4. Fortschritte in der Herstellung von Taschenuhren.
Wie leicht begreiflich, begnügte man sich nicht mit der ursprünglich ziemlich roh erstellten Taschenuhr. Mit fortschreitender Genauigkeit wuchs selbstverständlich auch die Wertschätzung der Zeitmesser, speziell der Taschenuhren. Infolge dessen wurden dieselben in den kostbarsten Materialien, mit allem Aufwand von Scharfsinn und Kunst hergestellt und so nach und nach zum Luxusartikel, als welchen wir sie teilweise auch heute noch sehen. Es sind uns bereits im Vorhergehenden Beispiele künstlerisch ausgestatteter Uhren begegnet und mögen hier noch einige genannt sein.
Wir bemerkten bereits, daß sich besonders die Uhren aus der Zeit der Valois auszeichnen durch reichen künstlerischen Schmuck. Goldschmiede und Graveure leisteten ihr Bestes, so daß derartige Erzeugnisse der Stolz jeder Sammlung sind und außerordentlich gut bezahlt werden. Bewegliche Figuren, die wir zuerst bei den Turmuhren getroffen, wurden auch an Taschenuhren nach und nach angebracht. Die bereits mehrfach erwähnte Sammlung Marfels in Berlin weist zahlreiche Beispiele derartiger Werke auf. Als Probe geben wir in [Fig. 53] die Abbildung zweier kostbaren Uhren mit kleinen Automaten. Uhren in Form von Tabakdosen, Federhaltern, Tulpen, Pyramiden, Musikinstrumenten etc. sind nicht selten; jede ein Kunstwerk, und mit unendlichem Fleiße ausgeführt. Schon sehr frühe gelang es, Taschenuhren so klein zu machen, daß sie in einem Ringe am Finger getragen werden konnten. ([Fig. 54]). Wohl die kleinste ältere Uhr von 9 mm Durchmesser, aus dem Jahre 1650, zeigt unsere [Abbildung 55]. — Vergleichshalber geben wir hier noch 2 chronometrische Merkwürdigkeiten aus früherer und neuester Zeit: es sind dies die kleine Uhr, welche Caron de Beaumarchais konstruierte für die Pompadour und ein Genferührchen, das mit allen Hilfsmitteln moderner Technik hergestellt wurde ([Fig. 56]). Der Kreis gibt die Größe eines 20 Pfennigstückes wieder.
Fig. 53 a.
Fig. 53 b.
Was das erste dieser kleinen Kunstwerke betrifft, so sei hier gleich bemerkt, daß der Ersteller ebenso interessant ist, als sein Werk. Pierre Augustin Caron, wohl einer der berühmtesten Uhrmacher, wurde 1732 zu Paris geboren als Sohn des Uhrmachers Caron, der in bescheidenen Verhältnissen lebte. Der Knabe zeichnete sich schon frühe durch große Handfertigkeit aus, sowie durch seine dem Vater höchst unliebsame Vorliebe für Musik. Nach manchem Zerwürfnis mit demselben versprach er, der Musik, wenigstens einigermaßen zu entsagen, was auch geschehen zu sein scheint, denn Caron erfand schon mit 20 Jahren den Stiftengang für Taschenuhren. Durch unvorsichtige Mitteilung seiner Erfindung an einen Kollegen, wäre er beinahe um deren Früchte gekommen, erst nach einem glücklich geführten Prozeß erkannte ihn die Akademie als rechtmäßigen und einzigen Erfinder an. Damit war nun das Glück des jungen Caron gemacht. Durch das Aufsehen, welches der Prozeß verursachte, wurden weite Kreise auf den talentvollen Uhrmacher aufmerksam und Ludwig XV. bestellte bei ihm eine möglichst kleine Uhr, die zur vollsten Zufriedenheit ausfiel und der bald weitere folgten. So wurde Caron rasch in den höchsten Kreisen bekannt. Nach und nach erhielt er Zutritt bei Hofe und schließlich durch eine Heirat den Adelstitel, welchen er sich allerdings vorerst selbst beilegte: Caron de Beaumarchais. Später bestätigte der König diesen Namen. Die Ausübung des früheren Berufes hatte Beaumarchais natürlich längst aufgegeben. 1784 kam seine „Hochzeit des Figaro” auf die Bühne und machte den Verfasser zum berühmten Mann. Wie bekannt, ist Caron de Beaumarchais auch der Schöpfer des Lustspieles: „der Barbier von Sevilla.” Er starb 1799 in Paris, wohin er nach Beendigung der Schreckensherrschaft wieder zurückgekehrt war.
