Mechanische torenuurwerken

Introductie[bewerken]

Torenuurwerken zouden met recht als vergeten monumenten kunnen worden beschouwd. Ze zijn door hun moeilijk toegankelijke positie, hoog in de toren, soms zo verwaarloosd dat vervanging door moderne apparaten de enige oplossing lijkt te zijn. Daarmee zou echter een wezenlijk aspect van het verleden, namelijk hoe de voor de vroegere maatschappij zo belangrijke centrale tijdsaanduiding werd uitgevoerd, worden tenietgedaan. Maar het is heel goed mogelijk om met de huidige technieken de oorspronkelijke uurwerken adequaat te laten functioneren.

Hervormde kerk van Winkel. Het oudste uurwerk (ca. 1420) in Nederland met later toegevoegde, lange slinger. Links het gangwerk, rechts het slagwerk.
Foliot met gewichten, ca. 1280. Verticale spil met lepels en schakelrad (tekening H.J. van Nieuwenhoven).
Foliot, omgebouwd met slinger na het Huygens-octrooi in 1657 (tekening H.J. van Nieuwenhoven).
Zijaanzicht smeedijzeren uurwerk in de kerk te Winkel, Noord-Holland. Vooraan: het koord om de wals gewikkeld, waarmee het gewicht wordt opgetrokken.
Grahamgang Graham, 1715 (tekening H.J. van Nieuwenhoven).
Pennengang Amant, 1730 (tekening H.J. van Nieuwenhoven).
Hervormde kerk van Dirkshorn. Goed zichtbaar is de hakengang. Gietijzeren uurwerk van A. Batstra uit 1869.
Waag van Alkmaar. Speeltrommel van Willem Sprakel uit 1687.
Uurwerk Hervormde kerk van Adorp, 1636 (tekening K.T. Meindersma).
Hervormde kerk van Benningbroek, Noord-Holland. Gerestaureerd uurwerk met pennengang van A. Vos uit 1864.
Noodzakelijke valkist onder de gewichten, gevuld met zand of (nog beter) met dakpannen om de val te breken.

Hoewel veel torenuurwerken verdwenen zijn, is er gelukkig ook een markant aantal bewaard gebleven dat als collectie ons en ons nageslacht kan laten zien hoe de openbare tijdsaanwijzing gedurende de eeuwen is geëvolueerd naar de hedendaagse elektronische perfectie.

In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht en vanzelfsprekend wordt gepropageerd door degenen die er een economisch belang bij hebben, zijn oude uurwerken veelal weer volledig operationeel en bedrijfszeker te maken, en is het praktisch nooit nodig om het uurwerk te vervangen; wat mensenhanden hebben gemaakt, kunnen mensenhanden herstellen. Het is altijd mogelijk om het torenuurwerk te laten functioneren als in vroeger tijden. Mocht dit voor de huidige tijd tekortschieten, dan zijn er middelen als automatische opwindsystemen en gelijkzetinrichtingen met automatische zomer- en wintertijdomschakeling die aan de wens tot meer bedieningsgemak en hedendaagse precisie tegemoetkomen.

Historie

Al sinds de oudheid heeft de mensheid willen beschikken over middelen om de tijd te meten. Allereerst werden de, volgens vaste perioden verlopende, natuurverschijnselen gebruikt, zoals de maan- en zonnestanden. De behoefte aan een fijnere tijdmeting, in het bijzonder voor de uren tussen zonsopgang en zonsondergang, bleef echter bestaan. Deze behoefte werd tot de uitvinding van het mechanische uurwerk voornamelijk vervuld door zonnewijzers en wateruurwerken.

De Middeleeuwen

De uitvinder van het mechanische torenuurwerk is niet bekend, maar moet wellicht worden gezocht in de toenmalige kloosters: centra van kunst, wetenschap en techniek. Vooral in leefgemeenschappen die beheerst werden door een strenge tijdsindeling voor de gebedsuren, zoals bij de Benedictijner en Cisterciënzer kloosterorden, was er grote interesse voor het kunnen aangeven van de juiste tijd. De nederzettingen die rondom de kloosters ontstonden, ervoeren mede de zin van het aangeven van vaste tijden. De eerste torenuurwerken, eind dertiende eeuw, gaven alleen de tijd aan door het slaan van de uren op de klok. Een zichtbare aanduiding door middel van wijzerplaten, eerst met slechts een enkele wijzer, verscheen pas in het midden van de vijftiende eeuw. De eerste vermelding vinden we in de Rekeningen van de Hollandse Grafelijkheid uit 1464.

