O Cronógrafo por Dentro
O tempo, por dentro · terceira parte

O cronógrafo, por dentro

Um cronógrafo é um segundo relógio dentro do relógio: um trem de engrenagens que se liga e desliga do primeiro com um botão. As quatro perguntas desta página são as que todo cronógrafo precisa responder: quem comanda o liga e desliga, como acoplar um ponteiro sem parar o relógio, como somar minutos com um salto por volta, e como fazer tudo voltar a zero de qualquer posição com um único golpe. Aqui tudo funciona de verdade: aperte os botões, ligue, pare, zere, em câmera lenta, e depois gire o relógio inteiro em três dimensões.

os botões do relógio funcionam: clique neles arraste os controles de câmera lenta tudo pode ser pausado no topo da página

Na primeira parte, a energia saía da mola, atravessava quatro estágios de engrenagens, era liberada em passos pelo escapamento e chegava aos ponteiros. Na segunda, as complicações se empilharam sobre esse relógio: a corda automática, o calendário, a reserva de marcha, a fase da lua, o segundo fuso, o perpétuo. Esta terceira parte é sobre a complicação mais mecânica de todas. O cronógrafo não mostra uma informação que já existe no trem, como a data ou a hora de casa: ele mede um intervalo que começa e termina quando o dono quer, e para isso precisa de um segundo trem, de uma embreagem, de um freio e de um martelo, coordenados por uma única peça de comando.

O calibre desta página é didático, mas não é inventado. A arquitetura segue a do cronógrafo automático mais comum do mundo, o Valjoux 7750 de 1974: 28.800 alternâncias por hora, contador de 30 minutos às 12 horas, contador de 12 horas às 6, pequenos segundos às 9, dia e data às 3. Onde o 7750 usa soluções de fabricação barata (um came estampado e um pinhão oscilante), esta página mostra primeiro a arquitetura clássica, a roda de colunas e a embreagem horizontal, porque nela cada movimento é visível. As variantes do 7750 aparecem lado a lado, para comparação.

estado do cronógrafozerado
tempo cronometrado00:00.00
batimento4 Hz · 8 passos/s
O botão superior (A) inicia e para; o inferior (B) zera, e só funciona com o cronógrafo parado. O ponteiro central vermelho conta os segundos; o contador das 12 horas soma minutos e salta a cada volta; o das 6 horas soma horas e se arrasta devagar. A hora do dia e a data são as do seu computador.
o calibre didáticovalorreferência real
frequência28.800 A/h (4 Hz)7750, El Primero é 36.000
trem de rodagem84/12 · 64/8 · 60/8 · 84/7 · escape de 20 dentesrelações típicas de 4 Hz
reserva de marcha44 h (6,3 voltas do barrilete)7750: 44 a 48 h
corda automáticarotor central, redução 1:120, dois reversores2824 bidirecional; 7750 unidirecional
calendárioanel de 31 dentes internos, estrela de 7, semi-instantâneo7750, 2892
comando do cronógraforoda de colunas, 8 colunas, 16 dentes7750 usa came estampado
embreagemhorizontal, roda de embreagem oscilante7750 usa pinhão oscilante
contadores30 min (saltante) · 12 h (arrastado, pelo barrilete)7750
01 · o comando

O comando: roda de colunas

Um cronógrafo é um segundo trem de engrenagens que se acopla ao primeiro quando você aperta um botão e se separa quando aperta de novo. Três alavancas fazem esse trabalho: a embreagem, que liga e desliga; o freio, que segura o ponteiro parado; e o martelo, que zera. Alguém precisa coordená-las, e na arquitetura clássica esse alguém é a roda de colunas: uma roda dentada com uma coroa de pilares em cima. Cada apertar do botão A a gira meio passo de coluna. As alavancas encostam a ponta nos pilares: quem está sobre um pilar fica erguida; quem cai no vão entre dois pilares desce, empurrada pela própria mola.

Aperte A e siga a ponta de cada alavanca. Aperte B com o cronógrafo em marcha e nada acontece: o martelo está bloqueado por um pilar. É assim que a roda de colunas impõe a regra "não se zera um cronógrafo em marcha".

