Sanduhr
Hintergrund
Vor der Erfindung mechanischer Uhren nutzten Zeitmesser die Bewegung der Sonne oder einfache Messgeräte, um die Zeit zu verfolgen. Die Sonnenuhr ist vielleicht der bekannteste antike Zeitmesser und wird immer noch als beliebtes Gartenaccessoire hergestellt – aber wegen ihres optischen Interesses, nicht wegen der praktischen Zeitmessung. Stonehenge, das riesige Monument aus aufrechten Steinen in der Salisbury Plain in Wiltshire, England, wurde möglicherweise als Sonnenuhr und für andere Zeit- und Kalenderzwecke verwendet. Sonnenuhren haben offensichtliche Nachteile; Sie können nicht in Innenräumen, nachts oder an bewölkten Tagen verwendet werden.
Andere einfache Messgeräte wurden verwendet, um die Zeitdauer zu markieren. Vier Grundtypen können im Innenbereich und unabhängig von Wetter und Tageszeit verwendet werden. Die Kerzenuhr ist eine Kerze, um die herum Linien gezogen sind, um Zeiteinheiten, normalerweise Stunden, zu markieren. Indem man beobachtete, wie viel von der Länge einer Kerze in einer Stunde abbrannte, wurde eine Kerze aus dem gleichen Material mit Linien markiert, die Stundenintervalle zeigten. Eine achtstündige Kerze zeigte, dass vier Stunden vergangen waren, als sie über vier Mark niederbrannte. Die Uhrenkerze hatte den Nachteil, dass jede Veränderung des Dochtes oder Wachses die Brenneigenschaften veränderte und sie stark Zugluft ausgesetzt war. Die Chinesen verwendeten auch eine Art Kerzenuhr mit Fäden, mit denen die Zeitintervalle markiert wurden. Als die Kerze brannte, fielen die Fäden mit den Metallkugeln an ihren Enden herab, so dass die Leute im Raum die Stunden hören konnten, während die Kugeln auf dem Tablett mit der Kerze klimperten.
Die Öllampenuhr, die im 18. Jahrhundert verwendet wurde, war eine Variation und Verbesserung der Kerzenuhr. Die Öllampenuhr hatte Teilungen, die auf einer Metallhalterung markiert waren, die den Glasbehälter mit dem Öl umgab. Als der Ölstand im Vorratsbehälter sank, wurde der Lauf der Zeit an den Markierungen auf der Halterung abgelesen. Wie die Kerzenuhr spendete auch die Öllampenuhr Licht, war jedoch weniger anfällig für Materialungenauigkeiten oder zugluftbedingte Ungenauigkeiten.
Wasseruhren wurden auch verwendet, um den Lauf der Zeit zu markieren, indem Wasser von einem Behälter in einen anderen tropfen ließ. Auf dem ersten Behälter wurden die Spuren der Sonnenbewegung angebracht, und als Wasser aus ihm in ein anderes Becken tropfte, zeigte der Abfall des Wasserspiegels den Ablauf der Stunden an. Der zweite Behälter wurde nicht immer zum Sammeln und Recyceln des Wassers verwendet; manche Wasseruhren ließen das Wasser einfach auf den Boden tropfen. Als die Acht-Stunden-Wasseruhr leer war, waren acht Stunden vergangen. Die Wasseruhr wird auch Klepsydra genannt.
Verlauf
Sanduhren (auch Sanduhren und Sanduhren genannt) wurden möglicherweise von den alten Griechen und Römern verwendet, aber die Geschichte kann nur die Tatsache dokumentieren, dass beide Kulturen über die Technologie zur Herstellung des Glases verfügten. Die ersten Ansprüche auf Sanduhren werden den Griechen im dritten Jahrhundert
Die Sanduhr erschien erstmals im 8. Jahrhundert in Europa und wurde möglicherweise von Luitprand, einem Mönch der Kathedrale in Chartres, Frankreich, hergestellt. Im frühen vierzehnten Jahrhundert wurde die Sanduhr in Italien häufig verwendet. Von dieser Zeit bis 1500 scheint sie in ganz Westeuropa weit verbreitet gewesen zu sein. Die Sanduhr oder Sanduhr folgt genau dem gleichen Prinzip wie die Klepsydra. Zwei Kugeln (auch Phiolen oder Ampullen genannt) aus Glas sind durch eine enge Engstelle verbunden, so dass Sand (mit relativ gleichmäßiger Korngröße) von der oberen Kugel zur unteren fließt. Sanduhren wurden in verschiedenen Größen basierend auf vorab getesteten Messungen des Sandflusses in verschiedenen Kugelgrößen hergestellt. Ein Gehäuse oder Rahmen, der die Kugeln umschloss, konnte an den beiden Kugeln angebracht werden, um eine Ober- und Unterseite für die Sanduhr zu bilden, und wurde verwendet, um die Sanduhr umzudrehen und den Sandfluss wieder zu starten. Einige Sanduhren oder Sanduhrensätze wurden in eine schwenkbare Halterung eingesetzt, damit sie leicht gedreht werden konnten.
