Bauanleitung: Sonnenuhr selber basteln - so geht's!

SonnenuhrEine Sonnenuhr zu basteln, ist eine Wissenschaft für sich. Die scheinbar so simple Konstruktion ist bei der Umsetzung manchmal gar nicht so einfach auszuführen, da eine ganze Menge technischer und wissenschaftlicher Fakten miteinbezogen werden müssen. Es gibt nämlich keine allgemeingültige Sonnenuhr. Jedes Exemplar muss genau auf den Ort abgestimmt sein, an dem sie errichtet wird, damit sie tatsächlich die richtige Zeit anzeigen kann. Im Folgenden finden Sie daher zwei verschiedene Bauanleitungen für eine Sonnenuhr: eine sehr einfache, kinderleichte Version und eine Sonnenuhr für Fortgeschrittene.

Einfache Sonnenuhr für Anfänger

Auch völlig ohne technisches Grundwissen kann eine funktionsfähige Sonnenuhr gebastelt werden. Das ist so einfach, dass auch Kinder diese Sonnenuhr bauen können.

Material

  • großer Blumentopf (mindestens 30-40 cm Durchmesser)
  • Stock oder Metallstab (Länge etwa 50-60
    cm)
  • Kieselsteine oder Splitt
  • wasserfester Stift

Aufbau

Diese Methode ist zwar sehr zeitaufwendig, dafür aber kinderleicht und ohne jegliches Vorwissen und technisches Fachverständnis auszuführen.
  • Blumentopf an vollsonnigen Platz im Garten stellen
  • Stab mittig in den Blumentopf stellen und mit Kieselsteinen oder Splitt befüllen
  • der Stab muss mindestens 30-40 cm aus dem Splitt herausragen
  • zu jeder vollen Stunde die Stelle auf dem Blumentopfrand markieren, auf die der Schatten fällt
  • eventuell am nächsten Tag Markierungen fortsetzen
Tipp: Alternativ kann auch eine große Steinplatte, ein Holzbrett oder eine Metallscheibe als Sonnenuhr dienen, in die mittig ein Stab gesteckt wird. Zur Markierung der Stunden sind auch Reißzwecken, aufgeklebte Steinchen und vieles mehr geeignet.

Sonnenuhr für Fortgeschrittene

Eine Sonnenuhr sollte aus wetterfestem Material hergestellt werden, damit sie Sommer wie Winter und bei Regen und Schnee im Freien verbleiben kann. Bei der Materialwahl sind der Fantasie keine Grenzen gesetzt. Eine Sonnenuhr kann aus Holz, Metall, Stein oder auch Kunststoff gefertigt werden. Wichtig ist, dass auch geeignete Werkzeuge zur Bearbeitung der Materialien zur Verfügung stehen.

Material

  • drei Holzbretter, etwa 20 x 25 cm (vorzugsweise in der Stärke 3 bis 4 mm)
  • Laubsäge
  • großes Geodreieck, längste Seite 22 cm (oder anderer Winkelmesser)
  • Zirkel (Mindestdurchmesser 20 cm)
  • Bleistift
  • Kompass
  • Farbe oder Lasur zum Streichen

Ziffernblatt ausschneiden

Aus einem der Bretter wird das Ziffernblatt gefertigt. Es kann rund oder auch quadratisch ausgeschnitten werden.
  • Quadrat: Kantenlänge 20 cm
  • Kreis: Durchmesser 20 cm
Für einen Kreis wird am besten zunächst ein Quadrat mit der Kantenlänge 20 x 20 cm auf das Brett gezeichnet. Alternativ kann das Brett auch gleich auf diese Größe zugeschnitten werden. Um die Mitte zu markieren, werden von den Ecken zwei diagonale Linien gezogen. Wo sich die Linien treffen, ist der Mittelpunkt des Quadrates. In diesen Punkt wird die Spitze des Zirkels eingestochen und ein Kreis mit 20 cm Durchmesser (Radius entsprechend 10 cm) gezogen. Danach mit der Laubsäge den Kreis ausschneiden oder nur nachzeichnen und das Brett als Quadrat belassen.

