• Welkom op 'planet Rolex' en haar bewoners

Archive for Techniek

Jacques Brauer: kunst in schaal 1/43
by admin

De Fransman Jacques Brauer maakt adembenemend mooie modellen van auto’s in de schaal 1/43. Door velen wordt hij beschouwd als de allerbeste op dit gebied. De volgende foto’s van zijn 1962 Ferrari 250 GTO spreken boekdelen:

JB 1962 250 GTO carrosserie rood buizenframe
JB 1962 250 GTO carrosserie rood kaal
JB 1962 250 GTO carrosserie rood volledig chassis
JB 1962 250 GTO carrosserie rood volledig
JB 1962 250 GTO Ecurie Franchorchamps

Brauer heeft sinds jonge leeftijd een passie voor schilderen en auto’s.

JB waterverfschilderijen
Waterverf schilderij, 1962 Ferrari 250 GTO, Jacques Brauer, 50cm x 65cm

JB olie op canvas Mercedes in Monaco 1937, 184cm x 148cm
Olie op canvas, Mercedes in Monaco 1937, Jacques Brauer, 184cm x 148cm

Brauer volgde zijn opleiding aan de School of Fine Arts in Reims en ontwikkelde zich tot een artiest met raceauto’s als zijn favoriete thema. Hij schilderde en tekende maar hij voelde zich beperkt in zijn creatieve opties doordat er een derde dimensie ontbrak waarmee hij zichzelf kon uitdrukken. Deze vaststelling leidde er op zijn 27e toe dat hij zich ging toeleggen op het maken van miniatuur auto’s.
Als onderdeel van dit artikel heb ik Jacques Brauer een aantal vragen gesteld over zijn achtergrond en zijn werk. Hier volgen de vragen en de antwoorden die Brauer hierop gegeven heeft:

– What role did cars and drawing/painting play in your youth? Do you come from a creative family or were you an exception?
– I read that you missed a third dimension in drawing/painting. Did you immediately know that you wanted to build miniature cars or were there other options as well?
– Have you ever considered building watches like your friend Laurent Ferrier?
– Did you teach yourself what materials and techniques you need to build your cars or did you also get some sort of training?
– What is the most exceptional miniature car that you have ever built? Do you have a favourite model?
– What is your favourite 1/1 car?
– What kind of work would you be doing if you weren’t building model cars?

– I have been concern by race cars as long as can remember… very young boy, I receive a special price
for race cars drawings when 5 years old…
I am from a musician family ( mother) and industry( father). Nothing especially creativ but truly inspired
with life and things aound.

-I have started with fine art painting in the early 70’s, essentially race cars and old sports cars subject.
I decide to explore “little cars” at the end of the 70’s, starting with a Ferrari GTO, based on a kit ( metal)
but the model as proposed was definitely not enought for me, then, I start to open doors and other
parts and have to study an engine and engine bay details.
From the beginning I have been facinated by “little cars” the following story is just “how to do it as close
as possible to the real thing” including materials, like wood, leather, textile and so on.
-I have study technical approach and tools and materials myself… no school… .
My favorite car… a lot, but the Aston DB2/4 mk3 is probably the one ( vantage spec.)

– I never expect doing another job, and will do it as long as possible! ( all my life time).

Hope the reply is right for you!

Kind regards,

Jacques

PS watch making is a specific job who need to learn the right skill, too difficult for me!

JB Ferrari 330 GT 2 + 2
1967 Ferrari 330 GTC

Een goede illustratie van de werkwijze van Brauer is het productieproces van een houten Nardi stuurwiel voor zijn modellen.

JB 62 GTO straat los stuurwiel en koperen stuurinrichting
JB houten stuur Nardi
Een houten Nardi stuur

Om een dergelijk stuurwiel te maken gebruikt hij een stuk perenhout en een zelfgemaakt instrument (een oude vijl die hij vlijmscherp heeft gemaakt). Hij heeft dan een speciale lijm die aangebracht wordt door middel van infiltratie zodat de houtvezels verzadigd raken met de lijm; dit voorkomt dat het hout breekt als het bewerkt wordt.

JB onderdelen houten stuur
De onderdelen voor een houten stuurwiel

Volgende stap is het uitsnijden van een kleine cirkel met zijn speciale vijl en het perfect rond maken gebeurt vervolgens met schuurpapier. Voor het centrum van het stuurwiel prepareert hij een stuk nikkel zilver dat aan de houten ring bevestigd wordt.

De rest van de 1/43 auto wordt met hetzelfde extreme oog voor detail opgebouwd.
Voor logo’s en de kleine letters van de automerken gebruikt Brauer photo-cutouts die hij systematisch oppoetst met een afslijtingswiel van vilt. Dit is zeer nauwgezet werk aangezien de onderdelen niet meer dan ongeveer 0,15mm dik zijn.
De artiest is er in geslaagd om alle onderdelen van de 1/1 auto te reproduceren in 1/43. De motorkap, deuren en kofferklep kunnen open en de motor is in alle aspecten een perfecte kopie; luchtfilters, bougies, oliefilters, alles is aanwezig. Het chassis en het frame zijn gemaakt van koperdraad, aan elkaar bevestigd met een soldeerbout.

Het interessante van de modellen van Brauer is dat er bij bepaalde aspecten van het schaalmodel een duidelijke, technische link is met het maken van horloges.

JB onderdelen California Spyder

Deze link is met name terug te vinden in bijvoorbeeld de productie van functionele onderdelen van de wielophanging, de stuurinrichting (met het stuurwiel draaien de voorwielen) en de complexe constructie van de deursloten.

JB deurslot
Onderdelen van een deurslot

jb Laurent Ferrier Classic
Laurent Ferrier Galet Classic (tourbillon)

Horlogefabrikant Laurent Ferrier en Jacques Brauer hebben elkaar voor het eerst ontmoet in de begin jaren tachtig toen zij beide betrokken waren bij de autoracerij. Sindsdien heeft Laurent altijd nauw contact gehouden met Brauer.
Laurent beschouwt het werk van de beeldhouwer/miniaturist als nauw verwant met zijn eigen werk methodes, zowel qua design als in het scheppingsproces van een bepaald object. Ze delen dezelfde benadering van een nieuw project waarbij Brauer de benodigde prototypes, soms in was, creëert op precies dezelfde wijze als waarop Laurent Ferrier dit doet voor zijn nieuwe modellen.
Laurent Ferrier zegt hier het volgende over:

“That is in fact the aspect that is most like my profession. It is a kind of horology, more artistic but in many way similar. It’s another form of gentle madness.”

Een andere overeenkomst tussen Laurent Ferrier en Jacques Brauer is dat ze maatwerk leveren voor de klant en dat levert de nodige one-off modellen op. Brauer bouwt ook modellen voor verzamelaars die van hun 1/1 exemplaar een model willen hebben. Soms moet hij een dergelijk model repareren omdat de verzamelaar er mee gespeeld heeft!
Het kost Brauer tussen de 8 en 12 maanden om een model te bouwen. Het aantal bouwuren, afhankelijk van de mate van detaillering, is tussen 300 en 700. De ontwikkeling van de eerste prototypes kost hem enkele honderden uren.

JB tekening model
Aantekeningen en schetsen prototype

Iedere stap van het bouwproces wordt gefotografeerd om de klant de vorderingen te kunnen laten zien en eveneens om de onderdelen die bij het voltooide model niet meer zichtbaar zijn, te tonen. Deze mate van toewijding is een van de redenen waarom Laurent Ferrier zo betrokken is bij het werk van Brauer.

Ter afsluiting nog enkele foto’s van de geniale Jacques Brauer en de kunstwerken die hij creëert:

JB 54 375 MM
JB 62 GTO race straat
JB 70 365 GT 2 + 2
JB beginfase 62 GTO
JB body California Spyder kaal
JB California Spyder met hardtop
JB diverse modellen
JB in atelier
JB interieur California Spyder
JB onderdelen 64 Ferrari 250 GTO
JB 62 GTO straat carrosserie chassis kaal

Cornelis Drebbel: de tovenaar van de 17e eeuw
by admin

CORNELIS DREBBEL (1572-1633)

300px-Drebbel-Cornelis-stamp
Duikboot Cornelis Drebbel
perpetuum_walters_small

Cornelis Drebbel werd in 1572 geboren in Alkmaar, in een gegoede familie van landeigenaren. Drebbel’s opleiding was elementair, pas later in zijn leven leerde hij Latijn, maar hij leerde een heleboel van Hendrick Goltzius, beroemd om zijn gravures maar ook bekwaam in de scheikunde. Drebbel trok als assistent in bij Goltzius in Haarlem en trouwde later een jongere zus van Goltzius. Reeds in 1598 ontving Drebbel een patent voor een pomp en een klok met ‘perpetual motion’.
Van 1605 tot 1610 verbleef Drebbel in Londen aan het hof van James I. Hier leefde Drebbel zich helemaal uit als uitvinder, zo was hij in 1608 en 1609 bezig met het verbeteren van een magische lantaarn en een klavichord. Zijn roem begon zich over heel Europa te verspreiden en er volgde een periode van 3 jaar in Bohemen.

Onder de vleugels van heerser Rudolf II in Praag ging Drebbel voornamelijk verder met zijn perpetuum mobile, alchemie en het maken van goudlegeringen voor de Duitse Munt. De periode in Praag werd afgesloten met een hoop tumult en Drebbel werd zelfs gevangen genomen.

Na zijn vrijlating vluchtte Drebbel terug naar Londen waar hij tot zijn overlijden in 1633 zou blijven. Zijn eerste punt van focus was het bouwen van een duikboot maar, zoals blijkt uit zijn bezoek aan Middelburg in 1620, hij was ook geïnteresseerd in optische instrumenten. In 1621 bezocht Constantijn Huygens (1596-1687) Londen en in de periode van 23 januari tot 30 april ontmoette hij Drebbel een aantal malen vluchtig. Huygens zegt hier het volgende over: “I saw Drebbel also for a short time. In appearance he is a Dutch farmer, but his learned talk is reminiscent of the sages of Samos and Sicily. I wished to profit by your company for a longer time, great grey
beard, but the brevity of the time stood in my way, and against my will you are postponed for a another year.”
In de periode van 1626 tot 1629 werkte Drebbel voor de Britse marine, in de eerste plaats vanwege zijn duikboot maar tevens omwille van de watermijnen die hij construeerde. Helaas eindigde zijn periode bij de marine met een meningsverschil over de waarde van zijn uitvindingen.
De laatste vier jaar van zijn leven was hij brouwer en eigenaar van een ‘inn’ onder de London Bridge. Hij gebruikte zijn vinding om onder water te kunnen gaan om mensen naar de kroeg te lokken en zijn bier te drinken.

Een overzicht van de vindingen van Drebbel laat het volgende zien:
Perpetuum mobile: een soort van lucht-thermometer die werkte met een gegeven volume van gas dat varieerde met temperatuur en druk. Dit is de bekendste uitvinding van Drebbel en interessant is dat het apparaat in een hele reeks schilderijen uit die periode terugkomt. In zijn autobiografie rond 1630 schrijft Constantijn Huygens (vader van Christiaan) het volgende over Drebbel’s perpetuum mobile:
“The perpetuum mobile, which I know only from the drawing of it is so cleverly constructed, that no one, as far as I am aware, has been able to discover the hidden causes at work not even after it was broken. In a glass
spiral is a liquid, which reproduces the ebb and flow of the sea repeatedly (a thing I cannot believe), which certainly is brought about by self initiated motion back and forth and which enthrals experienced persons as much as inexperienced ones by its extraordinary continuance. I suppose it is something of the same sort as that, which now no longer astonishes us, where in a similar glass the enclosed liquid enables us to judge of the temperature of the day by the instability or mobility of the liquid. It is quite certain that the water is forced to rise to fill the empty space, when the air is pressed together by the surrounding cold and that the water is pressed down again and is chased away, as if by the ebbing of the tide, when the air expands by warmth.”
– Ovens en fornuizen: Drebbel was zeer bedreven in het bouwen van deze apparaten. Zo had hij een fornuis gebouwd waarbij het vuur op de gewenste temperatuur gehouden kon worden.
– Automatische muziekinstrumenten
– Hydraulische vindingen: reeds in 1598 kreeg Drebbel patent op een constructie die gelijk was aan onze huidige waterleiding, een buizensysteem dat vanaf verschillende dieptes zoet water naar wens naar boven kon pompen. Ook over deze uitvinding was Constantijn Huygens bijzonder lovend.
– Telescopen en microscopen: het is niet met zekerheid te zeggen maar vele mensen hebben de eerste microscoop toegeschreven aan Drebbel. Hij deed er veel aan het instrument bekendheid te geven in West- en Zuid-Europa en Galilei was bekend met zijn vinding. Ook Christiaan Huygens sprak met lof over de microscoop van Drebbel. Hij was een briljant glasblazer.
– Duikboot en zuurstof: In 1620 bouwde Drebbel een duikboot voor de Engelse koning. De boot had 24 mensen aan boord, 8 daarvan roeiers, voer enkele mijlen onder water door de Thames, kon van diepte veranderen, bleef op koers met een kompas en kon 24 uur onder water blijven met voldoende zuurstof. Daarnaast had Drebbel een hele studie gemaakt van het maken van zuurstof en wat in vele geschriften beschreven wordt is dat hij door het verwarmen van salpeter zuurstof vrijmaakte.
– Productie van explosieven
– Kleuring van stoffen: Drebbel bedacht een methode met tin zout om stoffen te kleuren met scharlakenrood. Deze kleur bestond reeds maar Drebbel’s rood was veel krachtiger en intenser.

