Victor Kullberg 4035 – del 4

Tre rör

Med ett fungerande gång- och balansparti var det dags att renovera själva urverket. Löpverket består av fjäderhus, snäcka med kontraspärr, centrumhjul, mellanhjul, sekundhjul och gånghjul.

Löpverket, förutom fjäderhuset på sina platser.

Slitage på snäckhjulets övre axel.

Slitage på snäckhjulets undre axel.

Slitage på centrumhjulets övre axel.

Förvånande nog hade axlarna för snäck- och centrumhjul stora slitage. En kronometer av hög kvalité med så här stora slitage? Det ville jag gärna undersöka närmare. Vid kontroll av axlarnas hårdhet visade det sig att den endast var ca 45-50 HRC. Blåstål brukar ha en hårdhet runt 55-60 HRC.

Det finns tre olika skalor för att mäta ett ståls hårdhet – Brinell (HB), Vickers (HV) och Rockwell (HRC) samtliga metoder går ut på att man pressar ett hårt verktyg mot en slipad yta, sedan mäts intryckets storlek. Ett enklare, mindre noggrant, framför allt billigare sätt är att använda hårdhetsfilar. Det brukar vara sex olika filar i ett testset. Man börjar med filen för den lägsta hårdheten och pressar den emot stycket som ska provas.

Glider filen över ytan eller hugger den tag om du försöker röra filen något? Man testar sedan med filar för allt hårdare stål tills filen hugger tag i ytan.

Eftersom slitaget var så stort måste något göras åt de slitna ytorna. Hade det varit ”normala” tappar hade man lätt kunnat åtgärda felet men dessa hjul har lite speciella axlar. Funderade på om det skulle gå att göra en helt ny axel till snäckhjulet men den tanken övergav jag ganska snart. Det är väldigt svårt att lossa axeln från snäckan utan att skada något. Eftersom slitaget var så stort och djupt gick det inte att enbart svarva bort den slitna ytan och polera den nya ytan. Då hade jag blivit tvungen att även svarva bort material från fyrkanten till uppdragsnyckeln. Jag valde att svarva bort så mycket som det gick av slitaget utan att förstöra fyrkanten, och tillverka ett rör som jag pressade ner över den rensvarvade ytan. Blåstålsröret kunde sedan anpassas för att passa i hålet i verket.

Jämförelse mellan axelns ytterdiameter och slitage/fyrkant.

Rensvarvning av den slitna ytan.

Här är röret som ska pressas på plats över den slitna ytan.

Röret redo att pressas på plats. Man ser att det fortfarande finns märken kvar på gamla axeln som inte gick att svarva bort utan att fyrkanten skulle skadats.

Röret på plats.

Röret har fått sin slutliga form och lagerytan har polerats.

Röret pressas på plats. Undersidan av snäckhjulet.

När röret pressats på polerades den nya ytan.

Röret till centrumhjulet svarvas.

Röret klart.

Röret på sin plats, polering återstår.

Anledningen till att jag valde att även tillverka ett rör istället för att bara sätta in en fodring i centrum, var den speciella formen av centrumlager. Den var svarvad direkt i verkbotten och var alltså ingen inpressad bussning, dessutom försänkt på andra sidan.

Efter ytterligare några mindre justeringar var det så dags att rengöra alla delar och sätta ihop verket. För att underlätta arbetet med verket har jag tillverkat två verkringar – en för tavelsidans verkbotten och en för den övre sidan. Vid ihopsättning är det enklast att sätta hjulen i den övre sidans botten. På tavelsidan finns en brygga över sekund- och mellanhjulen. Om man tar bort den underlättar det mycket när man ska passa in tapparna i hålen. Särskilt gånghjulet har en tunn och känslig tapp.

Ihopsättning av verket. Alla hjul på plats.

Tavelsidans botten på plats. Till sist läggs bryggan över hjulen på plats.

Bryggan och delarna till gångreservvisaren på plats.

Detalj av hjulen till gångreservvisaren.

När hela verket är ihopsatt lägger jag på den grå verkhållaren och vänder hela ”paketet” så att jag kan skruva i skruvarna för den övre bryggan.

