Die Pendelurh (Horologium oscillatorum)

270 Pages·1913·8.914 MB·German

by  Christiaan Huygens, A Heckscher, Arthur von Oettingen (eds.)

atonUniversityLibrary
11 064021551
OSTWALD'S KLASSIKER
ER EXAKTEN WISSENSCHAFTEN.
Nr. 192.
Die Pendeluhr
orologium oscillatorium
von
Christiaan Huygens
Herausgegeben
yon
A. Heckscher und A. v. Oettingen
WILHELM ENGELMANN IN LEIPZIG
store
CHRISTIANUS HUGENIUS
natus 14 Aprilis 1629.
denatus 8 Junii 1695 ·
HALL
LUGD.BAT. ApudJANSSONIOSVANDER Aa.Bibliopolas.
Die Pendeluhr
Horologium oscillatorium
von
Christiaan Huygens
Herausgegeben
von
Joachim
A. Heckscher und A.v.Oettingen
^
Mit einem Bildnis und 113 Figuren im Text
LTTER13
Leipzig
Verlag von Wilhelm Engelmann
1913

W3 su
>
[29] Es sind jetzt 16 Jahre her, daß ich die Herstellungs
weise von Uhren, die ich damals erfunden hatte, in einem
Buche veröffentlicht habe4). Da ich aber seitdem noch viele
Verbesserungen an dem Werke angebracht habe, hielt ich es
für das beste, alles das im vorliegenden Buche niederzulegen.
Denn diese neuen Entdeckungen vervollkommnen jene Erfin
dung derart, daß man sie als ihren wichtigsten Bestandteil
ansehen kann und gleichsam als die Grundlage des ganzen
Mechanismus, die diesem bisher noch fehlte. [30] Denn als
ein sicheres und gleichmäßiges Zeitmaß ist das einfache Pendel
nicht anzusehen, da weitere Ausschläge mehr Zeit erfordern
als engere2); mit Hilfe der Geometrie habe ich aber eine bis
her unbekannte Aufhängungsweise des Pendels gefunden; ich
habe nämlich die Krümmung einer gewissen Kurve untersucht,
die in geradezu wunderbarer Weise geeignet ist, die erwünschte
Gleichmäßigkeit herbeizuführen. Nachdem ich diese Aufhän
gungsart bei Uhren angewendet hatte, wurde deren Gang so
gleichmäßig und sicher, daß nach zablreichen Versuchen zu
Lande und zu Wasser nunmehr feststeht, daß diese Uhren der
Sternkunde und der Schiffahrt die größte Sicherheit verschaffen.
Die erwähnte Linie ist dieselbe, wie sie ein im Umfang eines
laufenden Rades befestigter Nagel bei dessen fortlaufender
Drehung in der Luft beschreibt; von den Mathematikern ist
ร
sie Zykloide genannt und wegenvieler anderer Eigenschaften
sorgfältig untersucht worden, von mir aber wegen ihrer schon
erwähnten Verwendbarkeit zur Zeitmessung, die ich entdeckt
habe, während ich sie aus rein wissenschaftlichem Interesse
untersuchte, ohne etwas Derartiges zu ahnen. Nachdem ich
diese Entdeckung schon vor langer Zeit einigen Freunden, die
sich darauf verstehen, mitgeteilt hatte ich habe sie nämlich
kurz nach der ersten Ausgabe der »Ubr« gemacht), habe ich
7
sie nun noch mit einem möglichst genauen Beweise versehen
und lege sie hiermit der Öffentlichkeit vor. Daher besteht das
OOT 231913 302239 1*
(RECAP)
4 Einleitung
vorliegende Buch hauptsächlich in diesem Beweise. So oft es
nötig war, habe ich die Lehre des großen Galilei über den
Fall schwerer Körper durch einige neue Beweise gestützt und
gefördert und habe mit der Entdeckung jener Eigenschaft der
Zykloide die ersehnteste Frucht jener Lehre und gleichsam
ihren höchsten Gipfel erreicht.