Cornelis Drebbel en de Atmos klok van Jaeger-LeCoultre

cb perpetuum mobile
Perpetuum mobile van Cornelis Drebbel, H.M. Hiesserle von Chodau, 1612

cd Atmos-Hermès_front-769x1024
cd Atmos-Hermès_profil-769x1024
Jaeger-LeCoultre Atmos Hermes

-atmos-klassiek
Jaeger-LeCoultre Atmos klassiek

Met de uitvinding van zijn perpetuum mobile heeft Drebbel de basis gelegd voor de Jaeger-LeCoultre Atmos klok drie eeuwen later. Er waren echter meerdere van dit soort apparaten door de jaren heen ontwikkeld, ook Leonardo da Vinci bijvoorbeeld hield zich hier mee bezig, maar het duurde tot de 20e eeuw voordat het principe omgezet kon worden in een nauwkeurige klok.
In 1927 ontwikkelde de Franse ingenieur Jean-Leon Reutter de eerste Atmos klok, nu de Atmos 0 genoemd. Zijn klokken werden aangedreven door een ‘kwik in glas’ expansie apparaat dat een cilinder deed draaien waarmee middels een palrad de hoofdveer werd opgewonden. Het hele mechanisme werkt louter op temperatuursverschillen.Een graad temperatuurverschil tussen 15 en 30 graden Celsius is voldoende om de klok 48 uur te laten lopen. Om deze zeer kleine hoeveelheden energie in beweging om te zetten gelden voor een Atmos klok hele andere getallen dan voor een reguliere slingerklok. Zo maakt de balans slecht twee torsionele oscillaties per minuut, 150 keer trager dan de slinger van een standaardklok. De volgende vergelijking geeft aan hoe weinig energie een Atmos klok gebruikt: 60 miljoen Atmos klokken tezamen gebruiken niet meer energie dan een gloeilamp van 15 watt.
In de geschiedenis van de Atmos vallen twee zaken op. Op 1 juni 1929 creëerde de Compagnie generale de radio (CGR) een afdeling voor de productie en verkoop van de Atmos, geleid door Reutter. In september 1932 sloot LeCoultre een overeenkomst met de CGR voor de levering van uurwerken, midden 1933 werden de eerste leveringen gedaan van het zogenaamde 30″ A kaliber. Op 27 juli 1935 werd de gehele productie overgedragen aan LeCoultre.
Tweede opvallende punt is dat LeCoultre, na de overname in 1935, de zogenaamde Atmos I bleef verkopen maar dat het tevens bezig was met de ontwikkeling van de Atmos II. Belangrijkste wijziging was dat de ammonia en lood ‘blaasbalg’ vervangen werd door een bus met ethyl chloride.

De Atmos klok van Jaeger-LeCoultre blijft een fantastisch fenomeen dat met recht geschonken wordt aan alle belangrijke gasten die thuisland Zwitserland mag ontvangen.

Concluderend kunnen we zeggen dat Cornelis Drebbel een van de meest begaafde mensen uit onze vaderlandse geschiedenis is. Ieder vinding op zich is al briljant maar het feit dat ze allemaal van een man komen is nauwelijks voor te stellen. Gelukkig zijn recentelijk in Alkmaar de restanten van zijn huis gevonden zodat we een tastbaar stukje Drebbel hebben.

Jaap Bakker

juni 16th

17:35
Personen

Techniek

Andy Green en Rolex: jagers op 1000 mph over land
by admin

Project Bloodhound streeft naar een nieuw snelheidsrecord voor een voertuig over land. De snelheid die eind 2015/begin 2016 bereikt moet gaan worden is 1000 mph (1.609 km/h), het huidige record staat op 763,035 mph (1.228 km/h).
Andy Green, houder van het huidige record, en Rolex spelen een sleutelrol in het nieuwe project.

ag ROLEX_BloodhoundSSC_01

De twee precisie instrumenten die Rolex gemaakt heeft voor de cockpit van de Bloodhound

De twee precisie instrumenten die Rolex gemaakt heeft voor de cockpit van de Bloodhound


De cockpit van de Bloodhound die volledig door Andy Green ontworpen is

De cockpit van de Bloodhound die volledig door Andy Green ontworpen is


Wing Commander Andy Green voor de Bloodhound

Wing Commander Andy Green voor de Bloodhound

Model kit building Bloodhound

Andy Green geeft een tour door zijn 1000 mph kantoor

Wing Commander Andy D. Green OBE BA RAF (30 juli 1962) is een RAF straaljagerpiloot en houder van het huidige land speed record. Green begon zijn carrière met een RAF beurs op het Worcester College in Oxford waar hij in 1983 met first class honours afstudeerde in de wiskunde. Later dat jaar ging hij van acting Pilot Officer naar Pilot Officer in de RAF en kwalificeerde hij zich als piloot van de F-4 Phantom en Tornado F3 jachtvliegtuigen. In 2003 werd Green gepromoveerd tot Wing Commander.

Twee F-4 Phantoms op patrouille boven de Noordzee

Twee F-4 Phantoms op patrouille boven de Noordzee

Het Bloodhound project wordt actief gesteund door Rolex. In de eerste plaats levert Rolex twee cruciale instrumenten in de cockpit, een chronograaf en een snelheidsmeter. Deze dienen als back-up van het instrumentarium dat Andy Green recht voor zich heeft; mocht hier iets mee mis gaan kan hij direct op de Rolex klokken, deze werken volledig autonoom en hebben hun eigen GPS systeem, terugvallen. Daarnaast ziet Rolex het hele project in een veel breder kader doordat de wetenschap geprikkeld wordt nieuwe dingen te bedenken.

De Bloodhound SSC is een samensmelting van auto- en vliegtuigtechnologie wat een slank voertuig van bijna 14 meter heeft opgeleverd. De twee voorwielen zijn binnen de carrosserie geplaatst en de twee achterwielen er buiten. Andy Green zal plaatsnemen in dit voertuig dat afgetankt bijna 8 ton weegt en het onvoorstelbare vermogen heeft van 135.000 pk, voortgebracht door drie motoren: vliegtuig, raket en inwendige verbranding. Dit vermogen staat gelijk aan dat van 180 F1 auto’s.

ag rolex klokken
ag rolex klok detail

Het instrumentarium van Rolex speelt een centrale rol op twee kritieke punten tijdens de recordpoging. Bij het delicate afremmen van 1000 mph naar een complete stop en bij het klaarmaken van de auto voor de verplichte rit in tegenovergestelde richting wat exact binnen het uur moet gebeuren.
De twee klokken zijn aangesloten op het krachtsysteem van de Bloodhound SSC maar in geval van een stroomstoring schakelen ze over op een inwendige batterij. Bij de constructie van het instrumentarium moest Rolex rekening houden met twee belangrijke externe factoren: de extreme variaties in temperatuur in de Hakskeen Pan woestijn in Zuid-Afrika waar de strijd gaat plaatsvinden en de zware vibraties die te verwachten zijn bij supersonische snelheden.

ag update-for-the-fastest-race-track-on-earth-bloodhound-sscs-run-site-hakskeen-pan-south-africa-3-638
ag Hakskeen_Pan_Track[1]

In 2015 vinden de eerste snelheidstesten plaats met de Bloodhound SSC. De snelheid zal geleidelijk aan worden opgevoerd van 500mph, 600mph, 700mph tot 800mph en een nieuw land speed record. In 2016 wordt de aanval geopend op de magische snelheid van 1000mph.
Op de pieksnelheid van 1050mph zal de Bloodhound letterlijk sneller gaan dan een kogel en de mijl waarover de record snelheid gemeten zal worden, wordt afgelegd in 3,6 seconden.

ag andy_green_red_bulletin_31192_0
Andy Green in de cockpit van de Bloodhound SSC

Dat de 52-jarige Andy Green de juiste persoon is om de recordpoging van de Bloodhound SSC te laten slagen lijdt geen enkele twijfel. Green beschouwt de hele onderneming als een technisch proces en niet als emotioneel. Hij bestempelt zichzelf als een testpiloot binnen dit project en niet als coureur.
Dat Green over stalen zenuwen beschikt blijkt uit zijn commentaar op een gebeurtenis 20 jaar geleden in Irak. Hij kwam als RAF commander in het zuiden van Irak onder vuur van vijandelijke raketten, waar hij het volgende over zegt: “I’ve been shot at by much better people, with better weapons systems, frankly, so it wasn’t that much of a deal.” Om te ontspannen vliegt Green op competitieniveau stuntvliegtuigen.

ag daytona
Tijdens de recordpoging vertrouwt Green, naast de twee Rolex instrumenten in de cockpit van de Bloodhound SSC, op zijn Rolex Daytona om zijn pols.

Jaap Bakker

april 10th

14:22
Personen

Techniek

Girard-Perregaux en IBM: een kwestie van energie
by admin

gp:constant escapement L.M. dial 3:4
Girard-Perregaux Constant Escapement

ibm:TrueNorth NSS
IBM TrueNorth Neurosynaptic System

In dit artikel zal het gaan over twee totaal verschillende voorwerpen maar die allebei (mede) ontworpen zijn met het oog op energie.
De een is een horloge waarbij er gezorgd is voor een constante aanvoer van energie voor het balanswiel en de ander is een computerchip waarbij het energieverbruik zo laag mogelijk is gehouden.

Laten we eerst eens naar het horloge, de Girard-Perregaux Constant Escapement, gaan kijken.
Een standaard Swiss lever escapement werkt prima als de hoofdveer helemaal is opgewonden. Echter naarmate deze veer verder en verder afwindt neemt het koppel dat ze levert aan het balanswiel af en zal de amplitude van de balans afnemen waardoor de nauwkeurigheid daalt.
Het hierboven beschreven probleem is al zo oud als het horloge maken zelf. In de 15e eeuw werd er al een systeem genaamd ‘fusee and stackfreed’ gebruikt, waarschijnlijk een Duitse vinding. In 1798 werd er door Abraham Louis Breguet een patent aangevraagd voor een constant force escapement en de Engelse horlogemaker Charles Haley werd in 1796 een patent toegewezen.

gp:h4 marine chr.
H4 Marine Chronometer, John Harrison

Een andere constant force constructie wordt ‘remontoire d’egalite’ genoemd en deze werkt als volgt:
Op de as van een van de wielen van de tandwiel trein is een spiraalvormige veer geplaatst die periodiek wordt opgewonden door de hoofdveer. De eerste veer-aangedreven remontoire d’egalite werd ontwikkeld door John Harrison en hij gebruikte deze in zijn H4 Marine Chronometer in 1761; deze wordt iedere 7 1/2 minuut heropgewonden door de hoofdveer.
Het cruciale verschil tussen deze twee vormen van constant force is dat de een zijn energie rechtstreeks levert aan de balans terwijl de ander onderdeel is van de trein der tandwielen.

