Ontstaansgeschiedenis
De coaxiale ankergang is in 1976 uitgevonden door de Engelse horlogemaker George Daniels (1926-2011). Zijn streven was het ontwikkelen van een echappement dat alle voordelen van een zwitserse ankergang in zich verenigde, plús het voordeel van weglaten van olie op de impulstanden.
Gebrekkige smering als belemmering van nauwkeurige gang wordt al eeuwen onderkend. Breguet verzuchtte ooit, op de vraag van koning Louis XVI of hij het perfecte uurwerk kon maken: “Geef mij de perfecte olie, sire, en ik geef U het perfecte uurwerk...”
In 1789 al ontwierp Breguet het “echappement naturel”, waarbij hij streefde naar een zo gering mogelijke frictie tussen gangrad en regelorgaan, zodat de (toen nog) suboptimale oliesmering niet nodig was.
De coaxiale ankergang van Daniels wordt beschouwd als de eerste wezenlijke verbetering van nauwkeurige tijdmeting in draagbare uurwerken in meer dan 200 jaar. Over de originaliteit van zijn vinding, evenals de praktische waarde ervan, bestaat echter veel discussie. Hierop wordt nog nader ingegaan.
De coaxiale gang wordt sedert 1999 seriematig geproduceerd door Omega.
Principe van de werking
De onderdelen betreffen:
- een wisselrad A, dat het gangrondsel C in verbinding stelt met het raderwerk
- samengesteld (coaxiaal) rad B, bestaande uit as, gangrondsel C en gangrad D;
- een anker E met 3 paletten F,G en H. De arm met de ingangspalet heeft een gaffel en veiligheidsmes. De begrenzing vindt plaats op een extra begrenzingsarm.
- een plateau K met impulssteen J en plateausteen L, bevestigd op de balansas.
Er vinden 2 onderscheiden acties plaats:
- de impulsen
De impuls voor draaiing van de balans met de klok mee wordt geleverd door het gangrad aan impulssteen J op het plateau.
De draaiing van de balans tegen de klok in wordt van impuls voorzien door het anker aan plateausteen L. Het anker krijgt zíjn impuls van het gangrondsel C via palet G. - de rusten
vindt plaats tussen de tanden van het ankerrad D en de paletten F en H op het anker.
- Het plateau draait met de klok mee, de plateausteen licht ingangspalet F uit van tand A, die dan tegen de klok in beweegt.
- Impulssteen J krijgt een impuls van tand B en zal daardoor de balans doen draaien met de klok mee.
- Door de spankracht van de spiraal draait de balans terug. De plateausteen licht uitgangspalet H uit en maakt tand C vrij. Het coaxiaalrad draait verder tegen de klok in, en tand D van het gangrondsel geeft via de middelste paletsteen G van het anker een impuls aan plateausteen L, waardoor het plateau een draaiing tegen de klok in maakt. Een nieuwe tand van het gangrad meldt zich bij ingangspalet F, en na het voltooien van de aanvullingsboog van de balans begint de cyclus opnieuw.
Bespreking en vergelijking met andere gangen
- De coaxiale gang ontleent zijn naam aan de bijzondere samenstelling van het gangrad: het gangrondsel, dat alléén impulsen verzorgt, en het gangrad, dat én impulsen levert, én rust, zijn gemonteerd op één as.
- De coaxiale gang is op te vatten als een gewijzigde ankergang (met anker en rustpaletten), en elementen van de duplexgang (met rechtstreekse impulsen afgegeven door het gangrad).
- Het belangrijkste streven van Daniels was de wrijvingsvlakken zo klein mogelijk te houden.
- Daartoe scheidt hij de functies van de diverse paletten: zij leveren óf impuls, óf rust.
- Omdat er sprake is van radiale heffing in plaats van horizontale, zijn de wrijvingsoppervlakken veel kleiner dan bij een gewone zwitserse ankergang.
- Op zich is er niets mis met een heffingsvlak en zijn wrijving; bij een volledig opgewonden veer heeft de wrijving geen of nauwelijks invloed op het functioneren van de gang. Het verschil tussen beide gangen ontstaat pas na enige uren, wanneer de aandrijfkracht van de veer begint af te nemen. De wrijving van een heffingsvlak wordt dan van veel grotere invloed op de gang, die daardoor minder nauwkeurig zal functioneren.
