WATCHING MAGAZINE Nummer 3 // 2017
Nummer 4 verschijnt in december 2017

Artikelen

Image

Innovatieve micro mechanica, maximale precisie

Tekst Elzemarie Karsdorp Foto's Tag Heuer

Chronografen die de tijd meten met een precisie van 1/100, 1/1000 of zelfs 1/2000 van een seconde. Het leek onmogelijk, maar Tag Heuer laat zien dat innovatie op het gebied van micro mechanica nog steeds mogelijk is. Van de Mikrograph tot de MikrotourbillonS, de Mikrotimer 1000 en de Mikrogirder. Tag Heuer verlegt telkens weer de grenzen.

Innovatie zit Tag Heuer in de genen. In 1860 hield men zich bij het merk Heuer al bezig met het doorontwikkelen, en natuurlijk het produceren, van uurwerken en (zak)horloges. Stopwatches werden al snel onderdeel van het leveringsprogramma. De constructie van stopwatches laat het aflezen van de tijd echter niet toe. De (zak)chronograaf was hierop het antwoord van Heuer, dat overigens in 1985 Tag Heuer werd toen het samen verder ging met Techniques d’ Avant-Garde. De techniek die aan de basis van de zakchronograaf staat, vindt zijn oorsprong in 1887. In dit jaar patenteert Edouard Heuer het systeem van het zogenaamde ‘kantelbare rondsel’. Hierbij staat een extra rondsel rechtstreeks in contact met het basisraderwerk van het uurwerk (toen nog zakhorloges). Op het verlengde deel van de as van dit rondsel zit nog een rondsel met zeer fijne vertanding. Een start/stop mechaniek maakt het mogelijk om het wel/niet te laten ingrijpen in een centraal gelagerd rad, dat ook voorzien is van de zeer fijne vertanding. Het rondsel hoeft nu slechts een paar graden te kantelen om wel/niet met dat centrale rad in ingrijping te komen. Hierdoor kan een tijdstuk worden gemeten. Bij ‘start’ vallen de raderen in elkaar en begint de meting. Bij ‘stop’ worden de raderen uit elkaar gedreven en stopt de meting. Dit alles klinkt misschien eenvoudig, maar in principe was hiermee de (zak)chronograaf geboren. Vele doorontwikkelingen en varianten zijn hieruit voortgekomen en het systeem wordt gebruikt tot op de dag van vandaag. Het is bijvoorbeeld nog steeds te vinden in het zeer bekende Eta kaliber 7750.

Innovatie

Door de jaren produceert Heuer (en later Tag Heuer) telkens weer sportieve horloges, meestel met de mogelijkheid van het meten van tijdstukken als belangrijke complicatie. Daarnaast worden jarenlang enorme collecties stopwatches geleverd voor alle denkbare sporten waarbij tijdmeting een rol speelt. Samen met de legendarische dashboardklokken voor diverse takken van autosport, behoren de oude Heuer ‘klokken’ tot felbegeerde verzamelobjecten. Nu, in 2012, heeft Tag Heuer de horlogewereld volledig verbijsterd. Het merk komt met een collectie chronografen die aantonen dat innovatie op het gebied van micro mechanica nog steeds mogelijk is. Mede door de alsmaar beter wordende productiemogelijkheden ziet het merk kans om onderdelen voor horloges ‘waanzinnig’ precies te fabriceren. Daarbij moeten we niet meer denken aan 1/100mm als tolerantie, maar zelfs nog beter dan 1/1000mm als (onderling) verschil in maatvoering.