Die andere kleine Uhr, welche unsere Abbildung zeigt, wurde in Genf hergestellt. Wir geben im folgenden einige Daten über dieses Kunstwerk nach Mitteilungen der Leipziger Uhrmacherzeitung. Das Werk besteht aus 95 Einzelbestandteilen im Gesamtgewicht von 0,93 gr; also noch nicht ein Gramm! Es hat eine Gangdauer von 28 Stunden; der winzige Schlüssel umfaßt einen Vierkant von nicht ganz ½ Millimeter Seitenlänge. Der Durchmesser des Federhauses beträgt 4,18 mm, die Länge der Feder 3,4 mm; ihr Gewicht ist 38 Milligramm, bei einer „Dicke” von 45/1000 Millimeter! Die Werkplatte, auf welcher die Teile befestigt sind, mißt 9 mm im Durchmesser. Die Unruhe wiegt etwa ein hundertstel Gramm, bei 3,5 mm Durchmesser. Die Spirale hat ein Gewicht von 1/10 Milligramm (d. h. 10000 solcher Federchen hätten erst 1 gr!); die Unruhe macht stündlich 18152 Schwingungen; u. s. w. Aus diesen Angaben läßt sich leicht ein Schluß ziehen auf die Feinheit der nötigen Instrumente, aber mit mehr Recht noch, auf das Werkzeug aller Werkzeuge, die Hand des Menschen und den Geist, der sie leitet. — Der Preis des Kunstwerkes ist nicht für jedermann: 5000 Mk., gewiß nicht übertrieben hoch, angesichts solcher Leistungen!
Ein anderes weites Feld der Betätigung bot die Uhrmacherkunst namentlich der Email-Malerei; die Zartheit und zugleich das Feuer und der Glanz der Farben läßt sich durch Abbildungen nur mangelhaft wiedergeben.
Als ein bedeutender Fortschritt auf dem Gebiete der Uhren darf hier die Erfindung genannt werden, Edelsteine für Lager u. s. w. zu bohren. Sie wird dem anfangs des 18. Jahrhunderts in der Schweiz geborenen, aber in England lebenden Nikolaus Fatio zugeschrieben, welcher 1764 vom englischen Parlament ein auf 14 Jahre gültiges Patent erhielt.
Die ältesten Taschenuhren besitzen keine Gläser, sondern dann und wann Platten aus Bergkristall, deren Bearbeitung sehr mühsam, also teuer ist. Erst gegen Ende des 17. Jahrhunderts finden sich allgemein Uhrgläser, zunächst in der bekannten gewölbten Form für Spindeluhren. Der Preis war aber noch sehr hoch, 4–5 Fr. das Stück!
Der Engländer Barlow (1636–1716) ist der Erfinder der Repetieruhr; ursprünglich für Pendeluhren berechnet, versah er erst im Jahre 1691 eine Taschenuhr mit dieser Einrichtung.
Als sehr wichtige Neuerung muß die Einführung der Taschenuhren ohne Schlüssel, oder wie wir jetzt sagen, der Remontoir-Uhr bezeichnet werden. Nach Saunier (l. c. S. 523 ff.) reichen die ersten diesbezüglichen Versuche bis ins erste Viertel des 18. Jahrhunderts zurück. P. F. Ingold in La Chaux-de-Fonds verfertigte 1815 eine Uhr, die durch Drehen des Glasreifens aufgezogen wurde.
Auch der sogenannte Pump-Aufzug gehört hieher. Der Bügelhals wurde so lange aus- und eingestoßen, bis die Uhr aufgezogen war. — Der berühmte Uhrmacher Adrien Philipp legte 1842 eine Uhr ohne Schlüsselaufzug vor; in der Folge verband er sich mit dem Genfer Fabrikant Patek zur Firma Patek, Philipp & Co., welche bis heute solche Aufzüge herstellt.