Hoewel het constant force escapement in theorie superieur is aan de bekende constructies voor het maken van een uurwerk heeft het na bovengenoemde experimenten nooit verder doorgezet. Het was te ingewikkeld en complex om toe te passen in een serie van horloges en leek voorbestemd om een, weliswaar fascinerende, voetnoot te worden in de geschiedenis van horloges.
Totdat, op een dag in 1996, een horlogemaker van Rolex een idee had. Zijn naam was Nicolas Dehon en het idee ontstond terwijl hij in de trein met zijn kaartje zat te spelen. Hij duwde het kaartje, vastgehouden tussen duim en wijsvinger, heen en weer en bedacht dat er op deze manier een voorspelbare puls van energie ontstond. Als het stukje karton tussen zijn vingers getransformeerd kon worden naar een bron van energie voor de balans in een uurwerk dan zou dit wel eens de oplossing kunnen zijn voor het constant force vraagstuk.
Dehon en Rolex slaagden er in een prototype te bouwen, er werd zelfs in 1999 een patent gelegd op hun constant force escapement, maar het ontwerp was zijn tijd vooruit. De materialen die nodig waren om een betrouwbare en effectieve versie te bouwen waren domweg nog niet voorhanden.

gp:GPConstantEscapement escap
gp:detail blate spring Girard-Perregaux-Constant-Escapement-700x476
Constant Escapement en detail van de blade spring

In 2008 was Dehon bij Girard-Perregaux komen aankloppen met zijn idee voor de constant force escapement en Stephane Oes, R&D ingenieur bij G-P, omarmde het met groot enthousiasme. De sleutel voor het uiteindelijke succes was het gebruik van silicone, een hard en metaalmoeheid resistent materiaal, dat steeds meer gebruikt werd door horloge fabrikanten (m.n. voor de balansveren). Het prototype uit 1999 bevatte een legering van twee metalen wat de doodsteek betekende voor het project.
Zoals op bovenstaande foto te zien is gebruikt de 2008 G-P versie een frame uit een stuk, een ‘lever’ en een blade spring gemaakt van silicone door middel van fotolithografie.

gp:constant_escapement_sketch

Bij de slingerbeweging van de balans komt het in aanraking met een kleine vork die is vastgemaakt aan de impuls hefboom. Bij deze beweging zorgt het er voor dat de blade spring van de ene S-vorm omklapt in de andere. Op deze wijze wordt er energie afgegeven aan de balans. Zodra de balans vrij is van de impuls hefboom zal een van de gebogen zijden van een van de escape wheels contact maken met een jewel op de impuls hefboom en de bocht begint S-bocht terug te duwen naar zijn eerdere vorm; maar voor hij daadwerkelijk kan terugklappen komt de hefboom tot stilstand doordat een van zijn locking jewels contact maakt met een van de tanden van het escape wheel. De blade spring staat nu op scherp en is klaar om om te klappen in zijn tegenovergestelde configuratie doordat de impuls jewel de hefboom activeert.

gp:escape wheel
Escape wheel, showing the sliding inclines for re-arming the blade spring, ending in locking teeth

Waar in een gewoon horloge het escape wheel de energie direct doorgeeft aan de balans via de hefboom, is het doel van de twee escape wheels in de Constant Escapement om de S-vormige blade spring in een configuratie te krijgen waarbij de balans de minste energie nodig heeft om hem vrij te zetten terwijl er tegelijkertijd voldoende energie moet worden afgegeven om de balans in de juiste gang te houden. Zo wordt de blade spring bewogen van een stabiele vorm naar een semi-stabiele vorm die energie nodig heeft van de tandwiel trein en wordt de blade spring op ‘scherp’ gezet. Beide escape wheels, roterend in tegengestelde richting, worden aangedreven door het vijfde wiel van de trein. De escape wheels en hefboom zijn van puur nikkel en de vork van de impuls hefboom is van silicone. Opvallend is nog dat de impuls in twee richtingen wordt gegeven, dit in tegenstelling tot eerdere ontwerpen van andere horlogemakers- bijvoorbeeld Breguet-die allemaal een richting hanteerden.

gp:constant escapement L.M. front
gp:constant_escapement_movement
gp:GPConstantEscapement drawing

De Girard-Perregaux Constant Escapement huist in een prachtige witgouden kast van 48 x 14mm waarbij het blauwgekleurde frame van het escapement en de escape wheels in het onderste gedeelte van de open wijzerplaat de show stelen. Het bovenste deel bevat een ingetogen uren en minuten teller en er is een centrale secondewijzer met een rood uiteinde.
De gangreserve bedraagt 7 dagen en is af te lezen op een horizontale wijzer. G-P heeft bewust gekozen voor deze uitzonderlijk lange gangreserve en eveneens voor het feit dat het uurwerk met de hand wordt opgewonden om te laten zien dat de power curve gedurende de hele periode vlak blijft. Met een verwijzing van het roemrijke verleden van G-P hebben de bruggen in de Constant Escapement dezelfde dubbele pijlvorm als deze in de Three Golden Bridges tourbillon.

gp:back Girard-Perregaux-Constant-Escapement
gp:front Girard-Perregaux-Constant-Escapement-LM-front-300x200

De eerste metingen van het Constant Escapement uurwerk geven aan dat er een indrukwekkende dagelijkse variabiliteit is van 2 seconden gedurende de gangreserve van het horloge met consistente amplitudes van de balans die zweven tussen 200-225 graden.
Voor Baselworld 2014 had Girard-Perregaux, volgens haar CEO Michele Sofisti, 10 exemplaren van dit horloge gemaakt met een vraagprijs van $100.000.

De constructie van een werkelijke constant force escapement dat betrouwbaar loopt, robuust genoeg is voor een draagbaar uurwerk en in series geproduceerd kan worden, is een prestatie die horlogemakers eeuwen lang zonder succes hebben nagestreefd. Er kan dan ook zonder meer gezegd worden dat Girard-Perregaux, door de briljante inval van Nicolas Dehon met het treinkaartje uiteindelijk te vertalen naar de Constant Escapement, geschiedenis heeft geschreven in de horlogewereld. De toch al omstreden functie van de tourbillon wordt door de vinding van G-P nog verder naar de achtergrond verdreven.

ibm:grafiek power+clock freq.
Grafiek geeft de verhouding weer tussen de Clock Frequency (neuron firing speed) in Hz en de Power Density in W/cm2

De afgelopen 6 jaar is IBM bezig geweest met de ontwikkeling van een hersen-geïnspireerde processor (neuromorphic engineering). Recentelijk heeft IBM de TrueNorth geïntroduceerd, een processor met 1 miljoen brain-inspired neurons. De chip gebruikt maar 70 milliwatt en kan 46 miljard synaptische acties per seconde per watt uitvoeren. Dit zijn getallen die vele malen lager liggen dan deze van conventionele, von Neumann computers en in de buurt komen van het energieverbruik van de hersenen.
Het brein heeft een Clock Frequency die ligt in tientallen Hz en een Power Density van ± 20 watt (total power consumption). Een moderne silicone chip heeft duizenden of miljoenen keer meer energie nodig als de hersenen voor dezelfde taak. Dit alles is goed te zien in bovenstaande grafiek.
Een experiment met een bestaande supercomputer waarbij de 100 triljoen synapsen uit het menselijk brein werden gesimuleerd leidde tot een resultaat waarbij de computer 1500 keer langzamer was dan real-time; een hypothetische computer die de simulatie in real-time zou kunnen draaien, zou 12 GW nodig hebben terwijl het brein slechts 20 W verbruikt.
Echter TrueNorth is niet enkel vanwege zijn lage energieverbruik ontwikkeld. Minstens zo belangrijk zijn de brain-inspired eigenschappen op het gebied van het uitvoeren van taken en het kunnen aanleren van allerlei zaken.

ibm:dmodha
Dharmendra Modha, IBM Fellow en projectleider TrueNorth

Laten we bij het begin beginnen. De hedendaagse computers kunnen teruggevoerd worden op de mechanische calculator die Blaise Pascal uitvond in 1642. Het moderne tijdperk van de computers begon met introductie van de ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) op 15 februari 1946. De ontwikkeling van de transistor in 1948 maakte de creatie mogelijk van geïntegreerde circuits in 1958 en dit leidde tot de eerste microprocessor in 1971. Sinds die tijd is de Clock Frequency van de microprocessors met een factor 1000 toegenomen.
Zonder afbreuk te willen doen aan deze opvallende evolutie, is het zo dat deze zich ontwikkeld heeft in een richting die diametraal tegenovergesteld is aan deze van het computer paradigma van het brein. De consequentie hiervan is dat moderne microprocessors 8 orders van grootte sneller (in termen van Clock Frequency) en 4 orders van grootte heter (in termen van energie per eenheid corticaal gebied) dan de hersenen.

Wat verklaart deze discrepantie tussen het brein en de computer?
Hierbij zijn er twee factoren: technologie en architectuur. In tegenstelling tot de huidige anorganische silicone technologie gebruikt het brein biofysische, biochemische en organische bouwstenen. Nieuwe nanotechnologieën trachten dit probleem te ondervangen.
Bij de ontwikkeling van TrueNorth heeft IBM gekozen voor de tweede invalshoek, de architectuur. Het doel hierbij was om het product van energie, oppervlakte en vertraging te minimaliseren.
TrueNorth heeft een non-von Neumann architectuur wat betekent dat hij een parallelle, gedistribueerde, modulaire, schaalbare, fout-tolerante en flexibele architectuur heeft die berekeningen, communicatie en geheugen integreert en die geen clock heeft.

ibm:brain_banner

Het lineaire karakter van de huidige von Neumann computers is ideaal voor het kraken van zeer complexe wiskundige vergelijkingen, dit kunnen zij veel sneller dan het brein. Voorbeelden hiervan zijn het simuleren van weerpatronen of het berekenen van alle gravitatie vectoren bij de landing van een voertuig op Mars.
Wat zij echter totaal niet kunnen en het brein wel is bijvoorbeeld het herkennen van een stem in een menigte of het kiezen van een wijn bij het diner. Hier komt hersenvormig parallellisme om de hoek kijken en TrueNorth heeft deze eigenschap, reeds langer bekend, tot ongekende hoogte verheven. De processor simuleert een brein met 1 miljoen neuronen en 256 miljoen synapsen, ongeveer de ‘kraak kracht’ van een bij of een kakkerlak, aangedreven door een on-chip netwerk van 4096 neurosynaptische kernen. In totaal is dit een 5,4 miljard transistor processor, de grootste chip die IBM tot nu toe heeft gefabriceerd, maar een die slechts 70 milliwatt energie verbruikt gedurende realtime processen; vier orders van grootte minder dan de conventionele chips van vandaag. De chip kan 46 miljard synaptische operaties uitvoeren per seconde, per watt.

ibm:synapse_scale_numbers

Over de mogelijke toepassingen van TrueNorth zegt IBM Fellow Modha het volgende:
“The architecture can solve a wide class of problems from vision, audition, and multi-sensory fusion, and has the potential to revolutionize the computer industry by integrating brain-like capability into devices where computation is constrained by power and speed.”

ibm:IBMSyNAPSE_sketch le:ri brain
Linker hersenhelft is vergelijkbaar met von Neumann computers en de rechter helft met True North

ibm:synapse_clock_graphic

ibm:neurosynaptic-chip-truenorth-diagram
ibm:new_architecture graphic

Werking TrueNorth op axonaal niveau

Concluderend kan gezegd worden dat Girard-Perregaux en IBM beide geschiedenis geschreven hebben met hun respectievelijke vindingen. De eerste op horlogegebied met de Constant Escapement en de tweede op het gebied van de computers met de TrueNorth.
Ik hoop van ganser harte dat er nog vele briljante geesten zullen opstaan om ons deelgenoot te maken van vindingen die voorheen onmogelijk leken. Laat dat brein maar kraken!

Jaap Bakker

augustus 28th

16:26
Horlogemerken

Techniek

Hoe vernieuwend is nieuw?
by admin

Wanneer een horlogefabrikant een nieuw model introduceert staat hij voor de keuze wat hij onder nieuw verstaat. In dit artikel worden een drietal mogelijkheden besproken.

1. Het uitbrengen van een ‘Vintage’ model

De fabrikant kiest ervoor een iconisch model uit het verleden opnieuw uit te brengen, vanzelfsprekend gemaakt met de nieuwste technieken en materialen.
Een mooi voorbeeld hiervan is de Audemars Piguet Royal Oak ‘Jumbo’ (ref 15202).

