Im Unterschied zu den anfänglichen Uhren brauchen so genannte Räderuhren und Pendeluhren weder Wasser, Feuer noch Sonnenlicht.
Räderuhr
Das Uhrwerk einer sogenannten Räderuhr besteht aus mechanischen Bauteilen wie zB einem Gewicht als Antrieb, Zahnrädern ... Sie sind ziemlich kompliziert aufgebaut.
Im Mittelalter waren Glockenzeichen von großer Bedeutung. Kirch- und Stadttürme wiesen durch Glockenläuten auf die Öffnungszeiten von Stadttoren, Gerichts- und Marktzeiten oder Gebetszeiten der Klöster hin.
Zu Beginn des 14. Jahrhunderts gab es die ersten Räderuhren, vorwiegend in Klöstern. Im Laufe der Zeit wurden an Rathäuser und Gerichten für alle Menschen sichtbar mechanische Uhren angebracht. Diese läuteten zu bestimmten Zeiten. Anfangs hatten diese aber noch keine Minuten- und Sekundenzeiger.
Da die Uhren noch nicht besonders genau gingen, wurde stetig die Technik verändert und so verbessert. Damit konnten die Uhren auch kleiner gefertigt werden. So gab es bereits ab Anfang des 16. Jahrhunderts die ersten Taschenuhren.
Pendeluhr
Die erste Pendeluhr entwickelte und baute 1657 der Holländische Wissenschaftler Christian Huygens. Bereits Galileo Galilei beschäftigte sich mit dem Pendel und Uhren, setzte seine Idee aber nicht um.
Die Mechanik der Pendeluhr ist ähnlich kompliziert wie die der Räderuhr. Auch hier werden Gewichte, Zahnräder, andere Bauteile und natürlich ein Pendel eingesetzt.
Das Pendel braucht für eine volle Schwingung (hin und her) immer exakt gleich lang. Es gibt somit der Uhr den Takt an.
Die Schwingungen werden von einem Mechanismus gezählt und die jeweiligen Zeiger entsprechend weiterbewegt.
Das Pendel braucht vom Uhrwerk aber einen Antrieb. Ohne diesen würde die Bewegung des Pendels stetig kleiner werden, bis es nach kurzer Zeit stehen bleibt.
Schwingt das Pendel pro Sekunde einmal hin und her, so hat der Minutenzeiger nach 3600 Schwingungen einen vollen Umlauf am Ziffernblatt zurückgelegt. Das sind 3600 Sekunden – also 60 Minuten. Es ist also eine Stunde vergangen. Solche Uhren brachten es auf eine Genauigkeit von damals unglaublichen 10 Sekunden pro Tag.