Balans och fjäderhus återstår.

Använder Moebius syntetiska oljor HP-1300 och 9010, gången oljas inte. På ”stora” kronometrar tar man ibland en blyertspenna och drar över guldfjäderns spets för att minska friktionen. I samband med ihopsättningen av verket oljas även kedjan, jag brukar ta lite olja (HP-1300) på tum- och pekfinger (med fingertutor på) och dra och gnida in olja i alla skrymslen och vrår på kedjan. Sedan torkar jag bort eventuellt överflöd med en luddfri trasa. Som vanligt epilamiseras alla ytor för att hindra att oljan sprids.

Balansen

Impuls- och utlösarrulle med sina nya stenar.

Allt klart för montering i boetten.

Verket klart för montering i boetten.

Kontroll av visarens friktion mot minutröret – sitter visaren ordentligt fast?

Urtavlans baksida med hälsningar från emaljören.

Den kraftiga och vackra silverboetten. Klockan två syns uppdragshålet, klockan sex anas tillverkarens stämpel J O – James Oliver.

Kraftiga och vackra stämplar. Lejonet är England, huvudet London, stort D 1879.

Kraftiga och vackra stämplar. Boetten är även stämplad med J O som troligen är James Oliver som var verksam i Clerkenwell, London 1857-1891. Stämpeln kan anas på bilden ovan där hela boetten syns.

Verket monterat i boetten.

Jag tyckte att det skulle vara bra att tillverka en nyckel med lite längre skaft. För egen del tyckte jag att det var svårt att både ställa visarna och dra upp verket, eftersom baklock och glasring var i vägen. Jag fick en idé att fräsa ut en del i mässing och att fixa till ett stålämne till nyckel som jag redan hade.

Svarvning av radie med hjälp en radiefräs som svarvstål, svarven körs baklänges.

Ämnet har fått en fin polerad radie.

Djup gravering – Victor Kullberg 4035.

Ämnets form fräses ut i CNC-maskinen.

Inspirerades av formen på den nyckel som följde med reparationen.

Ämnet formas, borras och gängas i svarven.

Fräsen användes också för formning.

Den färdiga nyckeln med ny blånering och polering på fyrkantsdelen. Resten har formats med fil, fräs och svarv. Sedan slipad och polerad med olika grader av papper.

Jag tillverkade även ett etui för den fina kronometern. Köpte ett tyg i form av ett linne på loppis, 3D-printade ett basform i plast.

Insatsen anpassades till en klockförvaring i borstat Cubanoläder från Verkmästarna. Det blev snyggt och prydligt och framför allt en skyddad förvaring för den fina kronometern. I etuiet finns även en plats för de utbytta delarna.

Ingenjörsvetenskapsakademin gav 1962 ut denna medalj för att hedra 100-årsminnet av Kullbergs genombrott i Greenwich 1862 för hans gärningar inom urmakerivetenskapen.

Bronsmedaljen är graverad av Leo Holmgren 1962 (signerad ovanför högra axeln).

Stockholms urmakareämbete instiftade i samband med jubileet en prismedalj med Kullbergs bild på framsidan och Stockholms observatorium på baksidan – urmakeriets Nobelpris brukar den kallas.

Källor:

Böcker att läsa mer om kronometergången:
Der Chronometergang, Irk. A.
Die Feinstellung der Uhren, Giebel & Helwig
Die Hemmungen der Uhren, Dietzschold, C.
Mechanische Uhren mit Fachzeichnen, Lehotzky, Ludwig
The practical watch escapement, Daniels, G.
The Ship’s Chronometer, Whitney, Anthony E.

Lite om rubinbearbetning:
Die Edelsteine und Ihre Bearbeitung fur Uhrmacherei, Bijouterie und Industrie, Trincano, L.
På nätet finns: L’art de travailler les pierres précieuses à l’usage de l’horlogerie et de l’optique, enseigné en dix leçons… / par N. Dumontier https://watchlibrary.org/en/details/BNF_bpt6k939096d_3

Material inköpt på eBay, sökord:
Rubin: Red Diffusion Ruby Facet Certified AAA
Diamantsågklinga: Diamond Lapidary Saw Blade Cutting Stone Disc
Diamantpapper: Diamond lapping film

Victor Kullberg 4035 – del 3

Balanspartiet
För att kunna gå vidare med att ställa in gången och prova om mina stenar fungerade var det bäst att rikta klovarna samt svarva en ny chaton för balanshålet. Även en ny balansaxel behövdes med rätt längd.

