Zandloper
Achtergrond
Vóór de uitvinding van mechanische klokken, gebruikten uurwerken de beweging van de zon of eenvoudige meetapparatuur om de tijd bij te houden. De zonnewijzer is misschien wel de bekendste oude bewaarder van de tijd, en hij wordt nog steeds vervaardigd als een populair tuinaccessoire, maar vanwege zijn visuele interesse, niet voor praktische tijdmeting. Stonehenge, het gigantische monument gebouwd van rechtopstaande stenen op de Salisbury-vlakte van Wiltshire, Engeland, is mogelijk gebruikt als zonnewijzer en voor andere tijd- en kalenderdoeleinden. Zonnewijzers hebben duidelijke nadelen; ze kunnen niet binnenshuis, 's nachts of op bewolkte dagen worden gebruikt.
Andere eenvoudige meetinstrumenten werden gebruikt om de tijdsduur te markeren. Vier basistypes kunnen binnenshuis worden gebruikt, ongeacht het weer of het tijdstip van de dag. De kaarsklok is een kaars met lijnen eromheen om tijdseenheden te markeren, meestal uren. Door te observeren hoeveel van de lengte van een kaars in één uur brandde, werd een kaars gemaakt van hetzelfde materiaal gemarkeerd met lijnen die intervallen van één uur aangeven. Een kaars van acht uur toonde aan dat er vier uur waren verstreken toen het meer dan vier merktekens was opgebrand. De klokkaars had als nadeel dat veranderingen in de pit of was de brandeigenschappen zouden veranderen en was sterk onderhevig aan tocht. De Chinezen gebruikten ook een soort kaarsenklok met draden die werden gebruikt om de tijdsintervallen aan te geven. Terwijl de kaars brandde, vielen de draden met metalen ballen aan hun uiteinden naar beneden, zodat degenen in de kamer het verstrijken van de uren konden horen terwijl de ballen pingelen op het dienblad met de kaars.
De olielampklok die tot de achttiende eeuw werd gebruikt, was een variatie en verbetering op de kaarsenklok. De klok van de olielamp had afdelingen gemarkeerd op een metalen houder die het glazen reservoir met de olie omgaf. Terwijl het oliepeil in het reservoir daalde, werd het verstrijken van de tijd afgelezen aan de markeringen op de berg. Net als de kaarsklok gaf de olielampklok ook licht, maar was minder gevoelig voor materiaalonnauwkeurigheden of die veroorzaakt door tochtige kamers.
Waterklokken werden ook gebruikt om het verstrijken van de tijd te markeren door water van de ene container in de andere te laten druppelen. De sporen van de beweging van de zon werden gemaakt op de eerste container, en terwijl het water eruit druppelde en in een ander bassin terechtkwam, toonde de daling van het waterpeil het verstrijken van de uren. De tweede container werd niet altijd gebruikt om het water op te vangen en te recyclen; sommige waterklokken lieten het water gewoon op de grond druppelen. Toen de waterklok van acht uur leeg was, waren er acht uur verstreken. De waterklok wordt ook wel de clepsydra genoemd.
Geschiedenis
Zandlopers (ook wel zandglazen en zandklokken genoemd) zijn misschien gebruikt door de oude Grieken en Romeinen, maar de geschiedenis kan alleen het feit documenteren dat beide culturen de technologie hadden om het glas te maken. De eerste beweringen over zandglazen worden toegeschreven aan de Grieken in de derde eeuw
De zandloper verscheen voor het eerst in Europa in de achtste eeuw en is mogelijk gemaakt door Luitprand, een monnik in de kathedraal van Chartres, Frankrijk. Aan het begin van de veertiende eeuw werd het zandglas veel gebruikt in Italië. Het schijnt van die tijd tot 1500 in heel West-Europa te zijn gebruikt. De zandloper of zandklok volgt precies hetzelfde principe als de clepsydra. Twee bollen (ook wel ampullen of ampullen genoemd) van glas zijn verbonden door een smalle keel zodat zand (met relatief uniforme korrelgrootte) van de bovenste bol naar de onderste stroomt. Zandlopers zijn gemaakt in verschillende maten op basis van vooraf geteste metingen van zandstroom in verschillende maten globes. Een behuizing of frame dat de bollen omhulde, kon op de twee bollen worden gemonteerd om een boven- en onderkant voor de zandloper te vormen en werd gebruikt om de zandloper om te keren en de zandstroom opnieuw te starten. Sommige zandlopers of sets zandlopers waren in een draaibare houder geplaatst, zodat ze gemakkelijk konden worden gedraaid.
