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Il Giornale degli Orologi

Tag: CEH

  • Rolex FAN (a led!) e altri progetti rimasti nel cassetto

    Rolex FAN (a led!) e altri progetti rimasti nel cassetto

    Riprendiamo il discorso sulla storia degli orologi elettronici...
    La “comunità d’interesse” del CEH non si esaurisce con la presentazione del Beta 21. Anzi, andrà avanti fino al 1999, occupandosi di studi via via diversi che daranno luogo a molte innovazioni e brevetti. In questo articolo puntiamo il faro in particolare su due progetti intrapresi quando il Beta 21 si avviava all’industrializzazione. Il primo è il cosiddetto progetto Gamma, il secondo il progetto Delta. Da quest’ultimo deriverà anche il Rolex FAN, un esemplare curioso rimasto praticamente sconosciuto. Rientra nel contesto anche il Bulova Thermatron, che in realtà conobbe la realizzazione ma fu ben presto abbandonato. Perché in effetti questi progetti hanno una cosa in comune: la loro esistenza è nota solo a un ritretto numero di appassionati. Per il resto, la Storia li ha tutti dimenticati.

    Il Progetto Gamma

    Il primo progetto riguardava un calibro da donna, contenuto in 20 mm di diametro. Si utilizza ancora una volta il diapason ma qui, oltre alla dimensione ridotta, si studia per trovare una soluzione che aumenti ancora la precisione e diminuisca il consumo di corrente. Il diapason tradizionale lavora in flessione, perciò la parte esterna dei bracci si estende e quella interna si comprime. Questo porta uno scambio di calore tra il lato flesso e quello esteso e quindi dissipazione di energia.

    Il problema si risolve inventando un diapason simmetrico a torsione. La torsione di un corpo non porta infatti alcuna variazione di volume e di conseguenza nessun transito di calore, opponendo perciò meno resistenza. I due bracci arcuati sono uniti da un asse centrale fissato alla cassa, che è anche l’elemento torcente; ad una estremità dell’arco ci sono i magneti e all’altro dei contrappesi. Il tutto deve essere relativamente voluminoso per ottenere un moto regolare. La bobina fissata sotto i magneti li spinge non verso l’esterno, come nei diapason tradizionali, ma uno verso l’alto e l’altro verso il basso, alternativamente. Lungo l’asse centrale è fissato l’indice che spingendo la prima ruota trasforma il moto di torsione in rotazione.

    Si procede anche a studiare due tipi di indici: uno tradizionale, con un indice fisso che trattiene la ruota mentre l’altro torna indietro; e un interessante sistema a doppio indice “push-pull” dove uno dei due è fissato sopra e l’altro sotto l’asse – in questo modo mentre uno dei due torna indietro l’altro va avanti.
    Il calibro così ottenuto misura 20 x 4,8mm e una precisione di meno di un secondo al giorno. Il progetto raccolse l’interesse di Rolex e di Jaeger-LeCoultre, che nel 1972 firmarono un contratto per realizzarlo. Ma col progresso travolgente dei quarzi venne accantonato definitivamente nel 1973.

    Il progetto Delta

    Nel 1970 il CEH aveva iniziato a studiare anche un orologio puramente elettronico, senza parti in movimento. Questo studio viene chiamato progetto Delta. È chiaro a tutti che la corrente di una sola pila non potrà mai bastare con la tecnologia dei Led disponibili all’epoca. Anziché usare cifre luminose per la lettura diretta, quindi, si emulano delle lancette con un display a matrice punti: questo perché i punti sono più piccoli, ne servono meno e quindi consumano molto meno.

    Poi si passa alla fonte di alimentazione supplementare: si piazza una cella solare al centro del display che di giorno ricarichi la batteria interna. Di giorno, infatti, servono punti più luminosi per leggere bene e il consumo aumenta di conseguenza. Il primo prototipo fu presentato nel 1972, ma i lavori proseguono fino al 1981, quando finalmente sono disponibili Led molto più parchi di corrente. A quella data però sembra che il progetto sia destinato a morire per mancanza di interesse da parte dell’industria. Finché non se ne interessa Rolex.

    Il Rolex FAN

    Siamo a metà anni Settanta. L’allora Presidente di Rolex, succeduto al fondatore Hans Wilsdorf, è André Heiningen, interessato agli orologi al quarzo per i quali cerca nuove idee di design. Accanto a lui c’è il Direttore tecnico René Le Coultre che sente parlare del progetto Delta. Sebbene sia consapevole che difficilmente raggiungerà la produzione, lo propone al suo capo. Heiningen lo approva. I due coinvolgono quindi gli esperti di elettronica del CEH Raymond Villeumier ed Edmond Zaugg, che seguivano gli studi del Delta. Nasce così il progetto Rolex FAN: l’acronimo sta per Forme ANalogique con cui lo si definisce in azienda.

    Tra il 1975 e il ’76, Le Coultre, Villeumier e Zaugg compiono tre viaggi negli Stati Uniti alla ricerca dei fornitori per realizzare praticamente i componenti: individuano HP per il display e Ceramic Systems per il modulo connettore multistrato. Il circuito integrato lo avrebbe prodotto il CEH, dell’assemblaggio si sarebbe occupata la Rolex stessa. Già nel 1975 il progetto Rolex FAN si concretizza nel calibro 7035.

    Anche qui l’idea è quella di emulare un quadrante analogico, ma con tecnologia a diodi luminosi: 7 led tratteggiano la lancetta dei minuti, altri 4 quella delle ore, i secondi sono rappresentati da un singolo led che scorre sotto la minuteria. Altri led sostituiscono gli indici delle ore: quelli al 3, 6, 9 e due led al 12 (al minuto 1 e 59 per l’esattezza) rimangono sempre accesi. La data è riportata in una tradizionale finestrella, ma è un display a due cifre visualizzate tramite 7 barre e si trova al centro del quadrante.

