Die Uhren.
Ein Abriß der Geschichte der Zeitmessung.
Von
P. Fintan Kindler, O. S. B.
Mit 65 Illustrationen.
Verlagsanstalt Benziger & Co. A. G.
Einsiedeln — Waldshut — Köln a/Rh.
New York, Cincinnati, Chicago, bei Benziger Brothers.
1905.
[Vorwort.]
Die folgenden Ausführungen erheben keinen Anspruch darauf, eine vollständige Geschichte der Uhren zu liefern, eine solche würde viele Bände füllen; es sollen vielmehr nur die Hauptmomente in der Entwicklung der Zeitmessung kurz angedeutet werden. Ebensowenig will das Büchlein etwa „eine Lücke ausfüllen, einem dringenden Bedürfnis abhelfen,” denn es gibt zahlreiche Werke, die unsern Gegenstand behandeln. Sie sind aber meist sehr umfangreich, und infolge dessen teuer, aus beiden Gründen also nicht für jedermann. Und doch sind es gerade die Uhren, welche von jeher mit Recht das Interesse des gebildeten Menschen erregt haben, denn auf wenige Gegenstände des täglichen Gebrauches ist so viel Scharfsinn, Fleiß und Mühe verwendet worden, als auf unsere Zeitmesser. Dieses Interesse hat auch bis heute nicht ab- sondern eher zugenommen, weil die modernen Verkehrs- und Erwerbsverhältnisse den Menschen immer mehr von einem richtigen Zeitmaß abhängig machen, ohne daß wir uns für gewöhnlich dessen bewußt wären. Klar wird uns diese Abhängigkeit meist nur im unangenehmen Falle des „zu spät” kommens. Auch ist es immer anregend, den Werdegang einer Kunst, und um eine solche handelt es sich hier, zu verfolgen und sich ein klares Bild zu machen vom Streben früherer Zeiten, wie von den Erfolgen der Gegenwart. Aus diesen und ähnlichen Erwägungen ist das vorliegende Schriftchen hervorgegangen.
Die Verlagshandlung hat keine Kosten gescheut, das Büchlein möglichst reich auszustatten, wofür derselben hier besonders gedankt sei.
Stift Einsiedeln, i. d. Schweiz.
Der Verfasser.
[Inhaltsübersicht.]
| I. | Die Zeitmesser der alten Völker. |
| II. | Uhren und Zeitmessung bis zum 12. Jahrhundert. |
| III. | Anfänge und Entwicklung der Räder- und Gewichtuhren. |
| IV. | Die Pendeluhr. Erfindungsgeschichte derselben. |
| V. | Weitere Entwicklung der Uhren im 18. und 19. Jahrhundert. |
| 1. Die Pendeluhren im allgemeinen. | |
| 2. Die Kompensation. | |
| 3. Die elektrischen Uhren. | |
| 4. Fortschritte in der Herstellung von Taschenuhren. | |
| 5. Die Chronometer. | |
| 6. Leistung, Nutzen, Auswahl und Behandlung einer Uhr. | |
| VI. | Die fabrikmäßige Herstellung der Uhren. |
| 1. Die Uhrenindustrie in der Schweiz. | |
| 2. Die Schwarzwälder Uhr. | |
| 3. Die Uhrenindustrie in den übrigen Ländern. |
[Illustrationsverzeichnis.]
| Seite | |||
| Fig. | 1. | Antike Sonnenuhr | [6] |
| „ | 2. | Wasseruhr von P. Athanas Kircher | [14] |
| „ | 3. | Sanduhr aus dem 16. Jahrhundert | [15] |
| „ | 4. | Oeluhr | [20] |
| „ | 5. | Aelteste Hemmung (Waagunruhe) | [28] |
| „ | 6. | Waageuhr | [30] |
| „ | 7. | Alte Räderuhr | [31] |
| „ | 8. | Uhr von Dover Castle aus dem Jahr 1348 | [35] |
| „ | 9. | Uhr von Lyon | [38] |
| „ | 10. | Uhr von 1392. Germanisches Museum Nürnberg | [41] |
| „ | 11. | Uhrmacherwerkstätte im 16. Jahrhundert nach Stradanus | [45] |
| „ | 12. | Zeitglockenturm in Bern | [48] |
| „ | 13. | Kalenderzifferblatt der Uhr am Zeitglockenturm in Bern | [49] |
| „ | 14. | Automatengruppe der Uhr am Zeitglockenturm in Bern | [50] |
| „ | 15. | Zifferblatt der Uhr in Solothurn | [53] |
| „ | 16. | Straßburgeruhr | [57] |
| „ | 17. | Federhaus, Schnecke und Kette | [71] |
| „ | 18. | Alte Tischuhr von 1504 | [72] |
| „ | 19. | Inneres derselben | [73] |
| „ | 20. | Taschenuhr aus der ersten Hälfte des 16. Jahrhunderts | [78] |
| „ | 21. | Zylindrische Taschenuhr aus der Zeit Peter Henleins | [79] |
| „ | 22. | Französische Taschenuhren aus der Zeit der Valois | [80] |
| „ | 23. | Totenkopfuhr | [81] |
| „ | 24. | Jost Bürgi | [86] |
| „ | 25. | Galilei | [89] |
| „ | 26. | Pendeluhr Galileis | [92] |
| „ | 27. | Galileische Hemmung | [93] |
| „ | 28. | Christiaan Huygens | [96] |
| „ | 29. | Pendeluhr von Huygens | [102] |
| „ | 30. | Pendelaufhängung | [105] |
| „ | 31. | Aeußeres einer Huygensʼschen Uhr | [105] |
| „ | 32. | Entstehung einer Cykloide | [110] |
| „ | 33. | Halbcykloide | [111] |
| „ | 34. | Hemmung von Clement | [115] |
| „ | 35. | Graham | [116] |
| „ | 36. | Graham-Anker | [117] |
| „ | 37. | Stiftehemmung | [118] |
| „ | 38. | Mannhardtʼsche Uhr | [119] |
| „ | 39. | Riesterʼs Hemmung, Vorderansicht | [123] |
| „ | 40. | „ „ Seitenansicht | [124] |
| „ | 41. | „ Astronomische Uhr unter Glas | [126] |
| „ | 42. | Rostpendel | [127] |
| „ | 43. | Quecksilberpendel | [129] |
| „ | 44. | Nickelstahlpendel | [130] |
| „ | 45. | Einfachste elektrische Uhr | [132] |
| „ | 46. | Schematische Kontaktvorrichtung | [133] |
| „ | 47. | Vorderansicht einer Uhr von Hipp | [134] |
| „ | 48. | Seitenansicht „ „ „ „ | [135] |
| „ | 49. | Kontaktvorrichtung von Hipp | [136] |
| „ | 50. | } System Magneta | [137] u. [138] |
| „ | 51. | ||
| „ | 52. | Pneumatische Uhr | [140] |
| „ | 53. | a. b. Zwei Taschenuhren mit Automaten | [141] u. [142] |
| „ | 54. | Ringuhr c. 1780 | [143] |
| „ | 55. | Kleine Uhr von 1680 | [143] |
| „ | 56. | Uhr von Beaumarchais und Genferuhr | [143] |
| „ | 57. | Zylinderhemmung, vergrößert | [146] |
| „ | 58. | Wirkungsweise der Zylinderhemmung | [146] |
| „ | 59. | Schweizer Ankerhemmung | [147] |
| „ | 60. | Kompensationsunruhe | [148] |
| „ | 61. | Chronometer | [155] |
| „ | 62. | Chronometerhemmung | [156] |
| „ | 63. | La Chaux-de-Fonds | [166] |
| „ | 64. | Breguet | [168] |
| „ | 65. | Aelteste Holzräderuhr von 1613 | [175] |
I.
Die Zeitmesser der alten Völker.
Die Worte der Genesis: „Es wurde Abend und es wurde Morgen, ein Tag”, geben uns einen Fingerzeig über das zuerst angewandte Zeitmaß: den scheinbaren Umlauf der Sonne. Nach ihrem Auf- und Untergang berechnete der Mensch die Tage, ohne jedoch damit vorläufig ein eigentliches, genaues Zeitmaß zu haben. Mond und Sterne wurden ebenfalls schon in den ersten Zeiten beobachtet, um auf das „Wie spät ist es?” eine Antwort geben zu können. Der Wechsel des Mondes führte allmählich zum Begriff „Monat”; Sommer und Winter mit je sechs solchen Wechseln bildeten das Jahr.
Die fortschreitende Kultur verlangte aber bald eine genauere Messung; diese finden wir im Begriff „Mittag”. Sein Ursprung ist wohl bei den Chaldäern, Babyloniern und Aegyptern zu suchen; die westlichen Völker, so z. B. die Römer, überkamen ihn erst ziemlich spät von den Griechen. Ein öffentlicher Diener der Konsuln mußte diesen Mittag ausrufen, sobald er von der Kurie aus die Sonne zwischen den Rostren und dem Gesandtenpalast stehen sah. In den zwölf Tafeln findet sich auch zuerst die Bezeichnung „ante meridiem” vormittags; man brauchte aber bei den Römern mit Vorliebe, wie aus vielen Stellen der antiken Texte hervorgeht, den Ausdruck „hora sexta” (sechste Stunde).[1]
Uebrigens mochte schon von Anfang an der Magen die Stelle einer ersten Tageseinteilung vertreten, wie denn auch nach Aulus Gellius[2] Plautus in einer verloren gegangenen Komödie einen Schmarotzer sagen läßt: „Daß die Götter den verdammen, der zuerst die Stunden erfand und deshalb diese erste Sonnenuhr setzte, die mir Armen stückweise den Tag verkürzt. Als Knabe war der Bauch meine Sonnenuhr, unter allen die beste und richtigste. Ueberall mahnte diese zum Essen, außer wo nichts zu essen war; jetzt aber wird auch was da ist, nicht gegessen, wenn es der Sonne nicht gefällt” u. s. w. — Das Kriegswesen der Römer brachte bald auch die Einteilung der Nacht in sog. Vigilien, vier an der Zahl[3].
Als weiteres Mittel der Zeitbestimmung diente auch schon früher der Haushahn. Die Römer führten ihn mit sich auf ihren Kriegszügen, daher war er dem Mars geweiht. Weil er zweimal kräht, das erstemal um Mitternacht, dann vor Tagesanbruch, so ließ sich mit dieser Uhr allenfalls auskommen, so lange keine große Genauigkeit erforderlich war, wie ja auch jetzt noch der Hahn bei den Landleuten vielfach als Wecker dient. Uebrigens blieb dieses streitbare Tier noch lange Begleiter der Heere; so führten in der ersten Hälfte des 15. Jahrhunderts die Burgunder bei der Belagerung von Calais unter Philipp dem Guten viele Hähne mit sich, damit sie ihnen die Mitternacht und den Beginn der Dämmerung anzeigten. Zum gleichen Zwecke nahmen auch die Seefahrer Hähne mit sich[4].
Viel leichter aber und genauer läßt sich irgend eine Tageszeit aus der Länge des Schattens, d. h. aus der Sonnenhöhe bestimmen. So finden wir auch tatsächlich in den ältesten Nachrichten neben den später zu erwähnenden Wasseruhren Sonnenuhren genannt. Sonnen- und Wasseruhren sind also die ältesten Zeitmesser.
Die Erfindung der Sonnenuhr liegt vollständig im Dunkeln; vielleicht benutzten die Aegypter die Obelisken als Sonnenzeiger, vielleicht ist sie babylonischen Ursprungs. Gewöhnlich wird als ihr Erfinder der Chaldäer Berosus (ca. 600 v. Chr.) genannt,[5] der seine Heimat verlassend, auf der Insel Kos, gegenüber Milet, eine Schule errichtete und so die Kenntnis der Sonnenuhr den Griechen vermittelt hätte.[6]
Ursprünglich diente ein Stab oder eine Säule als Sonnenzeiger (Gnomon), auch der menschliche Körper wurde dazu benützt. Eine der ältesten Sonnenuhren, die erwähnt wird, ist jene des Königs Achaz (4. Könige 20, 9–11; Is. 38, 8.), welche für den Gebrauch des Hofes bestimmt war; nach und nach kamen auch auf die öffentlichen Plätze der Städte Sonnenuhren. Von derartigen Uhren haben uns die alten Schriftsteller viele Nachrichten überliefert. So läßt z. B. Aristophanes in den „Ecclesiazusen” die Praxagora, eine Schwärmerin für Frauenemanzipation, ihrem Manne auf die Frage, wer denn unter dem neuen Regiment das Feld bestellen müsse, antworten: „Die Sklaven. Du aber hast nichts zu besorgen, als gebadet und gesalbt zum Essen zu kommen, wenn das Stoicheion (der Schattenzeiger) 10 Fuß mißt.” Der Erklärer sagt dazu, daß man damals die Tageszeit, zu der man sich zum Essen bestellte, durch die Länge des Schattens angab. Ebenso hat uns Athenäus ein Fragment des Menander aufbewahrt, worin ein Schmarotzer geschildert wird, dem das Ungeschick widerfährt, morgens beim Aufstehen den hellen Mondschein für die Nachmittagssonne anzusehen; eiligst mißt er den Schatten, und da er ihn länger als 12 Fuß findet, so läuft er aus Leibeskräften, um — bei Tagesanbruch an dem Orte anzukommen, wohin er auf den Abend geladen ist. — Der Komiker Eubulos (Athen. I, 8.) läßt den Philokrates den Schatten, statt vor Sonnenuntergang, nach Sonnenaufgang messen; dieser mißt 22 Fuß. Er ist aber auf 20 Fuß zum Mahle bestellt, und entschuldigt sich mit Geschäften, die ihn zurückgehalten hätten.[7]
Der Schatten wurde ursprünglich durch Abschreiten, Fuß vor Fuß, gemessen, nachdem man sich vorher genau die Stelle merkte, wo der Schatten des Kopfes war. Salmasius bemerkt hiezu, daß die Ungleichheit des Schattens bei verschiedener Körperlänge sich durch das Fußmaß zum guten Teile wieder ausgleiche, indem ein konstantes Verhältnis bestehe zwischen der Körperlänge eines Menschen und seiner Fußlänge. Diese Meßmethode findet sich sogar bis ins Mittelalter hinein, so z. B. in der Gnomonik von Schoner, einem im 16. Jahrhundert erschienenen Werke über Sonnenuhren. Später verzeichnete man die Grenzen des Schattens auf dem Boden vor dem Sonnenzeiger, wie dies der Fall war bei dem Obelisken, den Augustus auf dem Marsfelde errichten ließ. Plinius berichtet hierüber:[8] „Den Obelisk auf dem Marsfelde hat der göttliche Augustus auf eine merkwürdige Art nutzbar gemacht: er dient nämlich als Zeiger der Länge des Sonnenschattens und also der Tag- und Nachtlängen. Er ließ nach Verhältnis der Höhe des Obeliskus einen Stein legen (nordwärts) von solcher Länge, daß ihm der Sonnenschatten am kürzesten Tage in der 6. Stunde (zu Mittag) gleich wurde. Auf diesem waren metallene Linien eingelegt, nach welchen man das Ab- und Zunehmen der Schattenlänge wahrnehmen konnte. Was dabei besonders merkwürdig ist und dem erfinderischen Genie des Mathematikers Facundus Novus Ehre macht, ist dieses: Auf die Spitze (des Obelisken) setzt er eine vergoldete Kugel, weil sich der Schatten am Scheitel einer Kugel beisammen hält, während er, von einer Spitze geworfen, sich regellos zerstreut; der menschliche Kopf soll ihn, wie man sagt, auf diese Idee gebracht haben.”