…
alavancapontaefeito
embreagemsobre pilarroda de embreagem afastada
freiono vãofreio apoiado na roda do cronógrafo
martelono vãolivre para ser empurrado por B
Vista pelo lado do mostrador, com os botões à direita, como no relógio. Oito pilares e dezesseis dentes: cada apertar gira a roda 22,5°. O botão A empurra um dente por meio de uma alavanca com ponta em gancho; um pequeno trinquete impede a roda de voltar. O came do 7750 faz o mesmo serviço com uma peça estampada de contorno escalonado, mais barata e com três posições em vez de duas.
02 · a embreagem

Embreagem e freio: ligar sem parar o relógio

A roda de segundos do relógio, a que dá uma volta por minuto, carrega uma roda gêmea, a roda de arrasto. Uma terceira roda, a roda de embreagem, está sempre engrenada nela e montada em uma alavanca que gira em torno do mesmo eixo. Quando a ponta da alavanca cai no vão da roda de colunas, a mola empurra a roda de embreagem até ela morder a roda do cronógrafo, no centro do movimento: a partir daí, as duas giram juntas, uma volta por minuto, e o ponteiro central vermelho anda. Ao parar, a embreagem recua e o freio encosta na roda do cronógrafo antes que ela role sozinha.

Repare no instante da partida em câmera lenta. A roda de embreagem chega girando e a roda do cronógrafo está parada, então os dentes raramente se encaixam de primeira: um dente pega no outro e a roda do cronógrafo dá um pulinho para acomodar. É o pequeno salto do ponteiro na partida que os donos de cronógrafos de embreagem horizontal conhecem. A embreagem vertical, moderna, evita isso com discos de atrito, como uma embreagem de carro em miniatura; o pinhão oscilante do 7750 inclina um pinhão de duas coroas em vez de deslocar uma roda.

…
segundos do cronógrafo0,00 s
salto na última partida0,0°
freioapoiado
A roda de arrasto e a roda do cronógrafo têm o mesmo número de dentes, por isso giram à mesma velocidade; a roda de embreagem no meio só transmite. O salto de partida vale, no máximo, meio dente da roda do cronógrafo.
Três maneiras de acoplar. Horizontal: uma roda desloca-se de lado e engrena. Vertical: dois discos, um sobre o outro, são apertados por uma mola e transmitem por atrito; sem dentes, sem salto. Pinhão oscilante (Heuer, 1887; usado no 7750): um pinhão com duas coroas de dentes inclina-se alguns graus e a coroa de cima morde a roda do cronógrafo.
03 · os contadores

Os contadores: um dedo, um salto por minuto

A roda do cronógrafo leva um dedo na periferia. Uma vez por volta, o dedo passa pelos dentes da roda do contador de minutos, que tem 30 dentes, e empurra um deles: o ponteiro do contador avança 12 graus, um minuto. Um saltador segura a roda entre os avanços, igual ao do calendário. Nos últimos segundos de cada minuto dá para ver o dedo chegando: o ponteiro do contador começa a se mexer aos 57 segundos e completa o salto quando o ponteiro central passa pelo 60.

O contador de 12 horas segue outra lógica no 7750. Em vez de ser puxado pelo contador de minutos, ele é acionado diretamente pelo barrilete, com uma roda que gira sem parar e uma luva de atrito no eixo; um freio próprio o segura quando o cronógrafo está parado e o libera quando está em marcha. É por isso que o ponteiro das horas do cronógrafo se arrasta em vez de saltar.

contador de minutos0 min
avanço do dente0%
saltadorencaixado
O dedo empurra o dente até pouco mais da metade do caminho; a partir da crista, o saltador termina o salto sozinho. Alguns calibres de alta relojoaria trocam esse arranjo por um contador instantâneo, com uma mola armada ao longo do minuto e disparada por um came.
04 · zerar

Zerar: martelos e corações

Como fazer um ponteiro voltar ao zero de qualquer posição, com um único golpe? Com um came em forma de coração preso ao eixo do ponteiro. O coração é feito de duas espirais iguais, espelhadas, que se encontram numa ponta (o raio maior) e num entalhe (o raio menor). Quando uma face plana, o martelo, é empurrada contra o coração, ela encosta primeiro no ponto mais alto do contorno e o empurra para baixo; o coração gira para o lado em que o raio diminui, sempre pelo caminho mais curto, até a face plana assentar no entalhe. Nesse ponto o ponteiro aponta para zero.

Um caracol, com uma espiral só, também voltaria ao zero, mas às vezes pelo caminho longo, quase uma volta inteira. Duas espirais cortam o percurso pela metade. E a espiral não é qualquer uma: nos corações reais ela é logarítmica, mais aberta perto da ponta, para que o torque do martelo caia à medida que o coração se aproxima do entalhe e o ponteiro não passe do zero.

coração girou0°
caracol girou0°
O mesmo martelo, o mesmo curso, dois cames. Arraste o curso devagar e veja o contorno rolar sob a face plana. Com o ponteiro do lado errado, o caracol precisa girar bem mais de meia volta; o coração nunca gira mais de meia.