Um meine Entdeckung praktisch zu verwerten, mußte ich
noch eine neueUntersuchungüberdieAbwicklungvon krummen
Linien durchführen. [31] Hierbei kam ich auf die Aufgabe,
die Längen von geraden und krummen Linien miteinander zu
vergleichen. Ich verfolgte sie weiter, als es im vorliegenden
Falle erforderlich war, weil mir die Theorie elegant und neu
zu sein schien3).
In den Uhren werden, wie ich noch zeigen werde, >zu
sammengesetzte Pendel« verwendet. Um deren Natur zu er
forschen, mußte ich eine Untersuchung über den Schwingungs
mittelpunkt hinzufügen, eine Untersuchung, die zwar schon von
mehreren Gelehrten in Angriff genommen worden ist, aber bis
her stets ohne Erfolg ).
Ich habe hierbei mehrere Sätze gefunden, die mir bemer
kenswert erscheinen, über schwere Linien, Flächen und Körper.
Doch all diesem schicke ich den handwerksmäßigen Aufbau
der Uhr selbst voraus und die Anwendung des Pendels unter
der Gestalt, wie sie sich für den astronomischen Gebrauch am
besten eignet. Uhren für andere Zwecke wird man leicht hier
nach bauen können.
Durch den gewaltigen Erfolg dieser Erfindung ist das ein
getreten, was gewöhnlich geschieht, und was ich auch schon
vorausgesagt hatte: es wollen jetzt mehrere die Erfinder sein;
oder sie wollen auch diese Ehre nicht für sich selbst in An
spruch nehmen, sie aber doch lieber einem ihrer Landsleute
als mir gönnen5). Ich glaube deshalb, diesen unbilligen Ver
suchen endlich einmal hier entgegentreten zu müssen. Viel
leicht brauche ich ihnen nur das eine zu entgegnen, daß vor
16 Jahren, als weder in Wort, noch in Schrift irgend jemand
Uhren dieser Art erwähnt hatte, oder auch nur ein Gerücht
von ihnenim Umlauf war ich spreche von der Verwendung
des einfachen Pendels für Uhren; denn in betreff der Be
nutzung der Zykloide wird wohl niemand einen Streit ver
suchen), daß also zu jener Zeit ich durch eigene Überlegung
ihre Herstellung erfunden habe und auch einige habe anfertigen
Im folgenden Jahre (1658) habe ich die Zeichnung
lassen.
Einleitung 5
und Beschreibung der Uhr im Druck veröffentlicht und habe
einzelne Exemplare der Uhr selbst, wie des Buches nach allen
Himmelsrichtungen versandt. [32] Dies ist allgemein so be
kannt, daß es weder durch die Zeugnisse der Gelehrten, noch
durch die Akten der Generalstaaten von Holland bestätigt zu
werden brauchte); und man kann daraus ersehen, was man
von denen zu halten hat, die sieben Jahre später ganz die
selbe Konstruktion in ihre>n Büchern empfehlen, als ob sie von
ihnen oder ihren Freunden gefunden worden sei. Einige be
haupten, Galilei habe die Erfindung versucht, aber nicht voll
endet; in diesem Fall verkleinern sie meiner Meinung nach
mehr seinen Ruhm als den meinen, da ich ja danach dieselbe
Sache unternommen habe wie er, aber mit besserem Erfolge.
Wenn man aber erklärt, die Sache sei entweder von Galilei
selbst oder von seinem Sohne zu Ende gebracht worden, wie
es neulich ein Gelehrter hat darstellen wollen?), und es seien
Uhren dieser Art schon wirklich im Betriebe gewesen, nun,
ich weiß nicht, wie die Leute hoffen können, Glauben zu
finden; es ist doch sehr unwahrscheinlich, daß eine so brauch
bare Erfindung volle 8 Jahre hat unbekannt bleiben können,
bis sie von mir ans Tageslicht befördert wurde.
