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Uhr

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Holz

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Die Pendule als mittelgrosse, auf eine Tisch oder eine Wandkonsole zu stellende Pendeluhr entwickelte sich in Frankreich (Blois und Paris) mit verschiedenen Gehausestilen und regionalen Formen, spater dann auch in der Schweiz (Neuchatel und Genf). Die Suche nach einer Losung fur das Langenproblem, also die Bestimmung der geographischen Lange auf dem offenen Meer, dauerte trotz ausgelobter Preisgelder in enormer Hohe uber einhundertfünfzig Jahre an. Zunachst waren solche Uhren nicht als Konsumgut erhaltlich, setzten sich aber Anfang der 1970er Jahre aufgrund der hohen Genauigkeit bei moderatem Preis und sehr geringem Wartungsaufwand am Markt durch und fuhrten die traditionelle Uhrenindustrie in die Quarzkrise.

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Uhr – Wikipedia
Bildquelle: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/60/Sumiswaelder_pendule.jpg    

Daruber hinaus ist eine grosse Anzahl Uhren zu vermuten, die keine dokumentierte Erwahnung fanden. Vor allem die Erkenntnisse aus der Astronomie und der Mathematik nahmen zu dieser Zeit grossen Einfluss auf die Entwicklung der Raderuhr. Einige monumentale astronomische Uhren mit einer Vielzahl von komplizierten Anzeigen entstanden in dieser Zeit. Fur europaische Monarchen und wohlhabende Burger wurden nach gleichem Prinzip kleinere Uhren aus Eisen gefertigt. Obwohl auch sie uber astronomische Anzeigen verfugten, dienten sie meist reprasentativen Zwecken. Gleichzeitig vollzog sich damit der Wandel von der offentlichen zur hauslichen Uhr. Sanduhren verbreiteten sich in Mitteleuropa gleichzeitig mit den Raderuhren im vierzehn Jahrhundert.[6] Zentren fur ihre Herstellung waren Nurnberg und Venedig, die uber geeignete Sandvorkommen verfugten.[7] Sanduhren sind nur fur die Messung von vergleichsweise kurzen Zeitabstanden geeignet und waren z. B. in der Schifffahrt zur Bestimmung der Reisegeschwindigkeit und als Glasenuhr bis in das neunzehn Jahrhundert in Gebrauch. Zunachst wurden Raderuhren, abgesehen von einigen Einzelkunstlern, vor allem von Schlossern oder Buchsenmachern angefertigt und repariert, die bereits im Hochmittelalter in Zunften organisiert waren. Aus ihren Reihen spezialisierten sich Meister auf das Handwerk des Uhrmachers. Bereits um eintausendvierhundertfünfzig sind eigenstandige Uhrmacherzunfte, z. B. in Wien, nachweisbar.[8] Sehr fruh nach der Erfindung der eisernen Raderuhr gab es aber auch Versuche, solche Uhren aus Holz zu bauen. Auch Turmuhren, die teilweise aus Holz gefertigt waren, sind bekannt.[9] Entgegen der ublichen Meinung waren die ersten Holzraderuhren keineswegs einfache Gebrauchsgegenstande, sondern oft kunstvoll gefertigt und fur Fursten oder hohe Geistliche bestimmt. Erst ab dem fruhen siebzehn Jahrhundert kam es zu einer schnellen und weiten Verbreitung einfacher Holzraderuhren in Mitteleuropa, vor allem in der Schweiz, in Frankreich und in Suddeutschland.