De ontwikkeling van deze innovatieve uurwerken is opmerkelijk. Het is fascinerend om te zien dat (Tag) Heuer ruim een eeuw geleden als eerste kwam met de koppeling tussen een bestaand uurwerk en een tijdmeet gedeelte in een horloge. Dit totale concept werd de chronograaf genoemd. Interessant is te zien dat het merk ook de eerste is die dit concept heeft laten varen. Men kreeg in de gaten dat om preciezer te meten, ofwel de seconde in meer delen te verdelen zoals bij de chronograaf gebruikelijk was (1/5, 1/8 of 1/10 seconde), je naar een regelorgaan (balans/spiraal systeem) met een hogere frequentie moet. Bij mechanische stopwatches was dit meten al mogelijk tot op 1/100 seconde. Hierbij moet men zich goed realiseren dat de tot dan toe gebruikelijke constructies technisch, wat duurzaamheid betreft voor een dagelijks gebruik uurwerk, met bijvoorbeeld 36.000 tikken per uur (1/10 seconde of 5Hz) al behoorlijk aan het maximaal haalbare bij mechanische horloges zaten.

Doorbraak in 2005

Wilde men dus tot een nog kleinere onderverdeling van de seconde komen, bijvoorbeeld 1/100 seconde (50Hz), dan moest de frequentie van het regelorgaan omhoog tot 360.000 tikken per uur. Dat is zeker uit het oogpunt van de duurzaamheid, waarbij het probleem van de smering niet moet worden onderschat, geen verstandige beslissing. Men realiseerde zich bij Tag Heuer echter heel goed dat het gebruik van het chronograaf gedeelte op een horloge sporadisch plaatsvindt. Wie gebruikt er nu dagelijks de chronograaf van een mechanisch horloge? De gedachte die hier uit voortvloeide, is de constructie waarbij men het tijd aanduiddeel (uren, minuten en seconden) geheel afzonderde van het tijdmeet gedeelte. Er ontstonden dus ook twee afzonderlijke raderwerken. Voor het tijd aanduiddeel kon men dus gebruik blijven maken van de gebruikelijke frequentie van bijvoorbeeld 28.800 tikken per uur. (8 tikken per seconde of 4Hz). Het tijdmeet deel kreeg een eigen regelorgaan met in dit geval een frequentie van 50Hz (100 tikken per seconde of 360.000 tikken per uur). In maart 2005 presenteerde Tag Heuer het Caliber 360 met, zoals de naam al aangeeft, een tikgetal van 360.000. Bij dit kaliber was nog sprake van een aanvullend raderwerk module voor het chronograaf deel.

Het nieuwe chronograafkaliber van Tag Heuer heeft daarnaast nog een groot voordeel. Bij de tot nog toe gebruikelijke chronograafconstructies werd altijd slechts één hoofd- of opwindveer toegepast. Dat had tot gevolg dat als de chronograaf werd gestart, de aandrijving altijd werd ‘afgetapt’ van deze zelfde opwindveer. Bij de nieuwe Tag Heuer constructies die hier van toepassing zijn, is er voor beide delen, dus voor zo wel het tijd aanduiddeel als het chronograafdeel, een eigen opwindveer. De chronograaf heeft echter wel een zeer beperkte gebruiksduur. De meeste activiteiten waarbij de chronograaf gebruikt wordt, duren, zo is na de nodige onderzoeken gebleken, niet langer dan maximaal drie minuten. Vandaar deze maximale gebruiksduur. Maar,…… er is nog een factor die een rol speelt. De amplitude van de zich razendsnel heen en weer bewegende balans moet zeer constant blijven om zijn nauwkeurigheid te garanderen. Bij een zo snel draaiend raderwerk zal ook de aandrijvende veer zich snel ontspannen. Een zich ontspannende veer verliest spankracht. Lees: aandrijfkracht. Verlies van aandrijfkracht heeft verlies van amplitude tot gevolg. Dat verlies mag niet te veel worden om de nauwkeurigheid van de meting niet nadelig te beïnvloeden. Bij later in dit artikel genoemde regelorgaan constructies is die constante aandrijving van nog groter belang.

