una domanda sulle suonerie degli orologi da torre

[Andrea75]

Buonasera a tutti: dopo un (LUNGO) post di presentazione scrivo più brevemente in questa sezione (non so se meglio qui o in Pendoleria o nella sezione tecnica, lascio decidere ai moderatori), dato il tipo di progetto.
Come dicevo presentandomi sto cercando informazioni per capire quanto sia realistico riprodurre, con i mezzi a mia disposizione che descriverò tra breve, un treno suoneria che batta ore e mezz'ore in modo simile ai normali orologi meccanici da torre.
I mezzi di cui dispongo consistono in un freeware di grafica vettoriale che dispone di un'estensione in grado di disegnare, dati i relativi parametri, ruote dentate di qualsivoglia passo e numero di denti (comprese razze e fori per gli assi); con questo posso stampare dime in scala 1:1 che, incollate ad assi di compensato, mi permettono di tagliare a traforo ingranaggi discretamente funzionanti. La grafica vettoriale permette una notevole accuratezza in fase di progettazione, potendo lavorare su più livelli diversi e potendo disporre e ridimensionare gli elementi a piacimento: questo dà un certo vantaggio, al netto di una realizzazione pratica che prevede un materiale comunque povero (compensato) e una lavorazione praticamente priva di utensili (archetto del traforo, carta vetrata finissima e poco più). Ma forse, per componenti comunque non minuscoli e credo paragonabili a quelli utilizzati in pendoleria, la cosa può non essere proprio del tutto irrealistica.
Il primissimo passo che vorrei compiere è quello di reperire informazioni sul funzionamento della suoneria ore e mezz'ore, intendendo il tipo che batte il numero di rintocchi corrispondente all'ora seguito dal tocco della mezza su un'altra campana: cercando in rete vedo che si trova poco o niente e così ho pensato di iscrivermi e provare a chiedere qui.
Per ora chiudo: nei prossimi giorni magari proverò ad essere più preciso, postando anche disegni di quanto sto progettando ed immagini dei pastrocchi che finora ho realizzato (ma tutto sommato i rotismi ingranano decentemente...).
Un saluto e un buon inizio settimana.

[Alberto777]

Ho letto la tua presentazione e vedo che sei un assiduo frequentatore delle valli bergamasche. Potrei quindi consigliarti di fare un salto al museo MAT di Clusone dove sono esposti una quarantina di orologi da torre e così potrai vedere e studiare i meccanismi. Sicuramente troverai meccanismi che battevano la mezza ora con un colpo su una campana e, a seguire, i corrispondenti battiti su un'altra per indicare l'ora. A te serve l'opposto (prima i battiti delle ore e poi quello della mezza ora) e mi pare di ricordare che siano presenti alcuni orologi che funzionavano in tal senso ma non ti posso dare la certezza perchè potrei confondermi con altri musei visti negli anni. Comunque, se non l'hai mai visto, il museo merita di essere visitato e, con un po' di fortuna, potresti trovare quello che cerchi.

[Andrea75]

Grazie Alberto, è un suggerimento interessante: sono limitato dal fatto di non guidare per un problema di vista ma Clusone non è fuori dal mondo. Non sapevo che il museo fosse così ben fornito!
Approfitto di questa risposta per iniziare a descrivere il mio progetto: comincio dalla prima sezione che ho immaginato, quella relativa al moto del sole e del planisfero celeste. In soldoni si tratterebbe di far muovere, oltre alle lancette di ore e minuti, un'ulteriore lancetta che - girando in senso antiorario - riproduce il moto del sole nell'arco delle 24 ore: al di sotto sarebbe posto un disco che riproduce il cielo stellato, limitato da una maschera con un ovale a rappresentare l'orizzonte. Praticamente un grosso astrolabio "meccanizzato", senza nemmeno troppe complicazioni.
Ecco un disegno che mostra i rotismi dedicati alla lancetta del sole - una demoltiplica piuttosto semplice; sono mostrati anche i nottolini che fissano ad incastro il riquadro/quadrante alla torretta rendendolo amovibile e il quadrante stesso con l'orizzonte e la lancetta del sole.

