EXTático

Barrilete con Involute gear

Filed under: Ingeniería y Diseño,Movimiento — Gilberto Salas junio 30, 2009 @ 10:33 am


Barrilete con el script de Rhinos en V-Ray

Hoy en día la curva más usada para los perfiles de engranaje es la involuta. Esta es muy fácil de construir por medios mecanizados y permite cierta holgura con mayor precisión para cualquier tipo de ruedas de engranaje. En relojería la que más se usa es la cicloide, pero puede que sea un poco obsoleta a mi jucio. Es muy difícil de construir por medios de mecanizados, aunque con los procesos de mimotec por electrodeposición se puede conseguir mucho más fácilmente. Además, la cicloide es la curva que llevan usando los relojeros desde hace siglos y ello es debido porque es mucho más fácil de construir con un cutter o el instrumental artesano, pero por necesitarse mayor precisión su coonstrucción daba muchos problemas de precisión. Con el mecanizado de los engranajes esto ya no es porblema, pero aun así tiene algunas desventajas con respecto a la involuta, que ya explicaré más detenidamente.

El Rhinosceros Involute Gear es un script, que significa que es un conjunto de instrucciones, permitiendo pequeñas tareas y utilidades. En el caso de este programa puede trazar un perfil de una involuta si se le introducen los datos convenientes para ello. Si se coloca el pitch circular, el número de dientes el ángulo de presión que suele ser de 20º en la involuta, incluso el adendum y el dedendum o el ancho del diente. Todos estos datos los hemos calculado previamente gracias a las fórmulas elaboradas para la involuta, que una vez introducidos se forma el perfil del engranaje inmediatamente.

Una vez conseguido el perfil, se puede dimensionar en 3D con las cotas de la rueda para cada elemento, simular el sólido, archivarlo y exportarlo tanto a Inventor como a Catia. Con ello se puede posteriormente crear o variar el STL para comprobar interferencias. Hoy probaremos si se puede crear un perfil para cremallera de involuta con el Rhino, aunque con el Inventor y Catia esto es bastante fácil una vez que se tiene el perfil de la engranaje de involuta.

Es una manera muy fácil de crear elementos sólidos en 3D de una manera rápida y eficaz. Exportando el archivo e incorporando estos a la plaina ya diseñada o si se tiene la distancia entre ejes con tres decimales, se consigue comprobar de una manera casi express si los elementos van a coincidir o no. Otra cosa es la cinemática que para ello está el Tellwatch.

Un saludo desde la Hora Española

Micromecánica (V)

Filed under: Ingeniería y Diseño,Movimiento — Gilberto Salas junio 29, 2009 @ 8:28 am

Dentro del contexto de los relación de engranajes, en la micromecánica de movimientos es muy importante los ratios entre los dientes de las ruedas y de los piñones. Además esto incluye el número de revoluciones.

El primer ratio se obtiene de dividir el número de dientes de las ruedas por el número de dientes de los piñones de un tren de trasmisión de engranajes. Así, la relación sería:

z1/z2.z3/z4.z5/z6=i
z1=dientes de la rueda de centro
z2=dientes del piñón de la rueda intermedia o 3ª
z3=dientes de la 3ª rueda
z4=dientes del piñón de la rueda de segundos o 4ª
z5=dientes de la rueda de segundos o 4ª
z6=dientes del piñón de la rueda de escape
i=trasmisión del ratio

En un UNITAS la relación sería la siguiente
z1=80
z2=10
z3=60
z4=8
z5=70
z6=7
Entonces i=z1/z2.z3/z4.z5/z6=80.60.70/10.8.7=336.000/560=600, que es el ratio de trasmisión de un movimiento UNITAS con respecto a su tren de engranaje, donde el número de revoluciones de la rueda de centro equivale a n1=1 y la rueda de segundos es de n4=60. Asimismo hay que contar siempre que en un movimiento como el UNITAS de 18.000 alternancias el valor de los dientes de la rudad de escape es fijo a 15.

