Dette er tredje del av en tredelt serie om Derek Pratts rekonstruksjon av John Harrisons Longitude Award-vinnende H4 (verdens første presisjons marine kronometer).Denne artikkelen ble først publisert i The Horological Journal (HJ) i april 2015, og vi takker dem for sjenerøst å gi tillatelse til å publisere på nytt på Quill & Pad.
For å lære mer om Derek Pratt, se livet og tidene til den legendariske uavhengige urmakeren Derek Pratt, Derek Pratts rekonstruksjon av John Harrison H4, verdens første presisjons marin astronomiske klokke (del 1 av 3), og John Harrisons H4 for diamantbrett rekonstruert av Derek Pratt, verdens første presisjons marine kronometer (del 2, Det er 3 deler totalt).
Etter å ha laget diamantbrettet går vi videre for å få klokken til å tikke, dog uten remontoir, og før alle juvelene er ferdige.
Det store balansehjulet (50,90 mm i diameter) er laget av et herdet, herdet og polert instrumentpanel.Hjulet er klemt mellom to plater for herding, noe som bidrar til å redusere deformasjon.
Derek Pratts H4 balansehjulsherdede plate viser balansen på et senere tidspunkt, med staven og chucken på plass
Balansespaken er en slank 21,41 mm dor med midjeomkrets redusert til 0,4 mm for montering av brettet og balansechuck.Personalet skrur på urmakerens dreiebenk og avslutter i svingen.Messingchucken som brukes til pallen festes til arbeideren med en delt stift, og pallen settes inn i det D-formede hullet i chucken.
Disse hullene er laget på messingplaten ved hjelp av vår EDM (elektrisk utladningsmaskin).Kobberelektroden i henhold til pallens tverrsnittsform senkes ned i messingen, og deretter behandles hullet og den ytre konturen til arbeideren på CNC-fresemaskinen.
Den endelige etterbehandlingen av chucken gjøres for hånd ved hjelp av en fil og en stålpolermaskin, og det delte stifthullet lages ved hjelp av en Archimedes-bor.Dette er en interessant kombinasjon av høyteknologiske og lavteknologiske verk!
Balansefjæren har tre hele sirkler og en lang rett hale.Fjæren er avsmalnet, enden av tappen er tykkere, og midten avsmalner mot chucken.Anthony Randall ga oss noe 0,8 % karbonstål, som ble trukket inn i en flat del og deretter polert til en kjegle på størrelse med den originale H4 balansefjæren.Den fortynnede fjæren legges i en stålformer for herding.
Vi har gode bilder av den originale fjæren, som lar oss tegne formen og CNC frese førstnevnte.Med en så kort fjær vil folk forvente at balansen svinger voldsomt når staven står oppreist, men ikke er begrenset av smykkene på balansebroen.Men fordi den lange halen og hårfjæren blir tynnere, hvis balansehjulet og hårfjæren er satt til å vibrere, bare støttet på den nedre pivoten, og juvelene over fjernes, vil balanseakselen være overraskende stabil.
Balansehjulet og hårfjæren har et stort koblingsfeilpunkt, som forventet for en så kort hårfjær, men denne effekten reduseres av hårfjærens avsmalnende tykkelse og lange hale.
La klokken gå, kjørt direkte fra toget, og neste trinn er å lage og installere remontoir.Aksen til fjerde runde er et interessant treveiskryss.På dette tidspunktet er det tre koaksiale hjul: det fjerde hjulet, mothjulet og det sentrale sekunddrivhjulet.
Det innvendig kuttede tredje hjulet driver det fjerde hjulet på normal måte, som igjen driver remontoir-systemet som består av et låsehjul og et svinghjul.Gyrohjulet drives av den fjerde spindelen gjennom en remontoir-fjær, og gyrohjulet driver flukthjulet.
Ved den fjerde runde tilkoblingen blir sjåføren gitt til remontoiren, kontrahjulet og det midtre andre hjulet for Derek Pratts H4-rekonstruksjon
Det er en slank slank dor mot klokken, som passerer gjennom den hule doren på det fjerde hjulet, og det andrehåndsdrevne hjulet er installert på urvisersiden.
