Etikettarkiv: CNC

Marc Favre 150012 – en utmaning – del 1

Publicerad den av
Svara

Jag fick frågan:
-Hur svårt är det att göra ett fjäderhus till ett armbandsur?
-Jag vet inte för jag har aldrig provat!

Jag fick i min hand tre klockor – ett Universal armbandsur och två Marc Favre-ur i testboetter. Det ena av Marc Favreuren, 150012 saknade flera delar.

Fjäderhus, fjäderkärna, spärrhjul, spärr, spärrfjäder, spärrhjulsskruv, skruv till fjäderhusbryggan, skruv till hakklove, två verkhållarskruvar, uppdragsaxel, uppdragskrona och avbruten balansaxel kunde jag upptäcka vid en första koll.
När jag tagit bort tavlan saknades dessutom visarväxelhjulet!
Ja, onekligen en ganska lång lång lista på saknade delar…

Enligt Eric skulle Universal kaliber 128 vara liknande och vissa delar från det verket borde passa Marc Favren.

Marc Favre, tavelsida.

Universal kaliber 128, tavelsida.

Båda verken ovanpå varandra.

Naturligtvis hade Eric rätt!
Efter en jämförelse med det andra Marc Favreverket och Universal 128 visade det sig att uppdragsaxel, visarväxelhjul, spärrhjul och spärrhjulsskruv, skruv till hakklove kunde användas. Verkmästarna i Göteborg hade flera av delarna i lager.

Undersökte om någon av mina hjulfräsar kunde fungera.

Fjäderhuset från Marc Favre 150010 tillsammans med min minsta fräs.

Jag räknade på vilken modul fräsen skulle ha – M 0,15, jag hade en lämplig fräs!

Tänkte att jag börjar med att tillverka själva fjäderhuset och fräsa tänderna. Men allra först gjorde jag de ritningar som behövdes. Allt blev ju betydligt enklare när jag hade en förebild som jag kunde kopiera.

Borrar ett centrumhål och svarvar ämnet till 13,08 mm.

Svarvar till ett ämne av mässingsstång. Använder man stång får man en hård och fin mässing lämplig till hjul.

Använder ett USB-mikroskop för att ställa in höjden på fräsen mot en centreringsspets.

Nästa steg är att sätta upp fräsen i fräsmaskinen och se till att allt är centrerat och går runt och fint.
Skriver ett enkelt program till CNC-maskinen som styr fräsen och delningen.
Det kan se ut så här för att fräsa 84 tänder:

g00
m03 s3000 (Startar frässpindeln med 3000 varv)
g00 z00 x00 y00 a00 (nollställer alla fyra axlar/koordinater till noll = startpunkt. Z=höjd, X=längd, Y=djup, A=grader på rundmatningen.)
M98 P1001 L84 (kör program 1001 84 gånger = tandantalet)
m05

O1001 (program 1001)
g00 y -3.4 (flyttar ut fräsen 3,4 mm från fräsämnet så att fräsen kan passera fritt)
g01 f50 y00 (nu djupmatas fräsen med hastigheten 50 till koordinaten 0, till rätt position för att fräsa)
g01 f50 x14.0 (längdmatning i hastighet 50 till position 14 mm in i ämnet, första tandmellanrummet fräses)
g01 y -3.4 (nu flyttas fräsen ut 3,4 mm från ämnet)
g00 x00 (nu flyttas längdmatningen till nollpunkten)
g91
g00 a4.28571429 (här vrids ämnet 4.28571429 grader, redo för nästa tand)
g90
M99

I verkligheten ser det ut så här:

Fräst första varvet.

Tar det sista.

Fräsningen klar.

När fräsningen av tänderna var klar återstod att följa min ritning för fjäderhuset och svarva till formen.

Svarvningen klar. En kontroll i verket.

Nästa steg var att svarva locket.

När man svarvar ett så här tunt ämne som ett fjäderhuslock får man använda en speciell teknik, det går inte att bara sticka av med ett stickstål.

Har slipat ett speciellt svarvstål för ändamålet. (Använde samma när jag svarvade ur insidan av fjäderhuset.) Lägger ner mycket tid på att polera svarvstålet på diamantpapper för att ytan ska bli så fin som möjligt. Kanten på locket och kanten på fjäderhuset svarvas med 1° – 4° konicitet beroende på vem man frågar.

