miniatur|Die Türler-Uhr (Gesamtansicht) Die Türler-Uhr ist eine astronomische Uhr, die sich das Familienunternehmen „Türler – Uhren & Juwelen“ anfertigen und in seinem Verkaufslokal in Zürich am Paradeplatz aufstellen ließ.Franz Türler: Die Türler-Uhr – Modell des Kosmos. In: Franz Betschon, Stefan Betschon, Willy Schlachter (Hrsg.): Ingenieure bauen die Schweiz. Technikgeschichte aus erster Hand. Band 2. Verlag Neue Zürcher Zeitung, Zürich 2014, ISBN 978-3-03823-912-3, S. 344–350. Sie ist ein synchron laufendes mehrfaches Modell des Kosmos, das in der Tradition der seit dem Ende des Mittelalters gebauten astronomischen Uhren steht und von 1986 bis 1995 vom Uhrenkonstrukteur Ludwig Oechslin und vom Uhrmachermeister Jörg Spöring entworfen und hergestellt wurde.Die Beschreibung beruht auf den unten angegebenen Veröffentlichungen und zwei weiteren, bisher unveröffentlichten Manuskripten von Ludwig Oechslin, von denen eins die Berechnung der Werke zum Inhalt hat. Seit Oktober 2017 ist die Türler-Uhr als mindestens fünfjährige Leihgabe im MIH in La Chaux-de-Fonds ausgestellt.
Die Türler-Uhr befindet sich auf einem säulenartigen Granitsockel. Um den zentralen Gewichtsantrieb und das Uhrpendel sind fünf Werkblöcke für Anzeigen auf Zifferblättern und für Bewegungserzeugung in Himmelsmodellen angeordnet. Vier der Blöcke bilden ein waagerechtes Kreuz, der fünfte ist mittig aufgesetzt und treibt einen Erdglobus und ihn umgebende Sphären an.
Es handelt sich um folgende Blöcke beziehungsweise Anzeigen oder Himmelsmodelle: 12-Stunden-Uhr (inklusive Antrieb und Pendel) und Kalendarium (Zifferblatt 1) sogenannter Horizont (Zifferblatt 2) Planetarium (Zifferblatt 3) Tellurium (Zifferblatt 4) Erdglobus und Himmelssphären (Aufsatz)
Uhr, Kalendarium und Planetarium kamen in verschiedenen Kombinationen auch in den alten astronomischen Uhren vor. In der vorgestellten Form ist das Kalendarium aber neu. Der „Horizont“ ist ebenfalls neu, ähnelt aber dem Astrolabium, einem besonderen Bestandteil astronomischer Uhren (Astrolabiumsuhren). Ein Tellurium wurde hier vermutlich erstmals einer astronomischen Uhr zugefügt. Die Kombination mit einem von beweglichen Sphären umgebenen Erdglobus ist ganz neu (ein einzelner, von beweglichen Sphären umgebener Erdglobus war bisher auch nicht bekannt).
Die Uhrwerkblöcke sind auf ihrem Umfang mit 30 cm mal 30 cm quadratisch. Die vorgesetzten Zifferblätter haben einen Durchmesser von 45 cm. In der Draufsicht passen sie in ein Quadrat mit etwa 100 cm Kantenlänge. Die Gesamthöhe der Uhr beträgt bis zum höchsten Punkt der äusseren Sphäre um den Globus etwa 220 cm.
Antrieb, Gangregler, Bauteile und Werkstoffe Die Uhr wird mit einem grossen Gewicht, das zwischen den Seitenwänden des Sockels hängt und etwa alle 4 Stunden elektromotorisch aufgezogen wird, angetrieben. Es bewegt jede Minute alle beweglichen Teile. Nur der Sekundenzeiger springt im Sekundentakt synchron mit den Ausschlägen des verwendeten Sekundenpendels.
Damit die Gangregelung durch das Pendel nicht dauernd gegen die durch die Uhrwerkblöcke verursachte unstete Kraft arbeiten muss, wird dafür ein kleineres zweites Gewicht verwendet. Dieses wird jede Minute einmal vom grossen Gewicht hochgezogen. Die Gangregelung hat vorwiegend nur den von diesem stammenden relativ gleichmässigen Antrieb zu hemmen, denn dieser bewegt lediglich den Sekundenzeiger direkt. Unvermeidliche Folge des Wiederaufzugs-Mechanismus für das kleine Gewicht ist, dass das grosse Gewicht dennoch schwach bis zur Gangregelung durchwirkt, aber nur etwa im Verhältnis 1:10. Die besondere Konstruktion des Wiederaufzugs ist Ursache dafür, dass alle Uhrenteile annähernd sprunghaft im Minutentakt bewegt werden.