[10] Mit dem Zeitalter der Renaissance kam es zu zwei bedeutenden Entwicklungen, die den weiteren Weg der Uhr entscheidend beeinflussten. Zum einen hatten die hauslichen Uhren ein Gehause erhalten, um sie vor Staub und damit vor Abnutzung zu schutzen. Die Gestalt der Uhren war fortan dem jeweiligen Geschmack und der Mode ihrer Zeit unterworfen und nicht selten trat die Funktion der Zeitmessung hinter den Schmuck der ausseren Form zuruck. Zum anderen wurde es moglich, die Uhren durch neue Erfindungen, andere Materialien und bessere Werkzeuge immer weiter zu verkleinern. Durch die Verwendung von Messing fur die Zahnrader konnten diese wesentlich kleiner gefertigt werden. Die von Turschlossern bereits bekannte Feder wurde als Energiespeicher fur das Uhrwerk ubernommen und machte sie dadurch unabhangig vom Aufstellort. Die alteste erhaltene Uhr mit Federantrieb stammt von ca. 1430, Peter Henlein aus Nurnberg baute um eintausendfünfhundertvier diesen Federantrieb in Verbindung mit einer Unrast als einer der ersten in eine Uhr ein und konnte sie so auf Taschengrosse verkleinern. Die Uhr war damit nicht nur unabhangig vom Aufstellort, sie konnte auch getragen werden und dabei kontinuierlich die Zeit anzeigen. Beispiele fur die Miniaturisierung der Uhr sind eine 1620 gefertigte Uhr mit 5,75 Linien Durchmesser von Martin Hylius aus Dresden und eine aus dem Jahr 1648 stammende von dem Augsburger Johann Ulrich Schmidt mit nur 4 Linien Durchmesser.[11] Ab Mitte des siebzehn Jahrhunderts wurden die ersten Taschenuhren mit Spindelhemmung hergestellt. Viele bedeutende Uhrmacher in England, Frankreich und Deutschland produzierten Stucke allerhochster Qualitat und wetteiferten in ihrer steten Verbesserung. In Amerika verfolgte man einen anderen Weg, dort setzte man ab dem fruhen 19. Jahrhundert mit industrieller Massenproduktion auf die Herstellung besonders preiswerter Taschenuhren. Als typische Beispiele fur Uhren der Renaissance sind viele Tischuhren erhalten. Sie zeichnen sich aus durch Werke mit Spindelhemmung und Radunruh, Federhaus mit Kraftubertragung uber Darmsaiten und Schnecken, Rader aus feuervergoldetem Messing oder Kupfer, Werkplatinen aus Messing und profilierte Pfeiler. Teilweise haben sie ein Stunden- oder Viertelstundenschlagwerk auf Glocke und Wecker. Die Gehause weisen eine geometrische Grundform auf, sind aus vergoldetem Messing oder Bronze und in filigraner Arbeit durchbrochen. Seltene Exemplare haben astronomische Anzeigen oder phantasievolle, figurliche Automaten.[12] Noch vor der Einfuhrung des Pendels baute man vereinzelt bereits Uhren mit Minutenzeiger. Aus dem 16. Jahrhundert sind Stucke von Jost Burgi bekannt, die sogar Hilfszifferblatter fur Sekundenzeiger hatten, auch wenn die Ganggenauigkeit der Uhren eine so exakte Zeitmessung erst ab etwa 1700 zuliess.[13] An der Schwelle zum Barock gewann die Darstellung von Figuren und die gestalterische Vielfalt der Uhrengehause immer grossere Bedeutung (Beispiel: Carteluhr). Vor allem aus den deutschen Zentren Augsburg und Nurnberg stammen spatestens ab eintausendsechshundert viele prachtvolle Entwurfe mit Gehausen in Tierformen und aus edlen Metallen wie Silber und Gold. Die mechanische Prazision der Zeitmessung trat in ihrer Bedeutung hinter die Faszination fur die Maschine mit ihren wunderbaren Funktionen zuruck. Mit der Einfuhrung des Pendels als Gangregler erfolgte eine revolutionare Entdeckung, die den Grundstein fur die wissenschaftliche Chronometrie und den Bau von Prazisionsuhren legte. Galileo Galilei, genialer Wissenschaftler und Vorreiter des Kopernikanischen Weltbildes, beschrieb eintausendfünfhundertdreiundachtzig die Pendelgesetze und entdeckte den Isochronismus. Er erdachte einen Mechanismus mit Freier Hemmung und Pendel, den er aber zu Lebzeiten nicht mehr vollenden konnte. eintausendsechshundertsechsundfünfzig entwickelte der hollandische Astronom, Mathematiker und Physiker Christiaan Huygens unabhangig von Galilei die gleiche Idee und liess von Salomon Coster die erste Pendeluhr anfertigen. Nur kurze Zeit spater, um 1680, wurde von William Clement die Ankerhemmung fur Grossuhren entwickelt.