4 graders lutning på kanterna blev det ungefär.

Hålen brotschade till lagom storlek, test med fjäderhuskärnan från 150010. Det som återstår med locket är att fräsa det lilla urtaget i kanten så att man kan sticka ned ett verktyg vid öppning. Nu har jag ett fjäderhus med lock, återstår att göra det klurigaste, fjäderhuskärnan.

Börjar med att borra och gänga hålet för spärrhjulsskruven.

Provar så att skruven passar.

Jag har gjort en liten markering vid fjäderhakens placering, svarvar ansatser för fjäderhusbryggan och för fjäderhuset.

Provar mot bryggan.

Alla längdmått klara, ansatser svarvade.

Fräser i svarven med en liten fin pinnfräs.

Första planet fräst.

Fyrkanten formad.

Fräser bort det sista.

Provar med spärrhjulet.

För att fräsa innerfästets hake lägger jag ett shims mellan en av chuckens backar och svarvämnet.

Man kan ana shimset i chucken. Märker även positionen med tusch på back och ämne.

Jag flyttar ut fräsen en liten bit mot mig, sedan fräser jag ett spår tvärs över ämnet. Eftersom jag flyttat ut fräsen kommer haken att luta något så att fjäderns fäste dras in mot kärnan. Sedan fräser jag bort materialet på sidorna så att jag får fram själva haken. Till sist snyggar jag till kanten. Jag frikopplar svarvspindeln och vrider den för hand för att fräsa bort materialet på sidorna om fästet.

En enkel film som visar de olika stegen.

Sidvy.

Svarvar det sista.

Jag mäter noga hela tiden.

Svarvningen klar.

Fjäderhuskärnan härdad.

Provar.

Provar med bryggan på.

Kontrollerar luften.

Provar i fjäderhuset.

Provar i fjäderhuset.

Ett första test, hjulen snurrar fint och utan störning. Provar sedan med bara fjäderhuset och centrumhjulet om ingreppet känns bra. Då bromsar man det ”snabba” hjulet och snurrar det långsamma. Det snurrar fint utan knaster eller störningar. Perfekt!

Allt fungerar!

Efter härdning och anlöpning putsar jag av de frästa ytorna och polerar lagerytorna.

Jag var rädd att förstöra fjäderhuset genom att skära ett ytterfäste eller på ett annat sätt göra ett fäste. Därför valde jag att tennlöda in en nagel som får bli det nya fästet.
Väntar med ytbehandlingen av själva fjäderhuset tills resten är klart.

Nu har jag svaret på frågan!

Det gick ju bra att göra ett komplett fjäderhus!

Mer om resten i del 2.

Källor:
Traité de Construction Horlogère, Vermot . fl., 2021.
Touhrbillon, about my passion, Pahlow S., 2008.
Uhrentechnik, Eisenegger K., 2015.
Watchmaking, Daniels, G. 2011.

En tandlös uggla

Publicerad den av
Svara

Anders sökte upp mig med anledning av att han just röjt och tömt sitt föräldrahem. Bland alla saker fanns ett litet väggur i form av en uggla med rörliga ögon. Han berättade att den alltid suttit på väggen i hemmet men att han inte mindes att den någonsin fungerat. Som gosse hade jag själv en liknande klocka men drevs av ett lod och var dubbelt så stor. Jag minns att min klocka gick att beställa från ett välkänt postorderföretag.

Min katalog från 1967-68.

På sidan 140 hittar man detta Väggur U 1476.

Jag tog mig an klockan, tänkte att den nog bara behövde en rengöring och lite olja för att fungera.
Tog ur verket ur fodralet och doppade det helt sonika i ultraljudsbadet utan att ta isär eller kolla speciellt noga. Lite olja och fett på de rätta ställena. En snabbtest av verket i skruvstycket visade att det tickade på fint.

OK, montering i fodralet och ytterligare test. Den tickade på fint.

Morgonen efter kollade jag hur den gått. Den hade stannat…
Rörde lite på pendeln och försökte starta den – inget hände. Hade jag glömt att dra upp den? Drog den några varv, fortfarande stopp.
Vad hade jag missat?