De vroegste geschriften die verwijzen naar zandglazen dateren uit 1345 toen Thomas de Stetsham, een klerk op een schip genaamd La George in dienst van koning Edward III (1312-1377) van Engeland, bestelde 16 zandlopers. In 1380, na de dood van koning Karel V (1337-1380) van Frankrijk, omvatte een inventaris van zijn bezittingen een "grote zeeklok ... in een grote houten koperen kast."
John Harrison
John Harrison en zijn broer James maakten kennis met klokkenreparatie door hun vader, Henry. In die tijd onderging het maken van klokken, of uurwerken, een ontwikkelingsrevolutie. Mechanische klokken bestonden al sinds de veertiende eeuw, maar waren vrij primitief gebleven in hun werking totdat Christiaan Huygens in 1656 de gewicht-en-slingerklok uitvond. Een beperking was dat ze voor hun werking volledig afhankelijk waren van de zwaartekracht van de aarde. Dit betekende dat ze de tijd op zee niet nauwkeurig konden bijhouden en niet konden worden aangepast voor draagbaarheid. Zelfs het verplaatsen ervan door een kamer zou aanpassing vereisen.
De gebroeders Harrison gingen in 1728 aan de slag met de ontwikkeling van een scheepschronometer. De motiverende factor was geld. In 1714 stelde de Engelse Admiraliteit een onderscheiding van £ 20.000 in voor iedereen die zeelieden kon voorzien van een betrouwbare klok die, wanneer gebruikt bij hemelwaarnemingen, hen op de hoogte kon houden van hun lengtegraad op zee. Zeelieden waren sterk afhankelijk van gegist bestek om hun weg te vinden, wat vaak tot tragische resultaten leidde.
De strategie van Harrison was om een instrument te ontwerpen dat niet alleen intern nauwkeurig maar ook extern stabiel was. De Harrisons maakten verschillende modellen marine chronometers. Het vierde model bleek het meest succesvol. Tijdens een reis van negen weken van Engeland naar Jamaica in 1761 had het apparaat slechts een fout van vijf seconden.
De Raad voor de Lengtegraad, blijkbaar sceptisch dat een gemeenschappelijke ambachtsman het felbegeerde doel had bereikt, gaf met tegenzin slechts de helft van de prijs af. John, minus zijn broer, weigerde slechts de helft van de beloning te accepteren en hield vol totdat de andere helft werd afgestaan.
Het bestuur onderwierp zijn uitvinding aan onnodig onderzoek en eiste van hem een vijfde model te ontwerpen. Deze keer overtrof Harrison zichzelf door een compact uurwerk te ontwerpen dat leek op een modern zakhorloge. Het was veel handiger dan de vorige modellen, die zwaar en omvangrijk waren. Het bestuur weigerde nog steeds te capituleren. Ten slotte kon alleen een persoonlijk beroep op koning George III en de tussenkomst van de koning de zaken rechtzetten, en Harrison ontving de volledige beloning in 1773 op 79-jarige leeftijd. Harrison leefde nog maar drie jaar.
Deze twee vroege associaties van zandklokken met de zee laten zien hoe navigatie een tijdafhankelijke wetenschap was geworden. Kompassen en kaarten, ontwikkeld in de elfde en twaalfde eeuw, hielpen navigators bij het bepalen van de peiling en richting, maar tijdmeting was essentieel om de afgelegde afstand te schatten. Het zandglas is misschien uitgevonden - of geperfectioneerd - voor gebruik op zee, waar gelijke tijdseenheden werden gemeten om de afstand te schatten; op het land daarentegen waren ongelijke tijdmetingen belangrijker omdat activiteiten afhankelijk waren van de lengte van de dag.
