Buongiorno a tutti, visto che mi sto interessando al mondo degli orologi sapendone ancora poco, e visto che non sopporto molto il rumore del ticchettio, non potevo non essere colpito dall'invenzione di uno scappamento silenzioso risalente addirittura al diciassettesimo secolo ... lo scappamento a manovella di Giuseppe Campani.

Dopo aver visto qualcosa genericamente online ho cercato qui sul Forum e ho trovato alcuni argomenti interessanti, me resta una domanda a cui non ho trovato risposta:

perché questo tipo di scappamento non solo non è arrivato a diffondersi rimpiazzando tutti gli altri ma addirittura (ho letto che) in molti esemplari di "orologi notturni" è stato successivamente sostituito con uno scappamento a Verga?

Ora un'ipotesi che potrei fare è che questo sistema non fosse sufficientemente preciso in quanto la forza impressa dalla ruota di scappamento (dipendente dalla carica residua) non essendo bloccata da un dentino o altro sistema di vero arresto (leggi rumore) andasse a ripercuotersi sull'oscillazione del pendolo, ma forse nel caso di carica a peso (forza costante) non avrebbe dovuto esserci questo problema ...

... non mi è chiaro e chiedo a voi, perché, senza voler sminuire il lavoro d'ingegno di questo inventore (adoro le invenzioni), dev'esserci un problema che ha reso quest'invenzione "romantica" e transitoria

Ci sarebbe molto da dire e analizzare entrando nello specifico, ma per riassumere è uno scappamento troppo vincolato e soggetto ad attriti estremamente elevati e variabili nel tempo e con le condizioni atmosferiche.

Inoltre dubito fosse più silenzioso del successivo scappamento ad Ancora...

Grazie DMO per la risposta, ma lo scappamento in questione non aveva arresti bruschi o per dirla meglio collisioni, quindi doveva necessariamente essere più silenzioso (o quantomeno meno "ticchettante") di uno scappamento ad ancora.

Trattandosi di una biella con manovella, non ci saranno stati ticchettii, ma il rumore di rotolamento sicuramente non era cosi impercettibile, almeno per come la vedo io!!

Bisogna analizzare bene anche la storia.
Come giustamente scritto gli attriti e l'usura delle parti in questo tipo di scappamento sono importanti,
c'è da sottolineare anche la necessità di una energia sicuramente maggiore nel sistema a manovella,
l'ultima ruota ( chiamiamola scappamento anche se non è corretto) compie un giro ogni oscillazione portando il meccanismo
a sovradimensionare in lunghezza la molla, oppure avere una una durata di marcia limitata.
Il periodo storico di questa invenzione, si scontra con l'invenzione del pendolo rivendicata da Huygens.
I fratelli Campani, nello specifico Giuseppe, ricevettero nel 1659 da parte di Papa Alessandro VII Il privilegio della loro invenzione,
cioè erano gli unici a poter costruire e commercializzare tale invenzione per i 10 anni a seguire.
Ma il mondo e le invenzioni andavano avanti e si studiarono sistemi più performanti per contare il tempo, ed il ticchettio di uno scappamento
a riposo è sicuramente più silenzioso di uno scappamento a verga.

Tra l'altro, i notturni Campani avevano anche la caratteristica di essere luminosi e quindi visibili di notte, cosa non da poco in un'epoca in cui anche accendere una candela richiedeva un certo impegno. Per la precisione, gli standard dell'epoca erano di manica larga e al Papa committente, così come ai fortunati successivi, bastava leggere l'ora dal proprio letto, anche se tutti quei dischi che giravano qualche rumore lo producevano. Io ho avuto modo di mettere le mani (diciamo solo gli occhi) su un Giuseppe Campani ed era fornito di conoide con il bariletto, quindi di compensazione di marcia.
Già cari all'epoca, oggi sono inavvicinabili.

Grazie a tutti per gli interventi, che peraltro mi hanno dato nuovi spunti e mi hanno fatto porre nuove domande.

