Sonnenuhr Bauanleitung

Der Sonnenstand war schon immer ein wichtiger Zeitanzeiger und seit Beginn der Menschheit bestimmen der Auf- und Untergang der Sonne den Lebensrhythmus. Lange bevor es mechanische oder gar digitale Uhren gab, nutzten die Menschen die Sonne, um die Zeit ermitteln zu können. So verwendeten beispielsweise schon die alten Ägypter Sonnenuhren, die es ihnen ermöglichten, Uhrzeiten sehr präzise zu bestimmen. Heute sind Sonnenuhren vor allem dekorative Elemente, die sich an vielen Hauswänden und in zahlreichen Gärten finden. Die nachfolgende Bauanleitung beschreibt, wie sich der Heimwerker seine eigene Sonnenuhr bauen kann, auch wenn Abweichungen von wenigen Minuten aufgrund der Konstruktion unvermeidbar sind.

Viele weitere Anregungen für die Gestaltung sowie einige Tipps und Infos rund um die Sonnenuhr finden sich hier:

 

Grundlegendes zum Bau von Sonnenuhren

Die Zeitanzeige auf einer Sonnenuhr ergibt sich aus dem Verhältnis zwischen Sonnenstand, Breitengrad und Längengrad. Je genauer das Zifferblatt der Sonnenuhr eingeteilt ist, desto präziser ist später die Zeitanzeige. Allerdings sind für eine exakte Einteilung sowohl mathematische als auch astronomische Kenntnisse erforderlich, weshalb der Laie kleinere Abweichungen im Minutenbereich in Kauf nehmen muss.

Beachten sollte der Sonnenuhrbauer außerdem, dass eine Sonnenuhr immer nur die exakte Zeit für den Ort anzeigt, für den die Sonnenuhr gebaut wurde. In Deutschland gilt zwar die Mitteleuropäische Zeit, kurz MEZ, diese resultiert aber aus einem technischen Kompromiss im 19. Jahrhundert. Würde eine Sonnenuhr, die für beispielsweise Görlitz ausgelegt ist, in Aachen aufgestellt werden, würde die Anzeige auf der Sonnenuhr um etwa eine halbe Stunde von der tatsächlichen Zeit abweichen. Um eine Sonnenuhr zu bauen, ist daher wichtig, den Längen- und Breitengrad des eigenen Wohnortes zu kennen.

 

Materialliste für eine Sonnenuhr

Für die Sonnenuhr in dieser Bauanleitung werden ein Holzbrett als Zifferblatt und ein Metallstab als Zeiger verwendet. Genauso könnten für die Sonnenuhr aber auch eine Steinplatte oder die Hauswand selbst als Ziffernblatt verwendet werden. Als Zeiger ist neben einem Stab auch beispielsweise eine Holz- oder Steinplatte in dreieckiger Form möglich. Für diese Sonnenuhr werden nun benötigt:

 

Bauanleitung für die Sonnenuhr

1.) Bevor der Bau der Sonnenuhr beginnen kann, wird zunächst eine senkrechte Hilfslinie auf das Holzbrett aufgezeichnet. Diese Hilfslinie muss exakt in der Brettmitte verlaufen und markiert die Nord-Süd-Linie. Die waagrechte Oberkante des Holzbrettes stellt die West-Ost-Linie dar.

2.) Bevor es nun weitergehen kann, werden die Stundenlinien eingezeichnet. Sie laufen strahlenförmig von dem Punkt aus, an dem die senkrechte Hilfslinie auf die Brettoberkante trifft und an dem später der Zeiger montiert wird. Die senkrechte Hilfslinie ist die Linie für 12 Uhr, die Brettoberkante entspricht der Linie für 6 und 18 Uhr. Die Sonne wandert zwar pro Stunde um 15°, auf einem waagerechten Zifferblatt mit einem um den Breitengrad geneigten Zeiger liegen die Stundenlinien aber nicht im gleichmäßigen Abstand von 15°. Ihr Winkel α zur Mittagslinie ergibt sich aus der Formel tan α = sin φ · tan(t · 15°). Dabei ist φ der Breitengrad des Wohnortes und t der Abstand zu 12 Uhr in Stunden. Für den Breitengrad 51° (etwa die Mitte Deutschlands) ergeben sich die folgenden Winkel, die mit dem Geodreieck von der Mittellinie aus abgetragen werden. Die Linien für den Vormittag liegen westlich, die für den Nachmittag östlich der Mittellinie.

Uhrzeit	Winkel zur Mittagslinie	Lage
6 Uhr	90,0°	westlich (auf der Brettoberkante)
7 Uhr	71,0°	westlich
8 Uhr	53,4°	westlich
9 Uhr	37,9°	westlich
10 Uhr	24,2°	westlich
11 Uhr	11,8°	westlich
12 Uhr	0,0°	auf der Mittellinie
13 Uhr	11,8°	östlich
14 Uhr	24,2°	östlich
15 Uhr	37,9°	östlich
16 Uhr	53,4°	östlich
17 Uhr	71,0°	östlich
18 Uhr	90,0°	östlich (auf der Brettoberkante)

Für einen anderen Breitengrad werden die Winkel mit dem eigenen Breitengrad nach derselben Formel neu berechnet. Die Sonnenuhr zeigt die wahre Ortszeit an: Pro Längengrad, den der Wohnort westlich von 15° östlicher Länge liegt, geht sie gegenüber der MEZ um 4 Minuten nach, bei 7,8° östlicher Länge also um knapp 29 Minuten. Wegen der Zeitgleichung weicht die Anzeige außerdem im Laufe des Jahres um bis zu etwa 16 Minuten von der mittleren Zeit ab. Während der Sommerzeit muss zur angezeigten Zeit eine Stunde addiert werden. Die Bauzeichnung zeigt den Aufbau schematisch, für die Stundenlinien gelten die Winkel aus der Tabelle.

 

3.) Sind alle Linien vorgezeichnet, kann das Zifferblatt gestaltet werden. Dazu werden die Stundenzahlen aufgemalt oder aufgeklebt, zudem kann der Hintergrund bemalt werden. Um das Holz und die Bemalung zu schützen, sollte das Zifferblatt zum Abschluss zweimal mit wasserfestem Schutzlack versiegelt werden.

4.) Jetzt fehlt nur noch der Zeiger. Dieser wird dort montiert, wo die senkrechte Hilfslinie auf die waagerechte Kante trifft. Dabei muss der Metallstab so geneigt sein, dass der Winkel der Neigung dem Breitengrad des Wohnortes entspricht und der Stab über der Mittellinie nach Norden ansteigt. Wird anstelle eines Metallstabes eine dreieckige Holz-, Stein- oder Metallplatte verwendet, muss auch hier der Winkel zwischen der langen Seite und der Kante, die auf dem Zifferblatt befestigt wird, dem Breitengrad entsprechen. Zum Schluss wird die Sonnenuhr waagerecht aufgestellt und so ausgerichtet, dass die Mittellinie genau nach Norden zeigt.