LA FUERZA MOTRIZ ( Barrilete y muelle real)

 Vamos a poner el ejemplo de un reloj de bolsillo, movimiento de 19''' de cuerda manual, cuyo muelle real esta roto (fatiga del metal) o queremos substituir porque sospechamos que no proporciona la marcha deseada. Partimos del principio que los juegos axial y lateral del árbol de cubo son los correctos. Para asegurarse, es importante comprobar estos juegos con el cubo vacío; esto es, cubo con su árbol y la tapa de cubo montada y bien cerrada. Un juego lateral de 0.01 mm y axial de 0.02 - 0.03 mm son suficientes. Aprovechamos la ocasión para medir: 

-El vacío del cubo, esto es, la altura interior del cubo cerrado (micrómetro vertical).

-El  diámetro D interior del cubo, esto es, la distancia entre dos puntos opuestos de la pared interior (calibre).

                                    

El objetivo es lo que llamamos "una buena marcha", es decir, conseguir la mayor amplitud de balanceo posible del volante sin que se produzca el rebote. Hablamos de rebote cuando la elipse del platillo choca contra el exterior del cuerno del áncora al final de su arco suplementario (dependiendo del calibre, cuando la amplitud supera los 315°- 320°). 

Para compensar las variaciones de presión de las espiras de un muelle real alojado dentro del barrilete buscaremos un número de desarrollo lo más grande posible. Por ejemplo 7, de los cuales utilizaremos las 4 últimas vueltas de armado para una marcha de 24 horas. Las tres primeras no se usan, constituyen la reserva de marcha. Podríamos también optar por un muelle real con 5 vueltas de armado y utilizar las 4 últimas. La primera constituiría la reserva de marcha. Este muelle real sería más fuerte que el anterior pero la fuerza transmitida menos constante.

Como el movimiento tiene que funcionar como mínimo 24 horas, calcularemos el muelle real para una marcha teórica de 36 a 40 horas. Contamos el núnero de dientes del barrilete y de alas del piñon de la rueda de centro y dividimos aquel entre este. En nuestro ejemplo: 

84 : 12 = 7   

1 vuelta de barrilete corresponde a 7 horas de marcha.

6 vueltas de barrillete nos darán 42 horas de marcha (6 x 7 = 42)

7 vueltas de barrilete nos darán 49 horas de marcha (7 x 7 = 49)

Elegiremos 6 vueltas de barrilete y con dos multiplicaciones usando la tabla que sigue obtendremos las medidas del muelle real: 

Número de vueltas mínimo de desarrollo para un radio interior del cubo = 1 mm

Vueltas          Espesor e       Longitud l    Diámetro eje 

 

 

 

 

 

* En el caso de un número de vueltas inferior a 6 sumamos 1 vuelta más. Para un número mayor que 6 sumamos 1.5 vueltas más.

 

Pongamos como ejemplo un cubo con un diámetro interior D de 17.50 mm y un vacío de 2.65 mm

Un radio interior r de 8.75 mm y un cálculo de 6 + 1 vueltas resulta en:

Espesor del muelle  e = 0.0215 x 8.75 = 0.188 mm

Longitud del muelle l = 64.260 x 8.75 = 562 mm

Diámetro del eje d = 0.6888 x 8.75 = 6.02 mm

Para el cálculo de la altura de la lámina del muelle real restamos al vacío del cubo:

- Movimientos pequeños 0.05 mm

- Movimientos grandes 0.10 mm

- Relojería gruesa 1.00 mm

 Altura del muelle a = 2.65 - 0.10 = 2.55 mm
 

INFLUENCIA DEL ESPESOR, ALTURA Y LONGITUD DEL MUELLE

El espesor e del muelle figura a la tercera potencia en la fómula del cálculo de la fuerza motriz del muelle y es de suma importancia. Supongamos un calibre 19''' cuyo muelle real tiene un espesor de 0.19 mm y un momento de fuerza media de 2800 gr/mm. Si utilizáramos un muelle real de 0.18 mm de espesor perderíamos un 15% de la fuerza motriz (420 gr/mm).

La altura a del muelle juega un papel menos importante. Bastará con aproximarse a los valores prácticos señalados más arriba.

La longitud l del muelle puede variar en unos cuantos centímetros más o menos (preferentemente más) sin afectar sensiblemente el numero de vueltas del barillete.

 

Nota:

Este sistema de cálculo da en la práctica un resultado más que satisfactorio. No obstante, tengamos en cuenta que no tenemos control sobre los materiales de fabricación y tratamientos térmicos de cada fabricante. Pero en el peor de los casos estaremos muy cerca del muelle ideal.