Dalle poche immagini e dal singolo video con un'animazione di scappamento a manovella Giuseppe Campani avevo notato che l'asta del pendolo non è rigida ma composta da due parti incernierate, suppongo per permettere al pendolo una corsa naturale oltre il limite imposto dalla biella.
Sulle prime avevo pensato che questo lo rendeva un pendolo imperfetto, ma ora, grazie ai vostri interventi (e al mio cercare di documentarmi un minimo per comprenderli) mi rendo conto che questo lo allontana un po' dal "pendolo semplice".

E qui il succo del vero contributo di Huygens al concetto del moto di un pendolo per misurare il tempo, ovvero "l'isocronismo caratterizza soltanto i pendoli che compiono oscillazioni cicloidali".

Nella maggior parte dei casi i concetti fisici teorici sono cose da tenere in considerazione per cercare di mettersi nelle condizioni più vantaggiose per i modelli approssimativi che si possono realizzare nella pratica, e allora noto che forse la cerniera sull'asta del pendolo di Campani avvicina il moto della lente (o altro tipo di peso) a un arco di cicloide piuttosto che allontanarlo, e volontariamente o meno è un sistema migliorativo.
Fa ancora meglio la sospensione a molla dei pendoli più moderni, ma forse è solo ignoranza mia che non lo sapevo.

Cosa ne pensate?

non essendo a conoscenza di questo argomento ho chiesto aiuto al web .
questo il mio modesto contributo

https://www.museidigenova.it/it/orologio-notturno-0

saluti

anche qui dal web

https://www.cambiaste.com/it/asta-0401/ ... olo-188990

Grazie anche per questi link, in una foto si nota, come anticipato da Occam, il conoide collegato al bariletto per la compensazione di marcia.

In effetti la geometria di questo "scappamento" non può essere in grado di fermare il movimento indipendentemente dalla sua forza (anche restando sempre entro i limiti delle rotture) ma è un gioco di leve sempre in presa, quindi la compensazione di marcia doveva essere proprio necessaria (avevo ipotizzato all'inizio una carica a peso).

Dunque, e scusatemi se sono ancora molto carente nella terminologia, la forza della carica arriva (non a una ruota di scappamento ma) a una manovella, collegata tramite una biella alla parte superiore dell'asta del pendolo, alla quale è incernierata una seconda parte di asta con il peso al suo termine. Mi verrebbe da dare quasi per scontato che, a pendolo fermo in una certa posizione, il peso deve essere in grado di contrastare completamente, tramite il gioco di leve, la forza torcente sulla manovella ... e poi facendo muovere il pendolo dovrebbe avvenire la magia di un orologio.

Trovo che questo sistema sia affascinante per la ricerca di una regolazione del movimento tramite una discretizzazione fluida, ma sono ancora molto perplesso

Il vero problema di quello scappamento è che per sua natura, essendo un sistema Biella-Manovella, ha un moto che non è costante e passa dai due punti morti con velocità variabile subendo appunto delle accelerazioni e decelerazioni.
Questo chiaramente, non essendo controllabile e variabile in funzione della forza applicata, determina una irregolarità di marcia non facilmente gestibile, senza poi considerare che la rigidità del sistema introduce delle inerzie tali da creare spinte variabili sulle boccole e sui perni che raggiungono il loro massimo apice proprio nei due punti morti e questo oltre che generare rumore per via degli inevitabili giochi, comporta usure non facili da controllare, e introduce ulteriori perturbazioni che vanno ad influire in modo crescente sull'energia rilasciata dalla molla, infatti era stato utilizzato un generoso bariletto con conoide, nell'estremo tentativo di regolarizzarne il rilascio.

Il fatto che il pendolo fosse dotato di una certa elasticità, non ha niente a che vedere con le teorie di Huygens, ma era l'unico sistema per poter smorzare in qualche modo l'energia cinetica nei due punti morti, che in altro modo si sarebbe riversata totalmente sui perni con effetto "ariete" tale da distruggerli in brevissimo tempo...oltre a creare urti e vibrazioni non di poco conto!