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La prima vera difficoltà con cui mi scontro, e che finora non ho ancora saputo risolvere in modo realmente efficace, è la produzione di canotti che permettano di infilare le ruote concentriche sugli assi (o canotti) delle sottostanti. Impossibile farli in legno - troppo spessi, e non dispongo di un tornio né di attrezzatura che mi permetta di fare lavorazioni del genere con la precisione necessaria: ho un paio di idee su come autoprodurli in modo "alternativo" ma dovrò poi verificare che la cosa funzioni solidamente e durevolmente. Per il momento la ruota del sole è solidale ad un canotto di cartoncino molto rigido ed incollato, fissato provvisoriamente ad incastro: funziona senza impuntamenti ed è già un buon risultato ma non dà nessuna garanzia di durata nel tempo quanto ad usura. Dovrei provare con la lastra di rame da incisori, di cui dispongo (da ragazzino mi divertivo a costruirci piccole canne d'organo perfettamente suonanti: sono organista ed ho trascorsi lavorativi in ditte di costruzione e restauro di questi magnifici strumenti - ma è una lunga storia): farò qualche tentativo - ma è un punto su cui ogni idea o consiglio è assolutamente benvenuto.
Chiudo qui questa prima "puntata": credo che sia più chiaro se, anziché mostrare tutto insieme, procedo per gradi e - per così dire - a "strati" successivi.
Intanto grazie per la pazienza nel leggere; buona continuazione.

[Andrea75]

... Ecco un altra parte del treno di ingranaggi che ho progettato: la ruota solidale alla sfera delle ore ingrana, tramite una ruota folle, con un'altra identica solidale ad un pignone a 6 denti, che a sua volta ingrana con una ruota a 60 denti, concentrica alla sfera delle ore e alla ruota del sole, che quindi - se i miei calcoli sono giusti - ruota in 120 ore, cioè cinque giorni...

002_planisfero_parte1.jpg (128 KiB) Visto 1241 volte

Alla ruota da 60 denti è solidale una grande ruota da 73 denti, che quindi gira anch'essa in 120 ore; due ruote da 12 denti (in basso a destra nel disegno sotto) si fanno carico di trasmettere il moto ad una ruota da 61 denti coassiale a quella da 73 che, quindi, ruoterà in 120x(73/61) = 143.607 ore pari a 5,983 giorni.

002_planisfero_parte2.jpg (158.37 KiB) Visto 1241 volte

Alla ruota da 61 denti è solidale un'altra ruota da 60 denti (disegno sotto), che ingrana con un pignone da 10 che quindi ruoterà in 143.607x(10/60)=23,9344 ore, vale a dire - sempre se non ho fatto grossolani errori di calcolo - le 23 h 56' del giorno siderale, poi trasmesse ad una ruota coassiale alla sfera delle ore che dovrebbe movimentare il planisfero:

002_planisfero_parte3.jpg (159.53 KiB) Visto 1241 volte

Piuttosto ambizioso, in effetti... vediamo se ho fatto i conti giusti e se riesco a far funzionare tutto!
Ho voluto descrivere tutto il progetto anche se è piuttosto OT rispetto al titolo dell'argomento e alla mia richiesta: credo sia comunque utile per dare un'idea delle conoscenze, molto empiriche e "a buon senso", che ho acquisito finora. Devo anche dire che questa progettazione, al netto di sicure ingenuità e magari di qualche errore che la mia ignoranza non mi permette di vedere (mica per niente ho deciso di entrare qui...), è davvero molto divertente!

[Alberto777]

Sul sito web del museo puoi vedere tutte le foto degli orologi che hanno in gestione.
Purtroppo le immagini sono microscopiche.
Alcuni ( 4 o 5 ) non sono esposti nel museo ma in una sala del palazzo Comunale (credo quella di ingresso) suppongo quindi visibili solo quando gli uffici municipali sono aperti.

Complimenti per il progetto e per la realizzazione, costruire tutte quelle ruote con un archetto da traforo è una bella impresa e ci vuole proprio passione.
Come giustamente dici, peccato che gli attriti siano elevati e che il materiale si consumi velocemente.
Inserire dei cuscinetti a sfera sicuramente aiuterebbe, o il progetto prevede solo componenti in legno ?
Nel caso solo legno potresti utilizzare per i perni e le parti centrali delle ruote, che strisciano su essi, un legno diverso dal compensato; in pratica usi il compensato per fare la ruota dentata ma al centro inserisci un inserto di legno più duro. Al limite , quando consumato, sostituisci solo l' inserto e non butti via la ruota.
Mi piacciono questi progetti, non sono per niente banali e bisogna tenere in considerazione un bel po' di fattori.
Seguo con interesse.

[Andrea75]

Grazie Alberto, andrò certamente a vedere almeno il sito - tante volte anche una fotografia può far capire molto. Per quanto riguarda la suoneria delle mezz'ore, ragionandoci su un momento, immagino che, allo scoccare della mezza, nel momento in cui terminano i colpi dell'ora e il rastrello cade (EDIT: correggo la castronata: "il rastrello si ferma" ) debba succedere "qualcosa" che attiva "qualcos'altro" che fa battere uno (o i più classici due) colpi sull'altra campana...

