Dies ist der dritte Teil einer dreiteiligen Serie über Derek Pratts Rekonstruktion von John Harrisons mit dem Longitude Award ausgezeichnetem H4 (dem weltweit ersten Präzisions-Marinechronometer).Dieser Artikel wurde erstmals im April 2015 im Horological Journal (HJ) veröffentlicht und wir danken ihnen für die großzügige Genehmigung der erneuten Veröffentlichung auf Quill & Pad.
Um mehr über Derek Pratt zu erfahren, sehen Sie sich das Leben und die Zeiten des legendären unabhängigen Uhrmachers Derek Pratt, Derek Pratts Rekonstruktion der John Harrison H4, der ersten astronomischen Präzisions-Marineuhr der Welt (Teil 1 von 3) und John Harrisons H4 an Diamanttablett, rekonstruiert von Derek Pratt, dem weltweit ersten Präzisions-Marinechronometer (Teil 2, insgesamt 3 Teile).
Nachdem wir das Diamanttablett angefertigt haben, machen wir uns daran, die Uhr zum Laufen zu bringen, allerdings ohne Remontoir, und bevor alle Juwelen fertig sind.
Die große Unruh (50,90 mm Durchmesser) besteht aus einer gehärteten, angelassenen und polierten Instrumententafel.Das Rad wird zum Härten zwischen zwei Platten eingespannt, wodurch Verformungen reduziert werden.
Die gehärtete H4-Unruhplatte von Derek Pratt zeigt die Unruh zu einem späteren Zeitpunkt mit angebrachter Stange und Spannfutter
Der Ausgleichshebel ist ein schlanker 21,41-mm-Dorn mit einem auf 0,4 mm reduzierten Taillenumfang zur Montage des Tabletts und des Ausgleichsspannfutters.Der Stab dreht die Drehbank des Uhrmachers und beendet die Drehung.Das für die Palette verwendete Messingfutter wird mit einem Splint am Arbeiter befestigt und die Palette wird in das D-förmige Loch im Futter eingesetzt.
Diese Löcher werden mit unserer EDM (Funkenerosionsmaschine) in die Messingplatte eingebracht.Die Kupferelektrode wird entsprechend der Querschnittsform der Palette in das Messing versenkt und anschließend das Loch und die Außenkontur des Werkstücks auf der CNC-Fräsmaschine bearbeitet.
Die Endbearbeitung des Spannfutters erfolgt von Hand mit einer Feile und einem Stahlpolierer, das Loch für den Splint wird mit einem Archimedes-Bohrer hergestellt.Dies ist eine interessante Kombination aus High-Tech- und Low-Tech-Werken!
Die Unruhspirale hat drei vollständige Kreise und einen langen, geraden Schwanz.Die Feder ist konisch, das Ende des Bolzens ist dicker und die Mitte verjüngt sich zum Spannfutter hin.Anthony Randall stellte uns etwa 0,8 % Kohlenstoffstahl zur Verfügung, der zu einem flachen Teil gezogen und dann zu einem Kegel auf die Größe der ursprünglichen H4-Spiralfeder poliert wurde.Die verdünnte Feder wird zum Härten in einen Stahlformer gelegt.
Wir haben gute Fotos der Originalfeder, die es uns ermöglichen, die Form zu zeichnen und sie per CNC zu fräsen.Bei einer so kurzen Feder würde man erwarten, dass die Unruh heftig schwingt, wenn der Stab aufrecht steht, aber nicht durch den Schmuck auf der Unruhbrücke eingeschränkt wird.Da jedoch der lange Schwanz und die Spiralfeder dünner werden, ist die Unruhwelle überraschend stabil, wenn das Unruhrad und die Spiralfeder in Schwingung versetzt werden, nur auf dem unteren Drehpunkt abgestützt werden und die darüber liegenden Steine ​​entfernt werden.
Wie bei einer so kurzen Spiralfeder zu erwarten ist, weisen die Unruh und die Spiralfeder einen großen Verbindungsfehlerpunkt auf. Dieser Effekt wird jedoch durch die konische Dicke und das lange Ende der Spiralfeder verringert.
