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ESCAPES - TAG HEUER - Ondas y Magnetismo al Servicio de la Regulación

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agosto 2013


  Sumario  

TAG Heuer es la primera en explorar una nueva vía para la regulación de los relojes mecánicos.

 MIKROGIRDER

Estamos en 1747, diez años antes de que Thomas Mudge adaptara el escape de áncora a los relojes portátiles. Jean le Rond d’Alembert, un famoso matemático Francés y enciclopedista, publicó su teoría sobre las «cuerdas vibrantes» ... ¿Qué es eso exactamente? En matemáticas, fue la primera ecuación de onda. Describe «la variación en el tiempo y en el espacio de una cantidad ondulante», por ejemplo, una longitud de una cuerda que comienza a vibrar O, por poner otro -. bien conocido -. ejemplo, esta ecuación se utiliza para medir los efectos de la onda generada por una tropa marchando a través de un puente, que empieza a vibrar rítmicamente, provocado por una onda que puede conducir a su destrucción.

¿Pero que es lo que esta ecuación tiene que ver con la relojería mecánica?

Guy Semon
Guy Semon

A pesar de que no se le encontró ninguna aplicación práctica durante mucho tiempo, la ecuación de d’Alembert encontró un uso importante en la ingeniería civil. Esto allanó el camino para el desarrollo del «extensómetro de cuerdas vibrantes» indicadores que pueden medir las deformaciones en el hormigón causadas por variaciones en la constricción de grandes edificios, torres, presas y centrales nucleares. También se utiliza para calcular los movimientos que puedan perturbar los cables de un puente colgante, la catenaria de una línea de ferrocarril, o sencillamente, las cuerdas de una guitarra.

Sólo comenzó a ser utilizado en la relojería en 2012, después de haber sido adoptada por la intuición racional de Guy Semon, Jefe de Investigación y Desarrollo de TAG Heuer.

UN PEQUEÑO PASO ATRAS

Pero para llegar a este estadío, tenemos que dar un paso atrás. Todo comenzó en 2003, cuando TAG Heuer compró la idea del «concept watch» V4 de Jean-François Ruchonnet. Sin embargo, el desarrollo y la producción de este nuevo tipo de reloj, utilizando correas de transmisión en lugar de los trenes de engranajes tradicionales, requiere conocimientos técnicos y habilidades técnicas específicas que estaban más allá de las del mundo de la relojería. Después de haber decidido desarrollar y vender este producto de vanguardia fuera como fuere, TAG Heuer acudió a consultores de otras áreas, tales como la industria del automóvil, la aeronáutica y las tecnologías de vanguardia. Así fue como Guy Semon, físico, matemático, ingeniero, profesor universitario y ex empleado del Departamento de Defensa Nacional de Francia, entró en contacto con los equipos de TAG Heuer. Esto fue en 2004. En 2007, TAG Heuer invitó a Guy Semon a unirse a la empresa con el fin de crear un departamento de investigación y desarrollo digno de este nombre. Jean-Christophe Babin, CEO en ese momento de TAG Heuer, perseguía una visión muy innovadora de lo que la investigación y el desarrollo deben ser para la marca, que, a pesar de dedicarse a la relojería clásica, se había hecho un nombre por sí misma con los avances tecnológicos en el campo de la precisión y el desempeño del cronometraje.

LOS LIMITES INTRINSECOS DEL VOLANTE-ESPIRAL

Guy Semon empezó a trabajar con herramientas como la teoría, las matemáticas y la física, que eran inusuales para los relojeros tradicionales.

Pronto descubrió que la pareja tradicional del volante y el muelle del volante, inventada en 1675 por Christiaan Huygens y mejorada por Thomas Mudge un siglo más tarde, tenía serias limitaciones cuando se trataba de aumentar su frecuencia con el fin de medir intervalos de tiempo muy cortos.

En BaselWorld en 2011, TAG Heuer presenta su Mikrotimer Flying 1000, vibrando a 500 Hz, o la escalofriante cifra de 3,6 millones de vibraciones / hora. A esta frecuencia, el reloj puede medir y mostrar tiempos hasta 1/1.000 de segundo!

