CH684857A5

CH684857A5 - Mechanical, geocentric planetarium

Info

Publication number: CH684857A5
Application number: CH329992A
Authority: CH
Inventors: Leon Villars
Original assignee: Leon Villars
Priority date: 1992-10-23
Filing date: 1992-10-23
Publication date: 1995-01-13

Abstract

The mechanical, geocentric planetarium shows in a representation, to scale, the movement of the sun and of the planets Mars and Venus, around the Earth. It has a stationary Earth axis (21) around which a sun axis (31) can be moved by means of a toothed-belt drive (35). The Mars axis (41) can likewise be moved by means of a toothed-belt drive (45) around the sun axis (31). This minimises the number of parts which are used in the mechanical system of the planetarium which consequently can be built to have dimensions which are as small as possible. The representation of the movement of Venus around the sun is implemented by means of a gear drive. <IMAGE>

Description

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CH 684 857 A5 CH 684 857 A5

2 2nd

Beschreibung description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein mechanisches, geozentrisches Planetarium gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The present invention relates to a mechanical, geocentric planetarium according to the preamble of patent claim 1.

Mechanische Planetarien sind bereits seit mehreren Jahrhunderten in verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Sie werden zum Beispiel zu didaktischen Zwecken und Anschauungszwecken in Schulen eingesetzt. Mechanical planetariums in various forms have been known for several centuries. They are used for example for didactic and illustrative purposes in schools.

Die häufigsten Ausführungen sind heliozentrisch. Die dargestellten Planeten bewegen sich meist mit Hilfe von Zahnrädern auf ihren kreisförmigen oder elliptischen Umlaufbahnen um die dargestellte Sonne. Je nach der gewünschten Darstellungsgenauigkeit und der Anzahl der dargestellten Planeten wird eine grosse Anzahl von Zahnrädern in unterschiedlichen Übersetzungen verwendet. Diese Planetarien sind deshalb meist ziemlich voluminös. The most common designs are heliocentric. The planets shown mostly move with the help of gears in their circular or elliptical orbits around the sun shown. Depending on the desired accuracy of representation and the number of planets shown, a large number of gears are used in different translations. These planetariums are therefore usually quite voluminous.

Mechanische, geozentrische Planetarien sind wegen der Komplexität der Planetenbewegung relativ zur Erde komplizierter und somit schwieriger zu verwirklichen als heliozentrische Planetarien. Insbesondere die zeitweise rückläufige Bewegung des Mars aus der Sicht von der Erde stellt einige Anforderungen an die Konstruktion des Planetariums. Derartige Konstruktionen sind in der Herstellung teuer, da viele mechanische Teile speziell angefertigt werden müssen. Mechanical, geocentric planetariums are more complex than heliocentric planetariums because of the complexity of the planetary movement relative to the earth. In particular, the temporarily declining movement of Mars from the Earth's perspective places some demands on the construction of the planetarium. Such constructions are expensive to manufacture because many mechanical parts have to be specially made.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein mechanisches, geozentrisches Planetarium zu schaffen, das kostengünstig herstellbar ist, kleine Abmessungen aufweist und trotzdem die Planetenbewegung masstäblich bezüglich den Distanzen ebenso wie die korrekten Umlaufszeiten wiedergibt. It is an object of the present invention to provide a mechanical, geocentric planetarium which is inexpensive to manufacture, has small dimensions and nevertheless reproduces the planetary movement in terms of distance as well as the correct orbital times.

Diese Aufgabe löst ein mechanisches, geozentrisches Planetarium mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. This object is achieved by a mechanical, geocentric planetarium with the features of patent claim 1.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt: In the drawings, an embodiment of the subject matter of the invention is shown and explained in the following description. It shows:

Fig. 1 eine Darstellung des Planetariums von oben Fig. 1 shows the planetarium from above

Fig. 2 die Bahn des Mars um die Sonne unter Berücksichtigung des Ward'schen Prinzips Fig. 2 shows the orbit of Mars around the sun taking into account the Ward principle

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Mechanik des Sonnen- und Marsantriebs Fig. 3 shows a cross section through the mechanics of the sun and Mars drive

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Marsantriebs Fig. 4 is a schematic representation of the Mars drive

Fig. 5 einen Querschnitt durch die Mechanik des Venusantriebs Fig. 5 shows a cross section through the mechanics of the Venus drive