De grote vooruitgang in de maritieme wetenschap vond plaats in de twaalfde eeuw met de ontwikkeling van het magnetische kompas in Amalfi, Italië. Andere Italiaanse havensteden zoals Genua en Venetië droegen bij aan de astronomische vooruitgang in de navigatie, en toevallig was Venetië 's werelds grootste glasblazerij. Bovendien was het fijne marmerstof uit de steengroeven in Carrara perfect voor gebruik als zand in navigatiezandklokken. Naast het meten van tijd en afstand op zee, werden zandlopers gebruikt door de marines van verschillende landen om "de wacht te houden" of de tijd te meten dat de bemanning werkte. De scheepsjongen had de leiding over het draaien van de zandloper; om vroeg van zijn werk af te komen, zou hij "het zand doorslikken" of het glas omdraaien voordat het leeg was.
De meest bijzondere zandlopers werden gemaakt als cadeau voor royalty's. Karel de Grote (742-814) van Frankrijk bezat een 12-uurs zandloper. In de zestiende eeuw maakte de kunstenaar Holbein (1497-1543) spectaculaire zandlopers voor Hendrik VIII (1491-1547) van Engeland. Andere zandglazen bevatten meerdere instrumenten. Een zandglas dat in de zeventiende eeuw in Italië werd gemaakt, bevatte bijvoorbeeld vier glazen. Men had een kwartier zand; de tweede, een half uur zand; de derde, drie kwartier zand; en de vierde bevatte de maat zand van het volle uur. Sommige glazen hadden ook wijzerplaten met wijzers, dus bij elke draaiing van het glas kon met de wijzer het aantal windingen worden weergegeven om het cumulatieve verstrijken van de tijd aan te geven.
De bovenste en onderste bollen van elk glas werden afzonderlijk geblazen met open openingen of kelen. Om ze samen te voegen zodat het zand van de bovenste bol naar de onderste kon stromen, werden de twee helften van het glas aan elkaar gebonden met koord dat vervolgens werd bedekt met was. De glazen ampul met twee kegels kon pas omstreeks 1800 in één stuk worden geblazen.
Rond 1500 begonnen de eerste klokken te verschijnen met de uitvinding van de spiraalveer of drijfveer. Sommige door gewicht aangedreven klokken waren vóór 1500 gemaakt, maar hun grootte beperkte hun bruikbaarheid. Naarmate de drijfveer werd verbeterd, werden kleinere tafelklokken vervaardigd en werden de eerste horloges gemaakt. Door drijfveren aangedreven klokken maakten curiositeiten van clepsydra's en zandglazen, maar interessant genoeg werden de mooiste zandlopers na 1500 gemaakt als decoratieve stukken. Dit zijn de zandlopers die in musea worden uitgestald.
Tegen de 14e eeuw hadden veel particuliere huizen zandklokken voor huishoudelijk en keukengebruik. Preekglazen werden in kerken gebruikt om de lengte van de preek van de predikant bij te houden. Zandlopers werden ook routinematig gebruikt in de collegezalen van de universiteit van Oxford, in ambachtswinkels (om de werkuren te regelen) en in het Engelse Lagerhuis, waar klokken werden gebruikt om het stemmen aan te geven en de lengte van toespraken werd getimed op basis van zandklokken. Tijdens de hoogte van het zandglas droegen artsen, apothekers en andere artsen miniatuur- of zakzandglazen met een duur van een halve of een minuut om te gebruiken bij het timen van pulsen; de praktijk van het dragen van deze bleef tot de negentiende eeuw. Tegenwoordig worden miniatuurversies met drie minuten zand verkocht als eierwekkers en als reissouvenirs. Grotere zandklokken worden vandaag de dag nog steeds gemaakt van siermaterialen en in interessante stijlen voor gebruik als decoratie. Al deze meetinstrumenten (klokkaarsen, waterklokken en zandklokken) hebben het nadeel dat ze goed in de gaten moeten worden gehouden.
Grondstoffen
Glas voor zandlopers is hetzelfde materiaal als voor ander geblazen glas. Het wordt vervaardigd in buizen van verschillende lengtes door gespecialiseerde leveranciers om machinaal of met de mond te bakken en te vormen. Voorgevormde gloeilampen kunnen ook worden omgevormd tot zandlopers door ze samen te voegen aan de voet van de lampen. Evenzo kunnen potten aan hun nek aan elkaar worden gehaakt om zandlopers te maken; deze kunnen qua uiterlijk variëren van rustiek tot modern, afhankelijk van het "karakter" van de potten.