Creo que con estos datos podemos pasar a un nivel más alto, que es la descripción de los perfiles de engranajes para curvas cicloides e involutas, que es la que usa ETA y la más común y posiblemente más evolucionada para este tipo de movimientos más grandes. A mi juicio la involuta es la más avanzada curva que se puede disponer hoy en día para movimientos de relojes. Por ello me voy a detener en la involuta que además es filosóficamente es parte de nuestro concepto.

Micromecánica (IV)

Filed under: Ingeniería y Diseño,Movimiento — Gilberto Salas junio 28, 2009 @ 9:04 am


Pitch circular

Quizá los datos más importantes en un movimiento son los que se necesitan para calcular los ratios del ten de engranaje, donde entran el pitch o el paso de la rueda de engranaje, el número de revoluciones y los dientes de toda la trasmisión. Además también hay que contar que dependiendo del perfil de engranaje se puede calcular la relación de la dimensión de la rueda con el módulo de relación de engrane y el número de dientes.

Sobre el tema de los perfiles ya he hablado bastante, pero hay que dar una matización. Los perfiles que mejor se adaptan a los movimientos grandes son los que dan origen a curvas involutas. Estos perfiles son los de SMH (Suis de Microelectronique et d´ Horlogerie) que ha investigado el The Swatch Group y que usa ETA como perfil estándar de todos sus movimientos. A mi juicio el fundamento de la micromecánica está en el perfil de los engranajes, ya que gracias a estos, tendrán un paso o pitch muy suave con lo cual el módulo de engranaje estará muy de acuerdo a la relación entre las ruedas y el tamaño, que influirá en un menos rozamiento y mayor fiabilidad del movimiento. Por eso los movimientos ETA son tan apreciados por los constructores de movimientos, por la calidad de los perfiles de engranaje. Si hay un tipo de I+D que se pueda desarrollar en relojería es el de los perfiles de engranaje.

Para calcular el pitch o el paso de dos engranajes hay que imaginarse que son dos cilindros ásperos que están rodando conjuntamente pero en diferentes direcciones. Estos dos cilindros giran alrededor de un círculo cada uno, que si se crearan unos dientes en esos cilindros el movimiento se trasmite si deslizamiento. La figura de este movimiento es un círculo de cada cilindro o círculo del pitch, que se mide conforme a dos fórmulas
C=Z.P o C=2piR donde C es el la longitud del pitch circular Z es el número de dientes del engranaje y R el radio de la rueda de engranaje.

La fórmula que mide un pitch circular de un engranaje es la longitud del arco del pitch o paso con respecto al radio del diente y el módulo.El módulo es el valor que se obtiene de la división del diámetro de la rueda de engranaje y el número de dientes y está en relación a las dos ruedas que contactan por lo que debe de ser el mismo en una línea trazada entre los dos círculos de las dos ruedas de contacto. Las fórmulas serían:
P=M.pi donde P es el el pitch en mm y M el módulo. El módulo se mediría M=D/Z donde D es el diámetro del pictch y Z el número de dientes.

El ángulo del pitch de un diente de engranaje es el ángulo formado por dos líneas que van desde el centro del engranaje hasta el centro del perfil de dos dientes consecutivos. Se expresa en grados. Tdas estas fórmulas están relacionadas entre sí para poder despejar las diferentes variables de cada ecuación, en caso de faltar alguna o de comprobar los datos correctos que aparecen en los planos y medidas de los engranajes. Creo que el próximo día sí que podré hablar del tren de engranaje con los datos que hemos averiguado para el movimiento basado en el perfil de ETA.

