VII. Hrn. Harrison's Hemmung und Windfang fuͤr Thurmuhren. Aus dem Mechanics' Magazine. N. 423 und 424. Mit Abbildungen auf Tab. I. Harrison's Hemmung und Windfang fuͤr Thurmuhren. Das Princip, nach welchem diese Hemmung wirkt, ist das eines kleinen Gewichts, welches durch ein Rad gehoben wird, das beim Niedergange das Pendel treibt – daher das Pendel immer durch eine gleiche Kraft fortgeschoben wird. Da der Lappen, welcher das Rad hoͤher stoͤßt, schwerer ist, als er zur Erhaltung der Bewegung des Pendels zu seyn braucht, so wird ihm zum Theil durch ein kleines Gewicht entgegengewirkt, welches an dem Arme angebracht ist, der durch die Wirkung des Rades hinabsteigt, und dem Lappen, welcher das Rad niedersenkt, wird ebenfalls durch ein kleines Gewicht entgegengewirkt, das an dem anderen Arm, der durch die Wirkung des Rades in die Hoͤhe geht, angebracht ist. Durch diese kleinen Gegengewichte wird die unterhaltende Kraft so regulirt, daß das Pendel gehoͤrig oscillirt. Betrachten wir die Wirkung der kappen, so sehen wir, daß sie eine fast gleichfoͤrmige ist, obgleich die Kraft des Rades bedeutende Verschiedenheiten zeigt. Da sie, anstatt zu gleiten, ein- und ausrollen, so wird die Reibung bedeutend vermindert und folglich hat auch eine Veraͤnderung der Kraft des Rades bei dem Austritt keine so große Wirkung. Da jedoch immer noch einige Reibung bleibt, so folgt, daß wenn die Kraft des Rades groͤßer ist, der Widerstand bei dem Austritt auch etwas groͤßer seyn muß, und umgekehrt. Dieser Unregelmaͤßigkeit wirkt aber ein ganz entgegengeseztes und fast gleichzeitiges Gegengewicht entgegen; denn da das Pendel durchaus die Lappen heben muß, um sie austreten zu lassen, so druͤken die Enden der Zaͤhne mehr oder minder stark unter die Rollen der Lappen und heben so im naͤchsten Augenblik das Pendel etwas mehr oder weniger; so daß es, obgleich es mehr oder weniger durch den Austritt gehemmt ist, doch im naͤchsten Augenblik im Heben des Lappen mehr oder weniger unterstuͤzt wird. So wirken sich diese dermaßen entgegen, daß die bewegende Kraft bedeutend variiren kann, ehe das Pendel davon merklich angegriffen wird; davon kann man sich bei einer Uhr von meiner Einrichtung leicht uͤberzeugen, wenn man das an dem Werke Hangende, treibende Gewicht vermehrt und den Bogen beobachtet, welchen das Pendel wenige Stunden darauf beschreibt.Ist das Pendelgewicht sehr leicht, so wird, es durch jede Vermehrung des Uhrgewichts oder durch jede Veraͤnderung der Dichtigkeit der Atmosphaͤre oder durch die in seiner Naͤhe durch Menschengedraͤnge bewegte Luft etc. weit leichter gestoͤrt, als wenn seine Schwere mehr mit der Hemmung in Verhaͤltniß steht, also ungefaͤhr vierzig Pfund betraͤgt.Die Laͤnge des Pendels ist von der Art, daß man die Uhr nur in einer gewissen Hoͤhe anzubringen braucht, ohne auf eine besondere Schwingungszeit Ruͤksicht zu nehmen.A. d. O. Aber nicht bloß der von dem Pendel beschriebene Bogen bleibt fast derselbe, sondern auch die Zeit, in welcher die Schwingungen geschehen. Wenn irgend eine Veraͤnderung bei dem Austritt (am Ende der Schwingung) durch eine Differenz in der treibenden Kraft am Anfange compensirt wuͤrde, so muͤßte die Zeit nothwendiger Weise auch veraͤndert werden, wenn auch der Bogen noch immer derselbe waͤre; dieß ist aber nicht der Fall, – der Stoß von dem Austritte und die geleistete Huͤlfe sind nicht allein beide von derselben Ursache verschieden und sind einander beinahe gleich oder compensiren sich gegenseitig, sondern sie finden auch beide am Ende jeder Schwingung Statt, so daß sowohl die Zeit als auch der Bogen sich fast gleich bleiben. Da Thurmuhren unvermeidlich viel groͤßeren Temperatur-Veraͤnderungen ausgesezt sind, als Hausuhren und außerdem oft große Zifferblaͤtter