Para lograr este resultado espectacular, TAG Heuer continuó su investigación sobre la tecnología de la cadena dual que comenzó el mismo año con el Heuer Carrera Mikrograph, lo que podía mostrar las centésimas de segundo, gracias a dos órganos reguladores diferentes, oscilando a 28,800 vibraciones / hora, para las horas, minutos y segundos, y 360,000 vibraciones / hora, o 50 Hz, para el cronógrafo a 1/100 de un segundo.

Pero en la frecuencia de 500 Hz que la marca ha logrado, donde el segundero da diez vueltas completas por segundo, empezamos a ir más allá de los límites de lo Huygensiano en relojería: el escape ya no necesita un volante, porque a esta alta velocidad el muelle tendría que ser tan rígido (específicamente, sólo tiene cuatro vuelta, y es diez veces más rígido que un muelle normal) que el volante ya no es necesario para el retorno.

Pero con este movimiento sin volante, se llega a los límites físicos: Las paletas empiezan a tener dificultades para seguir la cadencia. Puesto que no pueden girar a velocidad constante, no pueden satisfacer el ritmo requerido por el regulador. El resultado es un desequilibrio dinámico y energético porque se ha alcanzado el límite del sistema». . Para Guy Semon, este fue el punto de partida para buscar a una nueva tecnología para la regulación.

D’ALEMBERT REGRESA AL ESCENARIO

En teoría, la «cuerda vibrante perfecta» postulada por D’Alembert, con infinita flexibilidad, tensión constante, una elasticidad perfecta e insensible a la gravedad, transmite una onda de manera uniforme a lo largo de toda su longitud. Por consiguiente, la onda tiene una oscilación isócrona.

En la práctica, la aproximación más cercana a esta onda perfecta teórica debía ser encontrada. El principio elegido para conseguirlo parece simple y combina tres «haces vibratorios»: un haz excitador unido a la palanca y un oscilador que consiste en un fino «haz» que están unidos por un «enganche», que es en sí mismo también un «haz». Excitando el oscilador de modo tan que se pone tan cerca como sea posible a la «onda perfecta» de la teoría, y que empieza a vibrar a frecuencias perfectamente definidas. Se puede ajustar utilizando un excéntrico que alarga o acorta el haz vibratorio, un poco como afinar una guitarra. Este nuevo tipo de oscilador «no Huygensiano» es por lo tanto lineal - ¡como un cuerda!

El MIKROGIRDER 5/10000th regulador de micro-láminas
El MIKROGIRDER 5/10000th regulador de micro-láminas

UN ORGANO REGULADOR ESPECIALMENTE ADAPTADO PARA INTERVALOS DE TIEMPO MUY CORTOS

Regulado de esta forma, el TAG Heuer Mikrogirder concept watch «vibra» a una frecuencia alucinante de 7.200.000 vibraciones / hora, o 1.000 Hz, lo cual es bueno para medir 1/2000 de segundo (TAG Heuer prefiere hablar de 5 / 10 000 mls). Gracias al sistema de doble escape, la cadena Huygensiana «normal» de las indicaciones de tiempo y de la cadena «vibratoria» para el cronógrafo de 1/2000 de segundo no se afectan entre sí en absoluto.

El TAG HEUER MIKROGIRDER
El TAG HEUER MIKROGIRDER

¿Y qué pasa con la lectura de estos tiempos? Las fracciones de 1/100, 1/1.000 y 1/2000 de segundo se leen en una escala exterior alrededor de la circunferencia de la esfera y se muestran a través de una aguja central que realiza 20 revoluciones por segundo. Una segunda escala, a las 12 horas, se divide en fracciones de tres segundos, mientras que una tercera escala, a las 3 horas, muestra las décimas de segundo.

El sistema es teóricamente adecuado para todas las frecuencias, pero por debajo de 50 Hz tiene una tendencia a bloquearse. Así que este nuevo tipo de órganos de regulación, aunque perfectamente adaptado para medir tiempos muy cortos, está menos adaptado a la simple visualización de la hora, los minutos y los segundos. Por tanto, es poco probable que reemplaze al bien envejecido, escape de áncora «Swiss»

 PENDULUM

Un año antes, en 2010, TAG Heuer y el equipo de Guy Semon presentaron otro órgano regulador totalmente diferente que prescinde del muelle tradicional a favor de su equivalente magnético: el Concept Watch Pendulum.