    Le peculiarità del Rolex FAN

    Messo a confronto con il progetto Delta, il Rolex FAN rivela alcune differenze. L’esemplare del progetto Delta doveva rimanere sempre acceso: per compensare l’elevato consumo di energia, ingloba alcune celle solari che ricaricano la pila. Un fotodiodo posto accanto al display della data provvede a regolare la luminosità e ad abbassarla durante la notte per limitare l’assorbimento di corrente, visto che al buio il consumo è tutto a carico della batteria.

    Il calibro 7035 invece non prevede l’accensione continua: la visualizzazione avviene su richiesta, tramite un apposito tasto. Con una singola pressione si provvede a illuminare i led, con due si accende il datario e con tre appare il mese al posto della data. Il fotodiodo rimane comunque per regolare la luminosità.
    Nel 1978 il Rolex FAN era già stato sviluppato in 5 prototipi. Però, a dispetto dell’investimento di milioni di franchi, Heiningen si rende conto che il risultato è troppo distante dalla filosofia Rolex. Quindi elimina il progetto.

    Il Bulova Thermatron

    Un’altra idea uscita dai cassetti del CEH e che invece è arrivata alla produzione è l’orologio termoelettrico, in cui l’alimentazione è assicurata da celle di Peltier. Queste sono composte da due piastrine di metalli diversi accoppiati; la differenza di temperatura presente tra i due metalli produce energia elettrica. Nell’orologio termoelettrico la lunetta e il fondello costituiscono le celle di Peltier. La prima, rivolta verso l’esterno, doveva risultare teoricamente più fredda; il secondo, a contatto con il polso, più caldo. Una differenza di 1,5°C tra il polso e l’ambiente bastava a produrre la corrente necessaria ad alimentare un orologio.

    Il nuovo progetto arriva sul mercato nel 1981 col nome di Bulova Thermatron: il movimento era un quarzo di derivazione Citizen con una batteria ricaricabile ed era circondato da celle di Peltier. Fu un clamoroso fiasco tecnico, che mise a dura prova le casse della Casa americana. Se non si indossava regolarmente l’orologio, la pila ricaricabile si scaricava del tutto e a quel punto le celle non erano più in grado di ricaricarla. La conseguenza fu che la maggior parte degli esemplari tornò in assistenza. Al giorno d’oggi è difficile trovare pezzi funzionanti sul mercato antiquario. Molti poi sono stati riconvertiti all’utilizzo di normali pile a bottone.

  • Il calibro GP-350: il quarzo di Girard-Perregaux detta legge

    Il calibro GP-350: il quarzo di Girard-Perregaux detta legge

    Come ho già scritto altrove, si racconta che l’orologio al quarzo sia stato inventato otto volte in tre diversi continenti. Una di queste volte sicuramente è dovuta a Girard-Perregaux: e la cosa curiosa è che alla Casa di La Chaux-de-Fonds sono stati sufficienti 5 anni e 5 persone per arrivare a confezionarlo in forma definitiva. Si chiamerà calibro GP-350 e racchiuderà tutti i componenti tipici di un quarzo come lo intendiamo ai nostri giorni. Ma partiamo dall’inizio.

    L’idea di Virchaux

    A metà degli anni Sessanta del secolo scorso, l’Amministratore delegato di Girard-Perregaux è Charles-Edouard Virchaux, uno dei generi di Otto Graef, che aveva comprato l’azienda nel 1928 dagli eredi dei fondatori. In quel decennio, lo abbiamo visto in altre occasioni, più o meno tutte le marche elvetiche sono impegnate a fondo nell’orologeria elettrica. Era attivo già da qualche anno il CEH, il consorzio che avrebbe realizzato il calibro Beta 21, il cui lavoro era però avvolto nel segreto più totale – neppure i soci sapevano cosa stavano facendo gli ingegneri.

    Virchaux intuisce che i progettisti del CEH stanno lavorando a un calibro al quarzo. Crede però che lo si possa realizzare anche senza andarsi a impegolare nel consorzio, in quel periodo simile a un buco nero capace solo di inghiottire quattrini senza produrre niente di concreto. Virchaux infatti è convinto di poter raggiungere lo stesso risultato con una spesa minima, realizzandolo in casa. E nell’intento coinvolge altre due manifatture che erano rimaste fuori dal consorzio: Jaeger-LeCoultre e Favre-Leuba. Il tempo gli darà ragione.

    I primi tentativi di Vuffray

    Virchaux si dà da fare. E nel settembre 1966 assume Georges Vuffray, all’epoca un giovane ingegnere elettrico di 26 anni alla ricerca del primo impiego. Gli mette a disposizione una piccola équipe e un discreto laboratorio elettronico, impiantato negli anni precedenti dal “collega” Jean-Pierre Jeanneret. Vuffray, del tutto digiuno di orologeria, ci si mette di buzzo buono, del tutto privo di preconcetti ma armato dell’energia e dell’entusiasmo dell’età. Anni dopo racconterà che non avrebbe mai accettato un simile compito se solo avesse saputo che sarebbe stato così “orrendamente difficile”.

    Vuffray segue un programma concordato con l’azienda in tre fasi essenziali. 1) Realizzare un orologio madre al quarzo. 2) Realizzare una pendulette al quarzo. 3) Realizzare un orologio da polso al quarzo. In pratica comincia con la messa a punto di un esemplare sovradimensionato, utilizzando un risonatore di quarzo destinato all’orologeria industriale. Poi, una volta capito come funziona, si applica alla miniaturizzazione. A questo punto, anche a lui si ripropongono gli stessi problemi che affliggevano gli altri sette inventori di orologi elettronici: dimensioni e consumi di motori e chip, delicatezza e forma del taglio delle pietre di quarzo.

    Soprattutto la questione dei consumi era quella su cui i progettisti del CEH si stavano arrovellando il cervello, convinti da Max Hetzel, l’inventore del diapason, che nessun motore passo-passo avrebbe mai avuto consumi nell’ordine dei microwatt. Tant’è che nel Beta 21 installano un risonatore concettualmente simile a un diapason. Per poter avere dei motori con consumi altrettanto bassi si dovrà attendere le decisive innovazioni di Seiko.