In Fig. 1 ist das geozentrische Planetarium in der Ansicht von oben dargestellt. Es besteht aus einem trommeiförmigen Gehäuse 1, auf dessen Oberseite die als Punkte oder Marken dargestellten Gestirne (Sonne, Erde, Mars und Venus) sichtbar sind und in dessen Innern sich die Antriebsmechanik der Gestirns-Marken befindet. Die Bewegung der Gestirns-Marken wird von Hand erzwungen, indem ein mit einer Datumsanzeige verbundener Einstellring 14 gedreht wird, der mit dem Planetariumsgetriebe wirkverbunden ist. Dies erfolgt über eine fest auf dem Einsteilring 14 befestigte, transparente Platte, In Fig. 1, the geocentric planetarium is shown in a view from above. It consists of a drum-shaped housing 1, on the top of which the stars (sun, earth, Mars and Venus) shown as points or marks are visible and inside which the drive mechanism of the star marks is located. The movement of the star marks is forced by hand by turning an adjusting ring 14 connected to a date display, which is operatively connected to the planetarium gear. This is done via a transparent plate firmly attached to the parting ring 14,

bzw. Fenster 13, in dessen Mitte sich die Erd-Mar-ke 2 befindet und in der exzentrisch eine Sonnenachse 31 mit der Sonnen-Marke 3 lagert. or window 13, in the middle of which the earth mark 2 is located and in which a sun axis 31 with the sun mark 3 is eccentrically mounted.

Der Boden des Gehäuses 1 wird aus einem kreisförmigen oder mehrkantigen Sockel, die obere Seite aus einem Metall- oder Kunststoffring gebildet. Die Höhe des Gehäuses 1 wird durch vertikale Stehbolzen bestimmt, die am Umfang des Sockels angeordnet sind, und auf denen der Metallring befestigt ist. Sockel, Metallring und Stehbolzen sind in der Figur nicht sichtbar. Der Mantel des Gehäuses 1, oben und unten durch den Sockel und dem Metallring begrenzt, kann beliebig ausgestaltet sein. Er kann zum Beispiel mit einer ebenen oder kugelzo-nenförmig sphärischen, ekliptikorientierten Sternenkarte versehen sein. Ebenso kann die Ummante-lung transparent sein oder gänzlich fehlen, so dass die sich im Innern des Gehäuses 1 befindliche Antriebsmechanik sichtbar ist. The bottom of the housing 1 is formed from a circular or polygonal base, the upper side from a metal or plastic ring. The height of the housing 1 is determined by vertical studs which are arranged on the circumference of the base and on which the metal ring is fastened. The base, metal ring and stud bolts are not visible in the figure. The casing of the housing 1, delimited at the top and bottom by the base and the metal ring, can be of any design. For example, it can be provided with a flat or spherical-zen spherical, ecliptic-oriented star map. Likewise, the covering can be transparent or completely absent, so that the drive mechanism located inside the housing 1 is visible.

Der Metallring ist aussen von einem Einstellring 14 umfasst, so dass der Einstellring 14 spielfrei um den Metallring drehbar gelagert ist. Die Oberseite des Einstellrings 14 ist durch ein Fenster 13 abgeschlossen, das somit auch den oberen Abschluss des Gehäuses 1 bildet. Auf der oberen Seite des Gehäuses 1 sind die als Punkte oder Marken dargestellten Gestirne, d.h. die Sonne und die Planeten, sichtbar. Die Erd-Marke 2 befindet sich im Zentrum und Drehpunkt des Einstellrings 14 und ist auf dem Fenster 13 fixiert. Die Sonnen-Marke 3 ist ebenfalls fest mit dem Fenster 13 verbunden, wobei die Sonnenachse 31 das Fenster 13 durchsetzt. Wird das Fenster 13 mit dem Einstellring 14 um die Erd-Marke 2 gedreht, so dreht sich auch die Sonnen-Marke 3 um die Erd-Marke 2. Die Planeten-Marken (4, 5) befinden sich unterhalb des Fensters 13 auf beweglichen, runden Planetentellern (40, 50). In diesem Planetarium sind die der Erde am nächsten liegenden Planeten dargestellt: die näher bei der Sonne liegende Venus und der weiter entfernte Mars. Die Venusmarke 5 befindet sich azen-trisch auf dem Venusteller 50, dessen Drehzentrum von der Sonnenmarke 3 gebildet wird. Die Marsmarke 4 befindet sich azentrisch auf einem separaten Marsteller 40, der sich ebenfalls um die Sonnenmarke 3 und somit um die Erdmarke 2 dreht. Die Distanzen zwischen den einzelnen Gestirnen sind zu jedem einstellbaren Zeitpunkt massstabsge-treu. Die Durchmesser der Planeten- und Sonnenmarken sind nicht massstäblich wiedergegeben, damit sie von Auge klar erkennbar bleiben. The metal ring is surrounded on the outside by an adjusting ring 14, so that the adjusting ring 14 is rotatably mounted around the metal ring without play. The top of the setting ring 14 is closed by a window 13, which thus also forms the upper end of the housing 1. On the upper side of the housing 1 are the stars shown as dots or marks, i.e. the sun and the planets, visible. The earth mark 2 is located in the center and pivot point of the setting ring 14 and is fixed on the window 13. The sun mark 3 is also firmly connected to the window 13, the sun axis 31 passing through the window 13. If the window 13 is rotated with the setting ring 14 about the earth mark 2, the sun mark 3 also rotates about the earth mark 2. The planet marks (4, 5) are located below the window 13 on movable, round planetary plates (40, 50). This planetarium shows the planets closest to Earth: Venus closer to the sun and Mars further away. Venus mark 5 is located azenically on Venus plate 50, the center of rotation of which is formed by sun mark 3. The Mars mark 4 is located eccentrically on a separate mark plate 40, which also rotates around the sun mark 3 and thus around the earth mark 2. The distances between the individual stars are true to scale at any adjustable time. The diameters of the planet and sun marks are not drawn to scale so that they remain clearly visible to the eye.