Die frühesten Schriften, die sich auf Sanduhren beziehen, stammen aus dem Jahr 1345, als Thomas de Stetsham, ein Angestellter auf einem Schiff namens La George im Dienste von König Edward III. (1312-1377) von England, bestellte 16 Sanduhren. Im Jahr 1380, nach dem Tod von König Karl V. (1337-1380) von Frankreich, enthielt ein Inventar seiner Besitztümer eine „große Seeuhr … in einem großen hölzernen Messinggehäuse“.
John Harrison
John Harrison und sein Bruder James wurden von ihrem Vater Henry in die Uhrenreparatur eingeführt. Zu dieser Zeit erlebte die Uhrenherstellung oder Horologie eine Entwicklungsrevolution. Mechanische Uhren gab es seit dem 14. Jahrhundert, aber sie waren in ihrem Betrieb ziemlich primitiv geblieben, bis Christiaan Huygens 1656 die Gewicht- und Pendeluhr erfand. Eine Einschränkung bestand darin, dass sie für ihren Betrieb völlig von der Erdanziehungskraft abhängig waren. Dies bedeutete, dass sie auf See keine genaue Zeit halten konnten und nicht für die Portabilität angepasst werden konnten. Sogar das Verschieben durch einen Raum würde eine Anpassung erfordern.
Die Brüder Harrison begannen 1728 mit der Entwicklung eines Marinechronometers. Der Motivationsfaktor war Geld. Im Jahr 1714 richtete die englische Admiralität eine Auszeichnung von 20.000 £ für jeden aus, der Seeleute mit einer zuverlässigen Uhr versorgen konnte, die sie bei Verwendung mit Himmelssichtungen über ihren Längengrad auf See informierte. Seeleute mussten sich stark auf Koppelnavigation verlassen, um ihren Weg zu finden, was oft zu tragischen Ergebnissen führte.
Die Strategie von Harrison bestand darin, ein Instrument zu entwickeln, das nicht nur intern genau, sondern auch extern stabil war. Die Harrisons stellten mehrere Modelle von Marinechronometern her. Das vierte Modell erwies sich als das erfolgreichste. Auf einer neunwöchigen Reise von England nach Jamaika im Jahr 1761 hatte das Gerät nur einen Fehler von fünf Sekunden.
Der Vorstand von Longitude, anscheinend verärgert, dass ein gewöhnlicher Handwerker das begehrte Ziel erreicht hatte, gab widerwillig nur die Hälfte des Preises auf. John, abzüglich seines Bruders, weigerte sich, nur die Hälfte der Belohnung anzunehmen und blieb so lange bestehen, bis die andere Hälfte aufgegeben wurde.
Die Kammer unterzog seine Erfindung einer unangemessenen Prüfung und verlangte von ihm, ein fünftes Modell zu entwickeln. Dieses Mal übertraf Harrison sich selbst, indem er einen kompakten Zeitmesser entwarf, der einer modernen Taschenuhr ähnelte. Es war weitaus bequemer als die Vorgängermodelle, die schwer und sperrig waren. Der Vorstand weigerte sich immer noch, zu kapitulieren. Schließlich konnte nur ein persönlicher Appell an König George III. und die Intervention des Königs die Dinge in Ordnung bringen, und Harrison erhielt 1773 im Alter von neunundsiebzig Jahren die volle Belohnung. Harrison lebte nur noch drei Jahre.
Diese beiden frühen Assoziationen von Sanduhren mit dem Meer zeigen, wie die Navigation zu einer zeitabhängigen Wissenschaft wurde. Kompasse und Karten, die im 11. und 12. Jahrhundert entwickelt wurden, halfen den Seefahrern, Peilung und Richtung zu bestimmen, aber die Zeitmessung war für die Schätzung der zurückgelegten Entfernung unerlässlich. Die Sanduhr wurde möglicherweise erfunden – oder perfektioniert – für den Einsatz auf See, wo gleiche Zeiteinheiten gemessen wurden, um die Entfernung zu schätzen; an Land hingegen waren ungleiche Zeitmessungen wichtiger, da die Aktivitäten von der Tageslänge abhingen.