    Vuffray intanto va avanti per la propria strada. Sviluppa e brevetta un motore passo passo con bobina fissa cilindrica e rotore magnetico, di dimensioni contenute: 6 mm di diametro per 5 di altezza. Non ancora misure ideali, ma ci siamo quasi. Con questi componenti, Girard-Perregaux realizza i prototipi Elcron I e II, alimentati da 2 batterie, con una frequenza di 8.192 Hz e uno scarto di soli 0,02 secondi al giorno.

    Il viaggio Oltreoceano

    E siamo nel 1970. In aprile, alla Fiera di Basilea, il CEH lancia il Beta 21. Pur di non presentarsi proprio a mani vuote, Girard-Perregaux porta una fotografia (manipolata) di un calibro Elcron (non funzionante). Vuffray e il suo team si rendono conto di essere finiti in un cul-de-sac perché non riescono a miniaturizzare a sufficienza i componenti. Fino ad allora avevano avuto fornitori francesi, ma in quegli anni lo Stato transalpino aveva deciso che l’orologeria era un settore strategico. Era intervenuto in modo massiccio con molti mezzi finanziari alle imprese, ma aveva chiesto in cambio di non condividere tecnologia con gli svizzeri.

    Come altri prima di lui, anche Vuffray è quindi costretto a volare negli States per l’ormai consueto Grand Tour fra i produttori di componenti elettronici. Visita una ventina di società e alla fine trova Motorola, alla quale non par vero di trovare uno sbocco commerciale in Svizzera. La Marca dell’omonima autoradio sviluppa in men che non si dica il chip in cui riesce a infilare l’oscillatore, il divisore a 15 passi e il controllo del motore.

    La tappa succesiva, in Pennsylvania, procura a Vuffray un accordo con Reeves-Hoffman per la fornitura dei cristalli di quarzo. I componenti meccanici invece sono prodotti da Jaeger-LeCoultre almeno fino al 1978. Da quella data in poi sarà la stessa Girard-Perregaux a realizzarli in casa.

    Il calibro GP-350

    Dopo lo shopping americano, finalmente il lavoro riparte. L’anno seguente la Manifattura ha pronta una seconda generazione di orologi al quarzo, in cui il cui quarzo oscilla per la prima volta a 32.768 Hz. Frequenza che sarà poi assunta universalmente come standard universale. Alla fiera di Basilea del 1972 quindi c’è il lancio ufficiale del calibro GP-350. A pensarci col senno di poi, stupisce il fatto che il progetto, partito da zero con a capo una persona senza esperienza pregressa, presenti tutti i componenti tipici di un orologio al quarzo di oggi.

    Ne troviamo la descizione in un comunicato stampa di Girard-Perregaux di parecchi anni fa: «Il calibro GP-350 è dotato di un circuito integrato prodotto da Motorola che riunisce l’equivalente di 300 transistor in un’area di soli 5 mm quadrati. Il consumo è ridotto a 4 micro-ampere e consente una sufficiente autonomia delle batterie. La differenza di marcia è di un solo minuto l’anno. Per testare questo sviluppo all’avanguardia, Girard-Perregaux lo sottopone all’Osservatorio di Neuchâtel. Per la prima volta, degli orologi da polso al quarzo superano con successo i test statici e dinamici (urti, magnetismo, temperature differenti, ndr). Dopo 38 giorni di prove, nel 1971-1972, gli orologi al quarzo Girard-Perregaux sono certificati dall’Osservatorio di Neuchâtel, dimostrando la loro eccezionale precisione e affidabilità».

    Gli sviluppi successivi

    Le revisioni successive, ossia i calibri GP-351, 352, 353 e 354, saranno solo affinamenti. I tecnici lavoreranno infatti sulla diminuzione sia dei consumi, grazie a versioni migliorate del chip Motorola e del motore, sia delle dimensioni, grazie a pile più piccole. Intanto provvedono anche al montaggio in orizzontale dell’ingombrante tubo del quarzo, che ancora non era di tipo fotolitografico, successivamente sostituito da quarzi Ndk di produzione giapponese.

    La capacità della Manifattura di industrializzare il calibro-350 a un prezzo competitivo porta gli orologi al quarzo Girard-Perregaux a conoscere un grande successo commerciale. In particolare negli Stati Uniti, dove la presentazione al congresso del 24 Carat Club nel gennaio del 1972 riunisce l’élite degli orologiai americani a New York che lo approvano senza riserve.

    Così, oltre che nei Girard-Perregaux Quartz, il calibro GP-350 è montato all’interno di altri esemplari: i Master Quartz di Jaeger-LeCoultre, i Quartz 32768 Hz di Favre-Leuba così come i Chronomat Quartz di Breitling. Il costo finale è di notevolmente più basso di quello del Beta 21, per via della costruzione senza rubini e della presenza di alcune ruote in teflon, che lo rendono molto robusto sebbene non bellissimo a vedersi. Un GP-352 in acciaio arrivava nei negozi a 480 franchi, contro gli 8.500 di un IWC Beta 21 in oro e i 45.000 di quello in platino.

    Alla fine Girard-Perregaux produrrà più di 20.000 esemplari del calibro GP-350, per il proprio catalogo e per altre marche. Oggi non è relativamente facile trovarne esemplari funzionanti. Le origini principali dei guasti riguardano il modulo elettronico, montato su un foglio di Pvc, e la rottura del cristallo di quarzo. Qualche anno più tardi, nel 1975, la Manifattura poi deciderà di dedicare ai progressi nel settore del quarzo una nuova creazione: il Laureato. Ma questa è un’altra storia.