AP:RO Jumbo 2012

Het originele model werd in 1972 op de markt gebracht, toen als ref 5402.

AP:RoyalOak5402

AP:RO 5402-15202
Ref 5402 en 15202 naast elkaar

Toen de eerste Royal Oak (ref 5402ST) in 1972 op de markt kwam was het erop of eronder voor Audemars Piguet. Met de door Gerald Genta ontworpen Royal Oak nam AP een grote gok. Het van staal gemaakte horloge kostte in die tijd meer dan de 18k gouden horloges die de fabriek maakte. De prijs was in die tijd 3200 Zwitserse Francs daar waar een Rolex Submariner 280 Zwitserse Francs kostte. Daarnaast was er het gewaagde ontwerp met de octogonale lunette (geïnspireerd op het patrijsport van een schip) met 8 zichtbare schroeven dat ook niet direct in ieders smaak viel.
Het uurwerk was een ultradunne automaat die in samenwerking met Jaeger-LeCoultre was ontwikkeld. JLC noemde het de 920 en AP de 2121. Later heeft Patek Philippe dit uurwerk ook gebruikt in haar ook door Genta ontworpen stalen sporthorloge de Nautilus.

ap:cal 2121
Kaliber 2121

ap:j adv 1975
Een advertentie voor de Royal Oak uit 1975

AP produceerde in 1972 slechts 5000 horloges en de eerste serie Royal Oak’s bestond uit 1000 exemplaren. Het kostte AP 12 maanden om deze A-serie Royal Oak’s te verkopen aan juweliers dus het bedrijf balanceerde op de rand van de afgrond. Maar het concept begon aan te slaan en AP fabriceerde een 2e reeks van 1000 Royal Oak’s met het ‘A’ serienummer. In de volgende jaren volgden de ‘B’ en de ‘C’ series.
Wat de ‘A’ series betreft bestaat er een hardnekkig misverstand dat er ook een ‘Pre A-Series’ Royal Oak ref 5402ST in staal zou bestaan. Dit is niet het geval maar de verwarring is ontstaan doordat de serienummers van de versie in staal/goud geen letters bevatten.

ap:ro j 5402SA:ST back

ap:ro j notitie Genta
Een handgeschreven notitie van Gerald Genta (collectie Audemars Piguet Museum, Le Brassus, Zwitserland)

De snelste manier om een originele ‘A’ serie Royal Oak te herkennen is door naar twee dingen op de wijzerplaat te kijken.
Ten eerste staat het logo ‘AP’ op de 6 uur positie en ten tweede staat onder deze positie ‘Swiss’. Indien er ‘Swiss Made’ staat is de kans groot dat de wijzerplaat vervangen is. Op de ‘Swiss Made’ wijzerplaten zijn de lichtgevende uurmarkeringen breder en korter dan op de ‘Swiss’ versies. De oorsprong van deze wijzerplaten ligt waarschijnlijk bij een Amerikaanse AP distributeur die ze in de 70er jaren bij AP besteld had zodat de horloges niet naar de fabriek gestuurd hoefden te worden in geval van revisie/onderhoud.
Bij een vroege ‘B’ serie kan het logo nog op 6 uur staan maar als dit het geval is bij een late ‘B’ of ‘C’ serie is het ook weer aannemelijk dat de wijzerplaat bij een servicebeurt vervangen is. Sindsdien staat het logo op de 12 uur positie.

Bij de 2014 Royal Oak ‘Jumbo'(ref 15202) staat het logo weer op de 6 uur positie maar onder deze positie staat ‘Swiss Made’. Opvallend is ook dat het kaliber 2121 wederom de drijvende kracht achter dit prachtige horloge is.

ap:extra-thin-wp
ap:cal 2121
ap:j back

Een ander horlogemerk dat een prachtige Vintage versie heeft uitgebracht is Omega. De Seamaster 300 Master Co-Axial is de moderne versie van de Seamaster die in 1957 geïntroduceerd werd.

osm:Omega-Seamaster-300-Master-Co-Axial-watch-20
osm:Omega-Seamaster-300-Master-Co-Axial-watch-18
Een Sedna gouden en een stalen versie van de 2014 Seamaster 300 Master Co-Axial

De 1957 Seamaster 300 wordt beschouwd als de moeder aller duikhorloges van Omega en leek erg op de Speedmaster uit die tijd (CK2913) maar had een totaal ander doel. Tot 1962 hadden beide horloges de typerende ‘Broad Arrow’ gevormde wijzers, vanaf 1962 kreeg de Seamaster een ander referentienummer met andere wijzers. De Seamaster 300 werd aangedreven door het koperkleurige kaliber 501.

os:Omega_Seamaster 300 1957 dial

os:cal 501 parts
os:cal 501

Onderstaande foto laat duidelijk zien hoe Omega de Vintage uitgave van de Seamaster 300 geïnterpreteerd heeft.

osm:wp oud:nieuw

De naam van de 2014 versie, Seamaster 300 Master Co-Axial, vergt enige uitleg. De naam Master Co-Axial verwijst naar het anti-magnetische uurwerk. Omega introduceert 69(!) nieuwe horloges met 8 verschillende kalibers met anti-magnetische kenmerken, gebaseerd op het >15.000 gauss uurwerk dat in 2013 op de markt verscheen in de Seamaster Aqua Terra.

osm:Omega-Aqua-Terra-15000gs wrist
osm:Omega-Seamaster-Aqua-Terra back
2013 Omega Seamaster Aqua Terra >15.000 gauss

os:seamaster 300 dial
os:seamaster300 front
os:seamaster 300 ss:sedna gold front
osm:300m c-a sedna
os:seamaster 300 cal 8400
De Seamaster 300 heeft een kaliber 8400 uurwerk (8401 voor de versie met de rood gouden rotor)

De wijzerplaat heeft een gelaagd effect (‘sandwich dial’) omdat de uurmarkeringen gelaserd zijn en vervolgens opgevuld met Super Luminova. Dit materiaal heeft een mooie geelachtige patina kleur die rechtstreeks verwijst naar de 1957 versie. De keramische lunette met een ‘LiquidMetal’ duikschaal heeft dezelfde uitstraling als deze in 1957 maar is nu van een praktisch onverwoestbaar materiaal. De ‘Broad Arrow’ wijzers zijn voorzien van Super Luminova in dezelfde kleur. De wijzerplaat is gemaakt van zwart keramisch materiaal wat door een proces van zandstraling een Vintage uitstraling heeft gekregen.
De 2014 Seamaster 300 is er in 6 uitvoeringen: staal, titanium, staal/goud, titanium/goud, goud en platina. De gouden versies maken gebruik van de Omega Ceragold technologie voor de lunette, hierdoor kan 18k goud groeien en zich binden aan het keramiek.

2.rsd:Rolex_SkyDweller_WG_front_560
rsd:RolexSkyDweller dial brown
rsd:skydweller cal 9001

Een tweede optie voor een horlogefabrikant is een nieuw model op de markt te brengen met een complicatie of complicaties die reeds bestaan maar nog niet bij dit merk.
Dit is wat Rolex in 2012 heeft gedaan met het uitbrengen van de Sky-Dweller, een Rolex Oyster Perpetual met een tweede tijdzone en een jaarkalender die alleen handmatig gecorrigeerd hoeft te worden bij de overgang van februari (vanwege 28 of 29 dagen) naar maart. De verschillende functies worden ingesteld met een draaibare lunette.

SPECIFICATIONS
Sky-Dweller
Reference: 326935

MOVEMENT
Mechanical movement with bidirectional self-winding via Perpetual rotor on ball bearing
CALIBRE
9001, Manufacture Rolex
PRECISION
Officially certified Swiss chronometer (COSC)
FUNCTIONS
Centre hour, minute and seconds hands
24-hour display on off-centre disc
Second time zone via independent rapid-setting of the hour hand
Instantaneous annual calendar at 3 o’clock with Saros system and unrestricted bidirectional rapid-setting of the date
Month display via 12 apertures around the circumference of the dial
Stop-seconds for precise time setting
OSCILLATOR
Frequency: 28,800 beats/hour (4Hz)
Paramagnetic blue Parachrom hairspring
Breguet overcoil
Large balance wheel with variable inertia
High-precision regulating via four gold Microstella nuts
Traversing balance bridge
High-performance Paraflex shock absorbers
JEWELLING
40 rubies
POWER RESERVE
Approximately 72 hours

Op haar website gebruikt Rolex de volgende uitspraak van Leonardo da Vinci om de essentie van de Oyster Perpetual Sky-Dweller te vatten:
“Simplicity is the ultimate sophistication.”

rsd:skydweller wp 3:4 goud

Indien er sprake is van een tweede tijdzone die relevant is voor de drager van de Sky-Dweller zullen de centrale wijzers de lokale tijd aangeven en kan de referentietijd ingesteld worden op een decentrale schijf. Deze schijf heeft een 24-uurs display waarbij een omgekeerde rode driehoek de juiste tijd (am/pm) aangeeft. Het verspringen van de datum is gekoppeld aan de lokale tijd en vindt binnen enkele milliseconden plaats op middernacht.

Voor het functioneren van de jaarkalender gebruikt Rolex een gepatenteerd systeem met de naam Saros dat functioneert met slechts vier extra tandwielen. De Griekse term Saros wordt reeds sinds de oudheid gebruikt om een circa 18 jaar durende cyclus te beschrijven van uitlijningspatronen van de zon, de aarde en de maan die zich achter maan en zon eclipsen bevindt.
De Saros kalender van de Sky-Dweller draait letterlijk om een centraal gemonteerd planetair tandwiel. Een satelliet wiel dat wordt aangedreven door het datumwiel grijpt aan op het planetaire wiel en roteert om dit wiel in precies 1 maand. Het satelliet wiel heeft vier ‘vingers’ voor de vier maanden die 30 dagen hebben (april, juni, september en november). Aan het einde van deze vier maanden krijgt een van de ‘vingers’ van het satelliet wiel een extra impuls van het mechanisme dat zorgt voor de datum wisseling waardoor de datum in milliseconden verspringt van 30 naar 1. De maanden zelf worden weergegeven in de openingen die zich bevinden in de omtrek van de wijzerplaat, buiten de uurmarkeringen. Januari op 1 uur, februari op 2 uur etc. en de huidige maand wordt aangegeven door een contrasterende kleur in de opening (zie foto’s).
Voor het instellen van de verschillende functies heeft Rolex een draaibare lunette ontwikkeld die zij de ‘Ring Command Bezel’ noemen.
Deze lunette kan in 3 posities gezet worden om datum, lokale tijd of referentietijd in te stellen. Vanuit de juiste positie kan met de kroon zowel in voorwaartse als in achterwaartse richting een gewenste functie ingesteld worden. De ‘Ring Command Bezel’ is een complexe mechanische module die uit 60 componenten bestaat. Het hart van het mechanisme wordt gevormd door een dubbele pal en hefbomen die verschillende tandwieltreinen aangrijpen afhankelijk van de functie die gekozen is. Een van deze pallen wordt geactiveerd door het uittrekken van de kroon, de andere door het roteren van de lunette om de instellingswielen in het midden van de kast te activeren.
Opvallend detail is dat de ‘Ring Command Bezel’ dezelfde gegroefde structuur heeft als de klassieke Datejust en Day-Date modellen van Rolex.

rsd:Rolex_SkyDweller_WG_CUdial_560

3. De meest interessante keuze die een horlogefabrikant kan maken voor het op de markt brengen van een nieuw model is natuurlijk deze waarbij er gebruikt gemaakt wordt van technische innovaties, mechanische toepassingen die nog niet eerder bestonden.

