5. Kein Lehrling darf älter, kein Meister jünger als 20 Jahre sein.

6. Jeder Meister kann alle Bestandteile von beliebigem Metalle oder

Stoff anfertigen, sich auch überall niederlassen, wo er will. -- Die

beeidigten Zunftaufseher können zu jeder Zeit jede Werkstätte besuchen

und dürfen schlecht gearbeitete Ware wegnehmen u. s. w.

Aehnliche Bestimmungen mögen auch in den Zunftsatzungen anderer Länder

sich finden.[42]

Auf diese Weise konnte es nicht ausbleiben, daß die neue Uhrmacherkunst

zu hoher Blüte gelangte; die Uhren wurden so gut hergestellt, als es

eben der damalige Stand der Kenntnisse und die vorhandenen mechanischen

Hilfsmittel gestatteten. Deshalb sagt der Bischof Simon Majolus (lebte

gegen Ende des 16. Jahrhunderts), daß die Uhren seiner Zeit sehr

vollkommen seien, sie leisteten alles für den Menschen, es fehle nur

noch, daß sie auch für ihn studierten.

Wenn die ersten Räderuhren oft kolossale Dimensionen aufwiesen, so

gaben die Zimmeruhren den unsrigen an Kleinheit nichts nach, übertrafen

sie aber meistens durch oft bewunderungswürdige Feinheit und Schönheit

des Schmuckes. Gezählt wurde gewöhnlich von 1-24; diese Weise hat

sich bekanntlich in Italien bis in die neuere Zeit erhalten und ist

neuerdings in einzelnen Ländern für den Eisenbahnverkehr wieder

eingeführt worden. In den nördlichern Gegenden kam später die bequemere

Zählung von zwei mal zwölf in Aufnahme, jedoch nicht erst nach der

Reformation und vielleicht als eine Folge derselben, sondern teilweise

schon viel früher. Am Rhein z. B. treffen wir die Halbierung schon

1395 und vielerorts im ersten Viertel des 15. Jahrhunderts.[43] In

Breslau dagegen wurde erst 1580 durch Ratsbeschluß die halbe Zählung

eingeführt (Gelcich, S. 26). Derartige Uhren nannte man „halbe,” im

Gegensatz zu den „ganzen,” deren Zifferblatt 24 Stunden zeigt. L.

Guicciardini, der Neffe des berühmten Francesco Guicciardini rühmt in

seiner ~„Description de tous les Pais-Bas”~ (~Anvers 1582, p. 57~) die

weit bequemere Zählweise der deutschen Völker zu zweimal zwölf Stunden

gegenüber der italienischen mit 24.[44]

Bei den ältesten Zimmeruhren drehte sich nicht der Zeiger

(ursprünglich nur einer), sondern das Zifferblatt bewegte sich um sich

selbst. Statt der Wagunruhe findet sich im Laufe des 15. Jahrhunderts

die Radunruhe, oft mit Zinnen versehen, wodurch der Gang der Uhr sehr

belebend wirkte. Nach und nach kommt auch das Gehäuse auf, welches das

Getriebe verhüllt. Ebenso soll schon im 15. Jahrhundert der geradlinige

Balancier (ein kurzes Pendel, das vor dem Zifferblatt schwingt und

sich auch noch bis ins 18. Jahrhundert erhielt) aufgekommen sein.

Bei den Tischuhren des 16. und 17. Jahrhunderts kommt es oft vor. --

Von der Mitte des 16. Jahrhunderts an werden Uhren erwähnt, welche

auch Minuten und Sekunden anzeigen. Eine solche aus der Zeit von ca.

1540-1550 besitzt das germanische Museum in Nürnberg. Sie hat 3 über

einander angeordnete Zifferblätter: das oberste zeigt die Stunden,

das mittlere die Minuten, das dritte mit dem Bilde der strahlenden

Sonne gibt Sekunden. Der Sekundenzeiger ist auf dem Steigrad, das 30

Zähne hat, aufgesetzt, die Zeitsekunde wird also ruckweise angegeben,

nicht wie bei unsern modernen Taschenuhren, deren Sekundenzeiger eine

fortdauernde Bewegung besitzt.

Der große Aufschwung, den die Uhrmacherkunst im 14., 15. und 16.

Jahrhundert genommen, gereicht den Meistern jener Zeit zur Ehre, nicht

minder aber den Fürsten, welche derartige Bestrebungen tatkräftig

unterstützten. Schon früher wurde als Förderer Karl ~V.~ der Weise von

Frankreich genannt; es sind hier noch aufzuführen Maximilian ~I.~,

Gian Galeazzo Visconti, Franz ~I.~, Kaiser Karl ~V.~ von Spanien,

welcher sich wie bekannt nach seinem Rücktritt von der Regierung, in

St. Just im Verein mit dem Mathematiker Janellus Turianus viel mit der

Verfertigung von allerlei Uhren und andern mechanischen Kunstwerken

beschäftigte. Heinrich ~VIII.~ von England, Karl ~IX.~, Heinrich ~III.~

und ~IV.~ von Frankreich waren ebenfalls Gönner der Uhrmacherkunst.

Allʼ das konnte jedoch nicht hindern, daß die damaligen Uhren ungenau

waren; es gab ja noch keine Maschinen, sondern alles mußte mühsam

ausgezirkelt und von Hand bearbeitet werden. Die Waghemmung leidet an

manchen Fehlern; bei der oft unverhältnismäßig großen Zahl von Rädern

mußte auch die Reibung entsprechend ausfallen, was wiederum kolossale

Gewichte bedingte, diese aber nutzten das Werk rasch ab, u. s. w. Wir

dürfen in keinem Fall an die Genauigkeit unserer gewöhnlichen heutigen

Uhren denken, auch wenn eine berühmte alte Uhr in Frage kommt.

Wenn nun trotzdem schon frühe versucht wurde, die Uhren als Zeitmesser

bei astronomischen Untersuchungen anzuwenden, so darf es uns nicht

auffallen, Klagen über die Unvollkommenheit derselben zu vernehmen

und große Ungenauigkeit im Gange festgestellt zu sehen. Als Erster

benutzte, so viel bekannt, Bernhard Walter[45] aus Nürnberg (1430 bis

1504) eine Räderuhr zu astronomischen Beobachtungen, ungefähr vom Jahre

1484 an. Seine Uhr hatte ein Stundenrad mit 56 Zähnen; aus der Anzahl

der Umdrehungen dieses Rades beobachtete er die Zeit, welche zwischen

dem Erscheinen Merkurs und der Sonne verstrich. Diese Uhr soll ganz

genau (~ad unguem~) gegangen sein.

Die Beobachtungen sind aufgezeichnet in der 1666 und später noch

mehrfach erschienenen „Geschichte des Himmels” des Jesuiten Albert

Curtius, der aber durch Buchstabenversetzung seinen Namen in Lucius

Barettus umwandelte. Den Hauptinhalt des Werkes bilden außer den bis

dahin bekannten Beobachtungen der Alten, die Ergebnisse der Tätigkeit

Tycho Brahes. Die auf Bernhard Walter bezügliche Stelle findet sich

a. a. O. S. 52: „Im Jahre Christi 1484: Beobachtungen zu Nürnberg.

Am 16. Januar habe ich ☿ (Merkur) beobachtet, nachdem ich die Uhr,

welche von Mittag zu Mittag ganz genau gegangen, gerichtet hatte. Ich

sah aber morgens früh den Merkur in Berührung mit dem Horizonte. Im

selben Augenblicke hing ich das Gewicht der Uhr ein (~appendi pondus

horologii~), welche ein Stundenrad von 56 Zähne hat. Dieses machte

einen Umlauf und dazu noch 35 Zähne, bis der Mittelpunkt der Sonne im

Horizont erschien. Daraus folgt, daß an diesem Tage der Merkur um 1

Stunde und 37 Minuten vor der Sonne aufging, was mit der Berechnung

ziemlich stimmt.”

Auch Mästlein oder Möstlein (1550-1631), der berühmte Astronom und

Mathematiker zu Tübingen und Lehrer Keplers, benützte eine Räderuhr

zu astronomischen Beobachtungen. Von dieser Uhr sagt Mästlein, das

größte Rad, welches in zwölf Stunden einen Umlauf macht (Stunden- oder

Zeigerrad) habe 42 Zähne; der Trieb, welcher in dasselbe eingriff, 3

Zähne; auf derselben Achse war das Bodenrad, an welchem das Gewicht

hängt, mit 64 Zähnen. Sein Trieb hatte 8 und das nächste Rad 54 Zähne.

Das vierte und letzte Rad mit einem Triebe von 6, zählte 21 Zähne und

gab 42 Doppelschläge. Durch Rechnung ergibt sich, daß stündlich 3528

Schläge gehört werden. Nach der Annahme Mästleins bewegt sich nun

der Himmel von einem Schlag zum andern um 15″ 18‴; daraus berechnete

er den Durchmesser der Sonne zu 34′ 13″, indem er die Anzahl Schläge

zählte, während welcher die Sonne durch einen Meridianfaden ging.

Am 6. Dezember wurden die Beobachtungen wiederholt, es ergaben sich

aber jetzt nur mehr 137, statt wie früher 146 Schläge, so daß für den

Sonnendurchmesser 32′ 6″ erhalten wurden. Später erhielt derselbe

Astronom bloß 129 Schläge, also 29,75′.

Mästlein schloß mit Recht aus dieser Verschiedenheit, daß die Uhr

ungenau sei; er sagt auch, sie sei einmal innert 24 Stunden ¾ Stunden

zu spät gegangen. Dies war auch bei der angegebenen Konstruktion des

Werkes gar nicht anders möglich.

Neben Mästlein benützte der fürstliche Astronom Landgraf Wilhelm ~IV.~

von Hessen Räderuhren. Er sowohl, als sein mathematischer Gehülfe,

Christoph Rothmann, rühmen die Genauigkeit ihrer Instrumente, welche

der Schweizer Jost Bürgi, von dem später die Rede sein wird, verfertigt

hatte. Tycho will aber nicht recht an diese Genauigkeit glauben.

Dieser Gelehrte, der „König der Astronomen,” fällt ein ganz anderes

und wohl begründetes Urteil über damalige Uhren als astronomische

Instrumente.[46] Seine Hilfsmittel waren so sorgfältig gearbeitet, als

es damals nur möglich war. Eine Beschreibung derselben besitzen wir von

Tycho selbst, welche er durch seinen deutschen Sekretär für Wilhelm von

Hessen, mit dem er in lebhaftem Briefwechsel stand, hatte anfertigen

lassen. (Vergl. ~Epistolarum Astronomicarum libri. Uraniburgi Daniæ~,

~p.~ 219). „Ein zusammengefaßte Beschreibung, welche kürtzlich inhelt,

was für Astronomische Instrumenten der Edel und Wohlgeborne Tycho Brahe

hat anrichten lassen. ... ~VII.~ bey diesem ~Observatorio~ ist ein

groß ~Horologium~ (Uhr), welchs die Stunden, Minuten und ~Secunden~

zeigt, und das ~paucis exceptis~, durch einige ~rotam Orichalcicam~,

welche zwey ~Cubitos in Diametro~ hat vnd in 1200 Zehne gar fleißig

außgeteilt (~sic!~). Hat auch darneben zwey ander kleinere ~Horologia~,

die deßgleichen ~Horas~, ~Minuta~ vnd ~Secunden~ zeigen.” Diese

drei Uhren waren in der Uranienburg selbst aufgestellt; der Bericht

spricht aber noch von den Instrumenten, „so außerhalb dem Schloß in

unterirdischen Gewölben ordiniert sein.” „In dem Nordwesterwinckel

hangen zwey Vhrwerk bey dem Tisch, welche die ~Horas~, ~Minuta~ und

~Secunda~ außweisen, also daß der die ~Observationes~ anschreibt, dabey

sitzen, vnd das ~Momentum~, wann die ~Observatio~ geschiecht, flux

anmerken kan.” Tycho benützte also wenigstens fünf Uhren.