haben, deren Getriebe sehr ausgesezt sind, so muͤssen auch sehr große Unregelmaͤßigkeiten in dem Gange des Stetgrades Statt finden, weil das Oehl durch den Wechsel der Temperatur entweder duͤnner oder diker wird. Die Lappen bei meiner Hemmung sind aber besonders geeignet diesen und anderen Unregelmaͤßigkeiten zu begegnen (die entweder durch das Blasen des Windes gegen lange Zeiger oder aus anderen Ursachen entstehen, und durch welche die Bewegung des Pendels gestoͤrt werden koͤnnte). Und da sie nach dem Zuruͤkfallungs-Princip wirken, ohne jedoch eine ruͤkgaͤngige Bewegung der Raͤder zu veranlassen, so wird jede Veraͤnderung der Dichtigkeit des Mediums, durch welche die Pendelschwingungen mehr vermehrt oder vermindert werden koͤnnten, als es der Fall seyn sollte, großen Theils compensirt und folglich werden die Schwingungen moͤglichst gleichmaͤßig. Daß eine Veraͤnderung des an einer Uhr Hangenden Gewichts sowohl auf den Gang als auf die Zeit der Pendelschwingungen Einfluß hat, ist eine bekannte Thatsache, allein bei meiner Uhr kann man noch die Haͤlfte des Gewichts hinzufuͤgen, ohne daß die Schwingungen des Pendels, und wenn es auch sehr leicht ist, veraͤndert wuͤrden.In dem Mech. Mag. werden nun die Beobachtungen mitgetheilt, welche an einer Uhr von Hrn. Harrison's Einrichtung, die zu Hull aufgestellt ist, gemacht wurden; ihre taͤgliche Abweichung betrug 3/4 bis 1 Sekunde. Sie hat nur ein gewoͤhnliches hoͤlzernes Stangenpendel und vier aͤußere Zifferblaͤtter, deren Zeiger sowohl die Stunden als die Minuten angeben; das Werk enthaͤlt nicht weniger als vier und zwanzig Raͤder und drei und zwanzig Spindeln von verschiedener Laͤnge, die dem Wechsel der Temperatur mehr ausgesezt sind, als die Uhr selbst, daher die groͤßere oder geringere Fluͤssigkeit des Oehles nothwendiger Weise einen sehr großen Einfluß haben muß. Beschreibung der Figuren. Fig. 17 ist eine perspectivische Ansicht der Hemmung; a das Steigrad, b der rollende Lappen. Fig. 18 ist eine Vorderansicht, bei welcher man das Rad in Verbindung mit dem anderen rollenden Lappen c sieht. Diese Lappen rollen in Rahmen d und e, welche bei f und g mit den Aermen h und i an den zwei Achsen j und k verbunden sind; diese Achsen fuͤhren besondere kruͤkenfoͤrmige Stangen l und m, zwischen welchen die Pendelstange nn haͤngt; sie haben auch Aerme o und p, an welchen die Ajustirgewichte q und r angebracht sind; an der Pendelstange ist eine Rolle s, gegen welche die kruͤkenfoͤrmigen Stangen wirken. Hier hat der Zug nichts mit dem Impuls auf das Pendel zu thun, er ist so weit getrennt; aber der Zug hebt zum Theil die Rahmen d und e, waͤhrend ein Zahn weiter geht, und auch die Impuls-Gewichte q und t wechselsweise, wenn ein Zahn auf den kappen druͤkt, denn wenn das Pendel die Rolle geoͤffnet hat, schiebt sie der Zahn weg, indem er daruͤber weggeht; in diesem Falle bewegen sich aber die Rahmen d und e bloß an ihren Gelenken f und g. In Fig. 17 verlaͤßt das Pendel gerade die Kruͤke m, durch welche es den Impuls von dem Gewicht r erhielt und die Rolle o ist in einen vorherigen Zahn gefallen, welcher bereit ist, sie einzuschließen; das Pendel geht durch die Kruͤke l vorwaͤrts, um die Rolle b zu oͤffnen; es wird nun durch das Gewicht q aufgehalten, das es ebenfalls waͤhrend des Oeffnens heben muß; da dieses aber auch ein Impuls-Gewicht ist, so muß man ihm nach dem Oeffnen mehr Bewegung gestatten, weil es sonst keinen Impuls mehr geben koͤnnte. Dieses Uebergewicht wird durch die Einrichtung der Rollrahmen hervorgebracht und gemessen; der Rahmen d hat eine Stange u, welche an dem Haken v haͤngt und das Rad hebt, wenn es auf die Rolle b herabgesunken ist; in dem Rahmen e hingegen ist die Projection der Stange w dem Theil x entgegengesezt; die Stange