Nach diesen Bemerkungen kehren wir noch einmal zu der Hemmung zurück. Ursprünglich verwendete Henlein, wie wir gesehen, die Waagehemmung, welche sich lange erhalten hat. Wohl die meisten Leser kennen noch die Spindeluhr als Erbstück aus Großvaters Zeit. Gegenwärtig kommt sie aber nicht mehr in Anwendung, weshalb wir von einer nähern Beschreibung absehen können. Noch häufig sind dagegen Uhren mit Zylindergang, welche deshalb etwas einläßlicher behandelt werden sollen.
Erfunden wurde diese Hemmung von dem Engländer Thomas Thompion (1637–1713) schon 1695 und später von dessen Landsmann Graham zur jetzigen Form vervollkommnet. Sie gehört zu den „ruhenden” Hemmungen, so bezeichnet, weil durch ihre Wirkung das Steigrad völlig stille steht, während die Unruhe einen Teil ihrer Schwingung vollführt. Zylinderhemmung heißt sie, weil die Unruhespindel teilweise als Zylinder gebaut ist, der sich zu einer halbrunden Vertiefung einbiegt, in welche die Zähne des Steigrades eintreten. Vergl. unsere vergrößerte Abbildung [Fig. 57]. Unterhalb der Ausbuchtung, die für den Zahneingriff bestimmt ist, befindet sich noch ein weiterer Ausschnitt der Zylinderwand, um den nachfolgenden Zahnarm aufzunehmen. Abbildung 58 zeigt die Spindel im Querschnitt, nebst einem kleinen Teil des Steigrades. Die Pfeile geben die Bewegungsrichtung von Unruhe und Steigrad an. Stellung 1 zeigt den größten Ausschlag der Spindel nach links; weil hier die Lippe a (Rand der Zylinderhöhlung) den Zahn c des Steigrades hemmt, so ruht dieses. Im nächsten Moment nun schwingt die Spindel etwas nach rechts, so daß der Zahn, an ihr vorbeigehend, einen kleinen Anstoß geben und in die Höhlung eintreten kann. In 3 steht die Unruhe am weitesten nach rechts, das Steigrad steht wieder still, bei 4 beginnt die Bewegung nach rückwärts, wobei der bei b austretende Zahn abermals einen kleinen Antrieb erteilt.
Ein Nachteil dieser Hemmung ist die ziemlich beträchtliche Abnützung, welche bei der jetzt sehr viel ausgeführten Ankerhemmung vermieden ist. Sie wird verschieden konstruiert, ist aber im Prinzip überall dieselbe. Unsere Abbildung 59, welche eine sogenannte Schweizer-Ankerhemmung darstellt, mag die Wirkungsweise klar machen.
Auf der Unruhachse sitzt die Hebescheibe d (bei feinen Uhren ein Rubin) mit dem Hebestift i, welcher die Gabel des Ankers bc antreibt. Zwei seitlich angebrachte Stifte v und w regulieren die Schwingungsweiten des Ankers. Das Ankerrad a besitzt abgestumpfte Zähne, welche durch Vermittlung des Ankers die Kraft des Steigrades auf die Unruhe übertragen. Diese schwingt frei nach erhaltenem Impuls, während das Steigrad mit einem seiner Zähne am Anker anliegt. Kehrt die Schwingung um, so bewegt der Hebestift i die Gabel und hebt den Anker, wobei das Rad mit einem Zahn abgleitet, während das andere Ende des Ankers sich festlegt, wodurch das Steigrad wieder zur Ruhe kommt u. s. w. Weil die Schwingungen der Unruhe hier fast einen ganzen Umlauf, vor- und rückwärts ausmachen, also wie ein kräftiges Schwungrad wirken, überwindet eine Ankeruhr auch leichter alle jene kleinen Störungen, die beim Tragen der Uhr unvermeidlich sind. Vorausgesetzt allerdings, daß der Anker sehr gut gearbeitet sei, was nicht immer der Fall ist; dann ist eine Zylinderuhr vorzuziehen.