Catia V5 para diseño, elementos finitos y CNC

Filed under: Ingeniería y Diseño,Nuevas tecnologías — Gilberto Salas junio 26, 2009 @ 9:42 am

Uno de los programas más interesantes de diseño industrial es el catia V5, aunque ya está la versión V6 en el mercado. Es un programa de CAD/CAM diseñado por Dassalut Systems, ahora propiedad de IBM. Como CAD o programa de diseño industrial parece que se puede manejar bastante bien con respecto a las formas. El problema que tienen la mayoría de los programas de diseño es la creación de formas, ya que es bastante complicado de realizrlas en otros programas. Con el Catia es muy fácil de realizarlas además que se minimizan las operaciones, permitiendo además la acotación en 3D. Para mí esto es fundamental ya que con el INVENTOR tenemos que estar constantemente minimizando y pasando a 2D para comprobar las cotas de las cajas. No en balde fue diseñado para la industria de la aeronáutica, donde las superfices adquieren formas muy c0omplejas y difíciles de desarrollar. Es increíble la manera en que trabaja la spline como se ve en los vídeos que se muestran en la red.

Otra ventaja del CatiaV5 es su programa de elementos finitos. Con ello se puede calcular los parámetros de la deformación plástica de las estructuras, que en el caso de un reloj sería por ejemplo el cristal de zafiro para biselar los bordes que se introducen en la caja o la correa de caucho.

Por último, creo que una de las tareas más importantes que realiza es la simulación del CNC, es decir, si la forma diseñada en CAD puede mecanizarse en las diferentes marcas de máquinas de control numérico. Digamos que es un gran complemento del Alpha CAM en este sentido ya que ahorra bastante tiempo de programación. Lo que no sé€s hasta que punto es complementario del Alpha CAM y si llega a sustituirlo del todo.

Dos años de blog

Filed under: EXTático — Gilberto Salas junio 25, 2009 @ 8:32 am

El tiempo parece que se contrae cuando hago una reflexión sobre lo que ha pasado desde que lo empecé a escribir. En principio la idea fue describir los avatares de nuestro hacer diario como una bitácora de navegación, pero vi desde bien pronto que había que definir lo que conceptualmente estábamos llevando a cabo. La misión era dar a un producto una idea particular del tiempo y eso no se da solo en la forma sino que hay que explicarlo detenidamente. Cada entrada y cada post enriquece, a mi juicio, el concepto del tiempo EXtático, y por lo tanto, es ilimitado. Para ello tenemos todo el tiempo del mundo.

Con respecto a los comentarios sobre el blog, como todo positivos y negativos. Por una parte muchos de los que nos leen son amigos EXTáticos, nos comprenden y siguen porque se identifican en las ideas que exponemos aquí. Por otra parte las críticas suelen ser de gente que no entiende que el valor añadido de esta idea es que la estamos haciendo aquí en España y desde cero, sin tener que ir a Suiza o a otra parte del mundo,para desarrollar un reloj. Si bien al principio de nuestros andares necesitamos la ayuda de Oriente, en estos momentos y ya desde hace tiempo, las máquinas españolas funcionan para dar luz a nuestro proyecto de un modo casi íntegro.

Asimismo, la apertura del blog empezó con la presentación en Alcoy de nuestra aventura. Me encantaría repetirla otra vez, que si bien no fue en ningún modo una presentación de índole comercial, sí fue una experiencia afectiva de difícil olvido. Las sensaciones de exponer una idea en un marco incomparable como es la ciudad de Alcoy y todo lo que conlleva su tradición industrial, fue una experiencia éxtática. Posiblemente cuando terminemos el movimiento lo haremos otra vez. Los juntores los presentaremos en Madrid o Barcelona posiblemente.

A pesar de la crisis y con las ventas paradas, nuestra idea es ir presentando al mercado al menos un modelo cada año. Los juntores apareceran pronto, los cuales están diseñados para ofrecer formas nuevas dentro de una línea estética atractiva y novedosa. Por otra parte la serie Motor que ya estamos trabajando y donde pondremos el primer movimiento español está en marcha. Este año iremos colgando en el blog todas estas aventuras, que si bien he leído en alguna parte que ofrecemos la sensación de estar empezando, es lo que pretendo y considero que es nuestro valor añadido. Sería muy engañoso decir que hemos hecho un movimiento español y que pusiera swiss made, pero ahí estamos y el año que viene volveré a presentar otro post para conmemorar la efeméride.

