DD272523A1 - COELOSTAT, ESPECIALLY FOR MEDIUM POLHOEHES - Google Patents

COELOSTAT, ESPECIALLY FOR MEDIUM POLHOEHES Download PDF

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DD272523A1
DD272523A1 DD31641488A DD31641488A DD272523A1 DD 272523 A1 DD272523 A1 DD 272523A1 DD 31641488 A DD31641488 A DD 31641488A DD 31641488 A DD31641488 A DD 31641488A DD 272523 A1 DD272523 A1 DD 272523A1
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DD
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mirror
axis
auxiliary mirror
auxiliary
coelostat
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DD31641488A
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Inventor
Helmut Artus
Hans-Joachim Teske
Juergen Reiche
Original Assignee
Zeiss Jena Veb Carl
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  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)

Abstract

Ein Coelostat umfasst einen um eine Stundenachse 5 drehbaren Hauptspiegel 3 und einen Schwenkarm 6, welcher einen Hilfsspiegel 8 traegt. Der Schwenkarm 6 ist gabelfoermig ausgebildet und gestattet den Lichtdurchtritt vom Hauptspiegel 3 zum Hilfsspiegel 8. Der Quotient aus den Abstand a des Scheitels 13 des Hilfsspiegels 8 von der Stundenachse 5 und dem auf die Stundenachse 5 projizierten Abstand c der linearen Entfernung der Scheitel 12 und 13 ist gleich dem Tangens der geographischen Breite f des Aufstellungsortes des Coelostaten. FigurA coelostat comprises a main mirror 3 rotatable about an hour axis 5 and a pivoting arm 6 which supports an auxiliary mirror 8. The quotient of the distance a of the apex 13 of the auxiliary mirror 8 from the hour axis 5 and the projected on the hour axis 5 distance c of the linear distance of the vertex 12 and the thirteenth is equal to the tangent of the geographical latitude f of the site of the Coelostaten. figure

Description

der Stundenachse und dem auf die Stundenachse projizierten Abstand der linearen Entfernung der Scheitel von Haupt- und Hilfsspiegel gleich dem Tangens der geographischen Breite φ des Aufstellungsortes des Coelostaten nämlich tan<p = a/c, ist. Der erfindungsgemäße Coelostat besitzt gegenüber den bekannten Coelostaten erhebliche Vorteile. So wird durch die gabelförmige Ausführung des Schwenkarms, die jederzeit einen Lichtdurchtritt erlaubt, eine Mittagsabschattung vermieden. Für die Einstellung von Haupt- und Hilfsspiegel können linear geteilte, deklinationsunabhängige Teilkreise verwendet werden, wodurch eine Einstellung des Hilfsspiegels entsprechend der jeweiligen Deklination der Sonne oder des betreffenden Himmelskörpers und die Einstellung der Spiegel zueinander erheblich vereinfacht werden. Bei der Herstellung des Coelostaten ergibt sich eine wesentliche Gewichtseinsparung und eine kompakte, einfache Bauweise, da u.a. Ausgleichsgewichte, wie sie bei einer seitlich versetzten Anordnung des Hilfsspiegels erforderlich sind, entfallen. Für den Benutzer eines solchen Coelostaten ergibt sich eine einfachere Handhabung durch die linear geteilten, deklinationsunabhängigen Teilkreise für die Einstellung der beiden Spiegel, so daß eine Anwendung auch in der Lehre und zu Demonstrationszwecken, z. B. in Planetarien, möglich ist.the hour axis and the distance projected onto the hour axis of the linear distance of the peaks of the main and auxiliary mirrors equal to the tangent of the latitude φ of the site of the coelostate namely tan <p = a / c. The coelostat according to the invention has considerable advantages over the known coelostats. So is avoided by the fork-shaped design of the swivel arm, which allows a light passage at any time, noon shading. For the adjustment of the main and auxiliary mirror linearly divided, declination-independent pitch circles can be used, whereby an adjustment of the auxiliary mirror according to the respective declination of the sun or the respective celestial body and the adjustment of the mirrors to each other considerably simplified. In the production of the Coelostaten results in a significant weight savings and a compact, simple design, since u.a. Balance weights, as required in a laterally offset arrangement of the auxiliary mirror, omitted. For the user of such a Coelostaten results in a simpler handling by the linearly divided, declination-independent pitch circles for the adjustment of the two mirrors, so that an application in the teaching and demonstration purposes, z. B. in planetariums, is possible.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden, welches in der Zeichnung schematisch in Form eines Vertikalcoelostaten dargestellt ist.The invention will be explained with reference to an exemplary embodiment, which is shown schematically in the drawing in the form of a vertical coelostat.