Aus dieser Stelle geht hervor, daß vor dem Obelisk eine Art Zifferblatt angebracht war, mit Ziffern aus Erz; daß ferner die Spitze desselben mit einer Kugel versehen war, welche den Schatten sammelte, d. h. genauer abgrenzte als die Spitze, und daß endlich diese Messung des Schattens analog war jener, bei welcher als Endpunkt der Kopf des Menschen genommen wurde. — Selbstverständlich gibt aber ein und derselbe Schattenzeiger zu verschiedenen Jahreszeiten auch verschiedene Schattenlängen; man mußte also den Zeiger öfters auswechseln, wenigstens zweimal im Jahre. Leicht ließ sich auch für einen bestimmten Sonnenzeiger der Schatten ein für allemal feststellen durch Kreise, die man konzentrisch zum Gnomon zog, wodurch das Abschreiten wegfiel. Aber auch so war die Zeitbestimmung noch eine sehr rohe, und es trat an Mechaniker und Mathematiker die schwierige Aufgabe heran, eine Sonnenuhr zu konstruieren, welche den zu verschiedenen Zeiten ungleichen Bogen der Sonne in gleiche Teile teilte und so den Schattenweg zu einem getreuen Abbild des Sonnenweges machte. Bald wurden auch Schattentabellen für alle Monate des Jahres angefertigt, woraus man jederzeit eine beliebige Tagesstunde aus der Länge des Schattens berechnen konnte.
Ohne hier auf Einzelheiten in der Konstruktion näher einzugehen, sei nur noch bemerkt, daß Sonnenuhren in Form hohler Halbkugeln im Altertum sehr verbreitet waren. Vitruv (l. IX c. 8) bezeichnet eine solche Uhr als „halbe Hohlkugel viereckig und in einem der Polhöhe entsprechenden Winkel geschnitten.” Es möge hier die Abbildung ([Fig. 1]) einer antiken Sonnenuhr folgen, mit der Beschreibung, wie Bilfinger sie gibt (l. c. S. 25). „Man denke sich eine ausgehöhlte Halbkugel, genau wagrecht gestellt und mit der Höhlung dem Zenith zugewendet. Im Zentrum sei irgend ein kleiner schattenwerfender Gegenstand, etwa ein Kügelchen (oder wie gewöhnlich ein gegen die Mitte der Höhlung ragender Stift) angebracht. Sobald die Sonne am Horizont erscheint, wird sich auch am Horizont der hohlen Halbkugel, nur an der entgegengesetzten Seite der Schatten des Kügelchens zeigen und dieser wird dann bis zum Untergang der Sonne im Inneren der Hohlkugel genau denselben Kreis beschreiben, den die Sonne am Himmel macht, nur in umgekehrter Richtung. Bezeichnet man im Inneren des Hemicycliums den Weg des Schattens durch eine bleibende Linie und wiederholt dieses an beliebig vielen Tagen, so hat man ebenso viele Tageskurven für die zu entwerfende Uhr gewonnen. Man wird sich aber nach der Gewohnheit der Alten mit drei Schattenkurven, für das Aequinoktium, für den längsten und den kürzesten Tag, begnügen und darf dann nur noch jede dieser Kurven in zwölf gleiche Teile teilen, die Schnittpunkte durch Stundenlinien miteinander verbinden, und im Prinzip ist die Uhr fertig.”
Die hier abgebildete Sonnenuhr stammt aus der „casa dei capitelli figurati” und wurde von Avellino (Descrizione di una casa Pompeiana. Napoli 1837) veröffentlicht. Die Ziffern und Zeichen des Tierkreises sind nur des bessern Verständnisses halber beigefügt, fehlen also im Original, indem die Alten die Stunden wahrscheinlich abzählten, statt sie abzulesen; nur die Mittagslinie wurde besonders hervorgehoben. Außer dieser Art Uhren kannten die Alten noch viele andere. Bald konstruierte man auch tragbare Sonnenuhren, die man aufhing, vielleicht am Halse, wie später die mechanischen Taschenuhren. Darauf scheint auch eine Stelle bei Athenäus hinzudeuten, wo von einem Geizhals, der einen Oelkrug trägt, gesagt wird: „Er sah so oft nach seinem Oel, daß man glauben konnte, er trage eine Uhr.” Es bezeichnet diese Verallgemeinerung der Uhren einen großen Fortschritt; denn die Sonnenuhren waren nicht bloß kostbare Instrumente, sondern mußten natürlich für gewöhnlich auf freien Plätzen aufgestellt sein; es war somit bei der eigentümlichen Bauart der Alten oft sehr umständlich, zu wissen, wieviel Uhr es sei. Reiche Leute hielten sich einen eigenen Sklaven, welcher ihnen die Zeit anzuzeigen hatte; oft bezahlten auch mehrere miteinander einen Stundenherold zum gleichen Zweck. Ganz reiche Männer erlaubten sich den Luxus einer kostbaren Uhr in ihrer Wohnung, wie z. B. Petronius von Trimalchio, einem zu großem Reichtum gelangten ehemaligen Sklaven berichtet, er habe seinen staunenden Gästen eine solche Uhr vorweisen können.[9]
Als Erbteil der Alten erhielten sich die Sonnenuhren bis weit in die neuere Zeit herein. Im Mittelalter und später wurde die Theorie derselben vielfach ausgebildet und vervollkommnet. Die bedeutendsten Mathematiker und Astronomen beschäftigten sich mit Gnomonik, der Lehre von den Sonnenuhren. Hier mögen bloß die Namen Purbach, Regiomontan, Stabius und besonders Sebastian Münster (1489–1552) genannt sein, von denen der letztere allein drei Werke hierüber verfaßte, weshalb er oft der Vater der Gnomonik heißt.
Einen Fehler aber haben die Sonnenuhren bei aller Vollkommenheit, der sich auch gar nicht beseitigen läßt: sie zeigen bei trübem Wetter und bei Nacht nicht. Es lag nun wohl der Gedanke nahe, beim Anblick z. B. von langsam ausrinnendem Wasser, diese scheinbare Gleichmäßigkeit als Zeitmesser zu benützen, d. h. eine Wasseruhr zu konstruieren. Der klassische Name dieses Instrumentes „Klepshydra” ist vielleicht gerade von dem langsamen, gleichsam „verstohlenen” Ausfließen des Wassers hergenommen.
Wer die Wasseruhren erfunden, läßt sich nicht sagen. Sicher ist, daß die Chaldäer solche verwendeten; Macrobius berichtet nämlich von ihnen, daß sie ein bestimmtes Quantum Wasser in zwölf Teilen teilten, so daß jeder Teil während der Zeit ablaufen sollte, während welcher ein Zeichen des Tierkreises durch den Meridian ging. Aus vielen Gründen konnte aber diese Art der Zeitmessung bei den Alten nicht genau sein, denn abgesehen von der stets ändernden Druckhöhe und folglich veränderlichen Ausflußmenge, war die eigentümliche Stundeneinteilung ein großes Hindernis der Genauigkeit. Die Alten teilten bekanntlich den Tag und die Nacht das ganze Jahr hindurch in zwölf gleiche Teile, so daß die Dauer der Stunden beständig wechselte. Genannter Uebelstand wurde jedoch bald überwunden und die Wasseruhren kamen rasch zu ziemlicher Vollkommenheit. Bilfinger (l. c. S. 8) ist der Ansicht, daß die bekannte Klepshydra der attischen Gerichtssäle nicht ein eigentlicher Zeitmesser im heutigen Sinn gewesen, sondern nur zur rohen Abmessung der zum Sprechen eingeräumten Zeit überhaupt gedient habe. Sie bestand aus einem größeren, auf einem Dreifuß stehenden Gefäß, welches durch eine enge Oeffnung das eingefüllte Wasser in einen darunter stehenden Behälter abgab. Aus verschiedenen Notizen geht hervor, daß Versuche angestellt wurden, wie viele solcher Wassermaße in einem Lichttag Raum fanden, und daß man, weil der kürzeste Tag als Norm angewendet wurde, nie in die Nacht hinein kam. Deshalb werden die Wasseruhren in einem Tacitus zugeschriebenen Werke mit Recht Zügel der Beredsamkeit genannt. Die eigentümlichen Ausdrücke, die sich auf Wasseruhren beziehen, sind dem Leser der alten Klassiker geläufig. So z. B. bei Aeschines: „erstes, zweites etc. Wasser” ebenso „clepshydras clepshydris addere,” wenn der Richter in außerordentlichen Fällen doppelte Zeit bewilligte, oder „aquam sustinere,” das Wasser aufhalten, beim Verlesen von Urkunden, Zeugenverhör u. s. w., bis der Redner wieder weiterfahren konnte. „Hic hæret aqua,” „aqua mihi hæret,” sagte man, wenn etwa durch ein Fäserchen, was leicht vorkam, die Ausflußöffnung verstopft war. Aquam perdere, hieß „in den Tag hinein reden.”
Auch die Aegypter benützten schon Wasseruhren, wie z. B. die Sage vom Kynoskephalos (Hundskopf), von der Horapollo berichtet, beweist. Nach ihr hätte dieses Tier täglich zwölfmal sein Wasser lassen müssen und dabei geschrieen; daher stamme die Zwölfteilung. Deshalb wurde auch häufig auf die Wasseruhren dieser Kynoskephalos gesetzt. Sie gebrauchten die Wasseruhr auch zu astronomischen Zwecken; Ptolemäus tadelt zwar in seinem Almagest die Ungenauigkeit dieser Instrumente, indes sind doch die von den Aegyptern erzielten Resultate erstaunlich genau. Sie berechneten aus der Zeit, während welcher die Sonne ganz über den Horizont heraufsteigt, bezw. durch Vergleichung des Wasserquantums, das hiebei ausfloß, mit dem den ganzen Tag über ausfließenden, den Durchmesser der Sonne zu 28 und zirka 31 Minuten für Sonnennähe und Sonnenferne; neuere Messungen ergaben hiefür 31 bezw. 32 Minuten![10]
Die Babylonier benützten schon 600 v. Chr. Wasseruhren, welche bei Sonnenaufgang gefüllt wurden; sobald sie leer waren, wurde dies durch Herolde in der Stadt bekannt gemacht, was täglich mehrere Male geschah. So konnte also jeder seine Uhr leicht selbst richten.
Plato (427–347 v. Chr.)[11] soll ebenfalls eine Wasseruhr verwendet haben und zwar als Wecker, so daß fälschlich dieser Gelehrte hie und da als deren Erfinder genannt wird. Vitruv gibt im 9. Buch seiner Architektur weitläufigere Nachrichten über die Wasseruhren und deren Konstruktion. Nach ihm wäre der Sohn eines Barbiers, Ktesibius aus Alexandrien (geb. ca. 150, oder nach anderer Angabe 247 v. Chr.), ein mechanisches Genie des Altertums, der Erfinder dieser Uhren. Wie bekannt, wird diesem gleichen Mann auch die Erfindung der Feuerspritze, d. h. der Druckpumpe und der Wasserorgel zugeschrieben.[12]
Die von Vitruv gegebene Beschreibung ist so kompliziert, daß die Uhr des Ktesibius jedenfalls nicht als erste derartige Vorrichtung angesehen werden kann. Sie zeigte nicht bloß die Tagesstunden, sondern auch den Monatstag, den Monat und sogar den Stand der Sonne im Tierkreis. Auch war sie mit einem Räderwerk versehen, und wenn nicht schon Aristoteles (384–322) Räderwerke erwähnte, könnte man Ktesibius für deren Erfinder halten.