Un saludo desde la Hora Española amigos EXTátic@s

Micromecánica (III)

Filed under: Ingeniería y Diseño,Movimiento — Gilberto Salas junio 24, 2009 @ 8:11 am


Función de trabajo

Para comprender el funcionamiento dinámico del calibre hay que explicar la relación entre el canón del piñón o chausé y la energía de trasmisión. Es decir, ver cómo las agujas funcionan se debe a esta “desmultiplicación” de los engranajes, que es la función de trabajo. Por una parte la chausé o el cañón está en el centro de nuestro movimiento de estudio, cuyo eje perpendicular contiene a la rueda de centro, engranada por su piñón al barrilete, y por otra parte encajada por fricción la rueda de hora que contiene la aguja de la hora. Esta contacta al pinón de la rueda de minuto. Cuando el barrilete empieza a mover al pinón de la rueda de centro, esta gira a una revolución a la hora, que por medio de la chausé hace girar al pinón de la rueda de minutos, con esa desmultiplicación que hablábamos, trasmitiendo otra vez al pinón de la chausé el movimiento de la aguja de los minutos con su correspondiente revolución. En el borde libre de la chausé es donde se coloca la base de la aguja para moverse. Asimismo cuando se establece el cambio de hora, estas ruedas, que siguen en contacto con las intermedias del renvoir, por medio del piñón deslizante de la posicón de cambio de hora de la tija, se trasmite ese movimiento rápido de la posición requerida para las agujas.


Plano sagital de la trasmisión

Entonces dependiendo de la esfera si marca 12 horas o 24, para definir el ratio de engranaje existe una fórmula especial:

n4/n1=z1/z2.z3/z4
n4=nº de revoluciones por hora por la rueda de hora
n1=nº de revoluciones por la chausé
z1= nº de dientes de la chausé
z2= nº de dientes de la rueda de minutos
z3=nº de dientes del piñón de minutos
z4=nº de dientes de la rueda de hora.

Ejemplo En un movimiento Unitas los parámetros serían
n1=12,n4=1, z1=12,z2=36, z3=10, z4=40,
n4.z2.z4=n1.z1.z3 1.36.40=12.12.10 1440=1440
Con lo cual nuestro recuento de dientes con respecto a la función de trabajo es correcto.

Es fascinante comprobar la manera en que funciona un mecanismo y cómo fue posible tamaña invención. Seguiré el próximo día con la trasmisión y sus ratios.

Un saludo desde la Hora Española

Micromecánica (II)

Filed under: Movimiento — Gilberto Salas junio 23, 2009 @ 10:40 am


Energía de trasmisión

Para afrontar la mecánica y dinámica de los diferentes elementos de un movimiento manual, hay que comprender que el base de su funcionamiento está basado en dos partes,  que se relacionan por una, que se llama la función de trabajo o en inglés “motion work”. Una parte es el tren de engranaje, que desde el barrilete al áncora trasmite toda la energía que acumula y escapa.

Cuando se trasmite la energía manual a la corona o la operación de dar cuerda, esta se acumula en el barrilete, gracias a un muelle interno en forma de espiral que se tensa en el interior de esta pieza cilíndrica. Poco a poco y durante el tiempo que dura el destensado que suele ser de 48 horas, va liberando y trasmitiendo esa energía al tren de engranaje. Este está compuesto de la rueda de centro, la tercera rueda o rueda de en medio, la cuarta rueda o de segundos, la rueda de escape, el áncora y el volante con su espiral, todas ellas con sus respectivos piñones. Así la trasmisión se produce desde los dientes del barrilete al piñón de la rueda de centro que la hace girar. Este giro trasmite desde los dientes de la rueda de centro a los piñones de la rueda de en medio. De los dientes de la rueda de en medio, que está girando, a los piñones de la rueda de segundos y los dientes de esta a los piñones de la rueda de escape. La rueda de escape libera la energía en el áncora, que se encuentra en contacto con el eje del volante. Cuando empieza a girar el volante el eje, gracias a la espiral, golpea al áncora de un lado a otro, alternativamente, cuyo número de veces a la hora son las alternancias, que se pueden definir como el recorrido que tiene el volante de un punto a otro, que en nuestro caso es de 18.000 alternacias o recorrido del volante de un punto a otro en una hora.


