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Die Geschichte der Uhr

 

Elektrische und elektronische Uhren

 

Elektrischer Aufzug

 

Das Aufziehen von Federuhrwerken mittels netzgespeistem Elektromotor war ein Schritt, Uhren dauernd ohne menschliches Zutun zu betreiben. Es gab Pendeluhren und auch Uhren mit Unruh, die über automatische elektromotorische Aufzugsmechanismen verfügten. Sehr genaue elektrisch aufgezogene Pendeluhren (später waren dies Quarzuhren) dienten zum Beispiel als Mutteruhr (Hauptuhr) in betrieblichen oder öffentlichen Uhrennetzen, in denen mehrere, mit einem Schrittschaltwerk angetriebene Tochteruhren elektrische Impulse von der Mutteruhr erhielten. Elektrisch aufgezogene Unruh-Uhren wurden zum Beispiel in Schaltuhren eingesetzt.

 

Elektromechanische Uhren

 

Der Zeitgeber (Pendel oder Unruh) mechanischer Uhren kann auch elektromagnetisch angetrieben werden und über eine Klinke das Räderwerk drehen. Solche Uhren gab es zum Beispiel als Wanduhr mit einer Dauermagnete tragenden “Unruh”, die mit feststehenden Spulen angetrieben wurde. Heute gehandelte elektrische Pendeluhren besitzen das Pendel jedoch nur zur Dekoration – die Uhr selbst wird mit einem Schwingquarz gesteuert.

 

Quarzgesteuerte Uhren

 

retro_uhr_elektrisch

Wenige Jahre nach der Einführung der Automatikuhr entdeckte Warren Alwin Marrison die piezoelektrisch erregbare Eigenschwingung des Quarzkristalls (Schwingquarz) und ermöglichte so die Entwicklung der Quarzuhr. Bei dieser wurde die isochrone Pendelbewegung durch die mechanische Schwingung eines Quarz-Körpers ersetzt. Zunächst waren solche Uhren nicht als Konsumgüter erhältlich.

 

Synchronuhren

 

Ein historisch kurzes aber dennoch wichtiges Intermezzo stellten die elektrischen Uhren (Synchronuhren) dar, deren Zeitgeber die Frequenz des Wechselstromnetzes mit einem Synchronmotor nutzte. Sie waren preiswert herzustellen und führten zur Elektrifizierung auch besonders großer Uhrwerke. Sie liefen in der Zeit vor der genauen Regelung der Netzfrequenz sehr ungenau. Sie waren als elektrische Großuhren in Industrie und Öffentlichen Einrichtungen jedoch verbreitet. Bahnhofsuhren waren häufig Synchronuhren, die jedoch minütlich von einer Mutteruhr synchronisiert wurden. Synchronuhren waren auch ein Impuls zur Entwicklung von preiswerten Schrittschaltmotoren, einer wichtigen Voraussetzung für die Quarzuhr.

 

Weitere netzsynchrone Uhren waren Digitaluhren in Form von Radioweckern. Heute haben Synchronuhren ihre Bedeutung verloren, obwohl heute die Netzfrequenz sehr genau eingehalten wird und auch den Betrieb genau gehender Uhren erlauben würde.

 

Atomuhr

 

Ein Entwicklungsschritt zu noch wesentlich höherer Ganggenauigkeit war die Atomuhr, welche 1949 zum ersten Mal eingesetzt wurde. Sie benutzt Strahlungsübergänge freier Atome oder Ionen als Zeitgeber und ist damit praktisch unabhängig von Umgebung oder Alterung.

 

Seit 1967 dient eine Atomuhr in Mainflingen nahe Frankfurt a.M., die der PTB Braunschweig untersteht, mit dem Zeitzeichensender DCF77 auf Langwelle (77 kHz) mit einer ungefähren Reichweite von 2000 km als Zeitnormal. Der Sender sendet in regelmäßigen Abständen Funksignale mit kodierten Zeitinformationen, welche alle erreichbaren Funkuhren Mitteleuropas synchronisieren.

 

Der historische Trend zur Verkleinerung

 

Die ersten so genannten Räderuhren (=mechanische Uhren) standen in Klöstern und in den Schiffen von Kathedralen, wo sie allerdings weniger den Zweck der Zeitanzeige für die Allgemeinheit erfüllten. Diese Uhren waren eine Projektion des geozentrischen Weltbildes auf eine flache Ebene, wobei die Tierkreiszeichen, Tag-/Nachtstunden sowie die Himmelskörperzeit als auch die Temporalstunden abgebildet wurden. Ihr Hauptzweck vor allem war, die Zeit für die Tagesgebete zu läuten. Erst später wurden an Kirchtürmen Turmuhren angebracht, um der Allgemeinheit, der damals weder eine Standuhr, Wanduhr oder gar eine Taschenuhr erschwinglich war, die Zeit anzuzeigen. Mit ausklingendem Mittelalter gestattete eine sich zunehmend verbreitende, feine noch handwerkliche Serienfertigung wohlhabenden Bürgern den Privatbesitz von Wand-, Tisch- und Taschenuhren. Aber erst die Massenproduktion des Industriezeitalters zusammen mit der Entwicklung der elektronischen Technik ließ Wand-, Tisch- und Armbanduhren und andere in allerlei Geräte eingebaute Uhren preiswert werden.

 

Funktionen

 

Uhren dienen der Bestimmung der Tageszeit sowie der Bestimmung von Zeitunterschieden (Stoppuhr, Stechuhr). Eine genau gehende Uhr wird auch als Chronometer bezeichnet. Zusatzfunktionen (Komplikationen) sind Tachymeter (Messen von Geschwindigkeiten bzw. Wegen pro Zeiteinheit), Kurzzeit-Messungen (z. B. Drehlünetten bei Taucheruhren, Zwischenzeiten bei Einsatz-Uhren, Weg-Zeit-Messungen), Rückwärtsmessungen bis Null (Countdown), Wecker oder Pulsometer (Messen von Pulsschlägen pro Zeiteinheit).

 

Oft sind Zusatzfunktionen in Uhren integriert, die mit einer Zeitmessung nichts zu tun haben wie z. B. Altimeter (Messen von Höhen), Taschenrechner, Arithmeter (Umrechentabellen z. B. von Flugzeiten, Gewichten und anderen Zeiten) oder Uhren sind in Geräten integriert, die primär einen anderen Zweck erfüllen, wie Mobiltelefone, Taschenrechner und Kugelschreiber.

 

Uhrenarten nach Verwendung

 

Uhren werden in den unterschiedlichsten Lebensbereichen verwendet: Eine Armbanduhr begleitet ihren Träger als kleine omnipräsente Zeitanzeige. Der Wecker markiert bestimmte Zeitpunkte, der Kurzzeitwecker oder die Eieruhr zeigen das Ende eines Zeitraums an. Die Küchenuhr ist durch Robustheit aber auch Gestaltung für den Gebrauch in einer Küche konzipiert. Die Glasenuhr gibt auf Schiffen den Zeitpunkt für den Wachwechsel vor. Immer paarweise gekoppelte, alternativ tätige Uhrwerke einer Schachuhr subtrahieren separat vorgegebenen Zeitraum bis zum Ablauf (count down). Die Mondphasenuhr zeigt zusätzlich zur Zeit die Mondphasen an, die Astronomische Uhr zusätzlich den Stand der Sonne zu den Gestirnen. Historisch wurde zur Navigation die Längenuhr zur Längenbestimmung eingesetzt. Besondere Bauweise und Funktionen weisen die Taucheruhr und die Fliegeruhr auf. Sie müssen höheren Belastungen standhalten als normale Uhren.

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