Der Coelostat umfaßt an einem Gestell 1 ein Stundenlager 2, in welchem eine, einen Stunden-oder Hauptspiegel 3 tragende Achse 4 gelagert ist. In dieser Achse 4 liegt die zur Erdachse parallel ausgerichtete Stundenachse 5 des Coelostaten. Auf dieser Achse 4 ist ein gabelförmig ausgebildeter Schwenkarm 6 um die Stundenachse 5 schwenkbar gelagert, der einen um die Deklinationsachse 7 mit Hilfe eines Teilkreises 9 einstellbaren Deklinations- oder Hilfsspiegels 8 in einer Halterung 10 trägt. Dabei ist der Schwenkarm 6 so gabelförmig ausgebildet, daß ein Bereich 14 vorhanden ist, durch den ein ungehinderter Lichtdurchtritt vom Hilfsspiegel 8 zum Hauptspiegel 3 jederzeit und in allen Positionen dieser beiden Spiegel zueinander gewährleistet ist.The coelostat comprises on a frame 1 an hour camp 2, in which a, an hour or main mirror 3 supporting axle 4 is mounted. In this axis 4 is parallel to the earth axis aligned hour axis 5 of the coelostat. On this axis 4, a fork-shaped formed pivot arm 6 is pivotally mounted about the hour axis 5, which carries a declination about the axis 7 by means of a pitch circle 9 adjustable Declinations- or auxiliary 8 in a holder 10. In this case, the pivot arm 6 is formed fork-shaped, that a region 14 is provided, is ensured by the unhindered passage of light from the auxiliary mirror 8 to the main mirror 3 at any time and in all positions of these two mirrors to each other.

Die Halterung 10 für die Deklinationsachse 7, um die der Hilfsspiegel 8 entsprechend der zu beobachtenden Sonne 11 einzustellen ist, ist so relativ zum Scheitel 12 des Hauptspiegels 3 am Schwenkarm 6 befestigt, daß der Quotient aus dem Abstand a des Scheitels 13 des Hilfsspiegels 8, der in der Deklinationsachse 7 liegt, von der Stundenachse 5 und der auf die Stundenachse 5 projizierten linearen Entfernung der Scheitel 12 und 13 von Haupt- und Hilfsspiegel gleich dem Tangens der geographischen Breite φ des Aufstellungsortes des Coelostaten, nämlich tan φ = а/с ist, wobei с die auf die Stundenachse 5 projizierte Entfernung der Scheitel 12 und 13 ist.The holder 10 for the Deklinationsachse 7, by which the auxiliary mirror 8 is set according to the observable sun 11 is mounted relative to the apex 12 of the main mirror 3 on the pivot arm 6 that the quotient of the distance a of the apex 13 of the auxiliary mirror 8, which is in the declination axis 7, of the hour axis 5 and the linear distance of the peaks 12 and 13 of the main and auxiliary mirrors projected on the hour axis 5 is equal to the tangent of the latitude φ of the site of the coelostat, namely tan φ = a / с , where с is the distance of vertices 12 and 13 projected onto the hour axis 5.

Zum Antrieb des Hauptspiegels 3 und des Hilfsspiegels 8 ist am oder im Gestell 1 eine Antriebseinrichtung vorgesehen, die einen Motor 17 und Getriebe 15 und 16 umfaßt. Durch den Motor 17 und das Getriebe 16 wird der Schwenkarm 6 zusammen mit dem Hilfsspiegel 8mit einer Drehgeschwindigkeitvon 15°h~1 um die Stundenachse 5 geschwenkt, über das Getriebe 15wirdder auf der Achse 4 angeordnete Hauptspiegel 3 mit einer Drehgeschwindigkeit von 7,5° h"1 um die Stundenachse 5 gedreht. Die gleiche Erfindung ist ebenso auch für Horizontalcoelostaten anwendbar und erbringt auch hier die dargelegten Vorzüge.To drive the main mirror 3 and the auxiliary mirror 8, a drive device is provided on or in the frame 1, which includes a motor 17 and gear 15 and 16. By the motor 17 and the gear 16, the swing arm 6 is pivoted together with the auxiliary mirror 8 at a rotational speed of 15 ° h ~ 1 about the hour axis 5, via the gear 15, the main mirror 3 disposed on the axle 4 is rotated at 7.5 ° h 1 is rotated about the hour axis 5. The same invention is equally applicable to horizontal coelostats and also provides the advantages set out here.

