Reloj mecánico

Un reloj mecánico es un tipo de reloj que utiliza un pro-cedimiento mecánico para medir el paso del tiempo, dis-tinguiéndose de aquellos que miden el tiempo a partir deun fenómeno natural mensurable (como los relojes de sol,las clepsidras, o los relojes basados en la oscilación delcuarzo, que además incorporan componentes electróni-cos).Técnicamente hablando, la maquinaria que está en el in-terior de un reloj se llama calibre, y es producto del diseñorelojero. La parte externa y sus ornamentos (llamada ca-ja) pueden ser considerados más bien un producto de lajoyería, de manera que algunas marcas de relojes dise-ñan el parte externa y montan calibres internos de otrasmanufactureras diferentes.

1 Principios básicos

En su diseño simplificado, un mecanismo de relojeríamecánico se compone de tres elementos mínimos:[1] unmotor, un rodaje y un órgano regulador. Los dos últimoselementos deben estar unidos por un escape.

• Elmotor suele ser un muelle o resorte (también lla-mado resorte principal) que acumula energía. Nor-malmente es una lámina de metal que se enrolla so-bre sí misma, acumulando la energía que hace mo-verse a todo el mecanismo. Al proceso de enrollar elmuelle se le llama dar cuerda, o más propiamente,remontuar, algo que en los relojes mecánicos mássimples debe hacerse periódicamente.

• El motor transmite su energía a un tren de rodajeo conjunto de ruedas que descomponen esa energíaacumulada. A los ejes de esas ruedas irán unidas lasagujas (o más propiamente, las manecillas) que des-de el exterior del mecanismo permiten consultar lahora en una esfera. Las ruedas giran de manera so-lidaria, de manera que la rueda de las horas da unavuelta completa cada doce horas, y al hacerlo hacegirar la de los minutos una vez cada hora, que a suvez hace girar la de los segundos una vez cada mi-nuto. La perfecta coordinación entre las agujas seconsigue mediante el estudio de los radios y la me-dición de los dientes de cada engranaje.

• El tercer elemento es el oscilador o regulador. Seencuentra en el otro extremo del tren de rodaje, y sir-ve para contener y dosificar la energía liberada por

Mecanismo básico de escape, en este caso de un reloj cuyopéndulo hace de oscilador

el motor. De no existir el oscilador y el escape que loune al tren de rodaje, toda la energía acumulada sedescargaría sin control. Para evitar eso, es necesariodosificar esa descarga, y de eso se encarga el osci-lador, un elemento que funciona de manera alterna(normalmente mediante un giro) y que acciona el es-cape, que a su vez libera el tren de rodaje para queavance un poco con cada movimiento del oscilador,haciendo girar así las manecillas del reloj hacia ade-lante con velocidad constante. Ese mecanismo (os-cilador y escape) es lo que produce el característico“tic-tac” de todos los relojes mecánicos.

1

2 3 FUNCIONAMIENTO Y PARTES

Sobre ese esquema básico cada reloj puede incorporarotras funciones (llamadas en relojería complicaciones),como marcar el día del mes o de la semana, o el año, olas fases lunares, subdividir los segundos o hacer sonaruna alarma o melodía. Así mismo, cada calibre puedeintroducir mejoras técnicas, como sistemas antichoque(como el incabloc), sistemas contra el rozamiento, me-canismos para compensar el movimientos del usuario opara o cargarse de energía con el movimiento del usua-rio. Hay incluso mecanismos que permiten remontuar unreloj mediante los cambios de temperatura ambiente, co-mo el modelo Atmos.

Video explicativo del funcionamiento de un reloj mecánico

2 Características técnicas genera-les

Estos relojes evolucionaron en Europa en el siglo XVIIde los relojes accionados por resortes, que aparecieronen el siglo XV. Desde el punto de vista técnico, la reloje-ría mecánica debe su capacidad para medir el tiempo a lainvención del mecanismo de escape. A partir del funcio-namiento de los grandes relojes de fachada, situados encampanarios y fachadas, y mediante los avances progre-sivos en materia de micromecánica, se fueron reduciendolos tamaños, hasta llegar a los relojes de pulsera.El funcionamiento de un reloj mecánico está sometido alrozamiento de todas sus piezas, al desgaste de las mis-mas, a la pérdida de lubricación, a las variaciones detemperatura y humedad, a su vulnerabilidad a los golpeso al movimiento de quien en su caso lo porta, por lo quesu precisión es variable, si bien fueron la principal formade medir el tiempo hasta la aparición en los años 70 de losrelojes de cuarzo, basados en la tecnología electrónica, yque son mucho más exactos. Los relojes mecánicos, poresa razón, necesitan un mantenimiento periódico, que sise realiza adecuadamente puede prolongar su vida por dé-cadas, y en los más resistentes y mejor diseñados, por si-glos.A pesar de la desventaja en precisión y delicadeza siguen

