Bauanleitung: Sonnenuhr basteln und richtig ausrichten

Silvia

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Die Sonnenuhr ist der älteste Zeitmesser der Welt. Früher diente sie der besseren Zeiteinteilung und richtigen Einstellung mechanischer Uhren – heute hat sie vor allem dekorativen Charakter. Tatsächlich sind hübsch gestaltete Sonnenuhren visuelle Höhepunkte in jedem Garten. Wir zeigen Ihnen, wie Sie ein einfaches Modell aus Pappe selbst basteln und ausrichten können und versorgen Sie darüber hinaus mit allerhand wissenswerten Informationen über den Aufbau und die Funktionsweise der Sonnenuhr!

Viele Menschen kennen es: Man rennt Tag für Tag der Zeit hinterher, aus den verschiedensten Gründen. In diesem Ratgeber liefern wir Ihnen die Möglichkeit, sie endlich einmal einzufangen, die Zeit, und zwar auf ganz spezielle Art und Wseise. Mit unserer einfachen Bauanleitung für die Gestaltung einer Sonnenuhr können Sie ein wundervolles Dekorationsobjekt für Ihren Garten erschaffen, das nicht nur bezaubernd aussieht. Darüber hinaus zeigt Ihnen das fertige Kunstwerk nämlich die aktuelle Uhrzeit Ihres Orts an. Folgen Sie unseren Schritten, um eine funktionstüchtige Sonnenuhr zu bauen und das sinnliche Zusammenspiel von Licht und Schatten in einer außergewöhnlichen Dimension zu erleben!

Wir möchten Ihnen eine relativ einfache und vor allem kostengünstige Variante vorstellen, eine Sonnenuhr selbst zu bauen. Bevor wir uns ganz dem Praktischen zuwenden, geben wir Ihnen noch einige grundlegende Informationen zu dieser besonderen Form, die Zeit zu messen.

Grundlegende Informationen

Vor der Erfindung der mechanischen Uhr war die Sonnenuhr der wichtigste Zeitmesser. Schon die Ägypter, Griechen und Römer griffen auf Sonnenuhren zurück – mit dem Zweck, einen Tag in kleinere Zeiteinheiten teilen zu können.

Seine Blütezeit erlebte der Bau von Sonnenuhren schließlich im 16. Jahrhundert. Es waren vorwiegend Kompassmacher, die sich mit der Herstellung der Uhren befassten. Kein Wunder, denn eine Sonnenuhr ist nur dann ein zuverlässiger Zeitmesser, wenn sie unter Zuhilfenahme eines Kompasses ausgerichtet wird. Später dienten Sonnenuhren dazu, mechanische Uhren auf die korrekte Uhrzeit einzustellen.

Heute fungieren sie in erster Linie als dekorative Objekte, die private Gärten und Wände oder öffentliche Plätze schmücken. Der an und für sich simpel anmutende Aufbau der Sonnenuhr erweist sich in der praktischen Umsetzung als gar nicht so einfach. Möchten Sie selbst einen solchen Zeitmesser basteln, der nicht nur visuell beeindruckt, sondern tatsächlich die richtige Zeit anzeigt, so müssen Sie rechnen und äußerst genau arbeiten.

Wichtig: Eine allgemein gültige Bauanleitung für die Herstellung einer Sonnenuhr gibt es nicht – jedes Modell bedarf der genauen Abstimmung auf seinen Einsatzort.

Was hat es mit der Funktionsweise einer Sonnenuhr nun genau auf sich? Um dies zu erläutern, müssen wir ein wenig ausholen: Zwei Komponenten sind für die Zeitanzeige auf einer Sonnenuhr unentbehrlich: die Sonne und ein Schatten, der auf die Uhr fällt. Damit überhaupt ein Schatten auf die Uhr fällt, integriert der Konstrukteur der Sonnenuhr einen Schattenspender in sein Werk. In unserem Fall wird es ein genau berechnetes Dreieck aus Pappe sein. Doch dazu später mehr, zunächst bleiben wir bei der Theorie.