Die Gründe der Ungenauigkeit aller damaligen Räderuhren für

astronomische Beobachtungen werden gut angegeben. „Mit welchʼ

mechanischer Sorgfalt solche Uhren auch immer gearbeitet sein mögen, so

sind sie doch wegen Veränderung in Luft und Wind selbst veränderlich,

und es gibt keine Abwehr dieser Unbeständigkeit, wenn sie zur

Winterszeit in geheizten Zimmern aufgestellt sind; selbst dann nicht,

wenn die Temperatur so viel als möglich gleich gehalten wird. (Es gab

damals noch keine Thermometer!) So werden sich Schwankungen des Ganges

zeigen. Leicht kann es sich auch treffen, daß einige Zähnchen oder

Räder ungleichmäßig gearbeitet sind, so daß sie die Regelmäßigkeit des

Ganges, wenn auch nur wenig, stören, auch wenn die Uhr anfangs genau

mit der Sonne oder den Sternen übereinstimmte. Ja selbst die Schnur,

an welcher das Gewicht hängt, beschleunigt den Gang, wenn viel davon

abgewickelt ist, mehr, als wenn das Gewicht noch hoch hängt. Wenn

dieser Unterschied auch gering sein mag, so stört er doch, da ja eine

Differenz von 4 Sekunden an der Uhr, bei einem Sterne schon eine Minute

ausmacht. Auch andre Gründe raten, den Uhren nicht zu trauen.”[47]

Es war also notwendig, um zu einigermaßen genauen Resultaten zu

gelangen, die Uhr fleißig zu korrigieren. Dies geschah entweder

durch Sternbeobachtungen, oder durch Feststellung des Sonnenstandes.

Tycho beobachtete besonders mit zwei Uhren, einer größeren und einer

kleineren; es finden sich aber doch Fehler von mehr als zwei Stunden

angemerkt von einem Tag zum andern. Das Beobachtungstagebuch ist von

derartigen Bemerkungen voll. Natürlich hatte da auch der Uhrmacher

vollauf Arbeit, und die Astronomen gerieten in große Verlegenheit, wenn

ihnen ein solcher fehlte. So ersucht auch Tycho einmal dringend Wilhelm

von Hessen um baldmöglichste Zusendung eines geschickten ~„Automatopæum

sive Horologiarium”~ (Uhrmacher), da der frühere, Crole, gestorben sei.

Es darf uns also nicht wundern, wenn Tycho, dieser ausgezeichnete

Astronom, nach einem Ersatz der Räderuhren sich umsah, allerdings

mit negativem Erfolg. Er schildert diese Bemühungen in humorvoller

Weise. Zuerst wurde ein Versuch mit Quecksilber gemacht, das durch 3

bis 4malige Sublimation mühsam gereinigt wurde. Es sollte eine Art

Wasseruhr hergestellt werden, wobei Tycho noch die Vorsicht benützte,

das Niveau der Flüssigkeit konstant zu erhalten. Das in einer

bestimmten Zeit ausgeflossene Quecksilber wurde gewogen, und man suchte

danach zu bestimmen, wie viel in einer Stunde, Minute oder Sekunde

ausfließen könne. Aus dem Gewichte wurde also die Zeit bemessen, um so

auf eine genauere Bestimmung der Rektaszension eines Sternes etc. zu

kommen. Tycho sagt mit Recht: „Gewiß eine mühevolle und teure Arbeit.

So erfüllte sich auch hier der Spruch des stagirischen Philosophen

(Aristoteles): Es findet sich in Merkur (Quecksilber), was immer ein

Weiser suchen mag.” Merkur der Planet bewährte indes auch hier wieder

seine Feindschaft gegen die Astronomen!

Auch mit Bleikalk (oxydiertem Blei) versuchte Brahe durch Konstruktion

einer Sanduhr zu bessern Ergebnissen zu gelangen. Er wollte Merkur

und Saturn vereinigen, da ja nach der Meinung der Astrologen, deren

Verbindung (Konjunktion) die günstigste sei. Alles umsonst! „Aber

nicht bloß der verschmitzte Merkur vereitelte meine Bemühungen, so wie

er am Himmel die Astronomen, auf Erden die Chemiker narrt, sondern

sogar der sonst so ernste und bedächtige Saturn[48] ließ von seinem

arglistigen und heimtückischen Gebaren nicht ab, so daß schließlich die

ganze Arbeit vereitelt wurde. Dies alles erwähne ich nur deswegen so

weitläufig, damit die Freunde der Astronomie ersehen, wie schwierig es

sei, die Stellung auch nur eines einzigen Sternes am Himmel in bezug

auf die Solstitien oder Aequinoktien im voraus zu berechnen”, und fügen

wir noch bei: wie viel besser wir mit unsern weit genauer gehenden

Uhren gestellt sind, als es bei diesem großen Astronomen vor 300 Jahren

der Fall war.

Nach allʼ dem wird das Mißtrauen Tychos gegen die angebliche

Genauigkeit der hessischen Uhren begreiflich, und müssen uns auch die

noch um 100 Jahre ältern Angaben Walthers über seine genau gehende Uhr

sehr verdächtig erscheinen.

Kehren wir nach diesen Bemerkungen zur weitern Entwicklung der

Räderuhren zurück!

Wenn auch die Dimensionen der Uhren nach und nach auf ein immer

bescheideneres Maß zurückgeführt wurden, so blieb man dabei doch nicht

stehen, sondern suchte sie so klein zu machen, daß dieselben auch

auf Reisen, ja sogar in der Tasche bequem nachgeführt werden konnten.

Es waren jedoch hier ganz bedeutende Schwierigkeiten zu überwinden,

bevor das Ziel einigermaßen erreicht war. Einmal fiel natürlich das

Gewicht als treibende Kraft ganz weg, und es mußte für passenden Ersatz

gesorgt werden. Dies geschah durch die gespannte Stahlfeder, welche

vermöge ihrer Elastizität das Räderwerk zu treiben im stande ist. Sie

wurde ursprünglich an eine der 4 Säulen, zwischen denen sie ruhte (das

Federhaus entstand erst später), mit dem einen, und mit dem andern

Ende an dem Wellbaum befestigt. Oben saß das sogenannte Stirnrad,

welches die übrigen Räder in Bewegung setzte. Von nachteiligem

Einfluß auf die Genauigkeit einer solchen Uhr war der Umstand, daß

sie beim Aufziehen der Feder still stand; dem wurde abgeholfen durch

Einführung des „Gesperres,” bestehend aus Sperrrad und Sperrkegel.

Beide befinden sich außerhalb der Platinen (Platten, zwischen denen das

Räderwerk angeordnet ist); das Rad läßt wohl die Bewegung zum Spannen

der Feder zu, verhindert aber durch Einklappen des Sperrkegels die

entgegengesetzte.

Eine andere Schwierigkeit bestand in der geringen Größe der Räder einer

Taschenuhr. Wenn das Werk erträglich genau gehen sollte, so mußten alle

Teile sehr fein gearbeitet sein; gewiß keine kleine Aufgabe bei dem

damaligen Stande der Werkzeuge.

Eine Feder wirkt um so kräftiger, je stärker sie gespannt ist;

also müßte an und für sich eine Federuhr anfänglich sehr rasch,

nach und nach aber immer langsamer gehen. Diesem Uebelstand wurde

abgeholfen durch die sogenannte Schnecke. Es ist dies, wie jedermann

bekannt, ein kegelförmiger Körper, welcher an seiner Oberfläche mit

schraubenförmigen Windungen versehen ist. Trommel (Federhaus) und

Schnecke stehen nebeneinander und sind durch eine Schnur, Darmsaite

oder Kette verbunden, von welcher das eine Ende am oberen Teil der

Trommel, das andere am unteren Teil des Kegels befestigt ist. Wird nun

die Feder aufgezogen, so strebt sie sich wieder auszudehnen, also die

Trommel in entgegengesetzter Richtung zu drehen. Wegen des Sperrrades

ist dies aber nicht möglich, ohne daß zugleich auch die Schnecke sich

drehe, wodurch allmählich die Kette von oben nach unten auf die Trommel

sich abwickelt. Nun wirkt nach den Gesetzen der Mechanik eine Kraft

um so intensiver, je länger ihr Arm ist. Sollte also der Antrieb der

gespannten Feder anfangs und gegen Ende hin sich annähernd gleich

bleiben, so mußte sie zuerst am kürzeren und nach und nach an einem

immer längeren Hebelarme tätig sein (Fig. 17). Dieser Zweck wird durch

die geniale Konstruktion der Schnecke erreicht, welche dem Scharfsinn

ihres unbekannten Erfinders alle Ehre macht.

[Illustration: Fig. 17.]

Ebenso wie die Erfindung der Schnecke, ist auch jene der Uhrfeder in

tiefes Dunkel gehüllt. Sicher ist, daß Henlein, wie es weiter unten

ausführlicher besprochen werden soll, Taschenuhren ohne Gewicht, also

mit Federn herstellte. Es scheint auch ohne weiteres klar, daß einem

Schlosser, und aus diesen gingen ja die Uhrmacher hervor, der Gedanke

kommen konnte, die Feder, welche schon längst in den Türschlössern

angewendet wurde, auch bei der Uhr als Ersatz des Gewichtes zu

verwerten. Die Franzosen allerdings schreiben diese Erfindung einem

Landsmann unter Karl ~VII.~ (gest. 1461) zu, ohne daß jedoch bis jetzt

eine sicher beglaubigte Uhr aus jener Zeit zum Vorschein gekommen

wäre. Wir geben hier die Abbildung eines alten Tischührchens, das die

Jahreszahl 1504 eingeritzt trägt und in so fern einigen Anhalt gäbe für

die Erfindung der Feder. Fig. 18 stellt das Aeußere dar; Fig. 19 den

inneren Mechanismus, von unten gesehen. Zum Gebrauche der Uhr während

der Nacht sind auf dem Zifferblatt Knöpfe angebracht, unter der Ziffer

12 ein etwas größerer. Ein in Fig. 18 sichtbares Türchen bei ~A~ (mit

der Jahrzahl und einem durchstrichenen ~S~) läßt den Gang der Uhr

beobachten. Jedenfalls ist dieses Werk sehr merkwürdig und gehört zu

den ältesten, die noch vorhanden sind.

[Illustration: Fig. 18.]

Die Hemmung der ersten Taschenuhren war ähnlich wie bei den

Gewichtuhren, also ein schwingender Balken, entsprechend verkleinert

und an den Enden verdickt nach Art eines Löffels, weshalb man sie auch

Löffelunruhe nannte. Bald trat an ihre Stelle die ringförmige Unruhe,

welche heute noch verwendet wird. Später kam noch die Spiralfeder

hinzu, und diese beiden Stücke, Unruhe und Spiralfeder, bilden die

eigentliche Hemmung der Taschenuhren.[49]

[Illustration: Fig. 19.]