Unterhalb der als Fenster 13 gestalteten Deckfläche, auf dem Metallring befestigt, befindet sich ein gehäusefester Skalenring 15, auf dem eine Datumsskala, eine Rektaszensionsskala und eine geozentrische, ekliptische Längenskala in Grad mit den entsprechenden Tierkreiszeichen eingezeichnet ist. Auf dem mit dem Einsteliring beweglichen Fenster 13 befindet sich eine kreisförmige Transitzeitskala zur groben Bestimmung der Kulminationszeit. Die Kulminationszeit gibt die Tageszeit an, an der die Gestirne im Süden stehen. Da die Sonne per Definition immer um zwölf Uhr wahre Sonnenzeit kulminiert, ist die Sonnen-Marke fest mit der Zwölf-Uhr-Linie der Skala verbunden. Die Zwölf-Uhr-Linie ist Below the cover surface designed as a window 13, attached to the metal ring, there is a scale ring 15 fixed to the housing, on which a date scale, a right ascension scale and a geocentric, ecliptic length scale are drawn in degrees with the corresponding zodiac signs. A circular transit time scale for rough determination of the culmination time is located on the window 13 that can be moved with the setting ring. The culmination time indicates the time of day at which the stars are located in the south. Since the sun by definition always culminates at twelve o'clock true solar time, the sun mark is firmly connected to the twelve o'clock line of the scale. The twelve o'clock line is

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zusätzlich mit einem Pfeil markiert, welcher als Datumszeiger dient. additionally marked with an arrow, which serves as a date hand.

Im Zentrum des Fensters 13 befindet sich ein um die Erdmarke 2 drehbarer Zeiger 16. Mit Hilfe dieses Zeigers 16 lässt sich die ekliptische Länge und die Rektaszension der Planeten und das diesem Datum zugehörige Tierkreiszeichen und die Transitzeitskala auf dem gehäusefesten Skalenring 15 ablesen. Auf dem Sockel des trommeiförmigen Gehäuses 1 ist ein mechanischer Jahreszähler befestigt, der vorwärts- und rückwärts zählen kann. Wird der Einstellring 14 gedreht, so wird die Bewegung der Sonne, Mars und Venus in Bezug auf die Erde sichtbar. Anhand des Skalenrings 15 und dem Jahreszähler lässt sich ein beliebiges Datum einstellen und die entsprechende Konstellation der Gestirne erkennen. In the center of the window 13 there is a pointer 16 which can be rotated about the earth mark 2. With the aid of this pointer 16, the ecliptic length and the right ascension of the planets and the zodiac signs associated with this date and the transit time scale can be read on the scale ring 15 fixed to the housing. On the base of the drum-shaped housing 1, a mechanical annual counter is attached, which can count forwards and backwards. If the setting ring 14 is rotated, the movement of the sun, Mars and Venus with respect to the earth becomes visible. Any date can be set using the scale ring 15 and the annual counter and the corresponding constellation of the stars can be recognized.

Im Innern des trommeiförmigen Gehäuses 1 befindet sich die Getriebemechanik, die selber mittels der Drehung des Einstellrings 14 angetrieben wird und die die Bewegung der Gestirns-Marken bestimmt. Sie bewirkt, dass die Umlaufszeiten der Gestirne korrekt wiedergegeben werden und die Distanzen zwischen ihnen während der Bewegung massstabsgetreu bleiben. Um den mechanischen Aufbau des Antriebs erklären zu können, muss zuerst kurz auf einige theoretische Grundlagen eingegangen werden. Es wurde die in diesem Massstabsverhältnis vertretbare Vereinfachung gemacht, dass sich Venus und Mars auf der Ekliptik bewegen. Die Planeten Erde, Venus und Mars umkreisen die Sonne auf kreisförmigen Bahnen mit verschiedenen Umlaufzeiten, wie dies in dieser Miniaturisierung ebenfalls vertretbar ist. Bei der Erde und Venus steht die Sonne im Zentrum dieser Kreisbahn, beim Mars ist sie um die Exzentrizität der realen Marsbahn, in Richtung des Aphels verschoben. Die Marsbewegung wird im folgenden näher analysiert, wobei das Prinzip von Ward (1617— 1689) angewendet wird. Das Prinzip besagt: Ein Planet bewegt sich in erster Näherung bezüglich dem von der Sonne unbesetzten Brennpunkt der Bahnellipse mit konstanter Winkelgeschwindigkeit. Die Planetenbahn kann in erster Näherung als Kreis mit der grossen Halbachse der Bahnellipse als Radius approximiert werden. Inside the drum-shaped housing 1 is the gear mechanism, which itself is driven by the rotation of the adjusting ring 14 and which determines the movement of the stars. It ensures that the orbital times of the stars are reproduced correctly and the distances between them remain true to scale during the movement. In order to explain the mechanical structure of the drive, a few theoretical basics must first be briefly discussed. The simplification, justifiable in this scale ratio, was made that Venus and Mars move on the ecliptic. The planets Earth, Venus and Mars orbit the sun on circular orbits with different orbital times, as is also justifiable in this miniaturization. With Earth and Venus, the sun is at the center of this orbit, with Mars it is shifted by the eccentricity of the real Mars orbit in the direction of the aphelion. The Martian movement is analyzed in more detail below, using the principle of Ward (1617-1689). The principle says: A planet moves in a first approximation with constant angular velocity with respect to the focal point of the orbital ellipse, which is not occupied by the sun. In a first approximation, the planetary orbit can be approximated as a circle with the large semi-axis of the orbital ellipse as a radius.

