El escape de palanca , inventado por el relojero inglés Thomas Mudge en 1754 (aunque se utilizó por primera vez en 1769), es un tipo de escape que se utiliza en casi todos los relojes mecánicos , así como en pequeños relojes mecánicos sin péndulo, despertadores y temporizadores de cocina .
Un escape es un mecanismo mecánico que envía impulsos al volante del reloj , manteniéndolo oscilando hacia adelante y hacia atrás, y con cada oscilación del volante permite que el tren de engranajes del reloj avance una cantidad fija, moviendo así las manecillas hacia adelante a un ritmo constante. El escape es lo que produce el sonido de "tictac" en los relojes mecánicos.
El escape de áncora fue inventado por el relojero británico Thomas Mudge alrededor de 1754, [1] [2] y mejorado por Abraham-Louis Breguet (1787), Peter Litherland (1791) y Edward Massey (1800). Su forma moderna ("de rodillos de mesa") fue desarrollada por George Savage a principios del siglo XIX. [1] [2] Desde aproximadamente 1900, prácticamente todos los relojes mecánicos, despertadores y otros relojes portátiles han utilizado el escape de áncora.
Las ventajas de la palanca son, en primer lugar, que es un escape "desprendido"; permite que el volante oscile completamente libre del escape durante la mayor parte de su oscilación, excepto cuando se le da un impulso corto, mejorando la precisión del cronometraje. En segundo lugar, debido al "bloqueo" y "tirada" su acción es muy precisa. En tercer lugar, es autoarranque; si el reloj se sacude durante el uso y el volante se detiene, volverá a arrancar. Una versión más barata y menos precisa del escape de palanca, llamada escape de paletas de pasadores , inventada por Georges Frederic Roskopf en 1867, se utiliza en relojes y temporizadores.
La rueda de escape está engranada con el tren de ruedas del reloj , que le aplica par desde el resorte principal . La rotación de la rueda de escape está controlada por las paletas . La rueda de escape tiene dientes de forma especial, ya sea en forma de trinquete o de maza, que interactúan con las dos joyas llamadas paletas de entrada y salida. La rueda de escape, excepto en casos excepcionales, tiene 15 dientes y está hecha de acero. Estas paletas están unidas sólidamente a la palanca, que tiene en su extremo una horquilla para recibir el pasador de impulso de rubí del rodillo de volante que está fijado al eje del volante . El volante es devuelto a su posición central estática por un resorte de volante adjunto (no se muestra en el diagrama). En el diseño moderno es común que los montajes de las paletas y la horquilla se fabriquen como un solo componente. La palanca está montada en un eje y es libre de girar entre dos pasadores de bancada fijos.
En reposo, uno de los dientes de la rueda de escape estará bloqueado contra una paleta. Como se muestra en el diagrama, la rueda de escape gira en el sentido de las agujas del reloj y el diente de entrada está bloqueado en su lugar contra la paleta de entrada, mientras que la palanca se mantiene en su lugar mediante el pasador de inclinación izquierdo. El pasador de impulso está ubicado dentro de la horquilla de la palanca y el volante está cerca de su posición central. Para comenzar, la horquilla de la palanca debe recibir un pequeño impulso de la rotación en sentido contrario a las agujas del reloj del volante a través del pasador de impulso (por ejemplo, al ser sacudido) que hace girar la palanca ligeramente en el sentido de las agujas del reloj fuera del pasador de inclinación izquierdo. Esto desbloquea la paleta de entrada, lo que permite que la rueda gire en el sentido de las agujas del reloj.
A medida que la rueda de escape motorizada gira en el sentido de las agujas del reloj, el diente de entrada se desliza a lo largo del plano de impulso inclinado de la paleta de entrada. Esto hace girar las paletas sobre su eje, lo que coloca la paleta de salida en el camino de la rueda de escape giratoria. Una vez que el diente de entrada abandona el plano de impulso de la paleta de entrada, la rueda puede girar una pequeña cantidad (llamada caída) hasta que el diente de salida de la rueda de escape aterriza en la cara de bloqueo de la paleta de salida. Se dice que la rueda está bloqueada en la paleta de salida. Desde la liberación de la paleta de entrada hasta este punto, la rueda de escape habrá girado exactamente la mitad del ángulo de 24 grados entre dos dientes.
