Dit is het derde deel van een driedelige serie over Derek Pratts reconstructie van John Harrisons Longitude Award-winnende H4 ('s werelds eerste precisie scheepschronometer).Dit artikel werd voor het eerst gepubliceerd in The Horological Journal (HJ) in april 2015, en we danken hen voor hun genereuze toestemming om opnieuw te publiceren op Quill & Pad.
Om meer te leren over Derek Pratt, bekijk het leven en de tijden van de legendarische onafhankelijke horlogemaker Derek Pratt, Derek Pratt's reconstructie van de John Harrison H4, de eerste nauwkeurige maritieme astronomische klok ter wereld (deel 1 van 3), en John Harrisons H4 voor de diamanten dienblad gereconstrueerd door Derek Pratt, 's werelds eerste precisie scheepschronometer (deel 2, er zijn in totaal 3 delen).
Nadat we het diamanten dienblad hebben gemaakt, gaan we verder om het horloge te laten tikken, zij het zonder remontoir, en voordat alle juwelen klaar zijn.
Het grote balanswiel (diameter 50,90 mm) is gemaakt van een gehard, getemperd en gepolijst instrumentenpaneel.Het wiel wordt voor verharding tussen twee platen geklemd, waardoor vervorming wordt verminderd.
De geharde H4-balanswielplaat van Derek Pratt toont de balans in een later stadium, met de staf en de boorkop op hun plaats
De balanshendel is een slanke doorn van 21,41 mm met een tailleomtrek teruggebracht tot 0,4 mm voor het monteren van de bak en de balanshouder.Het personeel zet de draaibank van de horlogemaker aan en eindigt in de beurt.De koperen klauwplaat die voor de pallet wordt gebruikt, wordt met een splitpen aan de arbeider bevestigd en de pallet wordt in het D-vormige gat in de klauwplaat gestoken.
Deze gaten worden met behulp van onze EDM (elektrische ontladingsmachine) op de messing plaat gemaakt.De koperelektrode volgens de dwarsdoorsnedevorm van de pallet wordt in het messing verzonken en vervolgens worden het gat en de buitencontour van de arbeider op de CNC-freesmachine verwerkt.
De uiteindelijke afwerking van de boorkop gebeurt met de hand met behulp van een vijl en een staalpolijstmachine, en het splitpengat wordt gemaakt met een Archimedes-boor.Dit is een interessante combinatie van hightech en lowtech werken!
De balansveer heeft drie volledige cirkels en een lange rechte staart.De veer loopt taps toe, het uiteinde van de tap is dikker en het midden loopt taps toe naar de boorkop.Anthony Randall voorzag ons van ongeveer 0,8% koolstofstaal, dat tot een plat deel werd getrokken en vervolgens tot een kegel werd gepolijst tot het formaat van de originele H4-balansveer.De verdunde veer wordt ter verharding in een staalvormer geplaatst.
We hebben goede foto's van de originele veer, waardoor we de vorm kunnen tekenen en de eerste kunnen CNC-frezen.Met zo'n korte veer zouden mensen verwachten dat de balans heftig gaat zwaaien als de staf rechtop staat, maar niet wordt beperkt door de sieraden op de balansbrug.Omdat de lange staart en de spiraalveer echter dunner worden, zal de balansas verrassend stabiel zijn als het balanswiel en de spiraalveer in trilling worden gebracht, alleen ondersteund door het onderste draaipunt, en de juwelen erboven worden verwijderd.
Het balanswiel en de spiraalveer hebben een groot verbindingsfoutpunt, zoals verwacht voor zo'n korte spiraalveer, maar dit effect wordt verminderd door de taps toelopende dikte en de lange staart van de spiraalveer.
Laat het horloge lopen, rechtstreeks vanuit de trein gereden, en de volgende fase is het maken en installeren van het remontoir.De as van de vierde ronde is een interessant drievoudig kruispunt.Op dit moment zijn er drie coaxiale wielen: het vierde wiel, het tegenwiel en het centrale secondenaandrijfwiel.
Het inwendig uitgesneden derde wiel drijft op normale wijze het vierde wiel aan, dat op zijn beurt het remontoirsysteem aandrijft, bestaande uit een blokkeerwiel en een vliegwiel.Het gyrowiel wordt aangedreven door de vierde spil via een remontoirveer, en het gyrowiel drijft het ontsnappingswiel aan.
Bij de verbinding in de vierde ronde wordt de bestuurder naar het remontoir, het contrawiel en het middelste tweede wiel gestuurd voor Derek Pratt's H4-reconstructie
Er is een slanke, slanke doorn tegen de klok in, die door de holle doorn van het vierde wiel gaat, en het tweedehands aandrijfwiel is aan de wijzerplaatzijde tegen de klok in geïnstalleerd.