Claims (1)

Coelostat, insbesondere für mittlere Polhöhen und vorzugsweise für vertikalen Strahlengang, umfassend einen, am Ende einer, in einer Stundenachse liegenden Achse angeordneten und um diese drehbaren Hauptspiegel und einen, an einem, um die Stundenachse schwenkbaren Schwenkarm angeordneten Hilfsspiegel, wobei der Hauptspiegel mit der halben Umlauf- oder Drehgeschwindigkeit wie der Schwenkarm um die Stundenachse gedreht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkarm (6) gabelförmig ausgebildet ist und die Scheitel (12) und (13) von Hauptspiegel (3) und Hilfsspiegel (8) sowie die Stundenachse (5) in einer Ebene liegen, und daß die Halterung (10) für die Deklinationsachse (7), um die der Hilfsspiegel (8) einstellbar ist, so relativ zum Scheitel (12) des Hauptspiegels (3) am Schwenkarm (6) befestigt ist, daß der Quotient aus dem Abstand a des Scheitels (13) des Hilfsspiegels (8) von der Stundenachse (5) und dem auf die Stundenachse (5) projizierten Abstand с der linearen Entfernung der Scheitel (12) und (13) von Hauptspiegel (3) und Hilfsspiegel (8) gleich dem Tangens der geographischen Breite φ des Aufstellungsortes des Coelostaten, nämlich tan φ = а/с ist.Coelostat, in particular for medium pile heights and preferably for vertical beam path, comprising a primary mirror arranged at the end of an axis lying on an hourly axis and rotatable about it and an auxiliary mirror arranged on a swivel arm pivotable about the hourly axis, the main mirror being half Circular or rotational speed as the arm is rotated about the hour axis, characterized in that the pivot arm (6) is fork-shaped and the apex (12) and (13) of the main mirror (3) and auxiliary mirror (8) and the hour axis (5 ) are in a plane, and that the holder (10) for the Deklinationsachse (7), by which the auxiliary mirror (8) is adjustable, so relative to the apex (12) of the main mirror (3) is fixed to the pivot arm (6), in that the quotient of the distance a of the vertex (13) of the auxiliary mirror (8) from the hour axis (5) and the distance с of the linear distance projected onto the hour axis (5) g of the vertices (12) and (13) of the main mirror (3) and auxiliary mirror (8) is equal to the tangent of the latitude φ of the site of the coelostat, namely tan φ = a / с. Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft einen Coelostaten, insbesondere für mittlere Polhöhen, zur Umlenkung des Lichtes der Sonne oder anderer Himmelskörper in eine feste vertikale oder horizontale Richtung.The invention relates to a coelostat, in particular for medium pile heights, for deflecting the light of the sun or other celestial bodies in a fixed vertical or horizontal direction. Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art Coelostate umfassen zwei Planspiegel, einen Haupt- oder Stundenspiegel und einen Hilfs- oder Deklinationsspiegel. Ein Coelostat ist ein Lichtlenker, der das Licht astronomischer Objekte, vorzugsweise der Sonne, in ein festes Azimut ohne Bilddrehung ablenkt, um es astrophysikalisch auswerten zu können.Coelostats include two plane mirrors, a main or hourly mirror and an auxiliary or declination mirror. A coelostat is a light guide, which deflects the light of astronomical objects, preferably the sun, into a fixed azimuth without image rotation in order to evaluate it astrophysically. Aus der Zeitschrift „Die Sterne", 58, (1982), Seiten 275 bis 279, und auch aus der „Jenaer Rundschau", 24, (1979), 1, Seiten 32 bis 34, sind Vertikal- und Horizontalcoelostate bekannt, die mit einem Haupt- und einem Hilfsspiegel ausgerüstet sind. Bei einem dieser Coelostaten, dem sog. Jensch-Coelostaten, ist am Ende einer Stundenachse der Hauptspiegel vorgesehen, durch dessen Fläche die Polachse verläuft. Der Hilfsspiegel ist an einem, um die Stundenachse drehbaren Schwenkarm angeordnet. Der Hilfsspiegel ist drehbar gelagert und seitlich zur Achse des Schwenkarms versetzt. Durch seinen Scheitel verläuft die Deklinationsachse. Bei diesem Horizontalcoelostaten wird der Hilfsspiegel mit einer Drehgeschwindigkeit von 15°h~1 der Sonne nachgeführt. Eine Mittagsabschattung eines der Spiegel tritt nicht auf. Die Bauweise ist kompakt, und die Einstellung kann annähernd nach linearen, jedoch deklinationsabhängigen Teilkreisen erfolgen. Nachteilig ist dabei jedoch, daß der Hilfsspiegel in geeigneter Weise gekippt werden muß. Wird die Ankippung des Hilfsspiegels zur Vermeidung einer dritten Achse fest, also deklinationsunabhängig, gewählt, so wird der Stundenteilkreis deklinationsabhängig. Coelostate mit nicht nachgeführtem Hilfsspiegel sind aufwendig auf eine neue Deklination einzustellen, da hierzu der Hilfsspiegel verschoben werden