Il pendolo, tranne alcuni di altissima classe e prezzo adeguato, non può competere in precisione con gli orologi al quarzo, ma per quanto riguarda il lato estetico non c’è paragone. Osservare il regolare movimento del pendolo ha un effetto quasi ipnotico e rilassante né danno fastidio il ticchettio del meccanismo, più o meno avvertibile nei vari modelli, e la necessità della periodica ricarica e messa a punto.
Un pendolo e un meccanismo a ingranaggi sono utilizzati per far funzionare un orologio a pendolo, che mostrerà l'ora esatta. Inoltre, l'elegante design con ingranaggi in movimento aggiunge una componente interattiva al coinvolgimento con il modello in legno. Possedere un orologio a pendolo di grandi dimensioni in casa propria era una conquista, e il fascino di questi oggetti è rimasto immutato.
L'Ispirazione e la Sfida di Costruire un Orologio a Pendolo
Un fascino esercitato senza dubbio su Stefano Palladino che, appassionato di meccanica, ha deciso di costruire da solo il suo pendolo totalmente in legno. Stefano racconta: "Lavoro nel settore meccanico e da sempre sono appassionato della materia. Mi piace progettare e fare. E mi sono interessato all’orologio a pendolo perchè è fatto da tanti pezzi, anche molto diversi tra loro, che devono lavorare in armonia assoluta: pensavo fosse abbastanza complesso per la mia curiosità e voglia di imparare!"
L’orologio a pendolo, le sue componentistiche e la sua funzione
La Fase di Progettazione: Precisione e Dettaglio
La realizzazione di un orologio a pendolo in legno è molto impegnativa, soprattutto per quanto riguarda l’esatta misurazione e il preciso taglio dei numerosi pezzi. La progettazione dell’orologio inizia con il dimensionamento del pendolo, l'elemento che scandisce il tempo. Stefano ha iniziato il design della sua scultura nell’agosto 2016 e l’ha terminata nel novembre 2017. Indicativamente la parte relativa alla progettazione ha richiesto circa 100 ore, comprese le ricerche su Google.
Per la costruzione, il progetto stampato su carta è stato incollato con la colla spray sul legno, in modo da avere una guida per il taglio a traforo; per rimuovere la carta è stato sufficiente scaldarla con un asciugacapelli.
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Scelta dei Materiali
L'orologio è interamente realizzato in lamellare (di betulla, bella e cara, nel modello ma comunque di legno duro) per le parti strutturali e in multistrato da 6,5 mm per i fondi. I suoi elementi si uniscono con spinatura cieca o tasselli piatti. L'uso di materiali ecologici, come il compensato di legno per le parti del modello, è un altro vantaggio in progetti di questo tipo.
Strumenti e Tecniche di Lavorazione
Le tecniche produttive utilizzate per realizzare l’orologio sono state molteplici, spaziando da lavorazioni manuali a quelle di precisione. Per non ripeterci ogni volta diciamo subito che tutti gli spigoli a vista dei vari elementi vanno modanati con la fresatrice prima di montarli assieme. L’incollaggio dei numerosi pezzi sovrapposti va sempre rinforzato con spine inserite da tergo o, se non a vista, passanti. In alcuni passaggi c’erano particolari che dovevano essere fissati tra loro: in questi casi è stata usata la colla oppure è stato inserito nel legno un inserto filettato per poterlo bloccare con una vite.
Per le componenti più complesse, si sono impiegate macchine a controllo numerico:
- Con la macchina taglio laser sono state tagliate le ruote dentate in legno multistrato.
- Con il tornio CNC sono stati realizzati gli alberi, i distanziali e le flange.
- Con la fresatrice CNC è stato realizzato il supporto dell’albero di caricamento.
- Un paio di pignoni sono stati realizzati con fresatrice e divisore.
La parte relativa al taglio del legno con il traforo ha richiesto più di 50 ore, specialmente per gli elementi curvi. Per evitare l’ossidazione di alcuni componenti in acciaio è stata realizzata una zincatura elettrolitica utilizzando un’attrezzatura autocostruita. Su alcuni perni sono state saldate delle lamelle usando la saldatrice TIG dell’officina termici. Per ogni componente da realizzare sulle macchine CNC è stato stilato il relativo programma.