  • Longines Ultra-Quartz: l’incredibile calibro 6512

    Longines Ultra-Quartz: l’incredibile calibro 6512

    Qualcuno si è divertito a calcolare che l’orologio al quarzo sia stato inventato 8 volte in 3 continenti diversi. Una di queste invenzioni porta la firma di Longines e risale al fatidico anno 1970: il calibro 6512, più noto come Longines Ultra-Quartz.
    Longines era tra i membri del consorzio CEH, che abbiamo conosciuto nelle scorse puntate, e il suo Direttore tecnico, Aurèle Mairie, faceva parte del Consiglio di amministrazione. Mentre il Beta 21 era ancora in fase di gestazione, Monsieur Mairie si rese conto che quel movimento sarebbe risultato molto costoso da produrre, principalmente a causa del chip integrato con il divisore di frequenze. All’epoca il mondo della microelettronica era ancora in fase embrionale e le aziende non erano certo rientrate dagli investimenti. Fu così che Longines decise di produrre in casa un proprio movimento, più economico.

    Già dagli anni ’50, la Casa della Clessidra alata collaborava con la Golay. Nel corso del decennio successivo, insieme riuscirono a produrre un prototipo di orologio elettromeccanico a bilanciere con contatto elettrico, il calibro 400, del tutto simile a quelli della concorrenza – ad eccezione dell’Accutron. Nel 1965 la sinergia Longines/Golay realizzò un orologio nautico con un quarzo da 12.000 Hz, 25 transistor e tre pile: il calibro 800, che nello stesso anno stabilì un nuovo record di precisione dell’Osservatorio di Neuchâtel. Per la cronaca, Longines si aggiudicò di nuovo il primo premio nel 1966 e 1968 con degli orologi da tasca.

    L’isola del Diavolo

    Il nuovo progetto prese vita nel 1963 nei laboratori di ricerca Longines chiamati Ile du Diable (Isola del Diavolo): che, a dispetto del nome sinistro, non si trovavano su un’isola e non avevano nulla a che fare con qualsivoglia entità maligna. Golay aveva disegnato un circuito elettronico del tutto originale, che sarebbe rimasto un unicum nella storia dell’orologeria, anche successivamente. Era composto da 14 transistor, 19 resistenze e 7 condensatori, non integrati in un chip ma saldati a mano, singolarmente. Il quarzo, come per tutti all’epoca, era a forma di grossa barra (26x6x3 mm) e aveva una frequenza di 9350 Hz. Non c’era alcun circuito divisore: esistevano invece due circuiti oscillatori separati, il primo dei quali eccitava il quarzo a 9350 Hz e il secondo lavorava sul motore a 170,66 Hz. Il rapporto era quindi di 48/1: in caso di errore generava un segnale di correzione della frequenza del motore.

    Dal punto di vista concettuale, il motore è uguale a quello del Beta 21: un risonatore con bobina mobile e magneti permanenti fissi. La bobina non ha alcun tipo di protezione e i fili corrono liberi sul braccio del risonatore, il che lo rende estremamente delicato (uso il tempo presente perché, mentre scrivo, ho un Longines Ultra-Quartz proprio davanti a me, che mi fa venire i brividi ogni volta che lo apro). Al braccio del risonatore è solidale un cricchetto con rubino, che spinge una ruota a 170 denti da 0,024 mm, in posizione verticale (cioè a 90° rispetto alle altre). Il moto si trasmette al resto del treno per mezzo di una vite senza fine. I tecnici Longines misero a punto un olio speciale, meno viscoso, appositamente per questa ruota – che oltretutto esiste anche nel Bulova 221, un calibro di dimensioni sorprendentemente ridotte destinato agli orologi da donna.

    Il Longines Ultra-Quartz sul mercato

    Il design molto simile al Beta 21 provocò una discussone con il CEH, ma Longines riuscì a dimostrare – non si sa come, a dire il vero – che i due movimenti non avevano praticamente nulla in comune. Sta di fatto che nel 1970 il calibro 6512 non era ancora pronto. Per avere qualcosa da mostrare al pubblico, Longines acquistò 600 movimenti Beta 21 e li incassò in un esemplare chiamato Quartz-Chron. Un orologio piuttosto grosso e non proprio aggraziatissimo, perché il movimento rettangolare era stato infilato in una cassa circolare. Solo l’anno dopo Longines riuscì finalmente a presentare il calibro 6512 – il cosiddetto Longines Ultra-Quartz: lo tenne in produzione dal 1971 al ’73 e ne realizzò 2000 esemplari.

    Il Longines Ultra-Quartz ha dato vita a due modelli di cassa, tipicamente anni Settanta: una rettangolare, che ospita il movimento – pure “di forma” – in orizzontale; l’altra tonneau, che dissimula la forma rettangolare del calibro inserito in verticale. L’aspetto, vincolato dalle dimensioni del movimento, è in entrambi i casi elegantemente massiccio. La corona si trova sul fondello e la cassa è composta da due pezzi, serrati da due mollette poste tra le anse. Sollevando e girando la corona si regola l’ora; ruotandola in senso antiorario da abbassata si imposta la data.

    Per concludere

    Dal punto di vista costruttivo, il Longines Ultra-Quartz è rimasto lettera morta: nessuno dei suoi princìpi di funzionamento alla fine avrà un futuro. Ma ha certo lasciato il segno nella storia dell’orologeria. Con la sua estetica sperimentale, radicalmente diversa sia da quello che c’era stato prima sia da ciò che è venuto dopo, rappresenta un’epoca di marcata e continua evoluzione.

    Nelle prossime puntate vedremo come altre maison abbiano cercato la propria strada verso la precisione del quarzo.

  • Il Beta 21, il CEH e la corsa al quarzo – parte 2: l’industralizzazione

    Il Beta 21, il CEH e la corsa al quarzo – parte 2: l’industralizzazione

    Proseguiamo il discorso sulla nascita del primo movimento al quarzo di fabbricazione svizzera. Dopo le vicende degli esordi, entriamo nel vivo della produzione e vediamo chi (e come) ha utilizzato il Beta 21…

    Per la produzione industriale del Beta 21 le case svizzere avevano avviato un consorzio nel 1968 e la realizzazione era affidata a tre diverse industrie. Il CEH stesso produceva il modulo elettronico col circuito integrato, il motore col risonatore era prodotto da Omega, mentre la parte meccanica usciva dalla fabbrica della Ebauches S.A.

