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Mechanische Meisterwerke: Die präzise Arbeit der Uhrenmacher

Mechanische Meisterwerke: Die präzise Arbeit der Uhrenmacher

Uhrmacher meistern ihr Handwerk im Tausendstel-Millimeter-Bereich: Sie jonglieren mit Schrauben, die nicht größer als Sandkörner sind. Doch der Weg zum Uhrwerk war weit. Erste Uhren waren die Menschen selbst, indem sie die Länge ihres Schattens maßen.

Uhrenmanufakturen schaffen bis heute wahre mechanische Wunderwerke: Auf kleinstem Raum lassen sie bis zu 750 winzige Rädchen, Federn und Schieber ineinander greifen. Zuverlässig zeigen diese hochwertigen Chronometer nicht nur die Uhrzeit, sondern auch Datum oder Mondphase an. Ein Großteil der hochwertigen mechanischen Uhren kommt nach wie vor aus der Schweiz.

Von der Sonnenuhr zum modernen Uhrwerk

Die Geschichte der Zeitmessung beginnt vor über 5.000 Jahren bei den Babyloniern. Sie orientieren sich am Lauf des Mondes. Seine zwölf Umläufe pro Jahr führen zu einem ersten Kalender, der ein Jahr in zwölf Monate mit jeweils 30 Tagen einteilt. Der Nachteil: Das Jahr ist fünf Tage zu kurz. Im Laufe der Zeit verschieben sich die Monate in andere Jahreszeiten.  Eine bessere Einteilung gelingt erst den Ägyptern. Sie orientieren sich am Stand der Sonne. Ihre ersten „Uhren“ sind die Menschen selbst. Wenn sie sich um eine bestimmte Zeit treffen wollen, messen die Länge ihrer Schatten. Diese Methode führt schließlich zur Erfindung der ersten Sonnenuhren. Den Schönwetterregionen Nordafrikas und Südeuropas verhelfen sie in der Antike zu wirtschaftlicher und kultureller Blüte. Ein Grund: Nun sind verhältnismäßig genaue Verabredungen möglich. Nicht zuletzt beim Handel mit verderblichen Waren ist dies ein entscheidender Vorteil.

In vielen Gebieten Europas ist das Wetter aber zu schlecht. Vor allem Mönche mit ihren festen Gebetszeiten müssen sich in den Wintermonaten mit Kerzenuhren behelfen. Das sind genormte Kerzen, die innerhalb einer bestimmten Zeit abbrennen. Doch das Verfahren ist ungenau und in den zugigen Klöstern gehen die Kerzen immer wieder aus. Die Revolution in der Zeitmessung bringt das erste Uhrwerk, dessen Erfinder bis heute unbekannt ist. Es taucht erstmals gegen Ende des 13. Jahrhunderts in Mitteleuropa auf und findet schnell Verbreitung. Als Antrieb dient ihm ein schweres Gewicht und ein Pendel, das für einen gleichmäßigen Rhythmus sorgt. Am wichtigsten jedoch ist die sogenannte Hemmung: Sie zerlegt die Energie des Gewichts in gleichgroße Einheiten. Zahlreiche Zahnräder übersetzen die Einheiten in Minuten und Stunden.

Das Ringen um mehr Präzision

Kapitäne müssen bei ihrer Navigation ihre Position auf den Längengraden mithilfe der Uhrzeit so präzise wie möglich berechnen. Eine Abweichung von mehreren Sekunden pro Tag kann hier schnell zu einer Kursabweichung von etlichen Seemeilen führen. Im September 1707 wird genau dies der englischen Kriegsflotte zum Verhängnis. Vier Schiffe kommen vom Kurs ab und laufen vor den Skilly-Inseln auf Grund. 2.400 Mann sterben. Die britische Regierung lobt einen hohen Preis für denjenigen aus, der als erster eine Uhr entwickelt, die trotz der extremen Bedingungen auf See nicht mehr als eine Sekunde pro Tag abweicht.

Erst etwa 50 Jahre später gelingt der Durchbruch. John Harrison experimentiert mit der Kombination verschiedener Metalle. Dies soll temperaturbedingte Abweichungen verringern. Er verwendet sogar exotische Hölzer, die Öle absondern und damit die Lager schmieren. Sein Schiffschronometer „H4“ – der in etwa die Größe einer Untertasse hat – weicht in 81 Tagen nur um fünf Sekunden ab. Besser können das auch moderne mechanische Uhren nicht. Sie sind allerdings wesentlich kleiner.

Arbeiten im Tausendstel-Millimeter-Bereich

 

Die größte Herausforderung der Uhrmacher liegt heute in der Dimension: ein hochpräzises Arbeiten im Tausendstel-Millimeter-Bereich. Grundvoraussetzung ist ein geschultes Auge und eine äußerst ruhige Hand. Uhrenhersteller arbeiten heute mit dem Draht-Erosionsverfahren. Dabei wirkt ein hauchdünner Draht aus verzinktem Messing wie eine Art Schweißbrenner. Er steht unter einer hohen Stromspannung. Zwischen den Werkteilen und dem Draht kommt es bis zu 40.000 Mal pro Sekunde zum kontrollierten Funkensprung. Dabei entstehen Temperaturen von bis zu 6.000 Grad. Das Verfahren schneidet auf den Tausendstel-Millimeter genau.

Bis zu drei Wochen kann es dauern, bis ein Uhrmacher alle Komponenten eines hochwertigen Chronometers zusammengefügt hat. Sein wichtigstes Werkzeug: die Uhrmacherlupe. Ohne sie könnte er die zum Teil nur Sandkorn großen Schrauben nicht präzise einsetzen. Sind alle Bestandteile an Ort und Stelle, setzt er das fertige Uhrwerk noch in das Gehäuse ein. Das speziell gehärtete Saphirglas und der Gehäuseboden werden abgedichtet und mit dem Gehäuse verschraubt. So bleiben manche dieser Präzisionsgeräte bis zu einer Tiefe von 120 Metern wasserdicht.

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