Einer der großen Vorteile von Uhrmacherdrehbänken ist die Vielfalt von Spindeleinsätzen zum Halten von Werkteilen. Es gibt Spannzangen und -futter sehr unterschiedlicher Größen und Arten. Ein Typ aber wurde offenbar nie hergestellt, nämlich Spannzangen mit quadratischer Aufnahme. In gewisser Weise ist das verständlich, denn vor 50 oder mehr Jahren wäre die Herstellung genau zentrischer, quadratischer Bohrungen technisch eine Herausforderung und sehr teuer gewesen. Heute wäre das mit Funkenerosion kein Problem mehr. Es scheint auch, daß seitens der Uhrmacher wenig Bedarf dafür bestand und wenn sie mal eine Aufzugswelle mit dem quadratischen Ende spannen mußten, gab es dafür die so genannten Achtschraubenfutter, die allerdings noch mühsamer einzurichten sind als unabhänige Vierbackenfutter.
Ich gehe davon aus, demnächst die Enden von quadratischem Material bearbeiten zu müssen. Ich habe zwar ein zentrisch spannendes Vierbackenfutter für die Drehbank, aber es paßt nicht auf die Mikro-Fräsmaschine und ist für Teile mit einer Kantenlänge von 2 mm oder weniger nicht sehr präzise. Ich bearbeite auch nicht gerne solch kleine Teile in einem Backenfutter. Daher der Entschluß, ein langgehegtes Projekt endlich umzusetzen, nämlich die Herstellung von quadratischen Einsatz-Spannzangen. Ein Standardzubehör der Uhrmacherdrehbänke waren Einsatzspannzangen aus Messing für das Spannen empfindlicher Werkteile, wie Uhrenschrauben. Die passen in eine Spannzange mit 5 mm Bohrung und sind dreifach geschlitzt, um einen genauen Rundlauf zu gewährleisten. Der Gedanke war nun vierfach geschlitzte Spannzangen herzustellen (wie die billigen, die man für die kleinen Handbohrmaschinen kaufen kann). Durch eine geeignete Kombination von Schlitzbreite und Bohrung kann man erreichen das quadratische Material über Eck gespannt genau zentrisch läuft.
Ich habe zeichnerisch die notwendige Geometrie für 1 mm, 1,5 mm und 2 mm quadratische Material ermittelt. Die übrigen Dimensionen entsprechen den erwähnten Einsatzspannzangen, d.h. 20 mm Länge und 5 mm Außendurchmesser. Rohteile wurden aus einem alten Messingrundstab guter Qualität gedreht, von der Rückseite her mit 2,5 mm aufgebohrt und dann ein M3-Gewinde eingeschnitten, letzteres für später bei Bedarf noch herzustellende Tiefenanschläge. Von vorne wurde mit jeweils 1,1 mm, 1,7 mm und 2,4 mm für die drei Größen aufgebohrt. Vorne wurde auch noch eine flache Nut eingedreht, damit sich die Einsätze leichter aus der Spannzange herausziehen lassen. Diese Teile wurden dann in einem quadratischen Spannzangenblock auf der Fräsmaschine gespannt und mit einer 0,5 mm Kreissäge genau mittig geschlitzt.
Ein kleiner Test mit der 1 mm x 1 mm-Spannzange zeigte, daß die Operation erfogreich war. Natürlich eignen sich diese Spannzangen nur für leichte Arbeiten.