De meeste mensen zijn zich niet bewust van het feit dat TAG Heuer een van de meest vooruitstrevende horlogefabrikanten is op het gebied van mechanische horloges. Iedereen kent de prachtige Carrera en Monaco horloges maar TAG Heuer heeft een aparte afdeling, Haute Horlogerie genaamd, waar schitterende en baanbrekende creaties het daglicht zien.

th:Tag-Heuer-Monaco-V4-Tourbillon box
2014 TAG Heuer Monaco V4 Tourbillon

De TAG Heuer Monaco is natuurlijk altijd sterk verbonden geweest met de autosport, met als hoogtepunt Steve McQueen die in de film ‘Le Mans’ uit 1970 een Monaco om zijn pols had.

th:Steve_Mc_Queen_Heuer_Monaco-573x720

De afdeling Haute Horlogerie kwam zo op het idee om componenten uit de autoracerij te gaan toepassen in een horloge. Na vijf jaar noeste arbeid werd in 2004 de gepatenteerde ‘belt-driven’ Monaco V4 aan de pers en het publiek gepresenteerd. De kern van dit uurwerk was dat de aandrijving plaatsvond met behulp van riemen.
Tien jaar later, tijdens Baselworld 2014, presenteerde TAG Heuer de evolutie van dit prijswinnende (o.a. Best Design Award en Red Dot Award) horloge, de ‘belt-driven’ Monaco V4 Tourbillion.

th:monaco v4 belt transmission
th:monaco V4 dial
th:monaco v4 linear mass
th:Monaco-V4-Tourbillon back
th:Monaco-V4-Tourbillon detail dial
th:Monaco-V4-Tourbillon wp

Op de wijzerplaat vallen direct twee V-vormige bruggen op. Deze zijn gemaakt van staal, met de hand bewerkt, fijn-geborsteld en afgewerkt met een zwarte coating. Aan de grootste brug (op ‘6’ uur) zijn de raderen voor de riem bevestigd. De gebruikte riemen hebben een dikte van slechts 0.07mm. De tourbillon, die een omwenteling per uur maakt, bevindt zich op de ‘9’ uur positie en zit enigszins verscholen onder het rad voor de riem aandrijving.
De gepatenteerde ‘belt-driven’ transmissie is een hoog-efficiënte relais van 5 gekartelde micro aandrijfriemen waarvan de spanning gecontroleerd wordt door twee dubbele draaischroeven (‘turnbuckles’). Een tweede patent werd toegekend aan de innovatieve lineaire massa die in de plaats is gekomen van de klassieke oscillerende massa. Gemonteerd op ’s werelds kleinste kogellagers beweegt het 12 gram wegende tungsten (een metaal dat we kennen uit gloeilampen) halffabrikaat zich op en neer tussen twee paar V-vormige veertonnen (vandaar de naam V4). De tonnen liggen onder een hoek van +/- 13 graden, net als de cilinders van een raceauto motor.

Een ander zeer interessant en prachtig type horloge dat TAG Heuer heeft ontwikkeld zijn de MikroPendulum’s.

th:c mp wp
TAG Heuer Carrera MikroPendulum

th:TAG-Heuer-MikroPendulumS-On-The-Wrist
TAG Heuer Carrera MikroPendulum S

Het geniale van dit type horloge is dat TAG Heuer de balansveer vervangen heeft door magneten die borg staan voor de oscillatie van het balanswiel. Bovendien is de snelheid van de oscillaties ongekend hoog.
TAG Heuer is reeds enkele jaren bezig met dit concept en het draaide hierbij om twee essentiële onderwerpen: een zeer hoge frequentie (hoger dan 5 Hz) en magnetisme.
Volgens de regels van de kwantummechanica zijn er vier krachten die het universum vorm geven: magnetisme, sterke interactie (verantwoordelijk voor de cohesie van de atomen), zwakke interactie (initiator van radioactiviteit) en zwaartekracht.

Bij de ontwikkeling van de eerste Pendulum in 2010 liep TAG Heuer tegen dezelfde problemen aan als de horlogemakers in de 18e en 19e eeuw hadden met de geblauwd stalen balansveren:

1. Weerstand tegen magnetische velden
2. Stabiliteit binnen de temperatuur amplitudes
3. Lineariteit van het koppel binnen de gehele power reserve

Als een magneet warmer wordt nemen de magnetische krachten af en bij kou gebeurt het omgekeerde. De verklaring hiervoor is dat warmte er voor zorgt dat de moleculen in de magneet wanordelijker georganiseerd raken. Magneten zijn dipolen wat betekent dat ze een tegengestelde lading, ook magnetische richting genoemd, hebben aan ieder uiteinde. Dit komt omdat de meeste magnetische moleculen in dezelfde richting staan bij een bepaalde temperatuur. Wordt het warmer dan gaan de polaire moleculen in allerlei richtingen bewegen en neemt dus de polariteit van de magneet af.
Bij afkoeling neemt de kinetische energie van de moleculen in de magneet af en hierdoor neemt de vibratie in de moleculen af. Het door de moleculen gevormde magnetische veld is op deze wijze veel consistenter geconcentreerd in een bepaalde richting.

th:c mp TH_Pendulum detail

Om het probleem van de magneten in de MikroPendulum op te lossen moesten de ingenieurs van TAG Heuer op atoomniveau gaan zoeken naar een oplossing.
Voor het bovenstaande punt 1. geldt dat het ferromagnetische materiaal dat gebruikt is van het ‘harde’ type is. Dit betekent dat het sterk geladen is met energie, zorgende voor een hoge stabiliteit in de tijd. Bovendien zou het in aanraking moeten komen met een elektromagnetische lading die minstens gelijk is aan deze die bij de productie opgewekt is om geneutraliseerd te worden.
De oplossing voor punt 2. moest gezocht worden op moleculair en atomair niveau. De uiteindelijk legering van de magneten bestaat uit Kobalt, Samarium en Gadolinium (de laatste twee worden omschreven als zeldzame aardmetalen).
Het Kobalt-Samarium complex is zeer bekend en beproefd in de magnetische wereld. Het is op dit moment de legering waarmee de hoogste weerstand tegen magnetische velden bereikt kan worden. Het wordt op allerlei gebied toegepast: IT, militair, luchtvaart en zelfs geneeskunde (pacemaker projecten met Co-Sm magneten).
In het bestand zijn tegen parasitair magnetisme kan de Co-Sm derhalve vergeleken worden met Invar dat in de klassieke balansveren zit. Blijft nog steeds het probleem van de temperatuurswisselingen. Met deze legering is de precisie +/- 45 seconden per dag….

th:304px-Gadolinium
Gadolinium

Om bestand te zijn tegen de thermale amplitude effecten was een veel specifieker element nodig: Gadolinium
Gadolinium is een scheikundig element met symbool Gd en atoomnummer 64. Het is een zilverwit lanthanide.
In 1880 merkte de Zwitserse chemicus Jean Charles Galissard de Marignac op dat het materiaal dat in die tijd bekendstond als didymium en het mineraal gadoliniet een overeenkomende spectrumlijn vertoonde, die later werd toegeschreven aan gadolinium. In 1886 isoleerde Paul Émile Lecoq de Boisbaudran voor het eerst gadoliniumoxide uit het mineraal. Het duurde echter tot het begin van de 20e eeuw voordat Georges Urbain metallisch gadolinium kon isoleren. Deze Franse chemicus heeft tussen 1895 en 1912 een aantal elementen voor het eerst kunnen isoleren door middel van fractionele destillatie.
Gadolinium is vernoemd naar de Finse chemicus en geoloog Johan Gadolin.

Zowel in de industrie als in de medische wetenschap wordt gadolinium gebruikt voor uiteenlopende toepassingen:

-In magnetrons worden gadolinium-yttrium granaten gebruikt.
-In beeldbuizen wordt gadolinium gebruikt als fosforescent.
-In meerdere legeringen wordt gadolinium gebruikt om eigenschappen van metalen te verbeteren; het toevoegen van 1% gadolinium aan ijzer- en chroomlegeringen maakt het materiaal bestand tegen hoge temperaturen en roest.
-Compact discs bevatten gadolinium.
-Contrastmiddel bij MRI-scans. Middelen zoals Gadobutrol of een oplossing van het gadoliniumcomplex in DTPA worden aan vermoedelijke kankerpatiënten gegeven. Ze binden zich bij voorkeur aan kankerweefsel en vanwege het grote paramagnetische moment van het Gd3+-ion worden deze weefsels veel beter zichtbaar in een MRI-scan. Na afloop van het onderzoek wordt het complex geleidelijk door de nieren uitgescheiden. Gadoxetaat is ook een contrastmiddel. Het bindt zich gemakkelijker aan gezond nierweefsel dan aan kankercellen of beschadigd weefsel.

Terug naar de rol van Gadolinium in de MikroPendulum.
Bij een stijging van de temperatuur, terwijl de materialen aan het uitzetten zijn, hebben de magnetische velden de neiging hun invloedszone te vergroten. Het magnetisch effect neemt exponentieel toe als men dichter bij de bron komt en het expansie effect is derhalve rampzalig voor het isochrononisme. Dit is het moment waarop Gadolinium intervenieert: dit metaal heeft de eigenschap van een atomische ‘spons’. Het absorbeert het surplus aan deeltjes gegenereerd door de andere chemische elementen en neutraliseert op deze manier de effecten van de thermale amplitude.

Voor het aanpakken van punt 3. zijn de Co-Sm-Gd magneten onderworpen aan meer klassieke horlogemaker technieken, met een regulatie van de geometrie van de elementen.
De MikroPendulum heeft nu een nauwkeurigheid van +/- 1 sec/dag (‘v1.0’), het beste dat bereikt kan worden met een Elinvar balansveer.
Interessant is dat het uurwerk in de loop der jaren nog nauwkeuriger zou moeten worden. Dat ligt aan de ervaringen die worden opgedaan met de samenstelling van de legering (met name het aandeel van Gandolinium hierin) en verbeteringen aan de geometrie.

th:TAG-Heuer-MikroPendulumS-On-The-Wrist

Laten we eens verder gaan kijken wat de eigenschappen van de briljante TAG Heuer Carrera MikroPendulumS zijn.

th:TAG-Heuer-MikroPendulumS-Height

De kast is gemaakt van een Chroom-Kobalt legering, normaliter gebruikt in de vliegtuigindustrie voor het maken van turbine bladen. De volume massa van deze legering is gelijk aan deze van staal en brons, iets minder dan 9 maal de massa van water. Het voordeel van de Cr-Co legering zit hem dus niet in de massa maar in de eigenschappen: het is beter bestand tegen allerlei vormen van druk, heeft een langere levensduur en is, met een Vickers hardness scale van 530, tweemaal zo hard als het gros van de stalen legeringen die in de horloge industrie gebruikt worden.
De Cr-Co legering wordt gemaakt met laser sinteren, een industriële techniek waar 3D printers op gebaseerd zijn: een poeder wordt laag voor laag samengevoegd bij 1300′ Celsius waardoor er een afwerkingsniveau bereikt wordt dat met traditionele CNC (Computer numerical control) niet haalbaar is.

Het kaliber van de MikroPendulumS meet 15 3/4 lignes (35,8 mm) met een hoogte van 9,84 mm; het is opgebouwd uit 454 onderdelen en 75 robijnen.
Het echappement voor de tijdsweergave is voorzien van een Pendulum tourbillon van 12 Hz (86.400 bph) met een gangreserve van 24 uur (hoe hoger de frequentie des te lager de gangreserve). Het frame van de tourbillon maakt 3 omwentelingen per minuut (= 20 seconden tourbillon).
Voor de chronograaf bevat het echappement een Pendulum tourbillon van 50 Hz (360.000 bph) waarvan het frame 12 rotaties per minuut maakt (= 5 seconden tourbillon). De gangreserve bedraagt 60 minuten (de tourbillon consumeert een hoop energie).

th:c mp dial 3:4
th:c mp back

Omdat de MikroPendulumS maar in zeer beperkte oplage gemaakt wordt heeft TAG Heuer de Carrera MikroPendulum ontwikkeld die ook op de website beschreven wordt. Bij dit horloge is eveneens sprake van twee tandwiel treinen, een voor de tijdweergave en een voor de chronograaf, maar waar de MikroPendulumS gebruik maakt van twee Pendulum tourbillons is hier sprake van een echappement met balansveer voor de tijd en een Pendulum voor de chronograaf.
De eerste heeft een tikgetal van 28.800 bph (4 Hz) met een gangreserve van 42 uur en de Pendulum 360.000 bph (50 Hz) met een gangreserve van 70 minuten.
De kast meet 45 mm en is van titanium dat gezandstraald, fijn geborsteld en gepolijst is. De antracietgrijze wijzerplaat is fijn geborsteld met Cote-de-Genève afwerking onder de Pendulum op de ‘9’ uur positie.

th:c mp dial gedraaid
th:c mp TH_Pendulum detail
th:c mp wp
th:c mps balanswiel
th:c mps dial detail
th:MikrotourbillonS-Dual-Chain-Architecture-technical-rendering-White-Background
th:TAG-Heuer-Carrera-MPS-Movement
th:TAG-Heuer-MikroPendulumS-Back

Conclusie

Alle in dit artikel beschreven horloges zijn prachtig en hebben ieder op hun eigen manier hun charme en aantrekkingskracht. Een keuze maken over welke van deze horloges, voor het gemak de prijs even daargelaten, men het liefst zou willen hebben is natuurlijk volledig subjectief en mede afhankelijk van wat men van een horloge verwacht. De een zal keihard vallen voor een Vintage uitgave terwijl een ander veel meer geïnteresseerd is in technologie en innovatie.
Persoonlijk zou ik de TAG Heuer Carrera MikroPendulumS kiezen omdat ik totaal gefascineerd ben door alle innovaties en uitvindingen die ik dan om mijn pols zou dragen. Ik zou er niet vaak naar kijken om slechts te weten hoe laat het is.

