Composizione e funzionamento dell'Orologio
L’Orologio nella sua complessità meccanica può essere considerato sotto due punti di vista differenti.
Rispetto alle funzioni
specifiche, per cui risulta così suddiviso:
• Il sistema del "Tempo"
• La soneria del I Moro
• La soneria del II Moro
• La soneria dei 132 rintocchi
• L'apparato del Quadrante astronomico e il suo
corrispettivo Quadrante sul lato settentrionale
• Il dispositivo di uscita dei Re Magi
• Il dispositivo di segnalazione oraria mediante apparati
numerici luminosi amovibili.
Rispetto alla semplice dislocazione
delle parti nell’edificio:
• Corpo centrale, con castello a pianta cruciforme
• Quadrante Sud (lato Piazza)
• Quadrante Nord (lato Merceria)
• Tàmbure dei numeri automatici (Ore / Minuti)
• Meccanismo di uscita dei Re Magi
• Gruppo scultoreo dei Mori con la relativa Campana e i due
martelli semplici per i 132 colpi.
Il corpo centrale dell’Orologio
è costituito da un composito castello dall’interessante
pianta cruciforme, di dimensioni 177 (altezza) x 200 (larghezza
NE-SO) x 280 cm (profondità NO-SE), nei singoli bracci del quale
sono alloggiati: 1) il Movimento del Tempo, 2) la Soneria del I
Moro, 3) la Soneria del II Moro e 4) la Soneria dei ‘132
colpi’. Al di sopra del castello, in posizione centrale, si
trova sovrapposto (De Lucia, 1858-60) il castelletto del
meccanismo dei numeri automatici.
Il meccanismo particolare dei Re Magi, separato e in posizione
elevata di due piani rispetto al corpo centrale, ripropone la
struttura e disposizione di una delle singole sezioni dell’impianto
centrale.
Il Sistema del Tempo, comprendente la trazione motrice principale
e il pendolo quale regolatore, muove direttamente i due Quadranti,
che possono considerarsi così sue derivazioni dirette in
relazione di continuità, mentre dà comando periodico di
avviamento alle altre funzioni.
L'energia di movimento delle singole funzioni è fornita dalla
caduta di altrettanti pesi in piombo di varie dimensioni,
connessi ciascuno, mediante apposito cavo d'acciaio, ai
rispettivi tamburi di avvolgimento (o ricarica) dei singoli
sistemi. La loro corsa si avvale della verticalità della Torre
per trarne la massima autonomia, stimabile in 21 ore, per 13 m di
caduta verticale.
L'energia sviluppata dalla trazione del sistema del Tempo,
regolata ad erogazione costante mediante il moto oscillatorio
isocrono (2 secondi per oscillazione) del pendolo, produce il
movimento dei ruotismi dei Quadranti e fornisce il comando
periodico delle altre funzioni di segnalazione numerica o sonora.
Il pendolo, un raro esemplare di pendolo da due secondi, lungo
ben 414 cm, consta di un’asta lignea a sezione ottagonale
compressa (cm 6.25 x 4.25), una grande lente metallica recante
incisa la firma di Luigi De Lucia e un delicatissimo apparato
apicale di sospensione a lama.
