De Zeventiende Eeuw. Jaargang 12

[p. 141]

De ontwikkeling van de vormgeving van het Nederlandse uurwerk als gevolg van Huygens' uitvinding van het slingeruurwerk in 1657
J.H. Kluiver

Huygens' uitvinding van het slingeruurwerk betekende niet alleen een keerpunt in de tijdmeting maar ook in de ontwikkeling van de vormgeving van het uurwerk. Door de toepassing van de slinger onderging de constructie van de uurwerken een belangrijke wijziging en bijgevolg de praktische en esthetische vormgeving. In deze bijdrage wil ik nagaan wat het effect van de toepassing van de slinger was op het Nederlandse uurwerk. Daartoe zal eerst aandacht worden besteed aan het uurwerk vóór 1657 en vervolgens worden nagegaan welke veranderingen het na Huygens' vinding onderging.

Uurwerktypen in de Middeleeuwen

Over het Nederlandse uurwerk van vóór de toepassing van de slinger is weinig bekend. Er zijn nauwelijks exemplaren overgeleverd en afbeeldingen zijn ook zeer weinig voorhanden. Zoveel is evenwel duidelijk dat het uurwerk in deze tijd een algemene verschijningsvorm had en op nationaal niveau weinig specifieke kenmerken had. Algemeen gangbaar was de lantaarnklok. Vier zuilen met een bodemen zolderplaat vormden het frame voor het mechaniek, bestaande uit een uurwerk en een slagwerk. De raderen waren gemonteerd tussen platte stijlen in het midden van de lantaarn. Deze konden afzonderlijk worden uitgenomen. Behalve het lantaarnmodel ziet men op schilderijen ook wel klokken met een houten frame afgebeeld (afb. 1). Hier zal het houtwerk de functie van de kooi- of lantaarnconstructie hebben overgenomen. Naar analogie van latere exemplaren kunnen we dit type als stoofklok benoemen. Het tijdafmetend onderdeel in deze uurwerken was de waag of foliot. Deze bestond uit een spil met twee horizontale armen waarop verplaatsbare gewichtjes. De spil werd in een heen en weer gaande beweging gebracht door een schakelrad dat werkte op lepelvormige uitsteeksels. De tijdsduur die de foliot nodig had om telkens in de uiterste positie te komen werd bepaald door de massa van de gewichtjes op de balans, hun afstand tot de spil, de kracht van de aandrijving en de wrijvingsfactoren van de atmosfeer en het raderwerk. In plaats van een foliot paste men sinds de late middeleeuwen ook wel een balanswiel toe. Doordat de massa hier over een ring werd verdeeld kon worden volstaan met een kleinere diameter. Waar de foliot buiten het uurwerk reikte, kon het balanswiel worden ondergebracht binnen de ombouw van het uurwerk zodat het minder onderhevig was aan vervuiling. De afregeling vond in dit geval plaats door de uitslag van het wiel te vergroten c.q. te verkleinen. Kleinere huisuurwerken werden door een veer aangedreven. Binnen deze categorie bestonden twee typen, de lantaarnvormige en de doosvormige tafelklok. De lantaarnvormige tafelkok had een zelfde opbouw als de met gewichten aangedreven lantaarnuurwerken. De tafelklokken hadden een bijzondere

[p. 142]

1. Middeleeuwse stoofklok op een annunciatievoorstelling van het begin van de zestiende eeuw. Museum voor Schone Kunsten te Brussel. Inventarisnr. 369. Gravure naar het schilderij door H. Havard, Dictionnaire de l'ameublement. 4 dln. Parijs 1887-1890. Dl. 2, p. 1170.

2. Hollandse consoleklok, afgebeeld in de Encyclopédie des beaux arts van A. Demmin.

voorziening voor het verkrijgen van een egale aandrijving, de snek of slakkenhuis op het grondrad, door een snaar of ketting verbonden met de veertrommel. Naarmate de veer ontspande, werd de hefboom waarmee het grondrad werd aangedreven groter zodat er een constante aandrijving bestond. Bij de doosvormige tafelklokken - rond, vierkant of zeshoekig van vorm - was het raderwerk gemonteerd tussen twee platines, eenzelfde opbouw als bij de horloges. Het balanswiel of onrust was met een afzonderlijk hulpstuk, een kloof, door de platine heen gemonteerd. Aan de plaatsing op een tafel, waartoe het lantaarntype soms van een tweede wijzerplaat was voorzien, ontleenden deze klokken de naam tafelklok.