darf lezteren nicht auf einen halben Zahn beruͤhren. Wenn nun die Hemmung durch den von der Rolle b sinkenden Zahn bewirkt ist, wird der Zug von der Rolle c unterstuͤzt, wodurch die Stange w gegen den Theil x hinauf gelangt, wie in Fig. 18; die Rolle b ruht dann auf der Spize des Zahnes und das an dem Pendel haͤngende Gewicht q gibt den Impuls, nicht nur um so viel als sie das Pendel hob, sondern um einen halben Zahn weiterer Bewegung, oder bis die Rolle b nach Aufwaͤrts und in den unteren Theil des Zahnes zuruͤkgekehrt ist. Wenn daher der Zahn auf die Rolle b niedersinkt, sieht man das Gewicht q in die Hoͤhe springen, weil der an der Rolle b haͤngende Zug das Gelenk f zwischen ihr und der Achse j in eine gerade Linie zu bringen sucht und daran nur durch die von dem Haken v aufgehaltene Rahmenstange u gehindert wird. Daher hebt der Zug das Stoßgewicht und die Stange l von dem Pendel, auf einen Theil des Weges bei jedem Hinabsinken des Lappens; auf gleiche Weise muß die Rolle o hinabgehen oder zuruͤkkehren um einen halben Zahn und bis auf den untersten Theil des Zahnes, waͤhrend die Stange m dem Pendel einen Stoß gibt, worauf unmittelbar das Gewicht t so weit gehoben wird, daß es den Stoß geben kann. Das Ajustirgewicht q ist das Stoßgewicht auf der einen Seite und wirkt mehr oder weniger, je nachdem es in groͤßerer oder geringerer Entfernung von der Achse j angebracht ist; das Gewicht v aber ist bloß ein ausgleichendes Gegengewicht des Armes i und Rahmens e: t ist das Stoßgewicht auf dieser Seite. Fig. 19 ist eine Ansicht von Oben von einem Theil der Achse h und zeigt das ausgleichende Gegengewicht r, den Arm i und den Rollrahmen e. Von den Windfaͤngen. Die Windfaͤnge dienen bekanntlich an den Thurmuhren dazu, die Bewegung der Maschinerie zu reguliren und dieß wird durch Fluͤgel bewirkt, die an den Enden von Armen befestigt sind, welche, indem sie sich umdrehen, gegen die Luft schlagen und dadurch der Bewegung so viel Widerstand verursachen, daß sie nicht zu geschwind werden kann. Da nun aber die Bewegung nicht eher gehemmt werden soll, als wenn sie eine gewisse Geschwindigkeit erreicht hat, so folgt daraus, daß die bisherige Einrichtung der Uhrwindfaͤnge dem Zwek nicht ganz angemessen ist, indem sie feste Fluͤgel haben, die also immerwaͤhrend Widerstand leisten, – nicht bloß wenn die Bewegung zu sehr beschleunigt wird, sondern auch im Anfange derselben. Der Vorzug dieser verbesserten Windfange ist daher einleuchtend, weil bei ihnen so lange als ihre Bewegung die beabsichtigte Geschwindigkeit nicht uͤbersteigt (und diese kann man ihnen nach Belieben durch Anziehen oder Nachlassen der Feder ertheilen), gerade so lange die Fluͤgel mit sehr geringem Widerstande die Luft durchschneiden; in dem Augenblike aber, wo die Bewegung geschwinder wird, dehnen sich ihre Fluͤgel aus und druͤken gegen die Luft, indem die Centrifugalkraft die Kraft der Feder uͤberwiegt. Obgleich aber der Vorzug der nach diesem Princip construirten Windfaͤnge vor den gewoͤhnlichen offenbar sehr bedeutend ist, so wird man ihn doch erst dann gehoͤrig wuͤrdigen koͤnnen, wenn wir einige fluͤchtige Bemerkungen daruͤber gemacht haben. Man kann annehmen, daß eine Oberflaͤche von einem Quadratfuß, wenn sie mit einer Geschwindigkeit von 100 Fuß in der Sekunde gegen die Luft druͤkt, bei mittlerer Temperatur und Dichtigkeit der Atmosphaͤre durch ungefaͤhr 23 Pfund im Gleichgewicht erhalten wird; nun findet man durch Rechnung, daß das Schlagwerk einer Uhr mit Windfaͤngen nach meiner Construction nur drei Viertel von dem Gewicht einer Uhr erfordert, die mit dem gewoͤhnlichen Windfang versehen ist. Da die Bewegung der Windfaͤnge die schnellste bei dem Gange einer Uhr ist, so ist ihr Einfluß auf die ganze Maschinerie