Il funzionamento di un orologio automatico è garantito soltanto dal movimento del polso di chi lo indossa. Da ormai 60 anni i movimenti automatici di manifattura IWC sono azionati dal sistema di carica a cricchetti sviluppato da Albert Pellaton e costantemente perfezionato da allora. Nella nuova famiglia di calibri 52000, la tecnologia d’avanguardia della ceramica ha reso il movimento praticamente immune dall’usura.
Oggi nessuno esce di casa senza aver prima ricaricato lo smartphone, il tablet o il computer portatile. Nell’era digitale gli orologi meccanici rappresentano ancor più un elemento
anacronistico, poiché anche in assenza di batteria sembra che continuino a funzionare per sempre. L’orologio che non si ferma mai non è ovviamente una miracolosa macchina a moto perpetuo, ma necessita anch’esso di una fonte di energia per mantenersi in movimento. In questo caso però la sua molla motrice non viene caricata manualmente tramite la corona ma dal movimento del polso di chi indossa l’orologio. “In un orologio automatico il rotore trasforma l’energia cinetica in potenziale energia per la molla”, spiega Thomas Gäumann, Direttore del dipartimento per lo sviluppo dei movimenti di IWC, descrivendo il principio alla base della funzione.
LA FORZA DI GRAVITÀ COSTRINGE IL ROTORE A MUOVERSI VERSO IL BASSO
Tutto ciò è reso possibile dalla forza di gravità e d’inerzia. Il rotore montato su un supporto centrale costituisce una sezione semicircolare in ottone, il cui bordo esterno è realizzato con un metallo pesante come il tungsteno. Alla luce della posizione imprecisa, la forza di gravità costringe continuamente il rotore a muoversi verso il basso e, persino il minimo spostamento dalla sua posizione orizzontale, lo induce a girare. A questo punto subentra il fattore inerzia: se la cassa dell’orologio subisce un’accelerazione da una certa angolazione, il rotore resta inizialmente immobile ma genera anche una coppia maggiore al centro. La coppia trasmessa al bariletto, tramite un ingranaggio che ne riduce la velocità, carica l’apposita molla motrice. L’oscillazione del polso di chi indossa l’orologio mentre cammina rende il meccanismo particolarmente efficace.
I componenti automatici sono maggiormente soggetti all'usura rispetto alla maggior parte dei componenti del movimento.
Da IWC il sistema automatico è indissolubilmente legato al nome di Albert Pellaton. Discendente da una famiglia di orologiai di Le Locle, nel 1944 fu nominato Direttore Tecnico dell’azienda con sede a Schaffhausen e fece dello sviluppo di un efficace sistema di carica automatica una priorità assoluta. “Da un punto di vista di progettazione, la difficoltà consiste nel trasformare il movimento bidirezionale del rotore in un movimento a carica unidirezionale in grado di mantenere la molla motrice in tensione”, spiega Gäumann descrivendo il momento critico iniziale. La maggior parte dei sistemi precedenti cambiavano la direzione del moto del rotore attraverso un complesso meccanismo o impiegavano esclusivamente rotazioni unidirezionali per caricare il movimento, causando notevoli perdite in termini di carica ed energia.
IL SISTEMA DI CARICA A CRICCHETTI SFRUTTA OGNI SINGOLO MOVIMENTO
Pellaton propose all’epoca una soluzione sorprendente: invece di collocare un cuscinetto a sfera o un ingranaggio al centro del rotore, utilizzò un disco montato su un supporto di forma eccentrica che permette di trasformare la rotazione del rotore in un moto oscillante compiuto da una barra. Due cricchetti montati su quest’ultima trasmettono poi l’energia al rocchetto di carica: mentre uno dei due cricchetti tira la ruota caricandola, l’altro scivola delicatamente sui denti finché i ruoli si invertono. Il meccanismo brevettato nel 1950 è eccezionalmente efficace. “Il minimo movimento bidirezionale del rotore è utilizzato per caricare la molla motrice”, spiega Gäumann.
Anche se il principio è abbastanza semplice, la realizzazione di un sistema di carica automatica costituisce una sfida per gli ingegneri progettisti. Da un lato, il meccanismo deve funzionare perfettamente per chi indossa l’orologio con abitudini e stili di vita diversi. Dall’altro, i componenti automatici sono maggiormente soggetti all’usura rispetto alla maggior parte dei componenti del movimento. Nel nuovo calibro 52850, ad esempio, il rotore deve compiere 2.600 rotazioni per caricare completamente i due bariletti del Portugieser Calendario Annuale. Anche se il peso del rotore si riduce a meno di cinque grammi, quando si effettuano movimenti rapidi la forza esercitata sui componenti può essere anche 5.000 volte superiore a quella della gravità. La protezione dall’usura del sistema oscillante richiede perciò un’attenzione particolare.
