Rolexencyclopedie

De echte horlogeliefhebber kan vaak eindeloos genieten van het samenspel tussen de talloze onderdeeltjes die samen een mechanisch uurwerk vormen. Maar daarbij vergeten we vaak dat dit niet lang goed zou gaan zonder een van de belangrijkste ‘onderdelen’ van het uurwerk: olie. Het is met het blote oog niet te zien, maar oh zo belangrijk voor de nauwkeurigheid van elk mechanisch uurwerk.

Zo’n twee eeuwen geleden vroeg de Franse koning Lodewijk de zestiende Abraham-Louis Breguet om het perfecte horloge. Zijn antwoord daarop was duidelijk: “Geef me de perfecte olie Sire, dan geef ik u het perfecte horloge.” De woorden van Breguet geven goed aan hoe belangrijk olie is in een uurwerk. Je ziet het niet en zelfs door de loep van de horlogemaker zie je niet wat er nu zo bijzonder aan de olie in een uurwerk. Een heel klein beetje vloeistof of nattigheid, dat is alles wat je ervan ziet.
Olie speelt echter een zeer grote rol in elk mechanisch uurwerk. Dat wist men al in de negentiende eeuw, zo blijkt uit het oudste wetenschappelijke artikel over horloge-olie, zoals dat tenminste online te vinden is via Elseviers sciencedirect.com. In dit artikel uit 1850 komt de volgende lijst smeeroliën voor: potvisolie, raapolie, lijnzaadolie, varkensvet en olijfolie. Deze oliën en vetten verouderden snel, werden ranzig, verdampten en verdikten tot pasta. Kortom, niet erg handig. Horloges moesten dus regelmatig naar een horlogemaker om de olie te verversen.

Côtes de Genève

De dunnere oliën die in horloges werden gebruikt hadden een speciale eigenschap. Bij opwarmen verdampten ze een beetje en bij afkoelen sloeg de oliedamp ook weer neer. Dat gebeurde helaas niet alleen op de plek waar de olie vandaan kwam, maar verspreid over het hele horloge, dus ook op de balans en de balansveer. Nu houden balansveren niet van plakkerige olietjes, dus werd er een aardig trucje bedacht, waar we vandaag de dag nog van kunnen meegenieten. Om zo min mogelijk olie op de balansveer te krijgen en dus zoveel mogelijk elders, werd het oppervlak van het uurwerk voorzien van ruw profiel. Zo kwam er al snel twee tot drie keer minder olie op de balansveer en de rest van het uurwerk zag er nog leuk uit ook. Er werden verschillende profielen toegepast, waarvan Côtes de Genève de bekendste is. Deze profielen om de olie op zijn plaats te houden werden tot de uitvinding van synthetische oliën veel toegepast.

Aan het begin van de twintigste eeuw werd aardolie een interessant product, met dank aan de uitvindingen van de benzine- en dieselmotoren. Dat aardoliederivaten ook heel goed als smeermiddel konden dienen, viel al snel op. De (minerale) oliën werden niet ranzig en verdikten niet dramatisch, maar ze hadden zeker nog wel een paar onhebbelijkheden. De belangrijkste onhebbelijkheid is de invloed van de temperatuur op de dikte van olie. Hoe warmer, hoe dunner de olie, en hoe kouder hoe dikker. Dit speelt het meest bij de balans, het ankertje en het ankerrad. Die bewegen namelijk behoorlijk snel en de krachten daar zijn erg klein. Als de olie in de ophanging van de balans erg dik wordt, zal de uitslag (amplitude) van de balans flink kleiner worden. Dat komt de gelijkloop niet ten goede! Hiervoor zijn allerlei ‘dopings’ uitgevonden, die we kennen van de motorolie. Waar vroeger (1990) een 10W40 erg goed was (relatief dun bij een koude start, relatief dik bij een warme motor) is inmiddels de norm 0W30. Hierbij is de viscositeit koud en warm niet veel anders, dus een koude start wordt steeds minder slecht voor de motor. Om deze kwaliteit te krijgen, is een doping niet meer afdoende maar moeten er andere dingen gebeuren…..

Synthetische smeerolie

Dr. Hermann Zorn werkte bij IG Farben in de jaren dertig aan het ontwikkelen van ideale smeerolie. Het doel was toen al om de viscositeit bij alle temperaturen gelijk te krijgen, maar ook om de smeerfilm sterkte extreem te verhogen. (Opvallend genoeg was tot in de jaren zestig de smeerolie met de beste smeerfilm de plantaardige(!) Castor olie (Castrol, het oliemerk), ook bekend als haarlemmerolie. Dit gaf in die tijd een kenmerkende baklucht op de circuits. Castor olie heeft speciale chemische groepen in zijn moleculen die zachtjes aan elkaar plakken zodat het erg moeilijk is om door de oliefilm heen te prikken. Koud werkt deze olie niet, het gebruik was om de olie op een vuurtje op te warmen voor de wedstrijd, en pas warm in de motoren te gieten.) De synthetische olie zoals Hermann Zorn die eind jaren dertig ontwikkelde, was er aanvankelijk alleen voor hoog vermogen zuiger motoren en werd daarna in straalmotoren gebruikt. Voor horloges werden synthetische oliën pas in de jaren zestig enigszins normaal.

