Dos corazones: Relojes de doble oscilador

Analizamos la anatomía de relojes que duplican componentes críticos como el oscilador para ofrecer un rendimiento de cronometraje óptimo.

Vacheron Constantin

Texto original de Cheryl Chía

Un reloj mecánico funciona con la misma premisa que hace más de 200 años: un sistema curiosamente completo de piezas diminutas que se mueven en perfecta armonía. Comienza con un resorte principal enrollado que, cuando se enrolla con fuerza, hace que una sucesión de ruedas dentadas gire, impulsando las manecillas, mientras que un escape regula el gasto de energía para garantizar que el cronometraje sea preciso. Su corazón es el volante unido a una espiral que “respira”, enrollándose y desenrollándose. Conocidos colectivamente como el regulador, controlan el escape, lo que crea el característico “tic tac” de un movimiento. Este sistema único y compuesto es todo lo que se necesita para que un movimiento cobre vida.

Sin embargo, hay varios casos en los que el diseño de un movimiento se desvía de esta anatomía básica, especialmente al duplicar componentes críticos como el regulador para ofrecer un rendimiento de cronometraje óptimo con respecto al motivo del fabricante. Aunque los relojes con reguladores dobles ofrecen un efecto visual similar de simetría en todos los ámbitos, funcionan con principios marcadamente diferentes y se pueden clasificar en tres grupos principales.

Dos sistemas de transmisión independientes

En teoría, los más simples son los relojes con dos sistemas de transmisión independientes y completos (doble barrilete, tren de engranajes y reguladores), cada uno dedicado a una función diferente. Esencialmente, dos movimientos separados en un reloj, este formato se emplea a menudo para reducir la carga en el tren de engranajes. Ha demostrado ser especialmente beneficioso para complicaciones que, de lo contrario, requieren una gran inercia, como el cronógrafo.

El principal objetivo de una construcción de este tipo en un cronógrafo es acabar con los sistemas de acoplamiento y sus inconvenientes asociados. Ya se trate de embragues verticales u horizontales, un mecanismo de cronógrafo es, en mayor o menor medida, una carga adicional expulsada de la cuarta rueda en un movimiento: la rueda más rápida en el tren de engranajes, así como la que tiene el menor par, siendo la más lejana. del resorte principal. Aislar completamente el cronógrafo del tren de engranajes de cronometraje dará como resultado una mayor estabilidad de la frecuencia.

A menudo, para aprovechar al máximo este formato, el segundo sistema de transmisión se utiliza para alimentar un balance de alta frecuencia a fin de lograr una lectura más precisa más allá del estándar de un sexto (3 Hz) o un octavo (4 Hz) de segundo.

Breguet
El Breguet Tradition Chronographe Indépendant 7077 con dos sistemas de transmisión independientes; uno para el cronometraje y otro para el cronógrafo.

En relojes como el Breguet Tradition Chronograph 7077, se utilizó un sistema de transmisión independiente para alimentar un cronógrafo de 5 Hz, mientras que el equilibrio del cronometraje funciona a 3 Hz más sedentarios. Una balanza de 5 Hz, sin embargo, vibra hasta 172.800 veces más que una balanza de 4 Hz en un día, es decir, genera mucha más fricción. Por lo tanto, el escape utiliza una horquilla de paleta de silicona para reducir la fricción. La fuente de alimentación del cronógrafo es un resorte lineal en forma de cuchilla que se dobla cuando se activa el botón de reinicio, alimentando el cronógrafo durante 20 minutos cuando es necesario.

Zenith
El Zenith El Primero Defy 21 con dos resortes principales, trenes de engranajes y escapes separados, aislando así el escape de alta frecuencia para que la activación del cronógrafo no afecte el cronometraje.