Reloj de pulsera mecánico

usándose por razones estéticas, sentimentales o de estatusasociadas a su mecanismo o su diseño interior o exterior.Suelen tener un precio mayor a un reloj de calibre elec-trónico equivalente, si bien muchos relojes mecánicos defabricación actual pueden tener precios inferiores al deun reloj digital.Hoy en día se siguen fabricando relojes mecánicos, si bienen menor cantidad que antes de la introducción del cuar-zo, y se continúan patentando innovaciones y complica-ciones mecánicas. Una de las empresas más reconocidasque se dedican a la manufactura de calibres es ETA,.[2]Algunas marcas de lujo como Rolex fabrican sus propioscalibres, y existen manufactureros más populares, comoSeiko, Orient Watch Company (conocida como Orient)o Raketa, que fabrica relojes muy precisos a precios másbajos.

3 Funcionamiento y partes

El funcionamiento del reloj es sencillo. Manualmente seda cuerda al reloj y el resorte principal del barrilete seenrosca almacenando energía cinética. A través del trende engranajes se transmite la energía del resorte principalhasta llegar al oscilador. La rueda E gira pero de formacontrolada ya que otra fuerza del espiral del oscilador ha-ce que al ser empujado hacia un extremo este reaccioneejerciendo una fuerza contraria, se consigue que el ancoraoscile dejando pasar un diente de E cada dos alternancias.Podemos examinar estas cinco partes:

1. Energía (del barrilete B)

2. Ruedas o engranajes (de B C T F y E)

3. Escape ( pieza en contacto con E)

4. Regulador (rueda con resorte muy delgado que os-cila)

5. Pantalla (que permite ver la hora)

3

Las piezas esenciales del mecanismo[3] pueden observar-se en la imagen a continuación:

B

CT

FEc t fe

B = Barrilete o rueda primeraC = Centro o rueda segundaT = Rueda terceraF = Rueda cuartaE = Rueda de escape

c = Piñón rueda segundat = Piñón rueda terceraf = Piñón rueda cuartae = Piñón rueda de escape

Mecanismo Típico de un reloj mecánico

Movimiento típico de un reloj mecánico. Se destaca el tren deengrajes.

• El barrilete o cubo: Letra B en la figura, es una caja

Barrilete

circular que contiene el muelle real o cuerda o resor-te principal, que es una lámina de metal dentro delbarrilete enrollada en forma de espiral. Un extremollamado ojete se engancha en el eje del tambor delbarrilete el otro extremo se llama brida y va sujetoa una parte interior del tambor. El Cubo tiene trespartes: el tambor que contiene un engranaje solida-rio a él, una tapa que cubre la cuerda y un eje. Sufunción es dar energía al reloj a través del resorteprincipal usando el engranaje fijo al barrilete.

• Tren de rodaje: son todos los engranajes principa-les involucrados en el reloj desde el solidario al ba-rrilete B hasta la rueda de escape E. Los engranajestienen piñones al centro fijos a estos por lo tanto sise mueve el engranaje C mayúscula también lo ha-ce el piñón c minúscula. Su función es aumentar elnúmero de revoluciones por unidad de tiempo des-de el barrilete que gira muy lento hasta los engra-najes de minutos y segundos. También permitirá através de un diseño inteligente de dientes de engra-najes que cada uno gire una vuelta completa en unahora (mostrando los minutos).

1. Barrilete o rueda primera: Designado con letra B

2. Centro o rueda segunda: Etiquetado con letra C, esla rueda de los minutos. Normalmente la aguja que

marca los minutos se ubica en el centro de este en-granaje. Da una vuelta completa en 60 minutos.

3. Rueda tercera: Designado con letra T, su función escambiar el sentido de giro. Si esta rueda no existierala aguja de los minutos giraría en un sentido y el delos segundos al contrario. También es necesaria pa-ra conseguir las 3600 vueltas de la última rueda deescape E.