Um dem Leser jedoch wenigstens einen Begriff von den Wasseruhren der Alten zu geben, lassen wir hier die Beschreibung Vitruvs folgen.[13] „Zuerst stellte Ktesibius eine Mündung her (im oberen Wassergefäß), indem er sie entweder in einem Stück Gold ausarbeitete, oder mit einem durchbohrten Edelstein versah, denn diese beiden Körper werden weder von dem Hindurchfließen des Wassers angegriffen, noch bildet sich an ihnen Unreinigkeit, welche das Mündungsloch verstopfen könnte. Indem nun das Wasser ganz gleichmäßig durch diese Mündung hindurchfließt, hebt es ein umgestürztes Becken, das von den Technikern „der Kork” oder „die Scheibe” genannt wird, auf welchem ein Stab angebracht ist, der mit gleichen Zähnchen besetzt ist, wie die damit in Verbindung stehende Drehscheibe (Rad), welche Zähne, ineinandergreifend, eine langsame, regelmäßige Drehung und Bewegung verursachen.[14] Andere damit in Verbindung stehende und in derselben Weise gezähnte Drehscheiben, die alle durch ein und dieselbe bewegende Kraft getrieben werden, bewirken durch ihre Drehung die verschiedenen Bewegungen, nach welchen Figuren sich bewegen, Kegelsäulen sich drehen, Kügelchen oder Eier fallen (Schlagwerk!), Blasinstrumente ertönen und andere Nebendinge mehr. Bei diesen Uhrwerken sind die Stunden entweder auf einer Säule oder einem Pfeiler verzeichnet und eine von unten heraufsteigende menschliche Figur zeigt den ganzen Tag über mit einem Stäbchen auf diese hin.”
Weil aber, wie schon bemerkt, die Tages- und Nachtstunden bei den Alten nicht das ganze Jahr hindurch gleich blieben (Aequinoktialstunden), sondern beständig wechselten, so mußte natürlich auch die Regulierung des Wassers veränderlich sein, ebenso das Zifferblatt. Ersteres wurde nach Vitruv erzielt durch einen massiven Kegel, der in den mit Wasser gefüllten Hohlkegel genau paßte und durch einen Regulierstab höher oder tiefer gestellt werden konnte, wodurch die Oeffnung des Hohlkegels mehr oder weniger frei wurde. Das Zifferblatt war entweder auswechselbar oder es wurde theoretisch für das ganze Jahr konstruiert, indem man die Stunden des längsten und kürzesten Tages auf der Säule in zwei vertikalen Linien anbrachte und durch zur Basis der Säule etwas schräglaufende horizontale Linien mit einander verband. Der Zwischenraum wurde wieder durch die Monatslinien in vertikaler Richtung geteilt. So entstand eine Art Netz, wie bei den Sonnenuhren; durch Einstellen der Stundensäule auf die richtige Zeit ließ sich dann auch eine beliebige Tagesstunde ordentlich genau ablesen.[15]
Auch andere Uhren werden von Vitruv angeführt, sie sind jedoch, bei der dunkeln Ausdrucksweise dieses Schriftstellers, schwierig zu erklären. So z. B. das „horologium anaphoricum,” die Aufzuguhr, mit Gewichten, welche sich aber doch wesentlich von unsern heutigen Räder- und Gewichtuhren unterscheidet.
Von alten indischen Wasseruhren berichtet Schlagintweit (Münchener Sitzungsberichte 1871. 2. S. 128–38). Sie bestehen aus metallenen hohlen Halbkugeln, die unten mit einer feinen Oeffnung versehen sind. Auf Wasser geworfen, füllen sie sich langsam und werden, wenn sie untersinken wollen, geleert und neu aufgesetzt. Ein aus Benares mitgebrachtes Exemplar brauchte bei einem Radius von 7 cm und 6 cm Höhe etwas über eine Stunde, bis es untersank. Die Zeit vom Auflegen bis zum Untersinken der Kugel nannte man Najika; dieselbe hatte wieder ihre Unterabteilungen.
Ob die Alten ihre Wasseruhren regelmäßig, auch nachts benützten, erscheint zweifelhaft, denn einmal finden wir z. B. bei Vitruv nie die Bezeichnung Nachtuhr, sondern nur: „horologium hibernum,” d. h. eine Uhr, welche die Stunden auch bei trübem Wetter angibt; ferner zeigten diese Uhren bloß zwölf Stunden, und endlich war es im Altertum wohl nicht leicht, sich zu jeder Stunde der Nacht Licht zu verschaffen. Bei Sternenhimmel, und das ist in der Heimat der alten Völker doch die Regel, konnte man viel bequemer das schon von Hipparch (ca. 160–125 v. Chr.) erfundene Astrolabium verwenden, welches aus der Höhe eines Gestirns in jedem Augenblick die Zeit anzugeben gestattet.[16] Eine Menge Wasseruhren der verschiedensten Konstruktionen, zum Teil mit Abbildungen, finden sich in C. Schott S. J., Hidraulica pneumatica. Würzbg. 1658.
An der Vervollkommnung der Wasseruhren wurde bis ins Mittelalter hinein, ja selbst bis in die neueste Zeit emsig gearbeitet. Es seien hier nur genannt Hero, der Schüler des Ktesibios, der auch eine Art Dampfmaschine erstellte; der Philosoph Boëthius; Galilei; der Abbé Varignon (1654–1722); der schweizerische Gelehrte Johann Bernoulli und dessen Sohn Daniel, der 1725 den Preis der Pariser Akademie im Betrag von 2000 Franken gewann; die Aufgabe hatte gelautet: La perfection des Clepsydres ou des sabliers sur mer.[17] Auch der berühmte P. Athanasius Kircher (1601–1680) beschäftigte sich mit der Konstruktion von allerlei Wasseruhren; er verfertigte für Kaiser Ferdinand III. eine solche mit dem kaiserlichen Doppeladler ([Fig. 2]). Die Abbildung ist wohl ohne weitere Erklärung verständlich; der Schwimmer zeigt die Stunden; durch eine über die Rolle a (II) gehende Schnur wird ein weiterer Stundenzeiger bewegt. (Vergl. Kircher: Musæum Collegii Romani. Amstelodami 1680. p. 40).
Außer den bisher behandelten Zeitmessern benützten die Alten auch noch die Sanduhren, deren sich schon Archimedes bedient haben soll. Eine Sanduhr besteht bekanntlich aus zwei in ein Gestell eingesetzten, gleichen konischen Gefäßen, welche mit ihren offenen Spitzen gegen einander gekehrt sind ([Fig. 3]). Ist z. B. das obere mit feinem Sande gefüllt, so fließt dieser in einer bestimmten Zeit in das untere ab. Durch Umdrehung der Vorrichtung kann das Spiel von neuem beginnen. Die älteste bekannte Abbildung einer solchen Uhr liefert ein antikes Basrelief, die Hochzeit des Peleus und der Thetis vorstellend; unter anderen Figuren sieht man auch Morpheus mit einer Sanduhr in der Linken.[18] Die Größe dieser Uhren wechselt von einem Fuß bis zu wenigen Zoll Höhe, ebenso die Zeit, welche sie zu messen gestatteten; gewöhnlich gingen sie ½ bis eine Stunde. Sie wurden zu jeder Zeit verwendet, im Mittelalter bei Turnieren, bei Schützenfesten etc., selbst als die Räderuhren schon lange erfunden waren. Vielfach nahm man sie, ähnlich wie Messer und Pfriemen, auf Reisen mit. Eine solche Reisesanduhr, die von Erasmus herstammt, wird noch in Basel aufbewahrt; sie wurde in einem blechernen Futteral mitgeführt. In dem notariellen Verzeichnis der Ammerbachschen Sammlung von 1662 findet sich auch diese Uhr, mit dem sonderbaren Titel: „Erasmi bleyern Sanduhrlein von Ebenholz in einem Futter.”[19] Zur Zeit Pascals (1623–1672) wurden Sanduhren auch in der Sorbonne gebraucht, um den Rednern die Zeit zuzumessen (Lettres provinciales, II). Dieser Gebrauch erhielt sich vielerorts noch bis tief in unser Jahrhundert hinein auf Kanzeln, in Gerichtssälen, bei Auktionen u. s. w. Heute findet sich der Gebrauch der Sanduhren noch etwa in der Küche beim Eiersieden, oder im Atelier des Photographen. Auch beim sogenannten „Logen,” um die Geschwindigkeit eines Schiffes zu bestimmen, bedient man sich einer Sanduhr, die gewöhnlich 14 Sekunden läuft. [Fig. 3] zeigt eine reich verzierte Sanduhr, französische Arbeit, aus dem 16. Jahrhundert.
Die Genauigkeit der Sanduhr läßt aber noch viel zu wünschen übrig,[20] denn wie man sich leicht überzeugen kann, treten sehr oft Stauungen des Sandes auf, welche natürlich die Richtigkeit der Zeitmessung nachteilig beeinflussen.
Noch im ausgehenden 16. Jahrhundert fanden die Uhrmacher es nicht für unnötig, auf den feinen Uhrsand hinzuweisen, wie der Spruch zeigt, den ein zeitgenössischer Versmacher unter den bekannten Holzschnitt von Jost Amman setzte:
Ich mache die reysenden Vhr/[21]
Gerecht vnd Glatt nach der Mensur/
Von hellem glaß vnd kleim Vhrsant/
Gut/daß sie haben langen bestandt/
Mach auch darzu Hültzen Geheuß/
Dareyn ich sie fleissig beschleuß/
Ferb die gheuß Grün/Graw/rot vnn blaw
Drinn man die Stund vnd vierteil hab.
Viertelstunden konnte man auch an Sanduhren ablesen, wie noch erhaltene Exemplare zeigen; es waren in diesem Falle vier Stück aneinander gereihter Sanduhren. Die erste lief eine Viertelstunde, die zweite eine halbe, die dritte drei viertel, und die vierte eine ganze Stunde. Das Germanische Museum in Nürnberg besitzt eine solche Zusammenstellung.
[II.]
Uhren und Zeitmessung bis zum 12. Jahrhundert.
Was Geist und Fleiß des klassischen Altertums geschaffen, ging in den Stürmen der Völkerwanderung zum großen Teil unter; die wenigen Keime, die noch geblieben, fanden eine neue Pflanzstätte in den Klöstern. Dorthin zog sich auf viele Jahrhunderte hinaus Kunst und Wissenschaft zurück, und von da aus verbreiteten sie sich wieder nach und nach in die Welt, um neue Triumphe zu feiern.
Im vorigen Kapitel wurde darauf hingewiesen, wie die drei Zeitmesser der Alten vervollkommnet wurden bis in die neuere Zeit hinein, und zwar sind es während des ersten Jahrtausends fast ausschließlich Geistliche und Mönche, die sich damit beschäftigten. Wohl lebte man damals noch langsamer als jetzt und kannte die Hast des heutigen Erwerbslebens nicht, die Uhr aber diente gleichwohl als ein Regulator des menschlichen Lebens, „zum großen Nutzen des Menschengeistes erfunden,” wie Cassiodor († um 570) sagt.[22]
Der hl. Benedikt dringt in seiner Regel oft darauf, daß alles zur bestimmten Zeit, „horis competentibus” geschehe (Vergl. S. Reg. c. 47). Zu den vorzüglichsten Pflichten der Mönche gehörte aber von jeher das gemeinschaftliche Psalmengebet, welches zu bestimmten Stunden des Tages und der Nacht verrichtet werden mußte. Natürlich benutzte man wo möglich zur Zeitbestimmung Sonnen- und Wasseruhren, wie auch der oben erwähnte Cassiodor (a. a. O.) seinen Mönchen sagt: „Wie Ihr wißt, habe ich Euch eine Sonnenuhr hergestellt; ebenso eine Wasseruhr, welche Tag und Nacht die Zeit bestimmt, denn oft ereignet es sich, daß an einzelnen Tagen der Sonnenschein fehlt; dann vollbringt auf wunderbare Weise das Wasser auf Erden, was sonst die feurige Kraft der Sonne am Himmel wechselnd vollendet.”
Cassian († ca. 435) bezeugt, daß die alten Mönche die Sterne beobachteten, um aus ihrer Stellung die Zeit zu entnehmen. Es wird nämlich derjenige ermahnt, dem die Sorge seine Mitbrüder zu wecken oblag, dies nicht nach Gutdünken zu tun, nämlich wann er aufwache, je nachdem er gut oder schlecht geschlafen, sondern fleißig nach den Sternen zu sehen; wenn auch die Gewohnheit, zur bestimmten Zeit aufzustehen, ihn gewöhnlich wecke. In Frauenklöstern besorgte eine Nonne dieses Geschäft. Mabillon berichtet in den Acta SS. O. S. B. von einer solchen, „daß sie aufstand und hinausging, um aus den Sternen zu sehen, ob es Zeit sei, das Zeichen zur Mette zu geben.”
Oft wurden zwei Brüder als Wächter bestellt, die andern zu wecken. Diese nannte man „vigilgallos,” was also, nur in anderer Form, unsern Nachtwächtern entspricht, die besonders früher die Stunden ausriefen. Ihnen oblag auch die Aufsicht über die Wasseruhr, wo eine solche vorhanden war.
In vielen Klöstern besorgte der Sakristan die Uhr. In den „Gebräuchen” von Hirschau (10. und 11. Jahrhundert) wird von ihm berichtet:[23] „Er besorgt und richtet die Uhr sorgfältig; weil es aber vorkommen kann, daß diese unrichtig geht (Wasseruhr), so soll er die Zeit abschätzen an der Kerze (in cereo) oder nach dem Lauf der Sterne oder des Mondes, damit er die Brüder zur bestimmten Zeit wecken könne. Es läute aber niemand mit der Schelle zur Mette, als nur er.” Fast genau mit denselben Worten wird das Amt des Sakristan geschildert in dem sog. Ordo Cluniacensis (Cluny), von einem Mönch Bernard im 11. Jahrhundert verfaßt (Herrgott: Ordo Clun. c. 51).