    Il costo industriale del Beta 21 non era da meno del Seiko: migliaia di franchi. Come previsto fu relegato nella fascia alta di mercato, tanto che quasi tutti i produttori lo hanno incassato in oro, il che ne provocherà la prematura sparizione dal mercato negli anni seguenti. Oggi è pressoché impossibile trovare esemplari dei modelli con cassa in oro e con un marchio che non abbia un proprio valore riconosciuto. Se è ancora fattibile trovare i Rolex non c’è praticamente un solo Bulova che si sia salvato dal crogiolo del fonditore.

    Chi monta il Beta 21

    Il calibro Beta 21 è incassato da ben 16 marche. Fin da subito però i bassi volumi e gli alti costi rendono chiaro a tutti che questo è solo un prodotto di transizione, commercializzato così com’è nell’attesa che le conoscenze acquisite tramite CEH si riversino in qualcosa di più maturo e personalizzato. Il fatto che il movimento sia uguale per tutti in un mondo poco abituato alla collaborazione lo fa sentire un estraneo a qualsiasi segmento di clientela. Al giorno d’oggi che molti orologi montano calibri tutti uguali, spesso di provenienza orientale, non ci si farebbe neanche caso.

    Alla fine i numeri saranno bassi ma non minuscoli: 6.000 esemplari di Beta 21 e 50.000 di Beta 22. Quest’ultimo è venduto solo da Omega con i nomi di 1301 e 1302, e presenta solo aggiornamenti all’elettronica che seguono il progresso nella miniaturizzazione dei componenti. Per riscontro, il Seiko 35SQ è stato prodotto in soli 1.800 esemplari. A parte Omega e IWC, tutti gli altri produttori metteranno sul mercato un solo lotto di orologi ricavato dalla loro parte dei 6.000 calibri. Qualcuno – come Bulova e Longines – si fermerà alla produzione di prototipi. Alcuni, tra cui Rolex, usciranno dal CEH per dedicarsi allo sviluppo di calibri in proprio.

    I produttori

    Omega

    Omega sarà alla fine il maggior produttore, con oltre 50.000 esemplari. La prima versione viene denominata Omega 1300, incassata in un massiccio Constellation di forma rettangolare e con la corona a sinistra.

    Successivamente produrrà il calibro 1301, sempre per la linea Constellation, in cassa forse ancora più massiccia ma con quadrante rotondo. La corona passa a destra. La differenza col 1300 si limita all’elettronica evoluta, ma comunque intercambiabile con la precendente versione, e al disco della data con i numeri leggermente sfalsati rispetto al precedente per adattarsi al montaggio ruotato di 180°. Il datario resta comunque al 6. Il diminuito consumo permette di montare una pila più bassa.

    Infine, il calibro 1302, privo di datario e sfera secondi. L’albero dei secondi è presente ma tappato da un rubino incastrato nel corrispondente foro nella sfera dei minuti. Lo scopo era di avere un movimento più piccolo (la ruota del datario fuoriesce dal profilo rettangolare) e soprattutto più basso (mancando il ponte del datario), tanto che le misure dei 1302 non si discostano da quelle usuali del periodo.

    IWC

    Anche IWC produrrà più lotti, col nome di Quartz Electronic. Prenderanno i nomi di C.2001 nel 1971 e C.2002 nel 1974. Il primo lotto uscirà in elegante cassa di forma: in acciaio, oro bianco, giallo e platino, in 150 esemplari per tipo di metallo. Il secondo lotto vedrà una massiccia cassa con bracciale integrato della linea Da Vinci. IWC iInfine sarà l’unico produttore a ricavarne un orologio da tasca. La produzione del 2002 alla fine conterà 9.600 pezzi.

    Longines

    La Casa della Clessidra alata produsse il Quartz-Chron, un orologio abbastanza massiccio. Non è chiaro se sia rimasto allo stadio di prototipo o se abbia effettivamente raggiunto il mercato, poiché la maison era spaventata dal costo della soluzione offerta dal CEH, specialmente del chip integrato. Per questo motivo non aveva mai abbandonato il lavoro in proprio.

    Da tempo si dedicava infatti alla ricerca col segretissimo “progetto clessidra”, che già nel 1962 aveva dato luogo al calibro L400 elettronico con bilanciere, per esemplari da polso, e nel 1965 al calibro 800 al quarzo per gli apparati di bordo. Alla fine il sodalizio con il CEH non è comunque vano. Molti dei concetti finiscono nel 6512: un calibro che ha un aspetto ancora più “sperimentale” del Beta 21, una vera meraviglia di saldature. D’altronde, quello che non metti nel chip lo devi pur montare sotto forma di componenti discreti.

    Bulova

    La Casa americana è uscita con una limitata produzione, chiamata come la precedente generazione: Accuquartz. Il calibro 10EACD era montato in orologi dall’aspetto molto massiccio, con cassa in oro e corona a sinistra.

    Bulova in un primo momento aveva adattato il quarzo all’attuale linea di produzione dei diapason: presentò così il calibro 224 Accuquartz, in cui il diapason perde la funzione di cadenzare il tempo e funziona da solo motore alla stessa guisa del risonatore CEH. Nel 1977 presenta il 242, un movimento al quarzo “classico”, in realtà prodotto da Citizen.

    Rolex

    Inizialmente il Rolex 5100 sembra un successo. I primi 1.000 pezzi vengono esauriti addirittura in prevendita, ma sarà un fuoco di paglia. L’interesse scema subito. Le cause sono da ricercare nel design poco riuscito, molto massiccio (40 mm) a causa della forma e dimensioni del calibro, e diverso dalla produzione del periodo, tanto che sul quadrante riporta solo la scritta “Quartz” e non “Oyster”. L’aspetto gli farà guadagnare il nomignolo di “Texano”.

