Het kwartshorloge zonder batterij komt eraan : ze was alvast van 10 tot 17 april op het wereldsalon voor uurwerken in Bazel te zien en nu geleidelijk aan in de winkels.
De tijd loopt al zo’n veertien miljard jaar aan een stuk, maar bleef lang een relatief begrip. Er kwamen veel zonnewijzers en water- en zandlopers bij te pas tot op het eind van de dertiende eeuw het eerste type van slingeruurwerk, de horloge à foliot, werd ontworpen. De foliot is de horizontale draagarm die met zijn zwenkingen dit soort klok op ritme houdt. Het gewicht staat in voor de nodige energie en beweging in het raderwerk, de foliot voor een zekere regelmaat. Vanaf dat ogenblik werd de tijd niet langer gemeten aan de hand van fluïde oerelementen, maar door de mens mechanisch opgedeeld in min of meer gelijke intervallen. Klokkentorens, belforten, paleizen en herenhuizen hadden al gauw hun foliot-horloges.
Aanvankelijk beïnvloedden zij vooral het leven van de stedelingen. Op het platteland bleef de zon, en op zee de zandloper de tijd bepalen. Tot uurwerkmakers zoals John Harrison en Pierre Le Roy in de achttiendee eeuw de eerste betrouwbare marine-chronometers creëerden. Ook zij hadden echter alles te danken aan Christiaan Huygens (1629-1695). Deze Nederlandse fysicus en zoon van Trijntje Cornelis‘ geestelijke vader zorgde er midden de zeventiende eeuw voor dat de foliot vervangen werd door de vrije slinger, de pendule. En dit is een autonome regelaar waarvan de slingerbeweging (de periode) omzeggens dezelfde blijft. Huygens’ ontdekking maakte de vervaardiging van nauwkeurigere uurwerken mogelijk. De zo gewonnen precisie is zelfs te vergelijken met de invoering van het kwarts driehonderd jaar later.
Omdat de barokke pendule evenmin als de middeleeuwse foliot-uurwerken op reis konden, tekende Huygens voor een tweede vondst, die al even revolutionair was als zijn slinger. Die verving hij namelijk door een heen en weergaand wieltje en koppelde dit zogenaamde onrust (de balancier) aan een spiraalveer, waarvan de spanning voor een nog grotere regelmaat zorgde. George Graham (1675-1751), een Brits mechanicus, voegde er later nog het anchor-escapement, zeg maar het anker-echappement, aan toe. Zo tikten de loopwerken nog gelijkmatiger en waren de beste horloges op het einde van de zeventiende eeuw al zo nauwkeurig dat zij amper enkele seconden per dag afweken. De wedren naar een almaar grotere precisie en meer handelbaarheid was begonnen : eerst op zee en daarna te land.
HET PROBLEEM VAN DE ENERGIE
Een etmaal telt overal 24 uren, 1.440 minuten of 86.400 seconden. De tijd gaat echter nog altijd minder snel dan een doorsnee polsslag en die ader trilt minder snel dan de pianosnaar die met haar 440 trillingen per seconde (440 Hertz) de la geeft. Een doorsnee kwartsstaafje in de dito uurwerken is eens geactiveerd door een batterij goed voor 32.768 Hertz (Hz). Daarom moeten deze trillingen vijftien keer door twee gedeeld worden om uitgerekend die ene tik per seconde aan de wijzer of het vloeibaar kristal te geven. Vandaar de precisie. En hoe meer initiële trillingen hoe nauwkeuriger het uurwerk. Geen toeval dat de Zwitserse horlogefabrikant Omega begin van de jaren zeventig de Megaquartz Marine Chronometer uitbracht. Het kwartsmechanisme in dit polshorloge is goed voor 2.359.296 trillingen per seconde en een precisie, waarbij na 63 dagen slechts een afwijking van amper tweeduizendsten van één seconde werd geregistreerd.
Toen de nauwkeurigheid al lang geen problemen meer stelde, restte het probleem van de energie waarmee het kwarts onder stroom gehouden wordt. Want, zoals iedereen wel eens mocht ervaren, laten batterijtjes het meestal op de meest ongelegen ogenblikken afweten. Daarom trouwens verkiezen enkele befaamde uurwerkmakers en maniakale klanten, nog altijd polshorloges met een automatisch, liefst zelfopwindend loopwerk. Denk daarbij aan de diepzeeduikers die bij de Oyster-modellen van Rolex zweren of de Amerikaanse ruimtevaarders die het, spijts alle gesofistikeerde meetinstrumenten, sinds 1965 van Omega’s Speedmaster Professional moeten hebben. Op 17 april 1970 hadden zij daar trouwens tijdens de Apollo XIII-vlucht hun leven aan te danken. Toen de boordapparatuur en elk contact met het vluchtleidingscentrum in Houston uitviel, hebben James Lovell, Fred Haise en John Swigert alle manoeuvres voor een veilige terugkeer naar de aarde, afgestemd op hun Speedmaster-chronometers. En dan hebben die nog niet de precisie van een kwartsuurwerk.
