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Die Bifilar-Sonnenuhr von Frauenfeld
Dieses Exemplar wurde im Jahr 2000 von Ulrich Burgermeister in Gachnang gebaut, und zwar als Geburtstagsgeschenk für Fritz Zurbuchen, einem bedeutenden Kenner, Förderer und Restaurator von Sonnenuhren im ganzen Kanton Thurgau. Nach dem Tod von Fritz Zurbuchen ging die Sonnenuhr zurück an den Erbauer. Inzwischen ist sie Teil der Sammlung der Kantonsschule Frauenfeld.
Die Grundplatte, das Zifferblatt und alle Aufbauteile sind (bis auf die Stahldrähte) aus Messing gefertigt. Die ganze Uhr bringt fast 8 Kilogramm auf die Waage. Der Sockel aus einer 4 cm dicken Mehrschichtplatte ist äusserst formfest und reagiert auch kaum auf Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen.
Auch die Schrauben mit dem griffigen Rändelmuster sind handgefertigt. Die drei vertikalen Schrauben dienen zusammen mit der Libelle der exakten Horizontalausrichtung der Uhr. Diese Schrauben schauen auf der Rückseite nicht einfach aus dem Holzsockel heraus; sie stecken dort vielmehr in einer kleinen Sockelplatte, die sich nicht mitdreht, wenn die Schraube selber verstellt wird.
Die beiden kleinsten Schrauben erlauben es, die beiden schattenwerfenden Drähte mit einer vernünftigen Kraft zu spannen. Die Höhe des unteren Drahtes über dem Zifferblatt war ursprünglich fix vorgegeben, und die Höhe des oberen Drahtes konnte verstellt werden zur Anpassung der Sonnenuhr an verschiedene geographische Breiten:
ursprüngliche Bauform mit höhenverstellbarem Nord-Süd-Draht angezeigte Zeit: etwa 15:08
Das Zifferblatt der Uhr muss also horizontal liegen, und die beiden Drähte müssen genau entlang der Himmelsrichtungen zeigen. Das lässt sich am einfachsten einrichten mithilfe einer Funkuhr ...
Die Zeit wird dort abgelesen wo sich die Schattenlinien der beiden Drähte kreuzen. Auf dem oberen Bild ist die Uhr für die Sommerzeit in Frauenfeld eingestellt, die Sonne steht erst etwa um 13:24 im Süden. Für eine Anzeigegenauigkeit von einer Minute muss noch die sogenannte 'Zeitgleichung' berücksichtigt werden, also der Unterschied zwischen der 'wahren' und der 'mittleren' Sonne. Diese Einstellung kann mithilfe der kleinen Skala neben der Libelle ganz einfach vorgenommen werden.
Ist die Uhr für die Anzeige der wahren Ortszeit eingestellt, zeigt also die Marke 12 Uhr genau nach Norden, dann läuft der Kreuzungspunkt der beiden Schattenlinien an den Äquinoktien auf einer Geraden über das Zifferblatt, welche parallel ist zum unteren Draht und also auch zur Ost-West-Richtung. Diese Gerade ist (für die geographische Breite von Frauenfeld) ebenfalls eingraviert. An allen anderen Tagen läuft der 'Zeiger' entlang einer Hyperbel über das Zifferblatt. Die Extremfälle der beiden Sonnenwenden werden oft auch noch auf dem Zifferblatt gezeigt. Herr Burgermeister hat darauf bei diesem Modell verzichtet. Dies ist auch sinnvoll, weil ja die Uhr auf verschiedene Breitengrade angepasst werden kann. Zu diesen verschiedenen Breitengraden würden dann auch verschiedene Tageskurven des Zeigers gehören, eine fest eingravierte Sonnenwende-Kurve passt aber (höchstens) zu einem Breitengrad.
Nun hat eine Rechnung gezeigt, dass zwei Abstände verstellt werden müssen um die Uhr an einen anderen Breitengrad anzupassen. Herr Burgermeister hat sich bereit erklärt, die Uhr 2016 noch umzubauen, damit diese Anpassung elegant vorgenommen werden kann. Mittels der beiden halbkreisförmigen Scheiben lassen sich nun sowohl die Höhe des Ost-West-Drahtes als auch seine Distanz zum Mittelpunkt der Scheibe für einen beliebigen Breitengrad zwischen 30° und 70° einstellen. Die Höhe des Nord-Süd-Drahtes bleibt jetzt fest, sie ist identisch mit der Höhe des anderen Drahtes in ganz aufgerichteter Stellung.
korrigierte Version mit kippbarem Ost-West-Draht
Und wie genau 'läuft' jetzt diese Sonnenuhr ? Es wäre ein bisschen übertrieben, wenn man behaupten würde, dass man die Zeit auf die Minute genau ablesen könne. Eine Ablesegenauigkeit von zwei Minuten ist aber bereits realistisch ! Die grösste Einschränkung kommt ohnehin von der Begrenztheit des Zifferblattes. Am frühen Morgen und gegen Abend liegt der 'Zeiger' gerade im Winterhalbjahr ausserhalb des Zifferblattes, die Zeit lässt sich dann noch nicht oder nicht mehr ablesen.
Die Bifilar-Sonnenuhr ist eine relativ junge Erfindung, sie wurde erstmals 1922 von Hugo Michnik beschrieben.