Lassen Sie die Uhr laufen, angetrieben direkt vom Zug, und der nächste Schritt besteht darin, das Remontoir herzustellen und zu installieren.Die Achse der vierten Runde ist ein interessanter Drei-Wege-Schnittpunkt.Derzeit gibt es drei koaxiale Räder: das Sekundenrad, das Zählrad und das zentrale Sekundenrad.
Das innen gefräste Kleinbodenrad treibt auf normale Weise das Kleinbodenrad an, das wiederum das Remontoir-System antreibt, das aus einem Sperrrad und einem Schwungrad besteht.Das Kreiselrad wird von der vierten Spindel über eine Remontoir-Feder angetrieben, und das Kreiselrad treibt das Ankerrad an.
Bei der vierten Rundenverbindung stehen dem Fahrer das Remontoir, das Kronenrad und das Zentralsekundenrad für Derek Pratts H4-Rekonstruktion zur Verfügung
Es gibt einen schlanken, schlanken Dorn gegen den Uhrzeigersinn, der durch den hohlen Dorn des Sekundenrads verläuft, und das Sekundenzeiger-Antriebsrad ist auf der Zifferblattseite gegen den Uhrzeigersinn installiert.
Die Remontoir-Feder wird aus der Hauptfeder der Uhr hergestellt.Es ist 1,45 mm hoch, 0,08 mm dick und etwa 160 mm lang.Die Feder ist in einem Messingkäfig befestigt, der auf der vierten Achse montiert ist.Die Feder muss als offene Spule im Käfig platziert werden und nicht an der Wand des Federhauses, wie es normalerweise bei einem Uhrengehäuse der Fall ist.Um dies zu erreichen, haben wir etwas Ähnliches wie bei der Herstellung von Unruhspiralen verwendet, um die Remontoir-Spirale in die richtige Form zu bringen.
Die Remontoir-Auslösung wird durch eine schwenkbare Sperrklinke, ein Sperrrad und ein Schwungrad gesteuert, mit denen die Remontoir-Rücklaufgeschwindigkeit gesteuert wird.Die Sperrklinke hat fünf Arme, die auf dem Dorn montiert sind;Ein Arm hält die Pfote und die Pfote greift in den Entriegelungsstift am gegenüberliegenden Dorn ein.Wenn sich der Kreisel dreht, hebt einer seiner Stifte die Sperrklinke sanft in die Position, in der der andere Arm das Sperrrad freigibt.Anschließend kann das Feststellrad eine Umdrehung frei gedreht werden, um das Zurückspulen der Feder zu ermöglichen.
Der dritte Arm verfügt über eine schwenkbare Rolle, die auf einer Nocke gelagert ist, die auf einer Verriegelungsachse montiert ist.Dadurch bleiben Sperrklinke und Sperrklinke beim Zurückspulen vom Weg des Auslösestifts fern und das Rückwärtsrad dreht sich weiter.Die verbleibenden zwei Arme der Sperrklinke sind Gegengewichte, die die Sperrklinke ausbalancieren.
Alle diese Komponenten sind sehr empfindlich und erfordern eine sorgfältige manuelle Ablage und Sortierung, funktionieren aber sehr zufriedenstellend.Das fliegende Blatt ist 0,1 mm dick, hat aber eine größere Fläche;Dies erwies sich als kniffliger Teil, da der zentrale Chef eine Person mit der Wetterfahne ist.
Remontoir ist ein cleverer Mechanismus, der fasziniert, weil er alle 7,5 Sekunden zurückgespult wird, sodass Sie nicht lange warten müssen!
Im April 1891 überarbeitete James U. Poole die ursprüngliche H4 und schrieb einen interessanten Bericht über seine Arbeit für das Watch Magazine.Als er über den Remontoir-Mechanismus sprach, sagte er: „Harrison beschreibt die Struktur der Uhr.Ich musste mich durch eine Reihe mühsamer Experimente kämpfen und suchte mehrere Tage lang verzweifelt danach, es wieder zusammenbauen zu können.Die Handlung des Remontoir-Zugs ist so mysteriös, dass man sie selbst bei sorgfältiger Beobachtung nicht richtig verstehen kann.Ich bezweifle, dass es wirklich nützlich ist.“
Ein elender Mensch!Ich mag seine entspannte Ehrlichkeit im Kampf, vielleicht hatten wir alle ähnliche Frustrationen auf der Bank!