Erwähnt sei hier noch ein anderer interessanter Zeitmesser, die Oeluhr, welche Speckhart (Geschichte der Zeitmeßkunst, Bautzen, Verlag von E. Hübner, S. 175 u. ff.) folgendermaßen beschreibt: „Die Oeluhr besteht eigentlich nur aus einer Lampe, deren Glasbehälter unten eine kleine Abflußöffnung besitzt, durch die das Brennöl von einem Dochte angesaugt wird. Das Gestell der Lampe ist aus Zinn gearbeitet, ebenso die am Oelbehälter angebrachte Stunden-Skala. Letztere trägt die Stunden von abends VI bis morgens VIII Uhr. Die Stärke des Dochtes war so gewählt, daß das Oel in der Lampe von der Flamme in 14 Stunden aufgezehrt wurde. Füllte man abends VI Uhr den Oelbehälter bis zum obersten Teilstrich und brannte die Lampe an, so hatte man während der ganzen Nacht nicht nur Beleuchtung, sondern annähernd auch die Zeit, welche durch die Spiegelfläche des langsam sinkenden Oeles angezeigt wird.
Der Oelbehälter bekam später die Form einer Birne, damit auch die einzelnen Stunden in möglichst gleicher Länge angezeigt wurden, weil der Druck des Oeles, wenn es aufgefüllt war, einen zu raschen Brand des Lichtes in einem ganz cylindrischen Glase erzeugte.” Unsere Abbildung [Fig. 4] zeigt diesen eigenartigen Zeitmesser, der, wenn wir nicht irren, 1900 in Paris ausgestellt war und der berühmten Junghansʼschen Sammlung in Schramberg angehört.
Eine andere vielgebrauchte Methode, die Zeit zu messen, bestand in der Rezitation bekannter Gebete, die sich noch erhielt, als die Räderuhren schon lange im Gebrauch waren. Petrus Damiani († 1072) sagt, die Mönche möchten sich an eine bestimmte Methode des Psalmengebetes gewöhnen, wenn sie täglich wissen wollten, wie viel es an der Zeit sei. Wenn dann die Sonne nicht scheine oder die Sterne verdeckt seien durch Wolken, so hätte doch jeder eine Uhr, an der Art und Weise, wie er die Psalmen bete. In den Schriften der Mystiker treffen wir häufig auf ähnliche Zeitbestimmungen; es mögen hier nur einige Proben genannt werden. Die Nonne Adelheid Langman († 1375 im Kloster Engelthal bei Nürnberg) erzählt: „do sweig (er) und sprach ein wort niht, wohl als lang als daz man ein fünftzig Ave Maria gesprechen moht.” Oder: „etwan gestillet ich, als umb einen de profundis,” (war ich still, so lang als man ein de profundis beten mag). Mechthild von Magdeburg[24] († 1291) schreibt: „daß ich so lang gedenke daran, als daß man gesprechen mag Ave Maria”; „kum eines Ave Marien lang,” oder: „sie pruft es wol, daz diu stund als lang wert, als daz man rasch ein Ave Maria gesprech oder lanksam ein halbs,” u. s. w. Daraus ergibt sich, daß Uhren um diese Zeit entweder selten waren, oder daß man von der altgewohnten Weise, die Zeit zu messen, noch nicht abging. — Wenn wir aber in Christian Wolfs (1679–1754) Elementa Pyrotechniæ, Problem. XI, bei einem Rezept für Anfertigung von Feuerwerkskörpern und als Prüfmittel derselben, die Angabe finden, die Probe solle nicht eher aufhören zu brennen, „bis schnell das Apostolische Glaubensbekenntnis gebetet ist,” so kann man sich kaum eines Lächelns erwehren beim Gedanken an die Mienen moderner Chemiker, denen bei einer analytischen Arbeit derartige Kriterien vorgeschlagen würden! — Nach dieser kleinen Abschweifung kehren wir zurück zur Geschichte der Uhren in den Klöstern des früheren Mittelalters.
Wo eine Wasseruhr vorhanden war, wandte man sie selbstverständlich an als die beste Zeitmessung. Hildemar (9. Jahrhundert) sagt in seiner Erklärung der Benediktinerregel: wer das nächtliche Psalmengebet vernünftig (rationabiliter) machen will, hat eine Wasseruhr nötig.
In Ermanglung von Wasser- oder andern Uhren gebrauchte man auch den Haushahn als Wecker. Schon Chrysostomus beschreibt in seiner 59. Homilie an die Antiochener das Leben der Mönche seiner Zeit mit den Worten: nachdem der Hahn gekräht, kommt sofort der Obere und weckt alle, mit festem Tritte den gemeinsamen Schlafsaal durchwandernd; doch ohne allzuviel Lärm zu machen, wie der gleiche an einer andern Stelle sagt.
Auch ein Brett, auf das geschlagen wurde, oder eine Schelle wurde als Weckvorrichtung gebraucht; eine kleine Glocke bezeichnet auch der Ausdruck „index,” den Martene also umschreibt (Index. onomastic. t. IV): ein Zeichen, durch welches die Brüder zum göttlichen Dienste gerufen wurden. Es ist also unrichtig, wenn übersetzt wird „Uhrzeiger,” wie Dufresne und Muratori tun.
Papst Paul I. übersandte an Pipin eine Nachtuhr, von deren Beschaffenheit wir jedoch leider gar nichts Näheres wissen. Eine Seltenheit war das Geschenk zweifelsohne, wenn es auch nicht, wie man schon angenommen hat, eine Räderuhr war.
Bekannt ist die Beschreibung der Uhr, welche Karl d. Gr. von dem Kalifen Harun Al-Raschid erhielt. Das Chronicon Turonense berichtet darüber: Im 7. Jahr der Regierung Kaiser Karls (807) schickte der König von Persien eine große Menge kostbarer Geschenke und eine Uhr, an welcher man die 12 Stunden ablesen konnte; es ertönte nämlich eine Cymbel und nach Verlauf der einzelnen Stunden traten nach und nach zwölf Reiter aus den Türen heraus; nach Ablauf der letzten Stunde zogen sich alle wieder zurück, indem sie die Türen schlossen. Diese Uhr hatte zwar Räder, da sich sonst der komplizierte Mechanismus nicht leicht erklären ließe, im übrigen war es eine Wasseruhr.
Als Erfinder der Räderuhren wird vielfach der Archidiakon Pacificus von Verona († 846) genannt. Muratori führt seine Grabschrift an,[25] worin es heißt, daß niemand vorher je eine Nachtuhr gesehen, und daß er sie als Erster erfunden habe.
Es scheint, um mit Muratori zu reden, seltsam, daß hier gesagt wird, man habe nie zuvor eine Nachtuhr gesehen, da doch, wie wir soeben gezeigt, Pipin eine solche erhielt, und Cassiodor gerade für nächtliche Zeitbestimmungen eine Wasseruhr verfertigt hatte. Vielleicht ist es nicht unrichtig, in dieser Inschrift eine Uebertreibung zu sehen, die also nicht so wörtlich zu nehmen wäre; eine Uhr konnte zu jener Zeit immerhin etwas so Seltenes sein, daß man sie verewigen wollte. Neu aber war die Erfindung kaum, und an eine Räderuhr zu denken, fehlen uns alle Anhaltspunkte. Wie der Ausdruck „Nachtuhr” zu erklären sei, ist schwer zu sagen, denn wenn z. B. irgend ein Ton oder Geräusch die Stunden angab, so geschah dies doch bei Tag und Nacht, warum also „Nachtuhr?”
Räderwerke gab es in Verbindung mit Uhren schon frühe, sie dienten zum Betrieb der künstlichen Beigaben an den Uhren. Schon die Araber hatten solche. Gelcich (Geschichte der Uhrmacherkunst, S. 17 und 18) beschreibt eine derartige Uhr von Damaskus ausführlich.
Vom 11. Jahrhundert an findet man bald diesem, bald jenem Gelehrten die Erfindung der Räderuhr zugeschrieben, ohne daß mit auch nur einiger Wahrscheinlichkeit auszumachen wäre, wem wir diesen so wichtigen Schritt in der Herstellung der Zeitmesser verdanken. Sicherlich kannten die Alten das Räderwerk und verwendeten es auch. Eine Räderuhr unterscheidet sich aber von der Wasseruhr nicht etwa bloß durch die Räder, auch nicht dadurch allein, daß ein Gewicht oder eine Feder Ursache der Bewegung sei, sondern vor allem durch die Hemmung (échappement). Verbinden wir mit einer durch Gewichte in Umlauf versetzten Welle Räder und Getriebe, so haben wir ein durch Gewichte bewegtes Räderwerk, das aber so schnell abläuft, daß es zur Zeitmessung untauglich wird. Kommt aber die Hemmung hinzu, d. h. eine Vorrichtung, welche den Gang des Räderwerkes mäßigt und gleichförmig macht, dadurch, daß ein Hindernis von einem Zahn des letzten Rades weggestoßen wird, aber immer wiederkehrt, so haben wir eine Räderuhr, welche sich im Prinzip von den heutigen nicht wesentlich unterscheidet. Die Frage nach dem Erfinder der Räderuhr läuft also darauf hinaus: wer hat die Hemmung erfunden? Es bedurfte dazu jedenfalls eines mechanischen Talentes ersten Ranges und so treffen wir auch in der Geschichte der Uhren Männer, welche den gelehrtesten ihrer Zeit beizuzählen sind, und man darf, ohne zu irren, die praktische Beschäftigung mit der Uhrmacherkunst als den Prüfstein mechanischen Könnens in alter und neuer Zeit ansehen.
Gerbert[26] von Aurillac, einer der gelehrtesten Männer seiner Zeit (ca. 950–1003), als armer Hirtenknabe von den Mönchen zu Aurillac (Dép. du Cantal) aufgenommen und gebildet, wird sehr oft als Erfinder der Räderuhr genannt. Er soll seine mathematischen und mechanischen Kenntnisse bei den Arabern geholt haben; wurde Oberer des Klosters Bobbio in Italien, Erzbischof von Reims, Lehrer Ottos III., Erzbischof von Ravenna und endlich unter dem Namen Sylvester II. Papst.
Die Sage, daß Gerbert auf den arabisch-spanischen Hochschulen studiert habe, wurde von dem engl. Geschichtsschreiber Wilhelm von Malmesbury[27] überliefert; derselbe berichtet auch allerlei Zaubergeschichten von ihm. Sevilla und Cordova, diese Hochsitze arabischer Wissenschaft, hat Gerbert nie gesehen (Vgl. Büdinger, S. 7 u. ff.), dagegen wird ihm allgemein die Einführung der sogenannten arabischen Ziffern zugeschrieben. Wenn aber auch gesagt wird,[28] er habe die Gewichtuhren und die Hemmung erfunden, so läßt sich dies nicht beweisen. Tiethmar, Bischof von Merseburg, sagt bloß (Mon. Germ. V, 835, 21): „Gerbert machte in Magdeburg eine Uhr, welche er richtig aufstellte mit einer Röhre und unter Zuhilfenahme eines gewissen Sternes, des Führers der Schiffer.” Um mit dem letzteren zu beginnen, so ist der Stern, der Führer der Schiffer, offenbar der Nordstern; die Röhre diente dazu, auf diesen Stern zu visieren, war also eine Art Diopter. Wir können folglich hier an eine Sonnenuhr denken, deren Zeiger mit Hilfe des Polarsterns gerichtet wurde, oder auch an eine Art Sternglobus (wie ja Gerbert derartige Instrumente verfertigte), bei welchem die vorüberziehenden Sterne durch eine Röhre beobachtet wurden. Für eine Räderuhr aber spricht der vorliegende Text nicht. Es ist schwer zu sagen, wie die Verfasser der Hist. litt. de la France (t. VI, p. 68 und 609) diese Annahme aufrecht halten können.
Eine weitere Schwierigkeit bleibt auch noch zu lösen: angenommen, Gerbert habe die Räderuhr erfunden, wie kommt es, daß eine so wichtige und nützliche Sache für so lange Zeit vergessen wurde? Warum hat keiner der zahlreichen Schüler Gerberts dessen Erfindung weiter entwickelt, oder doch wenigstens erwähnt? Wie kommt es, daß noch 200 Jahre später Ludwig der Heilige eine Kerze als Zeitmesser benützte, um seine Lektüre während der Nacht zu regeln? Der Name „horologium” darf uns nicht schwankend machen, da er ja ganz allgemein für alle Uhren angewendet wurde.
Als gelehrten Uhrmacher finden wir noch Abt Wilhelm von Hirschau (Württemberg) erwähnt († 1091). Er verfertigte eine sehr künstliche Uhr, welche die Aequinoktien und Solstitien zeigte; die dürftige Nachricht, welche uns überliefert ist, erlaubt jedoch keinen Schluß auf die Konstruktion der Uhr. Allerdings findet sich in den Konstitutionen von Hirschau (l. II. c. 29) der Ausdruck: „nachdem die Uhr geschlagen” was aber noch nicht notwendig eine Gewichts- und Räderuhr voraussetzt.