Il complesso degli ingranamenti di sviluppo dei moti
differenziati del Quadrante Sud (lato Piazza) è impostato dal
semplice movimento continuo della grande ruota a ciclo
giornaliero, del diametro di cm 243, mossa dal pignone collegato
all'asse della ruota motrice del Tempo. Due ruote di diametro
minore (rispettivamente cm 97 e 87,5) e concentriche rispetto
alla grande ruota a ciclo giornaliero sono fissate alla testata
quadra dell'albero centrale del sistema in modo da permanere
immobili. L'interazione di queste componenti (mobile - immobili)
produce lo sviluppo delle funzioni differenziate. I tre moti
differenziati ottenuti sono riportati ai settori circolari
rotanti del Quadrante visibile sulla facciata della Torre. Il
risultato è tale che il settore esterno, ove è rappresentato lo
zodiaco e vi è pure l'indicazione di mesi e giorni, accompagna
nel suo moto il settore mediano, dal quale la lancetta indica sul
quadrante esterno le ore, ma questa, raffigurando il Sole
raggiante, è sopravanzata nel suo moto dal cerchio zodiacale di
quel minimo e impercettibile tratto (59’10’’ d’arco,
ovvero appena meno di un grado al giorno) sufficiente al suo
spostamento relativo in corrispondenza ai diversi segni zodicali,
in modo da percorrerli tutti e 12 nell’arco di un anno. Al
centro, il settore lunare, nel suo moto di rotazione, ne trascina
il globo bipartito (azzurro / oro) attorno alla Terra; un asse,
imperniato con questo e radialmente disposto entro il corpo
ligneo del settore, ne causa la rotazione grazie all'ingranamento
di un ruotino abilmente occultato sotto l'emisfero cavo della
Terra stessa.
Il movimento del Tempo è altresì trasmesso al Quadrante Nord (lato
Merceria), mediante un asse che, attraversato il castello
centrale, con opportuna demoltiplica trasmette il moto ad altro
asse, che attraversa tutto il locale adiacente, perforando due
pareti. La prima parete attraversata, sul lato della sala del
meccanismo centrale, presenta un interessante Quadrante interno,
avente funzione di controllo. All’esterno è un disco con
dodici raggi fiammeggianti, uno dei quali, raffigurante il Sole,
si prolunga ad indicare le ore (da I a XXIV) sul Quadrante
visibile dalle Mercerie.
Ogni cinque minuti, il passaggio di una caviglia in
corrispondenza di una leva causa l’azionamento del sistema
aggiunto dei numeri automatici, che si avvale della rotazione di
30° delle tàmbure dodecagonali dei minuti (0 - 5 - 10 - 15 -
ecc.) e delle ore (I - II - III - IV - ecc.), con esposizione
alla vista dei relativi pannelli numerati sulla facciata della
Torre.
Ad ogni ora, una delle due caviglie poste sulla ruota motrice del
sistema del Tempo – a ciclo biorario – transita in
corrispondenza delle due leve di azionamento della soneria dei
Mori: le due leve sono leggermente sfalsate, cosicché una delle
due è portata a scattare prima dell'altra, col risultato che il
secondo Moro (di SO) avvia i rintocchi a 1'40'' dall'inizio della
sonata del primo (di NE), ovvero quanto basta per un breve
intervallo di silenzio tra le due serie, anche nell'esecuzione
del numero maggiore di rintocchi (12 e 12, come avviene a
mezzogiorno e a mezzanotte).
I rintocchi, ottenuti mediante la percussione delle mazze sulla
campana per caduta di rotazione del busto dei Mori, sono regolati
nel loro numero dagli intervalli progressivi delle due camme di
ripartizione (o ruote spartiora) dei rispettivi sistemi
alloggiati nel castello centrale.
Alla leva di avviamento del meccanismo di soneria del secondo Moro è collegato il dispositivo di avviamento del meccanismo dei Re Magi, attivabile – a seguito di un adeguato lavoro di preparazione – in alternativa al funzionamento degli apparati numerici luminosi. Qui un sistema apposito e indipendente dal castello centrale muove, mediante un lungo albero verticale, la grande ruota di uscita dei Re Magi, composta di due archi di cerchio connessi tra loro e corrente sulla terrazzetta semicircolare sporgente dalla facciata della Torre in corrispondenza della statua della Madonna. Le movenze delle statue sono prodotte dai sistemi di leveraggi che ne occupano le cavità.
Ogni dodici ore, infine, il meccanismo del Ferracina prevedeva l'azionamento della soneria dei 132 colpi, eseguiti dalla coppia di martelli addossati al bordo della Campana sul lato delle Mercerie. La sezione del meccanismo deputata a questa funzione fa parte del castello del movimento centrale, di cui occupa il braccio nordoccidentale, ed è simile nella concezione alle sezioni delle sonerie dei Mori.