Assemblaggio della Struttura: La Cassa del Pendolo
La pendola è composta da diverse parti da costruire separatamente e da unire fra loro dopo averle perfettamente rifinite una per una. Tutta la decorazione è affidata alle modanature che arricchiscono spigoli e bordi dei numerosi pezzi. Altro elemento decorativo è creato dalla sporgenza, pezzo su pezzo, di elementi sovrapposti, come nella cimasa o nei piedi.
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Fasi di Costruzione della Cassa
Dopo aver tagliato a misura e numerato i pezzi, si passa a lavorarli con la fresatrice per aprire le battute di incasso del fondo (1) e delle altre specchiature (2) e per modanare gli spigoli a vista, unico elemento decorativo.
Il Frontale e le Pareti
Coi pezzi 15, 16, 17 e 18 si crea il frontale. Il telaio frontale vede le traverse incastrate (3) a mezzo legno nei due montanti, incollate ed avvitate da tergo. A tergo dei montanti 15, a 8 mm dai bordi esterni, si apre una scanalatura con inserita una linguetta di MDF o simili su cui si incastrano le due pareti 14, unite in alto e in basso dai due ripiani 29 e 30. La larghezza delle pareti lunghe segna su quelle corte la posizione della scanalatura. Una gabbia di listelli e montanti fissata alle pareti ed al ripiano 1 ne porta la larghezza interna a pari di quella della cassa e regge il pannello posteriore.
La Base e i Piedi
La parte inferiore si completa con i quattro piedi e le tre tavolette da 14 mm. I piedi posteriori hanno una tavoletta da 80 fissata su due da 75. Quelli anteriori tre da 80, di cui la prima a filo della base 1 e le altre spostate in avanti e di lato di 30 mm. Incollati alle pareti della base i listelli di restringimento ed appoggio 11 e 12, la sommità delle pareti 10 si avvita (o si spina) contro le pareti 14.
Cimasa e Ante
Qui l’unica difficoltà sta nel tagliare gli elementi curvi di lamellare (22, 23, 25, 27 per la cimasa; 32, 35, 36 per le ante) e di aprire a tergo del 35 la battuta per il pannello semicircolare 36. Il raggio interno dei semicerchi delle traverse è di 100 mm; il raggio esterno della 36 è di 142 mm. Particolarmente delicata è la fase di taglio dei pezzi curvi della cimasa (18, 22, 23, 25 e 27) da sovrapporre l’uno sull’altro ottenendo una cornice fortemente modanata a gradini. Per comodità di montaggio è preferibile che le spine siano inserite nei pezzi più corti. Contro la traversa 17 si fissa la cornice ornamentale a C, costituita dai pezzi 19 e 20, sovrapposti, e 21, questi fissati direttamente alle pareti 14. 20 e 21 si uniscono con taglio a 45°. Le lesene ed i loro capitelli debbono entrare di stretta misura in basso fra la traversa 13 e la cornice 19/20, in alto fra la cornice ed il frontale 22. Un punto più critico di quanto possa sembrare è il montaggio delle cerniere Anuba.
Il Cuore dell'Orologio: Il Meccanismo a Pendolo e Scappamento
Negli orologi meccanici, i meccanismi sono assai più grandi: dai 120 ai 200 e più mm di lato, spessi dai 60 ai 100 (cifre largamente approssimative), ed assai più pesanti. Da ciò deriva la necessità di fornire loro un supporto adeguato a peso ed ingombro, da adattare al tipo di orologio da montarvi. Il pendolo trascina lo scappamento che ingrana con la sua ruota di 30 denti, detta appunto ruota di scappamento. Gli ingranaggi sono in grado di far muovere le lancette dei minuti e delle ore e con il pendolo che, grazie allo scappamento, ha il compito di far avanzare un secondo alla volta.
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Per rendere perpetuo il moto del pendolo occorre vincere gli attriti. Sono state inserite delle boccole per ridurre gli attriti di rotazione degli ingranaggi. La ruota centrale e il distanziale, incollati tra loro, permettono al perno centrale di ruotare. Per far oscillare il pendolo, alla fine dell’asta, sono stati applicati 6 dischi di legno. La ruota centrale ha un motivo estetico di fori e triangoli. Gli ostacoli più difficili sono stati quello di realizzare un ingranaggio a ruota libera e la forma dello scappamento, che tuttora è da migliorare.