Dass der Schatten auf der Uhr kontinuierlich eine neue Position und Länge annimmt, über die sich die Zeit ablesen lässt, liegt daran, dass sich die Erde jeden Tag einmal um sich selbst (also um 360 Grad) dreht. Dadurch verändert sich auch die Position der Sonne laufend. Pro Stunde bewegt sie sich um 15 Grad weiter. Um auf diese Zahl zu kommen, brauchen Sie lediglich die 360 Grad, die der einmaligen Erdumdrehung entsprechen, durch die 24 Stunden eines Tages zu dividieren.

Die Erdachse ist in einem Winkel von 23,5 Grad zur Ekliptik (Ebene der Umlaufbahnen aller Planeten) geneigt und weist immer in dieselbe Richtung. Dadurch neigt sich die Nordhalbkugel der Erde zur Sonne hin, während sich die Südhalbkugel von ihr weg neigt und umgekehrt – der Grund für die verschiedenen Jahreszeiten. Wäre die Erdachse senkrecht, so würde die Sonne stets gleich auf- und untergehen sowie mittags gleich hoch stehen. Wir hätten also das ganze Jahr über gleich viel Sonnenlicht. Da die Erdachse aber eben nicht senkrecht, sondern zur Ekliptik hin geneigt ist, steht die Sonne mal hoch und mal tief, mal länger und mal kürzer am Himmel. Für die Sonnenuhr bedeutet dies, dass

• der eingebaute Schattenwerfer parallel zur Erdachse geneigt sein und
• in der Nord-Süd-Ebene liegen sowie gegenüber der Horizontalen in dem Winkel geneigt sein muss, der die geographische Breite des jeweiligen Einsatzortes markiert.

Klingt alles erst einmal sehr kompliziert und vielleicht verwirrend. Allerdings helfen Ihnen die theoretischen Informationen sicherlich, den genauen Aufbau und damit einhergehend auch die Funktionsweise der Sonnenuhr besser zu verstehen.

Tipp: Um eine zu 100 Prozent exakt funktionierende Sonnenuhr zu bauen, braucht man weitere konkrete Angaben, da es sonst immer zu Abweichungen kommt, die sich einerseits durch das Datum ergeben und andererseits davon abhängen, wann die Sonne am jeweiligen Ort ihren höchsten Stand erreicht. Dieses Extra sprengt jedoch den Rahmen unseres Ratgebers und empfiehlt sich vor allem für Menschen, die nicht nur ein sinnliches, sondern auch sehr wissenschaftliches Interesse in Bezug auf die Gestaltung einer Sonnenuhr verspüren.

Nachfolgend führen wir Sie Schritt für Schritt zum Aufbau einer Sonnenuhr, die aufgrund ihrer speziellen Funktionsweise auch als Schattenuhr bezeichnet wird. Mit unseren hilfreichen Tipps erschaffen Sie ein kleines Kunstwerk, das Ihnen die naturgegebene Zeit verrät. Los geht’s!

Bauanleitung für eine Sonnenuhr

Was Sie brauchen:

• 3 DIN-A4-Bögen sehr festen Pappkartons oder farbigen Bastelkartons
  (je fester der Karton, desto stabiler ist die Sonnenuhr)
• Lineal
• großes Geodreieck (die längste Seite muss mindestens 22 cm messen)
• Zirkel
• Stift
• Cutter
• Klebeband
• Kompass (um die Sonnenuhr richtig ausrichten und daraufhin die korrekte Zeit ablesen zu können)

Schritt 1: Nehmen Sie einen der drei Pappbögen zur Hand und schneiden daraus ein Quadrat mit einer Seitenlänge von 20 Zentimetern.

Schritt 2: Auf das Quadrat zeichnen Sie einen Kreis mit einem Durchmesser von 20 Zentimetern. Diesen markieren Sie mithilfe eines Zirkels.

Schritt 3: Greifen Sie zu Ihrem Geodreieck, um den Kreis in 24 gleich große „Tortenstücke“ zu unterteilen. Jedes dieser Tortenstücke muss einen Winkel von 15 Grad haben (da sich die Sonne pro Stunde um 15 Grad weiterbewegt, wie Sie aus dem theoretischen Teil wissen).

Schritt 4: Mit einem Stift beschriften Sie Ihr soeben kreiertes Ziffernblatt – und zwar exakt so, wie Sie es auf unserer Illustration sehen. Hier haben Sie natürlich gestalterische Möglichkeiten.

Schritt 5: Jetzt wird es knifflig und umfassend, denn: Die Kreation des Schattenspenders, der das alles entscheidende Herzstück Ihrer individuellen Sonnenuhr bildet, ist an der Reihe.