Hier sei auch noch ein Wort gesagt über die Kompensation bei feinen Taschenuhren. Die Unruhe ist an zwei gegenüberliegenden Stellen durchschnitten und besteht wie beim Rostpendel aus zwei verschiedenen Metallen, welche streifenförmig miteinander verlötet sind. Vergl. [Fig. 60]. Ein diametral verlaufender Steg verbindet die beiden Hälften des Schwungringes der Unruhe. Gewöhnlich wird Messing und Stahl verwendet. Bildet nun das Metall mit der größeren Wärmeausdehnung die Außenseite, so dehnt bei steigender Temperatur die Unruhe sich zwar aus, aber die Lappen krümmen sich nach innen, so daß der Schwerpunkt der schwingenden Massen dem Mittelpunkte etwas näher rückt; dadurch werden aber die Schwingungen beschleunigt. Umgekehrt verläuft der Vorgang bei Temperaturerniedrigung. Die Formänderungen in irgend einem Sinne gleichen sich also bei richtig gewählten Verhältnissen aus: die Unruhe ist kompensiert. Gewöhnlich sind am Umfange des Metallreifens noch kleine Schrauben angebracht, welche die Schwerpunktslage der beiden Ringhälften regeln. Ihre genaue Einstellung ist eine sehr langwierige und beschwerliche Arbeit. Aus letzterem ergibt sich auch, daß bei gewöhnlichen Ankeruhren die Kompensation nur zum Scheine angebracht ist, da ein so feiner Mechanismus bei dem niedrigen Preise dieser Uhren sich nicht lohnen würde.
5. Die Chronometer.
Mit diesem Namen („Zeitmesser”) wird eigentlich jede Uhr bezeichnet; es hat sich aber jetzt dieser Ausdruck ausschließlich eingebürgert für jene feinsten Federuhren, welche gegen Temperatur- und Lageänderungen etc. möglichst unempfindlich sein sollen bei hervorragend genauem Gange. Sie dienen besonders den Zwecken der Schifffahrt und Astronomie. Die Chronometer werden in zwei Ausführungen gebaut: in großem Maßstabe, als sogenannte Box-Chronometer und in kleinerer Form, als Taschenchronometer.
Da Pendeluhren zur See selbstverständlich nicht brauchbar sind, eine Uhr aber doch erwünscht und notwendig ist, so treffen wir schon frühe auf Versuche zur Herstellung genau gehender Zeitmesser behufs Ortsbestimmung auf dem Ozean. Es ist das die berühmte Frage der Längenbestimmung auf offenem Meer.
Während die alten Völker sich vorzugsweise auf Küstenfahrten beschränken mußten, durchfurcht das moderne Schiff alle Meere mit täglich wachsender Geschwindigkeit und einer Sicherheit, als ob es von unsichtbarer Hand dem Ziele zugesteuert würde. Außer dem Berufsseefahrer, oder denjenigen Lesern, welche in der mathematischen Geographie bewandert sind, wissen wohl die wenigsten Menschen, wie es möglich ist, jeden Augenblick den Ort des Schiffes zu bestimmen. Es hat tatsächlich auch lange gedauert, bis diese Aufgabe befriedigend gelöst war, und nur unter steter Beihilfe von Wissenschaft und Kunstfertigkeit ist sie endlich gelungen. — Unzweideutig ist die Lage eines Punktes auf unserer Erde bestimmt, durch Angabe seiner geographischen Breite und Länge. Die Breite läßt sich am leichtesten feststellen, da sie immer gleich dem Bogenabstand des Poles vom Horizont (Polhöhe) ist. Segelt der Schiffer nach Norden, so heben sich die zugewandten Sterne scheinbar immer mehr; diese wechselnde Stellung bietet nun ein Mittel, die geographische Breite, d. h. den Abstand vom Aequator zu messen. Zum gleichen Ziele führen auch Messungen der Sonnenhöhe, wenn sie durch den Meridian geht u. s. w.
