Zahnradpolieren - Die letzte Grenze, Teil 1

Von Josh Hacko

Mit dem NH3-Projekt und allen zukünftigen Uhrenentwicklungen gibt es einige Unbekannte, die mich nachts wach halten. Dinge, die mich beunruhigen und die scheinbar unerreichbar sind. Aber die Nacht ist vor der Morgendämmerung am dunkelsten, und im Nachhinein kann ich routinemäßig sagen, dass ich mir zu viele Sorgen gemacht habe. Nicht der Fall beim Polieren. Die Herstellung von Zahnrädern zu den besten Zeiten ist ein äußerst komplexer Prozess mit mehreren Variablen und großem Aufwand. Die ganze Komplexität und die Kosten werden durch die Anforderungen an die "Form" der Zähne getrieben. Sie müssen genau bearbeitet werden, um innerhalb der strengen mathematischen Grenzen des theoretischen Zahneingriffs zu entsprechen. Zu viel Spielraum, und die Zahnräder haben zu viel Gegenspiel und verlieren an Effizienz. Zu wenig Abstand zwischen dem Getriebepaar, und es wird zu übermäßigem Verschleiß, einem Effizienzverlust und im schlimmsten Fall überhaupt keine Kraftübertragung geben (lesen Sie - es funktioniert nicht)! Die Uhrmacherei hat noch höhere Anforderungen an dieses bereits komplexe Verfahren. Die Konzentrizität der Zähne zum Rotationszentrum, die Form des Epizykloidenprofils, die Verjüngung und der Helixwinkel der Form, während sie axial voranschreitet - all diese Dinge müssen gemessen und innerhalb einer sehr genauen Toleranz gehalten werden. Der Prozess bis zu diesem Zeitpunkt für diese NH3-Ratschenräder war wie folgt: Design, Materialauswahl, Material- und Werkzeugbeschaffung, Vorrichtungsdesign und -herstellung, Verzahnungsrohlingserzeugung, Inspektion, Läppen, Inspektion, Verzahnung, Inspektion, Härten, Anlassen, Inspektion, Läppen ... und jetzt - Zahnradpolieren.

Eine der wichtigsten Anforderungen in der Liste der Anforderungen, die die Uhrmacherei an ihre Zahnräder stellt, ist die geringe Reibung. Dies bedeutet in der Praxis, dass die Zähne des Zahnrads auf ein unglaublich hohes Niveau poliert werden müssen, um die Reibung während des Betriebs zu reduzieren. Dies ist sehr viel "Form follows function". In letzter Zeit habe ich viele Sammler gesehen, die kommentiert haben, wie "gute" Zahnräder poliert werden, als wäre es eine kosmetische Angelegenheit. Es tut mir leid zu sagen, dass für den anspruchsvollen Uhrmacher der wichtigste und treibende Grund für das Polieren der Zahnräder entweder die Suche nach chronometrischer Genauigkeit oder ein reibungsloser Hilfsbetrieb ist (denken Sie an Aufzug und Einstellung usw.). Also, warum hat mich das Polieren der Ausrüstung nachts wach gehalten? Der technische Grund: Nun, das Polieren ist ein Materialabtragsprozess - Sie entfernen die "hohen Stellen" einer Oberfläche in der Hoffnung, dass Sie die Oberfläche ausgleichen und mit etwas zurückbleiben, das viel glatter ist. Polieren, ohne die Form so stark zu verändern, dass es Sie aus der Toleranzzone wirft, oder in der Lage zu sein, das gesamte Profil des Zahnes gleichmäßig zu polieren, oder auf eine ausreichend hohe Qualität zu polieren, sind alles schwierige Herausforderungen, die einzeln angegangen werden müssen, aber auch im Zusammenhang mit den vorherigen und zukünftigen Operationen, denen das Zahnrad unterzogen wird. Der persönliche Grund: Es ist beängstigend. Unser erster Gedanke war, in die Schweiz zu fahren, um mit den Experten zu sprechen. Die Leute, die die Maschine herstellen, um die Zähne von Zahnrädern, Rädern und Ritzeln zu polieren. Während unserer Reise haben wir gelernt, dass es eigentlich der billigste Weg ist, mit den Experten zu sprechen, ihnen Top-Dollar zu zahlen und sich in ihrer Gegenwart zu demütigen. Wir haben dasselbe mit Kern, mit Citizen, Affolter und Makino gemacht, um alle anderen Teile der Uhr herzustellen und zu verfeinern. Während COVID einen großen Beitrag leistete, war es nicht das größte Hindernis für das Streben nach diesem Wissen. Das größte Hindernis war einfach, dass diese Firma, der Hüter des Wissens hinter dieser kniffligen Wissenschaft des Zahnradpolierens.... gab es nicht. Hervorgehoben von einem gut definierten, wissenschaftlichen Prozess, der gegen hart verdientes Geld eingetauscht werden konnte, wurde das Polieren der Ausrüstung zu schwarzer Magie, Kunst, Mystik und vielleicht sogar zu einer Religion. Unser nächster Schritt? Wir mussten die Menschen werden, die die Maschine gebaut haben. Fortsetzung folgt.

Hallo Maschinisten

Wir lieben unsere Maschinisten und Ingenieur-Abonnenten und wir lieben es, mit ihnen und dem Rest von Ihnen unsere Workshop-Projekt-Updates zu teilen.  Und wir haben heute eine Schönheit.

Eine Silizium-Extrusionsdüse für einen australischen Hersteller.  Der Steckplatz ist 3 mm breit mit einem Radius an den Punkten von 50 Mikrometern, geschnitten mit 100 Mikron Draht.  Komplett hergestellt in unserer Brookvale Werkstatt.  Auch hier jagen wir nicht nach Jobs außerhalb der Uhrenindustrie, aber wenn jemand verzweifelt an unsere Tür klopft, helfen wir nur zu gerne.  Dies ist der vierte Job für das gleiche Unternehmen und sie wollen nun, dass wir ihre gesamte Werkzeugproduktion für 2019/2010 übernehmen.  Leider mussten wir ablehnen.  Unser Fokus muss auf der Uhrmacherei bleiben.

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Perlage - die Kunst der Handveredelung

Perlage - eine traditionelle Dekorationstechnik für Uhrenteile - besteht aus kleinen, überlappenden Kreisen, die mit einer rotierenden, schleifenden Spitze erreicht werden.

Gestern entwarf und fertigte Josh einen Jig und hatte dann einen ersten Versuch der Perlage auf unserer eigenen Hauptplatte. Ich sage, kein schlechter Job - eigentlich viel besser als einer, der auf massenproduzierten Schweizer Tellern zu finden ist. Hier ist etwas Besonderes los: Ein CNC-bearbeitetes Teil erhält den letzten Schliff von Hand, in der alten, traditionellen Art und Weise. Bleiben Sie dran für mehr!

Josh Reporting: Ein verrückter Hashtag

"Ich habe gerade 8 Tage Ausbildung in Deutschland abgeschlossen, beim Präzisionswerkzeugmaschinenbauer Kern Microtechnik!  Die rote Maschine hinter mir auf dem Foto unten ist die genaueste Werkzeugmaschine der Welt und hält eine verstreute Positionstoleranz von 0,3 Mikrometern, was einem 3000stel eines menschlichen Haares entspricht! Tatsächlich hat das Forschungs- und Entwicklungsteam von Kern mit Pyramide Nano - der gleichen Mühle, die in Brookvale verwendet werden soll - tatsächlich LÖCHER durch menschliches Haar gebohrt #makinginternalcomponentsforthefirstandonlyAustralianmadewatch. Nächster Halt Schweiz!"