Die großen Fortschritte in der Seefahrtswissenschaft ereigneten sich im 12. Jahrhundert mit der Entwicklung des Magnetkompasses in Amalfi, Italien. Andere italienische Hafenstädte wie Genua und Venedig trugen zu den astronomischen Fortschritten in der Schifffahrt bei, und zufällig war Venedig das größte Glasbläserzentrum der Welt. Darüber hinaus eignete sich der feine Marmorstaub aus den Steinbrüchen von Carrara perfekt als Sand in Navigationssanduhren. Neben der Messung der Zeit als Entfernung auf See wurden Sanduhren von den Marinen mehrerer Nationen verwendet, um "die Wache zu halten" oder die Arbeitszeit der Besatzung zu messen. Der Schiffsjunge war dafür verantwortlich, die Sanduhr zu drehen; um früher von der Arbeit zu kommen, "schluckte er den Sand" oder drehte das Glas um, bevor es leer war.
Die außergewöhnlichsten Sanduhren wurden als Geschenke für Könige hergestellt. Karl der Große (742-814) von Frankreich besaß eine 12-Stunden-Sanduhr. Im 16. Jahrhundert fertigte der Künstler Holbein (1497-1543) spektakuläre Sanduhren für Heinrich VIII. (1491-1547) von England. Andere Sandgläser enthielten mehrere Instrumente. Zum Beispiel enthielt eine im 17. Jahrhundert in Italien hergestellte Sanduhr vier Gläser. Man hatte eine Viertelstunde Sand; die zweite, eine halbe Stunde Sand; die dritte eine Dreiviertelstunde Sand; und das vierte enthielt das Maß Sand einer vollen Stunde. Einige Gläser hatten auch Zifferblätter mit Zeigern, so dass bei jeder Drehung des Glases die Anzahl der Umdrehungen mit dem Zeiger angezeigt werden konnte, um die kumulierte Zeit zu markieren.
Die oberen und unteren Kugeln jedes Glases wurden separat mit offenen Öffnungen oder Kehlen geblasen. Um sie so zu verbinden, dass der Sand von der oberen zur unteren Kugel fließen konnte, wurden die beiden Glashälften mit einer Schnur verbunden, die dann mit Wachs überzogen wurde. Die zweikegelige Glasphiole konnte erst um 1800 in einem Stück geblasen werden.
Um 1500 erschienen die ersten Uhren mit der Erfindung der Spiralfeder oder Zugfeder. Einige gewichtsbetriebene Uhren wurden vor 1500 hergestellt, aber ihre Größe schränkte ihre Praktikabilität ein. Als die Aufzugsfeder verbessert wurde, wurden kleinere Tischuhren hergestellt und die ersten Uhren hergestellt. Uhrwerke mit Zugfederantrieb machten Kuriositäten aus Klepsydras und Sanduhren, aber interessanterweise wurden die schönsten Sanduhren nach 1500 als dekorative Stücke hergestellt. Dies sind die Sanduhren, die in Museen ausgestellt sind.
Um 1400 gab es in vielen Privathäusern Sanduhren für Haushalt und Küche. In Kirchen wurden Predigtgläser verwendet, um die Länge der Predigt des Predigers zu verfolgen. Sanduhren wurden auch routinemäßig in den Hörsälen der Universität Oxford, in Handwerkerläden (um die Arbeitszeit zu regeln) und im englischen Unterhaus verwendet, wo Glocken zur Signalisierung von Abstimmungen und die Länge von Reden anhand von Sanduhren gemessen wurden. Während der Höhe der Sanduhr trugen Ärzte, Apotheker und andere medizinische Praktiker Miniatur- oder Taschensandgläser mit einer Dauer von einer halben oder einer Minute, um sie beim Timing von Pulsen zu verwenden; die Praxis, diese zu tragen, dauerte bis zum neunzehnten Jahrhundert. Heute werden Miniaturversionen mit drei Minuten Sand als Eieruhren und als Reisesouvenirs verkauft. Größere Sanduhren werden auch heute noch aus dekorativen Materialien und in interessanten Stilrichtungen als Dekoration verwendet. Alle diese Messgeräte (Uhrkerzen, Wasseruhren und Sanduhren) haben den Nachteil, dass sie sorgfältig beobachtet werden müssen.