Setting

La segunda parte del movimiento, a mi juicio es el grupo de piezas que trasmiten la energía al barrilete y que además sirven para que dependiendo de la posición, se cambie la hora. Este grupo de piezas es amplio pero están en relación con la dinámica del movimiento, ya que dan origen  a la relación con la función de trabajo o el cómo se mueven las agujas. Para el cambio de hora o setting, en inglés se usa la tija, que al tirar hacia afuera. Entonces el piñón deslizante, trasmite la posición de las horas a través de la tija a las ruedas intermedias y estas a la rueda de minuto, que está engranada al canón o chausé. Para el remontoir o el winding, depende de la posición de la tija, trasmite la fuerza hacia el pinón del remontoir, este a la rueda de la corona y esta al barrilete, donde el trinquete mantiene la tensión.

Creo que una vez establecido esta situación más o menos estática, con algún componente dinámico en el cambio y en la trasmisión de la enrgía, me dejaré para el próximo día lo que a mi me parece la pieza más importante de un calibre como el nuestro, la chausé o el cañón, que es la pieza que relaciona la función de trabajo con la dinámica energética de las ruedas.


Remontoir

Un saludo desd la Hora Española

Micromecánica (I)

Filed under: Movimiento — Gilberto Salas junio 22, 2009 @ 10:27 am


Inicio una serie de post que pretende ser una exposición de un movimiento manual con la mayor parte de sus elementos y sus fórmulas de trabajo. Expondré las diferentes relaciones que existen entre las ruedas, volante, espirales barrilete, torque etc., de una manera más concreta de lo que lo he hecho hasta ahora. La misión es el estudio un poco más complejo del movimiento, para incorporar estos a nuestro EXT Tipo 1.
En la figura de arriba se observa una platina por el lado de los puentes con los diferentes elementos que podíamos enumerar de abajo hacia arriba:
Platina, tija, áncora, barrilete, rubí amortiguador, rueda de escape, puente del áncora, rueda de segundos, tornillos, rueda del medio, volante con espiral, rueda de centro, puente del volante, puente del tren de engranaje,tornillos, porta pitón, raqueta en dos piezas, rubí amortiguador, puente del barrilete, tornillos, trinquete con su resorte, barrilete, rochete con su anillo debajo y tornillos.

En la parte posterior de la platina, que es la que pertenece a la esfera los elementos son siguiendo el orden ascendente:
Platina posterior, tornillo del tiret, chausé, segunda rueda intermedia, primera rueda intermedia, rueda de horas, piñón colante, piñón del remontoir, rueda de minutos, tija, resorte de la báscula, báscula, tiret, muelle o resorte del tiret.
He contado aproximadamente unos treinta y seis elementos diferentes aunque hay más ya que los tornillos no son iguales para cada puente. Con esta exposición de los diferentes elementos ya se puede establecer la posición y posteriormente la función de cada uno de ellos. A ver hasta dónde llego.

Un saludo amigos EXTátic@s

El tecno-gótico de Richard Mille

Filed under: Concepto,Ingeniería y Diseño — Gilberto Salas junio 21, 2009 @ 8:41 am


RM 025

Otra de las marcas que me fascina es Richard Mille, pero no por el alto grado técnico y de complicaciones que han conseguido, tema común hoy en día en la relojería suiza, sino en el concepto formal que adquieren sus relojes. RM ha conferido unas formas de un tecno-neogótico a las cajas y movimientos de sus relojes, que son verderamente atractivas y generan una pasión perpetua. No me canso de verlas, ya que hay formas que pasan de moda o me hastío con el uso. Cualquiera de las cajas y movimientos de RM tienen ese algo que confiere la emoción de la primera vez. 