Wenn sie
gar behaupten, die Erfindung sei mit Absicht geheim gehalten
worden, so müssen sie doch zugeben, daß das vonjedem vor
geschützt werden kann, der die Erfindung für sich in Anspruch
zu nehmen wünscht. Es müßte also zunächst ein Beweis da
für erbracht werden, und selbst dann würde die ganze Sache
mit mir gar nichts zu tun haben, wenn nicht zugleich gezeigt
würde, daß das, was allen unbekannt blieb, mir allein bekannt
geworden ist. —2 Dies mußte ich zu meinerVerteidigung sagen.
Nun wollen wir zum Aufbau der Uhr selbst übergehen.
U WWWWWW US 38
Erster Teil.
Die Beschreibung der Pendeluhr.
Man[3LATUROKAMOTSARIAHMASKURTSNOKs3ie]htDi(eFigbe.i1ge)füIgIt,e 1Z)eizcuhnnäucnhgstzweei2aingsetSncdmhiheeeahilbrUbehenrnlaAvnFoAgunß,dsBeiorndBdeSr,euidtenietde.
21Zoll dick; dievierEcken
sind durch Säulen so zu
SHARED sScahmemiebnegnefvüogntei,nanddearß eindeine
Abstand von 14Zoll haben.
In diese Scheiben sind die
Achsen von Zahnrädern
eingefügt. Das erste und
unterste ist das mit C be
zeichnete. Eshat 80Zähne;
auf seiner Achse ist außer
dem noch die Rolle D an
gebracht, die mit eisernen
Zacken rauh gemacht ist,
80 AAAIMTRAAANMRAPAUATAAATNIMES Gdeamwiitchtseien efiensethSälcth,nurdermeint
Anordnung wir noch weiter
unten genauer besprechen
с
werden. Durch die Kraft
LAUNAM dalesso GdeawsicRhatdesCdruenhdt sseitczht
damit auch den nächsten
Trieb E in Bewegung.
Dieser hat 8 Zähne und
sitzt auf derselben Achse
Fig. 1. wiedasRadF, das48Zähne
hat. Dieseswi2ederum greift
in einen anderenTrieb G und bewegt zugleich damit das Rad H ,
das aufderselben Achse wie G sitzt. Die Anzahl der Zähne bei
Die Beschreibung der Pendelubr. 7
G und H ist dieselbe wie bei E, bzw. F. Das Rad H ist aber
ein Rad, das die Fachleute ein Kronenrad nennen. Durch
seine Zähne wird wiederum der Trieb J und zugleich das Rad
K gedreht, die beide auf einer senkrechten Achse angebracht
sind. Der Trieb J hat 24, das Rad K 15 Zähne; die des
Rades K sind nach Art einer Säge eingeschnitten. Mitten
über dem Rade K liegt quer die Spindel LM, deren Enden
auf beiden Seiten durch die Zapfen N und P gehalten werden,
die oben an der Scheibe BB befestigt siņd. An der Platte NP
ragt der Zapfen Q nach unten vor; er hat eine länglicheÖffnung,
durch die die Spindel LM hindurchgeht, und bildet das obere
Lager für die Achse, die, wie wir schon oben angaben, das
Rad K und der Trieb J gemeinsam haben. Unten ruht diese
Achseauf einemZapfenR. In der Scheibe BB befindet sich eine
weite Öffnung; durch sie geht die Spindel L M hindurch, die in
einer feinen Spitze in den Zapfen P so eingefügt ist, daßsie sich
freier bewegen kann, als wenn sie auf der Scheibe BB selbst
[34] Sie muß außerdem über die Scheibe BB hinaus
ruhte.
ragen, damit sie die Gabel s tragen kann, die sich mit ihr
mitbewegen muß. Diese Bewegung ist aber eine schwingende
Bewegung, bald nach der einen, bald nach der anderen Seite,
da die Zähne des Rades K abwechselnd die beiden FlügelLL
der Spindel LManstoßen in allbekannter Weise, deren genauere
Beschreibung nicht nötig ist.