En este caso, se mantienen la rueda de escape y la palanca. Pero el corazón del sistema, el volante-espiral, se sustituye por un estator magnético y un rotor.

Aún más radical que el «Girder», este sistema se aleja de la relojería tradicional hacia los misterios de la física, casi al borde de la física cuántica.

ESCAPES - TAG HEUER - Ondas y Magnetismo al Servicio de la Regulación

El ESTATOR Y EL ROTOR A LA PALESTRA

El dispositivo que reemplaza el resorte se compone de cuatro imanes. Dos de estos imanes, uno positivo y otro negativo y magnetizados en una sola dirección, están dispuestos cara a cara en la circunferencia, sostenidos por un soporte de hierro dulce fijo que forma una especie de jaula de Faraday. En el centro, sobre el mismo eje que la rueda del volante y se manteniéndose en su lugar mediante un puente tradicional, otros dos imanes están dispuestos en un móvil rotatorio y por lo tanto alternan sus polos positivo y negativo, lo que crea un campo magnético a cada lado del dispositivo alternativamente . Para que esto funcione, los imanes tenían que tener una forma especial con el fin de «linealizar» su fuerza (porque uno de los problemas con los imanes es que su fuerza disminuye rápidamente en proporción inversa al cuadrado de la distancia que los separa) y disponerlos con mucho cuidado, para que puedan ser controlados en tres dimensiones para garantizar que proporcionan un par motor lineal suficiente para devolver las oscilaciones alternas del volante.

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Sobre el papel, las ventajas de este sistema saltan a la vista: los campos magnéticos son insensibles a la gravedad y los choques y por lo tanto a las dos deficiencias congénitas del tradicional muelle de volante. Añadir a esto la sencillez de montaje que hace que el trabajo del relojero sea mucho más fácil. Sin embargo, un problema serio siguió, sin embargo: imanes son muy sensibles a la temperatura. Así que el problema era ¿cómo desarrollar un imán tan insensible como fuera posible a las diferencias de temperatura que podrían afectar su precisión? De alguna manera, la gente de TAG Heuer se enfrentaba con el mismo problema presentado por el muelle de volante antes de la invención del Elinvar por Guillaume en 1920. Pero si este importante reto, así como otros con respecto a la densidad de energía de los imanes, como su producción, sus dimensiones físicas, la linealidad del par de torsión magnético como una función de la amplitud, podría ser superado, teórico Pendulum, con sus 6 Hz, sus 43.200 vibraciones / hora, sin pérdida de la amplitud y la posible modulación de su frecuencia sin sobrecargar la fuente de alimentación, podrían ofrecer verdaderas ventajas para la precisión y el rendimiento.

EN LOS LIMITES DE LA FISICA CUANTICA

Tres años más tarde, estos problemas parecen haber sido resueltos, usando la teoría del magnetismo, la geometría espacial y algoritmos genéticos ...

Es difícil entrar en el detalle de la investigación de alto nivel aquí, porque los conceptos utilizados son muy especializados. Baste decir, sin embargo, que los imanes utilizados están hechos de una aleación ferromagnética compleja que comprende cobalto, samario y gadolinio. La particularidad de este último elemento, uno de los elementos de las tierras raras, es que actúa como una «variable para ajustar el campo magnético». En otras palabras, con la dosificación correcta de la cantidad de gadolinio, se pueden compensar las variaciones en el campo magnético causados ​​por la temperatura, con la aleación actuando como un escudo que absorbe las diferencias de calor.torsión como una función de la amplitud" es otro obstáculo a superar.