Einsatzspannzangen für quadratisches Material mit 1 mm, 1.5 mm and 2 mm Kantenlänge
Demnächst weiter mit dem eigentlichen Baubericht …
Wie für die meisten von uns, war meine Mitarbeit bei den verschiedenen Weihnachtsvorbereitungen angefordert worden, als da sind Einkäufe, Dekorationsarbeiten, Silberputzen, aber auch Küchendienste, was natürlich alles von der Werkstattzeit abging. Aber es ist eine gute und immer noch vergnügliche Zeit des Jahres. Die Arbeit in der Werkstatt begann nun wieder mit
Anpassungsarbeiten am Deck
Oder besser gesagt mit dem Ausschneiden der Decksöffnungen. Als ich aber dann mit dem Anreißen beginnen wollte und die das zuvor präparierte Deck über die Zeichnung legte, mußte ich zu meinem Schrecken feststellen, daß die Plankengravuren im Heck nicht symmetrisch zur Mittellinie verliefen und zwar sehr merklich. Das bedeutet wieder zurück auf Start mit dem Ausschneiden eines neuen Decks und seiner Anpassung an den Rumpf. Zum Glück konnte ich das alte Deck als Schablone verwenden, was die Anpassung etwas schneller vonstatten gehen ließ. Es war aber immerhin noch ein Abend mit Schleifen, Probieren, Schleifen usw. Danach mußten natürlich wieder die Planken eingraviert werden, wobei äußerste Sorgfalt aufgewendet wurde, um nicht wieder einen Fehler zu machen. Das ist nun die vierte Version des Decks … Erst dann konnte die Aufgabe angegangen werden bei der es eine Nulltoleranz für Fehler gab, d.h. die Ausschnitte müssen genau um die Deckshäuser usw. passen, ohne Spalten, da es keine Möglichkeit gibt eventuelle Fehler zu korrigieren. In einem solchen Fall hätte man wieder ganz von vorne anfangen müssen, mit allen Möglichkeiten wieder einen Fehler zu machen.
Nach einem groben Anreißen wurde in jede Ecke des zukünftigen Ausschnittes ein Loch gebohrt und Schnitte mit dem Skalpell entlang der Kanten gemacht, aber mit einem gewissen Sicherheitsabstand. Mit Hilfe zweier Diagonalschnitte konnte dann das überflüssige Material in Form von Dreiecken ausgebrochen werden. Die Ausschnitte wurden dann vorsichtig durch Feilen und häufigem Probieren erweitert, bis ein sauberer Sitz an allen vier Kanten der Deckshäuser erreicht war. Durch bedächtiges Arbeiten lief das glatt und ohne weitere Zwischenfälle ab.
Das Deck und die Deckshäuser sind nur temporär eingesetzt und werden beim endgültigen Einbau natürlich noch sorgfältig ausgerichtet. Als nächstes muß nun ein temporärer Mast hergestellt werden um die exakte Position und Form der Decksdurchführung festlegen zu können. Damit kann dann auch die Position der Pumpe festgelegt und ein Loch für sie gebohrt werden.
Nun, es ist inzwischen fast ein Monat seit dem letzten Beitrag kurz nach Weihnachten vergangen. Ich bin ein wenig durch etwas abgelenkt worden, das schon seit längerer Zeit auf meiner ‚To-do‘-Liste stand. Vor etwa zweieinhalb Jahren erbte ich einen gut 40 cm hohen Stapel von Fotokopien und anderem Material, das sich auf Schiffsartillerie bezieht. Dieses stammte ursprünglich hauptsächlich von einem der Autoren eines bekannten Buches über die Geschichte der Schiffsartillerie und wurde dann durch Erbschaft an einen anderen deutschen Kollegen weitergegeben; als dieser vor etwa drei Jahren leider ebenfalls starb, ging es an mich über, weil ich an einigen Logbuch-Beiträgen über die Entwicklung der Geschütze in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts arbeite. Das Material mußte hinsichtlich seines tatsächlichen Wertes und einer folgenden Digitalisierung durchgesehen werden, bevor es entsorgt werden kann (abgesehen von etwaigen Originalmaterial mit möglichem historischem Wert). Ich verbrachte außerdem beträchtliche Zeit damit, die Quellen des Materials zu identifizieren, da diejenigen, die es gesammelt hatten, weder Archivsignaturen noch bibliographische Angaben notiert hatten. In manchen Fällen kannte ich die Quelle und hatte entweder das Original oder eine digitale Kopie. In anderen Fällen brachte etwas Detektivarbeit Ergebnisse. Ein neuer Weg, den ich erfolgreich ausprobiert habe, war, gescannte Bilder oder Buchseiten in ChatGPT einzuspeisen und es zu bitten, die Quelle zu identifizieren (man denke dabei lieber nicht an den CO₂-Fußabdruck dieser Methode …). Manchmal bestand ChatGPT allerdings auf halluzinierten Ergebnissen.