Un ejemplo más potente que explota el potencial de una construcción de doble tren es el Zenith El Primero Defy 21. Al igual que el Breguet Tradition Chronograph, fue diseñado con sistemas de transmisión completos y separados para la función de cronógrafo y cronometraje, pero en lugar de un resorte de hoja. , presentaba un cilindro de resorte real adecuado para el cronógrafo, que brindaba un mayor par para lograr una frecuencia más alta. Mientras que el escape de cronometraje funciona a una frecuencia de 5 Hz, el escape del cronógrafo funciona a 50 Hz, lo que lo convierte en un verdadero cronógrafo de 1/100 de segundo. Para reducir la inercia y el desgaste, tanto las horquillas para paletas como las ruedas de escape están hechas de silicona, que ofrece una excelente resistencia a la fricción y ahorro de energía, lo que ayuda a proporcionar una frecuencia más alta y minimiza los efectos del desgaste.

Defy 21
El Defy 21 es un cronógrafo sin embrague, construido con dos trenes de ruedas independientes.
Oscilador
El tren de ruedas para el cronógrafo de 1/100 de segundo; la cuarta rueda está ubicada en el medio para conducir los segundos del cronógrafo directamente.

Más allá de los cronógrafos, un reloj que empleó una construcción de doble tren de una manera particularmente novedosa fue el Vacheron Constantin Traditionnelle Twin Beat Perpetual Calendar. Aborda el problema de tener que restablecer un calendario perpetuo que ha permanecido inactivo al prolongar el par del resorte real. Mientras que el movimiento cuenta con barriles dobles, trenes de engranajes y osciladores, los barriles están acoplados en serie y se desenrollan a dos velocidades diferentes gracias a un diferencial.

Vacheron Constantin
El calendario perpetuo Vacheron Constantin Traditionnelle Twin Beat con trenes de ruedas dobles y osciladores, cada uno dedicado a un modo diferente, logrando una reserva de energía de 65 días en modo de espera.

Cada barril alimenta un volante que funciona a una frecuencia de 5 Hz y 1,2 Hz respectivamente para dos modos diferentes. En modo activo, el reloj funciona a una frecuencia de 5 Hz con una reserva de energía de cuatro días, mientras que en modo de espera, el reloj funciona a una frecuencia de 1,2 Hz y recibe la energía suficiente para mantener las indicaciones del calendario funcionando hasta 65 días.

Vacheron Constantin
Oscilador

Sin embargo, el concepto de tener dos sistemas de transmisión independientes no debe confundirse con movimientos que incorporan barriletes gemelos y trenes de engranajes que accionan un solo escape, como el Jaeger-LeCoultre Duomètre à Chronographe y el Grönefeld One Hertz, en los que se extrae la potencia. de una fuente separada puramente para reducir la pérdida de amplitud en un solo volante de 3 Hz. También están el Charles Frodsham Double Impulse Chronometer y el Bernhard Lederer Central Impulse Chronometer, los cuales cuentan con una arquitectura de doble tren para eliminar el juego en el escape de doble rueda independiente.

Relojes diferenciales

El segundo grupo de relojes se diseñó con escapes gemelos y reguladores accionados por un diferencial para promediar mecánicamente sus errores de ritmo. El primer reloj de pulsera de este tipo fue el Philippe Dufour Duality lanzado en 1996. Dufour se inspiró en un reloj de bolsillo de doble regulador de la década de 1930 producido por los estudiantes de la escuela de relojería en su ciudad natal de Le Sentier. El engranaje diferencial, por otro lado, tiene una historia que se remonta a 1827. Fue inventado por el relojero e ingeniero francés Onésiphore Pecqueur y resultó vital para el desarrollo del automóvil.