Das Wardsche Prinzip wird in der Fig. 2 veranschaulicht, wobei der Bezug zu der später in der Beschreibung erläuterten mechanischen Verwirklichung hergestellt wird. Die Sonne befindet sich in einem Punkte S, der um die Exzentrizität der realen Marsbahn von einem Kreismittelpunkt C entfernt ist. Diese Exzentrizität wird im Erfindungsgegenstand durch eine später beschriebene Exzenterhülse 44 erreicht. Der Planet Mars wird durch den Punkt M dargestellt. Eine Parallele zur Verbindungsstrecke MC' wird durch die Punkte M' C gebildet, wobei C um die gleiche Exzentrizität von dem die Sonne darstellenden Punkt S entfernt ist. Ein Fahrstrahl SM' wird mit konstanter Winkelgeschwindigkeit um die Sonne S bewegt, wobei die Verbindungsstrecke M' M immer parallel zur festen Richtung CS bleibt. In der mechanischen Verwirklichung befindet sich der Fahrstrahl SM' auf einer Mitnehmerscheibe 34, die Verbindungsstrecke befindet sich auf einem Marsteller 40. Die Verbindungsstrecke M' C befindet sich auf einem Marsarm 43. Dadurch beschreibt der Planet M eine Kreisbahn um den Kreismittelpunkt C'. Die Bewegung von M gegenüber S ist ungleichförmig und entspricht in guter Näherung einer Keplerbewegung. Die Strecke SC zeigt zum Perihel und CS zum Aphel der Planetenbahn. The Ward principle is illustrated in FIG. 2, the reference being made to the mechanical implementation explained later in the description. The sun is located at a point S, which is distant from the center of a circle C around the eccentricity of the real Mars orbit. This eccentricity is achieved in the subject matter of the invention by an eccentric sleeve 44 described later. The planet Mars is represented by the point M. A parallel to the connecting path MC 'is formed by the points M' C, C being at the same eccentricity from the point S representing the sun. A driving beam SM 'is moved around the sun S at a constant angular velocity, the connecting path M' M always remaining parallel to the fixed direction CS. In the mechanical implementation, the travel beam SM 'is located on a drive plate 34, the connecting section is located on a Marsteller 40. The connecting section M' C is located on a Mars arm 43. As a result, the planet M describes a circular path around the center of the circle C '. The movement of M compared to S is non-uniform and corresponds to a Kepler movement to a good approximation. The route SC shows the perihelion and CS the aphelion of the planetary orbit.

Die einzelnen Elemente der mechanischen Verwirklichung der Sonnen- und Venusbewegung und speziell der Mars-Bewegung und ihr gegenseitiges Zusammenwirken wird nun im folgenden genauer beschrieben. The individual elements of the mechanical realization of the sun and Venus movement and especially the Mars movement and their mutual interaction will now be described in more detail below.