Es läßt sich also gar nicht sagen, wer die Räderuhr erfunden habe, noch beweisen, daß sie vor dem 12. Jahrhundert aufkam. Diese Dunkelheit wird uns weniger befremden, wenn wir bedenken, wie schwer es oft wird, den Urheber einer nützlichen Maschine oder Erfindung zu nennen, selbst in unserer Zeit, wo doch die öffentlichen Blätter, Fachschriften und Patente große Sicherheit in dieser Hinsicht zu gewähren scheinen. Man denke nur an die so hartnäckigen Prioritätsstreitigkeiten, die alljährlich auf dem Gebiete der Naturwissenschaften auftauchen! —
Allgemein aber wird angenommen, und dies läßt sich auch mit ziemlicher Sicherheit beweisen, daß im 12. Jahrhundert die Räderuhren erfunden wurden. Von dieser Zeit an mehren sich nämlich die Nachrichten über Uhren, welche unmöglich durch Wasser getrieben sein konnten derart, daß man annehmen muß, die Erfindung unserer heutigen Zeitmesser falle ins 12. Jahrhundert.
[III.]
Anfänge und Entwicklung der Räder- und Gewichtuhren.
In den sogenannten „Gebräuchen” des Cisterzienserordens, die ungefähr um 1120 niedergeschrieben wurden, finden wir mehrfach Weckeruhren erwähnt. So heißt es z. B. c. 21, daß von der Messe des hohen Donnerstages an bis zum Karsamstag die Glocken bei keinem Gottesdienst geläutet werden dürften, und daß nicht einmal die Uhr (Schlaguhr) gehört werden solle. — Im 114. Kapitel wird dem Sakristan befohlen, daß er seine Uhr so richte, daß durch ihren Ton die Brüder im Winter vor der Matutin geweckt würden. In den Statuten des Prämonstratenserordens findet sich die Vorschrift: der Sakristan soll die Uhr richten und sie täglich vor der Messe schlagen lassen, damit er wach werde. Ebenso bestimmt das Chronicon Mellicense (Mölk, 12. Jahrhundert), c. 774: daß ein von den Obern zu bezeichnender Bruder, der eine Weckeruhr haben solle, die andern wecken und in jeder Zelle für Licht sorgen müsse; dieser Brauch hat sich bis heute in den Klöstern erhalten.
Die vollkommenste und berühmteste Uhr des 13. Jahrhunderts ist diejenige, welche Sultan Saladin 1232 dem Hohenstaufen Friedrich II. zum Geschenk übersandte. Trithemius sagt ausdrücklich, die Bewegung sei durch Räder und Gewichte vermittelt worden, und schätzt das Werk auf die für jene Zeit ungeheure Summe von 5000 Dukaten. Diese Uhr war eine astronomische, sie zeigte den Lauf der bekannten Planeten, sowie die Zeichen des Tierkreises, ebenso Tag und Stunde und zwar genau. Weil uns hier die Räderuhr bereits in hoher Vollendung entgegentritt, glauben manche Schriftsteller, sie sei nicht eine europäische Erfindung, sondern stamme aus dem Orient.
Schon in diesem Jahrhundert treten die Zeitmesser in den Dienst der Gemeinden und geistlichen Genossenschaften. 1288 wurde unter Eduard I. von England in Westminsterhall eine Schlaguhr aufgestellt, deren Kosten aus Strafgeldern bestritten wurden. Ebenso verfertigte Richard Wallingford, ein englischer Benediktiner, Sohn eines Schmiedes und zuletzt Abt des Klosters St. Alban († ca. 1326), eine sehr künstliche Uhr, welche neben den gewöhnlichen Angaben (Planetenlauf u. s. w.) auch noch Ebbe und Flut anzeigte. Er hinterließ eine Beschreibung seines Werkes mit dem Titel „Albion” (Anspielung auf: „all-by-one” d. h. alles zeigt das Werk durch ein und dieselbe bewegende Kraft), welche sich noch jetzt auf der Bodleyanischen Bibliothek zu Oxford befinden soll.
Bevor wir uns weiter mit der Entwicklung und Ausbreitung der Uhrmacherkunst beschäftigen, mag hier eine kurze Beschreibung des wichtigsten Bestandteiles jeder Räderuhr, der Hemmung folgen, speziell jener, welche bis zur Erfindung des Pendels ausschließlich zur Anwendung kam. (Siehe [Fig. 5]).
A ist das von der Triebkraft am weitesten entfernte letzte Rad, Steigrad genannt, wie es noch in den Spindeluhren verwendet wurde. B eine runde Stahlwelle oder Spindel, ist an einer Schnur aufgehängt, und das Ganze am Kolben C, einem Holz- oder Metallstück, befestigt. D und D′ sind flache Stahlplättchen, die Spindellappen, welche an der Welle unter einem Winkel von etwa 100° befestigt sind. E ist die Unruhe, eine Stange aus Holz oder Eisen, auch Wage oder Balancier genannt. An ihr sind kleine Gewichte F und F′ zu beiden Seiten der Welle angebracht.
Der Mechanismus ist nun folgender: das Gewicht treibt unmittelbar das erste Rad (Walzenrad) und mittelbar alle übrigen, zuletzt das Steigrad an. Als Bewegungsrichtung gelte die des Pfeiles, so daß also die oberen Zähne sich vom Beschauer weg, die unteren ihm zuwenden. Dem obersten Zahn stellt sich auf seinem Weg der Lappen D entgegen und wird weggedrängt, bis das Rad vorbei kann; er kommt aber nur so weit, als die halbe Entfernung zweier Zähne beträgt, weil dann der untere Lappen D′ sich einem unteren Zahn entgegenstemmt und nun ebenso weggeschoben wird, wie kurz zuvor der obere. So wiederholt sich das Spiel beständig. An der Bewegung, welche die Spindel hiebei macht, nimmt natürlich auch der Wagebalken, die Unruhe teil. Sie dreht sich also, wenn ein oberer Zahn an den Lappen stößt, in der einen, und wenn ein unterer gehemmt wird, in der entgegengesetzten Richtung. So wirkt jeder Stoß eines Zahnes als Antrieb auf die Unruhe und zwar so lange, bis das Gewicht abgelaufen ist. Dies würde sehr rasch geschehen, wenn nur 2 oder 3 Räder verwendet würden; durch Zwischenglieder (Uebersetzungen) kann man das Fallen des Gewichtes, also auch den Gang der Uhr leicht bis zu einer gewissen Grenze verlängern. — Es liegt auf der Hand, daß die Unruhe um so langsamer schwingen wird, je weiter ihr Schwerpunkt nach außen liegt, oder kurz gesagt, je größer ihr Trägheitsmoment ist. Die Größe dieses Trägheitsmomentes kann aber beliebig verändert werden durch Verschiebung der Gewichte F und F′; dadurch wird auch die Uhr selbst reguliert. Geht sie z. B. vor, so werden die Gewichte nach außen, geht sie aber nach, gegen die Spindel zu verschoben. (Auf ähnliche Weise wirkt bei unsern Taschenuhren der sogenannte Korrektionsrechen, durch Verkürzung, bezw. Verlängerung des schwingenden Teiles der Unruhefeder).
Mit der Erfindung der Hemmung war außerordentlich viel gewonnen; das Gewicht konnte nur fallen, so oft ein Zahn am Lappen der Spindel vorbeiging und nur so lange, bis der entgegengesetzte Lappen den nächsten Zahn ergriff. Der nächste Zahn derselben Seite traf aber erst auf die Hemmung, nachdem der entgegengesetzte die Unruhe auf die andere Seite gedreht hatte. So machte die Wage noch einmal soviel Schwingungen, als das Kronrad (Steigrad) Zähne besaß. Um den Gang der Unruhe gleichmäßiger zu machen, ist die Spindel durch eine Schnur am Kolben C aufgehängt. Wenn nämlich die Unruhe sich nach einer Richtung dreht, wird die Schnur immer stärker gespannt, sie strebt also wieder und zwar mit stets vermehrter Kraft in ihren ursprünglichen Zustand zurückzukehren und hemmt so den Wagebalken. Wir haben also hier schon die Spiralfeder unserer Taschenuhren in ihrem ersten Anfang. — Es wird sich später noch Gelegenheit bieten, über die Mängel der alten Räderuhren zu sprechen; die Wagehemmung aber wurde bis zur Pendeluhr, und an den Schwarzwälderuhren bis zu Ende des 18. Jahrhunderts vielfach beibehalten. In Kabinetten und Sammlungen findet man noch viele derartige Uhren. Um eine genaue Vorstellung einer Waguhr zu ermöglichen, fügen wir hier zwei Ansichten einer solchen bei (Figur 6 und 7). Von der Größe alter Uhren kann man sich einen Begriff machen, wenn man hört, daß an der Uhr, welche Heinrich von Vick für Karl V. von Frankreich machte, das Gewicht des Schlagwerkes 5 Zentner betrug und in 24 Stunden 32 Fuß herabstieg; es gab aber auch Gewichte bis zu zwölf Zentnern. Auf manchen Türmen befinden sich noch solche Ungetüme von Uhren, ganz aus Schmiedeisen verfertigt, mit Rädern von 2–3 Fuß Durchmesser und Pendel von 20 bis 30 Fuß Länge.[29]
Nun zur Verbreitung der Uhren! Im Verlauf des 14. und 15. Jahrhunderts eroberten sie sich die ganze zivilisierte Welt, und in verhältnismäßig kurzer Frist war nicht bloß jede Stadt, jeder Palast oder jedes Kloster im Besitze eines derartigen Zeitmessers, sondern diese bildeten auch den Schmuck des Salons wie des bürgerlichen Hauses, natürlich in entsprechender Ausführung. Schon im jüngeren Titurel (ca. 1270 verfaßt) wird unter andern kostbaren Zieraten des hl. Graltempels auch eine Räderuhr erwähnt („orolei”), welche die goldfarbene Sonne und den silberweißen Mond in Bewegung setzte, ohne daß man von den Rädern etwas sah; goldene Cymbeln verkündeten die sieben Tagzeiten und die sonstigen Stunden des Gebetes und Gottesdienstes. Dante (1265–1321) erwähnt in seiner Göttlichen Komödie die Uhr mehrfach, so z. B. Paradies, XXIV. V. 13:
E come cerchi in tempra di oriuoli
Si giran si, che il primo a chi pon mente
Quieto pare e lo ultimo che voli, ...
(„Und wie gemeßnen Ganges des Uhrwerks Räder sich drehen, so daß das erste dem Betrachter zu stehen scheint, und das letzte scheint zu fliehen.” Philalethes[30]). Auch ein anderer Zeitgenosse des berühmten Florentiners, Jean de Meun, mit dem Zunamen Clopinel († ca. 1320), der Fortsetzer des berühmten „Roman de la Rose,” singt (V. 21288 u. ff.) von der Räderuhr:
Et refait sonner ses horloges
Par ses salles et ses loges
A roës (roues) trop sotivement (très-adroitement)
De pardurable movement.
Aus diesen Stellen geht hervor, daß schon im 13. oder zu Anfang des 14. Jahrhunderts die neuen Zeitmesser weit verbreitet waren. Vom alten Kulturland Italien wissen wir dies auch aus andern Quellen ganz bestimmt. So berichtet Fiamma, der Chronist des Klosters St. Eustorgius in Mailand, daß 1306 der Glockenturm einen neuen Stern erhalten habe und die eiserne Uhr vergrößert (?) worden sei (horologium ferreum multiplicatur). Dies ist, so viel bekannt, die älteste Uhr Italiens; es mag jedoch schon früher derartige Werke gegeben haben, denn Fiamma spricht von der erwähnten Uhr als etwas ganz Gewöhnlichem. Derselbe Schriftsteller sagt auch, daß unter der Regierung von Azo Visconti (1328–1339) auf dem Turm der St. Gotthardkirche eine bewunderungswürdige Schlaguhr erstellt worden sei; „es befindet sich an derselben ein sehr dicker Klöppel, welcher 24 mal auf eine Glocke schlägt, gemäß den 24 Stunden des Tages und der Nacht; derart nämlich, daß sie in der ersten Nachtstunde einen Schlag gibt, in der zweiten zwei u. s. w. und so Stunde von Stunde unterscheidet, was höchst notwendig ist für jeglichen Beruf.”
Die berühmtesten Uhrmacher Italiens sind zwei Mediziner von Padua, Jakob und sein Sohn Johannes, aus der alten Familie de Dondis. Nach der Chronik dieser Stadt wurde auf Befehl Ubertinos von Carrara, dem Padua gehörte, im Jahre 1344 auf dem Stadthaus eine Uhr erstellt, die 24 Stunden zeigte. Sie war das Werk Jakob de Dondis, der zu jener Zeit lebte, wie aus seiner Grabschrift hervorgeht; sein Todesjahr fällt um 1350.
Johannes, der Sohn des vorigen, 1318–89, war als geschickter Uhrmacher noch viel berühmter. Er verfertigte eine Räderuhr, welche den Planetenlauf anzeigte und als eine Art Weltwunder angestaunt wurde. Von allen Seiten strömten Künstler und Astronomen herbei, das Werk zu schauen. Ein Freund und Zeitgenosse Johannes de Dondis, Philipp de Mazières hat uns in seinem Werke „Songe du vieil Pélerin” eine Beschreibung davon hinterlassen.[31] Nach derselben hätte das Werk aus sehr vielen (200) Rädern bestanden; alles aus Messing oder Kupfer von Johannes selbst gearbeitet während eines Zeitraumes von 16 Jahren. Michael Savonarola, der Großvater des berühmten Fra Girolamo, berichtet, daß das Werk nach dem Tode des Urhebers stille gestanden, daß aber niemand sich getraute, eine Reparatur vorzunehmen, bis endlich ein französischer Astronom es mit vieler Mühe wieder in Gang gebracht habe. Von dieser in ganz Italien und weit über dessen Grenzen hinaus berühmten Uhr erhielt die Familie de Dondis den Beinamen „ab Horologio” (degli orologi).