Remontoir-fjæren er laget av hovedfjæren til klokken.Den er 1,45 mm høy, 0,08 mm tykk og omtrent 160 mm lang.Fjæren er festet i et messingbur montert på den fjerde akselen.Fjæren må plasseres i buret som en åpen spiral, ikke på tønneveggen slik den vanligvis er i et klokkeløp.For å oppnå dette brukte vi noe som ligner på det tidligere som ble brukt til å lage balansefjærer for å sette remontoir-fjæren til riktig form.
Remontoir-utløseren styres av en svingbar pal, et låsehjul og et svinghjul som brukes til å kontrollere remontoir-tilbakespolingshastigheten.Sperren har fem armer montert på doren;den ene armen holder labben, og labben griper inn i utløserstiften på motsatt dor.Når toppen snurrer, løfter en av tappene forsiktig palen til posisjonen der den andre armen slipper låsehjulet.Låsehjulet kan deretter rotere fritt en omdreining for å la fjæren spole tilbake.
Den tredje armen har en dreibar rulle støttet på en kam montert på en låseaksel.Dette holder pal og sperre borte fra banen til utløserpinnen når tilbakespoling skjer, og revershjulet fortsetter å rotere.De resterende to armene på pal er motvekter som balanserer pal.
Alle disse komponentene er svært delikate og krever nøye manuell arkivering og sortering, men de fungerer svært tilfredsstillende.Det flygende bladet er 0,1 mm tykt, men har et større område;dette viste seg å være en vanskelig del fordi den sentrale sjefen er en person med værhanen.
Remontoir er en smart mekanisme som er fascinerende fordi den spoler tilbake hvert 7.5 sekund, slik at du ikke trenger å vente lenge!
I april 1891 overhalte James U. Poole den originale H4 og skrev en interessant rapport om sitt arbeid for Watch Magazine.Da han snakket om remontoir-mekanismen, sa han: "Harrison beskriver strukturen til klokken.Jeg måtte famle meg gjennom en rekke plagsomme eksperimenter, og i flere dager var jeg desperat etter å kunne sette den sammen igjen.Remontoir-togets Handlingen er så mystisk at selv om du observerer den nøye, kan du ikke forstå den riktig.Jeg tviler på om det virkelig er nyttig.»
En elendig person!Jeg liker hans avslappede ærlighet i kampen, kanskje vi alle har hatt lignende frustrasjoner på benken!
Time- og minuttbevegelsen er tradisjonell, drevet av et stort tannhjul montert på den sentrale spindelen, men den sentrale sekundviseren bæres av et hjul plassert mellom det store tannhjulet og timehjulet.Det sentrale sekundhjulet roterer på det store giret og drives av det samme tellehjulet som er montert på skiveenden av spindelen.
Derek Pratts H4 H4-bevegelse viser kjøringen av det store giret, minutthjulet og det sentrale andrehjulet
Dybden til den sentrale andrehåndsdriveren er så dyp som mulig for å sikre at sekundviseren ikke "rytter" når den kjører, men den må også løpe fritt.På den originale H4 er diameteren på drivhjulet 0,11 mm større enn det drevne hjulet, selv om antall tenner er det samme.Det ser ut til at dybden med vilje er gjort for dyp, og deretter "toppes" det drevne hjulet for å gi den nødvendige frihetsgraden.Vi fulgte en lignende prosedyre for å tillate fri løping med minimal klaring.
Bruk toppingsverktøyet for å oppnå minst mulig tilbakeslag når du kjører den sentrale sekundviseren til Derek Pratt H4
Derek har fullført tre hender, men de trenger litt sortering.Daniela jobbet med time- og minuttviserne, polerte, så herdet og tempererte, og blånet til slutt i blått salt.Den sentrale sekundviseren er polert i stedet for blå.
