Een Gotische wandklok

met Foliot mechanisme

So oft Es Schlagt Dein End Betracht

 

De meeste klokken die in het atelier van de KlokkenDokter worden behandeld, hebben een slingermechanisme waardoor het eenvoudig is om een klok gelijk te laten lopen: een langere slinger laat de klok trager lopen een kortere sneller.

Galileo Galilei ontdekte rond 1600 de regelmatige beweging een slinger, waarvan hij direct bedacht dat dit zinvol gebruikt zou kunnen worden in een klok.

Later werd dan ook het slingeruurwerk uitgevonden door Christiaan Huygens (1657).

De klok die ik hier ga beschrijven dateert van voor die tijd. Ze heeft geen slinger maar een foliot.

De foliot wordt ook wel een horizontale slinger genoemd. Het mechanisme werd vanaf de vroege 14de eeuw toegepast.

Hierbij geeft het raderwerk aandrijving aan een horizontale waagbalk met gewichtjes die daardoor heen-en-weer gaat bewegen. Gewichtjes op de balk bepalen de snelheid van de beweging dus ook de snelheid van de wijzers.

Tot zover de theorie. In de praktijk is de snelheid bijzonder moeilijk te regelen.

wikipedia

Het gelijklopen van dergelijke klokken is een groot probleem.

 

Daardoor zijn ze veel minder betrouwbaar dan de latere slingerklokken (van na 1657).

Dat is ook de reden dat ze zo zeldzaam zijn.

Net zoals de digitale fotografie in ‘no time’ de analoge fotografie heeft verdrongen, zo heeft de slingerklok de foliotklok naar het "oud-ijzer" verbannen.

Klokken met foliot hebben meestal alleen een uurwijzer en soms (zoals deze) een kwartierwijzer.

Een aanduiding van de minuten ontbreekt, omdat dat toch van weinig nut is bij een klok die nu eens voor en dan weer achterloopt.

Het juist lopen van de klok is met enige aandacht wel min of meer te regelen.

Door het naar buiten plaatsen van de gewichtjes loopt de klok langzamer, naar binnen sneller.

 

Andere bepalende elementen zijn:

- de zwaarte van de gewichtjes, die een zeer grote rol speelt.

- de lengte van het ophangkoordje (korter / langer)

- de luchtvochtigheid en de temperatuur

- de conditie van het raderwerk (denk aan slijtage, stof, roest...)

- het aandrijf gewicht is van belang. Zelfs het gewicht van het koord (waar het gewicht aan hangt) speelt ook mee!

Bij een slingerklok zijn deze elementen van weinig belang.

De lengte van de slinger bepaalt immers of de klok gelijk loopt.

 
 

Daarom ging er bij de restauratie veel aandacht naar het opsporen en verwijderen van onregelmatigheden in de vertandingen.

Het raderwerk rekende ik na, om fouten op te sporen.

Elk raderwerk zou bij het ontwerp berekend moeten worden, maar dat is niet altijd het geval.

Nu zijn rekenfouten (of ontwerpfouten) snel en eenvoudig op te sporen.
Hierbij bleek de afwijkingen klein te zijn en binnen acceptabele marges (voor een dergelijke klok).

De snelheid van de klok regelen

Bij deze klok heb ik eens nader bekeken hoe het nu zit met de regeling van de snelheid van deze klok.


Door een slimme koppeling van hard- en software, is het mij nu mogelijk om een hartfilmpje te maken. Daardoor is goed te bepalen wat er zoal gebeurt met het tempo van de klok gedurende de dagen.

 

Hiervoor heb ik eerst het raderwerk geteld.

De raderwerk-trein heeft:
Kwartierwiel: 8 tanden
Tussenwiel: 50 / 6
Grondwiel: 12 / 60 tanden
Schakelwiel: 23 / 6
Aantal tikken per uur:
8/12 x 60/6 x 50/6 x 23 x 2 = 2555,55

De klok loopt gelijk bij 2555,55 tikken van de foliot per uur.

Het bijgeleverde gewicht van 3550 gram was veel te zwaar. De klok liep veel te snel. Ik heb het vervangen door een lichtere van ca. 3 kilo om de klok verder te testen.

Gelijklopen:
Het ophangkoordje is ingesteld op 15 mm.

Correctie met de Foliot gewichtjes  


Verplaatsen van beide foliot-gewichtjes geeft een correctie van ca. 80 minuten / dag.
Verplaatsen van één gewichtje geeft een correctie van ca. 40 minuten / dag.

Daarbij is het belangrijk dat de klok mooi recht hangt, anders is het resultaat weer onvoorspelbaar.

 

In ‘de literatuur’ staat te lezen dat dat de snelheid van de klok in te stellen is met de twee foliotgewichtjes. Maar dat blijkt slechts theorie.

De correctie met de gewichtjes is een buitengewoon brute regeling van de klok waar je in de dagelijkse praktijk weinig aan hebt.

