stato inutile spiegare all'autorità casalinga la necessità
di un ancoraggio che fosse solidissimo (io si che avevo in mente
quello adeguato e mi sono dovuto accontentare di 4 bulloni da
8 mm. e tasselli ad espansione che bloccano 1'orologio sul muro
(ahime: un tramezzo e per di più di una casa moderna).
Per
controllare l'errore dell'orologio mi sono servito di un cronometro
digitale al quarzo; ogni 24 ore ho rilevato la deviazione dell'ora
indicata dal cronometro e facendo una media fra tre o quattro
letture l'ho potuta dettagliare al centesimo di secondo. Questa
la tabella delle rilevazioni giornaliere espressa in secondi: |
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Il
risultato migliore (0.00) neanche io riesco a spiegarmelo
(l'unica osservazione che si può fare e che e stato riscontrato
al 13° giorno ; quello peggiore, -0.28, si e concretizzato
dopo una giornata in cui le condizioni meteorologiche si sono
guastate in un attimo e ne e seguito un temporale: che abbia influito
la variazione di pressione atmosferica?
Il
risultato medio, per la durata di questi sedici giorni e di 0.02
secondi. |
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