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Eine Analemmatische Sonnenuhr mit Kreuzschleifengetriebe

Vor kurzem erhielt ich Bilder von einer besonderen tragbaren Sonnenuhr, deren Typ und Funktion fraglich waren.

Abb.1  tragbare analemmatische Sonnenuhr
           links: Vorderseite (Süden ist oben)
           rechts: Rückseite

Dass es sich um eine analemmatische Sonnenuhr handelt, war aus der elliptischen Skala auf der Vorderseite sofort ersichtlich. Da die Skala auch die frühen Morgen- und die späten Abendstunden enthält, handelt es sich um eine horizontale Uhr. Im vertikalen (Süd-Nord-) Schlitz befindet sich ein offensichtlich verschiebbarer Knopf, aus dessem zentralen Loch der vertikale Schattenstab herausgefallen war.

Für den horizontalen (West-Ost-) Schlitz und die Gestaltung der Rückseite hatte ich zunächst keine Erklärung. Bald aber wurde mir klar, dass der zweite Schlitz und der darin offensichtlich verschiebbare zweite Knopf weitere Teile eines Kreuzschleifengetriebes (siehe Anmerkung) sind, mit dessen Hilfe der Schattenstab von der Rückseite aus auf das Jahresdatum beziehungsweise auf die übers Jahr veränderliche Deklination der Sonne eingestellt wird. Die zwischen den beiden Knöpfen befindliche Koppel des Getriebes ist eine elliptische Scheibe auf der Rückseite. Deren Form hat lediglich ästhetische Gründe. Wichtig ist nur der an ihr befestigte kleine Zeiger.

Abb.2  elliptische Bahn eines Koppelpunktes
           links: Ellipsen-Zirkel, aus einer Modellsammlung der TU Dresden
           rechts: vergrößertes Detail der Sonnenuhren-Rückseite

Als ein allgemeiner Punkt der Koppel bewegt er sich auf einer Ellipse (Abb.2, links). Auf der elliptischen Rückseiten-Skala der Uhr zeigt er das Jahresdatum an. Abb.2, rechts zeigt ein Datum Ende Juli (Tierkreiszeichen (Löwe). Der Schattenstab liegt nahe beim nördlichen Umkehrpunkt seiner Jahresposition (Abb.1, links), den er zur Sommersonnenwende eingenommen hatte.

<< Abb.3  Skala des Jahresdatums als Parallele zur
                Verschiebebahn des Schattenstabes,
                eine analemmatische Sonnenuhr in Texas

In Abb.3 ist die übliche Skala des Jahresdatums gezeigt. Sie befindet sich parallel zur Verschiebebahn des Schattenstabes. In der Umgebung der Sonnenwenden im Juni und im Dezember wäre eine Auflösung auf den Kalendertag nicht möglich (abgesehen davon, dass wie bei vielen solchen analemmatischen Bodensonnenuhren auch bei diesem Exemplar der für diesen Zweck viel zu dicke Beobachter als Schattenstab fumngiert, was die Einstell- und die Anzeigegenauigkeit beträchtlich mindert).

Somit ist der Vorteil des zusätzlichen Einstellmechanismus bei der Sonnenuhr mit Kreuzschleifengetriebe erkennbar. Die geschlossene, durchgehend einfach beschriftete Skala hat an allen Stellen annähernd die gleich hohe Auflösung, was besonders zu den Zeiten der Sonnenwenden von Vorteil ist. Cum grano salis: Das Spiel im Getriebe (Dreh- und Schiebelager) mindert die Einstellgenauigkeit. In der Nähe der Sonnenwenden kann es den Wert der nötigen Verstellung von Tag zu Tag übertreffen.

Anmerkung: ↑ zurück
Rudolf Beyer: Kinematische Getriebesynthese, Seite 174:

Beim genaueren Hinsehen wurde erkannt, dass die Stundenskala (Abb.1, links) für die Deutung als übliche horizontale Sonnenuhr falsch herum läuft. Ein inzwischen zusätzlich erhaltenes Foto (s. links) zeigt eine für die Eignung als Schattenwerfer viel zu kurze, fest montierte Nord-Süd-verschiebbare Nadel. Auf Grund dieser Feststellungen ist die Deutung des untersuchten Objektes noch nicht erfolgreich abgeschlossen.

Am Vorderseiten-Rand (Süd-Seite) befindet sich eine Skala mit Markierungen bis ±20° und auf der Rückseite darunter eine U-förmige Lasche, die vielleicht zur Befestigung eines Kompasses diente (s. 2 Fotos, unten). Die Skala hätte zur Berücksichtigung der magnetischen Missweisung beim Einnorden der Sonnenuhr mit Hilfe des Kompasses dienen können.

Im 3. Foto, unten ist die Funktion schematisch dargestellt.

S. Wetzel, CH 3400 Burgdorf, Juli 2015

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