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Harrisons erstes funktionsfähiges See-Chronometer
von Jürgen Lange
Artikel aus
Schiff
und Zeit Nr. 22 (1985)
herausgegeben von der
Deutschen Gesellschaft für Schiffahrts- und Marinegeschichte e.V.
Die für die Schiffsortbestimmung
so wichtige Uhrzeit ist einst für die ersten Hochseefahrten ein arges
Problem gewesen. Man behalf sich mit Sanduhren als Zeitmeßinstrumente.
Auf See war es Aufgabe des/der Wachhabenden oder des/der vom Kapitän
Beauftragten, die Sanduhr jeweils rechtzeitig umzudrehen, damit das gefüllte
Glas wieder nach oben kommt. Der Kapitän mußte sich auf die
manuelle Handhabung verlassen. Gar nicht so selten kam es dabei zu Verzögerungen
- - - durch menschliche Nachlässigkeiten oder durch Ablenkungen bei
schwerem Wetter. Sanduhren wurden noch im 17. Jahrhundert von Rivaltus
zu astronomischen Beobachtungen benutzt.
Harrison Seechronometer
H 1:
Er wog ca. 72 Pfund
und war 90cm hoch. Deutlich sichtbar sind die Kugeln
an den Enden des
Kreuzschlag-Hemmungssystems.
Es wurde immer wieder
festgestellt, daß eine Uhr benötigt wurde, die die Zeit so genau
anzeigte, daß ein Vergleich zwischen der Ortszeit und der Zeit auf
dem Nullmeridian die genaue Ost-West-Position ergeben würde. Doch
alle bis dahin bekannten Pendeluhren waren für den Gebrauch auf See
unbrauchbar, weil sich die Bewegungen des Schiffes mit den Schwingungen
des Pendels überlagerten und auch die Temperaturschwankungen auf einer
langen Reise nachteilig auswirkten. Schon ein Fehler von zwei Minuten mußte
ein Schiff 30 Meilen von seinem Kurs abbringen. Auch das System, die zurückgelegte
Distanz aus dem Logbuch zu bestimmen, konnte keine Driften oder Strömungen
berücksichtigen, und so entstanden daraus enorme Fehler.
Zur Lösung des Problems hatten sowohl die englische wie auch die französische
Regierung je einen Preis von 20.000 Pfund bzw. 100.000 Livres ausgesetzt.
Denn wer in der Lage war, die geographische Länge eines Schiffsstandortes
zu bestimmen, der konnte die "Macht über die See" erringen. In [2]
heißt es dazu noch: "Several unfortunate disasters at sea, caused
ostensibly by poor navigation, prompted the British government to create
a Board of Longitude empowered to award £ 20.000 to the first man
who developed a chronometer with which longitude could be calculated within
half a degree at the end of a voyage to the West Indies."
Der junge englische Mechaniker John Harrison (* März 1693 in Foulby, Yorkshire, + 24. März 1776 in London), Sohn eines Zimmermanns, hatte sich schon lange mit der Reparatur und Verbesserung von Pendeluhren befaßt. So hatte er eine Kompensation und eine Hemmung erfunden, die schon einen wesentlichen Fortschritt bedeuteten. Er suchte nun auch für Seeuhren nach entsprechenden Verbesserungen und fertigte eine Zeichnung an, wie eine solche Uhr auszuführen sei. Englands berühmtester Uhrmacher jener Zeit, George Graham (1673-1751), riet ihm, erst einmal eine solche Uhr zu konstruieren.
Schon wenige Jahre später legte Harrison im Jahre 1735, vor genau 250 Jahren1, seine erste Seeuhr vor. Die bis dahin üblichen Pendel und Gewichte waren durch zwei gleicharmige Hebel mit Kugeln an den Enden ersetzt. Diese Hebel waren durch vier Federn gegeneinander gekoppelt. Die von ihm erfundene Grashopper-Hemmung und das Prinzip des Rostpendels vervollständigten das Werk.
1 Anmerkung des Webmasters: natürlich bezogen auf das Jahr 1985, dem Erscheinungsjahr des Artikels
Im Mai 1736 wurde diese Uhr auf einer Schiffsreise nach Lissabon getestet, und sie brachte gute Ergebnisse. Dennoch war Harrison nicht zufrieden und legte 1739 eine verbesserte Uhr, die H 2 vor, die aber nie getestet wurde. Seine dritte Uhr, die H 3 (1741), besaß zwei kreisrunde, gegeneinander schwingende Unruhen und ein bimetallisches Band, das die Temperaturschwankungen aus-glich. Für diese Uhr erhielt er 1749 die Goldmedaille der Royal Society zuerkannt. So genial seine Erfindung auch war, das komplizierte Kopplungssystern verursachte immer wieder Störungen.