Das Stunden- und Minutenwerk ist traditionell und wird von einem großen Zahnrad angetrieben, das auf der zentralen Spindel montiert ist. Der zentrale Sekundenzeiger wird jedoch von einem Rad getragen, das sich zwischen dem großen Zahnrad und dem Stundenrad befindet.Das zentrale Sekundenrad dreht sich auf dem großen Zahnrad und wird von demselben Zählrad angetrieben, das am Zifferblattende der Spindel montiert ist.
Das Uhrwerk H4 H4 von Derek Pratt zeigt den Antrieb des großen Zahnrads, des Minutenrads und des zentralen Sekundenrads
Um sicherzustellen, dass der Sekundenzeiger beim Laufen nicht „zittert“, muss der zentrale Sekundenzeiger so tief wie möglich eingelassen sein, er muss aber auch frei laufen können.Beim Original-H4 ist der Durchmesser des Antriebsrads 0,11 mm größer als der des Abtriebsrads, obwohl die Anzahl der Zähne gleich ist.Es scheint, dass die Tiefe absichtlich zu tief gemacht wurde und dann das angetriebene Rad „getoppt“ wird, um den erforderlichen Freiheitsgrad zu gewährleisten.Wir haben ein ähnliches Verfahren angewendet, um einen freien Lauf mit minimalem Spiel zu ermöglichen.
Verwenden Sie das Richtwerkzeug, um beim Antrieb des zentralen Sekundenzeigers des Derek Pratt H4 das kleinste Spiel zu erzielen
Derek hat drei Hände abgeschlossen, aber sie müssen noch sortiert werden.Daniela arbeitete an den Stunden- und Minutenzeigern, polierte sie, härtete und vergütete sie und brünierte sie schließlich in blauem Salz.Der zentrale Sekundenzeiger ist poliert statt blau.
Harrison plante ursprünglich, in der H4 einen Zahnstangen- und Ritzelversteller zu verwenden, der bei Edge-Uhren der damaligen Zeit üblich war und in einer der Zeichnungen gezeigt wurde, die bei der Inspektion der Uhr durch das Longitude Committee angefertigt wurden.Er muss das Gestell früh aufgegeben haben, obwohl er es in Jefferys-Uhren verwendet hatte und in H3 erstmals einen Bimetall-Kompensator verwendete.
Derek wollte diese Anordnung ausprobieren, baute eine Zahnstange und ein Ritzel und begann mit der Herstellung von Ausgleichskanten.
Der ursprüngliche H4 verfügt noch über ein Ritzel zum Einbau der Einstellplatte, es fehlt jedoch eine Zahnstange.Da H4 derzeit über kein Rack verfügt, wird beschlossen, eine Kopie anzufertigen.Obwohl sich Zahnstange und Ritzel leicht verstellen lassen, muss Harrison es leicht gefunden haben, sie zu bewegen und die Geschwindigkeit zu stören.Die Uhr kann nun frei aufgezogen werden und ist sorgfältig für den Spiralfederbolzen montiert.Die Montageart des Bolzens kann in jede Richtung angepasst werden;Dadurch wird die Mitte der Feder so positioniert, dass die Waage im Ruhezustand aufrecht steht.
Der temperaturkompensierte Aufsatz besteht aus Messing- und Stahlstäben, die mit 15 Nieten miteinander verbunden sind.Der Kerbstift am Ende der Ausgleichskandare umschließt die Feder.Wenn die Temperatur steigt, verbiegt sich der Rand, wodurch die effektive Länge der Feder verkürzt wird.
Harrison hatte gehofft, die Form der Rückseite des Tabletts nutzen zu können, um isochrone Fehler auszugleichen, stellte jedoch fest, dass dies nicht ausreichte, und fügte einen sogenannten „Zykloiden“-Stift hinzu.Dieser wird so eingestellt, dass er mit dem Schwanz der Unruhfeder in Kontakt kommt und die Schwingung mit einer ausgewählten Amplitude beschleunigt.