Ziffernblatt beschriften

Sonnenuhr ZiffernblattDer Kreis wird mithilfe des Geodreieckes und einem feinen Bleistift in 24 gleich große Tortenstücke aufgeteilt. Es werden also Linien vom Rand aus durch den Mittelpunkt gezogen. Alle Unterteilungen müssen einen Winkel von 15 Grad aufweisen. Jede der Linien markiert eine volle Stunde. Es können theoretisch alle Zahlen aufgetragen werden. Die Sonnenuhr sieht professioneller aus, wenn nur die tatsächlichen Sonnenstunden (also von etwa 06:00 bis 21:00 Uhr) aufgezeichnet werden. Zudem wirkt das Ziffernblatt weniger überladen, wenn nur jede dritte
Stunde aufgetragen wird (6, 9, 12, 15, 18 und eventuell 21).

Breitengrad ermitteln

Jetzt wird es etwas komplizierter, denn damit die Sonnenuhr richtig geht, muss sie an der Erdachse ausgerichtet werden. Eine Kante des dreieckigen Schattenwerfers muss nämlich parallel zur Erdachse stehen. Dafür muss man wissen, auf welchem Breitengrad der Ort liegt, an dem die Sonnenuhr aufgestellt werden soll. Der Breitengrad verläuft parallel zum Äquator, Deutschland liegt zwischen dem 48. Breitengrad im Süden und dem 54. Breitengrad im Norden.

Beispiele zur Orientierung:
  • 48. bis 49. Breitengrad: Freiburg, Stuttgart, Ulm, München, Passau
  • 49. bis 50. Breitengrad: Saarbrücken, Karlsruhe, Mannheim, Nürnberg, Würzburg
  • 50. Breitengrad: Frankfurt am Main, Wiesbaden, Mainz
  • 51. Breitengrad: Köln, Erfurt, Dresden
  • 51.-52. Breitengrad: Dortmund, Kassel, Leipzig, Magdeburg
  • 52.-53. Breitengrad: Osnabrück, Hannover, Berlin, Bremen
  • 53.-54. Breitengrad: Hamburg, Schwerin, Rostock
  • 54.-55. Breitengrad: Kiel, Flensburg
Tipp: Mit einer GPS-gesteuerten Kompass-App kann man seine Position sehr genau bestimmen und diese gibt es auch oftmals kostenlos als kleines Programm. Oder man nimmt, ganz klassisch, sich einen Atals bzw. Landkarte und liest dort seinen Breitengrad ab.

Schattenwerfer zuschneiden

Sonnenuhr Zeiger AnleitungDer Breitengrad ist einer der Winkel des Dreieckes, aus dem der Schattenspender besteht. Auf dem zweiten Brett wird nun dieser Winkel mit dem Geodreieck eingezeichnet. Dazu wird das Brett so gedreht, dass die lange Seite unten liegt. Das Geodreieck wird so aufgesetzt, dass die Zentimeterskala nach unten zeigt. Die Skala sollte unten mit dem Brett abschließen. Das Geodreieck wird nun so weit nach links geschoben, dass der Nullpunkt (A) der Skala etwa im linken Drittel der Brettseite liegt.
  • Nullpunkt mit einem feinen Bleistiftstrich markieren (Punkt A)
  • von der rechten, unteren Brettseite aus den passenden Winkel ablesen
  • mit einem Punkt markieren (Punkt B)
  • Verbindungslinie zwischen dem Punkt A und B ziehen
  • der Winkel öffnet sich nach rechts
  • Geodreieck wieder auf den Nullpunkt legen (die Null auf der Skala auf Punkt A)
  • Geodreieck nach rechts drehen, bis die 90-Grad-Linie auf der Verbindungslinie zwischen Punkt A und B liegt
  • jetzt das Geodreieck nach oben schieben, bis ein Abstand von 10 cm bis zur Brettkante erreicht ist (auf der rechten Seite), Punkt C auf der Brettkante markieren
  • die 10 cm lange Linie mit dem Bleistift nachzeichnen
  • vom Endpunkt der 10-Zentimeter-Linie (Punkt C) eine Linie senkrecht nach oben zeichnen
  • den Punkt, an dem diese Linie auf den Winkel (zwischen Punkt A und B) trifft, markieren
  • dazu gegebenenfalls die Linie zwischen A und B verlängern
  • es entsteht ein rechtwinkliges Dreieck mit dem rechten Winkel rechts unten
  • Dreieck mit der Laubsäge ausschneiden
Tipp: Wer unsicher ist, ob er auch alles richtig macht, kann die Sonnenuhr auch zunächst als Modell aus Pappe herstellen.