    Infine, il fondello a scatto fa ulteriormente storcere il naso al pubblico. Il vero problema era però culturale: sia per la Casa che per la clientela non era un vero Rolex. Eppure, tra i suoi pregi, sarà per esempio il primo Rolex a montare un vetro zaffiro. E poi l’acquisto della seconda e ultima serie numerata, realizzata dalla Casa, dà diritto all’iscrizione al Rolex Quartz Club e a visitare la sede di Ginevra.

    Alla fine ne verranno prodotti 900 esemplari in oro giallo e 99 (c’è chi dice 100) in oro bianco. La produzione cessa nel 1972. La Casa della Corona abbandonerà anche il consorzio CEH nello stesso anno e nel 1977 presenterà il calibro 5035-5055 “Oysterquartz”, che verrà prodotto in 25.000 esemplari ininterrottamente fino al 2001.

    Altri marchi

    Passiamo in rassegna velocemente la produzione di altri marchi. A cominciare da Rado, che realizza il Rado Quartz 8192, calibro 412A, in 400 esemplari.
    Jaeger-LeCoultre produce 200 pezzi col nome, poi riutilizzato, di “Masterquartz”. Non è dato sapere se siano stati effettivamente messi in vendita.
    Bucherer fabbrica dei modelli chiamati semplicemente “Quartz”; quello con la cassa poligonale misura ben 46 mm di diametro.
    Patek Philippe produce il Calibro 2420 su base Beta 21 e Beta 22, in varie fogge, tutte in oro (bianco o giallo).
    Piaget si serve sia del Beta 21 che del 22, fino al 1976, quando esce con il proprio calibro al quarzo.

    La tecnica del Beta 21

    Il movimento è composto (anche visivamente) da tre parti distinte. La prima è il modulo elettronico, montato su una schedina la cui faccia superiore è occupata dal circuito integrato che contiene i divisori e l’alimentazione del motore. I divisori sono soltanto 5 perché si deve passare dagli 8192 Hz del quarzo ai 256 del motore. Oggi sono 15, perché si passa da 32.768 Hz a 1.

    Poi c’è la faccia inferiore, che nella prima versione è occupata interamente dal tubo del quarzo, che nelle versioni successive della schedina – se ne conoscono almeno 4 – si ridurrà progressivamente di dimensioni. Il motore, come detto, è composto da un risuonatore fissato elasticamente al ponte. A un estremo ha un magnete permanente, dall’altra un contrappeso. A un quarto circa della lunghezza, dal lato del contrappeso, è fissato il cricchetto con rubino in cima che impegna una piccola ruota (3 mm) con 200 denti. Due bobine fissate al ponte sono attraversate dalla corrente elettrica 256 volte al secondo, mettendo in vibrazione il risuonatore.

    La terza e ultima parte è il modulo meccanico, con o senza datario. Il datario avanza premendo la corona e ruotandola in senso antiorario.

    Conclusioni

    Questa invenzione ha un’importanza che va al di là dei numeri di vendita o della sua durata: 4 anni di produzione per 56.000 esemplari non sono di per sé cifre da storia dell’orologeria. È evidente che il CEH abbia messo in vendita un progetto ancora immaturo allo scopo di monetizzare gli 8 anni di ricerca fin lì spesi e soprattutto non farsi battere sul tempo dai giapponesi.

    Tuttavia, contano soprattutto le ricadute su tutti i progetti successivi, che alla fine sono affinamenti e miniaturizzazioni di componenti che qui sono già presenti – fatto salvo il motore passo-passo, che grazie al costo e consumo di corrente diminuito sarà possibile montare al posto del risonatore. Quest’ultimo passo verrà compiuto dall’industria svizzera l’anno successivo da Girard-Perregaux col calibro 350. Se avete fatto caso questo nome è l’unico che non ho ancora citato. Fin da subito la Manifattura non è salita sul treno del consorzio CEH, ma si è sviluppata in casa il proprio movimento al quarzo. Questa però è un’altra storia: ne parleremo presto…

  • Il CEH, la corsa al quarzo e il Beta 21 – parte 1: gli esordi

    Il CEH, la corsa al quarzo e il Beta 21 – parte 1: gli esordi

    Riprendiamo il discorso sugli orologi elettrici e sull’avvento degli elettronici. Come abbiamo visto nelle precedenti puntate, per oltre un decennio gli orologi hanno avuto la pila ma non il quarzo. Ora arriviamo alla nascita del primo movimento al quarzo realizzato in Svizzera: il celebre Beta 21, prodotto dal CEH, un “consorzio” cui partecipavano una ventina di grandi marche…

    Le leggi della fisica recitano che la precisione aumenta all’aumentare della frequenza. La meccanica, pur portata al limite, al massimo è arrivata a 50 Hz con i cronometri sovietici in grado di misurare il centesimo di secondo. Molti orologi elettrici mutuano il bilanciere dai meccanici e in sostanza si limitano a sostituire la molla di carica con l’energia elettrica. Per questo non riescono ad andare oltre le poche oscillazioni al secondo. Fa eccezione l’Accutron, che arriva a 360 Hz.

    Si capisce quindi perché il quarzo abbia sempre affascinato gli orologiai. Si tratta di una pietra che – opportunamente tagliata – può raggiungere le decine di migliaia di oscillazioni al secondo. Prima di arrivare al fatidico 1969, anno che stravolge l’orologeria, occorreranno però decenni di ricerche e di altre invenzioni.

    Per farla breve possiamo partire dal 1927, quando nei laboratori della Bell Telephones viene creato il primo orologio al quarzo. «Di già?», potreste esclamare. Sì: solo che il quarzo ha le dimensioni di un bidone. Occorre iniziare a miniaturizzare e a contenere i consumi. Un altro passo fondamentale sarà l’invenzione, nel 1954, delle pile a bottone. Decenni di esperimenti – furono testate persino batterie fatte a banana per adattarsi allo spazio disponibile nelle casse – dimostrarono che ogni altra forma portava inevitabilmente alla perdita di acido molto prima dell’esaurirsi degli elettroni.