Ganska snart upptäckte jag detta!
Två tänder var böjda och skadade, de satt helt löst när jag kände på dem.
Jaha vad gör jag nu?
Slänga klockan?
Nej inte min stil.
Även om klockan helt saknar ekonomiskt värde hade den ett stort affektionsvärde för Anders.
Samtidigt hade jag ingen lust att göra en tandinfällning eller tillverka ett helt nytt hjul.
Räknade tänder och mätte upp hjulets diameter.
Ritade upp hjulet och ”kapade” ut en mindre sektor. Tänkte lägga de nya tänderna ovanpå det befintliga hjulet. Snabb och enkel lösning som ändå skulle fungera.

Så här ser det ut i mitt program för att styra CNC-fräsen.

Med hjälp av en pinnfräs med diameter 0,5 mm, kunde jag dels borra två hål för fastsättningen samt fräsa ut tändernas form.

Så här blev resultatet efter fräsningen.

Limmade fast de nya tänderna på hjulet.

Borrade två hål i hjulet.

Försänkte hålen på kammen med nya tänderna. Stack in två mässingsstift från insidan ut. Kapade av, filade rent och nitade fast.

Kanske inte mitt snyggaste jobb, men väl fungerande!

Istället för en timmas jobb blev det tre timmar, ändå ganska ok.
Det fick bli byteshandel istället för pengar.
Kul att se Anders nöjda min när han för första gången fick se klockan fungera igen!

P. Gill & son, Aberdeen – tillverka en grahamhake

Publicerad den av
Svara

För cirka ett år sedan tillverkade jag en hake till ett golvur jag fått av en god vän. Bakgrunden är golvuret inte hade fungerat på många år, fodralet hade vält och var sprucket. Eje – som var urmakare hade låtit tillverka ett nytt gånghjul efter det hade inte klockan fungerat. Han hade skickat det gamla gånghjulet till urmakarskolan och bett dem tillverka ett nytt. Tydligen hade något blivit fel, det gamla hjulet hade han inte fått tillbaka.
Baserat på måttuppgifter i verket, haken och gånghjulet – gjorde jag en ritning över grahamgången. Det visade sig att så som delarna var nu kunde inte verket fungera. Testade att göra flera ritningar med ändrat centrumavstånd, nytt gånghjul till den gamla haken, men så som haken var tillverkad och det befintliga centrumavståndet skulle det inte heller fungera med ett nytt gånghjul. Vet inte hur klockan fungerat innan gånghjulet byttes, men enligt mina böcker hur en grahamgång skall vara konstruerad stämde inte måtten. Min lösning var att göra en ny hake till det nytillverkade gånghjulet, det skulle fungera även med centrumavståndet mellan gånghjul och hake.
Tänkte att detta kunde bli ett intressant arbete för mig och min CNC-maskin som jag precis börjat att lära mig.
Första utmaningen var att rita upp haken i CAD-programmet, sedan göra en fil till fräsningen i CAM-programmet, till sist fräsa ut hakens form med CNC-fräsen.
Nästa utmaning blev att tillverka paletterna. Valde en stång av Sandvik AP-20 som är ett fint stål som går lätt att härda och få hårt. Fräste ut ett platt ämne som jag sedan böjde mot mitt stålplan som visade sig ha en bra radie. Justerade formen så att den passade i spåret i den nya haken. Härdade och anlöpte paletterna. Provade hårdheten med mina hårdhetsfilar så att de blev riktigt hårda. Sista utmaningen blev att få rätt vinkel på hävytan. Tillverkade ett verktyg som passade i hålet för försättaren. Sedan kunde jag använda min diamantskiva och slipa in paletten. Nollställde gradskivan på mitt verktyg mot diamantskivan, flyttade sedan hela verktyget tills jag fick rätt vinkel. Sedan var det översyn av verket och laga fodralet som gällde.
Klockan har funkat i över ett år nu, så jag måste gjort rätt.

Kundo electronic – fnurra på tråden

Publicerad den av
Svara

Fick in ett trevligt Kundo bordsur för reparation. Ett nytt batteri hjälpte inte för att få igång klockan. Något var fel med antingen spolarna eller transistorn.
Mina tankar gick så här: ett bordsur som står stilla – spolarna kan ju knappast vara trasiga, det borde vara transistorn som gett upp. Men hur vet man det?

Det var ett tag sedan jag fick lära mig hur ett transistorstyrt verk fungerade, och hur man mäter upp en transistor.