[14] Die Raderuhr gelangte damit zu einer noch nicht gekannten Prazision von durchschnittlich wenigen Sekunden Gangabweichung pro Tag. In der Folge wurden die Gangregler vieler alter Uhren durch Pendel ersetzt und der Minutenzeiger allgemein eingefuhrt. Brennpunkte der Uhrmacherei waren in der folgenden Zeit die Niederlande und England, dort vor allem London. Die Grundzuge der wesentlichen niederlandischen Uhrentypen, Haagse Klok, Stoelklok und die friesischen Uhren lassen sich direkt auf die von Salomon Coster gebauten Uhren zuruckfuhren. In England entstanden mit der Einfuhrung der Ankerhemmung die ersten Bodenstanduhren, die sogenannten Grandfather Clocks, die zusammen mit den Bracket Clocks zum Synonym fur englische Grossuhren wurden. Die Pendule als mittelgrosse, auf eine Tisch oder eine Wandkonsole zu stellende Pendeluhr entwickelte sich in Frankreich (Blois und Paris) mit verschiedenen Gehausestilen und regionalen Formen, spater dann auch in der Schweiz (Neuchatel und Genf). In Deutschland wurde die Bedeutung des Pendels lange verkannt und so verloren die deutschen Zentren Augsburg und Nurnberg ihre fuhrende Rolle und gerieten ins Hintertreffen. Zwischen eintausendsiebenhundertzwanzig und eintausendsiebenhundertachtzig waren in England sogenannte Kutschenuhren, besonders grosse Taschenuhren mit Schlag- und vereinzelt auch Spielwerken, als Reiseuhr sehr beliebt. Sie wurden spater von der Carriage Clock und der franzosischen Pendule d'Officier abgelost. Der bluhende, aber auch konkurrierende Handel europaischer Machte mit den Kolonien in Ubersee stellte hochste Anforderungen an die Seeschifffahrt. Fur eine sichere Navigation war eine prazise Zeitmessung essentiell wichtig. Die Suche nach einer Losung fur das Langenproblem, also die Bestimmung der geographischen Lange auf dem offenen Meer, dauerte trotz ausgelobter Preisgelder in enormer Hohe uber einhundertfünfzig Jahre an. Das Problem wurde schliesslich 1759 von John Harrison mit dem Bau seiner Marinechronometer gelost. In der Folge der Industrialisierung entwickelte sich ab Mitte des neunzehn Jahrhunderts in verschiedenen Zentren die Massenproduktion von Uhren. In Deutschland war vor allem die Uhrenproduktion im Schwarzwald bedeutend, in Frankreich mag die Entwicklung der Comtoise-Uhr als Beispiel gelten. In den Vereinigten Staaten wurde vor allem die Taschenuhr aus industrieller Fertigung popular. Nach anfanglich sehr hochwertiger Produktion, wandelte sich die Taschenuhr dort schnell zum erfolgreichen Massenartikel. Die so genannte Dollar Watch, ein einfacher Uhrentyp fur jedermann, wurde von verschiedenen Herstellern bis ins 20. Jahrhundert viele Millionen Mal verkauft. Mit dem Aufkommen der flachendeckenden Stromversorgung entstand schnell der Wunsch, Elektrizitat auch fur Uhren zu nutzen. Ein erster Schritt hierzu war das Aufziehen von Uhrwerken durch einen netzgespeistenElektromotor. Turmuhren mit schweren Gewichten und Prazisionsuhren, die moglichst ungestort ablaufen sollten, wurde damit ausgerustet. Elektrisch aufgezogene Unruh-Uhren wurden z. B. in Schaltuhren eingesetzt. Der Gangregler (Pendel oder Unruh) mechanischer Uhren kann auch elektromagnetisch angetrieben werden und uber eine Klinke das Raderwerk drehen. Solche Uhren gab es zum Beispiel als Wanduhr mit einer Dauermagnete tragenden,,Unruh", die mit feststehenden Spulen angetrieben wurde. Viele heute gehandelte elektrische Pendeluhren besitzen jedoch nur noch ein Scheinpendel, die Uhr selbst wird von einem Quarzwerk angetrieben. Fur die rasante Ausbreitung