Een uitgebreide gids voor uurwerktypen
Hoe werkt een mechanisch horlogemechanisme?
De belangrijkste onderdelen van een mechanisch uurwerk zijn de veerton, het raderwerk, het echappement en de balansveer. Het raderwerk wordt aangedreven door de elastische kracht die door de veer wordt vrijgegeven. Het echappement en de balansveer fungeren als snelheidsregelaars om de overgedragen energie nauwkeurig te verdelen, zodat het raderwerk stabiel kan draaien en zo een nauwkeurige tijdweergave mogelijk maakt. Omdat deze constructie handig en gebruiksvriendelijk is, was het de meest gebruikte timer vóór de introductie van het kwartsuurwerk.
Nu mechanische horloges weer volop verkrijgbaar zijn, gaat het onderzoek, de ontwikkeling en de verbetering van mechanische uurwerken onverminderd door. Horlogefabrieken richten zich momenteel op de verbetering van echappementen en diverse materialen om de nauwkeurigheid en duurzaamheid van mechanische horloges te verhogen. Mechanische uurwerken kunnen grofweg worden onderverdeeld in twee categorieën: handmatig opwindbare uurwerken en automatisch opwindbare uurwerken.
A. Handmatig opwindmechanisme
Het opwinden van horloges met de vingers door aan de kraan te draaien is de meest traditionele manier, maar omdat handmatig opwinden over het algemeen weinig geaccepteerd wordt door het grote publiek, worden deze horloges tegenwoordig vooral gekocht door horlogeverzamelaars. Om de acceptatie door gebruikers te vergroten, is de huidige trend om kettingen voor meerdere dagen te ontwikkelen of functies voor het weergeven van de gangreserve toe te voegen.
B. Automatisch opwindmechanisme
Het automatische schijf- en opwindsysteem is geïntegreerd in het handopwindmechanisme. De automatische schijf wordt door de polsbeweging aangedreven om de energie voor het opwinden te leveren. Omdat het automatische opwindmechanisme continu energie kan leveren, is handmatig opwinden niet nodig, waardoor het zeer populair is. De belangrijkste prioriteit voor het automatische opwindmechanisme is nu het verbeteren of ontwikkelen van een nieuw opwindsysteem.
Quartz uurwerk
In 1969 paste Seiko het kwartsuurwerk toe in horloges en maakte het praktisch bruikbaar, wat een revolutie teweegbracht in de wereld van kwartshorloges. De structuur van een kwartsuurwerk kan hoofdzakelijk worden onderverdeeld in een batterij, een kwartsoscillator, een geïntegreerde schakeling (IC), een stappenmotor (bestaande uit een spoel en een magneet) en een tandwieloverbrenging. Het werkingsprincipe is als volgt: de batterij levert stroom aan het kwartskristal, dat vervolgens een stabiel oscillatiesignaal genereert. Dit signaal wordt naar de geïntegreerde schakeling (IC) gestuurd. De IC zet het oscillatiesignaal om in een signaal van 1 Hz per seconde. De stappenmotor ontvangt dit signaal, drijft het tandwielsysteem aan en voltooit zo de werking.
De belangrijkste reden waarom kwartsuurwerken zo populair zijn, is de nauwkeurigheid. Mechanische uurwerken kunnen namelijk een afwijking hebben van één of twee seconden tot wel een minuut per dag, terwijl een kwartsoscillator een signaal produceert met een frequentie tot 32768 Hz per seconde. Hierdoor is de nauwkeurigheid aanzienlijk verbeterd. Over het algemeen kan de nauwkeurigheid van een kwartsuurwerk worden gehandhaafd op 15 tot 25 seconden per maand. Er bestaan tegenwoordig veel verschillende varianten van kwartsuurwerken. Hieronder volgt een korte introductie:
A. Digitaal kwarts uurwerk
Na de introductie van het quartzhorloge verschenen ook quartzhorloges met een digitaal lcd-scherm. Omdat deze meer informatie weergeven dan een quartzhorloge met wijzers, zijn ze uitgegroeid tot een ander gangbaar type quartzhorloge. In vergelijking met het traditionele quartzhorloge met wijzers, heeft het digitale quartzhorloge geen stappenmotor en tandwielmechanisme, maar is het via een kabel rechtstreeks met het lcd-scherm verbonden om de tijd weer te geven.