Wann wurde die erste Taschenuhr hergestellt? Diese Frage läßt sich,

wie die bezüglich der Räderuhren, nicht genau beantworten. Allgemein

wird als Erfinder dieser nützlichen Vorrichtung Peter Henlein aus

Nürnberg und als Zeitpunkt derselben der Anfang des 16. Jahrhunderts

genannt. Diese Annahme hat auch die meisten Gründe für sich, obschon

Deutschland, England und Frankreich sich um die Ehre der Erfindung

streiten; in Deutschland im besondern die Städte Augsburg, Straßburg

und Nürnberg. Auch die Zeit findet sich verschieden angegeben; es

scheint aber sicher, daß im 15. Jahrhundert kleine tragbare Uhren

verfertigt worden seien.

Der Ausdruck „tragbar” hat zu Mißverständnissen Veranlassung gegeben,

indem einige Stellen, wo von kleinen tragbaren Uhren die Rede ist, auf

Taschenuhren gedeutet wurden. „Tragbar” hießen auch die Zimmeruhren,

im Gegensatz zu den Turmuhren. So findet sich im Inventar Karls ~V.~

von Frankreich eine Uhr verzeichnet, welche einst Philipp dem Schönen

(1285-1314) gehört haben soll; man hat diese Uhr ohne weitere Beweise

als Taschenuhr angesehen. Hamberger und Beckmann betrachten auch die

Uhr, welche Kaspar Visconti († 1499) besingt, als eine Taschenuhr.[50]

Sie zeigte aber außer den Stunden auch noch den Planetenlauf, die

jährlichen Feste und war mit einem Schlagwerk versehen; es ist also

schwerlich an eine Taschenuhr zu denken.[51] Wir haben demnach hier

eine Wohnungsuhr vor uns, „die damals in den verschiedenen Ländern

Europas eben aufkamen und gegen die unbeweglichen Turmuhren „beweglich”

und von einem Ort zum andern transportierbar waren, wenn sie auch noch

durch das treibende Gewicht an eine Wand gebunden waren. Sie bezeichnen

als solche gewiß einen so bedeutenden Fortschritt in der Uhrmacherei,

daß sie einen Dichter gar wohl zu einem Lobgesang auf sie veranlassen

konnten” (Friedrich a. a. O).

Speckhart erwähnt auch eine 1494 in die Sebalduskirche zu Nürnberg

gestiftete Tafel, auf welcher ein gewisser Grundherr als Stifter einer

Uhr gepriesen wird:

Herr Ulrich Grundherr war beflissen,

Uff eine Uhr, die hett ein Grund,

Die schlug viermal in einer Stund,

Teilt fein die Viertel alle aus,

Das bracht der Herr mit ihm zu Haus

und gabs den Herren zu verstahn,

Die hießen bald eins machen lahn.

Also auch eine tragbare Uhr, wenn auch noch nicht eine Taschenuhr.

Du Verdier erzählt nach alten Chronisten aus der Zeit Ludwigs ~XI.~

(1461-1483) von einem Höfling, der ein leidenschaftlicher Spieler war

und einst alles verloren hatte. Er trat in das Zimmer des Königs und

nahm eine dort befindliche Uhr weg, indem er sie in seinem Aermel

verbarg. Der Diebstahl wurde aber alsbald entdeckt, da die Uhr zu

schlagen begann. Der König verzieh dem armen Schelmen und schenkte ihm

die Uhr.[52] Ob dieses kleine Werk eine Taschenuhr gewesen, läßt sich

wegen Mangel näherer Quellenangaben nicht feststellen.[53]

Bezüglich des Nürnberger Schlossermeisters Peter Henlein haben wir

aber positive Nachrichten.

Ein Hauptzeuge in dieser Angelegenheit ist Johannes Cochläus, der

bekannte Gegner Luthers. Im Anhang zu seiner 1511 erschienenen

~Cosmographia Pomponii Melæ~, welche Willibald Pirkheimer gewidmet ist

und von den Vorzügen Nürnbergs handelt, sagt er u. a. folgendes: „Es

werden tagtäglich schwierigere Dinge erfunden; so hat Peter _Hele_,

ein noch junger Mann, Werke gemacht, welche selbst bei den größten

Mathematikern Bewunderung erregen; denn aus wenig Eisen (~parvo ferro~)

baut er Uhren mit sehr vielen Rädern, welche, wie immer gelegt, ohne

jedes Gewicht 40 Stunden zeigen und schlagen, auch wenn sie auf der

Brust oder in der Börse getragen werden.” Aus dieser wichtigen Stelle

ergibt sich, daß die Uhren klein und von Eisen waren; ferner, daß

eine Feder das Räderwerk trieb. Vielleicht kam Henlein durch seinen

Schlosserberuf auf den guten Gedanken, die Feder bei den Uhren zu

verwenden. Ueber das Jahr der Erfindung erfahren wir durch Cochläus

nichts; Speckhart ist geneigt, die Zeit von 1500 bis 1510 dafür

anzusetzen. Die ersten Taschenuhren wurden wahrscheinlich als Reise-

oder Kutschenuhren verwendet; eine solche von 36 Stunden Gehzeit aus

dem Jahre 1560, bewahrt das Germanische Museum.

Cochläus schreibt Peter _Hele_; andere Schreibweisen sind Heinlein,

Henlein, Henle und statt Peter, Andreas Henlein. Es ist das Verdienst

der Herren ~Dr.~ Mayer, früher Archiv-Sekretär in Nürnberg, und

~Dr.~ Locher, die richtige Schreibweise gefunden zu haben. Mayer

durchforschte zu diesem Zwecke die Verzeichnisse Nürnberger Schlosser

von 1462 bis 1548, ohne einen Peter _Hele_ zu finden, wohl aber wird

öfter ein Peter _Henlein_ erwähnt. Dies ist also die einzig richtige

Leseart.

Das Geburtsjahr unseres Meisters ist nicht bekannt. 1504 war Henlein

in einen Raufhandel verwickelt, welcher mit einem Totschlag endete;

Peter scheint jedoch nicht der Hauptschuldige gewesen zu sein,

wenigstens wurde nur eine Geldbuße über ihn verhängt. Wir dürfen nun

annehmen, daß Henlein damals ein erwachsener Bursche, in den zwanziger

Jahren war. 1509 wurde er Meister, was ein Alter von wenigstens 30

Jahren erforderte. Er verehelichte sich, wann ist unbekannt; seine

Frau hieß Kunigunde. Auch eines Bruders, Hermann Henlein, geschieht

Erwähnung, welcher wegen Ermordung „eines jungen Bettelmaidle” zu

Augsburg hingerichtet wurde. Das Todesjahr Henleins ist 1542; denn im

ältesten Nürnberger Totenbuch findet sich vom 4. Juni bis 14. September

genannten Jahres der Eintrag: „Peter Henlein, Vrmacher auff St.

Katharina.”

Wann Henlein seine erste Uhr verfertigte, ist ungewiß. 1511 wendet sich

die Nonne Felicitas Grundherrin an ihren Vater Leonhard Grundherrn,

mit der Bitte um einige „Orrlein.” Sie wurde aber von ihrer Aebtissin

getadelt, weil sie „um Lappenwerk” angehalten habe. Damals also waren

die Taschenuhren schon käuflich zu haben.[54]

Die neue Erfindung verbreitete sich, wie leicht einzusehen, ihrer

ausgezeichneten Brauchbarkeit entsprechend sehr rasch; bei dem regen

Verkehr Nürnbergs mit fast allen Ländern war dieses auch nicht

schwer. Gemma Frisius (verdienter Schriftsteller über Astronomie und

Kosmographie, 1508 bis 1555) gab 1530 eine Schrift heraus (Prinzipien

der Astronomie und Kosmographie), worin er sagt, daß die kleinen oder

Taschenuhren erst letzthin erfunden worden seien; sie hatten sich also

in kurzer Zeit bis nach Holland verbreitet. Das South Kensington-Museum

in London besitzt Taschenuhren englischen Fabrikates aus den Jahren

1539, 1540, 1541 und 1560. -- Da die neue Erfindung hochgeschätzt

war, wurden die Taschenuhren auch zu Geschenken verwendet. So sandte

Friedrich Pistorius, letzter Abt von St. Aegidien in Nürnberg,

gestorben 1553, an Luther eine Nürnberger Taschenuhr. Sie war diesem

noch unbekannt und bewog ihn, Pistorius dafür besonders zu danken. In

seinem Schreiben sagt er u. a.: ein höchst angenehmes Geschenk; so daß

ich mich gezwungen fühle Schüler unserer Mathematiker zu werden, um

alle die Gesetze und Regeln einer Uhr zu verstehen, denn vordem habe

ich etwas derartiges nie gesehen oder beobachtet (Roth, Geschichte

des Nürnberger Handels). Auch Melanchthon soll eine von Peter Henlein

verfertigte Uhr besessen haben. Auch als Legate wurden Taschenuhren

vermacht. Parker, Erzbischof von Canterbury, bestimmte in seinem

Testament vom 5. April 1575 (Beckmann ~l. c. I.~ Bd.): ~„do et lego

fratri meo Richardo baculum meum de canna Indica, qui horologium

habet in summitate.”~ Ebenso erhielt der schweizerische Humanist

Glarean durch Oekolampadius, als Erasmus von Rotterdam gestorben, eine

Taschenuhr als Andenken an diesen.

[Illustration: Fig. 20.]

Ob noch von Henlein selbst herrührende Uhren vorhanden seien, ist

schwer zu sagen. Sicher besitzen viele Sammlungen Taschenuhren aus der

ersten Hälfte des 16. Jahrhunderts (S. Fig. 20). Die Sammlung der Gebr.

Junghans in Schramberg, das „Neue deutsche Museum für Zeitmeßkunst”

bewahrt als eine Zierde eine Taschenuhr, die ganz von Eisen gefertigt

ist und Henlein allgemein zugeschrieben wird. Sie mißt bei 2 ~cm~ Höhe

6 ~cm~ im Durchmesser und geht 40 Stunden. Die Form ist rund.

[Illustration: Fig. 21.]

Eine sehr alte Uhr, die wohl in die Zeit Henleins zurückreicht, birgt

die berühmte Sammlung Marfels in Berlin. Das Gehäuse besteht aus

Bronze, die Form ist zylindrisch, das Werk ganz von Eisen. An den

Zahlen des Zifferblattes sind erhöhte Knöpfe befestigt, so daß man im

Dunkeln die Stellung des Zeigers mit den Fingern tasten kann. Bei der

Zahl 12 ist statt des Knopfes eine Spitze angebracht. Den Dienst der

Spirale versieht eine Schweinsborste (Fig. 21).

[Illustration: Fig. 22.]

Als Uebergang zu den „Eiern” treffen wir dort auch achteckige Uhren,

welche ja neuestens wieder nachgeahmt werden. (In dieser ganz aus

Privatmitteln erstellten und wohl vollständigsten und einzigen Sammlung

der Welt befinden sich Zeitmesser vom 12. Jahrhundert an bis herauf

zu den neuesten Erzeugnissen und aus allen möglichen Materialien.