4. Cuarta rueda: Designado con la letra F. Habitual-mente mide los segundos

5. Rueda de escape: Es el último engranaje que está encontacto con el oscilador.

• Rueda de balance; 1 = espiral; 2 = regulador

• Rueda de balance y espiral

• Ancora y rueda de escape

• Rueda de balance o Volante: Extremo derecho enla figura. Es la rueda que vibra oscilando en un sen-tido y luego en el contrario que está conectada alespiral. Su objetivo es oscilar y sacar de reposo alancora.

• Regulador: Como los engranajes son fijos, paramodificar la precisión del reloj se hace actuando so-bre el regulador, que gobierna el largo de la espiral.Mientras más largo menor frecuencia.[4]

• Espiral: Extremo derecho en la figura. Es un finoalambre un extremo está sujeto al volante del osci-lador y el otro a una parte fija del reloj. Esta parte fijapuede moverse así adelante o hacia atrás levementepara atrasar o adelantar el reloj, según indicacionesgrabadas en el calibre.

• Ancora: Es una pieza normalmente con un extremoen el oscilador y otro en forma de c en contacto conla rueda de escape (E). Su función es evitar que todasla cuerda se pierda en un giro rápido y descontrola-do. Su función es frenar y con ayuda del reguladorpasar un engranaje a la vez de E cada dos oscilacio-nes o alternancias.

• Escape: Es un grupo de piezas formadas por la rue-da de escape (E). el ancora y el platillo ubicado alcentro del volante. Convierte el movimiento rotato-rio en oscilatorio.

• Joyas: Se usan para reducir la fricción y redu-cir la energía necesaria para mover las diferentespartes. Están hechas de rubí sintético generalmen-te.Originalmente se usaban piedras naturales, pero

4 3 FUNCIONAMIENTO Y PARTES

joya de soporte y de coronamiento en pivote rueda de balance

joya de soporte común

sólo en los relojes más finos. Pero ahora hay dis-ponibles zafiros y rubíes sintéticos de poco costo.La causa de la inexactitud de un reloj es el desgastecausado por la fricción. Debido a su dureza, las pie-dras son ideales como cojinetes para los puntos demayor desgaste - los puntos donde giran los pivotesde las ruedas o engranajes. El número de piedras co-múnmente usado varía de siete a 23. Para una buenaprotección contra el desgaste, el reloj pulsera con-vencional debe tener por lo menos 17 - 10 para loscinco engranajes principales, dos para los diminutosdedos de la palanca de escape y el resto en otras par-tes del escape. En los relojes con sólo siete piedras,éstas se hallan instaladas en el escape - el mecanis-mo más crítico de todos - pero no existen en el trende engranajes o ruedas. Además de las 17 piedrasbásicas, algunos relojes hasta las tienen dobles quese instalan sobre los cojinetes para impedir la entra-da del polvo y la salida del aceite. De nada sirve usarmás de 22 ó 23 piedras, excepto en algunas piezasde tipo especial. En el pasado, algunos joyeros ins-talaban algunas piedras adicionales que no cumplíanningún fin; lo hacían sólo para impresionar al com-prador. Las leyes suizas y norteamericanas prohíbenesto ahora; sólo se puede dar a conocer el númeroreal de piedras funcionales en un reloj.

• antichoque: Para proteger contra los choques delreloj a los ejes, se usan varios sistemas antigolpes

como el Incabloc, el etachoc (ETA) o el diaschock(Seiko).

3.1 Complicaciones

Movimiento Tourbillon de reloj marca Stührling(high resolution).

Un reloj mecánico como mínimo presenta la hora, expre-sada en minutos y horas, y ocasionalmente en segundos.Puede tener fecha día de la semana y día del mes (el lla-mado fechador). A las funciones añadidas se las llamacomplicaciones. Existen infinidad de complicaciones. Es-tas son algunas de ellas:Un reloj mecánico puede tener las siguientes complica-ciones:

• Reloj automático —para eliminar la necesidad dedar cuerda al reloj, este mecanismo da cuerda al re-sorte principal usando el movimiento natural de lamuñeca con un mecanismo con un peso rotatorio.