Het was dus zaak een polshorloge te ontwerpen dat de precisie van een kwartsmechanisme en de betrouwbaarheid van een automatisch loopwerk combineert. De Japanse uurwerkmaker Seiko, die eind van de jaren zestig voor de doorbraak van de kwartshorloge zorgde, bracht vorig jaar het Kinetic-systeem op de markt. Zeg maar het eerste kwartshorloge zonder batterij : de combinatie van mechanische en elektrische energie.
EEN ZWITSERS TEGENOFFENSIEF
In een horloge met zelfopwindend loopwerk houdt de natuurlijke beweging van de pols, via een slingergewicht (de rotor) en enkele radertjes, de onrust op gang die door een ultrafijn maar oersterk spiraalveertje op het juiste ritme wordt gehouden. Daartoe spant en ontspant dit veertje zich wel 400.000 keren per etmaal. Gedurende jaren. De zo geproduceerde energie wordt dan via een ankerrad (de roue d’ancre) en het daarop klikkende anker-échappement omgezet in de eeuwenoude beweging die voor het even oude tiktakgeluid zorgt : 86.400 fatale seconden per dag, een leven lang. Een zelfopwindend loopwerk is doorgaans goed voor twee dagen autonome looptijd en in het beste geval een nauwkeurigheid van vijf seconden per dag.
Bij een kwartsuurwerk zonder batterij wordt de energie uiteraard niet langer door een batterijtje geleverd maar opgewekt door pols en rotor, zoals in een automatisch loopwerk. De rotor houdt dit keer niet de onrust, maar via een tandwieltrommel een veer in werking en zo een microgenerator draaiende : aan snelheden van meer dan 10.000 toeren per minuut. Deze energie wordt dan omgezet in wisselstroom (2,4 volt) en opgestapeld in een accumulator, ook capacitor genoemd. Die voedt een geïntegreerde schakeling een chip waarop het gebruikelijke kwartsstaafje aangesloten is dat, zoals in elke kwartshorloge, via de stappenmotor de wijzers in de pas houdt. Seiko verzekert drie dagen energiereserve en een nauwkeurigheid op tien seconden per maand na.
Een innovatie is echter nooit lang synoniem van een monopolie. Zeker niet op een markt waar Japanse en Zwitserse uurwerkmakers elkaar bijna naar het leven staan. Al blijft Zwitserland, voor Hongkong en Japan, in franken nog altijd de grootste uitvoerder van volledig afgewerkte uurwerken. In aantal stuks winnen beide Aziatische landen het daarentegen ruimschoots van Zwitserland.
Ook daarom sleutelden de Zwitserse ETA-ateliers nabij Bienne tijdens de voorbije zes jaar aan de ontwikkeling van een kwartshorloge zonder batterij. Omdat ETA onder andere de loopwerken maakt voor de Société Suisse de Micro-électronique et d’ Horlogerie (SMH) ging het meteen om meerdere merken en modellen. Zo pakken deze dagen eerst Omega en Tissot en volgend jaar wellicht ook Swatch met (uiteraard waterdichte) kwartshorloges zonder batterij uit, die een energiereserve van zes dagen en een capacitor met een levensduur van tien jaar zonder tussentijds onderhoud verzekeren. SMH, die één derde van de omzet en één derde van de werkgelegenheid van de Zwitserse uurwerkindustrie voor zijn rekening neemt, groepeert echter ook Blancpain, Longines, Rado, Certina, Balmain, Flik Flak, Mido en zelfs het Amerikaanse Hamilton. Het antwoord van de Omegamatic (45.900 frank) en van Tissots Autoquartz (12.000 tot 17.000 frank) op Seiko’s Kinetic is dus maar de aanhef van een nieuw Zwitsers tegenoffensief.
Al blijft Seiko vooralsnog meer Kinetic-modellen aan doorgaans lagere prijzen (tussen de 9.000 en 26.000 frank) bieden. En al zijn de wijzers of de hele wijzerplaat van de Kinetic-modellen behandeld met LumiBrite. Hierbij stockeert de lichtgevende verflaag zoveel natuurlijk of kunstmatig licht dat zij ’s nachts beter dan andere fluorescerende wijzerplaten toont hoe laat het is ; tenminste sinds daartoe geen radium meer gebruikt wordt en de meeste uurwerkmakers nogal zuinig zijn bij het aanbrengen van tritium. Een groot deel van de tijd verloopt onvermijdelijk in het donker. En ook dan is het beter te weten hoe laat het is.
Frank De Moor
De vitale onderdelen van een kwartshorloge zonder batterij zijn (van links naar recht en van onder naar boven) de capacitor die de omgezette energie opstapelt ; de microgenerator ; de tandwieltrommel die deze generator draaiende houdt ; en de geïntegreerde schakeling met het daarop aangesloten kwartsstaafje die de wijzers in de pas houden.