Nederlandse uurwerken in de 16de en 17de eeuw

Van de huisuurwerken vóór 1657 is weinig bewaard gebleven. Een waardevol voorbeeld is het uurwerk dat in 1596 door Heemskerck en Barentsz werd meegenomen

[p. 143]

3. Consoleklok uit 1656 vervaardigd door Jurriaan Sprakel te Goor. Voormalige collectie J.L. Sellink.

4. Consoleklok uit 1662 met balanswiel. Voormalige collectie J.L. Sellink.

op hun expeditie om de Noordpool. Zij lieten het achter op Nova Zembla waar het in 1871 werd teruggevonden door Elling Carlsen.^1. Het uurwerk bevindt zich in de collectie van het Rijksmuseum; het is een lantaarnuurwerk met balanswiel. Op middeleeuwse schilderijen vindt men de uurwerken meest hangend afgebeeld, hoog tegen het plafond. Deze wijze van ophangen was bezwaarlijk omdat het uurwerk bij het ophalen van de gewichten in beweging kon komen. Een wandconsole voorkwam dit bezwaar. Een dergelijke console is afgebeeld door de kunstverzamelaar A. Demmin in zijn Encyclopédie des beaux arts (afb. 2).^2. Hij maakt geen melding van de herkomst van het uurwerk. Opvallende kenmerken zijn de lengte van de muurplank en de bij de omtrek van het uurwerk aansluitende contour. Waarschijnlijk nog wel bestaand zijn twee huisuurwerken van respectievelijk 1656 en 1662 die zich destijds in de collectie van prof. dr. J.L. Sellink bevonden en in het kader van deze studie sleutelobjecten mogen worden genoemd.^3. De klok uit 1656 is vervaardigd door Jurriaan Sprakel en bezit nog een oorspronkelijke foliot (afb. 3). Het uurwerk is in de houten kas gemonteerd en heeft geen zelfstandig frame. De klok heeft een lange console en een rechthoekige wijzerplaat die blijkens een röntgenopname onder latere verflagen nog de oorspronkelijke beschildering bezit. Deze klok mag op grond van zijn constructie een stoofklok worden genoemd, d.w.z. het type

1. Zie over dit uurwerk J.M. Kleiboer, ‘Scheepsklok in 1597 door J. van Heemskerck en W. Barendsz. op Nova Zembla achtergelaten.’ In: Oud Holland, 46 (1929), pp. 67-72.

2. A. Demmin, Encyclopédie historique, archéologique, biographique (...) des beaux arts plastiques, architecture et mosaïque. 3 dln. Parijs 1873.

3. Deze collectie is, aangevuld met andere exemplaren, beschreven in: J.L. Sellink, Dutch domestic clocks. Leiden 1973.

[p. 144]

5. Consoleklok van hetzelfde type, met vrijstaand uurwerk.

waarbij de houten ombouw drager is van de stijlen waartussen het raderwerk is gemonteerd. Het uurwerk uit 1662 is een consoleklok met balanswiel (afb. 4). De datering is opmerkelijk in verband met Huygens' uitvinding van 1656. Wellicht verhinderde Huygens' patent ook de toepassing van de slinger bij met gewichten aangedreven consoleklokken. De datering in combinatie met het balanswiel verschaft ons evenals het exemplaar uit 1656 een ijkpunt voor de vormgeving van de consoleklokken. Aan de hand van dit exemplaar kunnen we vaststellen dat de middeleeuwse lantaarnklok is blijven voortbestaan in de zeventiende eeuw en een gestandaardiseerde vormgeving had. Opvallende kenmerken van dit exemplaar zijn dat het uurwerk nog rechtstreeks op de consoles is geplaatst, zonder stoelplank en dat de muurplank aan de bovenzijde de contour van het uurwerk volgt.

Uitvinding van het slingeruurwerk

Huygens' vinding was niet zozeer een gelukkige inval van het moment, als wel een bijproduct van een jarenlange studie. Sinds 1646 hield hij zich bezig met het probleem van de tijdmeting in verband met sterrenkundig onderzoek. De slinger werd door astronomen al sinds decennia als tijdmeetkundig instrument toegepast. Galilei bedacht een constructie om de slinger voor astronomische doeleinden te gebruiken door combinatie van een aandrijving met een telmechaniek. Hij vroeg hiervoor

[p. 145]

6. Hollandse stoelklokken naar afbeeldingen door Cornelis Troost, begin achttiende eeuw.

in 1636 zelfs een octrooi aan bij de Staten-Generaal van de Republiek.^4. Ook Isaac Beeckman zat dicht bij de uitvinding van de slinger blijkens een notitie in zijn dagboek in 1631.^5. De vinding bleef evenwel aan Huygens voorbehouden, die ook de theoretische achtergronden analyseerde en met behulp daarvan weer verder onderzoek verrichtte naar de zwaartekracht en verwante terreinen van onderzoek. Zo vond Huygens eerst langs empirische en daarna langs theoretische weg dat de slingertijd toeneemt naarmate het amplitude van de slinger groter is en dat deze toename kan worden gecompenseerd door een verkorting van de slingerlengte op basis van een cycloïde uit de halve slingerlengte afgeleid. Voor slingeruurwerken aangedreven door een veer gaf hij de toepassing van cycloïdebogen als oplossing voor de ongelijke aandrijving in plaats van de zoveel kostbaarder constructie van een snek.

