Zandloper

Achtergrond

Vóór de uitvinding van mechanische klokken, gebruikten uurwerken de beweging van de zon of eenvoudige meetinstrumenten om de tijd bij te houden. De zonnewijzer is misschien wel de bekendste antieke tijdwaarneming, en hij wordt nog steeds gemaakt als een populair tuinaccessoire – maar voor zijn visuele belangstelling, niet voor praktische tijdmeting. Stonehenge, het reusachtige monument van rechtopstaande stenen op de Salisbury vlakte in Wiltshire, Engeland, is wellicht 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 aan te geven. Vier basistypen konden binnenshuis worden gebruikt, ongeacht het weer of de tijd van de dag. De kaarsenklok is een kaars met lijnen eromheen getrokken om eenheden van tijd aan te geven, meestal uren. Door te observeren hoeveel van de lengte van een kaars in een uur brandde, werd een kaars van hetzelfde materiaal gemarkeerd met lijnen die intervallen van een uur aangaven. Een kaars van acht uur gaf aan dat er vier uur verstreken waren als hij tot voorbij vier streepjes opgebrand was. De klokkaars had het nadeel dat elke verandering in de lont of de was de brandeigenschappen zou veranderen, en zij was zeer onderhevig aan tocht. De Chinezen gebruikten ook een soort kaarsenklok met draden die werden gebruikt om de tijdsintervallen aan te geven. Als de kaars brandde, vielen de draden met metalen kogels aan het uiteinde naar beneden, zodat de aanwezigen in de kamer het verstrijken van de uren konden horen doordat de kogels op het dienblad met de kaars pingelden.

De olielampklok die tot in de achttiende eeuw werd gebruikt, was een variatie op en verbetering van de kaarsenklok. De olielamp klok had divisies gemarkeerd op een metalen steun die het glazen reservoir met de olie omringde. Naarmate het peil van de olie in het reservoir daalde, werd het verstrijken van de tijd afgelezen van de markeringen op de houder. Net als de kaarsenklok gaf ook de olielampklok licht, maar hij was minder gevoelig voor onnauwkeurigheden in de materialen of die veroorzaakt werden door tochtige kamers.

Waterklokken werden ook gebruikt om het verstrijken van de tijd aan te geven door water uit een vat in een ander vat te laten druppelen. Op het eerste vat werden de tekenen van de beweging van de zon aangebracht, en wanneer het water uit het eerste vat in een ander vat druppelde, gaf de daling van het waterpeil het verstrijken van de uren aan. De tweede bak werd niet altijd gebruikt om het water op te vangen en te recycleren; bij sommige waterklokken kon het water gewoon op de grond druppelen. Wanneer de waterklok van acht uur leeg was, waren er acht uren verstreken. De waterklok is ook bekend onder de naam clepsydra.

Geschiedenis

Zandglazen (ook zandglazen en zandklokken genoemd) kunnen door de oude Grieken en Romeinen zijn gebruikt, maar de geschiedenis kan alleen het feit documenteren dat beide culturen over de technologie beschikten om het glas te maken. De eerste beweringen over zandglazen worden toegeschreven aan de Grieken in de derde eeuw v. Chr. De geschiedenis suggereert ook dat zandklokken werden gebruikt in de Senaat van het oude Rome om de tijd van toespraken bij te houden, en dat de zandlopers steeds kleiner werden, mogelijk als indicatie voor de kwaliteit van de politieke toespraken.

De zandloper verscheen voor het eerst in Europa in de achtste eeuw, en is mogelijk gemaakt door Luitprand, een monnik aan de kathedraal van Chartres, Frankrijk. Tegen het begin van de veertiende eeuw werd het zandglas algemeen gebruikt in Italië. Het schijnt vanaf die tijd tot 1500 in heel West-Europa te zijn gebruikt. De zandloper of zandloper klok volgt precies hetzelfde principe als de clepsydra. Twee glazen bollen (ook wel flesjes of ampullen genoemd) zijn door een smalle keel met elkaar verbonden, zodat zand (met betrekkelijk uniforme korrelgrootte) van de bovenste bol naar de onderste stroomt. Zandglazen werden in verschillende maten gemaakt op basis van vooraf geteste metingen van de zandstroom in verschillende maten glazen bollen. Een behuizing of frame dat de bollen omsloot 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 op gang te brengen. Sommige zandlopers of sets van zandlopers werden in een draaibare houder gezet zodat ze gemakkelijk konden worden gedraaid.

De vroegste geschriften over zandlopers 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, 16 zandlopers bestelde. In 1380, na de dood van koning Karel V (1337-1380) van Frankrijk, bevatte een inventaris van zijn bezittingen een “grote zeeklok … in een grote houten, met koper ingebonden kist”.