Bedeutend schwieriger ist es jedoch, den Längengrad zu bestimmen, d. h. den Abstand des Meridians des Beobachters vom Meridian eines bestimmten festen Punktes. Als Ausgangspunkt der Zählung wird jetzt auf allen Seekarten Greenwich angenommen, nur die Franzosen beziehen sie auf den Meridian von Paris (Paris liegt 2° 20′ 14″ östlich von G.). Da unsere Erde sich mit der größten Regelmäßigkeit in 24 Stunden einmal um die eigene Achse dreht, so ist es klar, daß auf eine Stunde Zeit 15 Längengrade kommen, also 4 Minuten auf einen Grad u. s. w. Ebenso leicht begreifen wir, daß östlich gelegene Orte früher Mittag haben als westliche, daß also bei einer Reise von Westen nach Osten parallel zum Aequator, die Uhr des Reisenden beständig zurückbleiben muß, auf einen Grad Längendifferenz um 4 Minuten, ebenso viel geht sie voraus bei einer Bewegung im entgegengesetzten Sinne. Nun verstehen wir auch, wie die Bestimmung der Länge mit Hilfe einer genau gehenden Uhr möglich wird. Wurde, um ein Beispiel anzuführen, die Schiffsuhr bei der Abreise genau nach Greenwicher Zeit gerichtet, und zeigt sie irgendwo am Mittag statt 12 Uhr, wie die betreffende Ortsuhr, z. B. 2 Uhr, so ist die Sonne schon vor 2 Stunden durch den Meridian von Greenwich gegangen; wir befinden uns folglich um so viele Grade westlich von diesem Punkte, als die Sonne in der Zeit von zwei Stunden durchläuft, d. h. 30° westlich von Greenwich. Angesichts der Wichtigkeit des Seeverkehrs, der Verantwortung für so viele Menschenleben und auch des großen Kapitals, welches in unsern modernen Schiffskolossen steckt, ist es begreiflich, daß das größte Gewicht auf genaue Ortsbestimmungen gelegt wird und ebenso, daß Irrtümer in dieser Beziehung immer unangenehme, nicht selten gefährliche Folgen haben müssen. Daher das Interesse, welches schon seit mehreren Jahrhunderten dem Schiffschronometer zu teil geworden. Dieses Interesse mag es auch rechtfertigen, hier, bevor wir auf die eigentliche Schiffsuhr eingehen, kurz noch die Hauptmomente der Geschichte des Chronometers, oder des Längenproblems zu berühren.
Einer der ersten, welcher Uhren zur Längenbestimmung (auf dem Lande) vorschlug, war so viel bekannt, Rainer Gemma, aus Friesland.[82] Aber dieser gute Rat scheiterte aus Mangel an guten Uhren. Wie die Spanier versichern, hätte schon früher Alonso de Sta. Cruz in einem seither verloren gegangenen, Philipp II. gewidmeten Buche denselben Vorschlag gemacht; ebenso der Sohn des Christof Columbus, Don Hernando Colon. Letzterer könnte als der Vater dieser Idee bezeichnet werden. Der genannte spanische Herrscher soll auch für die Lösung des Problems einen Preis von 10000 Talern in Aussicht gestellt haben (nach heutigem Geldwert ca. 100000 Fr.). Die holländischen Staaten bestimmten anfangs des XVII. Jahrhunderts zum gleichen Zwecke die Summe von 30000 Gulden.[83] Auch Huygens beschäftigte sich mit dieser Aufgabe, ebenso Leibniz. In rechten Fluß kam die Frage aber erst, als England 1714 einen entscheidenden Schritt tat. In diesem Jahre wurde eine Kommission eingesetzt, an welcher neben andern auch der berühmte Newton teilnahm. Dieser unterzog in einer Denkschrift die bisherigen Methoden der Längenbestimmung einer Kritik und schloß mit dem Rate, zur Aufmunterung von Künstlern und Gelehrten einen Preis auszuschreiben. Dem wurde seitens der Regierung Folge gegeben, indem sie 10000 Pfund (200000 Mk.) bestimmte für denjenigen, welcher eine Methode erfände, um bei einer Fahrt von England nach Westindien die Länge bis auf 1 Grad, 15000 Pfund bis auf ⅔ und 20000 bis ½ Grad genau zu bestimmen. 1720 folgte Frankreich diesem Beispiele, indem es die gleiche Preisaufgabe stellte.
Der Mann nun, welcher die gestellte, gewiß nicht leichte Forderung erfüllte, und, wenn auch erst spät, den Preis erhielt, war Jean Harrison von Barrow, Grafschaft Lincoln (1693–1776), Sohn eines Zimmermanns und auf dem Gebiete der Uhrmacherkunst vollständiger Autodidakt. 1736 brachte er einen Chronometer zustande, welcher vorerst auf einem Flußschiff erprobt wurde. Später übernahm ihn ein englischer Schiffskapitän auf eine Fahrt nach Lissabon. Das Resultat war gut, so daß die Längenkommission ihn zu weiterem Schaffen ermutigte und eine Unterstützung gewährte. Nachdem Harrison noch zwei weitere Modelle angefertigt, erhielt er 1749 von der königlichen Akademie die goldene Copley-Medaille (diese drei Uhren werden als kostbare Urkunden zur Geschichte der Zeitmessung im Observatorium zu Greenwich aufbewahrt).