Jaap Bakker

augustus 17th

18:37
Horlogemerken

Modellen

Techniek

Onzichtbaar, maar onmisbaar: olie in een mechanisch uurwerk
by admin

De echte horlogeliefhebber kan vaak eindeloos genieten van het samenspel tussen de talloze onderdeeltjes die samen een mechanisch uurwerk vormen. Maar daarbij vergeten we vaak dat dit niet lang goed zou gaan zonder een van de belangrijkste ‘onderdelen’ van het uurwerk: olie. Het is met het blote oog niet te zien, maar oh zo belangrijk voor de nauwkeurigheid van elk mechanisch uurwerk.

Zo’n twee eeuwen geleden vroeg de Franse koning Lodewijk de zestiende Abraham-Louis Breguet om het perfecte horloge. Zijn antwoord daarop was duidelijk: “Geef me de perfecte olie Sire, dan geef ik u het perfecte horloge.” De woorden van Breguet geven goed aan hoe belangrijk olie is in een uurwerk. Je ziet het niet en zelfs door de loep van de horlogemaker zie je niet wat er nu zo bijzonder aan de olie in een uurwerk. Een heel klein beetje vloeistof of nattigheid, dat is alles wat je ervan ziet.
Olie speelt echter een zeer grote rol in elk mechanisch uurwerk. Dat wist men al in de negentiende eeuw, zo blijkt uit het oudste wetenschappelijke artikel over horloge-olie, zoals dat tenminste online te vinden is via Elseviers sciencedirect.com. In dit artikel uit 1850 komt de volgende lijst smeeroliën voor: potvisolie, raapolie, lijnzaadolie, varkensvet en olijfolie. Deze oliën en vetten verouderden snel, werden ranzig, verdampten en verdikten tot pasta. Kortom, niet erg handig. Horloges moesten dus regelmatig naar een horlogemaker om de olie te verversen.

Côtes de Genève

De dunnere oliën die in horloges werden gebruikt hadden een speciale eigenschap. Bij opwarmen verdampten ze een beetje en bij afkoelen sloeg de oliedamp ook weer neer. Dat gebeurde helaas niet alleen op de plek waar de olie vandaan kwam, maar verspreid over het hele horloge, dus ook op de balans en de balansveer. Nu houden balansveren niet van plakkerige olietjes, dus werd er een aardig trucje bedacht, waar we vandaag de dag nog van kunnen meegenieten. Om zo min mogelijk olie op de balansveer te krijgen en dus zoveel mogelijk elders, werd het oppervlak van het uurwerk voorzien van ruw profiel. Zo kwam er al snel twee tot drie keer minder olie op de balansveer en de rest van het uurwerk zag er nog leuk uit ook. Er werden verschillende profielen toegepast, waarvan Côtes de Genève de bekendste is. Deze profielen om de olie op zijn plaats te houden werden tot de uitvinding van synthetische oliën veel toegepast.

Aan het begin van de twintigste eeuw werd aardolie een interessant product, met dank aan de uitvindingen van de benzine- en dieselmotoren. Dat aardoliederivaten ook heel goed als smeermiddel konden dienen, viel al snel op. De (minerale) oliën werden niet ranzig en verdikten niet dramatisch, maar ze hadden zeker nog wel een paar onhebbelijkheden. De belangrijkste onhebbelijkheid is de invloed van de temperatuur op de dikte van olie. Hoe warmer, hoe dunner de olie, en hoe kouder hoe dikker. Dit speelt het meest bij de balans, het ankertje en het ankerrad. Die bewegen namelijk behoorlijk snel en de krachten daar zijn erg klein. Als de olie in de ophanging van de balans erg dik wordt, zal de uitslag (amplitude) van de balans flink kleiner worden. Dat komt de gelijkloop niet ten goede! Hiervoor zijn allerlei ‘dopings’ uitgevonden, die we kennen van de motorolie. Waar vroeger (1990) een 10W40 erg goed was (relatief dun bij een koude start, relatief dik bij een warme motor) is inmiddels de norm 0W30. Hierbij is de viscositeit koud en warm niet veel anders, dus een koude start wordt steeds minder slecht voor de motor. Om deze kwaliteit te krijgen, is een doping niet meer afdoende maar moeten er andere dingen gebeuren…..

Synthetische smeerolie

Dr. Hermann Zorn werkte bij IG Farben in de jaren dertig aan het ontwikkelen van ideale smeerolie. Het doel was toen al om de viscositeit bij alle temperaturen gelijk te krijgen, maar ook om de smeerfilm sterkte extreem te verhogen. (Opvallend genoeg was tot in de jaren zestig de smeerolie met de beste smeerfilm de plantaardige(!) Castor olie (Castrol, het oliemerk), ook bekend als haarlemmerolie. Dit gaf in die tijd een kenmerkende baklucht op de circuits. Castor olie heeft speciale chemische groepen in zijn moleculen die zachtjes aan elkaar plakken zodat het erg moeilijk is om door de oliefilm heen te prikken. Koud werkt deze olie niet, het gebruik was om de olie op een vuurtje op te warmen voor de wedstrijd, en pas warm in de motoren te gieten.) De synthetische olie zoals Hermann Zorn die eind jaren dertig ontwikkelde, was er aanvankelijk alleen voor hoog vermogen zuiger motoren en werd daarna in straalmotoren gebruikt. Voor horloges werden synthetische oliën pas in de jaren zestig enigszins normaal.

De belangrijkste olie in een uurwerk

De belangrijkste smering in een horloge is daar nodig waar de krachten klein zijn en de snelheid hoog. Bij het echappement dus, dat bestaat uit balans, anker en ankerrad. Hier geeft het ankerrad een zet aan het anker en het anker een flinke zwengel aan de balans. Minimaal vijf keer per seconde, ofwel 18.000 keer per uur, 432.000 keer per 24 uur en 156.248.000 keer per jaar.
Er zijn twee smeermiddelen nodig om dit soepel te laten verlopen. Voor de as van de balans en de as van het ankerrad wordt Moebius Synth-A-Lube 9010 gebruikt. Dit is een heel dunne, synthetische olie, die niet wegkruipt van de plaats waar hij zijn werk doet. Deze olie werkt al goed bij een temperatuur van -29° Celsius. Bij -32 wordt de olie stroperiger, zodat minder energie overblijft om het ankerrad rond te zwengelen. Maar het uurwerk loopt nog wel! Voor typische pool activiteiten bestaat een versie van de olie die nog wat dunner is (Moebius Synta-Arctic-Lube 9040), zodat het horloge zelfs tot -52 nog nauwkeurig loopt.
Voor de smering van ankerrad-ankerpaletten (robijnen) hebben horlogemakers de keus uit twee soorten smering: dezelfde Synth-A-Lube 9010, of de synthalube 9415 olie. Deze laatste is wat dikker, maar heeft een heel bijzondere eigenschap: hij is tixotroop. Moeilijk woord maar een mooie eigenschap! Deze olie is dik als hij in rust is, maar komt hij in beweging doordat de ankerrad-tand op de ankerpalet knalt, dan wordt hij veel dunner! Hierdoor spat de olie niet, blijft goed op zijn plaats zitten, maar geeft hij ook weinig wrijving. Als laatste of de zogenaamde droge smering. Deze droge smering is een variant op stearaat, ofwel kaarsvet. De uitvinder is onbekend, het kan een Romein zijn geweest, maar een Phoenicier of Galliër kan ook. Hiermee werden in de oudheid oa karrenassen gesmeerd. Deze smering is in de horlogerie niet meer populair als smering pur-sang, maar wordt zeer veel gebruikt om olie niet te laten wegkruipen van zijn plek. Een heel dun laagje wordt aangebracht op oa de ankerpalletten. Als op dit laagje een andere olie wordt aangebracht, blijft deze perfect zitten. Dit heeft de mooie naam “epilamiseren”, een van de merknamen is “fixodrop” dat zegt het al. Hier zien we dus toch nog een plantaardig product dat al honderden jaren meegaat!.

Servicebeurt

Hoewel de moderne oliën slechts langzaam indrogen, komt bij het gebruik van een horloge de smeerolie steeds minder op de oppervlakken te zitten waar hij hoort. Dit is vooral op de ankerpaletten en de tanden van het ankerrad. Hierdoor krijgt de balans steeds minder harde zetjes krijgt van het anker, en krijgt dus een minder grote uitslag (de amplitude wordt minder). Het uurwerk zal hierdoor minder nauwkeurig lopen. Laat je een horloge eindeloos doorlopen met uitgewerkte smering, dan krijg je slijtage van de ankerrad lagering, en ook van de ankerpaletten en ankerrad tanden.
Wie zijn horloge nauwkeurig wil laten lopen, zal dit regelmatig moeten laten onderhouden, waarbij de horlogemaker het ook zal oliën. Bij een servicebeurt wordt het hele uurwerk uit elkaar gehaald. Daarna wordt alle oude smering verwijderd door de onderdelen te reinigen in een ultrasoonbad met speciale oppervlakte actieve stoffen (zepen). Vervolgens worden de onderdelen gedroogd en wordt het uurwerk weer in elkaar gezet. Hierbij brengt de horlogemaker steeds precies afgepaste hoeveelheden olie aan op alle punten waar wrijving optreedt en/of slijtage op zou kunnen treden. Hiervoor zijn drie verschillende oliën en één vet nodig. De hoeveelheden olie die nodig is, is per plek verschillend. Vooral de hoeveelheid olie op de ankerpaletten en de balans ophanging zijn zeer kritisch.

Tekst Hubert Pellikaan (Pellikaan timing)

oktober 29th

18:11
Techniek

De pioniers van het moderne horloge
by admin

Tegen het einde van de jaren vijftig was het de Amerikaanse firma Hamilton die een internationale strijd beslechtte door als eerste een polshorloge op de markt te brengen dat zijn energie uit een batterij haalde. Tegelijkertijd werkten de Franse firma Lip, het Amerikaanse Elgin en de Duitse fabriek Epperlein aan deze ontwikkeling. Hoe verliep de ontwikkeling van de allereerste elektrische polshorloges?

PD1:ElvisVentura '61 Blue Hawaii

Afb.: Elvis Presley droeg in 1961 in de film ‘Blue Hawaii’ een Hamilton Ventura

Op 3 januari 1957 startte een nieuw hoofdstuk in de geschiedenis van de tijdmeting: de eerste nieuwe vinding op het gebied van het polshorloge, sinds de uitvinding van het automatisch horloge door John Harwood, was de Hamilton Electric 500. Deze had weliswaar nog steeds een balans, maar werd niet meer aangedreven door een veer, maar door een in een magneetveld bewegende spoel. Sinds het begin van de jaren vijftig waren de Franse firma Lip, de Amerikaanse onderneming Hamilton en de firma Epperlein uit Pforzheim begonnen met de ontwikkeling van een elektrisch polshorloge. De Zwitserse fabrikanten demonstreerden daarentegen een absolute desinteresse in elektrische horloges. Zij rekenden op de onbegrensde mogelijkheden van het mechanisch horloge. Het heeft tot in de jaren tachtig geduurd, voordat de Zwitsers deze achterstand inhaalden door de introductie van de Swatch.