John Harrison

John Harrison en zijn broer James werden door hun vader, Henry, geïntroduceerd in de klokkenmakerij. In die tijd maakte de klokkenmakerij, of horologie, een ontwikkelingsrevolutie door. Mechanische klokken bestonden al sinds de veertiende eeuw, maar bleven tamelijk primitief in hun werking totdat Christiaan Huygens in 1656 het gewicht-en-slinger-uurwerk uitvond. Een van de beperkingen was dat zij voor hun werking volledig afhankelijk waren van de zwaartekracht van de aarde. Dit betekende dat ze op zee geen nauwkeurige tijd konden bijhouden, en dat ze niet konden worden aangepast om te worden meegenomen. Zelfs het verplaatsen ervan door een kamer zou aanpassing vereisen.

De gebroeders Harrison gingen in 1728 aan de slag met de ontwikkeling van een marinechronometer. De motiverende factor was geld. In 1714 loofde de Engelse Admiraliteit een prijs van 20.000 pond uit voor iedereen die zeelieden een betrouwbare klok kon bezorgen die hen, in combinatie met waarnemingen van de hemel, op de hoogte kon houden van hun lengtegraad op zee. Zeelieden moesten voor het vinden van hun weg sterk op dead reckoning vertrouwen, wat vaak tot tragische gevolgen leidde.

De strategie van Harrison was een instrument te ontwerpen dat niet alleen inwendig nauwkeurig was, maar ook uitwendig stabiel. De Harrisons maakten verschillende modellen marine chronometers. Het vierde model bleek het meest succesvol te zijn. Op een negen weken durende reis van Engeland naar Jamaica in 1761, had het apparaat slechts een fout van vijf seconden.

Het bestuur van de lengtegraad, kennelijk misnoegd dat een gewone ambachtsman het begeerde doel had bereikt, stond 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 een onbehoorlijk onderzoek en eiste dat hij een vijfde model zou 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. De Raad van Bestuur weigerde nog steeds te capituleren. Uiteindelijk konden 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 negenenzeventigjarige leeftijd. Harrison leefde nog slechts 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 koers en richting, maar tijdmeting was essentieel voor het schatten van de afgelegde afstand. Het zandglas kan zijn 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 de 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 magnetisch 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 groeven van Carrara perfect geschikt om te worden gebruikt als zand in navigatiezandklokken. Zandlopers werden niet alleen gebruikt om op zee de tijd als afstand te meten, maar ook door de zeemachten van verschillende naties om “de wacht te houden” of de tijd te meten dat de bemanning werkte. De scheepsjongen was verantwoordelijk voor het draaien van de zandloper; om eerder klaar te zijn met werken, “slikte hij het zand in” of draaide hij het glas om voordat het leeg was.

De meest bijzondere zandlopers werden gemaakt als geschenk voor koningshuizen. Karel de Grote (742-814) van Frankrijk bezat een zandloper van 12 uur. In de zestiende eeuw maakte de kunstenaar Holbein (1497-1543) spectaculaire zandlopers voor Hendrik VIII (1491-1547) van Engeland. Andere zandglazen bevatten meerdere instrumenten. Zo bevatte een zandloper die in de zeventiende eeuw in Italië werd gemaakt, vier glazen. Het ene bevatte een kwartier zand, het tweede een half uur zand, het derde drie kwartier zand en het vierde bevatte het hele uur zand. Sommige glazen hadden ook wijzerplaten met wijzers, zodat bij elke draai van het glas het aantal omwentelingen met de wijzer kon worden aangegeven om het cumulatieve verstrijken van de tijd aan te geven.

De bovenste en onderste bol van elk glas werden afzonderlijk geblazen met open diafragma’s of kelen. Om ze samen te voegen, zodat het zand van de bovenste bol naar de onderste kon stromen, werden de twee glashelften samengebonden met koord dat vervolgens met was werd bestreken. De glazen ampul met twee bollen kon pas rond 1800 uit één stuk worden geblazen.

Omstreeks 1500 verschenen de eerste klokken met de uitvinding van de spiraalveer of hoofdveer. Vóór 1500 waren er al klokken met een gewichtsaandrijving gemaakt, maar de afmetingen daarvan beperkten hun bruikbaarheid. Naarmate de hoofdveer werd verbeterd, werden kleinere, tafelklokken vervaardigd en werden de eerste horloges gemaakt. Door de hoofdveer aangedreven klokken maakten curiosa van clepsydras en zandglazen, maar, interessant genoeg, werden de mooiste zandlopers na 1500 gemaakt als sierstukken. Dit zijn de zandlopers die in musea worden tentoongesteld.