Im Jahre 1761 willfahrte endlich die Kommission den Bitten Harrisons, seine Uhr zur Erprobung auf eine Fahrt nach Jamaica mitzunehmen. Der Sohn des Erfinders machte die Reise mit, welche nach 18tägiger Dauer eine berechnete Längendifferenz von 13° 50′ ergab, während das Chronometer 15° 19′ wies. Natürlich erhob sich ein Streit; der junge Harrison stand zu den Angaben der Uhr und behauptete, daß am nächsten Morgen die Insel Portland sichtbar sein müßte, was auch wirklich eintraf. Aehnlich erging es beim Anlaufen der Antillen. Am 61. Tage lief das Schiff im Hafen von Jamaica ein. Es wurde nun nach den Ergebnissen des Merkurdurchganges von 1743 der Längenabstand von Port Royal auf Jamaica zu 5 Stunden 2′ 51″ westlich von Portsmouth bestimmt, während das Chronometer 5″ weniger ergab. Auch auf der Rückfahrt bewährte sich die Uhr ausgezeichnet; nach einer Probezeit von 161 Tagen ging sie noch auf 65″ genau, was ¼ Grad entspricht.[84]
So hatte Harrison die Aufgabe gelöst und zwar genauer als es verlangt war, aber den ganzen Preis erhielt er doch noch lange nicht. Man erhob Zweifel über die Zuverlässigkeit der Längenbestimmung von 1743 und beschloß, eine zweite Fahrt zu unternehmen, vorher aber dem Erfinder eine Abschlagszahlung von 5000 Pfund zu machen, mit der Verpflichtung seine Konstruktion zu veröffentlichen. Es geschah dies in der Schrift: „Principles of time keeper.” Die Fahrt wurde 1764 angetreten, das Fahrzeug, ein Kriegsschiff, zählte unter seinen Passagieren wieder den jungen Harrison. Diesmal war das Ergebnis noch besser als zuvor, so daß die Längenkommission erklärte, Harrison gebühre der Preis. Das Parlament aber verstand sich bloß zur Zahlung von weitern 5000 Pfund mit der Erklärung, der Rest würde folgen, sobald der Gewinner andere Uhrkünstler instand gesetzt haben werde, derartige Uhren auch zu verfertigen. Diese Bedingung gab Anlaß zu langen und ärgerlichen Streitigkeiten, bis schließlich der Uhrmacher Kendal nach Angaben Harrisons eine Seeuhr herstellte, welche Cook auf seiner Weltumseglung mitnahm und als gut erprobte. Der Erfinder war 75 Jahre alt, als er den letzten Teil seines sauer verdienten Guthabens erlangte.
Außer dem oben erwähnten Kendal erwarben sich noch Mudge und andere großen Ruhm durch Verfertigung genauer Chronometer.
Die glücklichen Erfolge, welche der geniale Harrison erzielt hatte, reizten auch andere Künstler zur Lösung der gleichen Aufgabe. Hier sind vor allem der Franzose Le Roy und der Neuenburger Berthoud zu nennen.
Pierre le Roy, den Saunier den hervorragendsten Uhrmacher Frankreichs nennt, geb. 1717 zu Paris, gest. daselbst 1785, war der Sohn Julien le Royʼs. Er erfand eine eigene freie Hemmung, die zuerst an seinem 1763 fertig gestellten Chronometer zur Anwendung kam.[85] Schon 1754 erhielt die Akademie von ihm ein versiegeltes Schreiben, in welchem er die Prinzipien seiner Seeuhr klar legte; nach 10jähriger Arbeit lag die erste Ausführung vor, welcher im Verlaufe noch zwei weitere Modelle folgten. 1767 bewarb sich Le Roy um den Preis; die Akademie verlangte jedoch eine Prüfung zur See. Diese erfolgte auf Kosten eines edelsinnigen Privatmannes, Courtanvaux, und fiel gut aus. Ein zweiter Versuch wurde mit einem Regierungsschiffe unternommen; den Uhrstand bei der Abfahrt bestimmte der berühmte Cassini, das Endergebnis war eine Genauigkeit von ⅛ Grad. Zwei weitere Fahrten genügten endlich, um alle Zweifel an der Brauchbarkeit des Werkes zu beseitigen. Nun beginnen, ganz wie in England, auch die Schwierigkeiten für den Erfinder: man wollte nicht bezahlen. Dazu kamen noch Prioritätsstreitigkeiten mit Berthoud, dessen Chronometer auf der letzten der oben genannten Prüfungsfahrten zugleich mit dem Instrumente Le Royʼs erprobt worden war. Schließlich indes erhielt Le Roy den Lohn für 25jährige Arbeit im Dienste des Vaterlandes.