nothwendiger Weise sehr groß. Ein Gewicht von zwei Unzen am Ende der Arme kann oft einem Gewicht von dreihundert, das an der Trommel haͤngt, und bisweilen noch weit mehr, das Gleichgewicht halten. Der Widerstand ist zwar am Anfang der Bewegung unbetraͤchtlich, da er aber viel schleuniger als die Bewegung zunimmt, so folgt, daß bei den gewoͤhnlichen Windfaͤngen ein viel groͤßeres Gewicht noͤthig ist der Maschinerie vor dem Heben des Hammers eine hinreichende Bewegung zu ertheilen. Meine verbesserten Windfaͤnge hingegen fliegen oder oͤffnen sich nicht eher, als bis der Hammer das erste Mal gehoben wird, bleiben beim nachherigen Heben des Hammers immer geschlossen und oͤffnen sich nur fuͤr einen Augenblik, wenn bei einem Hammerschlag die Geschwindigkeit zunimmt; sie reguliren daher nicht nur die Bewegung viel besser, sondern brauchen auch nicht viel mehr Gewicht als noͤthig ist, den Hammer zu heben und die Traͤgheit und Reibung zu uͤberwinden. Beschreibung der Figuren. Fig. 20 ist eine Vorderansicht; Fig. 21 eine Seitenansicht; Fig. 22 eine Ansicht des mittleren Theiles (groͤßer gezeichnet) von Hinten; und Fig. 23 ein Durchschnitt mit den einzelneu Theilen. a ist die Achse, b der Hals oder die Platte, worin sie sich dreht und durch die sie weit genug hervorragt um den Windfang aufzunehmen; cc die Arme; dd, die Fluͤgel, welche mit den Armen bei ee durch Kreuzstangen, die in die Wangen ff der Fluͤgel passen, verbunden sind. gg sind zwei Verbindungsstangen, mit den Fluͤgeln bei hh und mit den Oehren ii der Federbuͤchse j verbunden, K, Fig. 23 ist die hohle Achse der Arme cc; sie geht uͤber die Achse a und an ihr ist das Federgehaͤuse j und sein Dekel l befestigt. Die Roͤhre k bildet die Federgehaͤusewinde; sie ist an einer Seite so weit weggefeilt, daß sie nur einen Pfeiler in uͤbrig laͤßt, welcher die Feder haͤlt; ihr anderes Ende ist an dem Gehaͤuse befestigt. Die Platte mit den Oehren ii ist an dem Halse des Gehaͤuses befestigt und bei n schwach vernietet, so daß sie sich frei daran bewegt, o ist ein Ausheberad um das Gehaͤuse j: p ist ein Sperrkegel, an eines der Oehre i geschraubt. Ist nun das Federgehaͤuse auf den Windfangaͤrmen befestigt und auf der Achse a angebracht, so kann sich Eines ohne das Andere drehen; ihm folgt dann das Sperrrad q, welches auf der Achse a durch ein vierekiges Stuͤk und die Schraubenmutter t befestigt ist. Leztere ist mit dem Sperrkegel r verbunden, der durch die Feder s gedruͤkt wird; der Sperrkegel und die Feder sind an den Armen cc angebracht. Dreht man die Achse a in der Richtung der Pfeile in Fig. 20, so laͤuft das Sperrrad q um die Arme cc durch den Sperrkegel r herum; wird aber die Achse a ploͤzlich angehalten, so koͤnnen sich die Arme und die Fluͤgel so lange allein bewegen, bis sie in Ruhe kommen; waͤhrend sich die Arme umdrehen, suchen sich die Fluͤgel dd zu oͤffnen, wie es durch die punktirten Linien dd angedeutet ist, werden aber durch das Federgehaͤuse j hinlaͤnglich zuruͤkgehalten. Um die Feder aufzuwinden, dreht man das Gehaͤuse Fig. 22 um sich herum, welches durch den Sperrkegel p zuruͤkgehalten wird. Sie druͤkt dann die Oehre i, i zuruͤk und zieht an den Verbindungsstangen gg, wodurch sie die Fluͤgel dd geschlossen haͤlt, u, u, sind Hemmungen, welche sich an die Arme anlehnen und sie verhindern, daß sie in mehr als den Bewegungskreis gezogen werden. Die Feder kann man leicht so aufwinden, daß sie jeder gegebenen Geschwindigkeit angemessen ist, und wenn diese uͤberschritten wird, so werden sich die Fluͤgel oͤffnen und gegen die Luft druͤken, indem sie die Oehre ii zu den punktirten Stellen ii Fig. 20 und 22 ziehen, die Feder um so viel mehr aufwinden als sie sich oͤffnen und in dem Verhaͤltniß zuruͤkgehen, in welchem die Bewegung nachlaͤßt.