- Bij minder wrijving wordt het belang van olie minder groot. Het oliën van de paletoppervakken zou daarom achterwege kunnen blijven; de viscositeitsverschillen door temperatuurwisselingen of veroudering van de olie worden zo ondervangen.
- De spiraal heeft geen kompas; de slingertijd wordt geregeld door afregelschroeven op de balansband. Dit is niets nieuws, en heeft met de gang niets te maken, maar bevordert wel de bewegingsvrijheid van spiraal en balans.
Toepassing in de praktijk en toetsing aan de eisen
Voldaan wordt aan alle eisen, zoals beschreven in de inleiding:
- Zelfstartend
- Vrije gang
- Twee impulsen per slingering
- Minimale frictie
- Bovendien is het echappement bestand tegen schokken.
Betekent dit nu, dat Daniels de ultieme gang heeft uitgevonden?
Over de originaliteit van zijn vinding is uitvoerige discussie ontstaan. In het midden van de 17e eeuw verwierf Robert Robin een patent op een echappement waarbij olie op de paletten niet nodig was. Dit werd ook geclaimd in een patent van Charles Fasoldt in 1859. Daniels had in 1980 behoorlijk wat moeite zijn vinding aan het patentbureau te slijten: drie andere patenten waren hem al voor geweest, in zijn eigen woorden “...the single lift Robin, which gives impulse only at alternate vibrations, the double lift Robin by Breguet which needs oil, and the Fasholt which is a single lift escapement.” Het kostte hem 2 jaar en de hulp van een reeks experts om het patentbureau te overtuigen van de verdiensten van zijn coaxiale gang, echter zonder resultaat. Uiteindelijk had hij succes met een herdefinitie van zijn vinding, waarin de woorden: “the locking and impulse pallets have entirely separate functions.” Dat deed het hem en het patent werd verleend. Deze ietwat zure discussies nemen niet weg dat Daniels voor het eerst in ruim 200 jaar letterlijk en figuurlijk een nieuwe impuls aan de doorontwikkeling van het echappement heeft gegeven!
Ik zal niet lang uitweiden over de tegenwerking die hij ondervond van de gevestigde Zwitserse uurwerkindustrie bij het adopteren van zijn gang; dit heeft hij uitvoerig beschreven in zijn autobiografie. (Er bestaat natuurlijk ook een Zwitserse versie van de gang van zaken...) Er was zeker sprake van een clash van persoonlijkheden, ego´s, nationalisme en beroepseer. Op het praktische vlak was het zeer kostbaar om (massa)productielijnen geschikt te maken voor de coaxiale ankergang. Wat marketing betreft vroegen de Zwitsers zich af of de kopers van mechanische uurwerken nog wel behoefte hadden aan een marginale verbetering van gangnauwkeurigheid, die in het niet viel bij de resultaten van de veel goedkopere kwartshorloges. Uiteindelijk heeft Omega toegehapt, met waarschijnlijk als voornaamste argument de uitdaging van iets nieuws.
Geheel olieloos, zoals Daniels het bedoelde, blijkt in de praktijk van massaproductie toch onmogelijk. De impulspaletten zijn droog gelaten, maar de rustpaletten hebben een heel dun olielaagje, dat niet bedoeld is als smering, maar als shockabsorber. Ook moeten de tappen van de diverse assen wel degelijk gesmeerd worden. De bewering van grotere precisie is omstreden; de Omega horloges met coaxiale gang hebben bijvoorbeeld een lager tikgetal dan tegenwoordig gebruikelijk, hetgeen een minpunt is in vergelijking met de concurrenten.
Bijkomende bijzonderheden
Het marketingsucces van Omega heeft inmiddels de concurrentie toch geprikkeld: Audemars Piguet heeft nu ook een “olieloos” echappement, gebaseerd op het oeroude ontwerp van Robert Robin. En Ulysse Nardin grijpt terug op het echappement naturel van Breguet...
✉ dehaas@klokjesluider.nl
☎ 06 4381 7181