‘Watch of the Future’

Onder leiding van het hoofd van de research afdeling, G.Luckey, begon de Hamilton Watch Company in Lancaster, Pennsylvania (USA) direct na de Tweede Wereldoorlog met de ontwikkeling van een elektrisch polshorloge. In 1952 waren de eerste prototypen klaar en eind 1956 startte de serieproductie. De derde januari 1957 werden de eerste twee legendarische modellen ‘Ventura’ en ‘Van Horn’ aan de pers getoond en april 1957 startte de verkoop in de winkels. De ‘Watch of the Future’ was klaar voor de markt. De voor die tijd revolutionaire horlogekasten zijn het ontwerp van Richard Arbib, bekend om zijn auto-ontwerpen voor General Motors en de American Motors Corporation. Met de introductie van deze modellen werden de klassiek uitgevoerde horloges steeds minder belangrijk en begon de opkomst van het design-horloge. Nu worden nagenoeg alle horloges door goede vormgevers of kunstenaars ontworpen, de fabrieksteams zijn vervangen door freelance ontwerpers. Na de zeer succesvolle Ventura volgden tientallen interessante en fraai gestileerde modellen die allemaal caliber 500 bevatten.

PD1:hamilton_ventura_wrist wp

PD1:Hamilton500 uurwerk

PD1:ventura1957 in doos

Afb.: De Hamilton 500 heeft, zoals alle mechanische polshorloges, een heen en terug gaande balans met torsieveer. Op die balans is hier echter een spoel gemonteerd en op de platine zijn twee permanente magneten bevestigd.

De werking

De Hamilton 500 heeft, zoals alle mechanische polshorloges, een heen en weer gaande balans met torsieveer. Op die balans is hier echter een spoel gemonteerd en op de platine zijn twee permanente magneten bevestigd. Een palletje op de balansas duwt 1 maal per omwenteling tegen een contactveertje dat een stroomkring sluit waardoor gedurende een zeer korte tijd een elektrische stroom gaat door het spoeltje op de balans. Het spoeltje wordt daardoor magnetisch en op dat moment afgestoten door de twee permanente magneten. De balans krijgt daardoor elke omwenteling een impuls van de magneten en even later een impuls in de tegenovergestelde richting door de balansveer. Daardoor blijft de balans in beweging en drijft de tandwielen aan, die tenslotte de wijzers laten rondgaan.
Het grote probleem bij deze horloges is de zeer nauwkeurige afstelling van de contacten en het inbranden en corroderen ervan. Dit is te vergelijken met het inbranden van de bougies van een auto. Deze contacten worden 10.000 maal per uur geopend en gesloten. Per jaar gebeurt dat ongeveer honderd miljoen maal. Het is duidelijk dat dit bij de eerste elektrische horloges altijd een probleem is gebleven. De uitvinding van de transistor in 1948 bracht de oplossing. Deze kan een stroom in- en uitschakelen zonder dat daar contacten voor nodig zijn. De eerste maal dat een transistor in een horloge werd toegepast was in de Bulova Accutron die bovendien een stemvork had in plaats van een balans. Door deze toepassingen nam de nauwkeurigheid met sprongen toe.
In 1961 bracht Hamilton het veel betrouwbaardere kaliber 505 op de markt. Het had een geheel vernieuwd contactsysteem dat geen afregeling van buitenaf meer nodig had. Van beide kalibers, 500 en 505, zijn er ongeveer 500.000 vervaardigd, voordat de productie in 1969 stopte. De Hamilton Watch Company werd in 1974 aan de firma Aetos Watch verkocht, een dochteronderneming van het concern SSIH (voorloper van de huidige SMH), waartoe ook Omega behoorde. Daardoor kwam Omega ook in het bezit van de productietechnieken van het door Hamilton ontwikkelde volelektronische polshorloge, zonder enig mechanisch onderdeel, de beroemde Pulsar met de bekende rode LED aflezing.

PD1:Epperlein 100 wp

PD1:Epperlein 100 uurwerk

PD1:Paul Portinoux Epp. 100

Afb.: De Epperlein 100. De overeenkomst met de Hamilton 500 is opvallend: beide hebben twee contactveren, een spoel op de balans en dezelfde problemen met de contacten. Op de onderste foto een Paul Portinoux horloge met het Epperlein 100 uurwerk

Helmut Epperlein, de pionier

De ontwikkeling van het eerste Duitse elektrische polshorloge, de Epperlein 100, loopt parallel met die van de Amerikaanse Hamilton 500. In de buurt van Pforzheim, in Kaempfelbach-Ersingen werden rond 1953 de eerste prototypes vervaardigd door Uhrenwerk-Ersingen, afgekort UWERSI. De eigenaar was Helmut Epperlein, geboren in Chemnitz in 1911. De overeenkomst met de Hamilton 500 is frappant, beide hebben twee contactveren en de spoel op de balans, maar ook dezelfde problemen met de contacten. De ontwikkelingskosten waren dermate hoog dat Epperlein zich genoodzaakt zag vele patenten te verkopen aan Hamilton. Bij deze patenten die eigendom zijn van Hamilton staat de uitvinder vermeld: Helmut Epperlein of een van zijn medewerkers.
Ook was afgesproken dat Epperlein de patenten van Hamilton mocht gebruiken in de eigen horloges. Deze werden gebruikt om alsnog, pas in 1959, een elektrisch polshorloge op de markt te brengen: de Epperlein 100. Het succes van de Hamilton 500 en de Lip R27 was zo overweldigend dat de Epperlein 100 geen kans van slagen meer had. De productie werd na enkele jaren gestopt. Totaal werden slechts 5000 stuks vervaardigd, waarvan een gedeelte, wegens technische problemen, later weer vernietigd werd. Het is een zeer zeldzaam horloge.

PD1:lip r27 wp

PD1:lipr27electric5achterkant

PD1:lipr27electric6uurwerk

PD1:lipr27electric7los uurwerk

Afb.: Van de Lip R27 zijn in totaal maar 7.000 exemplaren verkocht. In tegenstelling tot de Hamilton 500 en de Epperlein 100 had de Lip R27 een spoel die bevestigd was op de platine. Op de balans zat een stukje weekijzer gemonteerd dat op het juiste moment kort aangetrokken werd door de bekrachtigde vaste spoel. Een pal op de balans bepaalde het tijdstip dat de veercontacten een stroomcircuit kortsloten en de spoel magnetisch werd. Dit was dus het omgekeerde principe van de Hamilton 500.

Concurrentie uit Frankrijk: Lip

Kort voor Kerstmis 1958 werd het caliber R27 van de firma Lip voor het eerst te koop aangeboden. Daarmee was dit horloge het eerste in zijn soort in Europa en het tweede in de wereld. Het Lip-horloge was moeilijk te repareren en behoorlijk duur. Er werden in totaal maar 7.000 exemplaren van verkocht. In tegenstelling tot de Hamilton 500 en de Epperlein 100 had de Lip R27 een spoel die bevestigd was op de platine. Op de balans zat een stukje weekijzer gemonteerd dat op het juiste moment kort aangetrokken werd door de bekrachtigde vaste spoel. Een pal op de balans bepaalde het tijdstip dat de veercontacten een stroomcircuit kortsloten en de spoel magnetisch werd. Dit was dus het omgekeerde principe van de Hamilton 500. In september 1962 kwam Lip met een sterk verbeterde versie op de markt: de Lip R 148. Een succesvol horloge dat in grote aantallen verkocht werd, zelfs aan het Amerikaanse bedrijf Elgin. De introductie van de R 148 had tot direct gevolg dat de productie van het eerste elektrische Zwitserse polshorloge, de Landeron L4750, die in 1961 op de markt kwam, weer snel werd gestaakt. Te duur, te laat begonnen met ontwikkeling en te laat op de markt.
Ook een door de Amerikaanse firma Elgin ontwikkeld, zeer klein caliber 722 en het iets grotere 725, lag pas in 1962 in de winkels en had geen succes. Elgin was in 1952 wel de eerste firma die een compleet elektrisch horloge patenteerde. De ontwikkeling had te lang geduurd, de introductie werd een ramp. Ook de geplande samenwerking met Lip liep op niets uit.

PD1:LipR148 adv

PD1:LipR148 wp

PD1:LipR148 uurwerk

Afb.: de Lip R 148

PD1:wittnauerelectrochronelectric1

PD1:wittnauerelectrochronelectric4

Afb.: een Wittnauer horloge met het Landeron L4750 uurwerk

PD1:Elgin 725 uurwerk

PD1:elgin725electric1 wp

PD1:elgin725electric3 achterkant

Afb.: de Elgin met het caliber 725

Laco

Zonder de calibers van Laco Pforzheim is de geschiedenis van de eerste elektrische horloges niet compleet. De Laco 860 en de daarvan afgeleide werken, waren de eerste betrouwbare en in grote aantallen verkochte elektrische horloges in Duitsland. De werking lijkt veel op die van de Hamilton 500, met de spoel op de balans. In 1959 werd Lacher & Co (Laco) overgenomen door het kapitaalkrachtige Timex-concern. In de beginperiode vindt men vaak beide namen door elkaar gebruikt.

Tekst Pieter Doensen

oktober 1st

17:22
Techniek

De Mini-Generator van Kinetron
by admin

Wanneer je de uurwerk-industrie in Nederland door de eeuwen heen kritisch bekijkt, kom je tot de conclusie dat er in dit land maar twee uitvindingen zijn gedaan die ver buiten onze grenzen opzien baarden: het slingeruurwerk van Christiaan Huygens en de mini-generator voor het automatisch kwartsuurwerk van Kinetron.

PD_JdE Samara artikel

Afb.: 1988 Jean d’Eve Samara

In 1656 construeerde Christiaan Huygens, na uitvoerige theoretische studies, het eerste slingeruurwerk. Deze revolutionaire uitvinding leidde tot een aanzienlijke verbetering van de tijdmeting, en wordt nu, ruim driehonderd jaar later, nog steeds op grote schaal toegepast. In de eeuwen daarna hebben duizenden uurwerkmakers de prachtigste klokken en horloges gebouwd, die stuk voor stuk een geweldig vakmanschap uitstralen, een genot zijn voor het oog en gewilde verzamelobjecten. Echter, een fundamentele stap in de ontwikkeling van het uurwerk werd in die tijd in Nederland niet gezet.

Samara

In 1988 kwam zowel in ons land als in Japan het automatisch kwartshorloge op de markt. In Japan had Seiko de Kinetic ontwikkeld en in Nederland had Kinetron in Tilburg een deel van het uurwerk geproduceerd voor het horloge ‘Samara’ van de Zwitserse firma Jean d’Eve. De Samara werd in april 1988 aan de pers gepresenteerd en lag in augustus in de winkels. Het is het verhaal van een bijzonder uurwerk van Nederlandse makelij.

PD_JdE samara gereedschap

Afb.: Jean d’Eve Samara

Chronometers

Vanaf 1858 was het Observatorium in Neuchatel de plek in de wereld waar de nauwkeurigheid van marinechronometers en van zak- en polshorloges werd getest. In uitgebreide proeven werd bekeken of een chronometercertificaat uitgereikt kon worden. Zo’n kwalificatie verhoogde de waarde van de klok of van het horloge aanzienlijk. Elk jaar werd een international concours gehouden om, in verschillende categorieën te bepalen wie het nauwkeurigste uurwerk had gefabriceerd. Het is duidelijk dat het overgrote deel van de prijzen door de Zwitsers in de wacht werd gesleept. In de jaren zestig kwam de ontwikkeling van de kwartsuurwerken op gang, die grotendeels buiten Zwitserland plaatsvond. Elektronica firma’s in Japan en de VS brachten horloges op de markt, die een nauwkeurigheid bereikten waar geen enkel mechanisch horloge aan kon tippen. Het gevolg was dat de Zwitsers schielijk stopten met hun wedstrijden. Ze hadden geen zin om alle prijzen aan buitenlandse elektronica firma’s toe te kennen.