• Calendario—muestra la fecha, el día de la semana,el mes, el año. relojes de calendario simple no tienenen cuenta el largo de los meses (28, 30 y 31 días),necesitan que el usuario cambie la fecha 5 veces enel año, pero el calendario perpetuo cuenta con esto yconsidera además años bisiestos.

• Alarma, Una campana que puede ser configuradapara sonar.

• Cronógrafo, un reloj con funciones adicionales deparada. Los botones en el dial, detienen y reanudanla marcha de la manecilla de los segundos y las co-locan en cero. Por lo general varios sub diales mues-tran el tiempo que transcurre en unidades mayores.

• Hacking, en los relojes militares, un mecanismo quepara la manecilla del segunderomientras el reloj estáfuncionando. Esto habilita la sincronización de losrelojes al segundo. Hoy en día es una característicacomún.

• Fases de la luna, señala la fase de la luna con la carade la luna en un disco.

• Indicador de reserva de energía, en algunos relojesautomáticos, es un dial que muestra cuanta energía,

3.2 Diseño 5

almacenada en el resorte principal, le queda al reloj,generalmente en términos de horas restantes.

• Repetidor—un reloj que emite campanadas de lashoras al presionar o mover un botón. Esta exclusi-va complicación fue usada para poder saber la horaen la oscuridad antes de que estos tuvieran ilumina-ción artificial. Solo se encuentra en relojes de lujoextremadamente caros.

• Tourbillon, una cara característica diseñada origi-nalmente para hacer el reloj más preciso, pero ahorasolamente es una demostración de la virtuosidad dela relojería. En un reloj común la rueda de balan-ce oscila a diferentes tasas, por el sesgo introducidopor la gravedad cuando el reloj pasa por diferentesposiciones. En el tourbillon, la rueda de balance semonta en una jaula rotatoria, de tal forma que sufrela misma influencia de la gravedad en todas las di-recciones. El mecanismo casi siempre se expone enla parte delantera para mostrarlo.

3.2 Diseño

3.2.1 Cálculo engranajes

Antes de calcular[8][9] es necesario entender que el me-canismo, es un tren, que toma una engranaje de pocosrevoluciones o giros por unidad de tiempo, en donde sealmacena la energía en un resorte principal(B) el cual seaumenta en velocidad de por etapas hasta llegar a (E) quegira a muchas revoluciones por unidad de tiempo.Se supone dos engranajes la B el barrilete y el piñón c(minúscula). Como el número de dientes del piñón es me-nor que el de los barriletes, el piñón deberá girar muchasveces para conseguir una sola vuelta de B. Por lo tantopara obtener el número de vueltas que gira el piñón enuna vuelta completa de B, se divide el número de dientesdel engranaje B por el número de dientes del piñón.Bc = c piñón del vueltas de númeroTomando la figura como referencial supondremos que Btiene 72 dientes y el piñón tiene 12.B/c = 72/12 = 6 vueltas del piñón por una del barrilete Enla literatura se encontrará B/c = 6:1(esto significa que el barrilete dará una vuelta y si el pi-ñón gira 6 veces entonces el engranaje C de la rueda deminutos también. Son 6 horas)Como ejemplo se tendría:B/c = 72/12 = 6C/t = 80/10 = 8T/f = 75/10 = 7,5F/e= 80/8 = 10Multiplicando 6*8*7,5*10 =3600 el cual representa elnúmero de vueltas que da el escape por una del barrilete.

En otras palabras con este diseño cuando el barrilete gi-re lentamente una vuelta completa el engranaje E de lossegundo habrá girado 3600 veces.Olvidándose del barrilete y dejándolo fuera como si noexistiera tendríamos 8*7,5*10 = 600 indicaría que el es-cape gira 600 veces por una vuelta de C de los minutos.C en 60 minutos debería completar una vuelta, entoncesen una hora el engranaje E gira 600 veces.Como todos los cálculos se refieren a la rueda centro seestablecen las siguientes fórmulas, volvemos a imaginarque el barrilete no está presente:CTFtfe = 80×75×80

10×10×8 = 600escape de rueda la de vueltasLa cuarta rueda en todos o casi todos los relojes se di-seña para registrar los segundos. Ahora imaginamos quela rueda E de escape no está presente. Por lo anterior lacuarta rueda F de los segundos debe dar 60 vueltas poruna de la rueda del centro:CTtf = 80×75