De belangrijkste olie in een uurwerk

De belangrijkste smering in een horloge is daar nodig waar de krachten klein zijn en de snelheid hoog. Bij het echappement dus, dat bestaat uit balans, anker en ankerrad. Hier geeft het ankerrad een zet aan het anker en het anker een flinke zwengel aan de balans. Minimaal vijf keer per seconde, ofwel 18.000 keer per uur, 432.000 keer per 24 uur en 156.248.000 keer per jaar.
Er zijn twee smeermiddelen nodig om dit soepel te laten verlopen. Voor de as van de balans en de as van het ankerrad wordt Moebius Synth-A-Lube 9010 gebruikt. Dit is een heel dunne, synthetische olie, die niet wegkruipt van de plaats waar hij zijn werk doet. Deze olie werkt al goed bij een temperatuur van -29° Celsius. Bij -32 wordt de olie stroperiger, zodat minder energie overblijft om het ankerrad rond te zwengelen. Maar het uurwerk loopt nog wel! Voor typische pool activiteiten bestaat een versie van de olie die nog wat dunner is (Moebius Synta-Arctic-Lube 9040), zodat het horloge zelfs tot -52 nog nauwkeurig loopt.
Voor de smering van ankerrad-ankerpaletten (robijnen) hebben horlogemakers de keus uit twee soorten smering: dezelfde Synth-A-Lube 9010, of de synthalube 9415 olie. Deze laatste is wat dikker, maar heeft een heel bijzondere eigenschap: hij is tixotroop. Moeilijk woord maar een mooie eigenschap! Deze olie is dik als hij in rust is, maar komt hij in beweging doordat de ankerrad-tand op de ankerpalet knalt, dan wordt hij veel dunner! Hierdoor spat de olie niet, blijft goed op zijn plaats zitten, maar geeft hij ook weinig wrijving. Als laatste of de zogenaamde droge smering. Deze droge smering is een variant op stearaat, ofwel kaarsvet. De uitvinder is onbekend, het kan een Romein zijn geweest, maar een Phoenicier of Galliër kan ook. Hiermee werden in de oudheid oa karrenassen gesmeerd. Deze smering is in de horlogerie niet meer populair als smering pur-sang, maar wordt zeer veel gebruikt om olie niet te laten wegkruipen van zijn plek. Een heel dun laagje wordt aangebracht op oa de ankerpalletten. Als op dit laagje een andere olie wordt aangebracht, blijft deze perfect zitten. Dit heeft de mooie naam “epilamiseren”, een van de merknamen is “fixodrop” dat zegt het al. Hier zien we dus toch nog een plantaardig product dat al honderden jaren meegaat!.

Servicebeurt

Hoewel de moderne oliën slechts langzaam indrogen, komt bij het gebruik van een horloge de smeerolie steeds minder op de oppervlakken te zitten waar hij hoort. Dit is vooral op de ankerpaletten en de tanden van het ankerrad. Hierdoor krijgt de balans steeds minder harde zetjes krijgt van het anker, en krijgt dus een minder grote uitslag (de amplitude wordt minder). Het uurwerk zal hierdoor minder nauwkeurig lopen. Laat je een horloge eindeloos doorlopen met uitgewerkte smering, dan krijg je slijtage van de ankerrad lagering, en ook van de ankerpaletten en ankerrad tanden.
Wie zijn horloge nauwkeurig wil laten lopen, zal dit regelmatig moeten laten onderhouden, waarbij de horlogemaker het ook zal oliën. Bij een servicebeurt wordt het hele uurwerk uit elkaar gehaald. Daarna wordt alle oude smering verwijderd door de onderdelen te reinigen in een ultrasoonbad met speciale oppervlakte actieve stoffen (zepen). Vervolgens worden de onderdelen gedroogd en wordt het uurwerk weer in elkaar gezet. Hierbij brengt de horlogemaker steeds precies afgepaste hoeveelheden olie aan op alle punten waar wrijving optreedt en/of slijtage op zou kunnen treden. Hiervoor zijn drie verschillende oliën en één vet nodig. De hoeveelheden olie die nodig is, is per plek verschillend. Vooral de hoeveelheid olie op de ankerpaletten en de balans ophanging zijn zeer kritisch.

Tekst Hubert Pellikaan (Pellikaan timing)