Philippe Dufour
El Philippe Dufour Duality fue el primer reloj de pulsera en incorporar reguladores duales impulsados ​​por un diferencial (Imagen: The Hour Glass)

En Duality, un diferencial en la cuarta rueda  promedia la diferencia de tasa entre los dos balances y produce una sola salida para la visualización de la hora. Así, si uno, por ejemplo, late a un ritmo de +2s y el otro a -2s, el reloj alcanza una desviación cero perfecta. Los dos escapes en este enfoque sirven a un solo tren de engranajes, que no debe confundirse con un reloj de resonancia en el que dos movimientos individuales unidos por una placa principal común logran una tasa promedio única a través del principio de resonancia (más sobre eso a continuación).

Philippe Dufour
El diferencial divide la potencia del resorte principal y promedia sus errores para lograr una única desviación promediada para la visualización de la hora (Imagen: El reloj de arena)

El Duality finalmente se convirtió en la inspiración para el MB&F Legacy Machine 2 en 2013. Este último presentaba dos volantes sobre el dial, con parte del diferencial expuesto a las seis en punto. Esta construcción difiere ligeramente; el diferencial está ubicado en la segunda rueda del movimiento y divide la potencia en dos trenes separados. La rueda expuesta impulsa el primer piñón de la tercera rueda a la derecha mientras que la otra rueda, colocada en el lado trasero del diferencial, impulsa el segundo piñón de la tercera rueda.

MB&F
El MB&F Legacy Machine 2 con la rueda motriz del diferencial expuesta a las seis en punto en el dial.

Vale la pena señalar que es el diferencial el que impulsa los escapes, y no a la inversa. El diferencial divide la potencia del resorte principal, distribuyendo la energía a cada escape, mientras promedia sus respectivos errores para producir una sola salida. Este formato de precisión creciente se presta particularmente bien al espectáculo visual, ya que la confianza en un solo tren de engranajes deja espacio para múltiples osciladores o tourbillons. Algunos ejemplos incluyen el Antoine Preziuso Tourbillon of Tourbillons, así como el Roger Dubuis Double Flying Tourbillon con diferencial y el Excalibur Quatuor.

Roger Dubuis
El Roger Dubuis Excalibur Quatuor equipado con cuatro osciladores que están unidos por tres diferenciales.

En particular, el Excalibur Quatuor presenta cuatro balances, cada uno inclinado en un ángulo de 45 grados en el borde del movimiento para compensar las variaciones de velocidad causadas por los cambios de posición. Para lograr una salida única, fue necesario un total de tres diferenciales para unir los equilibrios en el tren de engranajes. El par de balanzas en la parte superior son impulsados ​​por un diferencial en la tercera rueda, mientras que un segundo diferencial impulsa el par en la parte inferior. Los errores de estos dos diferenciales son a su vez promediados por un tercer diferencial en la segunda rueda del movimiento.

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Roger Dubuis
Las ubicaciones aproximadas de los diferenciales en el Roger Dubuis Quatuor.

Sin embargo, un reloj que combinó el diferencial con otras soluciones exóticas para la estabilidad de la velocidad fue el Greubel Forsey Double Balancier en el que el diferencial que impulsa ambos escapes funciona como un mecanismo de fuerza constante.

Greubel Forsey
Greubel Forsey de Balanza Doble

El diferencial actúa como un remontoir d’égalité que garantiza una transmisión de potencia constante a las respectivas ruedas de escape, independientemente del estado del viento del movimiento. Esto se logra con un resorte adicional unido al conjunto de engranajes que componen el diferencial. El resorte se rebobina una vez cada cuatro minutos, sirviendo como almacén secundario y fuente de energía. Además, los osciladores dobles están inclinados en un ángulo de 30 grados con respecto a la placa principal para evitar los errores gravitacionales más extremos tanto en posición horizontal como vertical. También están colocados en simetría, es decir, inclinados entre sí de modo que los errores de posición de una balanza en cualquier posición determinada se compensan con los experimentados por la otra a través del diferencial.

Doble Oscilador
El diferencial que impulsa los dos escapes funciona como un mecanismo de fuerza constante.