Die Gabel S ist an ihrem unteren Teil umgebogen und
mit einem länglichen Spalt versehen; sie um
faßt mit den beiden Zinken den Eisendraht
V des Pendels, an dem das Bleigewicht X
befestigt ist. Dieser Draht aber ist oben an
einem doppelten Fadenzwischen zweiWangen
aufgehängt, von denen hier nur die eine T
sichtbar ist. Wir haben deshalb daneben die
zweiteZeichnunggesetzt, die die Gestaltbeider
Wangen, ihre Biegung und die ganze Auf
hängungsweisedes Pendelszeigt(Fig.2) (II,2 .
Wir werden allerdings über die wirkliche
Krümmung dieser Wangen weiter unten noch
ausführlicher zu sprechen haben.
Um nun von dem Gange der Uhr zu Fig. 2.
sprechen – die übrigen Teile der Zeichnung
werden wirnoch unten erklären —, so ist zunächstohne weiteres
ersichtlich, daß durch die vom G>ewicht gedrehten Räder das
8 Erster Teil.
Pendel VH in Bewegung gehalten wird, sobald man einmal mit
derHanddenAnstoßgegeben hat; ebenso, daßdieSchwingungen
des Pendels zugleich die Bewegung sämtlicher Räder und damit
den Gang der ganzen Uhr regeln. Die Gabel S muß nämlich,
gleichviel, wie sie durch die Räder getrieben wird, nicht nur dem
Pendel folgen, sie unterstützt auch dessen Bewegung ein wenig
und verleiht ihr dadurch ewige Dauer, während doch sonst
die Bewegung von selbst, oder vielmehr> durch den Widerstand
der Luft, allmählich abnehmen und schließlich ganz aufhören
würde. Weiterhin ist das Pendel so eingerichtet, daß man in
keiner Weise den Faden verlängern oder das Gewicht vom
Faden abnehmen kann, durch die Biegung der Wangen, zwi
schen denen das Pendel aufgehängt ist, haben wir einenvöllig
gleichmäßigen Gang erreicht; demgemäß kann unmöglich das
Rad K sich bald schneller, bald langsamer drehen, wie es bei
den gewöhnlichen Uhren geschieht; es werden seine einzelnen
Zähne vielmehr notwendig gezwungen, in stets gleichen Zeiten
herumzurücken. Hieraus folgt aber, daß auch die Drehung der
übrigen und schließlich auch das Vorwärtsschreiten der Zeiger
gleichmäßig erfolgt, da ja die Bewegungen aller einzelnen Teile
einander entsprechen müssen. [35] Mag also in dem Werke
selbst irgendein Fehler sein, mögen die Achsen infolge erhöhter
Temperatursich schwererdrehen-solangederGang desganzen
Uhrwerkes nicht ganz aufhört, wird keine Ungleichmäßigkeit
oder Verzögerung im Gange zu fürchten sein: die Uhr wird
die Zeit stets entweder richtig messen, oder sie wird sie über
haupt nicht messen.
Wir kommen nun zu der Anordnungder Zeiger. Es ist,
parallel den beiden Scheiben AA und BB, eine dritte YY
angebracht, die von der Scheibe AA 1 Zoll absteht. Auf ihr
ist das Zifferblatt eingezeichnet. Dessen Mittelpunkt liegt in
der Verlängerung der Achse des Rades C; der innere Kreis
ist in 12 Stunden eingeteilt, der andere in 60 Minuten.
Auf
der Achse des Rades C ist, durch die Scheibe AA von diesem
getrennt, ein Rad ß angebracht. Dieses ist fest verbunden
mit einer Röhre, die durch die Scheibe YY hindurch bis z
reicht, und sitzt so auf seiner Achse, daß es sich zugleich mit
ihr dreht, aber auch, falls es einmal notwendig ist, ohne sie
herumgedreht werden kann. Bei & ist ein Zeiger angebracht,
der innerhalb einer Stunde einmal herumwandert und so die
Minuten zeigt. Das Rad B aber treibt noch ein anderes Rad
7 mit ebensoviel Zähnen, wie es selbst hat, und zugleich da