Artículo sobre los engranajes de los relojes, publicado en la Revista Cronométrica Hispano Americana, en 1901.
Revista Cronométrica Hispano Americana. (Barcelona, julio 1901)
Algo sobre engranajes (Teoría y práctica) I
Tres son las principales condiciones que concurren a la división exacta del tiempo, por medio de la relojería: Fuerza motriz uniforme y constante, transmisión de dicha fuerza sin grandes pérdidas ni alteraciones, y fijeza y libertad del regulador.
La fuerza motriz se obtiene por la elasticidad de un resorte, en los aparatos de pequeño y mediano calibre en general. La gravedad de una pesa se utiliza, comúnmente, para las grandes máquinas. La regulación de la marcha, la dan los diferentes escapes hoy en uso. Pero aún cuando estas dos condiciones extremas, la fuerza motriz y la potencia reguladora, hubieran llegado al mayor grado de perfección posible, no podríamos aprovecharnos de sus ventajas, si el intermediario destinado a ponerlas en comunicación y a transmitir sus efectos, si el rodaje, en una palabra, no estuviera también en idéntico estado de regularidad y perfección.
Esta verdad indiscutible, ha sido desconocida por los relojeros durante mucho tiempo, y todos sus esfuerzos se han dirigido casi exclusivamente a obtener una buena fuerza motriz y en particular al perfeccionamiento de los escapes, descuidando el estudio de los engranajes, por creer suficientes a su buena construcción las reglas rutinarias puestas en uso. Así es, como por regla general, la ejecución de esta parte capital del reloj ha quedado en lamentable atraso, por estimarla sobrado sencilla, y es un grave error que interesa desterrar. Sin un perfecto medio de transmitir el movimiento, no hay exactitud posible; esto es fundamental.
No es que no se construyan bonitos piñones y excelentes ruedas dentadas, peo solo desde el punto de vista de la perfección del trabajo material, como un lujo de obra; pero descuidando en demasía el principio en que descansan, la perfecta precisión de sus efectos.
Y eso que la geometría ha establecido de una manera concluyente, dichos principios. Pero al tratar de implantarlos en la práctica, su aplicación ha parecido larga y enojosa y ha sido substituida por otros medios, rápidos y sencillos al parecer, mas de una imperfección tal, que son absolutamente inaplicables cuando se trata de un instrumento de precisión.
Entonces se ha pensado en proceder a su necesaria corrección, indicando los medios para el caso, pero de manera tan vaga, confusa e incompleta, que resulta su aplicación más engorrosa, difícil e incierta, que la de la misma regla geométrica.
Así por ejemplo, para determinar el diámetro de un piñón, se toma la medida por la distancia de un cierto número de dientes de la rueda, según sea el número de alas que deba tener el piñón; y no con fracciones arbitrarias y de difícil apreciación, sobre las cuales no están de acuerdo los diferentes autores que las proponen y que, dependiendo del mayor o menor grueso del diente y del espacio que los separa, dan por consiguiente una medida incierta y errónea, en la mayoría de los casos. Berthoud mismo, después de haber explanado este procedimiento práctico, reconociendo su manifiesta incorrección, aconseja armar la rueda y piñón de una aguja, que, recorriendo un círculo graduado, indicará la mayor o menor regularidad de la marcha y las correcciones necesarias. Sin necesidad de más demostración, se comprende a primera vista lo enojoso y largo que ha de resultar tal procedimiento.
A más, esta regla supone la existencia de la rueda antes del piñón, lo cual no es un buen método de trabajo, pues es mucho más fácil modificar la rueda según sea el piñón, que no regular este al grandor de la rueda. De lo dicho se desprende, que tales métodos, no determinan el diámetro de una rueda para un piñón dado, el del piñón motor, necesariamente muy diferente del que debe tener el piñón movido.
Otra de las causas de imperfección en un rodaje, es la falsa creencia de que, empleando grandes ruedas y piñones de pocas alas, se reduce el frotamiento, porque se han suprimido una o varias ruedas, sin caer en la cuenta de que, no sólo aumentaba el frotamiento, si que también la inercia, en proporción mucho mayor que la representada por los ejes y la inercia particular de la rueda suprimida. El cálculo y la experiencia lo demuestran.
Para convencerse de ello, no hay más que considerar lo siguiente: cuanto menor sea el número de alas de un piñón, tanto más deberá empezar el empuje antes de la línea de centros y persistir después de ella, a menos de reducir en extremo el espesor de las alas, lo cual redundaría en perjuicio de la solidez y en caso extremo la haría imposible. Sabido es que el engranaje perfecto es aquel en que el empuje empieza y termina más cerca de la línea de centros, porque queda reducido a una serie de palancas que están solo en contacto durante el instante del efecto útil, y por lo tanto los rozamientos quedan reducidos a una mínima expresión. Esto no es posible cuando una rueda de muchos dientes, engrana con un piñón de pocas alas, porque, si se hiciera empezar el empuje en la línea de centros, para entrar el diente de la rueda en los vacíos del piñón, empuntaríase con el ala siguiente, produciéndose tal resistencia, que si no detenía la marcha del reloj, echaría a perder en cuatro días los ejes y los centros en que se mueven.
Por lo dicho se comprenderá la conveniencia de emplear piñones de muchas alas, y cuando no sea esto posible, de disminuir el espesor de dichas alas, y aumentar la anchura del diente de la rueda, en una proporción prudencial, que no sea obstáculo para la perfecta solidez del engranaje.
En el próximo artículo analizaremos el método de Berthoud para determinar la relación de ruedas y piñones, y en artículos sucesivos, trataremos de la teoría geométrica que la determina de una manera racional.