Johannes de Dondis war außer durch seine mechanische Geschicklichkeit noch berühmt als gelehrter Arzt und Astronom. Er genoß die Freundschaft Petrarcas (1307–74), welcher, obgleich erbitterter Feind aller Aerzte, Johannes hoch schätzte und mehrere Briefe an denselben richtete. In einem derselben sagt er, die Medizin sei für ihn (Johannes) doch nur ein Anhängsel, so daß er noch größer geworden, ja bis zu den Sternen gestiegen wäre, hätte nicht die unglückselige Arzneikunst ihn gehemmt. Petrarca bedachte seinen Freund im Testament mit 50 Dukaten, damit er sich einen Ring kaufe und ihn zum Andenken tragen möge.
Zu den ältesten beglaubigten Uhren, die noch vorhanden sind, zählt jene von Dover-Castle aus dem Jahre 1348. Gerland bringt in Westermanns Monatsheften 1884 eine Abbildung davon ([Fig. 8]). Er sagt, daß dieses Werk fünf Jahrhunderte lang, von 1348–1872 die Stunden schlug. Nach dem gleichen Schriftsteller würde diese Uhr aus der Schweiz stammen, was aber von anderer Seite bestritten wird.
1353 ließ der Erzbischof von Mailand, Johann Visconti, eine Uhr in Genua errichten; sie wird als „ein schönes und genaues Werk” (pulcra et subtilis fabrica) gerühmt, das jede Stunde des Tages und der Nacht schlug.[32] Drei Jahre später folgte Bologna dem Beispiele der Genuesen (Murat. l. c. t. XVIII, p. 444). „Am achten April wurde die große Glocke, welche auf dem Palaste des Messer Giovanni Pepoli, des Herrn dieser Stadt, sich befand, herabgenommen, in den Hof des Stadthauptmanns geführt und auf dem Turm daselbst aufgehängt; es war das die erste Gemeindeuhr von Bologna, sie schlug zum erstenmal am 19. Mai.” Alle Bolognesen über 20 Jahren mußten an diese Uhr eine Steuer von einem Soldo und 6 Denaren bezahlen. — Die Herren der italienischen Städte wetteiferten im 13. und 14. Jahrhundert überhaupt mit einander, ihre Paläste mit prächtigen Uhren zu zieren, so daß diese bald allgemein verbreitet waren.
Zu den ersten öffentlichen Uhren Frankreichs zählt Dubois diejenige von Caen, welche 1314 auf einer Brücke daselbst aufgestellt wurde mit der Inschrift:[33]
Puisque la ville me loge
Sur ce pont pour servir dʼorloge,
Je feray les heures ouir
Pour le kommun peuple réjouir.
Mʼa faite Beaumont 1314.
(Da die Stadt mich auf diese Brücke stellt, als Uhr zu dienen, so will ich zur Freude des Volkes die Stunden hören lassen. Mich hat Beaumont gemacht 1314). Dieser Angabe widerspricht jedoch entschieden der Uhrmacher und Forscher Hainaut von Rouen. Nach ihm wurde eine Glocke „Uhr” genannt, weil sie dazu diente, gewisse Tageszeiten durch ihr Geläute dem Volke kund zu geben. Zudem war die Normandie, als Karl V. durch den gleich zu erwähnenden Heinrich von Vic 1370 für Paris eine Uhr anfertigen ließ, schon lange mit der Krone vereinigt. Sicher hätte man nun doch einen fähigen Inländer dem Fremden vorgezogen. Aus all dem geht hervor, daß eine eigentliche Uhr 1314 in Caen nicht existierte, daß aber auf einer Glocke Zeichen gegeben, resp. durch einen Wächter die Stunden geschlagen wurden, entweder nach dem Stande der Sonne, oder nach den Angaben einer Wasser- oder Sonnenuhr (Ausführliches über diesen Punkt siehe bei Saunier-Speckhart: Geschichte der Zeitmeßkunst. Bautzen. S. 207 u. ff.).
Dijon besaß eine sehr berühmte Uhr, welche Herzog Philipp der Kühne von Burgund von Courtray, dem ursprünglichen Standorte, 1382 auf Wagen verladen und samt der Glocke nach Dijon bringen ließ. Diese Uhr schlug alle 24 Stunden des Tages.[34] Hier finden sich auch zuerst zwei Automaten, sogenannte „Jacquemarts”, ein Mann und eine Frau; später kam noch die Figur eines Kindes hinzu. Einige Autoren leiten das Wort Jacquemart ab von dem barbarischen lateinischen Ausdruck „jaccomarchiadus,” was Panzerhemd heißen soll; wahrscheinlicher ist jedoch die Ableitung vom Namen des ersten Erstellers Jaques Marck, eines Uhrmachers, der im 14. Jahrhundert lebte und diese Zugabe erfunden haben soll. (Jacquemart war auch ein Spottname der Nachtwächter.)
Geschickte Künstler waren aber in diesen Zeiten eine Seltenheit. Karl V. von Frankreich ließ 1370 in Paris eine Uhr herstellen durch einen Deutschen, Heinrich von Vic oder Wick. Dieser erhielt als bescheidenen täglichen Lohn 6 Pariser Sous, nebst freier Wohnung im Turm, wo die Uhr aufgestellt werden sollte. Derselbe König ließ auf seinem Schloß Montargis (Loiret) durch Jean Jouvence 1380 eine Uhr errichten; 1372 erhielt Sens eine solche; Karl V. bezahlte die Hälfte der „lanterne.” Auxerre folgte ungefähr um dieselbe Zeit; 1391 finden wir in Metz die neue Erfindung erwähnt. Die berühmteste Uhr Frankreichs wurde erst etwa 200 Jahre später erstellt in Lyon, durch den Basler Künstler Nikolaus Lipp. Sie galt als würdige Nebenbuhlerin des Straßburger Werkes.
Unsere Abbildung ([Fig. 9]) gibt eine Ansicht der berühmten Uhr, die in der ehrwürdigen Kathedrale in St. Jean aufgestellt ist. 1578 von Lipp verfertigt, wurde sie im Jahre 1660 von Wilhelm Nourisson repariert und beträchtlich vervollkommnet; 1780 wurde eine neue Reparatur nötig, welche Charny besorgte, zuletzt besserte M. Maurier das alte Werk aus. Wie die meisten derartigen Kunstuhren zeigt auch das Werk des Basler Künstlers den Lauf der Gestirne sowie einen ewigen Kalender. Stunden und Minuten, Tag, Monat und Jahr, die Mondphasen etc. werden angegeben, die Wochentage sind bezeichnet durch Figuren, die um Mitternacht wechselnd, in einer Nische erscheinen. Die Bewohner Lyons sind ebenso stolz auf ihre Uhr, als die Straßburger auf das berühmte Werk des Dasypodius.
Leider gingen viele derartige Kunstdenkmäler im Sturme der Revolution unter, selbst in unserer Zeit zerstört hie und da ein unbegreiflicher Vandalismus den einen oder andern Ueberrest frühen Kunstfleißes der Vorfahren. So hatte, um nur ein Beispiel zu nennen, die berühmte Uhr von Bourges von 1423 bis 1872 allen Gefahren getrotzt, um dann auf Befehl eines aufgeklärten Magistrates ohne Grund zerschlagen und zum alten Eisen geworfen zu werden! Einzig das Zifferblatt blieb und dient jetzt einer modernen Fabrikuhr. Verfertiger des Werkes war Jean Furoris, Canonicus von Paris und Reims; der Preis stellte sich auf 60 Goldgulden, die durch allgemeine Beisteuer aufgebracht wurden. Das Ganze bestand aus 26 Rädern und Scheiben.
Wenn schon 1370 ein Deutscher Karl V. eine Uhr erstellte, und 200 Jahre später ein Basler Lyon durch sein Kunstwerk berühmt machte, wenn 1368 Eduard III. von England drei Uhrmachern, die er aus Delft berufen hatte, seinen Schutz angedeihen ließ, so läßt dies alles schließen, daß auch in deutschen Landen die Uhrmacherkunst schon sehr frühe Wurzel gefaßt und sich rasch zu hoher Blüte entwickelt habe. In der Tat beweisen vielfache Nachrichten, daß in Deutschland die Uhren im 14. Jahrhundert bekannt waren. So erhielt, um einige Namen anzuführen, 1368 Breslau sein erstes Schlagwerk durch Meister Schwelbelin; Frankfurt a. M. 1383 durch Johann Orglocker aus Hagenau; 1359 ist die Frankenberger Pfarrkirche im Besitze einer Uhr; 1396 der Dom zu Magdeburg; 1395 Speier; 1398 Augsburg; Mainz 1369; Kolmar 1370; Köln ca. 1385; Metz 1391 u. s. w.
Das Germanische Museum in Nürnberg besitzt eine der ältesten Räderuhren, die noch erhalten sind ([Fig. 10]). Sie stammt aus dem Jahre 1392 und gab auf dem südlichen Sebaldusturme stehend, dem Wächter die verflossenen Stunden an, damit er sie durch Schläge auf die große Glocke der Stadt verkünde. Es ist das Verdienst des bekannten Geschichtsforschers auf dem Gebiete der Uhren, Hofuhrmacher G. Speckhart in Nürnberg, dieses Stück gerettet zu haben. Wir geben im Folgenden die Beschreibung kurz nach den Ausführungen des genannten Forschers (Saunier, a. a. O. 235 u. ff.). Die Uhr ist ganz aus Eisen gebaut, ihre Höhe mißt 40 cm. Das Zifferblatt hat einen Durchmesser von 28 cm. Es war am Umfang mit 16 Nieten versehen, die oberste, da wo jetzt die Ziffer 12 angebracht wird, war mit einem Stachel versehen. Speckhart entfernte den Anstrich von 2 Zifferblättern, bis er das ursprüngliche aufdeckte. Die Uhr zeigte 16 Stunden, ging also nach der sogenannten „großen (Nürnberger) Uhr,” welche den Tag von Sonnenuntergang bis Sonnenaufgang maß. Die Nieten dienten dem Wächter in der Dunkelheit, um die Zeit abzulesen, der Stachel war der Anfangspunkt der Zählung. Ein Schlagwerk ist nicht vorhanden, wohl aber ein Wecker, der alle Stunden abläuft. Man mußte sich also bis zur Erfindung der selbstständigen Schlaguhren auf diese Weise behelfen und kam auch ganz gut zustande damit.
In der zweiten Hälfte des 14. Jahrhunderts treffen wir auch in der Schweiz in den meisten größeren Städten Räderuhren.
So in Basel 1381. Vergl. Fechter: Basler Taschenb. 1852. Dort wird auf ein Urteil hingewiesen, das gegen einige wegen nächtlicher Ruhestörung gesprochen wurde, weil sie nachts „da die Glogge zwey geslagen hatte, den Lüten uf Colahüsern und zu Crüze ir thüren ufbrachent.” Ebenso findet sich in den Rechnungen der Münsterfabrik folgender Posten: pro materia dicta „möschin trat” ad horologium. Nach Boos (Geschichte der Stadt Basel, 1877, I. S. 239) erhielt auch der Martinsturm gegen Ende des 14. Jahrhunderts eine Uhr, die 1475 verbessert und auf den Georgsturm verbracht wurde. 1407 wird ein „Orlei” auf dem Rathaus erwähnt.
Eine Eigentümlichkeit der Basler Uhren, daß sie nämlich eine Stunde vorausgingen, hat Simrock in dem launigen Gedichte: „Die Basler Uhr” behandelt, von welchem wir hier einige Strophen anführen wollen:
Wenn wir die Basler necken,
So istʼs um ihre Uhr,
Sie sei in ein jedem Stücke
Wohl hundert Jahr zurücke
Und vor ein Stündchen nur.
Simrock berichtet, wie 1271 die Stadt einst um 12 Uhr nachts überfallen werden sollte, was der Glöckner noch kurz vor Mitternacht erfuhr; rasche Tat war jetzt nötig:
So schlug es gar nicht Zwölfe
und auch nicht wieder Elfe,
Es schlug gleich Eins vom Turm.
Damit war der Ueberfall vereitelt.
Die (Uhr) ließ man zum Gedächtnis
Nun gehen immer so,
und noch in unsern Tagen
Die Basler Glocken schlagen
Eins mehr als anderswo.
Doch auf dem Turm der Brücke
Da guckt ein Kopf hervor,
Der 60 Mal die Stunde
Die Zunge reckt im Munde
Den Feinden vor dem Tor.
und neckt ihr nun die Basler,
Verdirbt man euch den Spaß;
Sagt ihr, sie seiʼn zurücke,
Führt man Euch auf die Brücke
Und sagt: „Wie gʼfallt euch das?”