Zu diesem Zeitpunkt wird die obere Platte zur Gravur an Charles Scarr übergeben.Derek hatte darum gebeten, das Namensschild als Original eingravieren zu lassen, aber sein Name war auf der Kante des Skateboards neben Harrisons Unterschrift und auf der dritten Radbrücke eingraviert.Die Inschrift lautet: „Derek Pratt 2004-Chas Frodsham & Co AD2014.“
Inschrift: „Derek Pratt 2004 – Chas Frodsham & Co 2014“, verwendet für Derek Pratts H4-Rekonstruktion
Nachdem Sie die Unruhfeder annähernd auf die Größe der Originalfeder gebracht haben, messen Sie die Uhr, indem Sie Material von der Unterseite der Unruh entfernen und die Unruh etwas dicker machen, um dies zu ermöglichen.Der Witschi-Uhrentimer ist in dieser Hinsicht sehr nützlich, da er so eingestellt werden kann, dass er nach jeder Einstellung die Frequenz der Uhr misst.
Das ist etwas unkonventionell, bietet aber eine Möglichkeit, eine so große Bilanz auszugleichen.Als sich das Gewicht langsam von der Unterseite der Unruh entfernte, näherte sich die Frequenz 18.000 Mal pro Stunde, und dann wurde der Timer auf 18.000 eingestellt und der Fehler der Uhr konnte abgelesen werden.
Die obige Abbildung zeigt die Flugbahn der Uhr, wenn sie mit einer niedrigen Amplitude startet und sich dann schnell und mit gleichmäßiger Geschwindigkeit auf ihre Betriebsamplitude stabilisiert.Die Aufzeichnung zeigt auch, dass das Remontoir alle 7,5 Sekunden zurückgespult wird.Die Uhr wurde auch an einem alten Greiner Chronographic-Uhrentimer anhand von Papierspuren getestet.Diese Maschine verfügt über die Funktion, den Langsamlauf einzustellen.Wenn der Papiervorschub zehnmal langsamer ist, vergrößert sich der Fehler um das Zehnfache.Diese Einstellung macht es einfach, die Uhr eine Stunde oder länger zu testen, ohne in die Tiefen des Papiers zu versinken!
Langzeittests zeigten zwar einige Geschwindigkeitsänderungen und ergaben, dass der Antrieb der Zentralsekunde sehr kritisch ist, da er Öl für das große Zahnrad benötigt, aber es muss ein sehr leichtes Öl sein, um nicht zu viel Widerstand zu verursachen und Reduzieren Sie den Gleichgewichtsbereich.Das Uhrenöl mit der niedrigsten Viskosität, das wir finden können, ist Moebius D1, das bei 20 °C eine Viskosität von 32 Centistokes aufweist;das funktioniert gut.
Die Uhr verfügt nicht über die Durchschnittszeiteinstellung, wie sie später in der H5 verbaut wurde, daher ist es einfach, kleine Anpassungen an der Zykloidennadel vorzunehmen, um die Geschwindigkeit fein abzustimmen.Der Zykloidenstift wurde in verschiedenen Stellungen getestet, früher oder später berührte er beim Atmen die Feder, außerdem gab es unterschiedliche Abstände an den Bordsteinstiften.
Es scheint keinen idealen Standort zu geben, aber er wird dort festgelegt, wo die Änderungsrate mit der Amplitude minimal ist.Die Änderung der Geschwindigkeit mit der Amplitude zeigt an, dass ein Remontoir erforderlich ist, um den Gleichgewichtsimpuls zu glätten.Im Gegensatz zu James Poole halten wir Remontoir für wirklich nützlich!
Die Uhr war bereits im Januar 2014 in Betrieb, es sind jedoch noch einige Anpassungen erforderlich.Die verfügbare Kraft der Hemmung hängt von den vier verschiedenen Federn in der Uhr ab, die alle miteinander ausbalanciert sein müssen: der Hauptfeder, der Antriebsfeder, der Remontoir-Feder und der Unruhspirale.Die Zugfeder kann nach Bedarf eingestellt werden, dann muss die Haltefeder, die beim Aufziehen der Uhr für Drehmoment sorgt, ausreichen, um die Remontoir-Feder wieder vollständig zu spannen.