    Il CEH

    Arriviamo quindi al 1960, quando gli svizzeri si svegliano: Gérard Bauer, l’allora Presidente della Fédération de l’industrie horlogère suisse, di formazione diplomatico (era stato anche ambasciatore a Parigi), si convince che il progresso verso l’orologeria elettronica sia inevitabile. Soprattutto, afferma, «Americani e Giapponesi non ci chiederanno il permesso per progettare orologi elettronici».
    Cerca dunque di convincere in tutti i modi i produttori svizzeri a finanziare per la prima volta nella storia la nascita di un laboratorio di ricerca comune. Quindi “ruba” alla General Electric Roger Wellinger, il quale a sua volta trova i primi 12 ingegneri capaci di impegnarsi nei nuovi studi.

    Così, il 30 gennaio 1962 a Neuchâtel, nasce il CEH, Centre Eléctronique Horloger. Che ha come obiettivo quello di “creare un orologio da polso elettronico con almeno un vantaggio rispetto agli orologi esistenti”. Si decide di tenere segreti i risultati delle ricerche persino ai soci finanziatori, le principali case di orologeria, per evitare che qualcuna utilizzi i risultati prima delle altre.
    Nel 1966 il CEH assume anche Max Hetzel, l’inventore degli Accutron: il quale nel 1963 aveva già lasciato Bulova e New York per entrare al Laboratoire Suisse de Recherche Horlogère (LSRH) di Neuchâtel.

    Il progetto Alpha

    Negli anni ‘60 si pensava che il diapason avesse ancora una lunga vita davanti a sé, e che il progetto originale dell’Accutron 214 avesse ampio spazio per miglioramenti. In particolare, il diapason dell’Accutron era simmetrico solo su un asse, per cui risentiva pesantemente della posizione spaziale. Se la precisione a parità di posizione era di ±2 secondi al giorno, lo scarto tra dritto e rovesciato era ±4,5 sec/giorno.

    Per esplorare questo spazio viene avviato il progetto Alpha sotto la direzione di Heinz Waldburger, un matematico assunto dal CEH. Che concepisce un diapason simmetrico su due assi in modo da liberarsi dell’errore di posizione. Questo diapason ha forma di “8” schiacciato o, se preferite, di “H” con le gambe cave, ed è imperniato al centro. Nel 1964 il progetto è presentato alla commissione scientifica diretta da Pierre de Haller, che lo accoglie tiepidamente. Tutti sono infatti coscienti che la possibilità di infrangere brevetti Bulova è poco concreta.

    Nonostante ciò, e nonostante la concorrenza interna degli altri progetti che sembrano promettere meglio, Alpha va avanti. Inaspettatamente, però, il 30 aprile 1966 Waldburger si dimette. Il progetto Alpha è allora affidato a un suo collaboratore, Kurt Wolff, che dovrà risolvere principalmente i problemi di trattamento termico del diapason e – tanto per cambiare – di tenuta stagna delle pile cilindriche specifiche per questo calibro. Wolff, però, viene improvvisamente a mancare il 13 giugno 1966. A questo punto la direzione del CEH recepisce i segnali inviati dal destino e chiude il progetto nel marzo 1968. Il progetto Alpha si rivela alla fine troppo conservatore rispetto agli altri e apporta solo marginali miglioramenti.

    Hetzel e lo Swissonic

    Nel frattempo Max Hetzel, che pur essendo entrato nel CEH fa un po’ azienda a sé, sta sviluppando un proprio progetto, il cui nome è Swissonic. Anche il suo scopo è migliorare il movimento al diapason e al contempo superare i suoi stessi brevetti, rimasti in mano a Bulova. Lui suggerisce, nel 1965, di trattare in ogni caso con la sua ex-azienda per vedere di ottenere una licenza. È convinto infatti che un orologio da polso al quarzo sia irrealizzabile per gli eccessivi consumi di tutti i componenti.

    Questa tenace contrarietà personale trova sponda nella Direzione e nella commissione scientifica. D’altronde Hetzel è il Deus ex machina del diapason e l’unica persona all’interno del consorzio che sia riuscito a portare un progetto dal foglio bianco alla produzione industriale di massa, con oltre 5 milioni di esemplari prodotti.

    Il primo prototipo vede un diapason sempre simmetrico su un solo asse, ma di una forma particolare pensata per ridurre l’errore posizionale. I bracci del diapason seguono il bordo del calibro e ospitano all’interno la pila. La frequenza iniziale è 480 Hz, ma l’idea è portarla a 720. Nel frattempo, con la solita abilità, Hetzel si occupa anche di allestire la linea di produzione per realizzare 5.000 prototipi in 3 anni con 3 milioni di franchi di budget.

    Nel 1966 un prototipo viene portato al Concorso di cronometria dell’Osservatorio di Neuchâtel, dove prende un punteggio di 2,25. Lo scorno è che nello stesso anno partecipa anche un prototipo di ESA MoSaBa – il futuro calibro 9162, che prende 1,64 (i valori più piccoli sono migliori). Il segreto sta nel diapason simmetrico su due assi e con contrappesi, come nel progetto Alpha. L’anno successivo ESA fa ancora meglio con 0,93. Il problema principale dello Swissonic è che, così com’è, vìola ancora i brevetti Bulova. Si decide perciò di fermare anche questo progetto per concentrarsi su quello più promettente di tutti: il Beta.

    Il Megasonic di Omega

    Nel 1969 Max Hetzel si sposta alla Elresor SA, una sussidiaria di Omega, portandosi dietro il progetto, sul quale registra altri 4 brevetti. Lì ridisegna il movimento: per raggiungere i 720 Hz senza alzare i consumi si inventa un diapason asimmetrico, dove i due rebbi, a causa delle diverse dimensioni e masse, vibrano a due frequenze diverse pur avendo lo stesso consumo di un diapason simmetrico. In questo modo il braccio più leggero arriva ai 720 Hz richiesti.