Obwohl dies einen beträchtlichen Teil meiner Freizeit beanspruchte (und noch nicht abgeschlossen ist), gelang es mir, an einigen Teilen weiterzuarbeiten.
Kranbalken
Die Ankerdavits sind in den Originalzeichnungen dargestellt, aber es ist nicht sehr klar, wie weit sie nach innen reichen, und sie sind außerdem ungewöhnlich unterhalb der Reling angeordnet statt auf gleicher Höhe oder darüber, wie es sonst üblich ist. Für kleine Schiffe gibt es verschiedene Ausführungen. Manchmal werden sie aus einem krumm gewachsenen Stamm gefertigt und wie ein Kran gegen die Bordwand gestellt, und manchmal sind sie gerade und werden in den Pallbetinge eingezapft. Unten sind diese beiden Varianten an Museumsmodellen aus der fraglichen Zeit im Altonaer Museum zu sehen.
Kranbalken in Kranbauweise
Kranbalken der bis zum Pallbetinge reicht
Ich entschied mich für die gerade Version, auch wenn es interessant gewesen wäre, die Kranbauweise herzustellen. Das innere Ende dient jedoch zugleich als Nagelbank für die Niederholer aund Ausholer der Vorsegel. Rohlinge für den 1,25 mm × 1,25 mm (entspricht in Originalgröße etwa 20 cm × 20 cm) Ankerdavit wurden aus einer 1,5-mm-Plexiglasscheibe gesägt und anschließend auf Maß gefräst. Die Öffnungen in der Bordwand befinden sich dort, wo diese mit Hölzern gleicher Stärke wie die (Kant-)Spanten verdoppelt ist. Ein Pilotloch mit 0,8 mm Durchmesser wurde gebohrt, das auf die Pallbetinge ausgerichtet ist. Das Loch wurde dann mit einer 1 mm × 1 mm-Feile quadratisch gefeilt, stets in Richtung der Pallbetinge arbeitend.
Quadratischfeilen der Öffnungen für die Kranbalken
Kranbalken-Rohlinge eingesetzt, an der Pallbetinge anliegend
Die Kranbalken haben an ihrem Ende zwei Rollen. Die meisten Leute würden einfach vier Löcher für den Taljenläufer bohren, aber das würde zu einem sehr unnatürlichen Lauf des Taus führen. Daher schnitt ich zwei 0,25-mm-Schlitze für die Rollen, in die entsprechende eingesetzt werden. Das sollte zu einem natürlicheren Lauf des Taus ohne scharfe Knicke führen.
Einrichtung zum Sägen der Schlitze in die Kranbalken
Sägen der 0,25-mm-Schlitze in die Kranbalken
Ich habe zunächst versucht, die Scheiben von 1 mm Polystyrol-Rundmaterial abzuschneiden, daß sich aber wohl wegen des Alters meines Vorrats als zu brüchig erwies. Ich versuchte dann, sie mit einem 1-mm-Locheisen aus 0,25-mm-Polystyrolplatte zu stanzen, aber dabei verdickten sich die Scheiben, und sie paßten nicht in die Schlitze, obwohl das Material der Platte selbst perfekt hineingepaßt hatte – ich hatte keine dünnere Platte. Also griff ich zu Papier, das mit Zaponlack getränkt wurde. Vielleicht hätte ich mir ein Stanzvorrichtung mit Vollstempeln bauen oder einen kommerziellen Satz kaufen sollen (die sind allerdings recht teuer für das, was sie sind). Nachdem die Scheiben eingesetzt waren, wurde vorne ein dünnes Stück Plexiglas aufgeklebt und bis auf das gleiche Profil wie der Kranbalken zurückgeschliffen. Die Vorderseite erhielt die Form eines Walmdachs auf der Fräsmaschine, wobei wieder die Vierkantspannzange im Teilapparat verwendet wurde. Von den letzten beiden Arbeitsschritten habe ich keine Fotos gemacht.
Die fertigen Kranbalken, provisorisch montiert
Die Kranbalken können aber noch nicht endgültig eingebaut werden, da ihre genaue innere Länge erst festgelegt werden kann, wenn die Pallbetinge fest montiert ist. Es sind noch einige weitere Bauschritte abzuschließen, bevor das möglich ist.