Die Amplitude der Unruh hängt von der Einstellung der Remontoirfeder ab.Es sind einige Anpassungen erforderlich, insbesondere zwischen der Wartungsfeder und der Remontoir-Feder, um die richtige Balance zu erreichen und genügend Kraft in die Hemmung zu bringen.Jede Einstellung der Wartungsfeder bedeutet eine Demontage der gesamten Uhr.
Im Februar 2014 ging die Uhr nach Greenwich, um dort für die Ausstellung „Explore Longitude-Ship Clock and Stars“ fotografiert und fotografiert zu werden.Das letzte in der Ausstellung gezeigte Video beschrieb die Uhr gut und zeigte, wie alle Teile zusammengebaut wurden.
Bevor die Uhr im Juni 2014 nach Greenwich geliefert wurde, fand eine Test- und Anpassungsphase statt. Es blieb keine Zeit für einen ordnungsgemäßen Temperaturtest und es stellte sich heraus, dass die Uhr überkompensiert war, die Werkstatt jedoch bei einer ziemlich gleichmäßigen Temperatur lief .Wenn es neun Tage lang ungestört lief, blieb es innerhalb von plus oder minus zwei Sekunden pro Tag.Um den Preis von 20.000 Pfund zu gewinnen, muss es während der sechswöchigen Reise zu den Westindischen Inseln die Zeit innerhalb von plus oder minus 2,8 Sekunden pro Tag halten.
Die Fertigstellung von Derek Pratts H4 war schon immer ein spannendes Projekt mit vielen Herausforderungen.Bei Frodshams geben wir Derek immer die höchste Bewertung, sei es als Uhrmacher oder als angenehmer Mitarbeiter.Er teilt sein Wissen und seine Zeit stets großzügig, um anderen zu helfen.
Dereks Handwerkskunst ist ausgezeichnet und trotz vieler Herausforderungen hat er viel Zeit und Energie in die Weiterentwicklung seines H4-Projekts investiert.Wir glauben, dass er mit dem Endergebnis zufrieden sein wird und freuen uns, die Uhr allen zu zeigen.
Die Uhr wurde von Juli 2014 bis Januar 2015 in Greenwich ausgestellt, zusammen mit allen fünf Originaluhren von Harrison und vielen anderen interessanten Werken.Die Ausstellung startete mit Dereks H4 eine Welttournee, die von März bis September 2015 in der Folger Shakespeare Library in Washington, D.C. begann;gefolgt von Mystic Seaport, Connecticut, von November 2015 bis April 2016;Dann reisen Sie von Mai 2016 bis Oktober 2016 zum Australian Maritime Museum in Sydney.
Die Fertigstellung von Dereks H4 war eine Teamleistung aller in Frodshams.Wir haben auch wertvolle Hilfe von Anthony Randall, Jonathan Hird und anderen Leuten aus der Uhrenindustrie erhalten, die Derek und uns bei der Fertigstellung dieses Projekts unterstützt haben.Ich möchte mich auch bei Martin Dorsch für seine Hilfe bei der Fotografie dieser Artikel bedanken.
Quill & Pad möchte sich auch beim Horological Journal dafür bedanken, dass es uns ermöglicht hat, die drei Artikel dieser Serie hier erneut zu veröffentlichen.Wenn Sie sie verpasst haben, könnte Ihnen auch gefallen: Das Leben und die Zeiten des legendären unabhängigen Uhrmachers Derek Pratt (Derek Pratt) Rebuilding John Harrison (John Harrison) ) H4, der weltweit erste Präzisions-Marinechronometer (Teil 1 von 3) für Derek Pratt (Derek Pratt) rekonstruiert John Harrison (John Harrison), um die Diamantschale H4 herzustellen, den weltweit ersten A-Präzisions-Marinechronometer (Teil 2 von 3)
Verzeihung.Ich suche meinen Schulfreund Martin Dorsch, er ist ein deutscher Uhrmacher aus Regensburg.Wenn Sie ihn kennen, können Sie ihm meine Kontaktinformationen mitteilen?Danke!Zheng Junyu