De Remontoir-veer is gemaakt van de drijfveer van het horloge.Het is 1,45 mm hoog, 0,08 mm dik en ongeveer 160 mm lang.De veer zit vast in een koperen kooi gemonteerd op de vierde as.De veer moet als een open spiraal in de kooi worden geplaatst, en niet op de wand van de loop zoals gewoonlijk bij een horlogeloop.Om dit te bereiken, hebben we iets gebruikt dat lijkt op het eerste dat werd gebruikt om balansveren te maken om de remontoirveer in de juiste vorm te brengen.
De Remontoir-ontgrendeling wordt geregeld door een draaibare pal, een blokkeerwiel en een vliegwiel dat wordt gebruikt om de terugspoelsnelheid van de Remontoir te regelen.De pal heeft vijf armen gemonteerd op de doorn;één arm houdt de poot vast, en de poot grijpt aan op de ontgrendelingspin op de tegenoverliggende doorn.Wanneer de bovenkant draait, tilt een van de pinnen de pal voorzichtig op naar de positie waar de andere arm het vergrendelwiel loslaat.Het vergrendelwiel kan vervolgens één slag vrij draaien, zodat de veer kan worden teruggespannen.
De derde arm heeft een scharnierende rol die wordt ondersteund door een nok die op een borgas is gemonteerd.Dit houdt de pal en pal weg van het pad van de ontgrendelingspen wanneer het terugspoelen plaatsvindt, en het achteruitwiel blijft draaien.De overige twee armen aan de pal zijn contragewichten die de pal in evenwicht houden.
Al deze componenten zijn zeer delicaat en vereisen een zorgvuldige handmatige archivering en sortering, maar ze werken zeer bevredigend.Het vliegende blad is 0,1 mm dik, maar heeft een groter oppervlak;dit bleek een lastig onderdeel te zijn, omdat de centrale baas een persoon met de windwijzer is.
Remontoir is een slim mechanisme dat fascinerend is omdat het elke 7,5 seconde terugspoelt, zodat je niet lang hoeft te wachten!
In april 1891 reviseerde James U. Poole de originele H4 en schreef een interessant rapport over zijn werk voor Watch Magazine.Over het remontoirmechanisme zei hij: “Harrison beschrijft de structuur van het horloge.Ik moest me een weg banen door een reeks lastige experimenten, en een aantal dagen lang was ik wanhopig om het weer in elkaar te kunnen zetten.De actie van de remontoirtrein is zo mysterieus dat je hem, zelfs als je hem goed observeert, niet goed kunt begrijpen.Ik betwijfel of het echt nuttig is.”
Een ellendig mens!Ik hou van zijn ontspannen eerlijkheid in de strijd, misschien hebben we allemaal soortgelijke frustraties gehad op de bank!
Het uur- en minutenuurwerk is traditioneel en wordt aangedreven door een groot tandwiel dat op de centrale as is gemonteerd, maar de centrale secondewijzer wordt gedragen door een wiel dat zich tussen het grote tandwiel en het uurwiel bevindt.Het centrale secondenwiel draait op het grote tandwiel en wordt aangedreven door hetzelfde telwiel dat op het wijzerplaatuiteinde van de spil is gemonteerd.
Het H4 H4-uurwerk van Derek Pratt toont de aandrijving van het grote tandwiel, het minutenwiel en het centrale tweede wiel
De diepte van de centrale secondewijzer is zo diep mogelijk om ervoor te zorgen dat de secondewijzer niet “trilt” als deze loopt, maar ook vrij moet kunnen lopen.Bij de originele H4 is de diameter van het aandrijfwiel 0,11 mm groter dan die van het aangedreven wiel, al is het aantal tanden hetzelfde.Het lijkt erop dat de diepte opzettelijk te diep is gemaakt, en vervolgens wordt het aangedreven wiel ‘getopt’ om de vereiste mate van vrijheid te bieden.We volgden een vergelijkbare procedure om vrijloop met minimale speling mogelijk te maken.
Gebruik het topping-gereedschap om de kleinste speling te verkrijgen bij het aandrijven van de centrale secondewijzer van de Derek Pratt H4
Derek heeft drie handen voltooid, maar ze moeten nog wat worden gesorteerd.Daniela werkte aan de uren- en minutenwijzers, gepolijst, vervolgens gehard en getemperd, en ten slotte geblauwd met blauw zout.De centrale secondewijzer is gepolijst in plaats van blauw.