Mikrograph

Mikrograph

Mikrograph

Het eerste model waarmee Tag Heuer de grenzen van de chronograaf verlegde, was de Mikrograph. Officieel de ‘Heuer Carrera Mikrograph 1/100th of a second’ genoemd. Het model maakte zijn debuut in 2011 en borduurt op fraaie wijze voort op het Heuer model Carrera dat in 1963 het levenslicht zag. De Mikrograph is sinds juni van dit jaar verkrijgbaar, al is het horloge helaas waarschijnlijk al uitverkocht. De gelimiteerde oplage bedroeg slechts 150 stuks. De in bruin of antraciet uitgevoerde wijzerplaat in de 43 millimeter grote kast wordt gedomineerd door het getal 100 geheel bovenaan. De centrale secondeteller (bij chronografen en stopwat ches noemen we de ‘wijzers’ tellers om spraakverwarring te voorkomen) draait één keer per seconde rond. De afleesbaarheid laat zich nu raden: tot op 1/100 seconde nauwkeurig. De minutenteller zit op de ‘3’, de secondeteller op de ‘6’ en de gangreserve op de ‘12’. Met de kroon op 3 uur is het mogelijk beide opwindveren, dus zowel voor de tijdsaanduiding als de chronograaf, op te winden. De automatische opwinding zorgt echter alleen voor de opwinding van de tijdaanduiding.

Met dit soort uurwerk-juwelen in huis mag het duidelijk zijn dat Tag Heuer zich extreem inspant om voor dit type uurwerken een Cosc-certificatie te krijgen. Iets wat nog niet eerder bestond.

MikrotourbillonS

Mikrotourbillons

Mikrotourbillons

Bij Tag Heuer gaan de creatieve geesten hand in hand met de technische afdeling. Dat moet ook wel wil je innoverend zijn en blijven. Men is gedreven en er sterk opgebrand om records te breken en de horlogewereld in positieve zin te shockeren. Tag Heuer doet dit met een tourbillon, maar een tourbillon op zich was voor het merk niet genoeg. Veel merken hebben immers een horloge met tourbillon in hun collectie opgenomen. Bij Tag Heuer wilde men ook wel een tourbillon, maar dan een met een uitzonderlijke eigenschap: de snelst bewegende ooit. Deze moest worden opgenomen in het raderwerk van het chronograaf gedeelte. Het resultaat: de MikrotourbillonS.

Voor de MikrotourbillonS ontwierp Tag Heuer een uurwerk met twee tourbillons. De tourbillon in het deel voor de tijdsaanduiding heeft een gebruikelijke frequentie van 4Hz ofwel 8 tikken per seconde of 28.800 per uur. Het geheel draait één keer per minuut rond. De tourbillon van het chronograaf deel maakt 360.000 tikken per uur (100 per seconde, 50Hz). Dat maakt dat de chronograaf op 1/100 van een seconde afleesbaar wordt. Deze tourbillon draait maar liefst twaalf keer per minuut of één keer in de vijf seconden rond.

Wie iets weet van de tourbillonconstructie, weet dat de zogenaamde ‘kooi’ altijd zo licht mogelijk moet zijn uitgevoerd. Om specifiek deze constructie mogelijk te maken, heeft men bij het Tag Heuer Science & Engineering department deze constructie zonder kooi uitgevoerd. Daardoor is het ook mogelijk de chronograaf precies op tijd te starten en het ‘tellen’ te stoppen zonder dat er aan het raderwerk schade wordt berokkend door het draaien daarvan abrupt te beëindigen.