Das Sekundenpendel ist eine Stange aus Quarz. Wegen des geringen Temperaturausdehnungskoeffizienten von Quarz (nahezu Null) ist die Schwingungsdauer praktisch temperaturunabhängig. Die Ganggenauigkeit wird trotzdem mit sekündlichen Zeitzeichen kontrolliert, die vom deutschen Zeitzeichensender DCF77 empfangenen werden. Hierzu wirkt ein im Bodenteil befindlicher Elektromagnet bei Bedarf beschleunigend oder verzögernd auf das schwingende Pendel.
Das Pendel arbeitet zusammen mit einer Strasser-Anker-Hemmung.
Die Uhr besteht aus insgesamt 251 Rädern auf 155 Achsen und verwendet nur sparsam Schaltungen über Hebel: 12-Stunden-Uhr und Kalendarium: 58 Räder auf 35 Achsen, 1 Schaltfinger, 1 Staffelwalze Horizont: 47 Räder auf 31 Achsen, 5 Kurbelschleifen Planetarium: 50 Räder auf 29 Achsen Tellurium: 45 Räder auf 30 Achsen, 1 Kurbel Erdglobus und Himmelssphären: 51 Räder auf 30 Achsen, 2 Kurbelschleifen
Die Eigenschaft der Uhr als modernes feinwerktechnisches Instrument ist auch daran erkennbar, dass neben einigen Lagersteinen aus Rubin vorwiegend Kugellager und Gleitlager aus Teflon verwendet werden: 60 Rubinlager, 58 Dünnring-Kugellager, 86 Kugellager, 62 Mini-Kugellager und 49 Teflonlager. Ineinander steckende Zeigerrohre sind teflonbeschichtet.
Fast alle Metallteile der Uhr bestehen aus Messing und sind vergoldet.
12-Stunden-Uhr und Kalendarium Mit ihrem 12-Stunden-Zifferblatt ist die Türler-Uhr zunächst eine normale Uhr mit Stunden- und Minutenzeiger. Die im dazu dienenden Werkblock erzeugte Drehung in 12 Stunden wird nach der Übersetzung auf 1 Drehung in 24 Stunden über Wellen und Umlenkgetriebe als Antrieb der vier anderen Werkblöcke verwendet.
Innerhalb der Stunden- und Minutenskala befinden sich vier kreuzförmig angeordnete kleinere Zifferblätter für folgende kalendarische Anzeigen: links: Wochentag (Montag, Dienstag, …, Sonntag) oben: Tag im Monat (1, 2, 3, …, 31) rechts: Monat (Januar, Februar, …, Dezember) unten: Jahreszahl (aussen, bis 9999) und Sekunde (innen, 1, 2, …, 60).
Es handelt sich um einen ewigen Kalender, der dem Gregorianischen Kalender folgt: Er fügt alle vier Jahre einen Schalttag ein und lässt ihn dreimal in 400 Jahren weg.
Die kalendarischen Anzeigen ändern sich wie die der Tageszeit kontinuierlich, um die Zeit generell als fliessendes Kontinuum erlebbar zu machen. Anstatt Kalenderdaten sprunghaft zu wechseln und in engen Fenstern zur Anzeige zu bringen, fliessen Datenbänder stetig unter Anzeigemarken durch. Bei der Wochentags-Anzeige ist noch der generell in der Uhr enthaltene Minutensprung, der praktisch nicht mehr erkennbar ist, unterlegt. Die Datenscheiben der Monats- und Jahres-Anzeige werden in Tagesschritten gedreht, was praktisch auch als stetiges Fliessen wahrgenommen wird.
Ausnahme ist der Monatstag, dessen Anzeige sich täglich sprunghaft ändert und in einem engen Fenster erscheint. Formaler Grund dafür ist, dass der Monatstag – deutlich mehr als der Wochentag, der keine Nummer trägt – als gezählte Einheit empfunden wird und entsprechend dargestellt werden kann. Praktischer Grund ist, dass die verschieden langen Monate (28 bis 31 Tage) mehrere Getriebe verlangen würden, um gleichmässig unterteilt zu werden. Durch die gewählte digitale Lösung wurde ein grösserer technischer Aufwand vermieden.
Die Monatsscheibe wird in Normaljahren mit 365 Tages-Schritten, in Schaltjahren mit 366 Tages-Schritten weiter gedreht. Das bewirkt einen vernachlässigbaren Anzeige-Fehler auf der Monatsskala. Ihre Umdrehung ist im Mittel 1/Kalender-Jahr.