Tegen de jaren 1400 hadden veel particuliere huizen zandklokken voor huishoudelijk en keukengebruik. In kerken werden zandlopers gebruikt om de duur van de preek van de dominee bij te houden. Zandlopers werden ook routinematig gebruikt in de collegezalen van de universiteit van Oxford, in ambachtelijke winkels (om de werktijden te regelen), en in het Engelse Lagerhuis, waar de klokken voor het stemmen en de lengte van de toespraken werden afgesteld op basis van zandklokken. Tijdens de bloeitijd van het zandglas droegen artsen, apothekers en andere medici miniatuur- of zakzandglazen met een duur van een halve of één minuut bij zich die ze konden gebruiken bij het timen van de polsslag; dit gebruik bleef tot in de negentiende eeuw bestaan. Tegenwoordig worden miniatuurversies met drie minuten zand verkocht als eierwekker en als reissouvenir. Grotere zandklokken worden ook nu nog gemaakt van siermateriaal en in interessante stijlen voor gebruik als decoratie. Al deze meettoestellen (klokkaarsen, waterklokken en zandklokken) hebben het nadeel dat ze goed in de gaten moeten worden gehouden.

Grondstoffen

Het glas voor zandlopers is van hetzelfde materiaal als dat voor ander geblazen glas. Het wordt vervaardigd in buizen van verschillende lengte door gespecialiseerde leveranciers voor het bakken en vormgeven door middel van een machine of door mondblazen. Ook voorgevormde gloeilampvormen kunnen tot zandlopers worden omgevormd door ze aan elkaar te haken bij de voet van de gloeilamp. Op dezelfde manier kunnen kruiken aan hun hals worden samengehaakt om zandlopers te maken; deze kunnen er van rustiek tot modern uitzien, afhankelijk van het “karakter” van de kruiken.

De frames of behuizingen voor zandlopers zijn open voor de grillen van de ontwerper. De ruwe materialen bestaan meestal uit stukken fijn hout die kunnen worden bewerkt of gesneden om bij een bepaalde stijl, decor, ontwerp of thema te passen. Bamboe, hars en verschillende metalen zoals messing, brons en tin zijn ook mooie materialen om in te lijsten. Gespecialiseerde zandlopers worden in zulke kleine aantallen gemaakt dat grondstoffen van externe bronnen worden gekocht voor beperkte

De zandloper werd tot in de zestiende eeuw in West-Europa op grote schaal gebruikt als tijdwaarnemingsinstrument. Het ontwerp was eenvoudig. Twee glazen bollen (ook wel flesjes of ampullen genoemd) werden door een smalle keel met elkaar verbonden, zodat zand (met betrekkelijk uniforme korrelgrootte) van de bovenste bol naar de onderste stroomde. Zandlopers werden in verschillende maten gemaakt op basis van vooraf geteste metingen van de zandstroom in verschillende maten glazen bollen. Een frame met vier zandlopers werd in de zeventiende eeuw in Italië gemaakt. Elke zandloper bevatte verschillende hoeveelheden zand. De ene bevatte een kwartier zand; de tweede een half uur zand; de derde drie kwartier zand; en de vierde bevatte het hele uur zand.

kwestie. Soms leveren klanten hun eigen materialen aan zandloperfabrikanten. Eier-timer zandlopers zijn ook ingelijst in hout of plastic. Voor deze kleine exemplaren kopen de fabrikanten kunststofsnippers van leveranciers en produceren zij de frames in hun fabrieken door middel van spuitgieten of extrusie.

Zand is de meest complexe van de onderdelen van zandlopers. Niet alle soorten zand kunnen worden gebruikt omdat de korrels te hoekig kunnen zijn en niet goed door de hals van de zandloper kunnen stromen. Wit kwartszand, het zand dat op stralend witte stranden te vinden is, is aantrekkelijk maar niet het beste voor het maken van zandlopers omdat het te hoekig is en niet soepel vloeit. Marmerstof, ander steengruis en steenmeel – poeder van glassnijders – en ronde zandkorrels, zoals die van rivierzand, zijn het beste voor zandklokken. In de Middeleeuwen stonden in boeken voor huisvrouwen niet alleen recepten voor het koken, maar ook voor het maken van lijm, inkt, zeep, en ook zand voor zandlopers. Misschien is het beste zand wel helemaal geen zand; ballotini, kleine glazen kralen of schotjes (zoals miniatuurknikkers met een doorsnede van ongeveer 40-160 micron) worden in zandlopers gebruikt omdat hun ronde randen soepel door het glas glijden. Bovendien kunnen ballotini in verschillende kleuren worden gemaakt, zodat het zand in de zandloper kan worden gekozen om bij het kamerdecor of een andere kleurvoorkeur te passen.