Huygens maakte zijn vinding voor het eerst openbaar in een brief aan zijn Franse correspondent Chapelain.^6. Hij schetste daarin de toepassing van een slinger op een tafelklok met onrust. Aan de onrust kon een armpje met gaffel worden bevestigd dat een slinger aandreef. Het jaar daarop meldde Huygens zijn vinding van de cycloïde aan een andere Franse correspondent Pierre Petit.^7. Men heeft zich er over verwonderd dat Huygens in zijn Horologium van 1658 niet de cycloïde toepaste. Dit berust op de veronderstelling dat de daarin opgenomen tekening betrekking heeft op een tafelklok. Het betreft evenwel een uurwerk met secondeslinger. Bij een geringe uitslag was de slingertijd isochroon en was geen correctie nodig. Het beperkte amplitude bereikte Huygens door een kamradreductie tussen de lepelspil en de aandrijving van de slinger. Het was geen ideale constructie aangezien het mechaniek extra wrijving veroorzaakte en sterk aan slijtage onderhevig was. De

4. Vgl. G. Doorman, Octrooien voor uitvindingen in de Nederlanden uit de 16e-18e eeuw. 's-Gravenhage 1940.

5. I. Beeckman, Journal tenu par Isaac Beeckman de 1604-1634, publié avec une introduction par C. de Waard. 4 dln. 's-Gravenhage 1939-1945.

6. Huygens aan J. Chapelain, 28 maart 1658, O.C., vol. 2, pp. 156-162.

7. Huygens aan P. Petit, 1 november 1658, O.C., vol. 2, pp. 270-274.

[p. 146]

omstreeks 1670 in Engeland uitgevonden ankergang bracht een oplossing voor dit probleem.

Aanpassing van de gangbare uurwerken aan Huygens' vinding

A. De tafelklok

De toepassing van de slinger vereiste aanpassing in constructie en vormgeving. Voor de slinger diende ruimte te worden gereserveerd en er moest een adequate aandrijving vanuit het uurwerk zijn. De vierzijdig symmetrische tafelklok bood hiertoe weinig mogelijkheden. Bij Neurenbergse tafelklokken is de slinger wel buiten de uurwerkkas aangebracht, voorlangs de wijzerplaat, maar wegens de kwetsbaarheid was dit geen bevredigende oplossing. Huygens heeft met Salomon Coster een geheel nieuw type tafelklok ontworpen, een eenzijdige, ondiepe wand- of schoorsteenklok. Ruimte voor de slinger werd gevonden in de kas, tussen uurwerk en achterwand. De klok werd in kostbaar materiaal uitgevoerd: de kas in schildpad en ebbehout, de wijzerplaat bekleed met fluweel waarop een vergulde cijferring en ornamenten. Dit nieuwe type tafelklok - de naam was eigenlijk niet meer correct - ontwikkelde zich vanaf 1657 onder invloed van de heersende stijlen in de meubelkunst. In de achttiende eeuw ontstond het type met samengestelde bovenbouw. Begin negentiende eeuw is de tafelklok verdrongen door de Franse pendule.

