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.