Harrison planla opprinnelig å bruke en tannstangjustering i H4, som var vanlig i datidens kantklokker, og som vist på en av tegningene som ble laget da Longitude Committee inspiserte klokken.Han må ha gitt opp stativet tidlig, selv om han hadde brukt det i Jefferys klokker og brukt en bimetallisk kompensator for første gang i H3.
Derek ville prøve dette arrangementet og laget et tannstang og begynte å lage kompenserende fortauskanter.
Den originale H4 har fortsatt et tannhjul for å installere justeringsplaten, men mangler et stativ.Siden H4 foreløpig ikke har stativ, er det besluttet å lage en kopi.Selv om tannstangen og tannstangen er enkle å justere, må Harrison ha funnet det lett å flytte og forstyrre hastigheten.Klokken kan nå vikles fritt og er nøye installert for balansefjærstiften.Monteringsmetoden til tappen kan justeres i alle retninger;dette hjelper til med å plassere midten av fjæren slik at balansestangen står oppreist når den hviler.
Den temperaturkompenserte kantstenen består av messing- og stålstenger festet sammen med 15 nagler.Kantpinnen i enden av kompensasjonskantsteinen omgir fjæren.Når temperaturen stiger, vil kantsteinen bøye seg for å forkorte den effektive lengden på fjæren.
Harrison hadde håpet å bruke formen på baksiden av skuffen for å justere for isokrone feil, men han fant ut at dette ikke var nok, og han la til det han kalte en "cycloid" pin.Denne justeres for å få kontakt med balansefjærens hale og akselerere vibrasjonen med en valgt amplitude.
På dette stadiet blir toppplaten overlevert til Charles Scarr for gravering.Derek hadde bedt om at navneskiltet ble skrevet inn som originalen, men navnet hans var gravert på kanten av skateboardet ved siden av Harrisons signatur og på den tredje hjulbroen.Inskripsjonen lyder: "Derek Pratt 2004-Chas Frodsham & Co AD2014."
Inskripsjon: “Derek Pratt 2004 – Chas Frodsham & Co 2014″, brukt til Derek Pratts H4-rekonstruksjon
Etter å ha brakt balansefjæren nær størrelsen på den originale fjæren, tid klokken ved å fjerne materiale fra bunnen av balansen, og gjør balansen litt tykkere for å tillate dette.Witschi-klokketimeren er veldig nyttig i denne forbindelse fordi den kan stilles inn til å måle klokkens frekvens etter hver justering.
Dette er litt ukonvensjonelt, men det gir en måte å balansere en så stor balanse på.Ettersom vekten sakte beveget seg bort fra bunnen av balansehjulet, nærmet frekvensen seg 18 000 ganger i timen, og da ble timeren satt til 18 000 og klokkens feil kunne leses.
Figuren over viser banen til klokken når den starter fra lav amplitude og deretter raskt stabiliserer seg til driftsamplituden med jevn hastighet.Sporet viser også at remontoir spoler tilbake hvert 7,5 sekund.Klokken ble også testet på en gammel Greiner Chronographic klokketimer ved bruk av papirspor.Denne maskinen har funksjonen til å stille inn sakte kjøring.Når papirmatingen er ti ganger tregere, forstørres feilen ti ganger.Denne innstillingen gjør det enkelt å teste klokken i en time eller mer uten å synke ned i dypet av papiret!
Langtidstester viste noen endringer i hastighet, og fant at den andre drivenheten i midten er veldig kritisk, fordi den trenger olje på det store giret, men det må være en veldig lett olje, for ikke å forårsake for mye motstand og redusere balanseområdet.Den laveste viskositetsklokkeoljen vi kan finne er Moebius D1, som har en viskositet på 32 centistokes ved 20°C;dette fungerer bra.
Klokken har ikke den gjennomsnittlige tidsjusteringen slik den senere ble installert i H5, så det er enkelt å gjøre små justeringer på sykloidnålen for å finjustere hastigheten.Sykloidpinnen ble testet i forskjellige posisjoner, og før eller siden ville den berøre fjæren under pusten, og det var også forskjellige hull ved kantpinnene.