Unsere Bauanleitung sieht die Gestaltung eines Dreiecks als Schattenspender vor. Um die annähernd richtige Funktionsweise der Sonnenuhr zu gewährleisten, muss eine Kante dieses Dreiecks parallel zur Erdachse stehen (siehe Theorie-Teil). Das bedeutet für Sie, den Breitengrad des Orts herauszufinden, in dem Sie Ihr kleines Kunstwerk aufstellen möchten. Nachfolgend eine Übersicht mit den ungefähren Breitengraden der wichtigsten deutschen Städte, die Sie für Ihre Sonnenuhr verwenden können:

Tipp: Die Breitengrade anderer Städte und Orte finden Sie beispielsweise bei wikipedia.de. In der rechten oberen Ecke sind die Koordinaten der jeweiligen Stadt abgebildet.

Sobald Sie den korrekten Breitengrad Ihres Orts gefunden haben, können Sie mit der Gestaltung des Schattenspender-Dreiecks beginnen. So gehen Sie vor:

1. Nehmen Sie einen zweiten DIN-A4-Pappbogen, Ihr Geodreieck und einen Stift zur Hand.
2. Zeichnen Sie eine Linie, die im Winkel des ermittelten Breitengrads vom unteren Blattrand wegführt.
3. Markieren Sie nun eine weitere Linie. Diese soll im rechten Winkel von der ersten Linie zu demselben Blattrand wie zuvor zurückführen und exakt zehn Zentimeter lang sein. Schieben Sie einfach Ihr Geodreieck so lange auf der ersten Linie entlang, bis Sie den passenden Punkt, an dem die zweite Linie beginnen muss, gefunden haben.
4. Dort, wo die neue Linie auf den Blattrand trifft, befindet sich die zweite Ecke des Dreiecks. Von ihr aus zeichnen Sie die dritte Linie – und zwar einfach senkrecht nach oben. An einer Stelle begegnet sie der ersten Linie und das Schattenspender-Dreieck ist komplett.

   

   

   

   

   

   

5. Schneiden Sie das Dreieck entlang der Linien mit einem Cutter aus. Arbeiten Sie vorsichtig und möglichst genau.

Schritt 6: Schlitzen Sie Ihr Ziffernblatt an der Zwölf-Uhr-Markierung auf. Der Schlitz sollte fünf Zentimeter lang sein.

Schritt 7: Nun schneiden Sie einen ebenso langen Schlitz auch in das Dreieck – und zwar entlang der zweiten (zehn Zentimeter messenden) Linie, die Sie eingezeichnet haben.

Schritt 8: Stecken Sie das Schattenspender-Dreieck in das Ziffernblatt, indem Sie die Schlitze der beiden Teile in einander schieben.

Schritt 9: Schnappen Sie sich den dritten A4-Pappkarton und schneiden ein Rechteck mit den Maßen 20 x 25 Zentimeter aus. Es bildet die Bodenplatte.

Schritt 10: Zeichnen Sie auf das Rechteck eine Nord-Süd- und eine West-Ost-Linie – genauso, wie Sie es auf unserem Bild sehen.

Schritt 11: Stellen Sie die Sonnenuhr auf die Bodenplatte. Das Ziffernblatt und der Schattenwerfer müssen genau auf den in Schritt 10 markierten Linien stehen.

Schritt 12: Fügen Sie alle Teile mit zusammen. Entweder mit Klebeband oder mit den vorbereiteten Klebeflächen.

Schritt 13: Um die Zeit von der Sonnenuhr ablesen zu können, müssen Sie sie richtig ausrichten. Der auf der Bodenplatte eingezeichnete Nordpfeil sollte exakt in die entsprechende Himmelsrichtung zeigen. Für diesen Schritt brauchen Sie einen Kompass.

Tipp: Vielleicht besitzen Sie bereits einen Kompass. Ansonsten gibt es relativ preisgünstige Modelle (circa vier bis sechs Euro) online zu kaufen. Denken Sie daran, dass Sie für das Ausrichten der Sonnenuhr keinen extraklassigen Kompass benötigen. Wenn er normal funktioniert, reicht das für Ihre Zwecke absolut aus.