Per tagliare ruote di compensato serve solo un po' di pazienza e di manualità: oltretutto è leggerissimo compensato da 3 mm e anche il modulo della dentatura va dai 3 ai 4 mm circa, quindi piuttosto grandi, ed è abbastanza facile seguire le dime di carta incollate sul legno. Per rendere più regolare la circonferenza esterna dei denti mi sono autocostruito un arnese che porta ad un'estremità un disco rotante coperto di carta vetrata fine, ortogonale alla ruota infilata su un perno mobile: così, man mano che la giro, il disco abrasivo "pareggia" la circonferenza con buona precisione.
Per i perni e gli alberi sto pensando comunque al metallo: nei primi esperimenti ho infilato le piccole ruote su pezzetti di fil di ferro, ottenendo attriti davvero minimi; nelle prime prove di montaggio del rotismo che ho progettato sto usando, per le ruote non concentriche, anche barre filettate da 3 mm (vedi foto: si tratta delle due ruote solidali da 12 denti che trasmettono il moto dalla ruota 73d alla 61d, che si intravvedono in secondo piano solidali alle rispettive ruote da 60 denti).

P3130010.JPG (122.92 KiB) Visto 1229 volte

Potrei usare perni in tondino di legno, ma certamente con pivot in filo di ferro o di ottone; il vantaggio della barra filettata è che mi permette di regolare con cura, tramite i dadi e le rondelle, la posizione assiale delle ruote e, tramite asole nelle platine, anche l'interasse (la barra filettata è fissa e le ruote girano libere).
Un grande difetto che riconosco nella mia progettazione è l'aver costretto le grandi ruote coassiali a sfregare le une sulle altre: volevo a tutti i costi minimizzare la profondità e così le ruote sono separate solo da sottili rondelle e la mancanza di canotti degni di questo nome è un problema. L'ingranamento funziona, avendo tenuto oltretutto le ruote piuttosto lasche, e può darsi che - vista la lentezza dei movimenti - gli attriti monumentali non siano un problema insormontabile, ma la cosa va decisamente riprogettata...

[Alberto777]

Per la suoneria delle mezz'ore ti confermo che è come dici. Ti allego qui un esempio di un orologio dove, con la freccia, indico la leva che viene alzata dal rastrello quando torna in posizione di riposo.
La leva così alzata sblocca il treno dei quarti che si mette in funzione perfettamente fasato col termine del battere delle ore.
Nel momento del primo quarto (o del terzo) dove l'orologio non batte le ore , il rastrello è già nella posizione di riposo, la leva in questione è già alzata, e il treno dei quarti è già libero di suonare il quarto corrispondente.

p.s.
Ti ho inviato un messaggio privato per un argomento OT


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[Andrea75]

Grazie, preziosissimo! Ecco, un'altra cosa che mi sono sempre domandato è: posto che quindi si tratta di un treno separato per i quarti (immagino anche volendo far battere solo le mezz'ore) come è possibile avere un solo peso motore per entrambi i treni? Lo chiedo perché ricordo bene che fino a pochi anni fa, prima che elettrificassero l'impianto (mantenendo però la possibilità di azionamento manuale) in uno dei campanili in cui sono solito suonare a festa le campane quando passo del tempo nelle valli bergamasche, era in funzione un orologio meccanico (ancora conservato ma di cui non so dirvi nulla, non ci ho mai fatto attenzione più di tanto) dotato appunto solo di due grossi pesi in cemento, uno per il treno del tempo e uno, più piccolo, per la suoneria di ore e mezze (con due grossi, spettacolari martelli a gravità purtroppo non conservati). Allora non sapevo cosa fosse ma ricordo benissimo che alcuni minuti prima dello scoccare dell'ora si sentiva distintamente, dall'interno della torre, il "trrrrr-r-r-r" della ventola durante la preparazione. Mi studio la fotografia che hai postato e vado a leggere il tuo messaggio: grazie!

[Alberto777]

Riguardo un solo peso motore per entrambi i treni non ti so rispondere con precisione quindi evito per non scrivere cose errate. Speriamo in un intervento di chi ne sa più di me.

