Es ist aber leicht einzusehen, daß auch bei dieser ruhenden Hemmung die Reibung noch ziemlich bedeutend ist. Deswegen kamen mehrere Künstler, so z. B. 1748 Pierre le Roy (der Sohn des oben genannten Julien le Roy) u. a. auf den Gedanken, das Hemmungsrad nicht vom Regulator (Pendel) selbst, sondern von einem besonderen Einfall aufhalten zu lassen, welcher vom Regulator ausgelöst wird. Hiedurch verringert sich die Reibung auf ein Minimum, der Gang wird möglichst leicht. Die Unruhe schwingt zum größten Teil frei, macht also viel größere Schwingungen, als bei der Zylinderhemmung. Dieses ist das Prinzip der freien Hemmungen, welche namentlich bei Präzisionsuhren angewendet wird. Als besonders geistreiche und originelle Ausführungen der freien Hemmung sei hier das Mannhardtʼsche Pendel sowie die Rieflersche Hemmung genannt, von denen noch näher die Rede sein soll.
Mit welch großer Mühe und Scharfsinn die alten Turm- und Kunstuhren auch ausgeführt sein mochten, so waren sie doch nicht geeignet, eine genaue Messung der Zeit zu ermöglichen, weil sowohl die Werkzeuge, als auch die Kenntnis der hier besonders in Betracht kommenden verschiedenen Widerstände noch sehr mangelhaft waren. Bei Turmuhren ist es besonders die große Reibung im Werke selbst, die Zeigerleitungen, die Hemmung des Windes u. s. w., welche die Genauigkeit beeinträchtigen. Ließ man, um diese Uebelstände etwas auszugleichen, die Uhr mit großem Kraftüberschuß gehen, so mußte das Pendel einen großen Weg machen, was wieder andere Uebelstände zur Folge hatte. Es mußte also der Antrieb, den das Pendel erhält, oder den das Steigrad auf den Anker ausübt, nur gering sein.
Die Anordnung, durch welche das erreicht wird, heißt Hemmung mit „konstanter Kraft” und besteht darin, daß das Gewicht des Laufwerkes der Uhr alle Minuten nur einige wenige Sekunden lang wirkt; das Steigrad und damit das Pendel erhalten ihren Antrieb durch einen besonderen Hilfsmechanismus, welcher alle Minuten aufs neue aufgezogen wird. Infolge dieser Einrichtung bewegt sich der Minutenzeiger sprungweise. Diese Erfindung, schon länger bekannt, wurde nun erst durch die Mannhardtʼsche Ausführung so recht praktisch.[79] Das sogenannte „freie Pendel” bezeichnet einen wichtigen Abschnitt in der Großuhrenfabrikation, indem hier die freie Hemmung mit konstanter Kraft sehr sinnreich verwirklicht ist. [Fig. 38] gibt eine Vorderansicht der Mannhardtʼschen Konstruktion.
Das Laufwerk der Uhr besteht aus dem Bodenrad (a), dem Laufrad (b) und dem Windfang (c). Das Gewicht des Laufwerkes ist ohne jeden Einfluß auf den direkten Antrieb des Pendels. Dieses erhält ihn nämlich in ganz gleicher Größe alle Minuten einmal, so daß die Schwingungen ebenfalls gleich sind. Die geniale Art dieses Antriebes, sowie die Auslösung des Laufwerkes sind im folgenden dargestellt. Das Pendel A, welches in zwei Federn hängt, trägt nahe dem Aufhängepunkt ein Rädchen e, welches ebensoviele Zähne hat, als das Pendel in einer Minute Doppelschwingungen vollführt. Am festen Ständer B ist ein Sperrhaken i angebracht, der das Rädchen um einen Zahn vorwärts schiebt, wenn das Pendel von rechts nach links schwingt; es macht also alle Minuten eine Umdrehung, und ebenso oft stößt ein auf der Achse desselben fest angebrachter Haken f an das Auslösungsstück lmn. Hiedurch wird das Laufwerk frei und macht der Windfang eine Umdrehung. Auf der Achse des Windfanges sitzt der Arm gh, welcher nach vollendeter Drehung angehalten wird durch den Haken des Auslösungshebel lmn.
Ferner sitzt auf der Windfangachse noch die exzentrische Scheibe K, welche die Rolle p sanft auf die am Pendelrahmen angebrachte schiefe Ebene ss auflegt. Diese Rolle übt nun beim Heruntergleiten durch ihr Eigengewicht einen Druck aus, welcher dem Pendel den erlittenen Kraftverlust ersetzt. All das vollzieht sich fast ohne Reibung und ohne Stoß, was sonst bei keiner Hemmung erreicht wird. Der Exzenter K hebt nun die Rolle wieder auf, so daß während der nächsten Minute das Pendel tatsächlich ganz frei schwingt, und erst am Ende dieser Zeit einen neuen Antrieb erhält.