Schritt 14: Nun wirft das Dreieck einen Schatten auf das Ziffernblatt – und zwar ziemlich genau an der Stelle, die die aktuelle Uhrzeit markiert.

Hinweis: Wundern Sie sich nicht, wenn die auf der Sonnenuhr offenbarte Uhrzeit – „Sonnenzeit“ oder „wahre Ortszeit“ genannt – stets ein bisschen von jener abweicht, die Ihr Wecker anzeigt. Letzterer ist ein technisches Gerät und arbeitet nach der gesetzlich festgelegten „Zonenzeit“. Diese Zonenzeit schafft eine Vereinheitlichung, die in der Natur eigentlich gar nicht existiert. Doch hätte jedes Land, jede Stadt, jeder Ort seine eigene Zeit, bräche vermutlich das Chaos aus. Ein Chaos, dem die Zonenzeit vorbeugen soll. Ein Beispiel zur Verdeutlichung, was mit der konstruierten Zonenzeit gemeint ist: Im Großteil der europäischen Länder herrscht die „Mitteleuropäische Zeit“, kurz MEZ. Diese gilt nicht nur in Deutschland, Österreich und der Schweiz, sondern auch in vielen anderen Ländern, etwa Ungarn und Spanien.

Exemplarisch möchten wir die Hauptstädte Ungarns und Spaniens heranziehen: Wenn es in Budapest zwölf Uhr ist, schlagen in Madrid ebenfalls die Mittagsglocken. Und das, obwohl Madrid rund 2.400 Kilometer weiter westlich liegt und die Sonne ihren höchsten Stand dort de facto erst ungefähr anderthalb Stunden später erreicht. Ihre Sonnenuhr ist kein technisches Gerät wie der Wecker, sondern ein Werk, das nach den naturgegebenen Gesetzmäßigkeiten funktioniert und dementsprechend die dem jeweiligen Ort eigene Zeit, die allein vom aktuellen Sonnenstand abhängt, präsentiert.

Optische Gestaltung der Sonnenuhr

Malen Sie die einzelnen Pappbögen ruhig an, um der Sonnenuhr ein bisschen Farbe zu geben.

Natürlich ist die Pappvariante nicht die einzige Möglichkeit, eine Sonnenuhr zu bauen. Als Grundmaterialien können Sie beispielsweise auch Holz, Marmor, Granit oder Fliesen für das Ziffernblatt und Messing- oder Edelstahlstäbe als Schattenspender verwenden. Für derartige Bauwerke brauchen Sie allerdings handwerkliche Erfahrung. Zudem müssen Sie für aufwändigere Sonnenuhren wesentlich mehr Zeit und Geld investieren.

Fazit:

Mit unserer Bauanleitung ist es ein Leichtes, eine hübsche und funktionierende Sonnenuhr aus Pappe zu basteln, die Sie nach Ihrer Vorstellung anmalen und von der Sie Ihre aktuelle Ortszeit ablesen können. Für handwerklich Geschickte ist neben der Pappvariante sicherlich auch die Gestaltung einer Sonnenuhr aus Holz, Marmor oder Granit interessant, um den eigenen Garten mit einem besonders edlen Dekorationsobjekt zu schmücken.

Tipps für Schnellleser:

• Sonnenuhr basteln und die aktuelle Ortszeit ablesen
• Mit Pappe, Geodreieck, Zirkel, Stift, Cutter, Klebeband und Kompass
• Quadrat mit 20 cm Seitenlänge schneiden
• Kreis mit 20 cm Durchmesser einzeichnen
• Mit Geodreieck 24 „Tortenstücke“ mit 15°-Winkel einzeichnen
• Ziffernblatt anhand der bildlichen Vorlage beschriften
• Breitengrad der eigenen Stadt herausfinden und Schattenspender basteln
• Schlitze in Ziffernblatt und Schattenspender-Dreieck schneiden
• Ziffernblatt und Schattenspender ineinanderstecken
• Bodenplatte mit 20 x 25 cm ausschneiden
• Nord-Süd- und West-Ost-Linien einzeichnen
• Sonnenuhr auf die Bodenplatte stellen und alles zusammenkleben
• Mit einem Kompass nach Norden hin ausrichten
• Schatten gibt die aktuelle Uhrzeit an
• Alternativen: mit Holz, Granit, Marmor oder Fliesen und Messing- oder Edelstahlstäben