No módulo, um único martelo com duas cabeças cuida dos dois corações ao mesmo tempo: o da roda do cronógrafo e o do contador de minutos. Antes de bater, um ressalto do martelo levanta o freio, para a roda poder girar. O botão B só consegue empurrá-lo com o cronógrafo parado, quando a ponta do martelo está diante de um vão da roda de colunas. Ao soltar o botão, a mola do martelo o recolhe, o freio volta a encostar e os ponteiros ficam presos no zero até a próxima partida.

…
segundos0,00 s
minutos0
martelorecolhido
Deixe rodar um pouco, pare com A e zere com B em câmera lenta. No 7750, os martelos ficam apoiados nos corações depois de zerar e são erguidos só na próxima partida, pelo came; no desenho clássico daqui, quem segura o zero é o freio.
05 · o conjunto

Tudo montado, visto pelas costas

Este é o movimento inteiro visto pelo fundo da caixa, como se vê por um fundo de vidro. Embaixo, o relógio da primeira parte: barrilete, quatro estágios, escapamento, balanço a 4 Hz. Sobre ele, o módulo do cronógrafo com a roda de colunas, a embreagem, o contador e o martelo. Por cima de tudo, semitransparente, o rotor da corda automática balançando, explicado na segunda parte. O calendário não aparece: ele fica do outro lado, sob o mostrador.

Em velocidade real só o balanço, a roda de escape e o ponteiro central se mexem. Acelere e a cadeia inteira anda; a 3.600× o barrilete dá uma volta a cada sete segundos e a reserva de marcha se esgota em menos de um minuto, a menos que o rotor esteja trabalhando.

tempo simulado00:00:00
cronógrafo00:00.0
corda60%
voltas do rotor0
Vistos por trás, os ponteiros giram no sentido anti-horário. No centro, sobre a roda de centro, a roda do cronógrafo com o ponteiro vermelho; à esquerda dela, a roda de segundos com a roda de arrasto e o ponteiro azul dos pequenos segundos; entre as duas, a roda intermediária. Acima de 60× o balanço vira um borrão.
06 · em três dimensões

O relógio inteiro, camada por camada

Até aqui as peças apareceram de frente, como num diagrama. Este é o mesmo calibre modelado em três dimensões, com as oito camadas que se empilham dentro da caixa: o fundo, o rotor, o módulo do cronógrafo, a platina com o trem e o escapamento, o calendário, o mostrador, os ponteiros e a caixa com o cristal. Gire com o mouse ou com o dedo, aproxime com a rolagem e arraste o controle de explosão para ver as camadas se encaixarem até virar um relógio fechado. Passe o cursor sobre qualquer peça para saber o nome dela; clique numa camada para vê-la sozinha.

O mecanismo também funciona aqui. O balanço oscila, a roda de escape avança meio dente por batida, o rotor balança sobre o rolamento, e os botões A e B ligam, param e zeram o cronógrafo pela roda de colunas. Em velocidade acelerada, os ponteiros correm e o calendário salta à meia-noite.

arrastar gira · rolagem aproxima · botão direito desloca
preparando o modelo 3D
camadas
Passe o cursor sobre uma peça para identificá-la; clique para fixar a legenda.
tempo simulado10:10:38
cronógrafo00:00,00
calendáriodom 01
peça em foconenhuma
O modelo foi construído peça a peça no Blender, com as mesmas contagens de dentes das seções anteriores, e é exibido aqui em WebGL. Com a explosão em zero, o relógio fica fechado: só o cristal e o visor de safira do fundo deixam ver o que há dentro. Acima de 60× o balanço continua a 3,8 Hz, por convenção visual; o resto do trem anda na velocidade escolhida.
07 · fechamento

Um relógio dentro do relógio

Um cronógrafo automático com calendário tem cerca de 250 a 300 peças, e nenhuma delas é misteriosa. O módulo do cronógrafo é um segundo trem com uma embreagem, um freio e um martelo, coordenados por uma roda com pilares; o coração é uma espiral dobrada; o contador é um dedo que passa uma vez por volta. A complexidade está nas camadas, não nas peças: as mesmas ideias da primeira parte, empilhadas com cuidado sobre uma platina de trinta milímetros, e é isso que a vista em três dimensões mostra quando as camadas se separam.

Para voltar ao começo da história, a primeira parte mostra a mola, o trem, o escapamento e o balanço, peça por peça; a segunda parte monta as complicações do dia a dia: corda automática, calendário, reserva de marcha, fase da lua, segundo fuso e calendário perpétuo.