LA CERAMICA PROTEGGE IL MECCANISMO DALL’USURA
Oltre a un meccanismo sofisticato, il materiale scelto è fondamentale. La ceramica high-tech utilizzata nei comuni movimenti orologieri risulta essere più leggera e robusta dell’acciaio ed estremamente resistente. IWC può vantare quasi 30 anni di esperienza nel settore della lavorazione di questo materiale. Come molti anni fa nella fabbricazione delle casse di orologi, l’azienda riveste un ruolo di primo piano nel settore delle ceramiche industriali impiegate per realizzare i componenti del movimento.
La fabbricazione di minuscoli componenti in ceramica, che rispettano le tolleranze precedentemente definite, è invece estremamente impegnativa poiché il materiale grezzo di base è in polvere e perde circa un terzo del suo volume in fase di sinterizzazione. Pochi esperti sono oggi in grado di padroneggiare l’estrema complessità del processo produttivo. Oltre a ciò, occorre generalmente effettuare modifiche geometriche o di progettazione per produrre un componente in ottone o acciaio all’interno del materiale high-tech.
Alla luce delle sollecitazioni e degli urti a cui è sottoposto, il sistema di ricarica automatica Pellaton era fin dall’inizio il candidato ideale per l’utilizzo della ceramica. IWC è riuscito per la prima volta nel 2009 a produrre il calibro 51900, l’elemento trainante del Portugieser Tourbillon Mystère Rétrograde, utilizzando l’ossido di zirconio anziché la lega rame-berillio. Questo singolo miglioramento è stato di vitale importanza per la riduzione dell’usura. Sembrava ovvio che il successivo passo sarebbe stato quello di fabbricare il rocchetto di carica con questo materiale. Tuttavia i primi tentavi fallirono: quando il pignone in acciaio veniva inserito a pressione, il rocchetto in ceramica veniva puntualmente danneggiato. La svolta avvenne soltanto a seguito di una nuova progettazione e del progresso nella tecnologia di produzione. Nell’attuale famiglia di calibri 52000, la ruota automatica e il pignone sono prodotti congiuntamente come un singolo componente integrato in ceramica nera. “Di conseguenza, l’interazione tra i cricchetti e la ruota è ormai praticamente immune dall’usura”, spiega Gäumann.
IL MATERIALE UTILIZZATO PER LA CAMMA È LO STESSO DEL SUPPORTO
E comunque c’era ancora margine di miglioramento. In passato, ad esempio, la camma del sistema di ricarica Pellaton era realizzata in acciaio al centro della quale era posizionato un rubino inserito a pressione. La progettazione ha richiesto tuttavia un supporto aggiuntivo per il rotore e, anche in questo caso, l’utilizzo della ceramica si è rivelata una soluzione sorprendente. “Oggi la camma è interamente realizzata in ceramica bianca e si adatta al contempo al supporto e all’intero rotore”,spiega Gäumann. Questa modifica in grado di ridurre lo spazio ha permesso agli ingegneri progettisti di rendere l’asse del rotore più ampia e di gestire tutti i componenti senza utilizzare il supporto a molla. Montare quest’ultimo su un ponte saldamente fissato ha reso il meccanismo di carica automatica ancora più robusto.
L'invenzione di pellaton, brevettata 60 anni fa, risulta ancora oggi moderna.
“Il sistema di ricarica Pellaton è un esemplare unico di tecnologia e rientra nel patrimonio della nostra manifattura insieme al calendario perpetuo concepito da Kurt Klaus e al Portugieser Ripetizione Minuti”, spiega Gäumann. E ancora una volta è legato alla tradizione IWC che reinterpreta continuamente le idee esistenti. I miglioramenti apportati alla famiglia di calibri 50000 potrebbero limitarsi ad alcuni dettagli, ma sono stati possibili soltanto grazie all’intensa e duratura collaborazione tra orologiai, ingegneri progettisti ed esperti di materiali. Quando il proprietario di un orologio IWC osserva i nuovi movimenti di manifattura attraverso il fondello in vetro zaffiro, non solo sarà in grado di ammirare la perfezione ottica del sistema di carica modificato, ma potrà anche ricordarsi quotidianamente della passione con cui a Schaffhausen si persegue ancora oggi la filosofia ingegneristica del fondatore di IWC Florentine Ariosto Jones.
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