Die Sammlung setzt sich zusammen aus der Speckhartschen Kollektion,

der Sammlung Marfels in Berlin, über welchʼ letztere im Verlag der

Deutschen Uhrmacherzeitung eine Schrift von Horstmann erschien, und

der Sammlung O. Gasser in Magdeburg.[55] -- Zwei Zeiger (für Stunden

und Minuten) kamen erst um 1700 auf; ältere Uhren haben nur einen.

Sogenannte „Nürnberger Eier” haben sich noch viele erhalten, diese

Form entstand aber erst später (ca. 1550); auch hießen die Nürnberger

Uhren nicht schlechtweg Eier, sondern „lebende Eyerlein.” Die Uhrmacher

gefielen sich bald in den seltsamsten Formen: Uhren in Kreuzform, Uhren

als Rosen, Tulpen, Sterne, Aepfel u. s. w. Die Gehäuse sind vielfach

auf das schönste gearbeitet, mit Edelsteinen und Email, heidnischen und

christlichen Figuren, Apollo und Diana, Christus, Maria etc. verziert.

(Vgl. Fig. 22. Französische Taschenuhren aus der Zeit der Valois).

[Illustration: Fig. 23.]

Eine originelle deutsche Arbeit ist Fig. 23, eine Totenkopfuhr. Die

obere Platine trägt den Namen des Augsburger Uhrmachers Johann Lendl.

Auf der Innenseite der Platte, die das Zifferblatt bedeckt, ist die

Inschrift eingraviert: ~„Lorlogeur francoient (?) du ducq dʼAremberque

a mons.”~ (Der französische (?) Uhrmacher des Herzogs von Aremberg in

Mons (Belgien)). Diese Inschrift scheint später angebracht worden zu

sein. Der Totenkopf ist aus Silber; das ebenfalls silberne Zifferblatt

trägt eine gravierte Darstellung des jüngsten Gerichtes (Speckhart

a. a. O. 401).

Henlein verfertigte in seinen späteren Jahren Uhren, welche so klein

waren, daß sie in sogenannten Bisamknöpfen untergebracht werden

konnten. Auch anderwärts wurden derartige Kunststücke ausgeführt.

Peter Aretino erwähnt in einem Briefe von 1537[56] eine Uhr, welche

Gian Vincenzio, eigentlich Joh. Capobianco geheißen († 1570), in einem

Fingerring für den Großtürken verfertigt hatte. Eine andere, ebenso

kleine und noch künstlichere Uhr machte derselbe Meister für Ubaldo,

den Herzog von Urbino. Sie zeigte die zwölf Himmelszeichen, eine Figur

in der Mitte wies die Stunden; wenn der Bericht zuverlässig ist, besaß

diese Ringuhr auch noch ein Schlagwerk. Sie wurde an ihrem Verfertiger

zur Lebensretterin. Capobianco hatte nämlich in Venedig einen Feind

niedergestochen; er wurde deswegen zum Tode verurteilt, auf Fürbitte

Karls ~V.~ jedoch, der, wie bekannt, ein großer Freund geschickter

Uhrmacher war, befreit und bloß verbannt.[57]

Es braucht wohl nicht bemerkt zu werden, daß derartige kleine Werke

nicht genau gehen konnten, sondern daß bedeutende Fehler vorkommen

mußten; dies hindert aber nicht, dem unbedingt großen technischen

Können der alten Meister alles Lob zu spenden.

Wie Paul von Stetten in seiner 1779 und 1788 erschienenen

„Kunst-Gewerbe- und Handwerksgeschichte der Stadt Augsburg” bemerkt,

trugen daselbst die Stutzer vor Erfindung der Taschenuhren Sanduhren

an den Beinen! 1588 dagegen werden solche erwähnt, welche kleine runde

Schlaguhren vorn auf der Brust tragen.

Auch an den Taschenuhren wurden bald Verbesserungen angebracht; ca.

1550 wurden die 4 Pflöcke, zwischen denen die Feder offen dalag,

durch das Federhaus ersetzt; 1590 führte der Genfer Gruet statt der

Darmsaite auf der Schnecke eine Kette ein, welche den Vorteil bot,

nicht hygroskopisch zu sein.[58] An den ersten Taschenuhren geschah

die Regulierung durch zwei an verschiebbaren Hebeln angebrachte

Schweinsborsten, an welche die Unruhe anprallte. Die Spiralfeder

wird Huygens zugeschrieben,[59] andere nennen den französischen Abbé

Hautefeuille von Orleans, wieder andere den Engländer Hooke als

Erfinder. Vielleicht gebührt diese Ehre allen zusammen.

Die weiteren wichtigen Vervollkommnungen, welche die Taschenuhr im

Laufe der Zeit erfahren, werden in einem späteren Abschnitte behandelt.

Daß aber alle damaligen Uhren größeren Ansprüchen auf Genauigkeit nicht

genügten, haben die angeführten Tatsachen gezeigt. Auch die Taschenuhr

war noch keineswegs jener zuverlässige Zeitmesser, als welchen wir sie

heute schätzen.

~IV.~

Die Erfindung der Pendeluhr.

Bei den Taschenuhren war es die Erfindung der Spiralfeder durch

Huygens, bei den übrigen die des Pendels und dessen passende Anwendung,

welche die Zeitmesser zu jener Vollkommenheit brachte, die wir heute an

ihnen bewundern.

Unter einfachem oder mathematischem Pendel versteht man einen

materiellen, dem Einfluß der Schwere unterworfenen Punkt, welcher an

einem als gewichtslos gedachten Faden hängt. Letzterer stellt die

Verbindung des beweglichen schweren Punktes her mit dem unbeweglichen

(der Achse), um welchen jener sich dreht. In Wirklichkeit findet

sich selbstverständlich ein mathematisches Pendel nie, sondern nur

das physische oder zusammengesetzte, welches durch jeden Körper

dargestellt wird, der um eine horizontale Achse schwingen kann. Es

lassen sich aber die Gesetze dieses Pendels auf die des mathematischen

zurückführen; Galilei und Huygens beschäftigten sich zuerst damit. Wie

die Mechanik beweist, ist die Schwingungsdauer eines Pendels bei sehr

kleinen Schwingungen annähernd unabhängig von der Schwingungsweite oder

Amplitude. Dieser als Isochronismus kleiner Schwingungen bezeichnete

Satz ist sehr wichtig für die Anwendung des Pendels als Regulierapparat

der Uhren.

Bekannt ist die Anekdote, nach welcher der junge Galilei 1583

durch Beobachtung der Schwingungen einer Lampe im Dom zu Pisa auf

den Isochronismus der Pendelschwingungen gekommen sein soll; er

stellte aber ein Zählwerk (Pendel mit Vorrichtung zur Angabe der

Schwingungszahl) erst 1636 her. Die Astronomen benützten dieses

Instrument alsbald. Zwar soll nach Humboldt (Kosmos ~II.~ S. 258 und

451) schon der im 10. Jahrhundert lebende arabische Astronom Ibn

Junis das Pendel bei seinen Beobachtungen benützt haben; sicher ist,

daß der Danziger Bürgermeister und Astronom Hevelius (1611 bis 1687)

es verwendete, und zwar zur Beobachtung der Sonnenfinsternis vom 11.

August 1659. Ebenso bezeugt der Jesuit Riccioli (1598-1671), wohl der

bedeutendste Gegner Galileis, ausdrücklich, daß er mit seinem Genossen

Grimaldi viele Beobachtungen mit einem Pendel gemacht habe.[60] Auch

der Jesuit Schott, dem wir die erste gedruckte Beschreibung der

Luftpumpe (~„Experimentum novum Magdeburgicum”~) verdanken, machte

zahlreiche Versuche, das Pendel als Regulator an Uhren zu benützen.

In seinen ~„Mirabilia chronometrica”~[61] beschreibt er eine Anzahl

Hemmungen, von welchen zwar einige unausführbar sind, andere jedoch

haben nach dem Urteil Duboisʼ (~Histoire de lʼHorlogerie~, ~p.~ 133)

auch jetzt noch für den Uhrmacher Interesse.

Keiner dieser Männer aber, von Galilei abgesehen, ersetzte wirklich die

Bilanz der alten Räderuhr durch das Pendel; Hevelius versichert zwar,

sich lange mit diesem Gedanken getragen zu haben, aber Huygens kam ihm

zuvor.

Drei Namen sind es, die gewöhnlich mit der Erfindung der Pendeluhr in

Verbindung gebracht werden: Jost Bürgi, Galilei und Christiaan Huygens.

Bei der Wichtigkeit der Sache erscheint es angezeigt, auf die Gründe,

die für den einzelnen sprechen, etwas näher einzugehen.

Jost Bürgi[62] (Fig. 24) (auch Byrgi, Burgk u. s. w. geschrieben),

geboren zu Lichtensteig, Kt. St. Gallen, genoß nach Kepler keinerlei

gelehrte Bildung in der Jugend, schwang sich aber durch andauernden

Fleiß und durch besonderes Geschick für Mechanik und Mathematik zum

Künstler und Gelehrten empor. Wir wissen von seinem Lebensgange nichts

bis zum Zeitpunkte, da er als Mechaniker an den Hof des schon öfter

erwähnten Landgrafen Wilhelm von Hessen berufen wurde. Dieser schätzte

ihn bald sehr hoch; er nannte ihn sogar „ein zweiter Archimedes an

Spürsinn.” Nach dem Tode seines Herrn wurde Bürgi von Rudolf ~II.~

als Kammeruhrmacher nach Prag berufen, in welcher Stellung er bis

1622 blieb. Sein Tod erfolgte zu Kassel im Jahre 1632. Er erfand

mancherlei mathematische Instrumente, berechnete auch nach Keplers

Zeugnis (bei Wolf, Biographien, a. a. O. S. 71) viele Jahre vor Neper

die Logarithmen,[63] welche er als „Progreßtabul” veröffentlichte,

allerdings erst 1620, also sechs Jahre nach Nepers Tafeln. -- Was nun

die Erfindung der Pendeluhr betrifft, so ist Wolf entschieden der

Ansicht, daß sie Bürgi zuerkannt werden müsse.

[Illustration: Fig. 24.]

Die Gründe, auf welche diese Annahme sich stützt, sind kurz folgende:

Rothmann, der Mathematiker Wilhelms von Hessen, erwähnt in der

ca. 1586 geschriebenen Einleitung zum Hessischen Sternverzeichnis,

daß in Kassel eine Sekundenuhr benützt worden sei, bei welcher

das Libramentum, d. h. die Unruhe oder der Balancier, „nicht auf

gewöhnliche, sondern auf ganz besondere und neue Weise so getrieben

werde, daß jede Bewegung einer Sekunde entspreche.” Ferner sei schon

zur Zeit Rudolfs ~II.~ in Prag eine von Bürgi verfertigte Pendeluhr

vorhanden gewesen, was auch ein gewisser flamändischer Mathematiker,

Doms, nach dem Augenschein bestätige. So berichtet Joachim Becher in

einer 1680 erschienenen Schrift; er fügt noch bei, daß auch Tycho diese

Uhr benützt habe. Professor Weiß in Wien fand 1873 auf der kaiserlichen

Schatzkammer außer einer sicher von Bürgi gefertigten Prachtuhr noch

eine sehr alte Pendeluhr mit verschiebbarer Linse vor, welche er Bürgi

zuschreibt und als die älteste Pendeluhr ansieht. Zu Kassel endlich,

dem langjährigen Aufenthaltsorte Bürgis, befinden sich drei Uhren,

welche nach Ausweis der alten Inventarien von Bürgi herstammen; eine

derselben besitzt ein Pendel. Dies sind im wesentlichen die zu seinen

Gunsten vorgebrachten Angaben.