Da eine zweidimensionale Bewegung der Gestirne in der Ekliptikebene um die Erde simuliert wird, sind die einzelnen mechanischen Elemente 'stets vertikal oder horizontal angeordnet. Die mechanische Verwirklichung der Sonnen- und Marsbewegung ist in Fig. 3 dargestellt. Auf dem Sockel des Gehäuses 1 ist eine horizontale, nicht dargestellte Trägerplatte mittels vertikalen Stehbolzen montiert. Auf ihr befestigt ist ein Stirnrad 342, auf dem zentriert und gehäusefest eine ais Distanzhülse dienende, vertikale Erd-Hülse 22 und eine Erd-Zahnschei-be 351 eines ersten Zahnriemenantriebs 35 befestigt sind. Ihr gemeinsames Zentrum wird von einer vertikalen, ortsfesten Erdachse 21 durchstossen, deren fiktive Verlängerung die gehäusefeste Erdmarke 2 auf dem Fenster 13 durchsetzt. Die Erdachse 21 bildet so die zentrale Achse des Gehäuses. Der Begriff Achse in Verbindung mit den Gestirnen wird hier für Drehachsen verwendet und ist nicht mit den geographischen Achsen zu verwechsein. Since a two-dimensional movement of the stars in the ecliptic plane around the earth is simulated, the individual mechanical elements are always arranged vertically or horizontally. The mechanical realization of the sun and Mars movement is shown in Fig. 3. On the base of the housing 1, a horizontal support plate, not shown, is mounted by means of vertical stud bolts. Attached to it is a spur gear 342, on which a vertical earth sleeve 22 serving as a spacer sleeve and an earth toothed pulley 351 of a first toothed belt drive 35 are fastened in the center and fixed to the housing. Their common center is pierced by a vertical, stationary earth axis 21, the fictitious extension of which penetrates the earth mark 2 fixed on the housing on the window 13. The earth axis 21 thus forms the central axis of the housing. The term axis in connection with the stars is used here for axes of rotation and is not to be confused with the geographic axes.

Von der Erdachse 21 führt horizontal als Lagerplatte ein Sonnenarm 33 weg, der um die Erdhülse 22 gelagert ist. Auf seinem einen Ende ist eine vertikale Sonnenachse 31 befestigt. Am anderen Ende des Sonnenarmes 33 befindet sich ein Gegengewicht 331, das mit einer Lagerplatte 332 am oberen Ende der Erdachse 21 befestigt ist. Die Sonnenmarke 3 bildet real das obere Ende der Sonnenachse 31. Die Sonnenachse 31 ist fast in ihrer gesamten Länge von einer zu ihr zentrierten und am unteren Ende gelagerten Sonnenhülse 32 umschlossen. Um diese Sonnenhülse 32 befindet sich eine zentrierte Sonnen-Zahnscheibe 352, mit der sie fest verbunden ist. Diese Sonnen-Zahnscheibe 352 bildet zusammen mit der Erdzahnscheibe 351 und einem Zahnriemen 353 einen Zahnriemenantrieb. Wird der Einstellring 14 mit Fenster 13 und Sonnen-Marke 3 um die Erdmarke 2 gedreht, so dreht sich die Sonnenachse 31 mit dem Sonnenarm 33, Gegengewicht 331 und Lagerplatte 332 unter Mitnahme der Sonnenhülse 32 und der mit ihr verbundenen, später beschriebenen Elemente (44, 451, 43) um die Erdachse 21. Eine Umdrehung des Einstellrings 14 entspricht einer Umdrehung der Sonnenachse 31 um die Erdachse 21 und somit einem Jahr. Der Jahreszähler ist mit dieser Umdrehung gekoppelt und registriert somit die Jahreszahlen. Dabei dreht sich die Sonnen-Zahnscheibe 352, die fest auf Sonnenhülse 32 sitzt, und folglich die weiteren Elemente (44, 451, 43) so, dass sie stets dieselbe Ausrichtung bezüglich der Erdhülse 21 und dem Gehäuse 1 haben. Dies ist eine besondere Eigenschaft des Zahnrie- A sun arm 33, which is mounted around the earth sleeve 22, leads horizontally from the earth axis 21 as a bearing plate. A vertical sun axis 31 is attached to one end. At the other end of the sun arm 33 there is a counterweight 331 which is fastened to the upper end of the earth axis 21 with a bearing plate 332. The sun mark 3 actually forms the upper end of the sun axis 31. The sun axis 31 is enclosed almost over its entire length by a sun sleeve 32 centered on it and supported at the lower end. Around this sun sleeve 32 there is a centered sun toothed disk 352, with which it is firmly connected. This sun toothed pulley 352 forms, together with the earth toothed pulley 351 and a toothed belt 353, a toothed belt drive. If the setting ring 14 with window 13 and sun mark 3 is rotated around earth mark 2, then sun axis 31 rotates with sun arm 33, counterweight 331 and bearing plate 332, taking sun sleeve 32 and the elements described later (44 , 451, 43) about the earth axis 21. One revolution of the adjusting ring 14 corresponds to one revolution of the sun axis 31 about the earth axis 21 and thus one year. The year counter is linked to this revolution and thus registers the year numbers. The sun toothed disk 352, which is firmly seated on the sun sleeve 32, and consequently the further elements (44, 451, 43) rotate in such a way that they always have the same orientation with respect to the earth sleeve 21 and the housing 1. This is a special property of the tooth belt

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menantriebes, die für den im folgenden beschriebenen Marsantrieb ausgenützt wird. menantriebs, which is used for the Mars drive described below.