Per questo invece : "posto che quindi si tratta di un treno separato per i quarti (immagino anche volendo far battere solo le mezz'ore)" posso dirti che se vuoi far battere solo le mezze ore non c'è bisogno di un treno dedicato.
Generalmente (poi di metodi di sicuro ce ne sono altri) viene montata una camma piana a chiocciola sul perno dei minuti (che compie un giro ogni ora); su questa camma appoggia l'asta che comanda il martello che batte la mezza (non quello che batte le ore che viene comandato da un treno tutto suo).
L'asta impiega quindi un' ora esatta ad alzarsi (dalla mezza alla mezza successiva) in quanto "striscia" sulla chiocciola.
Quando la lancetta dei minuti si trova sulla mezza (e quindi anche il suo perno e la relativa camma opportunamente orientata) l'asta, tirata dal martello, è libera di cadere dalla camma e il martello stesso batte sulla campana senza alcun bisogno di un treno dedicato.
E questo è già sufficiente se ti basta un semplice colpo di campana alla mezza (senza anche i rintocchi delle ore).

Se invece desideri anche i rintocchi delle ore, per la fasatura, cioè se vuoi che la mezza suoni solo al termine del battito delle ore, la leva che ho indicato con la freccia nella figura precedente tiene ferma l' asta delle mezze la quale è quindi libera di muoversi solo se può cadere dalla chiocciola (come prima spiegato) e se il rastrello ha terminato la sua corsa.

Nel caso che ho appena illustrato, il treno delle ore avrà il suo peso motore mentre il battito della mezza viene comandato dal treno del tempo e quindi non c'è bisogno di un ulteriore peso (ciò non risponde alla tua domanda principale ma è solo per chiarimento)

Nel caso la spiegazione non sia chiara dimmelo pure che vedo di migliorarla.

[Andrea75]

Grazie Alberto, è chiarissimo almeno in linea di principio e spiega perfettamente la presenza di due soli pesi - non avevo pensato alla possibilità che il martello della mezza potesse comportarsi in modo simile alla suoneria al passaggio dei primissimi svegliatori monastici, mi par di capire che il principio sia identico al netto della lieve complicazione per la fasatura con il battito delle ore. Quando ho tempo vedo di provare a disegnarmelo: in genere l'approccio visivo mi aiuta a capire meglio.
Grazie ancora!

[Andrea75]

Alla ruota da 60 denti è solidale una grande ruota da 73 denti, che quindi gira anch'essa in 120 ore; due ruote da 12 denti (in basso a destra nel disegno sotto) si fanno carico di trasmettere il moto ad una ruota da 61 denti coassiale a quella da 73 che, quindi, ruoterà in 120x(73/61) = 143.607 ore pari a 5,983 giorni.

Mi autocito perché mi sono reso conto, riguardando i calcoli che avevo fatto a suo tempo, della prima grossa castronata: ho invertito i ruoli, per così dire, delle due grandi ruote da 73 e 61 denti. Se voglio un rapporto di 73/61 occorre che la ruota da 61 denti sia motrice e quella da 73 sia condotta: dovrò quindi invertirne il montaggio rispetto ai disegni che ho postato (e rispetto a quanto già fatto anche nella realtà...). Non dovrebbe essere complicato, ma... !

[Andrea75]

... Mentre continuo, in modo altalenante causa i molti impegni, a lambiccarmi sul mio embrione di quadrante astronomico torno un po' più in tema rispetto alla discussione.
Mi domandavo come far battere ore e mezz'ore alle campane della mia torretta, e la soluzione più ovvia mi era sembrata il classico treno ore con chiocciola e rastrello; così ho iniziato a disegnarne uno, scontrandomi con tutte le difficoltà che la progettazione di un simile meccanismo comporta. Sono arrivato abbastanza facilmente alla giusta proporzione tra rastrello e chiocciola: ma la progettazione del resto del ruotismo, tra manina, ruota d'arresto, leve e camme non è per nulla banale - oltretutto si tratta di lavorare pezzi che devono avere tolleranze di interazione reciproca piuttosto strette perché il concatenarsi dei vari eventi dalla preparazione al battito orario avvenga con precisione. Il disegno vettoriale aiuta molto, ma, come si dice, tra il dire e il fare...
Mentre ci ragionavo mi sono imbattuto provvidenzialmente in questa pagina e poi in questa: una breve ricerca in rete mi ha portato a guardare alcuni video del semplicissimo funzionamento di questa suoneria, che permetterebbe con molto meno sforzo progettuale di suonare ore e mezze esattamente come sento fare nei grandi orologi da torre, con gli unici inconvenienti di una certa rumorosità nel tempo in cui il ruotismo gira a vuoto e di un'autonomia di carica relativamente limitata.
Mi domandavo anche se qualcuno di voi ne ha mai sentito parlare? Immagino certamente di sì, anche se non ho trovato nulla sul forum...
Approfitto, visto che non so quando scriverò di nuovo, per augurare a tutti un buon Natale!