Det ser ikke ut til å være en ideell plassering, men den er satt der endringshastigheten med amplitude er minimal.Endringen i hastighet med amplitude indikerer at remontoir er nødvendig for å jevne ut balansepulsen.I motsetning til James Poole, synes vi remontoir er veldig nyttig!
Klokken var allerede i drift i januar 2014, men det er fortsatt behov for noen justeringer.Den tilgjengelige kraften til escapementet avhenger av de fire forskjellige fjærene i klokken, som alle må balanseres med hverandre: hovedfjæren, kraftfjæren, remontoir-fjæren og balansefjæren.Hovedfjæren kan stilles inn etter behov, og da må holdefjæren som gir moment når klokken vikles være tilstrekkelig til å stramme remontoir-fjæren helt igjen.
Amplituden til balansehjulet avhenger av innstillingen til remontoir-fjæren.Noen justeringer er nødvendig, spesielt mellom vedlikeholdsfjæren og remontoir-fjæren, for å få riktig balanse og få nok kraft i escapement.Hver justering av vedlikeholdsfjæren betyr å demontere hele klokken.
I februar 2014 dro klokken til Greenwich for å bli fotografert og fotografert til utstillingen "Explore Longitude-Ship Clock and Stars".Den endelige videoen som ble vist i utstillingen beskrev klokken godt og viste hver del som ble satt sammen.
En periode med testing og justeringer fant sted før klokken ble levert til Greenwich i juni 2014. Det var ikke tid til en skikkelig temperaturtest og det ble funnet at klokken var overkompensert, men den drev verkstedet ved en ganske jevn temperatur .Når den fungerte uforstyrret i 9 dager, holdt den seg innenfor pluss minus to sekunder om dagen.For å vinne premien på £20 000, må den holde tiden innenfor pluss eller minus 2,8 sekunder per dag under den seks uker lange reisen til Vestindia.
Å fullføre Derek Pratts H4 har alltid vært et spennende prosjekt med mange utfordringer.Hos Frodshams gir vi alltid Derek den høyeste vurderingen, enten som urmaker eller som en hyggelig samarbeidspartner.Han deler alltid sjenerøst sin kunnskap og tid til å hjelpe andre.
Dereks håndverk er utmerket, og til tross for mange utfordringer har han investert mye tid og energi i å fremme H4-prosjektet sitt.Vi tror han vil være fornøyd med det endelige resultatet og viser gjerne frem klokken til alle.
Klokken ble stilt ut i Greenwich fra juli 2014 til januar 2015 med alle fem Harrison originale tidtakere og mange andre interessante verk.Utstillingen startet en verdensturné med Dereks H4, fra mars til september 2015 på Folger Shakespeare Library i Washington, DC;etterfulgt av Mystic Seaport, Connecticut, fra november 2015 til april 2016;deretter Fra mai 2016 til oktober 2016, reis til Australian Maritime Museum i Sydney.
Fullføringen av Dereks H4 var en laginnsats av alle i Frodshams.Vi fikk også verdifull hjelp fra Anthony Randall, Jonathan Hird og andre personer i klokkeindustrien som hjalp Derek og oss med å fullføre dette prosjektet.Jeg vil også takke Martin Dorsch for hans hjelp med fotograferingen av disse artiklene.
Quill & Pad vil også takke The Horological Journal for at vi fikk lov til å publisere de tre artiklene i denne serien på nytt her.Hvis du gikk glipp av dem, vil du kanskje også like: Livet og tidene til den legendariske uavhengige urmakeren Derek Pratt (Derek Pratt) Rebuilding John Harrison (John Harrison) ) H4, verdens første presisjons marine kronometer (del 1 av 3) for Derek Pratt (Derek Pratt) for å rekonstruere John Harrison (John Harrison) for å lage diamantbrett H4, verdens første A-presisjons marine kronometer (del 2 av 3)
Beklager.Jeg leter etter skolekameraten min Martin Dorsch, han er en tysk urmaker fra Regensburg.Hvis du kjenner ham, kan du fortelle ham min kontaktinformasjon?Takk!Zheng Junyu