Harrison was oorspronkelijk van plan om een ​​tandheugelversteller te gebruiken in de H4, wat gebruikelijk was bij edge-horloges uit die tijd, en zoals blijkt uit een van de tekeningen die werden gemaakt toen de Longitude Committee het horloge inspecteerde.Hij moet het rek al vroeg hebben opgegeven, ook al had hij het in Jefferys-horloges gebruikt en in H3 voor het eerst een bimetaalcompensator gebruikt.
Derek wilde deze opstelling uitproberen en maakte een tandheugel en begon compenserende stoepranden te maken.
De originele H4 heeft nog steeds een rondsel om de stelplaat te installeren, maar mist een tandheugel.Omdat H4 momenteel niet over een rek beschikt, wordt besloten een kopie te maken.Hoewel het tandheugel gemakkelijk te verstellen is, moet Harrison het gemakkelijk hebben gevonden om het te verplaatsen en de snelheid te verstoren.Het horloge kan nu vrij worden opgewonden en wordt zorgvuldig geïnstalleerd voor de balansveerknop.De montagemethode van de stud kan in elke richting worden aangepast;dit helpt om het midden van de veer zo te positioneren dat de balansbalk rechtop staat als hij rust.
De temperatuurgecompenseerde opstand bestaat uit messing en stalen staven die met 15 klinknagels aan elkaar zijn bevestigd.De opstandpen aan het uiteinde van de compenserende opstand omringt de veer.Naarmate de temperatuur stijgt, zal de stoeprand buigen om de effectieve lengte van de veer te verkorten.
Harrison had gehoopt de vorm van de achterkant van de lade te gebruiken om isochrone fouten aan te passen, maar hij ontdekte dat dit niet genoeg was en hij voegde wat hij een 'cycloïde' pin noemde toe.Dit wordt aangepast om contact te maken met de staart van de balansveer en de trilling te versnellen met een geselecteerde amplitude.
In dit stadium wordt de bovenplaat ter gravering aan Charles Scarr overgedragen.Derek had gevraagd om het naamplaatje als origineel te laten graveren, maar zijn naam was gegraveerd op de rand van het skateboard naast de handtekening van Harrison en op de brug van het derde wiel.De inscriptie luidt: “Derek Pratt 2004-Chas Frodsham & Co AD2014.”
Opschrift: “Derek Pratt 2004 – Chas Frodsham & Co 2014”, gebruikt voor Derek Pratt's H4-reconstructie
Nadat u de balansveer dicht bij de grootte van de originele veer hebt gebracht, timet u het horloge door materiaal van de onderkant van de balans te verwijderen, waardoor de balans iets dikker wordt om dit mogelijk te maken.De Witschi watchtimer is hierbij erg handig omdat deze kan worden ingesteld om na elke aanpassing de frequentie van het horloge te meten.
Dit is een beetje onconventioneel, maar het biedt een manier om zo’n groot saldo in evenwicht te brengen.Terwijl het gewicht langzaam wegbewoog van de onderkant van het handwiel, naderde de frequentie de 18.000 keer per uur, en vervolgens werd de timer ingesteld op 18.000 en kon de fout van het horloge worden afgelezen.
De afbeelding hierboven toont het traject van het horloge wanneer het start vanaf een lage amplitude en zich vervolgens snel stabiliseert naar zijn bedrijfsamplitude met een constante snelheid.Uit het spoor blijkt ook dat het remontoir elke 7,5 seconden terugspoelt.Het horloge is ook getest op een oude Greiner Chronographic-horlogetimer met behulp van papieren sporen.Deze machine heeft de functie om langzaam draaien in te stellen.Wanneer de papiertoevoer tien keer langzamer is, wordt de fout tien keer vergroot.Deze instelling maakt het gemakkelijk om het horloge een uur of langer te testen zonder in de diepte van het papier te zinken!
Langetermijntests lieten enkele snelheidsveranderingen zien en kwamen tot de conclusie dat de middelste tweede aandrijving erg kritisch is, omdat er olie nodig is op het grote tandwiel, maar het moet een heel lichte olie zijn, om niet te veel weerstand te veroorzaken en verklein het balansbereik.De horlogeolie met de laagste viscositeit die we kunnen vinden is Moebius D1, die een viscositeit heeft van 32 centistokes bij 20°C;dit werkt goed.
Het horloge beschikt niet over de gemiddelde tijdsverstelling zoals deze later in de H5 werd geïnstalleerd, hierdoor is het eenvoudig om kleine aanpassingen aan de cycloïdale naald te maken om de snelheid nauwkeurig af te stellen.De cycloïdale pen werd in verschillende posities getest en vroeg of laat zou hij tijdens het ademen de veer raken, en er waren ook verschillende gaten bij de stoeprandpennen.