Gerland prüft nun alle diese Gründe in seiner abschließenden Arbeit[64]

„Zur Geschichte der Pendeluhr,” welcher wir hier folgen. Er gelangt zum

Ergebnis, daß die Einführung des Pendels als Regulator der Uhren Bürgi

nicht zugeschrieben werden könne.

Der Bericht Rothmanns würde, wenn man annimmt, daß Bürgi das Pendel

erfunden, diesen auch als Entdecker des Isochronismus hinstellen,

als welcher doch allgemein Galilei angesehen wird. Wäre ferner die

von Bürgi an der Uhr angebrachte Verbesserung ein Pendel gewesen,

so ist nicht abzusehen, warum Rothmann den Apparat nicht auch mit

diesem Namen bezeichnete, sondern mit ~„libramentum,”~ (Unruhe), da

er doch an andern Orten das Wort ~„perpendicula”~ gebraucht. Tycho

würde gewiß die ebenso bequeme als nützliche Neuerung Bürgis auch

erwähnt haben, wenn er sie wirklich benützt hätte. Was nun endlich die

Kasseler Uhren betrifft, so ist eine derselben nicht bloß mit einem

Pendel, allerdings ältester Form (Birne) versehen, sondern sie besitzt

sogar die erst 1680 (nach der gewöhnlichen Angabe) von dem englischen

Uhrmacher Element erfundene rückspringende Ankerhemmung. Gerland

beweist auch noch aus Kasseler Akten, daß an der von Bürgi herrührenden

Uhr wiederholt Veränderungen vorgenommen wurden und schließt hieraus,

daß man bei einer solchen Gelegenheit, wahrscheinlich 1676, die alte,

sehr schön und genau gearbeitete Uhr mit einem Pendel versah und so

den neuen Anforderungen anpaßte. Derartige Verbesserungen wurden auch

anderwärts, bald nach Bekanntwerden der Huygensschen Erfindung an schon

vorhandenen Werken angebracht. So z. B. berichtet Blunschli[65] von

Zürcher Uhren, welche Pendel erhielten. Die 1538 durch Hans Luter von

Waldshut erstellte Uhr auf St. Peter wurde durch Meister Felix Bachofen

1675 in eine Pendeluhr umgewandelt; ebenso 1689 die aus dem Jahre 1581

stammende Uhr auf dem Oberdörffer Turm; 1682 wurden die Uhren auf dem

Ketzer- und dem Grimmenturm in der angegebenen Weise verändert u. s. w.

Hieraus ergibt sich, daß Bürgi wohl kaum als Erfinder der Pendeluhr

angesehen werden kann. Bei den übrigen Verdiensten als Mathematiker und

Mechaniker kann dieser Umstand seinen Ruhm nicht schmälern. Als Rivalen

bleiben also noch Galilei und Huygens.

[Illustration: Fig. 25.]

Galilei (Fig. 25) (eigentlich Galileo, oder Galileo Galilei ~scil.

filius~) wurde geboren zu Pisa am 15. Februar 1564 als Sohn des

Vincenzio di Michelangelo Galilei. Sein Vater war ein gelehrter Mann,

der sich vorzüglich mit mathematischer Musiktheorie beschäftigte und

hierüber ein Werk herausgab. Der Sohn sollte Tuchhändler werden, da die

Familie arm war. Er kam jedoch zu den Mönchen des Klosters Vallombroso

in die Schule, wo er sich große Fertigkeit in den alten Sprachen und

jene Meisterschaft des italienischen Stiles aneignete, welche seine

Landsleute noch heute an ihm bewundern. Mit 17 Jahren bezog der junge

Galilei die Universität zu Pisa, um dort Arzneikunst zu studieren.

Er setzte jedoch bald diese Disziplin beiseite und verlegte sich

vorwiegend auf das Studium der Mathematik und Experimentalphysik. Seine

erste Entdeckung, den Isochronismus der Pendelschwingungen, schlug

er den Aerzten seiner Zeit als Pulsmesser am Krankenbett vor, ein

Verfahren, das sich in Italien auch längere Zeit erhalten haben soll.

Die übrigen wissenschaftlichen Entdeckungen Galileis, seine

Untersuchungen über den freien Fall, über das Fernrohr, die Auffindung

der vier Jupitertrabanten, der Konfiguration der Mondoberfläche, der

Sonnenflecken, der Sichelgestalt der Venus sind bekannt; ebenso die

traurigen Schicksale, welche diesen Mann bis zum Tode verfolgten.

Er starb erblindet im Alter von 77 Jahren, 10 Monaten und 20 Tagen

den 8. Januar 1642. Als Schüler Galileis sind Viviani und besonders

Torricelli, der Erfinder des Thermometers, berühmt geworden. Ein treuer

Freund des unglücklichen Gelehrten, der auch in den gefährlichsten

Lagen bei ihm ausharrte, war der 1644 als Professor der Mathematik zu

Rom verstorbene Benediktinermönch Benedetto Castelli, welcher sich

besonders als praktischer Hydrauliker großen Ansehens erfreute.

Galilei knüpfte schon frühe (1612) mit dem spanischen Hof

Unterhandlungen an, um eine von ihm erdachte Methode der

Längenbestimmung zur See, durch Beobachtung der Jupitertrabanten,

einzuführen. In diesen sich mit Unterbrechung bis 1630 hinziehenden

Verhandlungen wird noch mit keinem Worte des Pendels als Zeitmessers

gedacht, woraus wir schließen dürfen, daß Galilei dasselbe auch noch

nicht praktisch verwertete. Im Jahre 1636 dagegen bot er seine Methode

den Generalstaaten an und versprach zugleich, einen genauen Zeitmesser

herzustellen. Worin dieser bestehe, erklärt er in einem Briefe vom

5. Juli desselben Jahres, welcher an Laurens Reaal, den früheren

Statthalter von Holländisch-Ostindien, gerichtet ist. „Ich bediene

mich,” sagt er, „zur Zeitmessung eines Pendels von Messing oder Kupfer,

welchem ich die Form eines Sektors von 12-15° gebe, dessen Radius

über Spannen lang ist. Den Sektor verdicke ich im mittleren Radius und

verdünne ihn sehr scharf auf beiden Seiten, damit ihm, soweit möglich,

die Luft keinen Widerstand leiste. In seinem Mittelpunkt hat er eine

Oeffnung, durch welche ein Eisen geht, wie jenes, um welches sich eine

Wage bewegt. Dieses Eisen endet unten in eine scharfe Ecke und ruht

auf zwei Stützen von Erz. Wenn nun der Sektor weit vom bleirechten

(lotrechten) Stande entfernt ist und dem eigenen Fall überlassen wird,

so legt er eine Menge Schwingungen zurück, ehe er stille steht. Damit

er aber seine Schwingungen fortsetze und immer weit aushole, muß

derjenige, welcher dabei steht, ihm von Zeit zu Zeit einen starken

Stoß geben.” Eine am Pendelgewicht befestigte Borste (~setola fissa~)

stieß bei jedem Hin- und Hergang des Pendels ein Rädchen um einen Zahn

vorwärts. Ob eine derartige Vorrichtung damals von Galilei ausgeführt

wurde, weiß man nicht; er wollte wahrscheinlich den Abschluß der

Verhandlungen abwarten, um dann die versprochenen Instrumente an die

Holländer abzusenden. Durch Tod einiger der eifrigsten holländischen

Kommissionsmitglieder wurde die Angelegenheit erst verschoben und

schlief dann zuletzt ganz ein.

Diese soeben beschriebene Vorrichtung kann natürlich nicht als Uhr,

sondern nur als Zählwerk bezeichnet werden. Dagegen ist in einem von

Arcetri (bei Florenz) aus an ~P.~ Fulgenzio Micanzio gerichteten

Briefe, datiert vom 5. November 1637, von Zeitmessern die Rede, welche

an Genauigkeit alles Bisherige übertreffen. Er erziele, sagt Galilei,

mit seinen Instrumenten nicht bloß eine Genauigkeit von einem Grad,

sondern auch noch von Minuten, Sekunden Terzen und weiter, wenn es

verlangt werde. Die Vorrichtung selbst wird leider nicht beschrieben.

[Illustration: Fig. 26.]

Es läßt sich aber aus andern Quellen unzweifelhaft beweisen, daß

Galilei die Pendeluhr erfunden habe.[66] Viviani, „der letzte Schüler

Galileis,” wie er sich gern nannte, erwähnt diesen Gegenstand in einer

1659 an Prinz Leopold von Medici gerichteten Schrift.[67] Darin wird

erzählt, wie Galilei 1641, also schon erblindet, auf den Gedanken

kam, „daß es möglich wäre, das Pendel an den Feder- und Gewichtuhren

anzubringen und sich seiner zu bedienen; in der Hoffnung, der sehr

gleichmäßige und natürliche Gang des Pendels werde alle Mängel der

Kunst an den Uhren zu heben im stande sein.” An der persönlichen

Ausführung dieser Idee wurde Galilei durch seine Blindheit verhindert;

er übertrug aber dem Sohne die Konstruktion nach einer Zeichnung,

welche Viviani seiner Schrift für den Prinzen beilegte. Durch den

Tod des Vaters sei jedoch die Sache verzögert und erst 1649 mit der

Ausführung begonnen worden. Die Räder wurden von einem Schlosser

verfertigt, die Zähne aber, um die Sache geheim zu halten, von

Vincenzio selbst geschnitten. Als der Apparat soweit gediehen war,

um seine Wirkungsweise studieren zu können, wurde Vincenzio Galilei

vom Fieber dahingerafft. Viviani beschreibt jedoch die Uhr genau und

an Hand der noch in der Bibliotheca Palatina zu Florenz vorhandenen

Zeichnung fällt es nicht schwer, dieselbe zu verstehen.[68] Die

beigegebene Figur 26 wird das Verständnis erleichtern; sie ist eine

verkleinerte Wiedergabe des Originales, wobei die Hemmung getrennt

dargestellt ist.[69] (Fig. 27).

[Illustration: Fig. 27.]

~P~ bedeutet die Pendelstange, ihre Achse ist in ~M~; ~r~ und ~qs~

sind zwei Hebel, welche mit dem Pendel fest verbunden sind, sich

also auch um ~M~ drehen. ~Np~ ist ein weiterer Hebel, der seinen

Drehpunkt in ~N~ hat; an ihm befindet sich ein Stift (vertikal zur

Papierebene, ebenso wie die Stifte des Zahnrades), vermittelst dessen

sein hakenförmiges Ende aus einem Einschnitt des Zahnrades durch den

Arm ~qs~ herausgehoben werden kann. Der Verlauf der Hemmung ist nun

folgender:

Auf der Welle des untersten Zahnrades hängt an einer Schnur das

treibende Gewicht, welches in der Zeichnung weggelassen ist. Dadurch

wird direkt das unterste Rad und mittelst Uebertragung durch andere

Zahnräder auch das oberste (Sperrrad), welches mit einseitigen scharf

eingeschnittenen Zähnen versehen ist, in Bewegung gesetzt. Hatte nun

das Pendel die in der Figur dargestellte Lage durch Bewegung von rechts

nach links erreicht, so griff der Arm ~qs~ in den Sperrhaken ~Np~ ein

und hob ihn empor, so daß das Sperrrad sich in der Richtung des Pfeiles

(Fig. 27) bewegen konnte, aber nur so lange, bis einer der Stifte,

welcher seitlich am Sperrrad (gegen den Beschauer zu) angebracht sind,

von dem Arm ~r~ arretiert wurde und dadurch die Bewegung hemmte.

