Horlogetechniek

Pellikaan Timing neemt u mee in de wereld van horlogetechniek:

Ankertechnologie van Pellikaan timing

De smering van een uurwerk

Flying Dutchman

Hendrik Lorentz

Anker technologie van Pellikaan timing

Het gebalanceerde anker (patent pending)


WAT IS HET ANKER ?
Een heel belangrijk onderdeel van het uurwerk van alle mechanische horloges is het anker. Dit anker zorgt dat de balans blijft "swingen". En de andere kant op zorgt hij ervoor dat dit "swingen" van de balans leidt tot op tijd staande wijzers.




BALANCERING VAN HET ANKER
Bij uurwerken is precisie en balancering altijd super belangrijk. Het duurste onderdeel van een uurwerk is daardoor ook altijd de balans met zijn balansveer. Het is van extreem belang dat het zwaartepunt hier precies samenvalt met de draaiings-as. Het Pellikaan-anker wat nu voor het eerste gebruikt wordt in de DIVING DUTCHMAN-1 is dus ook gebalanceerd. Het zwaartepunt zit precies in het midden. Hierdoor is de wrijving in de ophanging van het anker heel gering.




WAAROM IS DIT NIEUW EN PATENTEERBAAR?
Op de foto rechts is het tegengewicht te zien wat bij Pellikaan timing op het anker wordt gemonteerd om de balancering voor elkaar te krijgen. Deze methode is veel beter dan eerdere pogingen om dit te doen; in de 19e eeuw is dit ook wel gedaan, maar dan met veel langere tegengewichten.

George Daniels beschrijft in zijn boek "Watchmaking" dit principe met als doel het verminderen van de "locking angle" van het anker. Het gebalanceerde anker was echter niet afdoende om een horloge storingsvrij te laten lopen zonder deze "locking angle". Kortom een matig voordeel. Ook leidden deze lange tegengewichten tot veel energieverliezen en zijn dan ook in onbruik geraakt.

Bij de versie van Pellikaan is het tegengewicht kort en is er slechts een geringe toename van de massatraagheid (0,6%). De winst in amplitude is 8 graden in alle posities; de opbrengsten zijn dus veel groter dan de verliezen

Door dit verschil in uitvoering is de vinding ook patenteerbaar zodat hij uniek door Pellikaan gebruikt kan worden. Op 22 april 2015 is het patent aangevraagd, het aanvraag nummer is NL 1041281.

De grote rol van olie in een mechanisch uurwerk

zoals gepubliceerd in "Watching Magazine“

Onzichtbaar, maar onmisbaar

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 is 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
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 Synth-A-Lube 9415 olie. Deze laatste is wat dikker, maar heeft een heel bijzondere eigenschap: hij is tixotroop. Een moeilijk woord, maar een mooie eigenschap! Deze olie is dik als hij in rust is, maar komt in beweging doordat de ankerrad-tand op de ankerpalet knalt, dan wordt hij veel dunner. Hierdoor spat de olie niet en blijft goed op zijn plaats zitten, maar geeft ook weinig wrijving. Als mogelijkheid is er 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 onder meer karren-assen 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 onder meer de ankerpaletten. 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’ en 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 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.

Flying Dutchman

De eerste Flying Dutchman uit de geschiedenis was een kapitein van de VOC: Bernard Fokke. Hij voer op en neer van Amsterdam naar Batavia, en hij deed dat zo snel omdat hij altijd met volle zeilen voer, dan ga je harder. Zeilen reven is voor watjes! Ook zijn grofgebektheid was legendarisch en zijn matrozen waren ook niet heel b;lij met hem. Het verhaal ging dat hij lood in de masten had gegoten en ze met ijzeren stangen had versterkt op de kwetsbare stukken, zodat de masten niet braken. Kwade (Engelse) tongen beweerden dat hij die trucs van de duivel had geleerd. In ieder geval waren zijn reizen naar Batavia erg snel; zijn record was van 3 maanden en 3 ( of 10) dagen, waarbij hij een stapel brieven afleverde bij de gouverneur waardoor de reistijd bevestigd werd. Er volgden nog heel wat Flying Dutchmen, waaronder Anthonie Fokker. Een heel recente is Epke Zonderland! Uiteindelijk is een Flying Dutchman iemand uit een klein land die iets speciaals voor elkaar krijgt door slim/volhardend/eigenwijs etc. te zijn.
Flying Dutchman Pellikaan Timing