Die Jahreszahl wird auf vier konzentrischen Ringen von innen nach aussen verteilt angezeigt, um bewusst auf die jeweils höheren Zehnerstellen Jahrzehnt, Jahrhundert und Jahrtausend hinzuweisen.
Der Sekundenzeiger dreht sich im Zentrum der Jahreszahlringe über seiner eigenen Skala.
Horizont miniatur|Horizont
In diesem Teil der Anzeige ähnelt die Türler-Uhr einer Astrolabiumsuhr, wie sie zwischen dem Spätmittelalter und dem Beginn der Renaissance gebaut wurden. Himmelskugel und Horizont sind aber nicht vom Himmelsnordpol aus auf die Zifferblattebene projiziert (stereografische Projektion), sondern es wurde die sogenannte mittabstandstreue Azimutalprojektion angewendet. Das Bild entstand durch Aufsetzen der Himmelskugel mit ihrem Südpol auf die Bildebene und ihrem wiederholten Abrollen auf ihren Längengraden. Die beiden himmlischen Wendekreise haben gleichen Abstand vom dazwischen liegenden Kreis des Himmelsäquators. Der Horizont als Trennlinie zwischen Tages- und Nachthimmel wird bei dieser Methode aber nicht exakt als Kreis abgebildet. Besonderheit der Türler-Uhr ist die Überlagerung dieser mathematischen Horizontlinie mit der Kontur des natürlichen Horizonts, wie er in geringer Höhe vom Paradeplatz aus über die Dächer der angrenzenden Häuser hinweg mit einem Fischaugenobjektiv erfasst wird. Die mathematische Horizontlinie ist grundsätzlich für alle Orte auf der geographischen Breite von Zürich gleich.
Die angewendete Projektionsart führt gleich wie die in Astrolabiumsuhren zur anschaulichen Darstellung der Sonnen- und Mondbewegung vom östlichen über den südlichen zum westlichen Horizont. Der lineare Bildmassstab auf den Meridianen vereinfachte die in der Uhr vorzunehmende Anpassung der täglich ändernden Bahnhöhe von Sonne und Mond.
Der das Sonnensymbol (dreifacher Durchmesser anstatt massstäblich) umführende Zeiger gibt in Astrolabiumsuhren die Tageszeit auf einer 24-Stunden-Skala als mittlere Ortszeit (MOZ) an. Die am Himmel umlaufende Sonne repräsentiert aber die sogenannte wahre Zeit, deren übers Jahr schwankende Abweichung mit der Zeitgleichung beschrieben wird. In der Türler-Uhr wird der wahre Sonnenlauf nachgebildet. Der Horizont-Block wird von einer Ausgangswelle der 12-Stunden-Uhr mit Kalendarium zwar mit einer gleichmässigen Drehung in 24 Stunden angetrieben. Mit einer Äquationsvorrichtung, deren Konstruktion auf Jost Bürgi zurückgeht und zwei in Reihe geschaltete Kurbelschleifen verwendet, wird aber der ungleichmässige – wenn auch scheinbare – Sonnenlauf verwirklicht. Der ungleiche Fluss der Sonnenzeit wird hergestellt, der in Wahrheit von der Elliptizität der um die Sonne führenden Erdbahn und der Schiefe der Erdachse auf dieser Bahn verursacht wird. Der verlängert zu denkende Sonnenzeiger zeigt auf der 24-Stunden-Skala aussen die wahre Ortszeit (WOZ) von Zürich und aller Orte mit gleicher geographischer Länge an.
Die übers Jahr verschieden hohe Tagesbahn der Sonne ist auch eine Folge der Schiefe der Erdachse. Das Sonnensymbol ändert dementsprechend seinen Abstand von der Bildmitte mit einer Schwingungsdauer von einem Jahr. Der das Symbol an seiner Spitze tragende Zeiger ändert seine Länge durch Einsatz einer Kurbelschleife teleskopisch, so dass das Symbol zwischen den Wendekreisen der Sonne hin und her wandert.
In der Türler-Uhr wird die Bewegung des Mondes genauer als in den bekannten Astrolabiumsuhren nachgebildet. Von den Ursachen, die den Mondlauf ungleichmässig machen, werden beachtet: die elliptische Form der um die Erde führenden Mondbahn, die Perigäumsdrehung der Mondbahn (in der Uhr 1 Drehung in 8,8481 Jahren), die Neigung der Mondbahn gegen die Ekliptik (etwa 5,1°, in der Uhr aus didaktischen Gründen mit etwa doppelten Wert dargestellt) und die Drehung der Knotenlinie, um die die Mondbahn geneigt ist (in der Uhr 1 Drehung in 18,6134 Jahren).