Ueber den Grund dieser Abnormität sind die Geschichtsschreiber der Stadt nicht einig. Groß (Kurtze Basler Chronik, 1624) sagt, es sei um 1433 diese Aenderung eingeführt worden, „zur Beförderung des Konziliums, daß, da es sonst 12 Uhr schlagen sollte, die Uhr eins geschlagen ... J. Stumpfius haltet dafür, diese Aenderung werde gehalten zu einem ewigen Gedenkzeichen eines mordtlichen Ueberfalls wider die Stadt” (S. 76). Daniel Bernoulli hielt die ungenaue Orientierung des Münsters und die hieraus erfolgte unrichtige Konstruktion der Sonnenuhr, nach welcher die Stadtuhr gerichtet wurde, für die Ursache. Streuber (die Stadt Basel) (S. 377 ff.) schreibt hierüber: „Eine Eigentümlichkeit Basels, die bis zum Jahre 1798 bestanden, war, daß die Uhren eine Stunde früher zeigten, als anderswo. Vergebens suchte der Rat im November 1778 die Sonderbarkeit abzuschaffen, schon im Januar 1779 mußte der alte Stundenschlag wieder eingeführt werden. Den Grund dieser sonderbaren Abweichung der Basler Stadtuhren von allen übrigen kennt man nicht. Daß man bei einer Verräterei 1271 den Zeiger vorgerückt, ist ebenso unbegründet, als daß die besondere Stundenrechnung daher rühre, daß die erste Sonnenuhr unrichtig auf die östliche Lage des Chores gegründet worden sei. Die älteste Schlaguhr Basels ist erweislich aus dem Jahre 1380. Da diese Uhren aber von untergeordneten Personen, Schlossern u. s. w. gerichtet wurden, so schiebt man wohl am besten diese Unrichtigkeit auf Rechnung der Unkenntnis dieser Leute; einmal eingewurzelt, konnte sie nicht mehr ausgerottet werden.”
Soweit Streuber. Hiezu bemerkt Speckhart (a. a. O. S. 222): „die oben ausgesprochenen Ansichten und Nachrichten über die sonderbare Schlagweise der alten Baseleruhr sind nicht stichhaltig. Die uns so eigentümlich berührende Schlaganordnung, nach welcher die alte Basler Uhr eins schlug, wenn alle Uhren der unter dem gleichen Längengrad liegenden Orte der Welt zwölf schlugen, scheint eine wohl erwogene und richtig begründete Bewandtnis zu haben.
Stellen wir uns vor, daß, wenn es bei uns 12 Uhr schlägt, der höchste Stand der Sonne, der Mittag eingetreten ist. Die Mittagsstunde, d. h. die 12. Stunde ist somit bei uns beendigt. Anders war das an der alten Basler Uhr: sie schlug 12 Uhr, wenn die 12. Stunde, die Mittagsstunde, ihren Anfang nimmt, also in dem Augenblick, wenn es bei uns 11 Uhr schlägt. Der Mittag, der höchste Stand der Sonne, fällt demnach bei der Basler Uhr nach Verlauf der 12. Stunde mit dem Glockenschlag eins zusammen. Beide Zählarten der Stunden sind richtig, denn die sich ergebende Differenz von einer Stunde liegt in Wirklichkeit gar nicht vor.”
Als weitern Grund erwähnt Speckhart noch, daß die Stundenmeldung erst nach abgelaufener Zeit, eigentlich nur für den ersten Schlag gelte, die übrigen Schläge aber sozusagen zu spät kommen. Deshalb wäre es nach ihm richtiger gewesen, den abgelaufenen Mittag nur durch einen Schlag zu bezeichnen, also da eins schlagen zu lassen, wo die gewöhnliche Uhr 12 schlägt. Diese Auffassung ist ja mathematisch unstreitig richtiger, es scheint uns nur fraglich, ob man früher, wo der Wert der Zeit lange nicht wie heute gewürdigt ward, so spitzfindig zu Werke ging. Immerhin ist das eine Erklärung, die vieles für sich hat. Ein weiterer Umstand fällt nach unserem Ermessen noch schwer in die Wagschale zugunsten dieser Ansicht: eine von Stradanus gezeichnete Uhrwerkstätte aus dem 16. Jahrhundert zeigt eine Uhr mit der eigentümlichen Einteilung des Zifferblattes, daß da eins steht, wo unsere Uhren 12 zeigen. Auch eine Art „Lällenkönig” ist über der Mitte des Zifferblattes angebracht. Unsere Abbildung ([Fig. 11]) gibt diesen interessanten Stich wieder.
Der Kopf, den Simrock erwähnt, ist der berühmte „Lällenkönig,” ebenfalls von einer Uhr getrieben. Er befand sich über dem Zifferblatt der Uhr des nun abgetragenen Rheintores von Großbasel, auf der Seite gegen Kleinbasel. Von Zeit zu Zeit streckte derselbe seine Zunge heraus und zog sie wieder ein. Diese Figur war zum Wahrzeichen Basels geworden und befand sich bis 1839 auf der Brücke: jetzt ist sie im mittelalterlichen Museum, wo sie zeitweilig ihre Tätigkeit wieder aufnimmt, aber nicht bloß zur Freude der Handwerksburschen und Kinder wie ehedem, sondern auch aller derjenigen, welche es bedauern, daß dem oft urwüchsigen, im ganzen aber harmlosen Humor der Alten keine Stätte mehr gegönnt wird im unruhigen Hasten unserer Tage.
Man erzählt auch, die Kleinbasler hätten sich durch eine noch derbere Karrikatur gegen Großbasel hin gerächt.
Für Luzern fertigte der Basler Heinrich Halder im Jahre 1385 eine Uhr an, welche zuerst „uf dem graggen turne” aufgestellt war und sich jetzt auf dem „Zytturm” befindet. (Vergl. auch v. Liebenau, das alte Luzern, an verschied. Orten). Der Meister hinterließ eine interessante Anleitung zur Regulierung und Behandlung dieser Uhr, aus welcher hier einige Sätze folgen mögen (Geschichtsfreund I, S. 87). „Als du das Vrleiy (Uhr) wit richten, und das nider gewe (Gewicht) uf ziehen, oder ab lan, so tuo das Frowen gemuete (die Wagunruhe) von dem Rade oder us dem Rade do es Inne gat, und behab das Kamprat sicher in der hant, oder das gewege verlieffe sich als balde, dass das werg vil liechte breche.... Und so das Frowen gemuete ze balde (schnell) gat, des dich dunkt, so henke di bli kloetzli vaste hin us an das redelin, und so es ze trege gat, so henke sie hin In an das redelin, hie mitte macht du es hindern und fürdern wie du wit, sunderlich darf es ze nacht fürnderndes, wand das werg den merteil ze nacht treger got denne tages” .... Im Jahre 1408 erhielt auch der Rathausturm eine Uhr. — In Zürich schloß der Rat 1366 mit dem Werkmeister Konrad von Klothen einen Vertrag über den Bau und Unterhalt einer Uhr auf St. Peter. (Vergl. Salom. Vögelin, Das alte Zürich; neue Auflage; 1879–90.)
Bern hatte in seinem Zytglockenturm, ungefähr aus der nämlichen Zeit, eine Merkwürdigkeit ersten Ranges.
Diese Stadt hatte anfangs des 16. Jahrhunderts drei Zeitglocken; eine auf Nydeck, eine im obern Spital und diejenige, welche uns hier beschäftigt. Aber auch diese Uhr war keineswegs die erste, denn schon eine Rechnung aus dem Jahre 1499 bemerkt, daß dem „Zitgloggenrichter” 4 pfd. verrechnet wurden. Ebenso 1519: „dem Zitgloggenmacher uff sin arbeit des wärchs der Zitgloggen, mit sampt dem trinkgeld den Knechten 109 ℔ 10 ß.” „Zitgloggenrichter” hieß der Angestellte, der die Uhr im Stand zu halten hatte. 1526 wurde Kaspar Bruner für dieses Amt gewählt. Er legte dem Rate bald ein Projekt für eine ganz neue Uhr vor, welches auch genehmigt wurde. „Ist mit Brunner dem slosser überkommen, daß er die reder zu der Zitgloggen machen soll, wie er die mustrung anzöngt, umb 1000 gulden (ca. 30000 Fr.) und ime alle fronvasten darzu 10 pfund geben und soll die zitgloggen richten wie vor und darzu acht haben, alls lang m. h. das gevellig.” Höchst wahrscheinlich wurde alles, auch das Spielwerk von der Hand desselben geschickten Meisters gefertigt. Vollendet wurde das Werk schon 1530 (nicht erst 1534), wie eine am eisernen Gehäuse des Räderwerkes angebrachte Tafel zeigt: „Kaspar 1530 Bruner.” Nur der geharnischte Stundenschläger scheint älter zu sein; er hieß „Hans v. Thann.”[35]
Die älteste Beschreibung des berühmten Werkes stammt aus dem Jahre 1534. Der Ulmer Fischer bereiste als Handwerksbursche die Schweiz und zeichnete überall die Merkwürdigkeiten auf, die er gesehen. Die Zeitglockenuhr hat er sogar abgezeichnet; merkwürdigerweise zählt er die Ziffern von rechts nach links! Wir lassen diese Beschreibung in ihrem treuherzigen Wortlaute folgen:[36] ... „Jetzt will ich schreyben, wie fisierlich es vff ainander gadt vnd folgt also: wan es will anfahen schlahen, so sytzt ain guldiner han enbor vff dem dechle, der thutt die fligel auff vnd zu, sam (als ob) er flieg, vnd hangen an den fliglen vil schella. Wan nun der han hat auffheren schella, so stand darneben zwen thurnblaser, die fahen an zu blausen so artlich zusamen, als ob sy leben. Wan sy nun ain weyl geblasen haund, so heren sie auff blasen vnd halten ain weyl still vnd sehen sich vm, darnach so thond sy die Kepf wider zum busaunen vnd blasen die backen auff vnd thrumeten zusamen wie forhin. Wan sy nun haben außgeblasen, so sitz ain narr oben uff dem dechle, der schlecht all fiertel stund, das erst fiertayl ain straych, das ander fiertayl zweu straych, das dryt fiertayl drey straych, vnd wan die drumeter außgeblosen haund fier straych. Wan nun der narr die fier straych hat außgschlagen, so ist ain großer geharnaster man zu aller oberst im thurn bey der stund, vnd so oft er ain straych thut, so sytzt ain alts mendle daniden vnder dem hamer vnd thurnblaser, das thut den mund auff vnd zu vnd zelt alle straych, die er thut. Vnd wan der geharnest man hat außgeschlagen, so hat das alt mendle ain stund (Sanduhr) in der hand, die kert es vm, vnd gadt also wesentlich uff ainander als ob es als lebendig sey. Vnd ist das, da dan der han vnd die drumeter, der narr vnd das alt mendle ist, das ist ain ercker, der fein firn thurn herausgadt wie ain ercker an aim hauß vnd fein inainander verfaßt, wie ich dan alle ding fleyßig vnd ordenlich fir augen gemalet vnd gstelt hab, sampt der stund und reder darin, auch die zwelff zaichen, die bloneten, die ob der stund staund, als Jupiter, Mars vnd Fenus ist nur sunst darzu gmalet, vnd auch die beeren vnd die zwen geyger ist als nur am thurn gmalet, aber die reder vnd die zwelff zaychen vnd Sun vnd Mon, das sellig gadt vm nach yrem lauff. Im 1534 jar haun ich zu Bern ain gantz jar gearbayt, da haun ich diesen thurn abgemalet.”
Wie diese Beschreibung und die von Fischer gemachte Zeichnung beweisen, ist die berühmte Uhr bis heute wesentlich die gleiche geblieben; nur der Erker ([Fig. 14]) ist ein anderer geworden, er baut sich jetzt aus zwei über einander gestellten Nischen auf; der Hahn steht zur Linken des alten Mannes, gegenüber einem Löwen. An Stelle der beiden Trompeter sind laufende Bären angebracht, welche stündlich unter dem Sitze des alten Mannes (Sonnenkönig) ihren Umzug halten. Gruner berichtet in „Merkwürdigkeiten der Hochlöbl. Stadt Bern” Zürich 1732, daß die Uhr lange Zeit still gestanden, ohne daß ein Meister sich gefunden hätte, der sie wieder herstellte. 1712 aber brachte ein Bauer aus Langnau im Amt Trachselwald sie wieder in Gang.
Das Aeußere des Turmes wurde leider 1770 „renoviert,” wobei die alten Malereien verschwanden. Die Inschrift, welche damals angebracht wurde, lautet:
Bertholdus V Dux Zähringiæ, Rector Burgund. Urbis conditor Turrim et portam fecit MCXCI et renovata MDCCLXX (Berthold V. Herzog von Zähringen, Regent von Burgund, der Gründer dieser Stadt, hat diesen Turm und das Tor erbaut im Jahre 1191; die Renovation geschah 1770).
Solothurn, diese uralte Schweizerstadt, von der Glarean behauptet, daß sich diesseits der Alpen nur Trier an Alter mit ihr messen könne, besitzt auch eine merkwürdige alte Uhr. Sie befindet sich auf dem aus dem 12. Jahrh. stammenden Turm auf dem Marktplatz. Zum erstenmal wird dieses Gebäude 1408 in einem Protokoll als Uhrturm erwähnt. Im Jahre 1452 wurde daselbst eine Uhr aufgestellt, ebenso der Automat, welcher die Stunden schlägt. Joachim Habrecht (der Vater der beiden Habrecht, welche die Straßburger Uhr erbauten?) erstellte 1545 die jetzige Uhr. Sie hat 4 Zifferblätter, das gegen den Marktplatz sehende mit zwei Zeigern, die übrigen weisen nur die Stunden. Das Uhrwerk selbst stellt einen Würfel dar von 1,6 m Länge, 1,7 m Breite und 1,7 m Höhe. Die beiden Platten (Platinen), sowie die Räder bestehen aus Schmiedeisen, mit Ausnahme der Zähne des Hemmungsrades, welche stählern und einzeln durch Gewinde mit dem Radumfang verschraubt sind. Die Automaten werden vom Uhrwerk durch ein System von Hebeln betrieben. Es sind ein Kürassier, der die Viertel auf seinem Panzer schlägt; der König auf dem Throne, welcher alle Stunden das Scepter bis auf das Knie senkt und der Tod, der seine Sanduhr unmittelbar vor jedem Stundenschlag umstürzt. Oberhalb der Automaten befindet sich eine Kugel zur Darstellung der Mondphasen, die sich an einem Sternhimmel bewegt.