Het was dus nodig om een fijnere regeling te maken.

De fijn-afstelling van het tempo -voor het dagelijks gebruik- blijkt het beste te gaan met het aanpassen van het gewicht

Ik heb 10-tallen “hartfilmpjes” gemaakt, waarbij ik de klok liet lopen, telkens met een ander gewicht.
De snelheid van de klok is dan afleesbaar op een monitor.

Hieruit is de formule te berekenen voor de bewegingssnelheid van de foliot.

Het aantal tikken per uur -gemiddeld over een dag- blijk ik te kunnen berekenen met de formule:

0,7064 x aandrijfgewicht + 327,74

De volgende factoren zijn mede bepalend voor dit resultaat:

• het raderwerk is net gerestaureerd.

• de foliotgewichtjes in de nokken nr.4
• een ophangkoordje van 15 mm
• met een ophanghoogte van de klok van 2 meter en een koord van 40 gram

Correctie met supplementaire aandrijf-gewichtjes.

In het hoofdgewicht heb ik uitsparingen gemaakt om er supplementaire gewichtjes in te kunnen plaatsen.


Door het bijplaatsen van gewicht gaat de klok sneller lopen:


Elke 10 gram geeft een correctie van ca. 4 minuten.

 

Er zijn 4 gewichtjes:

2 van 10 gram,
1 van 20 gram
1 van 50 gram.

Hiermee is het gewicht in 10 stappen te corrigeren:

Gewicht

Correctie in minuten

Geen gewichtje = 0 gram 0

10 = 10 gram

4

20 = 20 gram

8
10+20 = 30 gram 12

10+10+20 = 40 gram

16

50 = 50 gram 20
50 + 10 = 60 gram 24
50 + 20 = 70 gram 28
50 + 20 + 10 = 80 gram 32
50 + 10 + 10 + 30 = 90 gram 36
De tabel is maar een indicatie, want in de praktijk zijn er andere variabelen die de uitslag van de rekensom dusdanig beïnvloeden, dat er "exacte wiskundige wetenschap" geen sprake meer is.
 

Het hoofdgewicht weegt 3130 gram en is dus te verzwaren tot 3220 gram.


Op dit moment loopt de klok ongeveer gelijk met 3155 gram.


Let wel: het gewicht van het koord is ca. 40 gram. Dus net opgewonden zal de klok trager gaan en na enkele uren wat sneller. Het is dus belangrijk om de klok elke dag op hetzelfde tijdstip op te winden.

De klok blijft dan binnen de 5 minuten afwijking per dag.

Het gelijkzetten van de wijzers:

De constructie van het raderwerk lijkt veel op dat van de eerste klokken in kerktorens. De wijzers aan een kerktoren zijn niet zomaar te verdraaien en dat is bij deze klok ook het geval.

De wijzers zijn vast verbonden met het raderwerk. Er is geen "slip".

Het gelijkzetten van de wijzers gaat alleen door het raderwerk te laten doorsnorren. Hierbij wordt de verbinding tussen raderwerk en foliot onderbroken zodat het raderwerk snel en ongecontroleerd verder draait.

Dat vraagt om wat behendigheid, want bij een verkeerde handeling, kan het raderwerk dusdanig beschadigen, dat er van lopen of gelijklopen helemaal geen sprake meer is.
Het veiligste is om hierbij eerst het gewicht af te haken.

De Maanfase


De klok heeft maar twee onderdelen als optie: een maantje en een wekker.
De maanschijf in de toog wordt twee keer per dag verzet. Na 59 verzettingen is de schijf (met twee manen!) helemaal rond geweest.

Eén maancyclus (tussen twee nieuwe manen = de synodische maand), duurt op de klok 29,5 dagen. In werkelijkheid duurt een synodische maand 29 dagen, 12 uren, 44 minuten en 2,8 seconden. De maanschijf op de klok draait dus 1,5 minuut per dag te snel. Verwaarloosbaar.

In de astrologie, een gewone dagelijkse toegepaste wetenschap in die tijd, was het kennen van de maanfase van groot nut.

De wekker

De klok heeft geen slagwerk, maar wel een wekker.

Treinen reden er niet in die tijd en van een nauwkeurige tijdmeting was geen sprake.

Er zijn dus maar 12 posities om de wektijd in te stellen: voor elk uur één. Dat was voldoende.


De wektijd is in te stellen met de vleugelschroef in het schijfje achter de uurwijzer. Er zijn 12 gaatjes waar deze schroef in gedraaid kan worden om de wektijd in te stellen.

Op de foto staat de wektijd ingesteld op 2 uur (dat is dus wel ongeveer 2 uur!).

 

Kortom:

Een klok die om wat aandacht vraagt.

 

Bernard Meier - KlokkenDokter

Vloeiende 25, 2950 Kapellen (Antwerpen-België)

03 605 28 08