De monturen of behuizingen voor zandlopers staan open voor de grillen van de ontwerper. Grondstoffen bestaan meestal uit stukken fijn hout die kunnen worden bewerkt of gesneden om te passen bij een bepaalde stijl, decor, ontwerp of thema. Bamboe, hars en verschillende metalen zoals messing, brons en tin zijn ook prachtige omlijstingsmaterialen. Gespecialiseerde zandlopers worden in zulke kleine aantallen gemaakt dat grondstoffen voor beperkte tijd van externe bronnen worden gekocht 
De zandloper werd tot in de zestiende eeuw in West-Europa veel gebruikt als tijdwaarnemingsapparaat. Het ontwerp was eenvoudig. Twee bollen (ook wel flesjes of ampullen genoemd) van glas waren verbonden door een smalle keel zodat zand (met een relatief uniforme korrelgrootte) van de bovenste bol naar de onderste stroomde. Zandlopers zijn gemaakt in verschillende maten op basis van vooraf geteste metingen van zandstroom in verschillende maten bollen. In de zeventiende eeuw werd in Italië een montuur gemaakt met daarin vier zandlopers. Elke zandloper bevatte verschillende hoeveelheden zand. Men had een kwartier zand; de tweede, een half uur zand; de derde, drie kwartier zand; en de vierde bevatte de maat zand van het volle uur. probleem. Soms leveren klanten hun eigen materialen aan zandlopermakers. Eierwekker zandlopers zijn ook ingelijst in hout of plastic. Voor deze kleine voorbeelden kopen fabrikanten plastic chips van leveranciers en produceren ze frames in hun fabrieken door middel van spuitgieten of extrusie.
Zand is de meest complexe van de componenten van zandlopers. Niet alle soorten zand kunnen worden gebruikt omdat de korrels mogelijk te hoekig zijn en mogelijk niet goed door de hals van de zandloper stromen. Wit kwartszand, het zand dat wordt gevonden op sprankelend witte stranden, is aantrekkelijk, maar niet het beste voor het maken van zandlopers omdat het te hoekig is en niet soepel stroomt. Marmerstof, ander steenstof en steenmeel - poeder van het snijden van glas - en ronde zandkorrels, zoals die van rivierzand, zijn het beste voor zandklokken. Tijdens de middeleeuwen bevatten boeken voor huisvrouwen niet alleen recepten om te koken, maar ook om lijm, inkt, zeep en zand voor zandlopers te maken. Misschien is het beste zand helemaal geen zand; ballotini, kleine glaskralen of schot (zoals miniatuur knikkers met een diameter van ongeveer 40-160 micron [0.00016-0.0063-in of 0.0004-0.0016-cm] in diameter) worden gebruikt in zandlopers omdat hun ronde randen soepel door het glas vloeien. Bovendien kan ballotini in verschillende kleuren worden gemaakt, zodat het zand in de zandloper kan worden gekozen om te passen bij de inrichting van de kamer of bij een andere kleurvoorkeur.
Ontwerp
Ontwerp en conceptualisering zijn meestal het meest gecompliceerde onderdeel van het maken van zandlopers. De zandlopermaker moet een vakman, kunstenaar en public relations-expert zijn in het adviseren van klanten over de praktische aspecten van het ontwerp en de constructie van zandlopers. Bedrijven bestellen zandlopers als cadeau voor het jaar 2000, maar ze willen ook het karakter van hun bedrijf weerspiegelen of materialen gebruiken die bij hun producten horen. Nadat het ontwerp is voltooid, is de daadwerkelijke constructie van de zandloper relatief eenvoudig.
Ontwerpen van zandklokken kunnen ook aanzienlijk in grootte variëren. De kleinste bekende zandlopers zijn zo groot als een manchetknoop en de grootste zijn tot 1 m hoog. De glazen kunnen verschillende vormen hebben van rond tot langwerpig en kunnen gegraveerd worden. Meerdere (meer dan twee) glazen handschoenen kunnen aan elkaar worden gekoppeld, en meerdere zandlopers kunnen in hetzelfde frame worden gemonteerd en op een tourniquet worden gedraaid.