des uberregionalen Eisenbahnverkehrs war es eine Notwendigkeit, Zeitsignale uber weite Strecken zu ubermitteln. Hauptuhren in offentlichen Uhrenanlagen gaben zum Zeitabgleich elektrische Impulse an entfernt stehende Tochteruhren ab, die von einem einfachen Schrittschaltwerk angetriebenen waren. Dies lautete auch das Ende der regionalen Ortszeiten ein und fuhrte zu einem gesellschaftlichen Wandel. Synchronuhren nutzen die Netzfrequenz des Wechselstromnetzes als Zeitnormal. Sie sind preiswert herzustellen und waren als Grossuhren in der Industrie und in offentlichen Einrichtungen verbreitet. Bereits zu Beginn des neunzehn Jahrhunderts wurden vereinzelt Miniaturuhren in Schmuckbander eingebaut und am Arm getragen. Sie sind als Vorlaufer der modernen Armbanduhren zu sehen, die um eintausendachthundertachtzig erstmals fur die deutsche Kriegsmarine in Serie produziert wurden. Nach der Jahrhundertwende setzten sich die Armbanduhren zunachst als schmucke Damenuhr gegen die weit grosseren Taschenuhren durch. Vor allem in den Grabenkampfen des Ersten Weltkriegs bewies die Armbanduhr ihre praktischen Vorteile gegenuber der Taschenuhr und erfuhr erste wesentliche Verbesserungen, wie z. B. Leuchtzeiger und verschraubte Gehause gegen Feuchtigkeit.[15] Aber auch Sportler und Flieger setzten fruh auf die Vorteile der Armbanduhr. Zum endgultigen Durchbruch verhalfen der Armbanduhr die Erfindung der Automatikuhr durch John Harwood (1923) und die Einfuhrung der wasserdichten Uhr durch Hans Wilsdorf (Rolex Oyster, 1926). Die Entwicklung der Stosssicherungen war ein weiterer Schritt zur Alltagstauglichkeit. Um 1930 hatte die Armbanduhr bereits die Verkaufszahlen der Taschenuhren erreicht, 1934 beherrschte sie zwei Drittel des Marktes.[16] Die erste Quarzuhr wurde eintausendneunhunderteinundzwanzig von H. M. Dadourian entwickelt, basierend auf kurz nach dem Ersten Weltkrieg von Paul Langevin durchgefuhrten Ultraschall-Experimenten mit Schwingquarzen. Der Taktgeber einer Quarzuhr ist kein mechanisches Pendel oder eine Unruh, sondern ein elektronischer Quarzoszillator, dessen Frequenz mit Hilfe eines Schwingquarzes besonders genau eingehalten wird. Zunachst waren solche Uhren nicht als Konsumgut erhaltlich, setzten sich aber Anfang der 1970er Jahre aufgrund der hohen Genauigkeit bei moderatem Preis und sehr geringem Wartungsaufwand am Markt durch und fuhrten die traditionelle Uhrenindustrie in die Quarzkrise. Die klassische Raderuhr wurde von der Quarzuhr in fast allen Lebensbereichen vollstandig verdrangt. Seit einigen Jahren erlebt sie als Armbanduhr ein beachtliches Revival. Ein letzter Schritt zur derzeit hochsten Genauigkeit der Zeitmessung war die Entwicklung der Atomuhr, welche eintausendneunhundertneunundvierzig zum ersten Mal eingesetzt wurde. Atomuhren nutzen die Strahlungsubergange freier Atome oder Ionen als Zeitgeber und finden in der Wissenschaft, zur Navigation in der Raumfahrt und als Zeitnormal Anwendung. Im folgenden Abschnitt werden die Baugruppen einer klassischen Raderuhr beschrieben. Elementaruhren und elektronische Uhren funktionieren nach grundlegend anderen Prinzipien. Eine Raderuhr besteht aus den vier Baugruppen Energiespeicher, Raderwerk, Gangregler und Anzeige. Die vom Energiespeicher gelieferte und vom Raderwerk ubertragene Antriebsenergie wird durch die Hemmung an den Gangregler abgegeben und halt dessen Schwingung aufrecht. Der Gangregler wiederum steuert die Hemmung, die das Ablaufen des Uhrwerks in einen gleichmassigen Takt unterteilt. Die Anzeige wird vom Raderwerk in diesem Takt weiter geschaltet, an ihr kann