Il sistema di scappamento è fondamentale per il funzionamento dell'orologio. Si tratta di un meccanismo ad ancora svizzera, progettato per ottenere un funzionamento "a rinculo", permettendo allo scappamento di interagire con le leve D nella sua posizione di massima escursione antioraria, controllando la rotazione della ruota di scappamento e, di conseguenza, la rotazione del bilanciere e il suo attuale moto di rotazione nel nostro orologio. Un orologio di questo tipo può funzionare fino a 12 ore dopo essere stato caricato.
| Componente | Descrizione/Funzione |
|---|---|
| A) Perno di sospensione del pendolo | Il punto fisso da cui il pendolo ondeggia e viene supportato. |
| B) Stelo dell'ancora | Parte essenziale dell'ancora che trasferisce il movimento. |
| D) Leve dell'ancora | Interagiscono direttamente con la ruota di scappamento per regolare il tempo. |
| E) Ruota di scappamento | Ingranaggio dentato che riceve l'impulso dall'ancora, scandendo i secondi. |
L’orologio a pendolo, le sue componentistiche e la sua funzione
L'Esperimento Fondamentale: Costruire un Semplice Pendolo
I pendoli sono molto semplici e divertenti da realizzare! Si tratta fondamentalmente di oggetti che penzolano da un punto fisso e che ondeggiano avanti e indietro per azione della gravità. Questo esperimento si può eseguire facilmente a casa. Tutto quello di cui hai bisogno dovrebbe essere già disponibile nella tua abitazione. In questo articolo viene descritta la costruzione di un solo pendolo, ma puoi realizzarne diversi di lunghezze differenti.
Per iniziare, prendi due sedie e una riga. Le forbici serviranno per tagliare lo spago. Lo spago dovrebbe essere lungo almeno 70 cm o anche più. Puoi usare cinque rondelle o tre monetine come zavorra. Devi distanziare le sedie di circa un metro, dato che fra loro appoggerai la riga. Appoggia la riga sugli schienali e accertati che sia ben centrata rispetto alle sedie. Questo farà parte del tuo pendolo. Tutto quello che ti resta da fare è attaccare un peso. Queste sono i pesi che costituiscono l'elemento finale del pendolo. Puoi farlo afferrando la zavorra alla fine della cordicella, dove ci sono le rondelle o le monetine.
Misurazione e Osservazioni
Accertati che la zavorra non colpisca alcun oggetto durante la sua oscillazione; se questo dovesse accadere, ripeti l'esperimento. Inizia a misurare il tempo impiegato dal pendolo non appena rilasci il peso. Quando la zavorra ritorna alla posizione di partenza blocca il cronometro. Il tempo impiegato dal pendolo per concludere una oscillazione è detto "periodo del pendolo". Cronometralo ancora per capire se puoi ottenere gli stessi valori trovati in precedenza.
Tutto ciò ti permette di capire le due applicazioni principali del pendolo. La prima riguarda la misurazione del tempo, la seconda invece fa riferimento al pendolo di Foucault, che dimostra la rotazione terrestre. Se prepari due o anche tre pendoli, puoi dimostrare le speciali proprietà di questo oggetto. Prova i pendoli con pesi diversi per capire come questo fattore interferisca sull'ampiezza dell'oscillazione e sulla frequenza. Fai diverse ripetizioni (circa cinque) e calcola la media dei tempi registrati o delle oscillazioni. Sebbene una modifica lieve dell'angolo non influenzi l'oscillazione del pendolo, dovrai provare grandi cambiamenti per notare delle alterazioni nel movimento della zavorra. Osserva cosa succede rilasciando due pendoli di lunghezza diversa.
Consigli per l'Assemblaggio Finale
L’orologio richiede dalle sei alle otto ore di lavoro perché è un po' più complicato da assemblare rispetto agli orologi storici e tradizionali. Prima di affrontare l’emozionante processo di assemblaggio del modello, è possibile appendere l’orologio in camera o in salotto. Sarà più piacevole assemblarlo con un gruppo di amici o da soli. Ogni kit include un manuale stampato, che ti guiderà passo dopo passo in questa gratificante impresa.