Chemisch afval

De ontwikkeling van deze kwartshorloges bleek niet te stuiten. Nu worden ongeveer 1 miljard polshorloges per jaar geproduceerd, waarvan 95% op batterijen werkt. De berg chemisch afval die deze batterijen oplevert, wordt een steeds groter probleem. Aan de oplossing hiervan wordt in Nederland door Kinetron volop gewerkt. De firma Kinetron werd in 1984 opgericht door Mathieu en Bart Knapen die oorspronkelijk een horloge-reparatie atelier in Tilburg hadden. De eer van deze uitvinding komt in de juiste volgorde toe aan Mathieu Knapen van Kinetron, Paul Goemans van de TU Eindhoven en Wytse Hofman, een gepensioneerd magnetenspecialist van Philips. Mathieu kwam met het idee en droeg veel bij aan technische realisatie, Paul en Wytse waren de theoretici op de achtergrond. Zij ontwikkelden de eerste versie van de generator voor het automatisch kwartshorloge. De nauwkeurigheid van het kwartsuurwerk wordt hier gecombineerd met het principe van het automatische horloge. De rotatie-energie van een excentrische massa wordt omgezet in elektrische energie. Het hart van dit horloge, de generator, is puur Nederlands. Deze kleine fietsdynamo heeft een dikte van twee millimeter en een doorsnede van vier millimeter. Een ongehoorde prestatie. De rest van het uurwerk wordt in Zwitserland vervaardigd.

Werking

De excentrische massa roteert ten gevolge van de bewegingen van de pols. Hierdoor wordt het torsieveertje stap voor stap gespannen. Wanneer het veertje voldoende energie bevat, schiet de magnetische kleefkoppeling los en laat het veertje de permanent magnetische rotor met hoge snelheid in de stator ronddraaien. De rotor en stator vormen samen de twaalfpolige micro-generator. Het snelheidsverloop van de rotor is constant en onafhankelijk van de onregelmatige bewegingen van de pols. Zelfs kleine bewegingen worden omgezet in bruikbare energie. De opgewekte inductiestroom wordt door een diode gelijkgericht, laadt een supercondensator op, die op zijn beurt weer de energie levert om het kwartsuurwerk met stappenmotor aan te drijven. In de latere modellen is de diode vervangen door FET-schakeling die voor een actieve gelijkrichting zorgt. Bovendien wordt nu een groter veertje gebruikt, dat in een aparte trommel opgeborgen is. Het automatische kwartshorloge van Seiko, de Kinetic, heeft deze tussenschakel niet. De versnelling wordt daar bereikt door een aantal tandwielen te koppelen. Deze geven echter een aanzienlijk energieverlies. De opgewekte spanning is dan te laag en er is een ingewikkelde elektronische schakeling nodig om de spanning op te voeren. Omdat Seiko geen meerpolige rotor gebruikt, heeft de statorspoel vier maal zo veel wikkelingen nodig. Dit heeft tot gevolg dat deze generator een vijf tot zeven maal groter volume heeft.

Overcapaciteit

Wanneer het horloge dagelijks wordt gedragen, is de stroomproductie veel te hoog. De overtollige stroom wordt dan via een led (light emitting diode) afgevoerd naar aarde. Een led heeft de eigenschap dat hij pas stroom doorlaat boven een bepaalde spanning. De spanning over een condensator wordt groter als de opgeslagen lading groter wordt. Bij een condensatorspanning hoger dan 1,5 V gaat de diode net zolang geleiden totdat de spanning weer tot 1,5 V gedaald is. Dit verschijnsel is waar te nemen wanneer je een dergelijk uurwerk, in opgeladen toestand, in het donker met de hand ronddraait. Dan zie je korte rode lichtflitsjes telkens als de diode een stroomstoot doorlaat. Bij niet voldoende dragen van het horloge kan de condensator leeg raken. Het is dan mogelijk hem weer op te laden door het horloge enige tijd heen en weer te bewegen of door hem op te laden met behulp van de bijgeleverde ‘Energiser’, die een batterij bevat. Bij de nieuwere modellen kan de condensator opgeladen worden door de kroon en daarmee de rotor, enkele malen rond te draaien.

Verdere ontwikkeling

De ontwikkeling heeft niet stil gestaan bij Kinetron. De firma levert nu de mini-generator voor het automatisch kwartsuurwerk aan verschillende Zwitserse bedrijven. Tissot is al op de markt met de Autoquartz, Omega komt binnenkort in de Seamaster-serie met de matic en met Swatch wordt nog overleg gevoerd. Het platste uurwerk dat nu in productie is, heeft slechts een dikte van 2 mm en kan daardoor in nagenoeg alle polshorloges gemonteerd worden. Een ongehoord knappe prestatie van een Nederlands bedrijf dat aan Zwitserland levert.

tekst Pieter Doensen

september 28th

11:09
Techniek

Rolex en Ferrari F1 in 2014: een nieuw tijdperk voor de F1 motor
by admin

F1:Rolex:Alonso(1)

F1:RolexF1alonso

Met ingang van 2013 is Rolex een wereldwijd partnerschap aangegaan met de Formule 1. Rolex omschrijft deze verbintenis als volgt:

“Rolex has forged a long-term partnership with Formula 1 as Global Partner and Official Timepiece, reinforcing its long-standing commitment to motor racing and its support of world sport at the very highest level.
This new association with the pinnacle of motor sports brings together two leaders in their fields who share a passion for performance, precision, excellence and superlative engineering.”

F1:Rolex groepsfoto

F1:Rolex:ecclestone

F1:Rolex:GP Aus

F1:Rolex:klok

F1:Rolex:startGP

De afgelopen seizoenen werd er in de F1 met 2,4 liter V8 motoren zonder compressor gereden maar vanaf 2014 zal er gebruik gemaakt moeten worden van een V6 blok met 1,6 liter inhoud met een turbo die een ‘energy recovery system’ (ERS) bevat. De ERS zal worden aangedreven door de uitlaat en zal ongeveer 160 pk extra geven gedurende ruim 30 seconden per ronde. De motoren zullen maximaal 15.000 tpm mogen maken en moeten het ongeveer 5.000 km volhouden, in tegenstelling tot de huidige 2.000.
Gecombineerd met andere significante veranderingen aan de auto’s zijn dit de meest ingrijpende wijzigingen in de sport sinds tientallen jaren.

F1:2014 engine

De uitdaging voor fabrikanten die de motoren voor 2014 zullen gaan leveren is dat er sprake is van een volledig nieuw concept voor de aandrijving van F1 auto’s. Dankzij ERS is er sprake van een hybride motor en dat zorgt ervoor dat er veel opnieuw bedacht zal moeten gaan worden.
De turbo is een nieuw type dat tot 25.000 tpm kan maken. Dit alles vergt zeer complexe elektronica en motormanagement (er wordt nu gezegd dat ieder team in 2014 gebruik zal maken van het TAG McLaren 320 motormanagement dat de FIA kan uitlezen). In de meeste gevallen zal de turbo bevestigd worden centraal op de achterzijde van de motor wat dichtbij de elektronica is. De temperatuur daar zal kunnen oplopen tot 1.000 graden C en het zal niet eenvoudig zijn daar een oplossing voor te vinden (een optie is het aanbrengen van koolstofvezel rond het uitlaatsysteem).

F1:pure engine 2014

Bij het opstellen van de nieuwe regels voor 2014 samen met de FIA is overeengekomen dat het motorvermogen praktisch hetzelfde moet zijn als het nu is. Een huidige F1 motor heeft ongeveer 750 pk plus de 80 pk van het KERS systeem. Volgend jaar zullen de motoren 600 tot 650 pk hebben en een additionele 160 pk van het ERS.
Ook een nieuwe regel is dat de benzinetoevoer van de auto nog maar 100 kilo per uur mag zijn. Ferrari vreest dat het hierdoor kan voorkomen dat coureurs op benzineverbruik gaan racen en niet voor de volle 100%. Bovendien is de verwachting dat er, zeker in het begin van het seizoen, mensen zonder benzine komen te staan.
De chassis constructeurs zijn hun hoofd aan het breken hoe ze het nieuwe motorblok moeten gaan plaatsen omdat enerzijds het blok zwaarder is geworden maar anderzijds wordt er minder brandstof meegenomen. De gewichtsverdeling zal hierdoor drastisch anders worden.

F1:Marussia-Ferrari-1

De verwachting is dat de betrouwbaarheid van het aandrijvingsaggregaat en het benzineverbruik de grootste problemen zullen vormen voor alle F1 teams in 2014. Daarnaast is het zo dat de coureurs achter het stuur heel erg goed zullen moeten nadenken over hoe ze het optimale uit de hybride krachtbron kunnen halen om veilig de finish te halen, het liefst als eerste.

Jaap Bakker

juli 28th

17:07
Ferrari

Techniek

Swatch Sistem51: mechanische vernieuwing
by admin

Op de Baselworld 2013 introduceerde Swatch een mechanisch horloge dat een ware doorbraak betekent op dit gebied. Hoewel Swatch natuurlijk niets met Rolex te maken heeft is deze innovatie dermate interessant dat de ingenieurs van Rolex deze zeker met argusogen zullen volgen.

swatch_sistem51_1

Dertig jaar geleden heeft Swatch de horloge industrie in Zwitserland gered met hun geniale vondst van het toenmalige Swatch horloge en nu zijn ze gekomen met een horloge dat wederom de horlogewereld op zijn kop zet. Om het te zeggen in het credo van Swatch: ‘simplify and innovate’.
De Sistem51 is een automatisch mechanisch uurwerk dat uit slechts 51 onderdelen bestaat. Dit is mogelijk door een gesimplificeerd en meer efficiënt ontwerp. In de wetenschap dat de meeste andere mechanische horloges minstens twee tot drie keer zoveel onderdelen (sommige hebben er zelfs meer dan 600) hebben wordt duidelijk wat een knap ontwerp de Sistem51 is.

swatch_sistem51_6

De onderdelen van de Sistem51 zijn aan elkaar gelast waardoor ze een geheel vormen dat vastgemaakt zit aan een centrale schroef. De vergelijking kan gemaakt worden met Copernicus toen hij de zon plaatste in het centrum van het zonnestelsel; dit veranderde volledig de manier waarop we tegen het leven aankijken en het begrijpen. De Sistem51 is een Copernicaans idee in de huidige tijd.

De Sistem51 is het eerste mechanische uurwerk ter wereld waarvan de assemblage voor 100% geautomatiseerd is. Het high-tech echappement heeft geen regulator; de instelling ervan vindt plaats in de fabriek met behulp van een laser en dit maakt het handmatig aanpassen van het tempo, iets dat bij andere mechanische horloges moet gebeuren, overbodig. De gangreserve van de Sistem51 bedraagt 90 uur.
Het uurwerk van de Sistem51 is volledig gemaakt van ARCAP, een legering van koper, nikkel en zink, dat uitzonderlijke anti-magnetische kenmerken heeft. Alle onderdelen van het uurwerk zitten hermetisch afgesloten in de kast zodat vocht, stof en andere objecten van buitenaf niet kunnen interfereren met de werking van het uurwerk.

swatchsis51

Een laatste verrassing van de Sistem51 is zijn transparantie. Andere automatische horloges worden aangedreven door een oscillerende rotor; de rotor van de Sistem51 is een doorzichtige schijf die in beide richtingen draait rond de centrale schroef. Deze constructie zorgt voor een fascinerend zicht op de onderdelen van het uurwerk die naar wens bedrukt kunnen worden met een oneindige hoeveelheid afbeeldingen. De Sistem51 is derhalve niet alleen technisch zeer interessant maar ook op het gebied van het design.
Tenslotte is de Sistem51 100% Swiss Made wat natuurlijk een belangrijk verkoopargument is.

Met de Sistem51 is de discussie begonnen waarom iemand nog vele duizenden euro’s zou gaan betalen voor een mechanisch horloge met honderden onderdelen terwijl deze ook nog eens een afwijking in de tijd van seconden per dag heeft. De eerste prijzen die voor de Sistem51 genoemd worden liggen rond de $ 135.
Persoonlijk zou het me niet verbazen als een belangrijk deel van de Zwitserse horloge industrie zou verschuiven in de richting van het concept Swatch Sistem51 maar dat de handgemaakte, prachtig bewerkte mechanische horloges evenzeer hun bestaansrecht zullen behouden. Het is net als bij boeken: de e-reader krijgt een steeds groter marktaandeel maar er zullen altijd liefhebbers blijven voor schitterende, op papier gedrukte boeken.

Jaap Bakker

juli 14th

8:53
Techniek