Relógio com turbilhão tri-axial de força constante.

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de CoimbraPretende-se com esta tese, estudar e melhorar a cronometria de um relógio mecânico, introduzindo e combinando conceitos, mais ou menos recentes, desenvolvidos pelas indústrias relojoeiras de todo o mundo como o turbilhão tri axial, a espiral dupla e o mecanismo de força constante. Individualmente, figuram em diversos relógios mecânicos presentes no mercado e possuem todos, a característica de serem mecanismos implementados ao movimento com vista à melhoria cronométrica do mesmo. Cada um destes mecanismos acrescenta um valor monetário considerável aos relógios a que estão associados, com a promessa que a sua presença significa performances mais elevadas de cronometria. Sendo que, em teoria, os conceitos parecem fazer sentido, aparentemente o mercado carece de estudos conclusivos acerca das suas reais eficácias. É efetuado neste sentido um estudo teórico de cada um destes mecanismos, a trabalharem individualmente e em conjunto, num movimento criado pelo autor para o efeito, para que se retirem resultados conclusivos acerca da eficácia dos mesmos. O desenvolvimento desta tese passou pela criação de um movimento em base SolidWorks, onde foi implementado cada um dos mecanismos. O movimento foi desenhado de acordo com todas as regras tradicionais de relojoaria, tendo o autor, recorrido às normas NIHS (Normas da indústria relojoeira Suíça), e a peças chave catalogadas, com vista a tornar o movimento o mais realista e fiável possível. Toda a estrutura de suporte ao movimento também foi criada, mais uma vez, tornando o movimento, e assim o relógio projetado, num produto final pronto a ser fabricado e comercializado. A segunda fase da tese centrou-se nos aspetos cronométricos do movimento projetado. Foi inicialmente efetuada uma breve revisão bibliográfica, onde são descritos e estudados cada um dos fatores responsáveis pela perda das propriedades cronométricas de um relógio mecânico, como a amplitude e frequência, e posteriormente, apresentadas soluções para cada um desses problemas, soluções estas, que foram adotadas no movimento anteriormente projetado. Após este estudo, o autor, centrou-se na obtenção dos resultados cronométricos acerca do comportamento do movimento criado face a um movimento comum, que também foi desenhado, embora apenas nas suas partes fundamentais ao estudo. Para o efeito, recorreu ao programa de simulação dinâmica Simulink, que tem por base a linguagem Matlab, mas que simplifica a construção da programação ao permitir a introdução de dados por blocos à semelhança de um fluxograma. Neste programa dois modelos foram criados, um que simula o comportamento do movimento projetado, e outro que simula o comportamento de um movimento comum. As variáveis introduzidas em cada um destes modelos controlam diretamente os aspetos anteriormente estudados na revisão bibliográfica, que influenciam a cronometria, e os valores destas foram obtidos direta, e indiretamente do projeto efetuado em Solidworks. Daí a necessidade do mesmo. Os outputs obtidos nos dois modelos, a frequência e a amplitude do órgão oscilador, indicaram quão preciso cada um dos dois movimentos é face ao outro, permitindo assim, retirarem-se conclusões acerca das propriedades cronométricas de cada um e da eficácia que os conceitos introduzidos (no movimento projetado) têm num movimento comum. Os resultados a que se chegou após a comparação, indicam favoravelmente que, em teoria, os diferentes conceitos funcionam, quer estejam a trabalhar em conjunto quer estejam a trabalhar em separado. **O mundo da relojoaria é um nicho muito específico, contendo um vocabulário próprio muito extenso, e às vezes, de difícil compreensão. Alguns dos conceitos que foram introduzidos, bem como alguns dos termos utilizados, são da exclusividade desse mundo, pelo que, para o leitor que não esteja habituado aos mesmos, o texto desta tese pode tornar-se um verdadeiro desafio. Assim, antes de iniciar a leitura da mesma, o autor, aconselha a passar uma revista pelo apêndice 1, que nada mais é que um glossário ilustrado de relojoaria.The aim of this thesis is to study and improve the timing of a mechanical watch and matching introducing more or less recent concepts developed by the watchmaking industries worldwide like the tri axial tourbillon the double hairspring and the mechanism of constant force. Individually listed in various mechanical watches in the market and all of them have the characteristic of being implemented mechanisms to movement with an objective in improving its timekeeping. Each of these mechanisms adds considerable value to mechanical watches with the promise that their presence means higher performances in timing. While in theory these concepts seem to make sense apparently the market lacks conclusive studies about its real efficacy. A theoretical study of each of these mechanisms is done working individually and together in a movement created by the author with the objective of withdrawing conclusive results about the effectiveness of them. The development of this thesis began by creating a movement based on SolidWorks where each mechanism has been implemented. The move was designed in accordance with all the rules of traditional watchmaking with the author consulting NIHS standards (Standards of Swiss watchmaking industry), and the key pieces catalogued in order to make the most realistic and reliable movement possible. The entire support structure (case) is also designed once again making the movement and thus making the watch designed in a final product ready to be manufactured and marketed. The second phase of the thesis focused on the chronometric aspects of movement designed. Was initially performed a brief literature review which are described and analysed each of the factors responsible for the loss of chronometric properties of a mechanical watch such as the amplitude and frequency and then presented solutions for each and every one of these problems. These solutions have been adopted in movement previously designed. After this study, the author focused on obtaining chronometric results of the behaviour of the created movement in comparison to a common movement which was also designed but only in its basic parts needed for the study. For this purpose the author used the dynamic simulation program named Simulink which is based on the Matlab language, but that simplifies the construction of the program to allow the introduction of data blocks similarly to a flowchart. In this program, two models were created, one which simulates the behaviour of the designed movement and another to simulate the behaviour of a common movement The variables to be introduced in each of these models directly control the previously studied aspects that influence the timing and the amounts of these were obtained directly and indirectly from the project done in SolidWorks. Hence the need of it. The outputs from the two models, the frequency and amplitude of the oscillator unit, indicated how accurate each of the two movements is compared to another thus allowing to withdraw conclusions from chronometric perspective about the properties of each and efficiency that the concepts introduced (in the projected movement) have in a common movement. The obtained results after comparing favourably indicate that in theory the different concepts work whether they are working together or are working separately. The world of horology is a very specific niche containing a very large and difficult to understand vocabulary. Some of the concepts that were introduced as well as some of the terms used are exclusive to this world so for the reader who is not accustomed to them the text of this thesis can become a real challenge. So before you start with reading the author kindly advises to spend an overall reading at Appendix 1 which is nothing more than an illustrated glossary of watchmaking