Volgens een vakman kent zandloperdesign geen grenzen. Hij ontwikkelt zijn eigen ontwerpen, maakt zandlopers op basis van ontwerpen of verzoeken van zijn klanten, of maakt ontwerpen die passen bij een bepaalde marktinteresse. Hij heeft zijn eigen handen gebeeldhouwd als monturen om de bril vast te houden, ongebruikelijke materialen zoals bamboe of marmer gebruikt om de monturen te maken, en een beroep gedaan op andere zandlopers, zoals de waterspuwer-gemonteerde zandloper in de filmversie van The Wizard van Oz, voor zijn inspiraties. Hij heeft zandlopers gemaakt met steenkoolzand, mijnbouwslakken, zand van de Chinese muur en polyethyleenharszand. Op televisie verkopen winkelnetwerken momenteel zandlopers met een futuristisch design, passend bij de belangstelling voor het nieuwe millennium.
Het fabricageproces
- Nadat het ontwerp en de materialen zijn geselecteerd, wordt het lichaam van de zandloper op een glasdraaibank geblazen tot een maat die past bij de maat (tijdsinterval) van de zandloper.
- Het frame is gemaakt; afhankelijk van het ontwerp kan het een enkel stuk zijn of meerdere stukken, inclusief een onder-, boven- en drie of vier palen. Deze vervaardiging is afhankelijk van het materiaal. Als het frame van hars is, kunnen er mallen worden gemaakt, wordt het hars erin gegoten en laat het uitharden, de stukken worden geschuurd of anderszins gladgemaakt en gepolijst, en ze worden in elkaar gezet. Framestukken kunnen worden gemonteerd om in elkaar te grijpen; of ze kunnen worden gelijmd, gebonden of gelast, opnieuw afhankelijk van de betrokken materialen.
- Een van de meest voorkomende misvattingen over zandlopers is dat er een formule is voor de hoeveelheid zand in het glas. De hoeveelheid zand in een bepaald zandloperontwerp of -vorm is niet gebaseerd op wetenschap of een meetformule. De soorten korrels, de rondingen van het glas en de vorm en grootte van de opening leggen te veel variabelen op de stroomsnelheid van het zand door het glas, zodat de hoeveelheid zand niet wiskundig kan worden berekend. Voordat de bovenkant van het frame wordt afgedicht, wordt zand toegevoegd en gedurende de voorgeschreven tijd door het glas stromen. Aan het einde van die periode wordt het zand dat in de bovenkant van het glas achterblijft, weggegoten en wordt het glas verzegeld.
Kwaliteitscontrole
Kwaliteitscontrole is inherent aan het maken van zandlopers omdat de ontwerper of fabrikant alle aspecten van het werk doet. De klant wordt ook betrokken bij het conceptualiseren van het ontwerp en het kiezen van materialen en kleuren. Het eindresultaat is dat klanten handgemaakte producten ontvangen die aan hun eisen voldoen en historische en artistieke associaties oproepen; zandlopers zijn esthetische ornamenten, in plaats van nauwkeurige uurwerken.
Bijproducten/afval
Afhankelijk van de gebruikte materialen ontstaat er bij de zandloperbouw geringe hoeveelheden afval. Hout dat is gesneden om het zandloperframe te maken, zal bijvoorbeeld wat afval opleveren. Glas dat te dun of gebrekkig is, kan worden gesmolten en opnieuw worden geblazen. Overtollige hoeveelheden zand kunnen worden bewaard voor toekomstig gebruik.
De Toekomst
De zandloper lijkt geen toekomst te hebben. Sterker nog, de prachtige vorm van het glas zelf en het op maat gemaakte frame en gekleurd zand kunnen worden gekozen voor decor, sfeer of gelegenheid. Hoewel de toekomstige productie misschien beperkt zal zijn, zal de zandloper als een object met oude associaties en ingebouwde elegantie altijd verzamelaars en degenen die de mysteries van kunst en tijd waarderen, aanspreken.
Productieproces