Rohstoffe
Glas für Sanduhren ist das gleiche Material wie für anderes mundgeblasenes Glas. Es wird in Rohren unterschiedlicher Länge von spezialisierten Zulieferern zum Brennen und Formen maschinell oder durch Mundblasen hergestellt. Vorgeformte Glühbirnenrohlinge können auch in Sanduhren verwandelt werden, indem sie an den Sockeln der Glühbirnen zusammengefügt werden. In ähnlicher Weise können Gläser an ihren Hälsen zusammengehakt werden, um Sanduhren herzustellen; Diese können je nach „Charakter“ der Gläser von rustikal bis modern reichen.
Die Rahmen oder Gehäuse für Sanduhren sind offen für die Launen des Designers. Rohstoffe bestehen meistens aus edlen Hölzern, die je nach Stil, Dekor, Design oder Thema bearbeitet oder geschnitzt werden können. Bambus, Harz und verschiedene Metalle wie Messing, Bronze und Zinn sind ebenfalls schöne Rahmenmaterialien. Spezialisierte Sanduhren werden in so kleinen Stückzahlen hergestellt, dass Rohstoffe für begrenzte Zeit von externen Quellen bezogen werden 
Die Sanduhr war bis ins 16. Jahrhundert in Westeuropa als Zeitmesser weit verbreitet. Sein Design war einfach. Zwei Kugeln (auch Phiolen oder Ampullen genannt) aus Glas wurden durch eine enge Kehle verbunden, so dass Sand (mit relativ gleichmäßiger Korngröße) von der oberen Kugel zur unteren floss. Sanduhren wurden in verschiedenen Größen hergestellt, basierend auf vorab getesteten Messungen des Sandflusses in verschiedenen Größen von Kugeln. Ein Rahmen mit vier Sanduhren wurde im 17. Jahrhundert in Italien hergestellt. Jede Sanduhr enthielt unterschiedliche Mengen Sand. Man hatte eine Viertelstunde Sand; die zweite, eine halbe Stunde Sand; die dritte eine Dreiviertelstunde Sand; und das vierte enthielt das Maß Sand einer vollen Stunde. Ausgabe. Manchmal stellen Kunden Sanduhrmachern ihre eigenen Materialien zur Verfügung. Eieruhren-Sanduhren sind ebenfalls in Holz oder Kunststoff gerahmt. Für diese kleinen Beispiele kaufen Hersteller Kunststoffchips von Zulieferern und produzieren in ihren Fabriken Rahmen durch Spritz- oder Extrusionsformen.
Sand ist der komplexeste Bestandteil von Sanduhren. Nicht alle Sandarten können verwendet werden, da die Körner möglicherweise zu kantig sind und nicht richtig durch den Hals der Sanduhr fließen. Weißer Quarzsand, der Sand, den man an strahlend weißen Stränden findet, ist attraktiv, aber nicht der beste für die Sanduhrherstellung, da er zu kantig ist und nicht glatt fließt. Marmorstaub, anderer Gesteinsstaub und Gesteinsmehl – Pulver vom Glasschneiden – und runde Sandkörner, wie die von Flusssand, eignen sich am besten für Sanduhren. Im Mittelalter enthielten Bücher für Hausfrauen nicht nur Rezepte zum Kochen, sondern auch zur Herstellung von Leim, Tinte, Seife und Sand für Sanduhren. Vielleicht ist der beste Sand überhaupt kein Sand; Ballotini, winzige Glasperlen oder Kugeln (wie Miniaturmurmeln mit einem Durchmesser von etwa 40-160 Mikrometern [0,00016-0,0063-in oder 0,0004-0,0016-cm]) werden in Sanduhren verwendet, weil ihre runden Kanten glatt durch das Glas fließen. Darüber hinaus können Ballotini in verschiedenen Farben hergestellt werden, sodass der Sand in der Sanduhr passend zur Raumdekoration oder anderen Farbwünschen gewählt werden kann.
Design
Design und Konzeption sind normalerweise der komplizierteste Teil der Sanduhrherstellung. Der Sanduhrmacher muss ein Handwerker, Künstler und Experte für Öffentlichkeitsarbeit sein, wenn es darum geht, Kunden über die praktischen Aspekte des Sanduhrdesigns und -baus zu beraten. Unternehmen geben Sanduhren als Geschenk im Zusammenhang mit dem Jahr 2000 in Auftrag, möchten aber auch den Charakter ihres Unternehmens widerspiegeln oder Materialien zu ihren Produkten integrieren. Nachdem das Design abgeschlossen ist, ist die eigentliche Konstruktion der Sanduhr relativ einfach.