Ontwerp

Ontwerp en conceptualisering zijn meestal het meest ingewikkelde deel van het maken van zandlopers. De zandloper maker moet vakman, kunstenaar, en public relations expert zijn in het adviseren van klanten over de praktische aspecten van zandloper ontwerp en constructie. Bedrijven bestellen zandlopers als geschenk in verband met het jaar 2000, maar zij willen ook het karakter van hun bedrijf weergeven of materialen verwerken die met hun producten te maken hebben. Nadat het ontwerp is voltooid, is de eigenlijke constructie van de zandloper betrekkelijk eenvoudig.

Zandloperontwerpen kunnen ook aanzienlijk in grootte variëren. De kleinste bekende zandlopers hebben de grootte van een manchetknoop, en de grootste zijn tot 3 ft (1 m) hoog. De glazen kunnen verschillende vormen hebben, van rond tot langwerpig, en kunnen worden gegraveerd. Meerdere (meer dan twee) glazen kunnen aan elkaar worden gekoppeld, en meerdere zandlopers kunnen in hetzelfde frame worden gemonteerd en op een draaischijf worden gedraaid.

Volgens een ambachtsman kent het ontwerpen van zandlopers geen grenzen. Hij ontwikkelt zijn eigen ontwerpen, maakt zandlopers op basis van ontwerpen of verzoeken van zijn klanten, of creëert ontwerpen die aansluiten bij een bepaalde marktinteresse. Hij heeft een paar van zijn eigen handen geboetseerd als monturen voor de glazen, ongebruikelijke materialen zoals bamboe of marmer gebruikt om de monturen te maken, en zich laten inspireren door andere zandlopers, zoals de zandloper met waterspuwer in de filmversie van The Wizard of Oz. Hij heeft zandlopers gemaakt van steenkoolzand, mijnslakken, zand van de Chinese Muur en zand van polyethyleenhars. Op de televisie verkopen winkelketens momenteel zandlopers met een futuristisch ontwerp, in overeenstemming met de belangstelling voor het nieuwe millennium.

Het fabricageproces

1. Nadat het ontwerp en de materialen zijn gekozen, wordt het lichaam van de zandloper op een glasdraaibank op een maat geblazen die past bij de grootte (tijdsinterval) van de zandloper.
2. Het frame wordt gemaakt; afhankelijk van het ontwerp kan het uit één stuk bestaan of uit meerdere stukken, waaronder een bodem, een bovenkant, en drie of vier stijlen. Deze vervaardiging is afhankelijk van het materiaal. Als het frame van hars is gemaakt, kunnen mallen worden gemaakt, de hars wordt erin gegoten en uitgehard, de stukken worden geschuurd of anderszins glad gemaakt en gepolijst, en ze worden in elkaar gezet. De delen van het frame kunnen in elkaar passen, of ze kunnen worden gelijmd, gehecht of gelast, opnieuw afhankelijk van de betrokken materialen.
3. 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 gegeven zandloperontwerp of -vorm is niet gebaseerd op wetenschap of een meetformule. De soorten korrels, de krommingen van het glas, en de vorm en grootte van de opening leggen te veel variabelen op aan de snelheid waarmee het zand door het glas stroomt, zodat de hoeveelheid zand niet mathematisch kan worden berekend. Voordat de bovenkant van het kozijn wordt verzegeld, wordt zand toegevoegd en laat men het gedurende de voorgeschreven tijd door het glas stromen. Aan het einde van die tijdspanne wordt het in de bovenkant van het glas achtergebleven zand afgegoten en wordt het glas verzegeld.

Kwaliteitscontrole

Kwaliteitscontrole is inherent aan de fabricage van zandlopers omdat de ontwerper of fabrikant alle aspecten van het werk uitvoert. De klant is ook betrokken bij het conceptualiseren van het ontwerp en het kiezen van materialen en kleuren. Het eindresultaat is dat de klanten handgemaakte produkten ontvangen die aan hun eisen voldoen en historische en artistieke associaties oproepen; zandlopers zijn eerder esthetisch aangename ornamenten dan nauwkeurige uurwerken.

Bijproducten/Afval

Kleine hoeveelheden afval ontstaan bij het maken van zandlopers, afhankelijk van de gebruikte materiaalsoorten. Hout dat wordt gesneden om het frame van de zandloper te maken, creëert bijvoorbeeld enig afval. Glas dat te dun is of gebreken vertoont, 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. In feite kan de mooie vorm van het glas zelf en het op maat gemaakte frame en gekleurde zand worden gekozen om te passen bij decor, sfeer, of gelegenheid. Hoewel de toekomstige productie misschien beperkt zal zijn, zal de zandloper als voorwerp met antieke associaties en ingebouwde elegantie altijd verzamelaars en liefhebbers van de mysteries van kunst en tijd blijven aanspreken.