Der soeben erwähnte Berthoud (1727–1807) war außer auf dem Gebiete der Uhrmacherkunst noch schriftstellerisch tätig; er verfaßte u. a. eine Geschichte der Zeitmessung (histoire de la mesure du temps par les horloges, 1782, 2 Bde.), auch brachte er einige wichtige Verbesserungen an der Chronometerhemmung an. Le Roy und Berthoud verwarfen überhaupt die Harrisonʼsche Hemmung, ihre Konstruktion ist zweifellos besser und der Idee nach bis heute geblieben. Saunier nennt die Chronometerhemmung eine Kollektiverfindung von Pierre le Roy, Berthoud, Arnold, Breguet und Earnshav.[86]
Werfen wir nun nach diesen, vielleicht etwas langen geschichtlichen Bemerkungen einen Blick auf die heute gebräuchlichen Chronometer.
[Fig. 61] zeigt ein derartiges Instrument. Es weicht im Bau bedeutend von einer Taschenuhr ab. Die beiden, in der Abbildung sichtbaren Federhäuser wirken auf ein und denselben Trieb ein; die Federn werden nach einander aufgezogen, während die Uhr weiter läuft. Das Aufziehen erfolgt alle Tage, wobei aber die Feder nur ganz wenig gespannt wird, so daß sie mit einer gewissen mittleren, nahezu gleichbleibenden Kraft zieht. Die Unruhe unterscheidet sich von der gewöhnlichen durch die Form ihrer Spiralfeder, welche nicht in einer Ebene gebogen ist, sondern wie eine Sprungfeder läuft. Sie besteht aus Stahl oder Gold. Die Kompensation ist die oben erwähnte ([Fig. 60]).
Eine eigentümliche Konstruktion zeigt die Hemmung. Wie unsere Abbildung [Fig. 62] darlegt, fehlt der Anker. Seine Stelle nimmt die Feder A ein, welche in B mit dem dünneren Teile befestigt ist und etwas oberhalb des Hemmungsrades, d. h. ein wenig über der Zeichenebene liegt. Diese Feder ist nahe am dickeren Ende bei C mit einem Ansatz, senkrecht zur Bildebene, dem sogenannten Ruhestein versehen, welcher die Zähne des Hemmungsrades der Reihe nach aufhält, sie auf sich ruhen läßt. Gegen das dünne Ende der Feder hin ist in D eine zweite sehr feine und biegsame Feder E aus Gold befestigt, welche durch den hakenförmigen Ansatz F frei beweglich hindurch geht, so daß E nach unten sich ungehindert gegen die Radmitte bewegen kann, aber beim Rückgang nach oben die Feder A mitnimmt. — Auf der Achse der Unruhe G befindet sich ein Scheibchen, welches bei a einen Stift trägt, der bei jeder Schwingung der Unruhe mitbewegt wird, also gegen die Goldfeder stößt. Geht nun z. B. a nach unten, so verschiebt sich das feine Federchen E leicht in der gleichen Richtung, während A in Ruhe bleibt, wie auch der Zahn des Hemmungsrades bei C. Wenn dann a wieder zurückkommt, so wird auch A mitgenommen, so daß das Steigrad sich drehen kann. Diese Drehung beträgt aber nur einen Zahn, weil die kleine Feder, so bald sie frei wird, samt der Hemmungsfeder in die Ruhelage zurückschnellt und den folgenden Zahn aufhält. Unterdessen stößt einer der späteren Zähne an die Kante des Einschnittes i und gibt dadurch der Unruhe einen neuen kleinen Antrieb. — Wir haben also hier eine „freie” Hemmung, da ja der Regulator (die Unruhe) mit Ausnahme des kleinen Stoßes frei schwingt und vom Steigrad weder durch Druck noch durch Reibung in seiner freien Bewegung gehemmt ist. So viel zur Erklärung der Chronometerhemmung. Man begreift, daß eine derart exakte und schwierige Konstruktion nur bei den feinsten und teuersten Uhren in Anwendung kommt, also gewiß nicht bei den „Chronometern” des großen Publikums sich findet.