Undersidan av den undre balanskloven.

Limmar upp kloven på en plan mässingsskiva. Tillverkar en tunn mässingsbit som jag sedan limmar fast på klovens undersida.

Nollar fräsen på högsta punkten, här ser man skillnaden mot lägsta punkten.

Nu har jag ett shims som är parallellt med undersidan.

Började med den undre kloven som var avfilad på undersidan. I bakkanten vid de två styrstiften anas oskadad förgyllning, vid stiftet närmast balansen var det filat mest. Beräknade att man filat bort två till tre tiondelar. Det var dessutom inte plant filat…
För att inte göra mer åverkan bestämde jag mig för att fräsa ut ett tunt mässingsshims som jag limmade fast på kloven över den mest skadade delen. Därefter limmade jag upp kloven på en plan mässingsbit som jag fäste i fräsmaskinen. Efter planfräsning och kontrollmätning blev fram- och baksida parallella.

Den övre balanskloven var mest böjd och inte så mycket filad på, så den riktades bara. Satte upp verkbottnen i schweizersvarven eller planskivan. Centrerade med en snabbgjord vobbelsticka.


Grovt centrerat.

Justerar i små steg. Trä emellan så att inget skadas.


Lite bättre.

Nu kanske?

Principen för vobbelstickan är enkel – en tunn spets är fäst i ena änden av en lång sticka. Spetsen sätts in i hålet som ska centreras, stickan får sedan vila på försättaren i svarven. Man roterar sakta chucken och noterar hur stickans ände höjer och sänker sig. Sedan knackar man på verkbottnen med en trähammare eller en trästicka så mycket man tror är lagom. Snurrar och provar igen, knackar lite till tills stickans ände står still, då flyttar man försättaren lite närmare och drar åt backarna lite mer. Provar igen och så vidare tills man är nöjd.
Hävstången gör att man får en hög precision i centreringen. Till exempel om man har en 300 mm lång sticka där försättaren står 50 mm från hålet och vobbelstickans ände rör sig 1 mm har man en ocentring av 0,2 mm. Flyttar man försättaren till 10 mm från hålet ger 1 mm rörelse en ocentrering av 0,034 mm. Så kan man laborera med längden på stickan och avståndet mellan hål och försättare.

Svarvar en ny chaton i mässing. Limmar fast den för säkerhets skull.

Svarvar upp hålet till lämplig storlek.

Hålet svarvas. Kontroll med tolk.

Svarvar en ny chaton i mässing som jag temporärt limmar fast i kloven. Skruvar fast balanskloven på den nu centrerade verkbottnen och svarvar upp hålet i den nya chatonen.

River upp det sista i steninpressaren.

Tillverkar en enkel håltolk av blåstål för att någorlunda kunna mäta hålet jag svarvar upp. Lämnar hålet en tiondel mindre än den sten jag valt. River sedan upp det sista i steninpressaren och pressar in den nya stenen. För att få stenen i rätt höjdposition gentemot motstenen håller jag – som en referns – en planslipad skruvmejsel över själva stenhålet. Uppskattar sedan avståndet som bör vara 0,03 mm för att få korrekt oljemängd till balanstappens smörjning.

Ny chaton med decentrerad sten i balanskloven.

Den nya balansaxeln i kombination med den ocentrerade chatonen provas i verket. Balansen står rakt och parallellt med verkbotten. Man ser även detantfjädern med den fastskruvade guldfjädern, vilskruv och vilsten. Man ser att guldfjäderns position är bra gentemot balansaxelns position för utlösarrullen.