10×10 = 60rueda cuarta la de vueltasPor lo tanto la regla general es en un tren de engranajesmultimplicar todos los números de dientes y dividirlospor el número de dientes de los piñones. El resultado seráel número de giros de la última rueda por un giro de laprimera

3.2.2 Cálculo alternancias

Una alternancia es un movimiento del ancora hacia unlado. Dos alternancias hacia un lado y hacia el contrariopermiten que se mueva un diente de la rueda de escapeE. Luego para calcular el número de alternancias por horaA/h se ocupa la siguiente fórmula:hora por alternancias = CTF2E

tfe

Ejemplo cálculo de alternancias:80×75×80×2×15

10×10×8 = 18000A/hEjemplos de alternancias típicas son 18000A/h por el año1944. Antes de esa fecha se ocupaban 16200A/h y 14400A/h. Actualmente en el 2013 se ocupa 28800 A/h con losmateriales y técnicas actuales. Donde E es el número dedientes de la rueda de escape por ejemplo 15. Una razóndebida a que se empezó a utilizar mayores alternancias esque las de 18000 tenían problemas de bloqueo, es decir laoscilación se detenía. Alternancias mayores requieren unresorte de la rueda de balance más fuerte y con la inerciagenerada por el movimiento rápido hizo que los relojes depulsera con alternancias más rápidas se impusieran.Con la fórmula anterior y despejando la ecuación es po-sible calcular el número de dientes que debería tener unarueda en caso de que esta falte o este dañada.

6 6 ENLACES EXTERNOS

3.2.3 Cálculo número de horas de funcionamiento

Obviamente debemos saber el número de engranajes delbarrilete B y del piñón de la rueda de minutos c.Bc = barrilete el por realizada una por centro rueda la de giros de númeroPor ejemplo:8412 = 7

Como da 7 vueltas y se sabe que una vuelta de la ruedade los minutos es una hora. Entonces el barrilete da ungiro completo en 7 horas. Experimentalmente toma unos5,5 giros enrollar completamente el resorte con la perilla.Entonces el número de horas que funcionara el reloj conesa cuerda completa será 7 por 5,5 aprox. 38,5 horas.

4 Véase también• Reloj esqueleto

5 Referencias[1] Manual del Reloj Mecanico por Pedro Izquierdo (en

PDF). Consultado el 13 de marzo de 2014.

[2] «ETA». Consultado el 21 de julio de 2013.

[3] Izquierdo, Pedro. Manual del reloj mecánico. p. 35. VerManual del Reloj Mecanico por Pedro Izquierdo (enPDF). Consultado el 13 de marzo de 2014.

[4] http://horologyzone.com/watch/watch-school/structure-theory.html. Consultado el 31 de diciem-bre de 2013. Falta el |título= (ayuda)

[5] Milham, Willis I. (1945). Time and Timekeepers. NewYork, USA: MacMillan. pp. 114–116. ISBN 0-7808-0008-7.

[6] Hahn, Ed. «What does 17 jewels mean?». Sec. 1.1.3 Me-chanical Watch FAQ v.1.0. TimeZone.com. Consultado el2 de julio de 2008.

[7] What is a Watch? Advertising pamphlet. Illinois, USA:The Elgin Watch Co. 1950. on Wayne Schlitt’s The El-gin Watch Collector’s Site, retrieved on 2008-07-02

[8] Harold Caleb, Kelly (1944). A practical course in horology(1944). The manual arts press, Poria, Illinois.

[9] Hood, Grant (1904). W. S. Smyth, ed. Modern methodsin horology. Kansas City, Mo. : Kansas City Jeweler andOptician.

6 Enlaces externos• Esta obra deriva de la traducción de Mechanical

watch deWikipedia en inglés, publicada por sus edi-tores bajo la Licencia de documentación libre de

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7 Texto e imágenes de origen, colaboradores y licencias

7.1 Texto• Reloj mecánico Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Reloj_mec%C3%A1nico?oldid=83609533 Colaboradores: Amadís, CEM-bot,JMCC1, ProgramadorCCCP, CommonsDelinker, Uruk, Technopat, UA31, Arjuno3, Saloca, Dangelin5, Jkbw, Ricardogpn, Caritdf, Ga-nímedes, Tarawa1943, Español.yo, Grillitus, MerlIwBot, Huis, TeleMania, KundaliniZero, Addbot, Trock jodas y Anónimos: 19

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