Relojes de resonancia

La tercera variedad de relojes incorpora dos sistemas de transmisión independientes que logran una única salida promediada mediante resonancia torsional gracias a una placa principal o puente compartido. El primer reloj de pulsera en lograr un verdadero efecto de resonancia fue el FP Journe Chronomètre à Résonance, lanzado en 2000. Estaba inspirado en el No. 3177 de Breguet, un reloj de resonancia que François-Paul Journe había encontrado durante su tiempo como restaurador.

FP Journe
FP Journe Chronometre a Resonance Platinum (2000), Chronometre a Resonance en platino y oro rosa 2020 (Imagen: The Hour Glass).

El fenómeno de la resonancia, sin embargo, fue observado por primera vez por el científico holandés Christiaan Huygens, quien descubrió que dos de sus relojes de péndulo, que estaban suspendidos de una viga de madera común, tendían a mostrar un movimiento simpático. Este fenómeno fue posteriormente investigado y desarrollado por Antide Janvier y Abraham-Louis Breguet, quienes se destacaron por haber fabricado relojes con sistemas de doble péndulo, cada uno impulsado de forma independiente. La base de la resonancia en un reloj es una mayor precisión, ya que cualquier desviación en la velocidad de un péndulo tendía a ser cancelada por el otro.

En última instancia, el elemento clave para que se produzca la resonancia es su estructura de acoplamiento. Breguet fue uno de los primeros relojeros en lograr con éxito el fenómeno de la resonancia en los relojes de bolsillo. Habiendo probado y visto que la resonancia podía ocurrir en el vacío, se dio cuenta de que el efecto dependía de la resonancia torsional: la transferencia de vibración de los grifos de equilibrio a la placa principal compartida.

En un reloj de pulsera se aplica la misma lógica; hay una tendencia a que las vibraciones de dos volantes se sincronicen, logrando así una mejor estabilidad de frecuencia que la que cualquiera de los dos balances puede lograr por sí solo. La advertencia a esto es que las fuerzas de acoplamiento son inherentemente débiles. Los dos volantes deben ajustarse para que sus velocidades estén lo más cerca posible entre sí mientras están en suspensión libre, ya que al tener un regulador de índice con dos pasadores, se reduce el efecto de la vibración transmitida desde la espiral hacia la llave y la placa principal.

El Chronomètre à Résonance sigue siendo la interpretación más fiel de los relojes de bolsillo de resonancia de Breguet; sin embargo, desde entonces Journe ha desarrollado un nuevo movimiento de resonancia con varias actualizaciones técnicas. Los trenes de engranajes gemelos ahora son impulsados ​​por un solo barril, gracias a un diferencial que divide la potencia a cada tren. Además, cada tren de engranajes ahora está equipado con su propio remontoir d’égalité para abordar el problema del par desigual entregado al volante cuando el resorte real se desenrolla. Como resultado, el balance logra una amplitud más constante y, en consecuencia, un mayor grado de estabilidad de frecuencia.

Chronomètre à Résonance
El nuevo Chronomètre à Résonance incorpora un diferencial que divide la potencia de un solo cilindro en dos trenes de engranajes separados, cada uno equipado con un remontoir (Imagen: El reloj de arena)
Doble Oscilador
La energía de un solo barril se divide en trenes gemelos a través de un diferencial en el medio. Luego, la resonancia se logra más adelante en la línea.

Varios otros se han basado en los hallazgos de Breguet, sobre todo Armin Strom, que hasta la fecha ha introducido un total de cuatro relojes de resonancia, incluido un repetidor de minutos. Su método para lograr resonancia es uno de los más confiables y eficientes. Para reforzar la fuerza de acoplamiento entre los dos volantes, las curvas terminales exteriores de las espirales están conectadas directamente entre sí a través de un resorte de embrague patentado.