Über der Sonnen-Zahnscheibe 352 befindet sich eine Exzenterhülse 44, die drehfest auf der Sonnenhülse 32 sitzt und deren Mittelpunkt exzentrisch zur Sonnenachse 31 ist. Auf ihr befindet sich wiederum eine bezüglich der Sonnenachse 31 azentri-sche Exzenter-Zahnscheibe 451 eines zweiten Zahnriemenantriebs 45, deren Mittelpunkt mit dem Mittelpunkt der Exzenterhülse eine vertikale Achse bildet. Die Exzenter-Zahnscheibe 451 und die Exzenterhülse 44 sind drehfest mit der Sonnenhülse 32 verbunden und ihre Exzentrizität entspricht der Exzentrizität der Marsbahn in diesem Massstab. Von der Exzenterhüise 44 führt horizontal ein Marsarm 43 weg, der um die Exzenterhülse 44 gelagert ist und auf dem die vertikale Marsachse 41 befestigt ist. Dieser Marsarm 43 dient als drehbare Lagerplatte für die Marsachse 41. Die Marsachse 41 ist von einer zentrierten Marshülse 42 umfasst. Auf dieser Marshülse 42 lagert eine zentrierte Mars-Zahnscheibe 452, die drehfest mit ihr verbunden ist. Die Mars-Zahnscheibe 452 bildet zusammen mit der Exzenter-Zahnscheibe 451 und einem Zahnriemen 453 den zweiten Zahnriemenantrieb 45. Above the sun toothed disk 352 is an eccentric sleeve 44, which sits on the sun sleeve 32 in a rotationally fixed manner and whose center is eccentric to the sun axis 31. In turn, there is an eccentric toothed pulley 451, which is eccentric with respect to the sun axis 31, of a second toothed belt drive 45, the center of which forms a vertical axis with the center of the eccentric sleeve. The eccentric toothed pulley 451 and the eccentric sleeve 44 are rotatably connected to the sun sleeve 32 and their eccentricity corresponds to the eccentricity of the Mars orbit on this scale. A Mars arm 43 leads horizontally away from the eccentric sleeve 44 and is mounted around the eccentric sleeve 44 and on which the vertical Mars axis 41 is fastened. This Mars arm 43 serves as a rotatable bearing plate for the Mars axis 41. The Mars axis 41 is surrounded by a centered marsh sleeve 42. A centered Mars toothed washer 452 is mounted on this marsh sleeve 42 and is connected to it in a rotationally fixed manner. The Mars toothed pulley 452, together with the eccentric toothed pulley 451 and a toothed belt 453, forms the second toothed belt drive 45.

Eine ringförmige, horizontale Mitnehmerscheibe 34 ist zentriert um den oberen Bereich der Sonnenachse 31 gelagert. Am Umfang dieser Mitnehmerscheibe 34 befinden sich vertikal nach unten ragende Stehbolzen 343, an deren unteren Ende sich ein ringförmiges Gegenstück zur Mitnehmerscheibe 34 befindet, das jedoch einen Innenzahnkranz 341 aufweist und auf der Trägerplatte gelagert sein kann. Bei einer Umdrehung der Sonnenachse 31 um die Erdachse 21 im Gegenuhrzeigersinn dreht sich auch die Mitnehmerscheibe 34, da sich der fest mit ihr verbundene Innenzahnkranz 341 im Gegenuhrzeigersinn auf dem Stirnrad 342 abwälzt. Durch die Drehung der Mitnehmerscheibe 34 wird auch die Marsachse 41 um die Sonnenachse 31 und die Erdachse 21 im Gegenuhrzeigersinn bewegt, da die Marsachse 41 die Mitnehmerscheibe 34 durchbricht. Diese weist an dieser Stelle einen radialen Schlitz 34' auf. Durch die korrekte Wahl der Zähnezahl von Stirnrad 342 und Zahnkranz 341 wird erreicht, dass eine Abwälzung des Innenzahnkranzes 341 auf dem fest montierten Stirnrad 342 und ein Umlauf der Mars-Marke 4 um die Sonnen-Marke 3 die nahezu korrekte Umlaufzeit des Mars um die Sonne beträgt, nämlich 1.88095 Jahre. Als Zähnezahl des Innenzahnkranzes 341 wurde in diesem Ausführungsbeispiel 79, für das Stirnrad 37 gewählt. An annular, horizontal drive plate 34 is centered around the upper region of the sun axis 31. On the circumference of this drive plate 34 there are vertically downwardly projecting stud bolts 343, at the lower end of which there is an annular counterpart to the drive plate 34, which, however, has an internal ring gear 341 and can be mounted on the carrier plate. When the sun axis 31 rotates counterclockwise about the earth axis 21, the driving disk 34 also rotates, since the internal ring gear 341, which is firmly connected to it, rolls on the spur gear 342 in a counterclockwise direction. The rotation of the drive plate 34 also moves the Mars axis 41 about the sun axis 31 and the earth axis 21 in the counterclockwise direction, since the Mars axis 41 breaks through the drive plate 34. At this point, this has a radial slot 34 '. The correct choice of the number of teeth of spur gear 342 and sprocket 341 ensures that a rolling of the inner sprocket 341 on the fixed spur gear 342 and a revolution of the Mars mark 4 around the sun mark 3 the almost correct orbital period of Mars around the sun is 1.88095 years. In this exemplary embodiment, 79 for the spur gear 37 was selected as the number of teeth of the internal ring gear 341.