El impulso que recibe la paleta de entrada cuando el diente se desplaza sobre la cara de impulso se transmite por la palanca al volante a través del pasador de impulso de rubí en el rodillo del volante. La palanca se mueve hasta que se apoya contra el pasador de inclinación derecho; se mantiene en esta posición por la fuerza del diente de salida contra la joya de la paleta de salida (llamada tirador). Esto significa que para desbloquear la rueda debe girarse hacia atrás un poco, lo que se realiza mediante el impulso de retorno del volante a través del pasador de impulso.
Después de que el diente de salida se bloquea, el volante gira en sentido contrario a las agujas del reloj, sin interferencias del escape, hasta que el espiral lo tira hacia atrás en el sentido de las agujas del reloj y el pasador de impulso vuelve a entrar en la horquilla. Esto desbloqueará el escape, liberando la rueda de escape para que el diente de salida pueda deslizarse sobre el plano de impulso de la paleta de salida, que transfiere un impulso en el sentido de las agujas del reloj al pasador de impulso del volante a través de la horquilla de palanca, mientras empuja la palanca hacia arriba contra el pasador de inclinación izquierdo. La rueda de escape vuelve a caer hasta que el diente de entrada se bloquea en la paleta de entrada, que ahora se mantiene en su lugar mediante el pasador de inclinación izquierdo a través de la palanca. El volante continúa en el sentido de las agujas del reloj, nuevamente sin interferencias, hasta que el espiral lo tira hacia atrás a la posición central. Luego, el ciclo comienza de nuevo.
Cada movimiento de ida y vuelta del volante desde y hacia su posición central corresponde a la caída de un diente (llamado golpe). Un escape de áncora de reloj típico late a 18.000 o más golpes por hora. Cada golpe le da al volante un impulso, por lo que hay dos impulsos por ciclo. A pesar de estar bloqueado en reposo la mayor parte del tiempo, el volante de escape gira normalmente a una media de 10 rpm o más.
El origen del sonido "tic tac" se debe a este mecanismo de escape. A medida que el volante se balancea hacia adelante y hacia atrás, se escucha el sonido del tic tac.
La fiabilidad del escape de áncora moderno depende del ángulo de tiro; las paletas están en ángulo de modo que la rueda de escape debe retroceder un poco durante el desbloqueo. El ángulo de tiro mantiene la áncora contra los pasadores durante la parte desprendida del ciclo de funcionamiento. El ángulo de tiro suele ser de unos 11 a 15 grados con respecto al radial.
Los primeros escapes de palanca carecían de tiro (de hecho, algunos fabricantes lo consideraban perjudicial como causa de fricción adicional al desbloquear); como resultado, una sacudida podía provocar el desbloqueo del escape.
La mayoría de los relojes mecánicos modernos son relojes de palanca con joyas, que utilizan rubíes sintéticos o zafiros para las áreas del reloj de mayor desgaste.
Una versión más barata y menos precisa del escape de áncora se utiliza en despertadores , temporizadores de cocina , relojes de repisa y, hasta finales de la década de 1970, relojes baratos, llamado escape Roskopf , de palanca de pasadores o de paletas de pasadores en honor a Georges Frederic Roskopf , quien lo produjo en masa a partir de 1867. Funciona de manera similar a la palanca, excepto que las joyas de las paletas de la palanca se reemplazan por pasadores metálicos verticales. En un escape de áncora, las paletas tienen dos caras en ángulo, la cara de bloqueo y la cara de impulso, que deben ajustarse cuidadosamente a los ángulos correctos. En el escape de paletas de pasadores, estas dos caras están diseñadas en la forma de los dientes de la rueda de escape, lo que elimina los ajustes complicados. Los pasadores están ubicados simétricamente en la palanca, lo que hace que el ajuste del ritmo sea más simple. Los relojes que usaban estos escapes se llamaban relojes de palanca de pasadores y han sido reemplazados por relojes de cuarzo baratos.
Una tendencia reciente en el diseño de escapes es el uso de nuevos materiales, muchos de ellos tomados de la industria de fabricación de semiconductores . [3] Un problema con el escape de áncora es la fricción. El diente de la rueda de escape se desliza a lo largo de la cara de la paleta, lo que provoca fricción, por lo que las paletas y los dientes deben lubricarse. El aceite eventualmente se espesa, causando inexactitud y requiriendo limpieza y reengrase del movimiento aproximadamente cada 4 años. Una solución es hacer la rueda de escape y otras partes de materiales más duros que el acero, eliminando la necesidad de lubricación. Los materiales que se están probando incluyen silicio , fósforo de níquel, diamante y diamante sobre silicio. Ulysse Nardin en 2001, Patek Philippe en 2005 y Zenith en 2013 introdujeron relojes con ruedas de escape de silicio.