Doble Oscilador

Esta conexión física obliga a que ambas balanzas latan en simpatía, es decir, asegura que la resonancia se produzca con mayor facilidad. Además, la arquitectura de doble tren en un reloj de resonancia es un lienzo conveniente para indicaciones y complicaciones adicionales. En el Masterpiece 1 Dual Time Resonance GMT, por ejemplo, la marca aprovechó al máximo la construcción haciendo que cada tren de engranajes impulsara una indicación de zona horaria diferente.

Armin Strom
El Armin Strom Masterpiece 1 Dual Time Resonance GMT en el que cada tren de engranajes impulsa una pantalla de zona horaria diferente.

Un desarrollo aún más exótico y elaborado fue el Haldimann H2 Flying Resonance. A diferencia de los relojes de resonancia antes mencionados, en los que se duplican el barrilete, el tren de engranajes y el volante, llegando a dos sistemas independientes, el H2 Flying Resonance se basa en un solo tren de engranajes para impulsar un carro de tourbillon que alberga dos volantes y escapes. Una rueda de escape está equipada con un remontoir d’égalité que sirve para proporcionar una cantidad constante de par al volante, que luego influye en el segundo volante a través del principio de resonancia. Al mismo tiempo, el remontoir también permite que las ruedas de escape se desacoplen para evitar que el escape se bloquee, ya que este formato emplea un solo tren de engranajes y normalmente requeriría un diferencial para dividir la potencia en ambos escapes. Además, los dos volantes del H2 Flying Resonance están unidos físicamente por un resorte recto que una vez más ayuda a fortalecer su fuerza de acoplamiento.

Haldimann
El ultra exótico Haldimann H2 Flying Resonance equipado con un tourbillon volante de doble balance, que por definición se basa en un solo tren de engranajes.

Sin embargo, la interpretación más extravagante del principio de la resonancia es el Vianney Halter Deep Space Tourbillon Resonance. Un solo resorte real impulsa el tourbillon (de triple eje en este caso) que alberga un par de volantes y escapes. La energía se distribuye a cada conjunto de engranajes y escape a través de un diferencial, lo que garantiza que ambos sistemas funcionen de forma independiente para que los efectos vibratorios de la resonancia se produzcan únicamente a través de una jaula compartida con una construcción tipo pilar.

Vianney
El Vianney Halter Deep Space Tourbillon Resonance con un tourbillon de tres ejes que alberga dos volantes
Doble Oscilador
La configuración de dos balanzas que logran resonancia a través de una jaula compartida

La jaula más interna gira sobre el primer eje una vez por minuto. Esta jaula se asienta en una estructura transversal que gira alrededor de un eje horizontal en seis minutos y toda la estructura está montada a su vez sobre una cuna que completa una revolución en su eje vertical en 30 minutos.

El atípico

Más allá de los tres tipos principales de relojes con doble oscilador, hay un reloj en particular que logra una mayor estabilidad de frecuencia con un enfoque completamente diferente: el Audemars Piguet Royal Oak Double Balance Wheel.

Audemars Piguet
Audemars Piguet Royal Oak Double Balance Openworked.

Al igual que con un movimiento estándar, presenta un solo barrilete, tren de engranajes y escape, que impulsa el volante. Este volante, sin embargo, está montado en la misma barra de equilibrio que un segundo volante. Como tal, los dos volantes giran sincronizados, produciendo un ritmo único.

Dobla oscilador
Los dos saldos en este formato están montados en la misma balanza personal para aumentar la inercia, mejorando así la estabilidad de la tasa.

El cronometraje en general se beneficia de un volante con alta inercia, a diferencia del escape donde se favorece la baja inercia. Esta configuración patentada esencialmente permite que cada volante mantenga su diámetro mientras aumenta la inercia rotacional, lo que resulta en una mayor estabilidad frente a los golpes en comparación con un solo volante. Además, las espirales tienen puntos de fijación opuestos, cada uno respirando de manera inversa al otro, promediando los errores mientras mantienen las ruedas de equilibrio centradas independientemente de la posición.