Allerlei voorschriften van stedelijke overheden en gilden, zoals de tijdstippen van openen en sluiten van de stadspoorten, begin- en eindtijden van markten en het afdekken van de smids- en kookvuren, waren aan een vaste tijd gebonden. Ook voor het kunnen vaststellen van begin- en eindtijd van de betaalde arbeid was een nauwkeurige tijdmeting noodzakelijk. Het torenuurwerk vervulde op deze manier een belangrijke rol in het dagelijkse leven. In wezen wordt deze belangrijke rol onderstreept door de wijze waarop door opeenvolgende generaties steeds is gezorgd voor een goede openbare tijdsaanwijzing. Zo blijkt uit oude geschriften dat overheden er veel voor over hadden om een vakman aan zich te binden als ‘klokkestelder’ om te zorgen voor onderhoud en gelijklopen van de uurwerken.

De behoefte aan een nauwkeuriger tijdregelend element was al eerder aanwezig, maar deze werd pas vervuld toen onze landgenoot Christiaan Huygens (op basis van de theorie van Galileï), het toepassen van de slinger voor uurwerken uitvond en in 1657 het octrooi hierop verkreeg.

De negentiende eeuw

Naarmate het maatschappelijke leven complexer werd, werd de behoefte aan exacte tijdsaanduiding steeds groter. In de negentiende eeuw zien wij een sterke ontwikkeling van handel en industrie, en een daarmee gepaard gaande toename van het verkeer. De oude smeedijzeren torenuurwerken voldeden niet meer aan de steeds hoger gestelde eisen van nauwkeurigheid. In deze periode verschijnen uiterst nauwkeurige, industrieel vervaardigde torenuurwerken. Tal van nieuwe systemen om de slingertijd zeer constant te houden verbeterden de gangnauwkeurigheid tot afwijkingen van enkele seconden per maand, en zo verscheen in 1859 aan de Domtoren te Utrecht de eerste minuutwijzer.

De twintigste eeuw

In de twintigste eeuw kwamen elektrische en elektronische varianten zoals synchroonmotor en moederklok beschikbaar. Daarom vond menig eigenaar van oude mechanische torenuurwerken het beter om deze uurwerken te vervangen, in plaats van tijd en geld te investeren in onderhoud en reparatie van de aanwezige uurwerken. Veel mechanische uurwerken zijn sindsdien buiten werking gesteld, naar onbeschermde locaties verhuisd of zelfs verdwenen.

Het besef dat daarmee een cultuurhistorisch element van betekenis teloor ging, leefde maar bij weinigen. Als gevolg van het feit dat het torenuurwerk verborgen zit en dat betrekkelijk weinig mensen hiermee te maken hadden, werd het een vergeten en dus verwaarloosd onderdeel van het monument.

Techniek

Een mechanisch torenuurwerk is uit verschillende delen opgebouwd, zoals een tijdmetend deel, gaand werk geheten, meestal aangevuld met één of meerdere slagwerken, en soms zelfs een automatisch speelwerk.

Gaand werk

Onder het gaand werk van een mechanisch torenuurwerk wordt het tijdmetende deel van het uurwerk verstaan. Tot het gaand werk behoren het gangregelende orgaan, de gang of echappement, tot aan de tandwielen en overbrenging naar de wijzerplaat aan de buitenkant van de toren.

Gangregelend orgaan

Tot de komst van de slinger was de foliot bij mechanische torenuurwerken in gebruik om de tijd in kleine eenheden te verdelen. De foliot, ook wel waag genoemd, was een in het midden opgehangen, in het horizontale vlak heen en weer gaande balk met aan ieder uiteinde een gewicht. De zwaarte en de afstand van de gewichten tot het draaipunt bepaalden in welk tempo de tijd in meetbare stukjes werd verdeeld. Het gaand werk fungeerde als telwerk voor deze stukjes tijd.

Met de introductie van de slinger, waarvan de periodetijd wordt bepaald door de zwaartekracht én de lengte van de slinger, steeg de nauwkeurigheid van de torenuurwerken aanzienlijk.