Harrison Seechronometer
H 3:
Dieser verbesserteChronometer
besaß schon die "Grashüpfer-Hemmung",
zwei "Kreuzschlagräder"
zur Regulierung und ein perfektes Remontoir.
Er bestand aus 733
Einzelteilen.
Als die Kommissare des
Längenbüros (also des Board of Longitude) diese Uhr schließlich
testen wollten, legte ihnen Harrison 1662 seine vierte Uhr, die berühmte
H 4, vor. Waren seine bisherigen Uhren große, schwere Apparate, so
erregte die H 4 schon durch ihr Äußeres großes Erstaunen.
Sie war nicht größer als die später allgemein bekannten
großen Taschenuhren. Und sie hatte einen Werkskörper aus zwei
Platinen.
Mit der Herstellung dieser Uhr hatte der Horologist John Harrison den gesamten
bis dahin bekannten Uhrenbau revolutioniert: Das Uhrwerk wurde von zwei
Unruhen, die durch Federn miteinander verbunden waren, kontrolliert, die
mittels Kompensationselementen aus Messing- und Stahlstäben den wechselnden
Temperaturen angepaßt wurden. Die Hauptfeder wurde alle sieben Sekunden
teilweise aufgezogen, um ein Nachgehen durch eine unterschiedliche Federspannung
zu verhindern.
Harrisons Sohn nahm diese Uhr unter der Aufsicht eines Astronomen mit auf
eine Probefahrt. Als sich das Schiff Madeira näherte, unterschied
sich die geographische Länge auf dem Chronometer von der des Schiffslotsen
um mehr als zwei Grad. Der Lotse bat den Kapitän, den Kurs zu ändern,
um die Insel zu erreichen, doch Harrison wollte noch ein paar Stunden abwarten.
Der Kapitän tat dies, und die Insel kam, wie Harrison vorausgesagt
hatte, in Sicht. Nach einer 81 Tage langen Reise erreichte das Schiff den
Zielhafen Jamaika, und das Chronometer ging nur wenige Sekunden nach1.)
Auf einer zweiten Reise im Jahre 1764 bewährte sich die Uhr ebenfalls.2)
1
Nach [2] ging die Uhr 5 s nach, das heiß die Ortsbestimmung verschob
sie um 11 1/4 Längenminuten
2
Nach [2]: Although his chronometers all met the standards set up by the
Board of Longitude, he was not awarded any
money until 1763, when he receiwed £ 5.000
Dennoch hat es noch viel Mühe gekostet, bis Harrison den ausgesetzten Preis endlich bekam. 1772 baute er die H 5, ein gleiches Modell wie die H 4, und schenkte sie dem englischen König. Dieser ließ die Uhr eingehend prüfen und endlich erhielt Harrison am 21. Juni 1773 die Mitteilung, daß der vollen Auszahlung des (Rest-)Preises an ihn nun kein Hindernis mehr im Wege stand.
Harrison Seechronometer
H 4:
Damit begann das
neue Zeitalter im Uhrenbau.
Dieser Seechronometer
besaß die Größe
einer Taschenuhr
und konnte die Schwankungen des Schiffes und
auch die Temperaturen
ausgleichen.
John Harrison hatte sein ganzes Leben mit dem Bau von Schiffschronometern verbracht. Wenn auch bis zur serienmäßigen Herstellung solcher Uhren noch einige Zeit verging, so war das Problem der Ermittlung der genauen geographischen Länge auf See endgültig gelöst worden. Dieses Verfahren beherrschte die Schiffsnavigation so lange, bis es schließlich nach eineinhalb Jahrhunderten durch die Funknavigation verdrängt wurde.
Literatur:
[1] Albrecht und Vierow:
Lehrbuch der Navigation. Berlin 1900
[2] Encyclopaedia Britannica.
Micropaedia. Vol. Iv., London 1981
[3] Schulze, F.: Nautik.
In der Sammlung Göschen. Leipzig 1904
[4] Brrusing: Die Nautik
der Alten, Bremen 1886
[5] HANSA, verschiedene
Ausgaben
[6] Annalen der Hydrographie
und maritimen Meteorologie, Hrg. Dt. Seewarte, 1906, 34. Jahrgang, verschiedene
Zur Person des Autors:
Jürgen Lange ist
Postbeamter und nebenberuflich als Journalist tätig. Sein Hauptgebiet
sind geschichtliche Themen. Dabei ist er auf das 250. Jubiläum des
Seechronometcrs von Harrison gestoßen und hat sich nunmehr intensiver
mit diesem Thema befaßt.