Bóveda de San Juan en la Catedral de Torun-Polonia

Inspirándose en los materiales y técnicas de la Fórmula 1, RM creó un reloj para el siglo XXI, con una visión futurista de enmarcar todas las novedades tecnológicas para el reloj de pulsera, para que la base de su atractivo estuviera en esas formas tecno-conceptuales que enfocaba su marca. Personalmente a mí lo que me atrae es el estudio del desarrollo de formas, que realiza constantemente. Desde los arbotantes y contrafuertes que usa en el diseño de sus puentes o como bóvedas de crucería,  la tornillería personalizada de la marca, el rotor semiojival de sus automáticos, el volumen espacial de la caja como ese equilibrio gótico de las catedrales, producen el efecto de entrar en el siglo XXI con esa tradición mística formal de una nueva arquitectura de relojes que la llamo tecno-gótica.


Tecno-gótico de los movimientos


Otro ejemplo del tecno-gótico

Quizá otro de los aspecto que me gusta de esta marca es el empleo de los nuevos materiales para sus relojes, por ejemplo el Alusic. Esta es una aleación de aluminio y silicio muy ligera, que proporciona dureza de superficie ya que el aluminio es muy blando, con lo que sus cajas de relojes son las más ligeras del mundo con 28 gramos. Por contra, la del Juntor de acero o la de bronce son las más pesada del mundo 90 gramos, que ofrece otra sensación, que se note que se lleva un EXT. En cambio, la de titanio del Juntor pesa 45 gramos y posiblemente la de aluminio llegue a esos 30 gramos. La idea sería investigar nuestra propia aleación con la Escuela de Ingeniería de materiales de Alcoy. A ver si este año me hacen un poquito de caso.


Volumen y equilibrio espacial de la caja

BRM birrotor inspirado en el mundo de las motos.

Filed under: Concepto — Gilberto Salas junio 19, 2009 @ 9:36 am


BRM birrotor

De todas las marcas que existen en el mercado una de mis favoritas es BRM, cuyo director es Bernard Richard vinculado al mundo del motor y a la relojería. Bernard ha concebido uno de los relojes más interesantes con el BRM birrotor. Este reloj tiene un movimiento con dos rotores, que trabajan de tal manera que cargan alterbativamente, es decir, que dependiendo del movimiento de la muñeca funciona uno u otro. Si bien a mucha gente no le parece interesante esta complicación, dentro de su idea en referencia al mundo del motor posee un diferencia para que esto ocurra, ofreciendo muhca coherencia al concepto de este BRM.

El movimiento está sujeto en suspensión por cuatro triángulos separados en fibra de carbono, que llaman isoelástico para que den mayor grado de elasticidad en los golpes. Las platinas y los puentes están hechas de Arcap, una aleación de cobre, níquel y zinc, que para mi no deja de ser un latón, pero que suena como aquellos “fondos estructurados apalancados” mucho mejor que decir que es un latón mejorado. Una de las cosas que mas me gusta es los pernos o tuercas que sujetan al movimiento, que son de tipo industrial y nos son los clásicos tornillos de relojes para platinas y puentes. Esta idea conceptualista industrial es muy interesante. En las esquinas los pernos parecen sujetos al movimiento con esa manera elástica de suspensión muy parecidas a las suspensiones de las motos.


Parte posterior con los rotores señalados

La caja parece que está hecha en acero 316L y titanio pero no está muy especificada en su web. Tiene unas ventanas donde se puede apreciar el movimiento con un terminado industrial del mecanizado basto, pero muy bonito. De hecho es muy difícil pulir esa parte, pero le da ese aire de conceptualismo industrial que tanto nos gusta a Alex y a mí.  Las abrazaderas tienen tres posiciones que permiten colocar la caja en la posición más cómoda para cada muñeca.

El mérito de esta marca es que además todo esto lo fabrica en su fábrica, con las máquinas Spinner de CNC de hasta cinco ejes. El problema es que hay que facturar muchos relojes para que sea rentable, por lo que ha hecho incorporado algunas ideas como personalizar un reloj a través de la web, el V12, o vender accesorios como correas con sus hebillas, plumas, etc.  La correa con su hebilla es francamente bonita y no me parece mala idea venderlos por la web. Ya se están espabilando.

Un saludo desde la Hora Española

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