B. Consoleklokken met korte slinger

1. De Zaanse klok

Het type van de Zaanse klok moet naar mijn mening worden opgevat als een ombouwproduct van een ouder type consoleklok. De ruimte voor de slinger is in dit geval gevonden door uitholling respectievelijk verdikking van de achterplank. In de aldus ontstane driehoekige ruimte kon de slinger worden ondergebracht. Een vizier tussen de consoles bood de mogelijkheid de slinger aan te zetten en verleende de klok een speels element (afb. 7). De oplossing had bezwaren. In de eerste plaats was de draagconstructie zwak. De consoles waren niet in een stevige muurplank verankerd maar droegen slechts op een tot ca. 1 cm. gereduceerde achterwand. De ruimte voor de slinger bleef beperkt zodat deze gemakkelijk de muur of de binnenzijde van de muurplank kon raken. De Zaanse klok heeft het ondanks zijn fraaie vormgeving dan ook niet langer dan zo'n vijftig jaar volgehouden en heeft in tegenstelling tot de Friese klok geen productie op grote schaal gekend. Binnen het genre van de Zaanse klok bestaat een aantal typen dat met een ontwikkeling binnen dit type in verband kan worden gebracht. De exemplaren met rechte achterwand en ingezwenkte top, als een halsgevel, lijken het verst in de tijd terug te gaan en aan te sluiten bij de middeleeuwse stoofklok. Ook het type met gebogen zijwangen mogen we rekenen tot deze hoofdvorm rekenen: een houten ombouw die het frame vormt voor een eenvoudig uurwerk tussen stijlen, zonder kooi- of lantaarnopbouw. De Zaanse klok met lantaarnopbouw van vrijstaande messing zuilen zou als type ouder kunnen zijn dan de klokken met houten ombouw. Deze uitvoering staat dicht bij de lantaarnklok op console. Gezien het gering aantal exemplaren zal deze kostbare

[p. 147]

7. Zaanse klok uit het laatste kwart van de zeventiende eeuw. Rijksmuseum te Amsterdam.

8. Amsterdamse klok met vierkante wijzerplaat. Voormalige collectie J.L. Sellink.

uitvoering naar verhouding minder zijn toegepast, al gaf het metalen frame een grotere stabiliteit.

2. De Amelandse klok

Een tussenvorm tussen de Zaanse klok en de Hollandse stoelklok is de zogenaamde Amelandse klok. Deze naam is niet courant in de vakliteratuur maar ik hanteer deze gemakshalve omdat een belangrijk exemplaar in het Museum Lambert van Meerten in Delft onder die naam bekend staat. Deze klok heeft een vrijstaand uurwerk op een stoel die de contouren heeft van een Zaanse klok. De klok dateert uit 1672. Men vindt ook eenvoudiger uitvoeringen uit later tijd.

3. De Hollandse stoelklok

Bij de consoleklok van het type van het hiervoor beschreven exemplaar uit 1662 (afb. 4) kon ruimte worden gevonden voor een slinger door op de consoles een stoelplank aan te brengen en het uurwerk naar voren te plaatsen. De slinger had bij deze oplossing ruim baan terwijl de draagconstructie zijn sterkte behield. Bij deze oplossing deed zich echter een ander probleem voor: uurwerk en wandplank vormden niet langer een eenheid maar kwamen onderling geïsoleerd te staan zoals het voorbeeld van afb. 5 duidelijk laat zien. Het uurwerk werd een los onderdeel, ge-

[p. 148]

plaatst op een drager. Een technisch nadeel was dat de slinger geheel onbeschermd was, met name het voor stof en vuil gevoelige aandrijfpunt. Bij een aantal exemplaren die in de grondvorm teruggaan op het oudste type met visstaartornament ziet men dan ook pogingen om deze tekortkomingen op te lossen. Een klok van Joost ter Veen uit Haarlem is voorzien van gebogen zijornamenten die het uurwerk achtergrond geven. Bij een ander exemplaar is op de aan de bovenzijde afgeronde wandplank een boogvormig dakje aangebracht. Dit bracht niet alleen bescherming voor de slinger maar herstelde ook de eenheid tussen uurwerk en klokkestoel. De combinatie van beide toevoegingen, zijornamenten en dak, leverde het type van de Friese stoelklok. De oorsprong hiervan moet evenwel in Holland worden gezocht. Cornelis Troost beeldde ettelijke exemplaren af in een tijd dat in Friesland nog geen sprake was van een productie op grote schaal (afb. 6).