Gang of echappement

De slinger van het mechanische torenuurwerk moet steeds aandrijfkracht van een gewicht krijgen om niet tot stilstand te komen. Het aandrijven van de slinger gebeurde bij de spillengang doordat de verticale spil met lepels steeds één tand van het schakelrad liet passeren.

Sinds de toepassing van het anker rond 1665, een soort balkje met twee schuine vlakken dat door een speciaal gevormd tandwiel een schommelende beweging maakt, kon de slinger nauwkeuriger worden aangedreven. Het samenstel van het anker en het tandwiel, gangrad geheten, heet de gang. Hiervoor zijn verschillende constructies bedacht, maar in de Nederlandse torenuurwerken worden in hoofdzaak drie constructies gebruikt. Alle berusten erop dat de tanden van het gangrad duwen tegen de schuine vlakjes van het anker, waardoor deze gaat kantelen en tand voor tand het gangrad laat doordraaien. Via de arm, de slingerdrijver, zorgt de slinger ervoor dat dit met regelmatige, vaste perioden gebeurt. De meest voorkomende gangen zijn de hakengang, de Grahamgang en de pennengang.

Alle mechanische uurwerken vertonen gangafwijkingen. Automatische gelijkzetsystemen kunnen dit euvel opheffen.

Wijzeraandrijvingen

De tijd die het mechanische torenuurwerk aangeeft, moet voor iedereen zichtbaar worden weergegeven. Dit weergeven gebeurt door middel van wijzerplaten met wijzers. De wijzers worden door het gaand werk aangedreven via een stelsel van koppelassen, haakse en rechte tandwielen. De minuutwijzer wordt rechtstreeks door de uitgaande as van het uurwerk aangedreven die eens per uur ronddraait. Achter de wijzerplaat zitten tandwielen met een overbrenging van 1:12 voor het aandrijven van de uurwijzer. Dit heet het wijzerwerk.

Omdat de wijzerplaten aan weer en wind zijn blootgesteld is het een grote zeldzaamheid als de originele wijzeraandrijvingen nog aanwezig zijn bij een historisch uurwerk. Als dat zo is, moeten deze met de grootste zorg behouden blijven.

Wijzerplaten

Wijzerplaten van mechanische torenuurwerken komen in veel materiaalsoorten voor. Meest voorkomend zijn de houten, eventueel met lood of koper bekleed, en de metalen wijzerplaten. De laatste zijn grofweg te verdelen in cijferringen en wijzerplaten. Bij restauratie van het gebouw moet er op worden gelet dat de wijzerplaten uitsluitend op hun historisch bepaalde plaats worden gemonteerd en hun historisch bepaalde uiterlijk behouden. Vanaf de laatnegentiende-eeuwse bouwkunst komen ook keramische wijzerplaten voor.

Slagwerken

Het gaand werk van een mechanisch torenuurwerk start elk heel of half uur het slagwerk. Soms is er voor het half uur ook een apart slagwerk. Het aantal slagen dat het slagwerk op de klok slaat, wordt in de meeste gevallen bepaald door een speciaal gevormd rad met segmenten van ongelijke lengte aan zijn omtrek. Dit rad heet de sluitschijf. Het slagwerk trekt via de slagwerklichter aan een trekdraad die met de slaghamer aan de buitenkant van de klok is verbonden. Elke keer dat het slagwerk de slagwerklichter loslaat, valt de hamer op de klok en klinkt de slag. De windvleugel remt het te snel aflopen van het gewicht af en bepaalt het slagtempo. Om de mensen erop te attenderen dat het uurwerk gaat slaan wordt sinds ongeveer 1450 soms de voorslag toegepast. Op enkele kleine klokjes kon door middel van een speeltrommel (een ronddraaiende cilinder met stiften, die de hamers op de klokken liet slaan) een melodietje ten gehore worden gebracht, dat als waarschuwing voor het slaan van de hele uren diende. Hieruit heeft het carillon zich ontwikkeld. De welvaart van de desbetreffende stad was verregaand bepalend voor de rijkdom van de uitvoering van het uurwerk, het carillon, het speelwerk en soms zelfs slagwerken met bewegende figuren.

Gewichtsaandrijving

Van elk mechanisch torenuurwerk worden het gaand werk, de slagwerken en het eventuele speelwerk in principe aangedreven door gewichten die regelmatig moeten worden opgehaald. Er zijn tegenwoordig weinig liefhebbers meer te vinden voor het noodzakelijke met de hand opwinden van een torenuurwerk. Vaak kan men door het beter ophangen van de gewichten gangduur winnen, dus het opwinden minder vaak nodig maken. Ook zijn goede oplossingen voor het automatisch opwinden mogelijk.

