Dit is het derde deel van een driedelige serie over Derek Pratt's reconstructie van John Harrisons Longitude Award-winnende H4 ('s werelds eerste nauwkeurige scheepschronometer).Dit artikel is 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 weten te komen 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, 's werelds eerste nauwkeurige astronomische klok voor schepen (deel 1 van 3) en John Harrison's 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 af ​​zijn.
Het grote balanswiel (50,90 mm in diameter) is gemaakt van een gehard, getemperd en gepolijst instrumentenpaneel.Het wiel wordt tussen twee platen geklemd om uit te harden, waardoor vervorming wordt verminderd.
Derek Pratt's H4 geharde plaat voor het balanswiel toont de balans in een later stadium, met de baak en de boorkop op hun plaats
De balanshefboom is een slanke doorn van 21,41 mm met een tailleomtrek teruggebracht tot 0,4 mm voor het monteren van de lade en de balansklem.Het personeel draait op de draaibank van de horlogemaker en eindigt in de beurt.De messing klauwplaat die voor de pallet wordt gebruikt, wordt met een splitpen aan de werknemer bevestigd en de pallet wordt in het D-vormige gat in de klauwplaat gestoken.
Deze gaten worden gemaakt op de messing plaat met behulp van onze EDM (elektrische ontladingsmachine).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 spankop gebeurt met de hand met behulp van een vijl en een stalen polijstmachine, en het gespleten pengat wordt gemaakt met behulp van 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 bout is dikker en het midden loopt taps toe naar de boorkop.Anthony Randall voorzag ons van ongeveer 0,8% koolstofstaal, dat in een plat deel werd getrokken en vervolgens werd gepolijst tot een kegel ter grootte van de originele H4-balansveer.De verdunde veer wordt in een stalen vorm geplaatst om uit te harden.
We hebben goede foto's van de originele veer, waardoor we de vorm kunnen tekenen en de eerste CNC kunnen frezen.Met zo'n korte veer zouden mensen verwachten dat de balans hevig slingert als de staf rechtop staat, maar niet wordt beperkt door de sieraden op de balansbrug.Omdat de lange staart en spiraalveer echter dunner worden, zal de balansas verrassend stabiel zijn als het handwiel 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 lange staart van de spiraalveer.
Laat het horloge lopen, direct vanuit de trein gereden, en de volgende fase is het maken en installeren van het remontoir.De as van de vierde ronde is een interessante kruising met drie richtingen.Op dit moment zijn er drie coaxiale wielen: het vierde wiel, het tegenwiel en het centrale secondenaandrijfwiel.
Het inwendig doorgesneden derde wiel drijft op normale wijze het vierde wiel aan, dat op zijn beurt het remontoirsysteem aandrijft dat bestaat 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 van de vierde ronde wordt de bestuurder geleverd aan het remontoir, het contrawiel en het middelste tweede wiel 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 geïnstalleerd aan de tegen de klok in draaiende wijzerplaat.
De veer van het Remontoir wordt gemaakt van de hoofdveer 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, niet op de wand van de loop zoals dat bij een horlogeloop gebruikelijk is.Om dit te bereiken, hebben we iets vergelijkbaars gebruikt om balansveren te maken om de remontoirveer in de juiste vorm te brengen.
De ontgrendeling van de Remontoir wordt geregeld door een draaiende pal, een vergrendelingswiel en een vliegwiel dat wordt gebruikt om de terugspoelsnelheid van de remontoir te regelen.De pal heeft vijf armen die op de doorn zijn gemonteerd;een arm houdt de poot vast en de poot grijpt aan op de ontgrendelpen 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 vergrendelingswiel loslaat.Het vergrendelingswiel kan dan één slag vrij ronddraaien om de veer weer op te winden.
De derde arm heeft een zwenkrol die wordt ondersteund door een nok die is gemonteerd op een vergrendelingsas.Dit houdt de pal en pal weg van het pad van de ontgrendelpen wanneer het terugspoelen plaatsvindt, en het achteruitwiel blijft draaien.De overige twee armen op 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 seconden terugspoelt, dus je hoeft niet lang te wachten!
In april 1891 reviseerde James U. Poole de originele H4 en schreef een interessant rapport over zijn werk voor het Watch Magazine.Toen hij het had over het remontoir-mechanisme, zei hij: “Harrison beschrijft de structuur van het horloge.Ik moest me een weg banen door een reeks lastige experimenten, en dagenlang was ik wanhopig om het weer in elkaar te kunnen zetten.De actie van de remontoir-trein is zo mysterieus dat zelfs als je het nauwkeurig observeert, je het 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, 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 tijdens het lopen niet "jittert", 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, hoewel het aantal tanden hetzelfde is.Het lijkt erop dat de diepte met opzet te diep is gemaakt, en vervolgens wordt het aangedreven wiel "afgetopt" om de vereiste mate van vrijheid te bieden.We hebben een vergelijkbare procedure gevolgd om vrij draaien met minimale speling mogelijk te maken.