man die Zeit ablesen. Die einfachste und alteste Methode einer Raderuhr anzutreiben ist die Verwendung eines langsam fallenden Gewichtes. Das Gewicht kann mit einem Seil, einer Darmsaite oder einer Kette am Antriebsrad des Uhrwerks befestigt sein. Je schwerer das Gewicht und je grosser das Antriebsrad, desto hoher ist das Drehmoment zum Antrieb des Uhrwerks. Ein Gewichtsantrieb ist einfach zu konstruieren und liefert eine konstante Antriebskraft. Die Laufdauer einer Gewichtsuhr wird durch die Fallhohe des Gewichtes (eigentlich der Masse) begrenzt. Kann das Gewicht "nicht mehr fallen", wird die Uhr mit einem Schlussel uber den Aufzugvierkant oder, z. B. bei Kuckucksuhren und Hausuhren, direkt uber den Kettenzug aufgezogen. Turmuhren mit schweren Gewichten verfugen oft uber einen elektrischen Antrieb, der diese Aufgabe ubernimmt. Eine andere Moglichkeit mechanische Energie zu speichern, ist die Verwendung einer Uhrfeder. Zumeist ist es eine lange aufgewundene Spiralfeder. Bei sehr einfachen Uhrwerken liegt die Feder frei, bei technisch anspruchsvolleren Uhren ist sie geschutzt in einem Federhaus untergebracht. Der Vorteil des Federantriebs liegt in der moglichen Verkleinerung des Uhrwerks und in der Lageunabhangigkeit des Antriebs, er war damit Voraussetzung fur die Entwicklung tragbarer Uhren. Das von einer Spiralfeder abgegebene Antriebsdrehmoment ist nicht konstant. Je weiter die Uhr ablauft, desto mehr verringert sich das Drehmoment. Fur gleichmassig gute Gangergebnisse der Uhr sind weitere konstruktive Techniken erforderlich. Auch kann aufgrund der begrenzten Federlange nur eine geringe Menge Antriebsenergie gespeichert werden. Die Gesamtheit aller Zahnrader und Triebe eines Uhrwerks ist das Raderwerk. Als Materialien wurden fruher Holz, Eisen, Stahl oder Messing verwendet, bei modernen Uhren finden auch Kunststoffe oder z. B. Keramik Anwendung. Das Gehwerk ubertragt die vom Energiespeicher zur Verfugung gestellte Antriebskraft mit Hilfe der Hemmung auf den Gangregler. Durch die Kombination unterschiedlicher Zahnradpaare wird eine Abstufung der einzelnen Umlaufzeiten erreicht, so dass der Energiespeicher nur sehr langsam ablauft, wahrend sich das Ankerrad relativ schnell dreht. Viele mechanische Uhren verfugen uber ein Schlagwerk, das vom Gehwerk zu bestimmten Zeitpunkten ausgelost wird und ein akustisches Signal gibt. Gehwerk und Schlagwerk sind in der Uhr meist getrennt, entweder neben- oder hintereinander, angebracht. Das Schlagwerk besitzt keine Hemmung, ist aber oft mit einer einfachen aerodynamischen Bremse - dem Windfang - ausgerustet, damit es nicht zu schnell ablauft. Es fuhrt die Schlage aus und bewegt einen Mechanismus zu ihrer Steuerung (Anzahl und Abfolge der Schlage). Nachdem es vom Gehwerk ausgelost wurde, lauft ein Schlagwerk einmalig ab. Es schaltet sich selbst aus und verharrt in Ruhe, bis es erneut ausgelost wird. Als Klangkorper werden meist Glocken oder Gongstabe verwendet. Daruber hinaus gibt es Ruf- und Repetitionsschlagwerke, welche auf Anforderung die Uhrzeit minutengenau schlagen oder den zuletzt ausgefuhrten Schlag wiederholen, beziehungsweise die Wiederholung nach einigen Minuten selbsttatig ausfuhren. Der Gangregler einer mechanischen Uhr erzeugt gleichmassige, wiederkehrende Zeittakte. Seine Antriebsenergie erhalt er vom Energiespeicher als Impuls uber die Hemmung der Uhr. Auf umgekehrtem Weg erhalt die Hemmung vom Gangregler den Zeittakt und unterbricht das freie Ablaufen des Uhrwerks. Der erste Gangregler war das Foliot, ein waagerecht angeordneter Balken, dessen Tragheitsmoment durch