Wenn nun das Pendel wieder nach der andern Seite schwingt, so löst

sich beim Passieren der Gleichgewichtslage desselben der Arm ~r~ von

seinem Stifte, wobei er zugleich noch einen kleinen Antrieb erhält

durch das mit einem Ruck sich wieder drehende Sperrrad. Entsprechend

kurze Zeit nachher fällt aber der Sperrhaken ~Np~ wieder herunter und

hemmt die Bewegung aufs neue. Beim Zurückschwingen des Pendels hebt

nun der obere, längere Arm ~qs~ den Sperrhaken wieder, und das Rad

bewegt sich aufs neue um einen Zahn, d. h. um den Abstand zweier Stifte

vorwärts. Diese Bewegung läßt sich natürlich leicht auf ein Zeigerwerk

übertragen. Die Uhr geht so lange, als das Gewicht noch fallen kann.

Diese Hemmung ist eine sehr gute und enthält schon den Grundgedanken

des erst 100 Jahre später erfundenen Grahamschen Ankers. Das Pendel

schwingt fast völlig frei und insoweit wäre die Galileiʼsche Hemmung

der Huygensschen vorzuziehen.

Die Erzählung Vivianis findet ihre Bestätigung in der ausführlichen

Biographie Galileis von Nelli, nach welcher 1688 die Witwe Vincenzios

den Nachlaß ihres Gemahls verkaufte. Darunter befand sich auch

„eine eiserne, unvollendete Pendeluhr, zuerst von Galilei erfunden”

(~un Oriuolo non finito di ferro col pendolo, prima invenzione del

Galileo~). Wohin diese Uhr damals gelangte, ist nicht bekannt.

Aus dem Gesagten erhellt, daß Galilei als der erste Erfinder der

Pendeluhr angesehen werden muß; wenn seine Erfindung sich nicht

verbreitete, sondern in Vergessenheit geriet, so ändert dieser Umstand

an der Tatsache selbst gar nichts. Er wird aber erklärlich, wenn man

bedenkt, daß Vincenzio vor Vollendung des Werkes starb und Viviani

vielleicht im Drange anderer Geschäfte dasselbe ebenfalls nicht

vollenden konnte oder mochte; endlich war die Einrichtung derartig,

daß nicht leicht schon vorhandene Uhren mit dem Pendel versehen werden

konnten. Für die Zeichnung selbst darf Galilei nicht verantwortlich

gemacht werden, da er sie ja, wie bekannt, schon erblindet, diktierte.

Jedenfalls aber ist die Erfindung der Pendeluhr ein schöner Edelstein

in der schon so reichen Krone des großen Physikers und Astronomen

Galileo Galilei.

Durchaus selbständig und ganz unabhängig von Galilei wurde die

Pendeluhr noch einmal erfunden, 15 Jahre später, durch den berühmten

niederländischen Gelehrten Huygens; zwischen Galilei und Newton

vielleicht der bedeutendste Physiker.

[Illustration: Fig. 28.]

Christiaan Huygens[70] (Fig. 28) (latinisiert ~Hugenius~) wurde

geboren im Haag am 14. April 1629. Sein Vater, als lateinischer Dichter

und Mathematiker bekannt, bekleidete die Stelle eines Kabinettsrates

des Hauses Oranien. Er war sehr begütert und unterrichtete seinen

Sohn Christiaan selbst in Mathematik, Musik und Maschinenkunde.

Dieser verfertigte schon als zehnjähriger Knabe allerlei Modelle von

Maschinen, welche zum Teil noch vorhanden sein sollen. Sechszehnjährig

ging er nach Leyden auf die Universität; später setzte er seine Studien

in Breda (Nord-Brabant) fort. 1649 machte Huygens eine große Reise nach

Deutschland und 1655 nach Frankreich, wo er zu Angers als Doktor Juris

promovierte. Die folgenden Jahre wurden abwechselnd in Holland und

England zugebracht, bis Ludwig ~XIV.~ ihn im Jahre 1665 als Mitglied

der vor kurzem gegründeten Akademie nach Paris berief. Von Frankreich

siedelte er 1681 wieder nach Holland über, wo er an den Folgen einer

schweren Krankheit, nachdem die Geisteskräfte rasch abgenommen, im Haag

sein Leben beschloß den 8. Juni 1695 im Alter von 67 Jahren.

Huygens war nie verheiratet und lebte sehr zurückgezogen ganz der

Wissenschaft. Seine Schriften können hier nicht im einzelnen aufgeführt

werden, ebenso wenig als die zahlreichen Entdeckungen, welche die

Physik auf vielen Gebieten diesem Manne verdankt; nur einiges möge

genannt sein. Wie Galilei, beschäftigte auch Huygens sich viel mit

der Optik und mit Anfertigung und Verbesserung der Fernrohre. Mit

Hilfe mächtiger Instrumente, die viel besser waren als jene, welche

Galilei benützte, machte er eine Reihe wichtiger Entdeckungen. So

fand er 1656 den 6. Saturnmond und 1657 den Orionnebel; in einem im

Jahre 1659 erschienenen Werke ~„_Systema Saturnium_,”~ gibt er die

erste Abbildung des Orionnebels, sowie die Auflösung des schon früher

gestellten Anagramms[71] betreffs der Ringe des Saturn und endlich eine

genaue Erklärung derselben.

Außer vielen andern, für unsern Zweck nicht in Betracht kommenden

Schriften Huygensʼ, sind es besonders zwei, welche hier berücksichtigt

werden müssen, nämlich die kleine 1658 erschienene Abhandlung:

~_Horologium_~, ~Hag. Com.~; in derselben wird die schon 1656 gemachte

Erfindung der Pendeluhr beschrieben. Ganz besonders wertvoll aber

ist die größere Schrift: ~_Horologium oscillatorium_~ etc. Paris

1673. Hier findet sich neben vielem andern eine genaue Theorie des

einfachen und zusammengesetzten Pendels und eine ins einzelne gehende

Beschreibung der neuen Uhr.

Die Schrift zerfällt in fünf Abschnitte: 1. Beschreibung der Pendeluhr

in verbesserter Form mit Cykloidenpendel und einer horizontalen

Hemmung. 2. Vom Falle schwerer Körper und ihrer Bewegung auf der

Cykloide. In 26 Propositionen wird der freie Fall, der Fall auf der

schiefen Ebene und auf der genannten Kurve behandelt, zugleich auch

bewiesen, daß letztere eine sogenannte „Tautochrone” ist (siehe weiter

unten), da es gleichgültig, von welchem Punkte der Krümmung aus der

Körper fällt. Voraus gehen diesem Teil die drei „Hypothesen,” welche

die Stelle der Bewegungsgesetze vertreten. Im 3. Abschnitt werden die

Evolutentheorie, als deren Begründer Huygens anzusehen ist, und die

Dimensionen der Kurven behandelt. Der 4. Teil handelt vom physischen

oder zusammengesetzten und vom Cykloidenpendel. Diese Ausführungen sind

wohl die wichtigsten für die theoretische Mechanik. Im 5. und letzten

Abschnitt werden einige Sätze aufgestellt über die Centrifugalkraft,

sowie über die Konstruktion einer besonderen Art Uhren, der sogenannten

Cirkularpendeluhren.

In der Vorrede genannter Schrift sagt Huygens, daß er bereits vor

16 Jahren über das Pendel geschrieben, seither aber manches daran

verbessert habe, weshalb er jetzt noch einmal alles zusammenfasse:

„Wie es aber immer gewesen und wohl auch immer sein wird, haben sich

auch jetzt wieder Leute gefunden, welche meine Erfindung sich oder

wenigstens ihrer Nation zuschreiben wollen. Ich glaube also, es sei an

der Zeit, derartigen Bestrebungen einmal entgegenzutreten.” Es genüge,

nur dies eine entgegenzuhalten: vor 16 Jahren sei weder in Wort noch

Schrift von einer derartigen Pendeluhr die Rede gewesen, also dürfe er

wohl sagen, durch eigenes Studium auf die Erfindung gekommen zu sein.

Im Jahre 1658 habe er dann eine kleine Schrift über diesen Gegenstand

veröffentlicht. „Wenn aber gesagt wird, Galilei habe an der Erfindung

gearbeitet, sie aber nicht vollendet, so wäre das mehr ein Tadel für

ihn als für mich, der ich die Sache mit besserem Erfolg angefaßt hätte.

Erwidert man, Galilei oder sein Sohn hätten wirklich eine solche Uhr

gemacht, so ist schwer zu glauben, daß etwas Derartiges volle 8 Jahre

habe verborgen bleiben können. Daß es mit Absicht geschehen sei,

könnte, wie man leicht sieht, jeder sagen, welcher die Erfindung eines

andern für sich beansprucht. Jedenfalls aber wäre das zu beweisen,

und mich würde die ganze Sache nicht weiter angehen, außer es würde

zugleich festgestellt, daß allein ich von dem wußte, was allen andern

verborgen geblieben.”

Wie man sieht, steht Huygens tapfer ein für das Kind seines Geistes,

und dies mit Recht, denn seine Erfindung war selbständig gemacht

worden und ganz verschieden von derjenigen Galileis. Daß die Sprache

des Gelehrten in obigem einige Male etwas scharf wird, beruht, wie

sogleich gezeigt werden soll, auf Mißverständnissen. Sobald er

besser unterrichtet war, trug er kein Bedenken, Galileis Priorität

anzuerkennen. Dies geschah bald.