Sanduhr-Designs können auch in der Größe erheblich variieren. Die kleinsten bekannten Sanduhren haben die Größe eines Manschettenknopfes und die größten sind bis zu 1 m hoch. Die Gläser können verschiedene Formen von rund bis länglich haben und können graviert werden. Mehrere (mehr als zwei) Glashandschuhe können miteinander verbunden werden, und mehrere Sanduhren können im selben Rahmen montiert und auf einem Drehkreuz gedreht werden.
Laut einem Handwerker sind dem Sanduhr-Design keine Grenzen gesetzt. Er entwickelt eigene Designs, fertigt Sanduhren nach Entwürfen oder Wünschen seiner Kunden oder entwirft Designs, die einem bestimmten Marktinteresse entsprechen. Er hat Paare seiner eigenen Hände als Rahmen geformt, um die Brille zu halten, verwendet ungewöhnliche Materialien wie Bambus oder Marmor, um die Rahmen herzustellen, und hat andere Sanduhren verwendet, wie die Sanduhr mit Wasserspeier in der Filmversion von The Wizard von Oz, für seine Inspirationen. Er hat Sanduhren hergestellt, die Kohlesand, Bergbauschlacke, Sand von der Chinesischen Mauer und Polyethylenharzsand enthalten. Shopping-Netzwerke im Fernsehen verkaufen derzeit Sanduhren mit futuristischem Design, die dem Interesse am neuen Jahrtausend entsprechen.
Der Herstellungsprozess
Prozess
- Nachdem das Design und die Materialien ausgewählt wurden, wird der Körper der Sanduhr auf einer Glasdrehmaschine auf eine Größe geblasen, die der Größe (Zeitintervall) der Sanduhr entspricht.
- Der Rahmen ist gemacht; Je nach Ausführung kann es ein einzelnes oder mehrere Teile sein, einschließlich eines unteren, oberen und drei oder vier Pfostens. Diese Herstellung ist materialabhängig. Wenn der Rahmen aus Harz besteht, können Formen hergestellt werden, das Harz wird eingegossen und aushärten gelassen, die Stücke werden geschliffen oder auf andere Weise geglättet und poliert und sie werden zusammengefügt. Rahmenteile können zum Verriegeln angebracht werden; oder sie können geklebt, geklebt oder geschweißt werden, wiederum abhängig von den verwendeten Materialien.
- Eines der häufigsten Missverständnisse über Sanduhren ist, dass es eine Formel für die im Glas enthaltene Sandmenge gibt. Die Sandmenge in einem bestimmten Sanduhr-Design oder -Form basiert nicht auf Wissenschaft oder einer Messformel. Die Kornarten, die Krümmungen des Glases und die Form und Größe der Öffnung bedingen zu viele Variablen für die Fließgeschwindigkeit des Sandes durch das Glas, so dass die Sandmenge nicht mathematisch berechnet werden kann. Bevor die Oberseite des Rahmens versiegelt wird, wird Sand hinzugefügt und für das vorgeschriebene Zeitintervall durch das Glas fließen gelassen. Am Ende dieses Zeitraums wird der oben im Glas verbliebene Sand abgegossen und das Glas wird versiegelt.
Qualitätskontrolle
Die Qualitätskontrolle ist bei der Herstellung von Sanduhren inhärent, da der Designer oder Hersteller alle Aspekte der Arbeit übernimmt. Der Kunde wird auch in die Konzeption des Designs sowie in die Auswahl von Materialien und Farben einbezogen. Das Endergebnis ist, dass die Kunden handgefertigte Produkte erhalten, die ihren Anforderungen entsprechen und historische und künstlerische Assoziationen wecken; Sanduhren sind eher ästhetisch ansprechende Ornamente als genaue Zeitmesser.
Nebenprodukte/Abfälle
Je nach Art der verwendeten Materialien fallen beim Sanduhrbau geringe Abfallmengen an. Holz, das zum Herstellen des Sanduhrrahmens geschnitzt wird, verursacht zum Beispiel etwas Abfall. Zu dünnes oder fehlerhaftes Glas kann geschmolzen und wieder geblasen werden. Überschüssige Sandmengen können für die zukünftige Verwendung gespeichert werden.
Die Zukunft
Die Sanduhr scheint keine Zukunft zu haben. Tatsächlich können die schöne Form des Glases selbst und der maßgefertigte Rahmen und der farbige Sand je nach Dekor, Atmosphäre oder Anlass ausgewählt werden. Auch wenn die zukünftige Produktion begrenzt sein mag, wird die Sanduhr als Objekt mit antiken Assoziationen sowie eingebauter Eleganz immer Sammler und diejenigen ansprechen, die die Geheimnisse von Kunst und Zeit schätzen.
Herstellungsprozess