Die Länge des Schlitzes 34' ist so bemessen, dass die radiale Bewegung der Marsachse zu keinem Zeitpunkt durch die Mitnehmerscheibe 34 behindert wird. Die radiale Bewegung entsteht durch die Tatsache, dass die Marsachse 41 auf dem Marsarm 43 sitzt, der um die Exzenterhülse 44 dreht. Der mit der Exzenterhülse 44 verbundene Marsarm 43 gewährleistet so stets den korrekten, variablen Abstand der Mars-Marke 4 von der Son-nen-Marke 3. The length of the slot 34 'is dimensioned such that the radial movement of the Martian axis is never obstructed by the drive plate 34. The radial movement arises from the fact that the Mars axis 41 sits on the Mars arm 43, which rotates about the eccentric sleeve 44. The Mars arm 43 connected to the eccentric sleeve 44 thus always ensures the correct, variable distance of the Mars mark 4 from the sun mark 3.

Die Marshülse 42 geht an ihrem oberen Ende in einen kreisförmigen Marsteller 40 über, der die Mitnehmerscheibe 34 überragt und bezüglich der At its upper end, the marsh sleeve 42 merges into a circular mar plate 40 which projects beyond the driving plate 34 and with respect to the

Marsachse 41 zentriert ist. Auf dem Marsteller 40 ist azentrisch die Marsmarke 4 eingezeichnet, die den Planeten Mars darstellt. Mars axis 41 is centered. The Mars marker 4, which represents the planet Mars, is shown eccentrically on the Marsteller 40.

Die Richtung, welche die Mars-Marke 4 gegenüber dem Zentrum des Marstellers 40 einnimmt, bleibt während des ganzen Drehvorgangs gehäusefest und zeigt ständig auf das Aphel der Marsbahn. Dasselbe gilt für die Richtung, in welche die Verbindungslinie durch Exzenterhülse-Zentrum 44 und Sonnenachse 31 zeigt. Durch Verwendung von zwei Zahnriemenantriebspaaren 35, 45 kann somit die Mars-Bewegung unter Anwendung des Ward'-schen Prinzips einfach verwirklicht werden. The direction which the Mars mark 4 takes in relation to the center of the Marstellers 40 remains fixed to the housing during the entire turning process and constantly points to the aphelion of the Mars orbit. The same applies to the direction in which the connecting line through the eccentric sleeve center 44 and sun axis 31 points. By using two toothed belt drive pairs 35, 45, the Mars movement can thus be easily implemented using the Ward principle.

In Fig. 4 sind vereinfacht die für die Marsbewegung wichtigsten Elemente dargestellt. 4 shows the most important elements for the Martian movement.

Die Verwirklichung der Venusbewegung ist in Fig. 5 dargestellt. Der Venusantrieb befindet sich oberhalb der Mitnehmerscheibe 34 auf der Sonnenachse 31. Er wird von der Relativbewegung zwischen Sonnenachse 31 und Sonnenhülse 32 angetrieben. An der Sonnenhülse 32 ist ein horizontaler Venusarm 53 in Form einer Lagerplatte befestigt, an dem wiederum die vertikale Venus-Achse 51 befestigt ist. Die Sonnenachse 31 überträgt ihre Bewegung über ein Zahnrad 551, das mit einem zweiten Zahnrad 552 in Wirkverbindung steht. Dieses zweite Zahnrad befindet sich zentriert und gelagert auf der Venusachse 51. Oberhalb des zweiten Zahnrades 552 und mit diesem verbunden befindet sich, ebenfalls um die Venusachse 51 gelagert, ein drittes Zahnrad 553, das wiederum mit einem vierten um die Sonnenachse 31 frei drehbar gelagerten Zahnrad 554 wirkverbunden ist. Das vierte Zahnrad 554 bewegt den Venusteller 50, der sich somit um die Sonnenachse 31 dreht. Auf dem Venusteller befindet sich im massstäblichen Abstand die den Planeten Venus darstellende Venusmarke 5. Durch die korrekte Wahl des Übersetzungsverhältnisses der Zahnräder entspricht die Umlaufszeit der Venusmarke 5 um die Sonnemarke 3 angenähert der Umlaufszeit der Venus um die Sonne, nämlich 0.61510 Jahre. In diesem Ausführungsbeispiel wurde für das erste Zahnrad die Zahnzahl 29, für das zweite 30, das dritte 37 und das vierte 22 gewählt. Durch die Verbindung der Zahnräder über den Venusarm 53 mit der Sonnenhülse 32 ist die korrekte Lage der Venusmarke 5 zur Erdmarke 2 gewährleistet. The realization of the Venus movement is shown in Fig. 5. The Venus drive is located above the drive plate 34 on the sun axis 31. It is driven by the relative movement between the sun axis 31 and the sun sleeve 32. A horizontal Venus arm 53 in the form of a bearing plate is attached to the sun sleeve 32, to which the vertical Venus axis 51 is in turn attached. The sun axis 31 transmits its movement via a gear 551 which is operatively connected to a second gear 552. This second gearwheel is centered and supported on the Venus axis 51. Above the second gearwheel 552 and connected to it, there is also a third gearwheel 553, also mounted about the Venus axis 51, which in turn has a fourth gearwheel which is freely rotatable about the sun axis 31 554 is connected. The fourth gear 554 moves the Venuseller 50, which thus rotates about the sun axis 31. The Venus mark 5 representing the planet Venus is located on the Venus plate at a true-to-scale distance. By correctly selecting the gear ratio, the orbital period of the Venus mark 5 around the sun mark 3 approximates the orbital time of Venus around the sun, namely 0.61510 years. In this exemplary embodiment, the number of teeth 29 was selected for the first gear, 30 for the second, 37 for the third and 22 for the fourth. The correct position of the Venus mark 5 with respect to the earth mark 2 is ensured by the connection of the gear wheels via the Venus arm 53 with the sun sleeve 32.