Boulliau[72] sandte noch im Jahre 1658 ein Exemplar des ~„Horologium

oscillatorium”~ an den Prinzen Leopold von Toskana. In der Antwort

wies dieser auf das Zählwerk Galileis hin und beanspruchte für diesen

die Priorität. Boulliau teilte diese Aeußerung Huygens mit, welcher

darüber schreibt: man muß wohl glauben, da ein solcher Fürst es

versichert, daß Galilei vor mir diesen Gedanken gehabt. Indes hatte

er noch einige Bedenken: „denn schließlich, wenn das Modell Galileis

keine Unzuträglichkeiten gehabt hätte, so wäre es ganz unglaublich,

daß er eine in vielen Punkten so wichtige Sache nicht ausgeführt

hätte, noch nach ihm der Fürst Leopold, als er das Modell fand. Wenn

ich die Ehre hätte, von S. Hoheit näher gekannt zu werden und Kühnheit

genug, so würde ich an denselben gelangen, um eine Zeichnung davon

zu bekommen, damit ich sehen könnte, inwiefern es von meinem Modell

verschieden ist. (Wenn die Verschiedenheit nur in den Rädern liegt,

so hat es wenig zu sagen). Aber wenn das Pendel anders aufgehängt ist

als ich es getan; wenn es sich z. B. um eine Achse dreht, so könnte

der Erfolg kein so guter sein.” Boulliau machte den Prinzen mit diesen

Gedanken bekannt und Gerland[73] glaubt, daß dieser Brief Veranlassung

zu dem oben erwähnten Bericht Vivianis von 1659 gewesen sei. Eine

Kopie der Zeichnung,[74] nebst einer Skizze der Uhr selbst, sandte

Leopold noch im gleichen Jahre durch Boulliau an Huygens. Boulliau

meldet den Empfang und die Absendung mit den Worten: „Die Zeichnung

der beiden durch Pendel betriebenen Uhren, welche ich von Ihrer Hoheit

empfangen, habe ich an Huygens geschickt; und wenn ich Zeit gefunden,

hätte ich auch noch die Geschichte des von Galilei erfundenen Pendels

beigefügt.” Huygens scheint geglaubt zu haben, man wolle ihn in Italien

eines Plagiates beschuldigen, was durchaus nicht der Fall war, weshalb

er wieder an Boulliau (1670) zurückschrieb: „Aber was ist zu tun, um

dem Fürsten die Meinung zu benehmen, die er von mir gefaßt zu haben

scheint, als ob ich mir die Erfindungen anderer anmaßen wolle. Gewiß

würde ich mich nicht wert halten zu leben.” Weil aber, fährt er fort,

das Gegenteil schwer zu beweisen sei, so könne er nur versichern, daß

weder er selbst, noch sonst jemand in diesem Lande, so viel er wisse,

von der Erfindung gehört habe, bevor er sie veröffentlichte. Diese

Versicherung gab Huygens bei jeder Gelegenheit, und sie verdient auch

in allen Punkten vollen Glauben, da ja, wie wir gesehen, Vincenzio und

Viviani Galileis Erfindung so geheim als möglich hielten.

Es darf also als bewiesen angesehen werden, daß Huygens zwar 15 Jahre

später, als Galilei, (1656, er veröffentlichte seine Schrift erst zwei

Jahre darauf), aber durchaus selbständig, ohne von der ersten Pendeluhr

etwas zu wissen, dieses so wichtige Instrument zum zweiten male

erfunden hat.

[Illustration: Fig. 29.]

Nach diesem Ergebnis gehen wir nun zur Beschreibung der Uhr über,

welche im folgenden an der Hand der Originalzeichnung Huygensʼ in

Uebersetzung gegeben werden soll.

Die nebenstehende Figur 29 zeigt eine Seitenansicht; ~AA~ und ~BB~

sind zwei Bleche (~laminæ~), jedes ungefähr ½ Fuß lang und 2½ Daumen

breit; ihre Enden werden durch zwei Säulchen zusammengehalten, so daß

ein Zwischenraum von etwa 1½ Daumen bleibt. In diese Lamellen sind auf

beiden Seiten die Achsen der vorzüglichsten Räder eingelassen. Das

erste und unterste Rad ~C~ hat 80 Zähne; auf seiner Achse sitzt die

Scheibe (Schnurlauf) ~D~, welche mit Eisenstiften versehen ist, damit

die Schnur und die Gewichte, deren Anordnung später besprochen wird,

haften können. Das Rad ~C~ wird also durch das Gewicht in Bewegung

gesetzt; es bewegt den Trieb (~tympanum~) ~E~ mit 8 Zähnen, ebenso das

auf der gleichen Achse sitzende Rad ~F~ von 48 Zähnen. In dieses greift

ein anderer Trieb ~G~ ein, welcher das Rad ~H~ antreibt. ~G~ und ~H~

haben gleichviel Zähne wie ~E~ und ~F~, nämlich 8 und 48. Das Rad ~H~

gehört zu jener Art von Rädern, welche die Künstler nach ihrer Form

„Kronräder” (~coronarias~) nennen. Seine Zähne vermitteln die Bewegung

des Triebes ~I~ und des auf derselben Achse angebrachten Rades ~K~. Der

Trieb besitzt 24, das Rad 15 sägeförmige Zähne. Ueber die Mitte dieses

Rades ~K~ kommt die Flügelachse (~axis pinnatus~) ~LM~ zu liegen, deren

Enden in den Winkelhaken ~NQ~ und ~P~ laufen, welche an der Lamelle

~BB~ befestigt sind. Der Haken ~NP~ hat nach unten einen Fortsatz

~Q~, der mit einer Bohrung versehen ist, durch welche die Achse ~LM~

hindurch geht. Zugleich dient dieser Vorsprung ~Q~ als Halt für die

dem Rad ~K~ und dem Trieb ~I~ gemeinsame Achse, welche mit ihrem

oberen Ende in ~N~ ruht. Die Platte ~BB~ ist mit einer weiten Bohrung

versehen, welche durchsetzt wird von der Achse ~LM~, die mit der Spitze

in ~P~ sich dreht. Sie erhält so eine größere Beweglichkeit, als wenn

~BB~ allein ihr Lager bildete. Länger muß sie deswegen sein, damit das

Steuer (die Gabel) ~S~ bei ~M~ an ihr befestigt werden kann. Letzteres

dreht sich dann zugleich um die angegebene Achse. Diese Bewegung ist

eine hin und hergehende, da die Zähne des Rades ~K~ in der bekannten

Weise (siehe oben Fig. 5), welche keiner Erklärung bedarf, abwechselnd

an die Lappen ~LL~ anstoßen.

Das Steuer ~S~ führt in einer länglichen Oeffnung die eiserne

Pendelstange ~VV~, an welcher unten das Bleigewicht ~X~ befestigt ist.

Oben ist sie an einem Doppelfaden aufgehängt zwischen zwei Blättchen,

von denen Figur 29 nur das eine zeigt, weshalb wir dieselben noch

gesondert abbilden in Figur 30. Durch diese Zeichnung wird ihre Form

und Krümmung, sowie die ganze Aufhängungsweise des Pendels klar.

Uebrigens werden wir später noch im besondern über die Gestalt dieser

Blättchen handeln.

Gehen wir nun zum Gang der Uhr über; die andere Figur 31 wird nachher

erklärt. Es ist klar, daß das Pendel durch den Antrieb der Räder,

welche durch Gewichte in Bewegung gesetzt werden, nach einmaligem

Anstoß mit der Hand sowohl seinen Lauf beibehält, als auch, daß seine

Schwingungen den ganzen Gang der Uhr regeln. Denn die Gabel ~S~ folgt

nicht bloß beim leisesten Antrieb der Räder dem Pendel, sondern sie

hilft ihm auch bei jeder einzelnen Umkehr etwas, und so bleibt es

beständig in Bewegung, während es sonst, sich selbst überlassen, von

selber, oder besser gesagt, durch den Widerstand der Luft allmählich

zur Ruhe kommen würde. Hinwiederum, da das Pendel in einem fort

geht und diese Regelmäßigkeit (allerdings wurde sie erst erlangt

durch die Krümmung der Blättchen ~T~) nicht geändert wird außer

durch Veränderung der Pendellänge, kann auch das Rad ~K~ nicht mehr

schneller oder langsamer gehen, wie dies bei gewöhnlichen Uhren gern

vorkommt, sondern seine Zähne sind gezwungen, in gleichen Zeiträumen

vorbeizugehen. Daraus erhellt, daß auch alle übrigen Räder, ebenso wie

die Zeiger, eine gleichmäßige Drehbewegung bekommen, da alle diese

aufgeführten Teile in entsprechendem Verhältnisse gleichförmig bewegt

werden. Infolge dessen wird auch, wenn irgend etwas bei Herstellung

der Uhr fehlerhaft gemacht wurde, oder wenn bei veränderter (erhöhter)

Temperatur die Räder schwerer gehen, keine Ungleichheit der Bewegung

eintreten, vorausgesetzt, der Fehler sei nicht so groß, daß der Gang

der Uhr durch ihn überhaupt unterbrochen wird. Die Uhr wird also die

Zeit entweder immer richtig angeben, oder dann sie gar nicht anzeigen,

d. h. stille stehen.

[Illustration: Fig. 30.]

[Illustration: Fig. 31.]

Die Zeiger endlich werden auf folgende Art befestigt und bewegt:

den beiden schon genannten Platten ~AA~ und ~BB~ parallel ist eine

dritte angebracht ~YY~ (Fig. 29), ungefähr um ¼ Daumenbreite von ~AA~

abstehend. Darauf sind die Stundenkreise angebracht mit dem Zentrum in

~X~ (in der Abbildung nicht angegeben), in welchem sich auch die Achse

des Rades ~C~ dreht. Der innere Kreis ist in 12 Stunden geteilt, der

äußere in 60 Minuten. Auf der Achse des Rades ~C~ sitzt neben ~AA~ das

Rad β; mit ihm ist ein Röhrchen fest verbunden, welches die Platte

~YY~ durchsetzt und bis ~E~ geht. Es sitzt so auf der Achse, daß es

sich zugleich mit ihr dreht, aber wenn nötig, auch ohne sie bewegt

werden kann. Bei ~E~ wird der Zeiger aufgesetzt, welcher stündlich eine

Umdrehung macht, also die ~„scrupula prima,”~ den sechzigsten Teil

einer Stunde (Minuten) anzeigt. Das Rad ~B~ aber treibt ein anderes,

Σ, mit gleichviel (30) Zähnen an, zugleich auch dessen Trieb mit 62

Zähnen. Die Achse beider (des Rades und seines Triebes) ruht im Winkel

δ. Durch diesen Trieb endlich bewegt sich das Rad ζ mit 72 Zähnen,

ebenso das an ihm angebrachte Röhrchen, welches durch ~Y~ hindurch bis

θ reicht, also nicht ganz so weit, als das von ihm umfaßte Röhrchen des

Rades β. Auf das Ende θ wird der Stundenzeiger aufgesetzt, der etwas

kürzer ist, als der Minutenzeiger, da er den inneren Kreis durchläuft.

Um aber das genaue Ablesen der Sekunden zu ermöglichen, sitzt auf der

Achse des Rades ~H~ eine Scheibe λ, welche bis zu ~Y~ reicht. Auf ihr

ist ein Kreis verzeichnet, welcher 60 Teile zählt; die Platte ~YY~

hat vor γ eine Oeffnung ~Z~. Zu oberst an dieser befindet sich ein

feststehender Stift, welcher die vorbeigehenden Sekunden angibt.

Die Anordnung der Zeiger ergibt sich deutlicher aus Figur 31, welche

das Aeußere einer Pendeluhr darstellt.

Was die Länge des Pendels betrifft, so muß sie bei obiger Anordnung

so sein, daß bei jedem Rücklauf eine Sekunde gemessen wird. Dies

ist der Fall bei einer Länge von drei Fuß; da eine solche sich

aber in der Zeichnung nicht gut darstellen ließ, so gaben wir den

fünften Teil davon an, gemessen vom Aufhängepunkt, da wo die beiden

Bleche ~T~ sich krümmen, bis zum Mittelpunkte des Gewichtes ~X~. Ich

spreche von einer Länge von drei „Fuß”, nicht rücksichtlich irgend

eines Fußmaßes bei einem Volke in Europa, sondern von jenem Fuß,

der nach ewig gleichbleibendem Maß von einem Pendel hergenommen ist

(~„certo æternoque pedis modulo ab ipsa huius penduli longitudine

desumpto,”~) und der deshalb in Zukunft „Stundenfuß” genannt werden

mag. Auf ihn müssen alle andern Fußmaße bezogen werden, wenn wir sie

unverfälscht der Nachwelt überliefern wollen. So kann z. B. nie in

folgenden Jahrhunderten eine Unsicherheit darüber herrschen, welches

die Länge des Pariser Fußes sei (0,3248394 ~m~), wenn man weiß, daß

er sich zum Stundenfuß verhält wie 864 : 881. Darüber werden wir

aber noch ausführlicher reden in jenem Teil des Buches, welcher den

Schwingungsmittelpunkt behandelt.[75]

Vorderhand bezeichnen wir die Umlaufszeit der einzelnen Räder und

Zeiger nur im allgemeinen, damit man daraus ersehe, wie alles

übereinstimme mit der Zahl der Zähne, welche angegeben wurde.