El TAG HEUER CARRERA MIKROPENDULUM
El TAG HEUER CARRERA MIKROPENDULUM
El TAG Heuer Carrera MikroPendulum es una plataforma de doble cadena de 371 componentes con un sistema de rueda de volante-rueda para el reloj (28.800 alternancias por hora (4 Hz) con una reserva de marcha de 42 horas), y un sistema de péndulo sin espiral para el cronógrafo (360.000 latidos por hora (50 Hz) con una reserva de marcha de 90 minutos). La corona recarga el cronógrafo: el reloj funciona con un clásico movimiento automático certificado COSC impulsado por una masa oscilante. La caja es de 45 mm en titanio arenado, satinado y pulido. El péndulo se exhibe orgulloso a las 9 en punto. El contador de minutos del cronógrafo está a las 3 horas, los segundos del cronógrafo a las 6 horas y el indicador de reserva de marcha del cronógrafo a las 12 horas. Las 1/ 100t de segundo se muestran en una aguja central de barrido roja de y se miden en una escala de 1/100 de segundo en la brida de antracita. Una correa de alta tecnología en suave piel de cocodrilo cosida a mano de color negro antracita con cierre desplegable de titanio culmina su aspecto deportivo.
ESCAPES - TAG HEUER - Ondas y Magnetismo al Servicio de la Regulación

Si el campo magnético creado por los imanes es y sigue siendo constante, el par generado por el rotor sólo dependerá de la amplitud. Pero las líneas de los campos magnéticos creados no permanecen exclusivamente en el interior del plano del péndulo, ya que alcanzan también el espacio que lo rodea. Esta «pérdida de hierro» actúa como una especie de fricción magnética. Usando el modelado, la «geometría de los imanes estáticos tiene que ser adaptada» de modo que las líneas de fuerza magnética estén perfectamente alineadas y «guiadas en el plano de los imanes». Sólo de esta manera se puede obtener un par mecánico constante en el eje del volante para una amplitud dada. Fue en la investigación de esta geometría en la que los algoritmos genéticos complejos fueron empleados para obtener la linealidad del par de torsión por sucesivas optimizaciones topológicas.

El TAG HEUER CARRERA MIKROPENDULUMS
El TAG HEUER CARRERA MIKROPENDULUMS
El TAG Heuer Carrera MikroPendulumS, con dos péndulos magnéticos que sustituyen a los espirales, uno para dar la hora y otro para cronometrar. Compuesto por 454 componentes de trabajo, su cadena de reloj, gira a 12 Hz y su cadena de cronógrafo gira a 50Hz (60 minutos de reserva de marcha). El cronógrafo tourbillon, el más rápido del mundo, controla la 1/100 de un segundo, late 360.000 veces por hora y gira 12 veces por minuto. La caja está forjada a partir de una aleación de cromo totalmente biocompatible y cobalto, que es más dura que la aleación de titanio utilizada en la aviación y la cirugía. El diseño de la caja, con su cronómetro – con la colocación de la corona a las 12 horas, se basa en el reloj ganador de la Aiguille d’Or 2012, el TAG Heuer Carrera Mikrogirder y el Carrera 50 Year Anniversary Jack Heuer edition . Los dos Pendulums tourbillon y sus sólidos puentes de oro rosa (18-quilates 5N) son visibles a través de la esfera de antracita finamente satinada. La aguja aplicada «100» a las 12 horas es también de oro rosa macizo. El contador cronógrafo de minutos está a las 12 horas, el cronógrafo de segundos a las 3 horas y la reserva de marcha del cronógrafo a las 9horas. La escala de 1/100 de segundo nivel aparece en la brida de plata. La correa de cocodrilo de color gris antracita está cosida a mano de cocodrilo gris, alta tecnología en cuanto a estilo y suave al tacto.

El resultado final es que el sistema de péndulo alcanza niveles de rendimiento que son comparables con las de un muelle de volante, sin embargo, están a la altura de los requisitos COSC, que expresan la sensibilidad a la temperatura en la variación de la tasa diaria que se mide por el grado de diferencia de temperatura. En concreto, se trata de 0,6 segundos / día / º C para el COSC, contra 1 segundo / día / º C para el Pendulum que se presentó este año en Baselworld. Un excelente rendimiento mecánico, matemático y físico.

Escapes / Escapements:

Escapando de los límites del ESCAPE DE ANCORA - INTRODUCCION

Girard-Perregaux – Pandeando hacia la fuerza constante (English)

Omega – El legado de George Daniels (English)

Audemars Piguet – The best of both worlds (English)

Urban Jürgensen – Innovación al servicio de la tradición

Fuente: Europa Star Magazine Agosto - Septiembre del 2013