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Wasseruhr

 

Die Funktionsweise und die Herkunft der Wasseruhr

Das Bedürfnis, die Zeit auch bei bedecktem Himmel oder nachts zu erfahren, war die eigentliche Triebkraft zur Erfindung künstlicher Uhren. Die Entwicklung der Uhren ist dabei eng mit dem Fortschreiten der übrigen Technik verbunden. Jeder technische Fortschritt hat befruchtend auf die Zeitmessung gewirkt. Aufgrund der engen Wechselwirkung kann umgekehrt auch aus den Uhren einer bestimmten Zeitepoche auf den Stand der Technik geschlossen werden.

Die ältesten künstlichen Uhren waren Wasseruhren. Uns sind aus dem Jahr 3000 v.Chr. (Ägypten) sowie 600 v.Chr. (Babylon) solche Uhren einfachster Art bekannt, bei denen das Wasser aus einer kleinen Öffnung eines Gefäßes ausfloss und man aus der Höhe des Wasserspiegels die abgelaufene Zeit ablesen konnte. Auch das umgekehrte Prinzip war bekannt: Ein Gefäß mit einer Öffnung am Boden wurde in einen mit Wasser gefällten Trog gesetzt. Durch die Öffnung drang langsam Wasser ein, so dass es tiefer und tiefer sank und schließlich unterging (Indien).

Auch in Ägypten waren Wasseruhren gebräuchlich. Es handelt sich um eine Uhr des ägyptischen Königs Amenophis III. aus der Zeit um 1400 v.Chr. Die besondere Form eines stumpfen Kegels sollte bewirken, dass das Wasser aus der kleinen Öffnung am Boden gleichmäßig ausfloss. Die im Inneren an der Gefäßwand angebrachten Stundenmarken haben daher gleichen Abstand. Die exakte Theorie besagt, dass das Ausfließen dann gleichmäßig erfolgt, wenn die Wände des Gefäßes die Form einer Parabel 4. Grades haben. Bei der königlichen Wasseruhr sind die Gefäßwände jedoch gerade, ihre Neigung beträgt 1:3, wobei der obere Durchmesser des Gefäßes doppelt so groß ist wie der untere. Ein gleichmäßiges Ausfließen des Wassers konnte damit nur unvollkommen erreicht werden, die Uhr geht am Ende ihrer Laufzeit erheblich nach.

Die Wasseruhr, von den Griechen “Klepsydra” (Wasserdieb) genannt, gab es als Auslaufuhr und als Einlaufuhr. Sie soll von den Ägyptern im 3. vorchristlichen Jahrtausend erfunden worden sein; die älteste uns erhaltene Wasseruhr stammt aus dem 15. Jahrhundert V. Chr. Die Uhr bestand aus einem konischen Gefäß mit Marken an der Innenseite und einer oder mehreren Öffnungen dicht über dem Boden. Die Auslaufuhr wurde mit Wasser gefüllt; die Markierungen erlaubten am Absinken des Wasserspiegels die seit dem Einfüllen verstrichene Zeit festzustellen. Die Einlaufuhr hingegen wurde auf eine Wasseroberfläche gelegt; bei ihr markierte das Ansteigen des Wasserspiegels im Behälter den Ablauf der Zeit.

Große Verbreitung fanden die Wasseruhren in Griechenland und Rom. Sie wurden später durch Mechanismen vervollkommnet, die astronomische Angaben ermöglichten und Automatenfiguren bewegten. Bewahrt wurde das antike Erbe durch die Araber, die die Entwicklung weiter vorantrieben. Sinnvolle Vorrichtungen ermöglichten es, den Zeitablauf hörbar zu machen: Manche Wasseruhren waren mit Figuren ausgestattet, die zu jeder Stunde eine entsprechende Zahl von Kugeln auf laut tönende Gongs fallen ließen. Räderwerke bewegten Ziffernkreise an Fensterchen vorbei, in denen so die Zeit optisch angezeigt wurde.

Auch im Fernen Osten, im “Reich der Mitte”, wurde die Wasseruhr im Lauf der Jahrhunderte immer stärker “automatisiert”. Hier ging man, soweit bekannt ist, erstmals dazu über, die Zeit durch zerteilen des Zeitflusses zu messen.

Eine in der Pekinger Nationalbibliothek aufbewahrte chinesische Handschrift aus dem Jahre 1090 n. Chr. berichtet von einer Wasseruhr, die ein gewisser Su-Sung für die Palastgärten in Kai-Feng erbaute. Die “Himmelsmaschine”, die im Jahr 1066 entstanden sein soll, war insgesamt zehn Meter hoch. Die Verkleidung des zylinderförmigen Baus wies fünf Öffnungen auf, in denen Täfelchen sowie Figuren mit Zimbeln und Gongs die Zeit angezeigt haben. Ungemein interessant war der Mechanismus. Ein Rad von etwa vier Meter Durchmesser wurde von einem gleichmäßig fließenden Wasserstrahl so angetrieben, dass am Radumfang befestigte Behälter gefüllt wurden; hatte ein Behälter ein bestimmtes Gewicht erreicht, so wurde durch eine einfallsreiche Vorrichtung eine Hemmung so lange gelöst, bis der nächste Becher sich unter dem Wasserstrahl befand; danach wurde das Rad wieder arretiert. Dieser Reguliermechanismus nahm bereits die mechanischen Hemmungen vorweg, wie sie später in den Räderuhren verwirklicht wurden. Ein Hebelmechanismus bewegte die Figuren und Tafeln, welche die Zeit anzeigten. Leider ist außer der Beschreibung von diesem Wunderwerk nichts erhalten geblieben.

 
 
 

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