Gebruik het topping-gereedschap om de kleinste speling te verkrijgen bij het besturen van de centrale secondewijzer van de Derek Pratt H4
Derek heeft drie handen voltooid, maar ze moeten nog worden gesorteerd.Daniela werkte aan de uren- en minutenwijzers, gepolijst, vervolgens gehard en getemperd, en ten slotte geblauwd in 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 randhorloges van die tijd, en zoals te zien is in 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 voor het eerst in H3 een bimetaalcompensator gebruikt.
Derek wilde deze opstelling proberen en maakte een tandheugel en begon met het maken van compenserende stoepranden.
De originele H4 heeft nog een rondsel om de stelplaat te monteren, maar mist een tandheugel.Aangezien H4 momenteel geen rek heeft, wordt besloten om een ​​kopie te maken.Hoewel de tandheugel en het rondsel gemakkelijk kunnen worden afgesteld, moet Harrison het gemakkelijk hebben gevonden om te bewegen en de snelheid te verstoren.Het horloge kan nu vrij worden opgewonden en is 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 in rust rechtop staat.
De temperatuurgecompenseerde opstand bestaat uit messing en stalen staven die aan elkaar zijn bevestigd met 15 klinknagels.De stoeprandpen aan het einde van de compenserende stoeprand omsluit 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 noemde een "cycloïde" pin 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 overhandigd aan Charles Scarr om te worden gegraveerd.Derek had gevraagd om het naamplaatje te schrijven als het origineel, maar zijn naam was gegraveerd op de rand van het skateboard naast Harrisons handtekening en op de derde wielbrug.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-horlogetimer 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 grote balans in evenwicht te houden.Terwijl het gewicht langzaam wegbewoog van de onderkant van het handwiel, naderde de frequentie de 18.000 keer per uur, en toen 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 begint met een lage amplitude en zich vervolgens snel stabiliseert naar zijn bedrijfsamplitude met een constante snelheid.Het spoor laat ook zien dat het remontoir elke 7,5 seconden terugspoelt.Het horloge is ook getest op een oude Greiner chronografische horlogetimer met behulp van papieren sporen.Deze machine heeft de functie om langzaam te lopen.Wanneer de papierinvoer 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!
Langdurige tests toonden enkele snelheidsveranderingen aan en ontdekten dat de middelste tweede aandrijving zeer kritisch is, omdat deze olie nodig heeft op de grote versnelling, maar het moet een zeer lichte olie zijn, om niet te veel weerstand te veroorzaken en verklein het balansbereik.De horloge-olie 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 heeft niet de gemiddelde tijdsinstelling zoals later in de H5 werd geïnstalleerd, dus het is gemakkelijk om kleine aanpassingen aan de cycloïdale naald te maken om de snelheid fijn af te stellen.De cycloïdale pin werd in verschillende posities getest en vroeg of laat zou hij tijdens het ademen de veer raken, en er waren ook verschillende openingen bij de stoeprandpennen.
Er lijkt geen ideale locatie te zijn, maar het is ingesteld waar de snelheid van verandering met amplitude minimaal is.De verandering in snelheid met amplitude geeft aan dat remontoir nodig is om de evenwichtspuls af te vlakken.In tegenstelling tot James Poole vinden wij remontoir erg handig!
Het horloge was al in gebruik in januari 2014, maar er zijn nog enkele aanpassingen nodig.De beschikbare kracht van het echappement is afhankelijk 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 dan moet de houdveer die het koppel levert wanneer het horloge wordt opgewonden, voldoende zijn om de veer van het remontoir weer volledig aan te spannen.
De amplitude van het handwiel is afhankelijk 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 demontage 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 in de tentoonstelling werd getoond, beschreef het horloge goed en liet zien hoe elk onderdeel in elkaar werd gezet.
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 werd vastgesteld dat het horloge overgecompenseerd was, maar het liep in de werkplaats op een redelijk uniforme temperatuur .Als het 9 dagen ongestoord doorwerkte, 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 houden.
Het voltooien van Derek Pratt's H4 is altijd een spannend project geweest met veel uitdagingen.Bij Frodshams geven we Derek altijd de hoogste waardering, zowel als horlogemaker als 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 gestoken in de voortgang van zijn H4-project.We 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 originele Harrison-timers en vele andere interessante werken.De tentoonstelling begon een wereldtournee met Derek's 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.Ik wil ook Martin Dorsch bedanken voor zijn hulp bij het fotograferen van deze artikelen.
Quill & Pad wil ook The Horological Journal bedanken voor het feit dat we de drie artikelen in deze serie hier opnieuw mogen publiceren.Als je ze hebt gemist, vind je dit misschien ook interessant: Het leven en de tijden van de legendarische onafhankelijke horlogemaker Derek Pratt (Derek Pratt) Rebuilding John Harrison (John Harrison) ) H4, 's werelds eerste nauwkeurige scheepschronometer (deel 1 van 3) voor Derek Pratt (Derek Pratt) om John Harrison (John Harrison) te reconstrueren om Diamond Tray H4 te maken, 's werelds eerste A precisie scheepschronometer (deel 2 van 3)
Sorry.Ik zoek mijn schoolvriend Martin Dorsch, hij is een Duitse horlogemaker uit Regensburg.Als je hem kent, kun je hem dan mijn contactgegevens geven?Bedankt!Zheng Junyu