Motor divisor

Una máquina divisora ​​es un dispositivo que se utiliza para marcar graduaciones en instrumentos de medición.

Siempre ha existido la necesidad de instrumentos de medición precisos. Ya se trate de un dispositivo lineal como una regla o un vernier o de un dispositivo circular como un transportador , un astrolabio , un sextante , un teodolito o círculos de ajuste para telescopios astronómicos , siempre ha existido el deseo de una precisión cada vez mayor. Por cada mejora en los instrumentos de medición, como mejores alidades o la introducción de miras telescópicas, siguió inmediatamente la necesidad de graduaciones más exactas.

En los primeros instrumentos, las graduaciones eran típicamente líneas grabadas o trazadas en madera , marfil o latón . Los fabricantes de instrumentos idearon varios dispositivos para realizar tales tareas. Los primeros fabricantes de instrumentos islámicos deben haber tenido técnicas para la división fina de sus instrumentos, ya que esta precisión se refleja en la exactitud de las lecturas que hacían. Esta habilidad y conocimiento parece haberse perdido, dado que los pequeños cuadrantes y astrolabios de los siglos XV y XVI no mostraban graduaciones finas y estaban hechos de manera relativamente tosca. ^[1]

En el siglo XVI, los fabricantes de instrumentos europeos se vieron obstaculizados por los materiales disponibles. El latón se fabricaba en láminas martilladas con superficies ásperas y las herramientas de grabado de hierro eran de mala calidad. No había suficientes fabricantes como para haber creado una larga tradición de práctica y pocos habían sido formados por maestros . ^[1]

Las transversales establecieron un estándar a principios del siglo XIV. Tycho Brahe utilizó transversales en sus instrumentos y dio a conocer el método. Las transversales basadas en líneas rectas no proporcionan subdivisiones correctas en un arco, por lo que también se utilizaron otros métodos, como los basados ​​en el uso de arcos circulares desarrollados por Philippe de La Hire .

En el siglo XVI, Pedro Nunes creó otro sistema , denominado nonius , que consistía en trazar en un instrumento un número determinado de círculos concéntricos y dividir cada uno de ellos con una división menos que el círculo exterior adyacente. De este modo, el cuadrante más exterior tendría 90° en 90 divisiones iguales, el siguiente interior tendría 89 divisiones, el siguiente 88 y así sucesivamente. Cuando se medía un ángulo, se anotaba el círculo y la división en la que caía la alidada . A continuación se consultaba una tabla para obtener la medida exacta. Sin embargo, este sistema era difícil de construir y lo utilizaban pocos. Tycho Brahe fue una excepción.

Christopher Clavius ​​y Jacob Curtius desarrollaron algunas mejoras al sistema de Nunes . El trabajo de Curtius condujo directamente al de Pierre Vernier , publicado en 1631. Vernier refinó este proceso y nos dio la escala de vernier . Sin embargo, aunque estas diversas técnicas mejoraron la lectura de las graduaciones, no contribuyeron directamente a la precisión de su construcción. Las mejoras posteriores llegaron lentamente y se requirió un nuevo desarrollo: la máquina divisora.

Los trabajos previos sobre el desarrollo de máquinas de corte de engranajes habían preparado el camino. Dichos dispositivos eran necesarios para cortar una placa circular con dientes de engranaje uniformes . Los relojeros estaban familiarizados con estos métodos y fueron importantes para el desarrollo de máquinas divisoras. George Graham ideó un proceso de uso de métodos geométricos para dividir la extremidad de un instrumento. Desarrolló un sofisticado compás de viga para ayudar a marcar las graduaciones. John Bird y Jeremiah Sisson continuaron con estas técnicas. Estas técnicas de compás de viga se utilizaron hasta el siglo XIX, ya que las máquinas divisoras que siguieron no estaban a la altura de los instrumentos más grandes que se estaban construyendo.

El primer motor divisor circular verdadero fue probablemente construido por Henry Hindley , un relojero, alrededor de 1739. Esto fue informado a la Royal Society por John Smeaton en 1785. ^[2] Se basó directamente en una máquina de corte de engranajes para mecanismos de relojería. Utilizaba una placa de índice dentada y un engranaje helicoidal para hacer avanzar el mecanismo. Duc de Chaulnes creó dos motores divisores entre 1765 y 1768 para dividir arcos circulares y escalas lineales. Deseaba mejorar la graduación de los instrumentos eliminando la habilidad del fabricante de la técnica siempre que fuera posible. Si bien el uso del compás de vara dependía críticamente de la habilidad del usuario, su máquina producía divisiones más regulares en virtud de su diseño. Sus máquinas también se inspiraron en el trabajo anterior de los relojeros.

Jesse Ramsden siguió al duque de Chaulnes cinco años después en la producción de su máquina divisora. Al igual que con las invenciones anteriores, la de Ramsden utilizó un mecanismo de tornillo tangente para hacer avanzar la máquina de una posición a otra. Sin embargo, había desarrollado un torno de corte de tornillos que era particularmente avanzado y producía un producto superior. ^{[3] [4]} Esta máquina fue desarrollada con financiación de la Junta de Longitud ^[1] con la condición de que se describiera en detalle (junto con el torno de corte de tornillos relacionado ) y no estuviera protegida por patente. Esto permitió a otros copiar libremente el dispositivo y mejorarlo. De hecho, la Junta exigió que enseñara a otros a construir sus propias copias y que pusiera su máquina divisora ​​a disposición de los instrumentos graduados fabricados por otros. ^[1]

Edward Troughton fue el primero en construir una copia del diseño de Ramsden. Mejoró el diseño y produjo su propia versión. Esto permitió mejorar la precisión de la máquina divisora.

Samuel Rhee desarrolló su propia máquina cortadora de tornillos sin fin y pudo vender máquinas a otros. Sus tornillos se consideraban los mejores disponibles en ese momento. ^[1]

En Francia, Étienne Lenoir creó una máquina divisora ​​de mayor precisión que la versión inglesa. Mégnié, Richer, Fortin y Jecker también habían construido máquinas divisoras de considerable calidad. ^[1]

A principios del siglo XIX, era posible fabricar instrumentos como el sextante , que seguían siendo plenamente funcionales y con la precisión suficiente para seguir utilizándose durante medio siglo o más. ^[5]

La máquina divisora ​​fue un avance único en la fabricación de instrumentos científicos, ya que fue aceptada de inmediato por todos los fabricantes. No había dudas sobre el valor de este avance. ^[5]

Bryan Donkin diseñó y construyó un torno de motor para cortar y dividir tornillos en 1826, que estableció nuevos estándares de precisión para la creación de tornillos de avance precisos, un precursor necesario para el desarrollo del mecanizado de precisión en la Revolución Industrial. ^[6]

• Henry Joseph Grayson : inventor australiano que desarrolló un motor (~1900) para fabricar rejillas de difracción que gobernaban 120.000 líneas por pulgada (aproximadamente 4.700 por mm).

• Palmer, Christopher (2020). Manual de rejillas de difracción (8.ª ed.). MKS Newport.