    Per oltrepassare definitivamente i brevetti Bulova, sul braccio più piccolo applica un micromotore (6×1,5 mm), che lui chiama “topo”. All’interno del quale, in un bagno d’olio, si trovano due indici, che scuotendosi fanno girare una minuscola ruota; la quale poi trasmette il moto per via magnetica alla prima ruota e da lì, sempre magneticamente, il moto raggiunge la seconda. È il calibro Megasonic, industrializzato come Omega 1220/1230 e venduto fino al 1975. Il canto del cigno dell’orologeria elettrica senza quarzo.

    Il CEH e il progetto Beta

    Torniamo ora al CEH: l’unico progetto rimasto è il Beta. Diretto da Max Forrer, era così segreto che neppure Hetzel era a conoscenza dei risultati notevoli che aveva raggiunto. Nell’ambito del Beta, ci si rende conto che occorre un chip integrato. Come sorgenti per la misurazione del tempo si valuta di tutto, persino di utilizzare il tempo di disintegrazione di un pezzo di plutonio! Fu studiata anche la possibilità di un orologio radiocontrollato, sulla frequenza dei 75 Hz. Quest’ultimo progetto fu fermato nel 1969 dopo 1000 prototipi, ma l’idea è poi stata realizzata davvero con i ricevitori DCF.

    Alla fine si decide per il quarzo, tagliato in forma di barra in dimensioni tali da vibrare a 8.192 Hz. Ai tempi il quarzo si tagliava a mano, per cui le dimensioni erano ragguardevoli e la frequenza di vibrazione bassa, il che portava anche il vantaggio di non dover integrare troppi circuiti divisori, che consumavano molta energia. Si incontrano notevoli problemi nel tagliare il quarzo a mano e soprattutto nell’incapsularlo sottovuoto. All’epoca non c’erano macchine pensate per ricavare il vuoto in un contenitore così piccolo.

    La forma di barra era anche molto facile alle rotture. La produzione del quarzo accumulerà un tale ritardo che si rivelerà fatale nella gara con Seiko. Il cristallo di quarzo doveva essere prodotto da Oscilloquartz, che però dedica pochi uomini e mezzi all’operazione, perdendo quei pochi mesi che faranno scivolare la presentazione all’anno successivo.

    Dal momento che l’orologio avrebbe comunque avuto delle lancette, occorreva in ogni caso sviluppare un motore. I motori passo-passo tipo Lavet esistevano da anni, ma avevano consumi eccessivi. Il progetto Beta si sdoppia per studiare due soluzioni alternative: Beta 1 avrebbe utilizzato un motore passo-passo a 0,5 Hz (mezzo giro al secondo), mentre Beta 2 un risuonatore asimmetrico a 256 Hz. La battaglia la vince quest’ultimo perché consuma molto meno, ma la guerra sarà vinta dai motori passo-passo dopo che Seiko migliorò l’idea di Lavet, abbassando di molto i consumi e creando quel motore che a tutt’oggi muove miliardi di orologi al quarzo.

    Gara tra prototipi del CEH

    La decisione di non diffondere alcun dettaglio prima di avere prototipi funzionanti crea una certa ansia nelle varie maison socie e finanziatrici del CEH. E non si può loro dare del tutto torto: per 5 anni non esce assolutamente niente da un laboratorio con 24 ingegneri impiegati a tempo pieno. In realtà serpeggiava anche un sentimento ambiguo nella mente dei produttori: la nuova tecnologia avrebbe potuto danneggiare le vendite dei tradizionali orologi meccanici.

    I sistemi Beta 1 e 2 sono infine presentati al CdA del CEH nell’agosto 1967, e nel dicembre è organizzato un seminario per i finanziatori. I due progetti erano stati tenuti così segreti che per le case di orologeria fu uno shock. Come dicevo, fu scelto il Beta 2 perché permetteva la durata di un anno della batteria.

    Dieci Beta 2 furono portati in gara all’Osservatorio di Neuchâtel, prendendo i primi dieci posti con scarti di pochi decimi di secondo al giorno, surclassando i calibri di Seiko. Come aneddoto sulla precisione dei Beta si si racconta che Forrer, con un Beta 2 al polso facesse visita nel 1968 agli stabilimenti HP. All’ingresso c’era un secondario comandato da un orologio atomico, e tra questo e il suo Beta Forrer notò uno scarto di 3 secondi. Chiese se l’orologio atomico fosse preciso, suscitando una certa ironia, ma dopo un controllo venne fuori che l’orologio atomico era avanti di 2 secondi.

    Il fatidico 1969

    Ora che è stata definita la tecnologia, inizia la corsa per la presentazione. La gara è con i giapponesi di Seiko, i quali erano partiti con i loro studi già nel 1959 col progetto Epson 59A. Tutti sanno che la lotta è puramente una questione di prestigio, perché né gli svizzeri né i nipponici sono in grado di produrre in volumi i loro calibri al quarzo e oltretutto i costi sono proibitivi. In realtà in Europa si pensava che il quarzo sarebbe stato relegato all’alto di gamma. Nessuno in Occidente aveva sentore che in pochissimi anni avrebbe invaso ogni segmento di mercato, fino quasi a uccidere la produzione svizzera.

    La gara comunque è vinta dai giapponesi. Il giorno di Natale 1969 a Tokyo presentano il loro Seiko Astron 35SQ. Mostrano i primi 100 pezzi, in oro massiccio, del costo di 450.000 yen: quanto un’automobile.
    Gli svizzeri arrivano secondi. Come scrivevo prima, lo scivolone di Oscilloquartz nel realizzare i quarzi si è rivelato fatale. Alla fiera di Basilea del 5 maggio 1970 finalmente sono presentati i primi 1000 calibri, il cui nome commerciale è divenuto Beta 21, contrazione di Beta 2.1 che indicava ulteriori rifiniture al Beta 2.

    Continua…