Die einzelnen, oben beschriebenen Elemente der Antriebsmechanik lassen sich so justieren, dass das Planetarium für eine gewünschte Zeitspanne von ungefähr zweihundert Jahren eine praktisch tragbare Abweichungen von der Wirklichkeit aufweist. Ebenso lässt sich der Zug der Zahnriemen mittels Spannrollen einstellen, die sich im Bereich der Zahnscheiben befinden. The individual elements of the drive mechanism described above can be adjusted so that the planetarium exhibits practically acceptable deviations from reality for a desired period of approximately two hundred years. The tension of the toothed belts can also be adjusted using tensioning rollers located in the area of the toothed pulleys.

Eine Variante des oben beschriebenen Ausführungsbeispieles weist anstelle des von Hand drehbaren Einstellrings 14 einen motorischen Antrieb auf. A variant of the embodiment described above has a motor drive instead of the manually rotatable adjusting ring 14.

Claims

1. Mechanical, geocentric planetarium, which has a fixed earth axis (21) and one around

5

10th

15

20th

25th

30th

35

40

45

50

55

60

65

4th

7

CH 684 857 A5

8th

Earth axis (21) has movable sun axis (31), characterized in that the sun axis (31) is movable by means of a first toothed belt drive (35) consisting of toothed belt (353) and toothed pulleys (351, 352) and that planets representing planets Marks (4, 5) about the sun axis (31) by means of a second toothed belt drive (45) and / or gear drive (55) are movable.

2. Planetarium according to claim 1, characterized in that the center of each toothed pulley (351, 352) of the first toothed belt drive (35) coincides with the center of the earth's axis (21) and the sun's axis (31).

3. Planetarium according to claim 1, characterized in

a) that a Mars mark (4) representing the planet Mars can be moved via the second toothed belt drive (45),

b) that a first toothed pulley (451) belonging to the second toothed belt drive (45) passes through the sun axis (31) eccentrically, and c) that the Mars mark (4) is eccentric with respect to a second toothed plate (452) of the second toothed belt drive (45) located.

4. Planetarium according to claim 3, characterized in that a horizontal Mars arm (43), as a rotatable about the sun axis (31) bearing plate for the axis (41) of the second toothed disc (452) serves to implement the Mars movement around the sun axis (31) .

5. Planetarium according to claims 1 and 2, characterized in that a Venus mark (5) representing the planet Venus can be moved about the sun axis (31) by means of a gear drive (55).

6. Planetarium according to claim 1, characterized in that it has a drum-shaped housing (1), on the upper surface of which the stars representing stars (3, 4, 5) are movable relative to the centric and housing-fixed planet earth (2) and that astronomical scales (15) which are fixed to the housing are shown, the relationship between star marks (3, 4, 5) and scales (15) being producible by means of at least one adjustable pointer (16), the fixed point of which is an earth representing the planet earth -Brand (2) is.

7. Planetarium according to claim 6, characterized in that by means of an adjusting ring (14) on the upper housing edge, the sun axis (31), which is supported in the cover surface designed as a window (13), can be rotated about the earth axis (21), whereby planetary Marks (4, 5) and a sun mark (3) make their way around the earth mark (2).

8. Planetarium according to claim 1, characterized in that the sun axis (31) is operatively connected to a forward and backward running revolution counter on which the year is visible.

9. Planetarium according to claim 1, characterized in that the sun, earth and at least two planets are shown in scale with respect to distance and angle to each other.

10. Planetarium according to claim 6, characterized in that a casing of the housing (1) has a spherical section of an ecliptic-oriented star map.

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10th

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