Er lijkt geen ideale locatie te zijn, maar deze bevindt zich op een plaats waar de snelheid van verandering met de amplitude minimaal is.De verandering in snelheid met amplitude geeft aan dat remontoir nodig is om de balanspuls af te vlakken.In tegenstelling tot James Poole vinden wij remontoir echt nuttig!
Het horloge was in januari 2014 al in gebruik, maar er zijn nog enkele aanpassingen nodig.Het beschikbare vermogen van het echappement hangt af van de vier verschillende veren in het horloge, die allemaal met elkaar in evenwicht moeten zijn: de drijfveer, de krachtveer, de remontoirveer en de balansveer.De drijfveer kan naar wens worden ingesteld, en vervolgens moet de vasthoudveer die voor koppel zorgt wanneer het horloge wordt opgewonden, voldoende zijn om de remontoirveer volledig opnieuw aan te spannen.
De amplitude van het balanswiel hangt af van de instelling van de remontoirveer.Er zijn enkele aanpassingen nodig, vooral tussen de onderhoudsveer en de remontoirveer, om de juiste balans te krijgen en voldoende kracht in het echappement te krijgen.Elke aanpassing van de onderhoudsveer betekent het demonteren van het gehele horloge.
In februari 2014 ging het horloge naar Greenwich om gefotografeerd en gefotografeerd te worden voor de tentoonstelling ‘Explore Longitude-Ship Clock and Stars’.De laatste video die op de tentoonstelling werd getoond, beschreef het horloge goed en liet zien hoe elk onderdeel werd gemonteerd.
Er vond een periode van testen en aanpassingen plaats voordat het horloge in juni 2014 in Greenwich werd afgeleverd. Er was geen tijd voor een goede temperatuurtest en er bleek dat het horloge overgecompenseerd was, maar het liep in de werkplaats op een redelijk uniforme temperatuur .Wanneer het 9 dagen ongestoord functioneerde, bleef het binnen plus of min twee seconden per dag.Om de prijs van £ 20.000 te winnen, moet het tijdens de zes weken durende reis naar West-Indië de tijd binnen plus of min 2,8 seconden per dag bijhouden.
Het voltooien van Derek Pratt's H4 is altijd een spannend project met veel uitdagingen geweest.Bij Frodshams geven we Derek altijd de hoogste waardering, of het nu als horlogemaker is of als prettige medewerker.Hij deelt altijd genereus zijn kennis en tijd om anderen te helpen.
Dereks vakmanschap is uitstekend en ondanks vele uitdagingen heeft hij veel tijd en energie geïnvesteerd in de voortgang van zijn H4-project.Wij denken dat hij tevreden zal zijn met het eindresultaat en laten het horloge graag aan iedereen zien.
Het horloge werd van juli 2014 tot januari 2015 tentoongesteld in Greenwich met alle vijf de originele Harrison-timers en vele andere interessante werken.De tentoonstelling begon aan een wereldtournee met Dereks H4, van maart tot september 2015 in de Folger Shakespeare Library in Washington, DC;gevolgd door Mystic Seaport, Connecticut, van november 2015 tot april 2016;dan Reis van mei 2016 tot oktober 2016 naar het Australian Maritime Museum in Sydney.
De voltooiing van Dereks H4 was een teamprestatie van iedereen in Frodshams.We kregen ook waardevolle hulp van Anthony Randall, Jonathan Hird en andere mensen in de horloge-industrie die Derek en ons hielpen bij het voltooien van dit project.Ook wil ik Martin Dorsch bedanken voor zijn hulp bij de fotografie van deze artikelen.
Quill & Pad willen ook The Horological Journal bedanken voor hun toestemming om de drie artikelen in deze serie hier opnieuw te publiceren.Als je ze hebt gemist, vind je misschien ook leuk: Het leven en de tijden van de legendarische onafhankelijke horlogemaker Derek Pratt (Derek Pratt) Herbouw van John Harrison (John Harrison)) H4, 's werelds eerste precisie scheepschronometer (deel 1 van 3) voor Derek Pratt (Derek Pratt) om John Harrison (John Harrison) te reconstrueren om diamanten dienblad H4 te maken, 's werelds eerste precisie-scheepshronometer (deel 2 van 3)
Sorry.Ik ben op zoek naar mijn schoolvriend Martin Dorsch, een Duitse horlogemaker uit Regensburg.Als u hem kent, kunt u hem dan mijn contactgegevens doorgeven?Bedankt!Zheng Junyu