Die Schiffschronometer werden in einem doppelwandigen, gepolsterten Kasten in kardanischer Aufhängung, d. h. nach jeder Richtung frei beweglich, also immer in horizontaler Lage verharrend, aufbewahrt. Dieses „Chronometerspind” befindet sich im ruhigsten Teil des Schiffes. Da sehr große Anforderungen an eine solche Uhr gestellt werden, so hat jedes Werk eine eingehende Prüfung zu bestehen; diese wird in Deutschland meist von der Seewarte zu Hamburg besorgt. Im übrigen besitzt jede Kriegsmarine eigene Institute zur Anstellung derartiger Versuche.
Die deutsche Seewarte in Hamburg prüft Chronometer sowohl inbezug auf die Kompensation als auch auf genaue kardanische Aufhängung. Die Dauer einer Untersuchung beträgt drei Monate; während welcher die Uhren Temperaturschwankungen von etwa 5–30° ausgesetzt werden. Für niedrige Temperaturen ist ein eigener Eiskeller vorhanden; in einer Heizkammer wird die Luft durch Oefen oder Gasflammen auf die erforderliche Temperaturhöhe gebracht. Zur genauen Kontrolle des Ganges dient ein Chronograph, der mit der Normaluhr der Sternwarte verbunden ist. Bei Konkurrenzprüfungen beträgt die Dauer zuweilen 180 Tage; es wird dabei die Temperatur immer von 5 zu 5 Grad verändert, so daß die Uhren jeder dieser Wärmestufen 30 Tage lang ausgesetzt sind. Die Güte der Aufhängung wird geprüft, indem man den Uhren jede beliebig geneigte Lage gibt und sie längere Zeit so gehen läßt. Um den Einfluß der verschiedenen Bewegungen, die ein Schiff macht, zu bestimmen, wird das Chronometer in einen Apparat gebracht, der nach verschiedenen Richtungen durch einen Motor bewegt werden kann. Eine andere Prüfung erstreckt sich auf den Magnetismus und dauert zwei weitere Wochen. Die Ziffer XII der Uhr wird abwechselnd nach den 4 Himmelsgegenden gekehrt und der Gang darnach kontrolliert.
Im Bisherigen wurde öfters der Ausdruck „Gang” gebraucht. Man versteht darunter den Zeitunterschied, den das Chronometer zeigt gegenüber der wahren astronomischen Zeit. Dieser Unterschied wird mit dem ± Zeichen versehen angegeben und zwar so, daß z. B. der Ausdruck: „täglicher Gang = + 3,5 Sekunden” besagen will, die Uhr zeige in 24 Stunden 3,5″ zu wenig, sie bleibe zurück, man müsse also den genannten Betrag addieren, um die genaue Zeit zu erhalten (hier ist Greenwicher Zeit verstanden, oder, wenn auf mitteleuropäische bezogen, immer genau 1 Stunde mehr).
Nun wird auch der beste Chronometer nie absolut genau gehen; ebenso sind Störungen nie ausgeschlossen; aus diesem Grunde führen z. B. Kriegsschiffe drei oder mehr Chronometer an Bord. Zwei anzuwenden, hätte nicht viel Nutzen, da man bei allfälligen Störungen nicht wissen könnte, welcher fehlerhaft zeige. Ein drittes Instrument aber ermöglicht eine gute Kontrolle. Bei den Riesensummen, welche der Bau eines Kriegsschiffes verschlingt, kommen ja die Kosten für einige Seeuhren nicht ernstlich in Frage.
Zweifelsohne stellen die Chronometer den Höhe- und Glanzpunkt der gegenwärtigen Leistungen auf dem Gebiete der Uhrmacherkunst dar; es leuchtet ein, daß nur das Zusammenwirken der mannigfaltigsten Kräfte im Vereine mit strengster Prüfung derartige Erfolge möglich machen.