Es ist klar, daß bei einer einzigen Umdrehung des Rades ~C~ das Rad

~F~ sich zehnmal dreht, ~H~ aber sechzigmal, und 120mal das oberste

~K~, mit 15 Zähnen, welche abwechselnd die Lappen ~LL~ bewegen, so

daß einer Umdrehung des Rades ~K~ 30 Antriebe der Lappen entsprechen.

Genau so viele Hin- und Hergänge macht das Pendel ~VX~. Es werden also

120 Umläufen 3600 einfache Schwingungen entsprechen; das ist aber die

Anzahl Sekunden, welche eine Stunde enthält. Also geht in einer Stunde

das Rad ~C~ einmal herum, und ebenso oft der auf seiner Achse sitzende

Minutenzeiger. Weil ihn auch in derselben Zeit das Rad β und durch

dieses γ mitsamt seinem Trieb von 6 Zähnen sich drehen, das Rad ξ aber

zwölfmal mehr Zähne, d. h. 72 besitzt, so liegt auf der Hand, daß bei

ihm auf 12 Stunden nur ein Umlauf kommt; das gleiche gilt vom Zeiger,

welcher an diesem Rad ξ bei θ befestigt ist. Wie wir aber bewiesen

haben, dreht das Rad ~H~ sich während einer Drehung von ~C~ sechzigmal,

und mit ihm vollendet der auf seiner Achse angebrachte Kreis λ seinen

Lauf sechzigmal in der Stunde, einmal in einer Minute; sein sechzigster

Teil zeigt also beim Vorübergang am Stifte die Sekunden an! So ist

alles richtig.

Das Gewicht ~X~ wiegt drei Pfund; es ist entweder ganz von Blei oder

mit einer Messinghülse versehen, welche das Blei enthält. Man hat hier

indes nicht bloß auf das Gewicht der Metallmasse zu sehen, sondern

auch (und dieser Umstand ist sehr wichtig) auf seine Form, damit die

Luft ihm so wenig Widerstand als möglich entgegensetze. Deshalb wird

es verwendet in Gestalt eines länglichen, liegenden Zylinders, dessen

beide Enden spitz zulaufen, wie aus Fig. 31 ersichtlich ist. Bei

den Uhren, welche für die Schifffahrt[76] bestimmt sind, wurde eine

aufrecht stehende Linse als zweckmäßig erfunden.

In der gleichen Figur 31 ist auch die Aufhängung eines andern Gewichtes

~b~, welches den Gang der Uhr bewirkt, angegeben. Wir mußten sie,

da noch nichts darüber bekannt war, erst ausfindig machen, damit

beim Aufziehen das Werk nicht ins Stocken gerate, oder doch gehemmt

werde, was besonders hier zu meiden war. (Nun folgt im Original die

Beschreibung des Flaschenzuges) ...

Die Schwere des Gewichtes ~b~ kann nicht genau bestimmt werden; im

allgemeinen wird die Uhr um so besser gehen, je geringer das Gewicht

sein darf, welches sie in Gang zu erhalten vermag. Bei den besten

Uhren, die von uns bisher erstellt wurden, wog es bloß sechs Pfund.

Die Linse wiegt, wie gesagt, drei Pfund und die Pendellänge ist drei

Fuß. Das Pendel muß, worauf wir noch besonders aufmerksam machen, im

Kasten der Uhr herabhängen, es ist also in diesem ein so langer Schnitt

anzubringen, daß er für die Schwingungen genügt. Wenn man die Uhr

ungefähr in Mannshöhe aufhängt, so bleibt sie, einmal aufgezogen, 30

Stunden in Gang.

Soweit die Beschreibung Huygensʼ. Auf Seite 151 findet sich noch die

richtige Bemerkung, daß die Uhr um so gleichmäßiger gehe, je schwerer

die Pendellinse sei.

Schon früher wurde des Isochronismus der Pendelschwingungen als einer

Entdeckung Galileis gedacht. Genau genommen ist dies aber nicht

ganz richtig, indem er annahm, daß die erwähnte Gesetzmäßigkeit für

Schwingungen jeder Weite gelte. Annähernd trifft Galileis Ansicht

zu; genauer aber werden Pendelschwingungen nur dann als isochron

bezeichnet, wenn ihre Bogen als Gerade aufgefaßt werden können, was

nur bei sehr kleinen Amplituden der Fall ist. Huygens gebührt das

Verdienst, diesen wichtigen Satz genau bewiesen zu haben, anläßlich

einer nähern Untersuchung der Pendelgesetze.

Es haben, wie bekannt, alle Sehnen, welche man von irgend einem Punkte

der Peripherie eines vertikalen Kreises aus nach dem tiefsten Punkte

desselben zieht, die Eigenschaft, als schiefe Ebenen betrachtet, von

einem auf ihnen fallenden Körper in gleicher Zeit durchlaufen zu

werden, mögen sie nun im übrigen kurz oder lang sein. Weil nun aber

ein Pendel nicht in einer Geraden sich bewegen kann, sondern seine

entsprechende Kurve beschreibt, welche immer länger ist, als die

Gerade, so braucht es dazu auch eine längere Zeit. So wies Huygens

nach, daß dasselbe Pendel, welches bei kleinster Schwingungsweite 34

Schwingungen machte, in derselben Zeit bloß 29 ausführt, wenn es einen

Halbkreis durchläuft. Damit schien der Wert des Pendels als Regulator

der Uhren wieder hinfällig geworden zu sein. Die scharfsinnigen und

gelehrten Untersuchungen, welche der große Geometer nun anstellte über

den Weg, den das Pendel einschlagen müßte, um seine Schwingungen, seien

sie groß oder klein, in gleichen Zeiträumen erfolgen zu lassen, führten

ihn auf die sogenannte Cykloide oder Radlinie, bei welcher wir kurz

verweilen wollen.

[Illustration: Fig. 32.]

Unter Cykloide oder Radlinie versteht man, wie schon der Name

andeutet, jene Kurve, welche beschrieben wird von einem Punkte

~P~ (siehe Fig. 32), der nicht Mittelpunkt eines Kreises ~C~ ist,

wenn dieser, ohne zu gleiten, auf einer Geraden in derselben Ebene

fortrollt. Liegt der Punkt auf der Peripherie, so entsteht die gemeine

oder eigentliche Cykloide ~A B E~.[77] Dieses Gebilde beschäftigte

die Mathematiker des 17. Jahrhunderts lebhaft. Galilei, Mersenne,

Roberval, Descartes, besonders aber Huygens, studierten ihre

Eigenschaften. Während Leibniz die schon von Galilei gestellte Aufgabe

löste, den zeitlich kürzesten Weg eines Körpers von einem Punkte zu

einem andern zu finden, welcher tiefer gelegen ist und sich nicht in

derselben Vertikalen befindet, und als Weg dieses Punktes die Cykloide

(Brachystochrone) fand, bewies Huygens in seinem 1673 erschienenen

Werke, daß genannte Kurve zugleich ihre Evolute sei.[78] Viel wichtiger

aber für unsern Gegenstand ist der ebenfalls von Huygens aufgefundene

Satz, daß die Cykloide auch eine _Tautochrone_ oder _Isochrone_

darstellt.

Unter Tautochrone versteht man jede krumme Linie, auf welcher ein der

Schwere unterworfener materieller Punkt oder Körper immer in ein und

derselben Zeit am tiefsten Punkte anlangt, gleichgültig von welchem

Orte der Kurve aus er seine Bewegung begann.

[Illustration: Fig. 33.]

Es sei ~AHEC~ (Fig. 33) eine Semicykloide, und ~H~ ein beliebiger

Punkt derselben. Es ist nun ganz gleichgültig, ob ein fallender Körper

von ~H~ oder z. B. von ~E~ aus seine Bewegung beginne; er wird in

beiden Fällen zur gleichen Zeit den tiefsten Punkt seiner Bahn, ~C~,

erreichen. Durch diese Eigenschaft der Cykloide ist die Möglichkeit

geboten, die Pendelschwingungen genau isochron zu machen, indem man

nämlich das Pendel zwingt, die Evolute einer Cykloide zu beschreiben.

Ein Pendel, dessen Faden als unbiegsam gedacht wird und das in einer

Ebene schwingt, beschreibt einen Kreisbogen; auch wenn der Faden

biegsam ist, wird dies unter dem Einfluß der Schwere im allgemeinen

noch der Fall sein. Stellt sich aber dem Pendelfaden eine krumme Linie

in den Weg, so wird er sich an diese anschmiegen und die Bahn wird

keine kreisförmige mehr sein, sondern je nach der Form des Hindernisses

irgend eine andere Kurve darstellen. Ist also dieses Hindernis, wie bei

der Pendeluhr von Huygens, ein cykloidisch gekrümmtes Blättchen, so

bildet der vom Schwingungsmittelpunkt beschriebene Bogen als Evolute

ebenfalls wieder eine Cykloide, folglich sind die Schwingungen genau

isochron. Darauf beruht die Anwendung des Huygensschen Pendels. Auf die

nähere mathematische Darlegung kann hier verzichtet werden.

Schließlich darf aber nicht verschwiegen werden, daß auch bei dem

Cykloidenpendel der Spruch zutrifft, welchen Kaspar Schott auf seine

eigenen Pendelhemmungen anwandte: ~nihil ex omni parte beatum~,

d. h. nichts ist vollkommen unter der Sonne. Huygens selbst lernte

die Mängel seines Werkes wohl kennen; er suchte auch mannigfaltige

Verbesserungen daran anzubringen. Ein Uebelstand ist hier vor allem zu

erwähnen: die Form der Bleche, an welche der Pendelfaden sich anlegen

soll. Diese Halbcykloiden sind nur schwer genau herzustellen; der

Pendelfaden selbst (von Seide) ist zu sehr den Einflüssen der Witterung

unterworfen. Die geringe Schwere der Linse ließe sich zwar leicht

ändern, aber dadurch würden auch die unvermeidlichen Stöße der Lappen

heftiger, so daß das Werk sich rasch abnutzen müßte. Der letztgenannte

Uebelstand liegt jedoch in der Natur der Hemmung selbst, welche Huygens

überkam und benutzte; er verschwand daher auch, sobald eine bessere

Konstruktion an die Stelle der alten trat. Im Prinzip aber sind unsere

modernen Pendeluhren geblieben, wie sie Galilei und Huygens erdacht.

Dieser fruchtbare Gedanke hat erst die Vollkommenheit unserer jetzigen

Zeitmesser ermöglicht und ihre Herstellung zu einem glänzenden Triumph

der Feinmechanik gemacht.

~V.~

Weitere Entwicklung der Uhren im 18. und 19. Jahrhundert.

Die Uhren: Ein Abriß der Geschichte der Zeitmessung · 第 14 / 25 题