C. Consoleklokken met lange slinger

Het lepel-echappement liet door de grote hoek waaronder de naald of drijver zich bewoog slechts korte slingers toe. Huygens had in 1658 al aangetoond dat met een lange slinger en een gering amplitude de grootste nauwkeurigheid kon worden bereikt. Hij had voor de secondeslinger in zijn Horologium een lepel-echappement met reductie van de beweging door middel van een tandwiel en rondsel voorzien. Het is niet bekend in hoeverre deze constructie in de praktijk is toegepast. Omstreeks 1670 werd op dit punt een grote verbetering bereikt door de uitvinding van het anker-echappement. Bij dit type echappement werkte een wiel met stekelvormige tanden op een ankervormige beugel waaruit een amplitude van ca. 5 graden resulteerde. Hoewel dit echappement nog geen vrije slingerbeweging toeliet - bij de ‘ontsnapping’ werd de slinger eerst afgeremd - was het een grote verbetering die de productie van klokken met lange slingers stimuleerde. In dit geval is sprake van een ontwikkeling op langere termijn die niettemin ook door Huygens op gang is gebracht. Ook hier was het onderbrengen van de slinger bepalend voor de ontwikkeling in de vormgeving. Het was gewenst de slinger te beschermen, niet alleen tegen beschadiging maar ook tegen tocht. Daartoe werd een schuif aan de onderzijde aangebracht. Als vertrekpunt voor deze ontwikkeling kan de balansklok van Jurriaan Sprakel uit 1656 worden genomen. Met zijn lange console bood dit type de mogelijkheid tot het aanbrengen van een onderkast ter bescherming van een lange slinger. Het bestek van deze bijdrage laat niet toe alle hieruit ontwikkelde typen te analyseren. We volstaan er mee te signaleren dat de Amsterdamse klok (afb. 8) als prototype mag worden beschouwd en dat zich hieruit in een aantal stadia de tot in de negentiende eeuw populaire Friese staartklok heeft ontwikkeld. De staande klok mag als een na 1670 ontwikkeld nieuw type worden beschouwd - er zijn althans geen aanwijzingen dat uurwerken vóór 1657 in een staande kast waren geplaatst. Wij laten de ontwikkeling van de staande klok daarom verder buiten beschouwing.

Het torenuurwerk

Tenslotte nog enige opmerkingen over torenuurwerken. Na 1657 zijn deze als eerste aangepast aan Huygens' vinding. In zijn nagelaten papieren bevinden zich aantekeningen over de aanpassing van het uurwerk in de toren van de kerk te Schevenin-

[p. 149]

gen. Te Utrecht was Salomon Coster betrokken bij de ombouw van het uurwerk in de Domtoren. De opstelling in torens maakte de toepassing van zeer lange slingers mogelijk zodat de openbare uurwerken een veel nauwkeuriger tijdaanwijzing opleverden.^8. Huygens' naam is ook nog op een andere wijze verbonden aan de torenuurwerken. In 1664 bedacht hij een voorziening voor zee-uurwerken, een ‘remontoir à poids moteur’ zoals het in de Oeuvres heet.^9. Het principe van de vinding was dat een klein gewicht het uurwerk aandreef en na zeker tijdsverloop weer werd opgehaald middels het grote gewicht. Huygens beoogde met deze vinding een verbetering van het zee-uurwerk en vroeg ook in dat verband octrooi aan. Het is niet duidelijk welk voordeel hij met deze constructie beoogde. Het stampen en slingeren van de schepen was immers evenzeer van invloed op het grote als het kleine gewicht. De toepassing van deze vinding bij torenuurwerken was wel van groot belang. Bij deze uurwerken moesten de wijzers van meerdere wijzerplaten worden aangedreven. Het vervoeren van de aandrijving naar verschillende richtingen maakte kamwielconstructies noodzakelijk. Daarbij konden wrijvingen optreden als gevolg van roestvorming of vervuiling die het uurwerk konden ontregelen. Door toepassing van het remontoirsysteem had het uurwerk met de periodieke aandrijving door middel van een klein gewicht geen hinder van belemmeringen bij de wijzeraandrijving. Het torenuurwerken met remontoirsysteem zijn nog tot in deze eeuw in gebruik gebleven totdat in deze sector de elektronische tijdmeting zijn intrede deed.

8. Zie hierover F.A. Hoefer, Geschiedenis der openbare tijdaanwijzing. Leiden 1887.

9. O.C., vol. 17, pp. 171-174.

Samenvatting

Huygens' uitvinding van het slingeruurwerk is van grote invloed geweest op de ontwikkeling in de vormgeving van het Nederlandse uurwerk. Voor de tafelklok ontwierp hij in samenwerking met Salomon Coster een nieuw type dat men ten onrechte tafelklok bleef noemen. Uit de voordien bestaande console- en stoofklok ontwikkelde zich een reeks nieuwe typen: de Zaanse klok, Zaanse lantaarnklok, Amelandse klok, Hollandse stoelklok, Friese stoelklok en andere provinciale varianten, de Amsterdamse klok en de Friese staartklok met zijn varianten en de staande klok. De toepassing van de slinger leidde tot een grote opbloei van de nationale uurwerkindustrie, aanvankelijk in Holland, later in de andere provincies. Het bleef een productie voor de lokale markt; export naar andere landen is niet van betekenis geweest. Huygens' vinding heeft er echter wel voor gezorgd dat een nationale ontwikkeling kon plaatsvinden en dat niet de invoer van uurwerken uit andere landen bepalend was voor de vormgeving zoals in de eeuwen vóór 1657.