Das astronomische Zifferblatt ([Fig. 15]), ist unter einem Schutzdach angebracht und über 30 Quadratmeter groß; allein der Stundenkreis hat über 4 m Durchmesser. Wie die Abbildung zeigt, ist er in 2 mal zwölf Stunden geteilt. Von den 3 Zeigern gibt der größte, in eine Hand endigend, mit Zeiger und Mittelfinger die Stunden an. Der Mondlauf im Tierkreis ist durch den zweiten Zeiger dargestellt und hat monatlichen Umlauf; der letzte gibt den Sonnenlauf während eines Jahres an. Diese Zeiger haben ein eigenes Räderwerk, welches von der Uhr mittels Stangenübertragung bewegt wird. Die Malereien stammen aus dem Jahre 1583 und wurden von dem Meister Heinrich Nikolaus Knopf ausgeführt; 1880 restaurierte sie H. Jenny von Solothurn. Besonders treten S. Urs und Victor, die Patrone der Stadt hervor.
Hier sehen wir auch noch die Eigentümlichkeit, daß der Viertelstundenzeiger kürzer ist als der Stundenzeiger; die Viertelteilung stammt erst aus dem Jahre 1642. Die auf unserer Abbildung sichtbare Türe diente zum Richten der Zeiger von innen aus. — Die Solothurner Uhr ist neben derjenigen zu Bern eine Merkwürdigkeit der Schweiz; möge sie sich noch recht lange erhalten als Wahrzeichen der Stadt und des historischen Sinnes ihrer Bewohner.
Ein Zeitmesser darf hier nicht übergangen werden: die berühmte Uhr von Straßburg, welche im ganzen Mittelalter und bis in unsere Zeit den Stolz und die Freude dieser Stadt bildete. Auch heute noch wird wohl kaum ein Tourist versäumen, dem äußerst interessanten Werke seinen Besuch abzustatten. Es galt als eines der 7 Wunderwerke Deutschlands; an dem Portal des Domes zu Mainz stand zu lesen: Die 7 Wunderwerke Deutschlands sind: der Straßburger Turm, der Kölner Chor, die Straßburger Uhr, die Orgel von Ulm, die Frankfurter Messe, Nürnberger Kunstwerke und das Augsburger Rathaus.[37] Diese Uhr wurde von Fischart in ziemlich hölzernen Versen besungen; auch Frischlin, Xylander, Cell, Crusis u. a. erwähnen sie in ihren Gedichten. Die neue Uhr fand ihren Sänger in Bilharz: Die astron. Uhr von Straßburg, Gedicht in alemannischer Mundart, 1872.
Die erste Münsteruhr zu Straßburg wurde 1352 begonnen und 2 Jahre später unter Bischof Johann von Lichtenberg von einem unbekannten Meister vollendet. 1399 mußte sie repariert werden und ging später nach und nach zugrunde. Das Gehäuse bestand ganz aus Holz und umfaßte drei Abteilungen: zu unterst war der gewöhnliche Kalender, in der Mitte das Astrolabium samt Stundenblatt; oben waren verschiedene Automaten angebracht. Im Jahre 1547 beschloß die Stadtbehörde nach dem Beispiel anderer Städte (Bern erhielt 1527 eine „gar schöne” Uhr für den Zytglockenturm von einem auswärtigen Künstler; 1538 erstellte Hans Luther von Waldshut eine neue Uhr auf St. Peter in Zürich um 2394 ℔, 9 Schillinge und 2 Heller, wofür er das Bürgerrecht erhielt u. s. w.), auch eine neue, der alten würdige Uhr anzuschaffen. „Drey fürnemme, gelehrte und verständige Mathematici, Dr. Michael Herus, Nicolaus Brucknerus, Christianus Herlinus und neben ihnen andere Handwerksleut” wurden beauftragt, die Uhr in Angriff zu nehmen, „und ward das Werk so weit gebracht, das der Uhrenmacher ettliche redder, und das gestell verfertigt hat, der Steynmetz das geheuß auffgefürt, bis gar nach an den helm, die Mathematici das Astrolabium auffgerissen haben: aber solches werk ist darnach durch ettlicher absterben unnd anderer ungelegenheit verhindert, unnd also unaußgemacht verbliben.”[38] So stockte die Arbeit, bis 1570 Konrad Dasypodius (Rauchfuß) von Schaffhausen, der Nachfolger Herlins als Professor der Mathematik in Straßburg, die Sache wieder aufnahm. Er erweiterte den ursprünglichen Plan und führte ihn auch aus; den mechanischen Teil übernahmen zwei Landsleute, Isaak und Josias Habrecht aus Schaffhausen, (letzterer erstellte auch 1580 die Uhr auf dem Rathause in Ulm), während zwei andere Schaffhauser, die Maler Tobias und Josias Stimmer das Gehäuse ausschmückten. M. David Wolkenstein aus Preßlaw unterstützte den durch allzugroße Arbeitslast krank gewordenen Freund Dasypodius bei der Vollendung der Uhr; 1574 war sie fertig gestellt und zur allgemeinen Zufriedenheit ausgefallen. Das Werk war sehr künstlich gearbeitet, es zeigte an einem Globus von drei Fuß Durchmesser alle täglichen Erscheinungen an Sonne, Mond und den sämtlichen 1022 auf dem Globus verzeichneten Ptolemäischen Sternen. Mehrere Scheiben zeigten z. B. den immerwährenden Julianischen Kalender, die Mondphasen, die Zeichen des Tierkreises u. s. w. Automaten fehlten natürlich auch nicht, so z. B. ein Hahn, der anfangs jeden Mittag krähte, später aber, als 1640 der Blitz in ihn schlug, nur mehr an den Sonn- und Feiertagen. Der bildliche Schmuck war sehr reich; das Porträt des Astronomen Copernicus, das Stimmer nach einer Vorlage aus Danzig gemalt, gab Veranlassung zur Sage, jener hätte die Uhr verfertigt. 1669 und 1732 wurden Ausbesserungen vorgenommen; 1789 stand die Uhr still. Als 1838 die neue Uhr in Arbeit genommen wurde, fügte man den Mechanismus und die übrigen Teile der alten wieder zusammen und stellte sie im Frauenhause in Straßburg aus, wo sie noch zu sehen sind. Die jetzige Uhr wurde 1842 vollendet von J. B. Schwilgué; sie ist wohl allgemein bekannt, so daß hier von einer nähern Schilderung abgesehen werden kann. Das Gehäuse ist das alte von 1574, weshalb wir hier eine Abbildung desselben geben ([Fig. 16]). Es sei nur noch bemerkt, daß diese nach allen Anforderungen der modernen Wissenschaft konstruierte Uhr bis zum Jahre 9999 richtig zeigt und dann erst eine Ziffer geändert werden müßte, falls es möglich wäre, daß ein Werk so lange dauern kann.
Eine Sage, die sich an die Straßburger Uhr knüpft, sei hier noch erwähnt, die Blendung des Meisters nach Vollendung seines Werkes, damit er kein ähnliches mehr erstellen könne. Gleiches wird auch von Lipp, dem Erbauer der Lyoner Uhr erzählt, aber mit ebenso geringer Berechtigung. Dieser lebte hochgeehrt und reich belohnt in Lyon; Isaak Habrecht starb in Straßburg 1610 als Stadtuhrenmacher; sein Bruder Josias in Kayserswerk; er hatte eine blinde Schwester, welcher Umstand vielleicht zur erwähnten Sage Veranlassung gab.
Die Künstler des Mittelalters waren noch nicht beeinflußt von einem so unruhigen Gewerbsleben, wie es sich heute überall geltend macht. Sie konnten ihre Arbeiten in aller Muße vollenden. In unserer modernen Zeit, wo ein Fortschritt sozusagen den andern verdrängt, hat man auch nicht mehr so viel Verständnis für Werke, deren Ausführung jahrelange geduldige Arbeit und mühevolles Studium erfordert. Die Eindrücke kommen zu rasch und verwischen sich entsprechend schnell wieder, wir sind eben in gar vielen Punkten blasiert geworden. Dennoch hat es bis in die neueste Zeit Meister gegeben, welche ihr Können an Kunstuhren erproben wollten und es mit dem besten Erfolge auch getan haben. Bevor wir das Gebiet der alten Kunstuhren verlassen, möge es deswegen gestattet sein, der Zeit vorgreifend, zwei neuere Werke kurz anzuführen.
Hier ist besonders zu nennen die astronomische Uhr von C. Julius Späth in Steinmauern (bei Rastatt), welche u. a. das Osterfest selbsttätig darstellt. Der Erfinder verwandte 19 Jahre auf die Erbauung dieses Werkes, das aus 2200 Teilen besteht. — Eine andere Uhr, die hier noch genannt sein soll, ist jene von Hofuhrmacher Gustav Speckhart von Nürnberg. Sie wurde erstellt im Auftrage von C. Marfels in Berlin und bildete auf der Ausstellung von Chicago 1893 eine Zierde des „Deutschen Hauses.” Zur Darstellung kommt das Passionsspiel von Oberammergau. Das Innere der Uhr zählt 13 Uhrwerke; eines für die Musik, neun zur Bewegung der Gruppen, sowie eines für den Hahnenschrei und Stunden und Viertelschlagwerk. Das Kunstwerk wurde 1897 durch einen Brand vernichtet, aber zum zweiten male hergestellt; 1900 vertrat es würdig deutschen Kunstfleiß auf der Ausstellung zu Paris. Gegenwärtig befindet sich die Uhr im Museum für Zeitmeßkunde in Schramberg.
Vom 15. Jahrhundert an gab es bald keine bedeutendere Stadt mehr, die nicht ihre Uhr gehabt hätte; nach allen Richtungen der Windrose breiteten sich die neuen Zeitmesser aus. Es kann nicht unsere Aufgabe sein, eine Aufzählung der in diesem Zeitraum erstandenen Uhren zu geben, weshalb hier nur noch einige Länder genannt sein mögen. Im Norden finden wir in der alten Universitätsstadt Lund eine Uhr mit vielen Automaten aus gediegenem Silber. Als 1658 die Provinz Schonen an die Schweden kam, wurde das kostbare Kunstwerk sogleich eingeschifft, das Fahrzeug versank aber im Sturme und so ruht der Schatz schon lange auf dem Meeresgrunde. Auch Upsala hatte schon frühe Uhren, wie Erzbischof Olaf Magnus († 1544) berichtet. Er sagt,[39] zwar hätten die nordischen Völker die Uhren erst später erhalten, ebenso die Glocken; jetzt aber gebe es in diesen Ländern so gute und richtig gehende Uhren, sowohl einheimischen als fremden Ursprunges, daß nur noch die richtige Wartung für dieselben erfordert werde.[40]
In England waren im 14. Jahrhundert die Uhren schon verbreitet. Es läßt sich dies schließen aus einigen Stellen Chaucers (ca. 1340–1400), des Vaters der englischen Dichtkunst, der in seinen Canterbury Tales (V. 14859 und 60) singt:
Full sickerer was his crowing in his loge,
As is a clock, or any abbey orloge.
(Viel sicherer konnte man nach seinem Krähen, als nach der Kirchen- oder Abteiuhr gehen.) Bekannt ist auch, daß Shakespeare die Uhren öfter erwähnt.
In Spanien stellte man die erste Uhr zu Olite auf. Sevilla erhielt 1400 eine solche; 1402 Moskau, durch einen serbischen Künstler Lazarus.
In den ersten Zeiten der Uhrmacherkunst stellten sich die Uhren natürlich teuer, da sie einerseits große Kenntnisse bei dem Ersteller voraussetzten, anderseits waren der bedeutenden Größe wegen die Materialkosten nicht gering. Später jedoch verfertigte man sie kleiner und billiger, so daß gegen Ende des 15. Jahrhunderts auch Privatleute im Besitze von Uhren sind. Auch verschwinden nach und nach die Gelehrten und Astronomen als Uhrmacher, an ihre Stelle treten die Schlosser und später die eigentliche Uhrmacherzunft.[41] Wenn nun auch die Herstellung der Zeitmesser handwerksmäßig betrieben wurde, so entbehrten sie vielfach doch nicht des künstlerischen Schmuckes, weshalb solche alte kleinere Uhren sehr gesucht und wichtig sind für das Kunsthandwerk. Mancherorts finden sich, besonders aus der Zeit der Renaissance, wahre Perlen der Kleinkunst unter den Uhren vor.
Die Obrigkeit beschäftigte sich bald mit der Organisation der Uhrmacher. Sehr ausführliche, zum Teil strenge Bestimmungen enthält die Zunftordnung der Pariser Uhrmacher vom Jahre 1544, welche im folgenden der Hauptsache nach angeführt werden.
1. Es ist weder einem Goldschmied, noch sonst jemand erlaubt, Uhren oder Bestandteile derselben herzustellen, feil zu bieten oder zu verkaufen, unter Strafe der Einziehung seiner Waren und einer Buße in Geld; außer er habe sich als Meister in die Zunft aufnehmen lassen.
2. Niemand darf als Meister aufgenommen werden vor Ablegung einer Prüfung und Fertigstellung eines Probestückes in der Werkstätte eines Aufsehers.
3. Das zu liefernde Meisterwerk sei wenigstens eine Weckeruhr.
4. Die Meister dürfen keine Lehrlinge annehmen für auf weniger als 8 Jahre; einen zweiten erst, nachdem der andere 7 Jahre seiner Lehrzeit hinter sich hat.
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.
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.
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]
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.
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.
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]).
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).
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.
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.
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.
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]).
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.
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.
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.
| [Fig. 30.] | [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.
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.
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.