Gemäß den Originalzeichnungen sollte die Rahschlup zu diesem Zeitpunkt mit – inzwischen etwas altmodisch wirkenden – Rüsten ausgestattet werden. Vielleicht hielt es der Konstrukteur für notwendig, den Unterwanten eine größere Spreizung zu geben, um der recht hohen Takelage mehr Stabilität zu verleihen. Die Dicke und Länge Rüsten lassen sich den Zeichnungen entnehmen, ihre Breite musste jedoch anhand des noch rudimentären Takelplans erarbeitet werden. Sie müssen so breit sein, dass die Wanten einschließlich der Jungfern die Reling klar passieren. Am Modell ergaben sich Abmessungen von 19,4 mm Länge, knapp unter 0,6 mm Dicke und 0,8 mm Breite.
Fräsen der Schlitze für die Rüsteisen
Da ich kein Polystyrol in 0,6 mm Dicke hatte, entschied ich mich für Profile von 0,5 mm × 1 mm. Zwei Stücke wurden mit doppelseitigem Klebeband auf einer kleinen Planscheibe fixiert, was mir für den folgenden Fräsvorgang praktischer erschien, als sie im kleinen Maschinenschraubstock (mit 1 mm Backentiefe) um 0,5 mm zu unterfüttern. Gefräst wurden die Schlitze für die Ketten. Deren Lage und Breite wurden von der Originalzeichnung übernommen. Sie wurden 0,4 mm tief geschnitten – unter Berücksichtigung von 0,2 mm starken Rüsteisen sowie der Tatsache, dass die Breite der Rüsteisenbretter nach dem Einbau von 1 mm auf 0,8 mm reduziert werden muss.
Die Rüsten versäubert und einbaufertig
In derselben Aufspannung an der Fräse wurden außerdem in den ersten und letzten Schlitz 0,2-mm-Löcher vorgebohrt, um kurze Stücke Stahldraht zur zusätzlichen Verstärkung einzusetzen. Rüsteisenbretter wurden üblicherweise von Knieen gestützt. Dafür wurde ein 1 mm × 1 mm Polystyrolstab auf die Planscheibe geklebt und ein Viertelstab eingefräst. Von diesem Profil wurden anschließend auf der Guillotine 0,5 mm breite Scheiben abgeschnitten.
Fräsen des Profils für die Kniee
Abtrennen der Kniee auf der Guillotine
Besser wäre es, das Rüsteisenbrett jetzt noch mit einer dünnen (halbrunden?) Leiste zu verblenden; da ich mir jedoch noch nicht sicher bin, wie ich die Rüsteisen und Jungfern herstellen werde, verschiebe ich das auf später. Es könnte einfacher sein, diese auf der Werkbank zu montieren, statt vor Ort.
Zwei weitere kleine Bauteile, die noch zu ergänzen war, waren das Ruder und die Pinne. Die Pinne hatte in den Originalplänen eine recht merkwürdige, barocke Form und wirkte nicht besonders praktisch. Ich entschied mich daher für eine einfachere, geradlinigere Form. Da es sich um ein Wasserlinienmodell handelt, wird nur ein Ruderscharnier sichtbar sein.
Ruder und Pinne ausgelegt
Die Form beider Teile wurde im Zeichenprogramm gezeichnet und anschließend im korrekten Maßstab ausgedruckt. Die Ausdrucke wurden auf einen Rest von 1 mm-Plexiglasplatte geklebt und dann mit der Dekupiersäge ausgesägt. Die endgültige Formgebung erfolgte am Tellerschleifer und mit verschiedenen Feilen.
In dieser Größe bzw. diesem Maßstab habe ich nicht versucht, funktionsfähige Ruderscharniere nachzubilden, sondern habe mich lediglich um den (hoffentlich) passenden optischen Eindruck bemüht – mit 0,5-mm-Polystyrolrundstab und ‚Eisenbeschlägen‘, die aus 0,1-mm-Platte ausgeschnitten wurden.
Ruder provisorisch montiert (diese Nahaufnahmen sind erschreckend ernüchternd …)
Das Ruder ist an dieser Stelle nur lose in Position gebracht und wird erst endgültig montiert, wenn das Modell in seine szenische Darstellung eingesetzt wird.