B. Zonnekwarts uurwerk
De basisstructuur is hetzelfde als die van een quartz uurwerk, maar de batterij wordt opgeladen door licht. Het principe is dat er een zonnepaneel onder de wijzerplaat is geplaatst, dat elektriciteit opslaat in de oplaadbare batterij om het uurwerk aan te drijven. Het paneel beschermt de batterij tegen overladen en voorkomt zo schade. De producten die momenteel op de markt zijn, kunnen na volledig opladen tot wel een jaar lang continu gebruikt worden.
C. Kinetisch kwartshorloge
Het concept is vergelijkbaar met het solar quartz uurwerk en maakt ook gebruik van oplaadbare batterijen, maar de energiebron is hetzelfde als bij een automatisch opwindmechanisme. De automatische schijf wordt door de polsbeweging in beweging gebracht, waardoor een ingebouwde microgenerator wordt aangedreven om elektriciteit op te wekken en op te slaan in de oplaadbare batterij, die vervolgens de stroom levert voor het uurwerk. Momenteel kan een volledig opgeladen batterij tot wel 6 maanden ononderbroken functioneren.
D. Radiogestuurd kwarts uurwerk
Hoewel het zeer nauwkeurig is, kan het na langdurig gebruik toch enige afwijking vertonen. Om een nog betere nauwkeurigheid te bereiken, werden radiogestuurde uurwerken (meestal werkend in de kwartsmodus) ontwikkeld. Deze hebben een ingebouwde radio-ontvanger die elke nacht de standaardtijdsignalen van het basisstation ontvangt en de tijd automatisch kalibreert. Omdat het basisstation een nauwkeurige atoomklok gebruikt, bedraagt de afwijking slechts één seconde per 100.000 jaar, waardoor het nauwkeuriger is dan een kwartshorloge. Momenteel zijn er basisstations in Japan, Duitsland, het Verenigd Koninkrijk, de Verenigde Staten en China, en signalen kunnen binnen het effectieve bereik worden ontvangen.
Veeraandrijving beweging
In 1998 bracht Seiko het handmatig opwindbare Spring Drive-uurwerk uit, waarmee dit werk, waaraan meer dan 20 jaar was gewerkt, officieel voor het publiek beschikbaar kwam. Seiko introduceerde een nieuw automatisch Spring Drive-uurwerk op de Baselworld-horlogebeurs in Zwitserland in 2004. Voor de gemiddelde gebruiker is automatisch opwinden inderdaad praktischer. Het werkingsprincipe is dat de veerton het tandwielmechanisme aandrijft, en het uiteinde van het tandwielmechanisme is verbonden met een magneetspoel. Deze genereert elektriciteit voor de kwartsoscillator en de geïntegreerde schakeling (IC) op de printplaat, terwijl nauwkeurige signalen worden verzonden. De snelheid van het vliegwiel wordt via de geïntegreerde schakeling met elektromagnetische remmen geregeld om dezelfde snelheid te bereiken als het kwartssignaal, waardoor het tandwielmechanisme nauwkeurig en stabiel werkt.
Het Spring Drive-uurwerk, dat geclassificeerd wordt als het derde type uurwerk, lost de problemen op waarmee mechanische en quartzhorloges kampten, namelijk nauwkeurigheid en gangreserve. In het verleden was het voor mechanische horloges moeilijk om een uitstekende nauwkeurigheid te bereiken vanwege de beperkingen van het balanswiel en het echappementsysteem. Spring Drive maakt echter gebruik van een quartzoscillator, die de rotatiesnelheid van het raderwerk effectief kan regelen, waardoor de nauwkeurigheid binnen plus of min één seconde per dag kan worden gehandhaafd. Bovendien kan de veerton energie aanvullen door natuurlijke beweging of handmatig opwinden, waardoor het uurwerk niet stopt met werken op belangrijke momenten. Daarnaast vermindert het ook de hoeveelheid afvalbatterijen, wat een zeer milieuvriendelijk ontwerp is.