kleine Gewichte an den Balkenenden verandert werden konnte. Die Unrast war eine Weiterentwicklung des Foliot in Form eines kreisrunden Rings. Die fruhen Gangregler waren noch unvollkommen, da sie fest mit der Hemmung verbunden waren und durch ihre Massetragheit die Drehung der Hemmung lediglich stabilisierten. eintausendsechshundertsechsundfünfzig erfand der niederlandische Astronom Christiaan Huygens das Uhrpendel in seiner heutigen Form, mit der sich die Ganggenauigkeit der Raderuhren sprunghaft verbesserte. Das Huygensche Pendel ist von der Hemmung entkoppelt und kann so seine Eigenschwingung entfalten. eintausendsechshundertvierundsiebzig entwickelte Huygens auch die Unruh, bis heute der endgultige Gangregler fur Kleinuhren. Der Energiewechsel findet zwischen der Bewegung der Unruhmasse und der elastischen Verformung der zugehorigen Spiralfeder statt. In gleichem Masse wie die Hemmungen, waren auch die Gangregler stets im Fokus des uhrmacherischen Strebens nach Perfektion. Insbesondere der Versuch, aussere Einflusse wie Luftdruck- und Temperaturanderungen zu kompensieren, fuhrte zur Entwicklung zahlreicher, besonderer Konstruktionen. Gleichwohl gab es auch andere Losungen mit Taktgebern, so z. B. 1595 die Kugellaufuhren des Kammeruhrmachers Christoph Margraf.[20] Die im Maschinenbau verwendete kontinuierliche Drehzahlregelung mit einem Fliehkraftregler wurde ebenfalls versucht, erwies sich aber fur Uhren (Drehpendel) als zu ungenau.[21] Ein,,Liquid-Chronometer" in Ilmenau. Es zeigt die Zeit durch Flussigkeitssaulen an Die klassische Form der Zeitanzeige (auch: Indikation) erfolgt analog mit Uhrzeigern auf einem Zifferblatt. Fruhe Raderuhren besassen lediglich einen Stundenzeiger, erst um eintausendsiebenhundert wurden der Minuten- und der Sekundenzeiger eingefuhrt. Die ersten Sekundenzeiger mit besonderer Skale wurde ab 1780[22] gebrauchlich. Das Zifferblatt ist in der Regel eine kreisrunde oder eckige Scheibe aus Metall, Holz oder Glas. Darauf ist der Zifferring gemalt, gedruckt oder eingraviert und meist in zwölf Stunden aufgeteilt. Bei vielen Armbanduhren sind die Minuten- und Stundenindizes auf das Zifferblatt aufgesetzt. Die Uhrzeiger sind in der Regel zentrisch angeordnet, es konnen aber auch Hilfszifferblatter oder Ausschnitte fur zusatzliche Anzeigen vorhanden sein. Insbesondere die astronomischen Uhren begeistern durch eine Fulle von unterschiedlichsten Anzeigen. Das Zifferblatt war und ist als Gesicht der Uhr besonders dem Verwendungszweck und dem modischen Geschmack unterworfen. Besonders markante und oft gestalterisch reduzierte Zifferblatter verwendet man z. B. bei Uhren mit technischen Einsatzgebieten, die eine gute Ablesbarkeit erfordern. Als Beispiele seien hier die Fliegeruhr und die Taucheruhr oder die Prazisionspendeluhr genannt. Insbesondere bei der modernen Armbanduhr nutzen die Hersteller die Moglichkeit, sich durch besondere Zifferblattgestaltung und zusatzliche Anzeigen von anderen Herstellern abzugrenzen. Im Allgemeinen ist die Drehrichtung der Zeiger rechtsdrehend, was den scheinbaren Gang der Sonne am Himmel der Nordhalbkugel und damit dem Lauf des Schattens eines Gnomon (Stabes) einer Sonnenuhr nachahmt. Davon leitet sich auch der Begriff,,im Uhrzeigersinn" ab. 2007 wurde in Bolivien beschlossen, die Uhr am Kongressgebaude zur Demonstration der Unabhangigkeit von den Staaten der Nordhalbkugel links herum laufen zu lassen. Im neunzehn Jahrhundert gab es erste Entwurfe fur Raderuhren, die Zeit numerisch mit einer Fallblattanzeige anzuzeigen.

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