muß, wobei zwischen dem Betrag der Verschiebung und der Deklination eine lineare Beziehung nicht besteht. Weitere Nachteile ergeben sich aus aufwendigen Maßnahmen zur Vermeidung einer Mittagsabschattung. Ferner besitzen derartige Coelostate eine wenig kompakte Bauweise.From the magazine "The Stars", 58, (1982), pages 275 to 279, and also from the "Jenaer Rundschau", 24, (1979), 1, pages 32 to 34, vertical and horizontal coelostats are known with a main and an auxiliary mirror are equipped. In one of these coelostats, the so-called Jensch coelostat, the main mirror is provided at the end of an hour axis, through the surface of which the polar axis runs. The auxiliary mirror is arranged on a, about the hour axis rotatable arm. The auxiliary mirror is rotatably mounted and offset laterally to the axis of the pivot arm. The declination axis runs through its vertex. In this Horizontalcoelostaten the auxiliary mirror is tracked with a rotational speed of 15 ° h ~ 1 of the sun. A midday shading of one of the mirrors does not occur. The construction is compact, and the adjustment can be made approximately to linear, but deklinationsabhängigen pitch circles. The disadvantage here, however, that the auxiliary mirror must be tilted in a suitable manner. If the tilting of the auxiliary mirror to avoid a third axis fixed, so deccination-independent, selected, the hourly circle is deklinationsabhängig. Coelostates with non-tracked auxiliary mirror are expensive to adjust to a new declination, as this, the auxiliary mirror must be moved, with a linear relationship between the amount of displacement and declination does not exist. Further disadvantages arise from costly measures to avoid midday shading. Furthermore, such coelostats have a less compact design. Ziel der ErfindungObject of the invention Es ist Ziel der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technikzu beseitigen und bei Coelostaten den Aufbau, die Bedienung und die Handhabung zu vereinfachen und den Gebrauchswert derartiger Geräte zu erhöhen.It is an object of the invention to eliminate the disadvantages of the prior art and to simplify the structure, operation and handling of coelostats and to increase the utility of such devices. Wesen der ErfindungEssence of the invention Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Coelostaten, insbesondere für mittlere Polhöhen zu schaffen, der bei Vorhandensein einer kompakten Bauweise ohne eine deklinationsabhängige Ankippung des Hilfsspiegels um eine dritte Achse und ohne Mittagsabschattung eines der Spiegel leicht nach linear geteilten, deklinationsunabhängigen Teilkreisen einstellbar ist.The invention has for its object to provide a coelostat, especially for average pole heights easily in the presence of a compact design without a deklinationsabhängige tilting of the auxiliary mirror about a third axis and no midday shading of the mirror is easily adjustable according to linearly divided, dekelling independent pitch circles. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Coelostaten, insbesondere fü r mittlere Polhöhen und vertikalem Strahlengang, umfassend einen, am Ende einer, in einer Stundenachse liegenden Achse angeordneten und um diese Achse drehbaren Hauptspiegel und einen, an einem, um die Stundenachse schwenkbaren Schwenkarm angeordneten Hilfsspiegel, wobei der Hauptspiegel mit der halben Umlaufgeschwindigkeit wie der Schwenkarm um die Stundenachse geschwenkt wird, dadurch gelöst, daß der Schwenkarm gabelförmig ausgebildet ist und die Scheitel von Haupt- und Hilfsspiegel sowie die Stundenachse in einer Ebene liegen, und daß die Halterung für die Deklinationsachse, um die der Hilfsspiegel einstellbar ist, so relativ zum Scheitel des Hauptspiegels am Schwenkarm befestigt ist, daß der Quotient aus dem Abstand des Scheitels des Hilfsspiegels vonAccording to the invention, this object is achieved in a coelostat, in particular for middle pole heights and vertical beam path, comprising a primary mirror arranged at the end of an axis lying in an hourly axis and rotatable about this axis and an auxiliary mirror arranged on a pivoting arm pivotable about the hour axis, wherein the main mirror is pivoted at half the rotational speed as the pivot arm about the hour axis, achieved in that the pivot arm is fork-shaped and the peaks of the main and auxiliary mirrors and the hour axis lie in a plane, and that the holder for the Deklinationsachse, um the auxiliary mirror is adjustable, so is mounted relative to the vertex of the main mirror on the pivot arm, that the quotient of the distance of the apex of the auxiliary mirror of
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