L'idea dello scappamento di Campani mi sembra quella di ogni altro scappamento cioe' di vincolare la rotazione di un perno dotato di una coppia al moto tendenzialmente isocrono di un pendolo e lo fa con forze continue, in vece di discontinue, per evitare il tickettio. Fin qui tutto bene, se la coppia fosse costante e non ci fossero attriti l'orologio sarebbe perfetto. Gli attriti volventi non mi sembrano il problema, anzi, ogni orologio e' pieno di alberini che girano. Dove le velocita' sono grandi e le corse sono brevi, nei migliori orologi la sospensione e' volvente, in vece della molla c'e' un cuneo molto rigido che ruota su una pietra.
E' molto probabile che i risultati dei Campani non fossero eccelsi anche se soddisfavano la richiesta di silenziosita' ma l'idea di sostituire un impulso discontinuo con uno che copia meglio la forza dissipativa principale, cioe' l'attrito dell'aria, mi sembra un buon spunto di riflessione per aumentare la regolarita' dell'oscillazione.
Eliminare un "rumore" di per se non puo' che migliorare l'efficienza di un meccanismo, mi viene in mente il motore di Atkinson delle nuove Toyota che permetterebbe di fare a meno della marmitta.

Grazie DMO per questa spiegazione più tecnica e dettagliata.

Forse qualcuno avrebbe potuto provare a riprendere questo sistema per apportare dei miglioramenti con idee nuove e materiali più moderni, personalmente trovo molto triste che con il passare del tempo si sperimenti sempre di meno.

Grazie anche a te Oskar per l'interessante intervento.

Secondo me, più che la biella, era quel complesso sistema di pesanti dischi rotanti in rame dipinto, a rendere l'orologio poco affidabile.

Occam son d'accordo, il contributo maggiore all'irregolarita' non viene da dove la dissipazione e' bassa, almeno secondo il teorema di fluttuazione-dissipazione.

Catron, allora provochi! ah, ah
Un orologio e' un contatore di periodi, un numero intero di periodi. L'incertezza nella misura del tempo dipende quindi solo dalle fluttuazioni del periodo dell'oscillatore, nel nostro caso il pendolo.
Riconoscere e correggerne la causa principale e', a mio parere, quel che nei secoli ha ispirato l’ingegnosita’ piu' interessante dell'orologeria.
In questi ultimi anni mi sono dedicato, nel poco tempo libero, anche ad indagare teoricamente, ma soprattutto sperimentalmente, il rumore che limita la regolarita' degli orologi meccanici. E’ cosi’ che il signal processing chiama le fluttuazioni non prevedibili e rumore mi sembra un aggettivo adatto anche per l' orologeria.
Ho finora ottenuto un paio di risultati parziali: per esempio questo e' un articolo su Horological Journal che dimostra l'ottima qualita' della regola teorica dell'errore dello scappamento e anche alcuni risultati sperimentali dell'origine dell'errore indotto dai movimenti del supporto del pendolo. Per supporto intendo la cassa che supporta il pendolo attraverso la molla. Non li ho ancora pubblicati e se volete posso presentarli anche qui, in italiano.
Questi due esempi illustrano il mio interesse in pratica e li menziono nella speranza di trovare qualcuno per approfondirli, qualcuno con cui discutere della teoria e magari collaborare sperimentalmente. Con i quarzi odierni e' particolarmente semplice ed economico investigare i pendoli ad alta risoluzione. La tecnica coinvolta e' piu' orientata all'elettronica digitale che non alla meccanica raffinata, ma le applicazioni agli orologi meccanici di precisione sarebbero molte, una revisione moderna dello scappamento di Campani per esempio, e l'analisi impiegata ha molte applicazioni tecnologiche e non. Penso all'high frequency trading in finanza per esempio.
Ho in corso misure dove introduco il rumore artificialmente con una specie di scappamento magnetico ausiliario e sono questi gli esperimenti per i quali cerco interlocutori tra gli appassionati di orologeria.