Ziffernblatt und Schattenwerfer zusammenbauen

Das Ziffernblatt wird nicht flach auf den Boden gelegt, sondern leicht geneigt in den Schattenwerfer eingebaut. Auf diese Weise wird die Abweichung, die durch die Erdkrümmung entsteht, kompensiert.
  • Ziffernblatt an der 12-Uhr-Markierung fünf Zentimeter tief und in der Breite des Brettes (3 oder 4 mm) einsägen
  • Dreieck an der 10-Zentimeter-Linie (von der längsten Seite aus) 5 cm tief und 3 (oder 4) mm breit einsägen
  • beide Teile zusammenfügen (rechter Winkel des Dreieckes trifft auf die 12-Uhr-Markierung)
  • eventuell verkleben, falls die Ausschnitte etwas zu groß geworden sind
  • beide Teile müssen fest aufeinandersitzen
Sonnenuhr mit Zeiger und Ziffernblatt

Grundplatte montieren

Aus der dritten Holzplatte entsteht nun die Grundplatte der Sonnenuhr.
  • Größe: 20 x 25 cm
  • in die Mitte der langen Seite wird nun eine 25 cm lange Linie gezeichnet
  • Platte mit der langen Seite nach unten drehen
  • das linke Ende der Linie mit S (Süden) markieren
  • das rechte Ende der Linie mit einem Pfeil und N (Norden) beschriften
  • von der rechten Seite des Brettes aus 5 cm auf dem Brett abmessen
  • eine Linie durch den Punkt ziehen (senkrecht zur Nord-Süd-Linie)
  • diese Linie markiert die West-Ost-Linie
  • Ziffernscheibe (mit Schattenspender) mit den Ziffern nach Norden ausrichten
  • mit der unteren Seite (12 Uhr) genau auf die Ost-West-Linie aufstellen
  • mit kleinen Nägeln oder Schrauben fixieren

Sonnenuhr aufstellen

Damit die Zeit auf der Sonnenuhr auch richtig angezeigt werden kann, muss der Pfeil auf der Bodenplatte exakt nach Norden zeigen. Hierzu wird der Kompass benötigt. Am Schatten, den das Dreieck (Schattenspender) auf das Ziffernblatt wirft, kann nun die Sonnenzeit abgelesen werden.

Sonnenzeit

Wer eine Sonnenuhr benutzt, sollte sich nicht wundern, wenn diese Zeit etwas von der Zeit abweicht, die unsere Uhren anzeigen. Auf den normalen Uhren wird nämlich die Zonenzeit angezeigt. In Deutschland gilt beispielsweise die Mitteleuropäische Zeit (MEZ). Denn obwohl Spaniens Hauptstadt Madrid etwa 2500 km weiter westlich liegt und die Sonne ihren höchsten Stand erst eineinhalb Stunden später als im östlichen Budapest erreicht, wird in beiden Städten gleichzeitig 12 Uhr Mittag angezeigt.

Fazit
Eine einfache Sonnenuhr zu bauen, ist mithilfe eines Blumentopfes oder einer Scheibe möglich, in die senkrecht ein Stab gesteckt wird, der zu den einzelnen Stunden am Tag Schatten darauf wirft. Nun muss nur noch zu jeder Stunde eine Markierung gemacht werden. Professionelle Sonnenuhren beziehen auch die Erdachse und den Breitengrad des Ortes mit ein, auf dem die Sonnenuhr
steht.