Tappen en lagers

Alle assen van een gehele torenuurwerkinstallatie draaien in lagers. Waar de as eindigt in een lager, spreekt men van (as)tappen. Lagers komen in vele gedaanten voor.

Uurwerkkast

Om stof, vocht en ongedierte buiten te houden, is een goede behuizing van een mechanisch torenuurwerk van essentieel belang.

Onderhoud van het uurwerk met toebehoren

Torenuurwerkinstallaties blijven alleen in stand door goed en regelmatig onderhoud. Elk half jaar een controle- en smeerbeurt is voldoende voor elk uurwerk.

  • Het spaarzaam smeren van lagers, glijvlakken en tappen
  • Het controleren van de slipkoppeling van de windvleugel
  • Controle en eventueel het vervangen van de staaldraden of henneptouwen
  • Bevestigingswerkzaamheden aan katrollen en gewichten
  • Werkzaamheden aan slaghamer en veer; het vervangen van de trekdraden
  • Controle en onderhoud van het elektrische opwindmechanisme en de bedrading
  • Controle en onderhoud van de uurwerkkast
  • Aandacht voor mogelijke aantasting van het hout en het nemen van beschermende maatregelen bij walsen en andere houten onderdelen
  • Conserverende schoonmaakwerkzaamheden als het verhelpen en voorkomen van vogelschade
  • De oorzaak van geconstateerde waterschade vaststellen en verhelpen

Onderhoud van wijzerplaten en wijzeraandrijvingen

  • Het smeren van bewegende delen en het herstellen van defecten
  • Het conserveren van beschermende delen, waaronder conserverend schilder- en verguldwerk

Restauratie

Is een torenuurwerkinstallatie alleen nog maar met veel moeite en constante aandacht in werkende staat te houden, dan is een restauratie van het uurwerk nodig. Dit is ook het geval als men een terzijde gezet uurwerk zijn oude functie wil teruggeven. Het uitgangspunt bij iedere restauratie is handhaving van de historisch gegroeide toestand. Reconstructie van een verloren gegane eerdere toestand is alleen wenselijk als dit aantoonbaar noodzakelijk is voor het behoud van de monumentale waarden van het uurwerk. Omdat de hedendaagse samenleving soms van een oud mechanisch uurwerk een nauwkeuriger tijdsaanduiding verlangt, kan in voorkomende gevallen de huidige techniek ingeschakeld worden. Uitgangspunt is dat dit gebeurt zonder fysieke aantasting van monumentale onderdelen van het uurwerk.

Veiligheid en gezondheid

De veiligheid rondom het uurwerk verdient extra aandacht. Enige zaken die tijdens een onderhoudsbeurt of restauratie gecontroleerd en hersteld dienen te worden, zijn:

  • Onbeschermde elektrische contacten in het uurwerk
  • Ontbrekende of tekortschietende valkisten onder de gewichten
  • Slecht onderhouden staaldraden
  • Doorgeroeste ophanghaken van de katrollen
  • Slecht werkende pallen van de walsen van het uurwerk

Bouwkundige zaken, zoals een zwakke bouwkundige constructie van de gewichtsophanging, openliggende gaten in torenvloeren, ondeugdelijke trappen en ladders kunnen levensgevaarlijke situaties opleveren en dienen bij onderhoud en restauratie van gebouwen onder de aandacht te worden gebracht.

Vooral het contact met duivenuitwerpselen en hondsdolle en daardoor overdag actieve vleermuizen moet worden vermeden. De vernietigende werking van duivenmest is voor een uurwerkinstallatie niet gering. Bij elke onderhoudsbeurt dient het aanwezige duivenvuil te worden weggehaald en dienen de verontreinigde plekken te worden schoongemaakt. De positieve bijdrage die kosters, vrijwilligers en beiaardiers kunnen leveren om ook de torenuurwerken in goede conditie te houden kan niet voldoende worden onderstreept.

Meer informatie[bewerken]

Zie ook deze artikelen


    Hoort bij deze thema's


    Specialist(en)


    Contact

    Deze pagina is voor het laatst bewerkt op 2 feb 2021 om 09:44.