Hendrik Lorentz en de locale tijd

Wie was hendrik Lorentz? Hendrik Antoon Lorentz (18 juli 1853 – 4 februari 1928) was een Nederlands natuurkundige. Hij won samen met Pieter Zeeman de Nobelprijs voor de ontdekking van het Zeemaneffect. Ook heeft hij de Lorentz transfomaties afgeleid die vervolgens gebruikt werden door Albert Einstein om ruimte en tijd te beschrijven. Hiermee, en met zijn ontdekking van de “locale tijd” heeft hij een grote bijdrage heeft geleverd aan het tot stand komen van de relativiteitstheorie. Einstein noemde hem dan ook zijn “wetenschappelijke vader”. Tijd in de tijd van Lorentz Over welk tijdperk hebben we het eigenlijk? In de periode rond 1900 gingen de technologische ontwikkelingen razendsnel. Het effect op de mensheid was groot. Door de trein, de nieuwe auto en telegrafie, telefonie en radio werden afstanden plotseling snel overbrugbaar. Tijdswaarneming was in 1800 nog plaatselijk geregeld. Iedere (grotere) stad had zijn eigen sterrenwacht om de plaatselijke tijdsstandaard (klok) bij te houden. Door het gebruik van de telegraaf en telefoon aan het einde van de 19e eeuw ging het opvallen dat de tijd niet overal gelijk stond. Als je om vier uur een telegram stuurde in Amsterdam, kwam het om vijf over vier aan in Groningen. Toen bleek de lokale zonnetijd niet meer zo handig! Daarom werd de zonnetijd vervangen door een gestandaardiseerde universele tijd. In Engeland was dit de Greenwich Mean Time, die in 1880 werd ingevoerd voor het hele Britse eiland. Zonder telegrafie was dit een lastig fenomeen waarvoor je met nauwkeurige klokken door het land moest reizen, of met tabellen vanuit de zonnetijd (op de sterrenwacht) moest rekenen. Wat gebeurde er toen? Veel natuurkundigen waren in die tijd bezig met het fantastische fenomeen elektriciteit en het daarmee samenhangende electro-magnetisme. Dit waren toen nog bijna magische, goeddeels onbegrepen fenomenen. Dit electro-magnetisme verplaatste zich ook onwaarschijnlijk snel, net zo snel als het licht (Maxwell 1865). “locale tijd” In 1895 deed Lorentz een gedachten-experiment. Hij was van mening dat er een universele constante tijd is. Echter over grote afstanden en bij grote snelheden zag hij dat daar vreemde dingen gingen gebeuren. Om daar voor te corrigeren stelde hij formules op om de “locale tijd” om te zetten in de universele constante tijd. Hij kende geen hieraan geen fysieke betekenis, voor hem was dit louter een wiskundige correctie.
De grote sprong die Albert Einstein hier zette was dat deze juist wel een fysieke betekenis toekende aan dit vreemde gedrag van de tijd. Hij gebruikte de wiskunde van Lorentz om zijn speciale relativiteitstheorie vorm te geven. Daarom werd deze in eerste instantie ook de Einstein-Lorentz relativiteitstheorie genoemd. Hij bedacht ook het beroemde klokken experiment om duidelijk te maken wat er gebeurt: Er zijn twee klokken die gelijk lopen als ze naast elkaar staan. Als deze klokken uit elkaar geplaatst worden en je kijkt van klok 1 naar klok 2 dan loopt deze achter. Hoeveel hij achter loopt verandert echter niet. Ga je naar klok 2 en je kijkt naar klok 1 dan loopt die achter! Hij constateerde dat tijd een locaal fenomeen is, de “locale tijd”. Vervolgens ging Einstein hiermee verder door de klokken ook nog te laten bewegen, te laten versnellen en zelfs in een zwaartekrachtsveld te plaatsen. Het voert te ver om dit alles hier te bespreken, dat hebben anderen De effecten van deze theorie gedachten experimenten is enorm gebleken. Ze waren de aftrap tot: - de absoluutheid van de lichtsnelheid - de equivalentie van massa en energie - de quantummechanica - begrip van de materie - besef dat we in een fundamenteel onbegrijpelijk universum leven Of meer praktisch: - kernenergie (handig) - kernafval (moeilijk) - atoombom (drama) - ons beeld van het universum (oerknal, zwarte gaten) - science fiction as-we-know-it - PET scans, MRI scans
Waarom heet dit horloge naar Hendrik Lorentz? I Ik ben een Fan van Hendrik Lorentz Ik ben erg onder de indruk van deze landgenoot die ontdekte dat tijd zich vreemder gedraagt dan je denkt. Ook waardeer ik zeer dat hij Einstein heeft bijgestaan toen die nog weinig voet aan de grond kreeg. II De “Locale tijd” is verwerkt in het ontwerp Refererend aan de ontdekking van over de lokale tijd, heeft iedere wijzer zijn eigen schaal indeling, en draait dus in zijn ´eigen tijd´. De urenwijzer heeft indeling in uren, halve uren en kwartieren. De minutenwijzer heeft een indeling in minuten, en de secondenwijzer in hele en gedeeltelijke seconden. III Laboratorium design Hendrik Lorentz was een wetenschapper. Hij was vaak in het laboratorium te vinden voor experimenten. In de tijd van Lorentz waren dit slecht verlichte ruimtes met grote houten tafels en veel apparatuur. De meetapparatuur hoefde niet mooi te zijn, als het maar bruikbaar was. Eigenlijk een soort van functioneel design dus. Hierop is het design van dit horloge gebaseerd. Mat-metalen wijzerplaten, zwarte wijzers, duidelijke schaalindeling, kortom zeer duidelijk afleesbaar! Meer informatie: Voor meer informatie over Hendrik Lorentz verwijs ik naar de volgende bronnen:
1899 Simplified Theory of Electrical and Optical Phenomena in Moving Systems
http://en.wikipedia.org/wiki/Hendrik_Lorentz


Hendrik Antoon Lorentz Pellikaan Timing
Hendrik Antoon Lorentz
Hendrik Lorentz en Albert Einstein voor het huis van Lorentz in Leiden
Hendrik Lorentz en Albert Einstein voor het huis van Lorentz in Leiden