Mikrotimer 1000

Mikrotimer 1000

Mikrotimer 1000

Met een nauwkeurigheid van 1/100 van een seconde, al dan niet in combinatie met een tourbillon, waren de technici van Tag Heuer nog niet tevreden. Zij slaagden erin om voor het eerst een mechanische chronograaf te construeren en te bouwen die een tijdmeting tot op 1/1000 seconde kan weergeven: de Mikrotimer 1000. Deze revolutionaire chronograaf constructie, zonder balans/spiraal systeem, werkt met een frequentie van 500Hz. Stelt u zich dat eens voor: 1000 tikken per seconde! Dit wordt mogelijk gemaakt door een totaal nieuw systeem als regelorgaan ter vervanging van het balans/spiraal systeem. Met maar liefst 3,6 miljoen ‘tikken’ per uur is dit regelorgaan 125 keer sneller dan het snelste regelorgaan bij een ooit in Zwitserland geproduceerde chronograaf. Het regelorgaan in combinatie met dit echappement lijkt sterk op het systeem dat ook wel in klokken is toegepast, alleen is de slinger nu vervangen door een bladveer(tje). De vertanding van het laatste rad uit het raderwerk is uiteraard anders dan bij klokken en de vertanding is letterlijk toegespitst op deze constructie. Mede door de hoge frequentie is dit systeem veel minder gevoelig voor positieverschillen als gevolg van de zwaartekracht. De aandrijving (opwindveer spanning) moet echter zeer constant blijven om de regelmaat van het regelorgaan zo stabiel mogelijk te houden. Vandaar dat de maximale meettijd van de chronograaf slechts drie minuten is. Een perfect uitgebalanceerde secondeteller draait maar liefst tien keer per seconde langs de wijzerplaat.

Het horloge ziet er stoer uit met zijn met titanium gecoate kast. Dit vormt een mooi contrast met wat de Engelsen ‘horns’ noemen, maar bij ons als ‘beugels’ door het leven gaan. We hebben het dan over dat gedeelte waar de rubberen band tussen bevestigd zit. Ook het uurwerk is zwart als gevolg van de behandeling met Ruthenium. Het uurwerk heeft een gewoon balans/ spiraal systeem als regelorgaan met een frequentie van 4Hz (28.800 tikken per uur). Het 53 steens automatische uurwerk heeft een gangduur van 42 uur. Met de kroon kunnen de veren voor zowel het uurwerk als het chronograafdeel met de hand worden opgewonden. Het automatische opwindsysteem is er echter alleen voor het tijd aanduidsysteem. De minutenteller is centraal opgesteld. De aflezing bij de ‘6’ is voor de verdeling in 1/10 seconden. Deze teller draait één keer per vijf seconden rond.

Mikrogirder

Mikrogirder

Mikrogirder

Het succes van deze technische vooruitgang smaakte naar meer. Bij Tag Heuer stelde men zich de vraag: “Als het tot op een 1/1000 seconde kan, kan het dan misschien nog sneller?” Het ‘enige’ wat men hiervoor nodig had, was een nog sneller werkend regelorgaan. In het voorjaar van 2012 kwam men er al mee in het nieuws: Het was gelukt! De geboorte van de Mikrogirder werd aangekondigd.

Wie de Mikrogirder voor het eerst aanschouwt, ontdekt in eerste instantie de ‘eenvoud’. Op de locatie tussen de beugels, dus bij de ‘12’ zit de kroon. Links daarvan, net als bij stopwatches, de start/stop knop. De knop rechts van de kroon is de reset knop.

De tijdaanduiding gebeurt met eenvoudige gepolijste uren- en minutenwijzer. Het tijd aanduiding deel van het horloge heeft het bekende balans/ spiraal systeem met een frequentie van 4Hz (28.800 tikken per uur). Het uurwerk is automatisch. Handopwinding is mogelijk. De veer van de chronograaf moet altijd met de hand, dus met de kroon, worden opgewonden. De gangreserve voor het uurwerk: 42 uur. Voor de chronograaf: 3 minuten! Het unieke, razendsnel werkende regelorgaan van de chronograaf is zichtbaar door een rechthoekige opening in de wijzerplaat. De frequentie is maar liefst 1.000Hz. Per uur komt dat neer op 7.200.000 ‘tikken’. Met het menselijke oog is dit proces allang niet meer te volgen. 2.000 ‘tikken’ per seconde!. De wijzerplaat is dan ook afleesbaar tot op 0,002 precies. In sommige documentatie spreekt men liever van 5/10.000 seconde. Een verkoopsucces zal dit stukje techniek niet worden, maar een duidelijk statement maakt Tag Heuer hiermee wel. Met de vier nieuwe chronografen laat het merk de (horloge)wereld weten dat het nog steeds zeer innovatief is. Daar zal niemand nog aan twijfelen!