Väldigt förenklat kan man säga att en transistor fungerar som två dioder. En diod kan bara släppa igenom ström åt ena hållet. Så för att kolla transistorn mäter du resistansen mellan kollektor och bas och mellan emitter och bas. Sedan polvänder du mätinstrumentet och gör om mätningen. Om transistorn är hel blir det 0 ohm på ena hållet och inget motstånd åt andra hållet. Ganska enkelt. (Se kopplingsschemat längst ner.)

För att komma åt spolarna och elektroniken krävs en del arbete, men det går att ta av det förgyllda höljet runt plastspolen. Sedan är det enkelt att mäta upp transistorn och spolarna med ett vanligt mätinstrument med ohmmätning. Jag tog bort transistorn från kretsen för att lättare mäta.
Då visade det sig att transistorn var hel, men en av spolarna hade ingen resistans.

Jag ska försöka förklara lite enkelt hur elektroniken fungerar i denna klocka.
I ena änden av den bågformade undre delen av pendeln sitter en magnet. När magneten rör sig igenom styrspolen induceras/bildas en ström (på samma sätt som en generator). Styrspolen är kopplad till transistorns bas och emitter – när en svag ström passerar här öppnar transistorn vägen fri för ström över emitter och kollektor vilket innebär att drivspolen får full kraft och skjuter iväg magneten åt motsatt håll samtidigt som induktionen upphör i styrspolen då stängs ”strömkranen” över drivspolen. Pendeln vänder – magneten passerar båda spolarna – eftersom transistorn även fungerar som en diod induceras ingen ström förrän pendeln åter vänt och passerar åt ”rätt” håll igenom spolen. Polariteten på strömpulsen beror på magnetens polaritet.
Genialt enkelt!
Batteriet varar länge eftersom drivspolen endast får en kort ”puff” vid varje hel svängning av pendeln.

När dessa klockor var ropet i början av 80-talet fanns det hela ”elektronikburkar” att köpa och enkelt byta. Efter en hel del letande efter en ny spole gav jag upp…
Började undersöka möjligheterna att själv linda om spolarna. Det visade sig också svårt att hitta isolerad koppartråd av rätt dimension men efter många om och men hittade jag en engelsk leverantör. Jag hittade även en väldigt bra artikel om hur många varv som krävdes och mycket annat.

Tänkte med hjälp av min CNC-maskin linda om spolarna. Då har man möjlighet att dels röra spolen i sidled så att det lindas jämnt, dels snurra den det antal varv som krävdes.
När jag fått trådrullen, byggde jag en enkel ställning för den. Satte kullager på axeln för att den skulle rulla lätt och fint. Träplattan skruvade jag sedan fast på ett fotostativ i rätt höjd.
I frässpindeln fäste jag ett rör där jag förde in en fuktig Wettexduk som spoltråden kunde passera. Jag fick då en jämn och fin friktion så att spolen lindades lagom tajt. Jag lödde fast spoltråden på en kopplingstråd, sedan var det dags att köra!
(Förmodligen var det här som den ”gamla” spolen hade gått sönder – i lödningen mellan spoltråd och ledningstråd.)

Spolen man lindar först är styrspolen – den lindas med 5000 varv.
Drivspolen skall lindas med 3000 varv.
Tråden jag använde var 0.063mm, 42 AWG Enamelled Copper Magnet Wire – Solderable (250g).

Jag lödde in komponenterna på ett experimentkort för att lätt kunna provköra och testa om jag gjort rätt. Det visade sig när jag väl fick igång klockan att den svängde för bra!
Pendeln slog i spolen. För att minska svängningen blev jag tvungen att byta ut motståndet över drivspolen till 6kΩ istället för 5,1 kΩ.
När jag jobbade med att ta loss komponenterna skadade jag plasten med lödkolven, jag valde därför att behålla mitt lilla kretskort på utsidan. Det blir också lättare att mäta upp det som behövs om kretsen sitter mer lättåtkomlig. Jag byggde in kretsen i en burk som jag placerade vid batteriet.

Källhänvisningar finns längst ner på denna sida. Även några filmer.

Källor:
Fantastisk bra artikel om hur allt fungerar:
https://sound-au.com/clocks/kundo.html

Belganet, ellära. Sök efter Mätningar på transistorkopplingar.

Brocott, leverantör av spoltråd mm.

Tack till Johan och Kurt för hjälp med projektet.