Nästa steg i renoveringen var att ta bort den gamla balansaxeln och svarva en ny. Det är väl inte så mycket att säga om själva svarvningen av balansaxeln mer än att man måste vara extra noga med att få måttet för impulsrullen korrekt. För att kunna ställa in kronometergången måste impulsrullen gå att vrida på. Balansaxeln nitades och riktades på sedvanligt sätt. Nu kunde jag prova balansen i verket – balansringen låg parallell med verkbotten. Nu kunde jag gå vidare med att ställa in gången.

Detantfjädern (0,04 mm) tillverkad i ett stycke, med fastskruvad guldfjäder. Vilskruv på sin klove.

Kronometergången

Enkel skiss över kronometergången och dess olika delar. (Balansen ska stå i denna position för att inte halta.)

När stenarna var klara blev nästa steg att fästa dem i sina respektive rullar. Impulsstenen ska tangera impulsrullens diameter. Provar i mikrometern så jag får samma mått över stenen som över rullen.

Kontroll av stenens position, därefter montering på balansen. Stenens spets inklusive rulle ska ha samma mått som över rullens diameter utan sten.

Nu kontrollerar jag att ytan där detantfjädern vilar mot skruven är fin. Det kan slitas in märke i skruven efter många års gång. Det är bara en liten yta av skruven som vilar mot fjädern, skruven har en något konisk insvarvning för att minska skruvens vilyta. Gånghjulstanden ska vila 1/3 in på vilstenen, detta justeras genom att vrida på vilskruven.

Nu sätter jag balansen på plats och kontrollerar att det finns luft med lika avstånd mellan de två gånghjulständer som ligger närmast impulsrullen. I mitt fall var det dåligt med luft på den övre sidan. För att korrigera detta måste detanten flyttas lite närmare balansen. Detanten sitter fast med en skruv som löper i ett rektangulärt hål i verkbottnen. I bakkanten av foten för detanten finns ett hål där ett mässingsstift som går igenom verkbotten sitter. Genom att knacka på detantens bakkant böjs stiftet och vilstenen flyttar gånghjulstanden något. Man får knacka tills avståndet mellan de båda tänderna och impulsrullen är lika.

Kontrollerar avståndet mellan gånghjulstand och impulsrulle, ska vara lika för båda tänderna.

Förskjutning av detanten.
När luften för impulsrullen är rätt kontrollerar jag utlösarstenens position mot detanten och guldfjädern. Stenen ska lyfta guldfjädern så att gånghjulstanden kan falla emot impulsstenen. Efter impulsen när balansen byter håll ska utlösarstenen passera fritt från detantens spets och fjädra undan guldfjädern. När utlösarstenens funktion är riktig ska förhållandet mellan utlösning och impuls ställas in. Då lägger man lite kraft på gånghjulet och vrider fram balansen så att guldfjädern lyfter detanten tills vilstenen släpper gånghjulstanden. Har man satt stenarna någorlunda rätt faller gånghjulstanden mot impulsstenen. Det ska vara ett litet fall, hamnar tanden på fel sida eller är fallet för stort behöver man vrida på impulsrullen.

Justering av förhållandet mellan utlösarsten och impulssten. Jag vrider impulsrullen med hjälp av en mässingkorntång.

Till sist sätts spiralen på plats och haltningen ställs in. När balansen är i vila ska impulsstenen precis lyfta guldfjädern så gånghjulstanden går fri.



Om allt är rätt inställt bör verket sätta igång och ticka när du släpper balansen!
Detta var en enkel sammanfattning med det viktigaste man behöver veta för att ställa in kronometergången. För mer kunskap se källhänvisningarna nedan.

I sista och fjärde delen kommer jag att berätta mer om renoveringen av själva urverket och hur hela kronometern färdigställs.

Källor:

Der Chronmetergang, Irk, Alois
Die Feinstellung der Uhren, Giebel, K. & Helwig, A.
Die Hemmungen der Uhren, Dietzschold, C.
Fackritning för urmakare, Linnartz, C. J.
Mechanische Uhren mit Fachzeichnen, Lehotzky, Ludwig
The Marine Chronometer. Its History and Development, Gould, R. T.
The practical watch escapement, Daniels, G.
The Ship’s Chronometer, Whitney, Anthony E.