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Die Erfindung bezieht sich auf ein astronomisches Meßgerät für die Anzeige des Sonnenaufgangs und des Sonnenuntergangs im Jahreszyklus, wobei das Zeitmeßgerät von einem Uhrwerk antreibbar ist, wobei eine Breitengradscheibe mit einer Umdrehung pro 24 Stunden um eine Zentrumsachse drehbar antreibbar ist, die durch diese Drehbewegung an einer festen Marke vorbeibewegbar ist, mit einem oder mehreren auf der Breitengradscheibe konzentrisch zur Zentrumsachse angeordneten Breitengradkreisen, wobei die Zentrumsachse einen Pol der Erde und der Radius des einen oder des maximalen Breitengradkreises die geographische Breite von diesem Pol der Erde zu dem Äquator bildet, mit einem linienartigen Horizontelement, das sich über die Breitengradscheibe erstreckt, wobei die beiden freien Enden des Horizontelements an Lagerstellen gelagert sind, die auf einer fiktiven die Zentrumsachse schneidenden Linie sich diametral gegenüberliegen und wobei der Mittelbereich des Horizontelements derart quer zu der die Zentrumsachse schneidenden fiktiven Linie auslenkbar ist, daß er sich innerhalb eines Jahreszyklus zwischen einer Maximalauslenkung von 26 % des maximalen Radius des Kreises zur einen Seite der fiktiven Linie und einer Maximalauslenkung von 26 % des maximalen Radius des Kreises zur anderen Seite der fiktiven Linie bewegt.
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Bei einem derartigen astronomischen Meßgerät ist es bekannt, den Sonnenaufgang und den Sonnenuntergang mit Hilfe von Kurvenscheiben anzuzeigen, die einem einzigen bestimmten Breitengrad der geographischen Breite zugeordnet sind.
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Ein astronomisches Meßgerät der eingangs genannten Art ist aus der
CH 679 355 A3 bekannt.
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Aufgabe der Erfindung ist es ein astronomischen Meßgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, durch das der Sonnenaufgang und der Sonnenuntergang an dem jeweiligen Breitengrad des Standorts eines Beobachters des Zeitmeßgeräts anzeigbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf der Breitengradscheibe eine sich radial erstreckende Breitengradskala angeordnet ist und auf dem einen Breitengradkreis oder den mehreren Breitengradkreisen der Breitengradscheibe eine oder eine Mehrzahl an Markierungen angeordnet sind, die durch die Drehbewegung der Breitengradscheibe an der festen Marke vorbeibewegbar sind und deren Position unter Veränderung des Durchmessers des Breitengradkreises radial veränderbar einstellbar ist.
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Die Umdrehung der Breitengradscheibe muß nicht exakt mit einer Umdrehung pro 24 Stunden antreibbar sein, es ist ausreichend, wenn sie annähernd mit einer Umdrehung pro 24 Stunden antreibbar ist.
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Die Maximalauslenkungen des Horizontelements sind in der Neigung der Erdachse begründet. Die ± 26 % sind ein annähernder Wert. Exakt ist er ± 26,04 % des Radius des maximalen Breitengradkreises.
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Das Horizontelement unterteilt den 24-Stundenbereich der Breitengradscheibe in zwei Bereiche. Zum einen in den Bereich zwischen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang und zum anderen in den Bereich zwischen Sonnenuntergang und Sonnenaufgang. Befindet sich der Beobachter am Äquator, so beträgt die Tageslänge zwischen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang sowie die Nachtlänge zwischen Sonnenuntergang und Sonnenaufgang immer genau zwölf Stunden und das Horizontelement erstreckt sich linear über die Zentrumsachse. Für höhere Breitengrade verlängert sich in den Sommermonaten die Länge des lichten Tages auf über zwölf Stunden, wobei der Mittelbereich des Horizontelements aus seiner linearen Erstreckung heraus in den Nachtlängenbereich hinein ausgelenkt wird. Entsprechend verringert sich in den Wintermonaten die Länge des lichten Tages auf unter zwölf Stunden, wobei der Mittelbereich des Horizontelements aus seiner linearen Erstreckung heraus in den Taglängenbereich hinein ausgelenkt wird. Eine Umkehr der Auslenkung erfolgt zur Sommersonnenwende respektive zur Wintersonnenwende. Zur Tag- und Nachtgleiche bildet das Horizontelement eine Gerade.
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Die Länge des lichten Tages kann an Hand des durch das Horizontelement abgegrenzten Tageslängenbereich abgelesen werden.
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Die Markierungen entsprechen gleichmäßig verteilten Zeitangaben von vierundzwanzig Stunden und können auf den Breitengrad, auf dem sich der Beobachter momentan befindet, durch Radialeinstellung entlang der Breitengradskala eingestellt werden. Durch die gemeinsame Verstellung aller Markierungen sind alle Markierungen auf einen bestimmten Breitengrad eingestellt. Die jeweils der festen Marke gegenüberliegende Markierung zeigt die mittlere Ortszeit an. Da die mittlere Ortszeit auch dem Längengrad der geographischen Länge entspricht ist bei korrekt eingestellter Ortszeit das Meßgerät auf den Standort des Beobachters nach Längengrad und Breitengrad eingestellt.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Meßgerät der eingangs genannten Art weiterhin dadurch gelöst, daß auf der Breitengradscheibe eine sich radial erstreckende Breitengradskala angeordnet ist und die Lagerstellen des Horizontelements im Jahreszyklus zwischen 4° in eine erste Schwenkrichtung und 4° in die zur ersten Schwenkrichtung entgegengesetzte zweite Schwenkrichtung um die Zentrumsachse schwenkbar sind.
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Dadurch kann die wahre Ortszeit angezeigt werden. Zeitgleichung ist der Zeitunterschied zwischen der wahren Sonnenzeit, also der wahren Ortszeit und der mittleren Sonnenzeit, also mittleren Ortszeit. Die Ursachen der Zeitgleichung sind die leicht schwankende Geschwindigkeit der Bewegung der Erde auf ihrer elliptischen Bahn um die Sonne und die Tatsache, dass ihre Achse bei dieser jährlichen Bewegung in guter Näherung parallel zu sich selbst bleibt und dass sie nicht senkrecht zur Bahnebene steht. Im Einzelnen verursacht die elliptische Form der Erdbahn einen periodischen Unterschied von etwa ± 7,5 Minuten und die parallele Verlagerung der geneigten Erdachse einen periodischen Unterschied von etwa ± 10 Minuten. Weil die beiden periodischen Anteile gegeneinander phasenverschoben sind, sind die jährlichen Extremwerte etwa +16 und -14 Minuten.
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Der Schwenkwinkel von 4° entspricht dabei etwa sechszehn Zeitminuten.
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Die Länge des lichten Tages kann an Hand der Anzahl der Markierungen im durch das Horizontelement abgegrenzten Tageslängenbereich abgelesen werden.
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Durch die auf der Breitengradscheibe sich radial erstreckende Breitengradskala können bei beiden Ausführungen der Ansprüche 1 und 2 auf der Breitengradscheibe die Breitengrade zur Bestimmung des eigenen Standorts abgelesen werden.
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Sind die Mehrzahl der Markierungen vierundzwanzig Markierungen, so entsprechen die Abstände zwischen den Markierungen Stundenabständen. Durch Zählen der Markierungen im Tageslängenbereich können damit einfach die Stunden der Tageslänge festgestellt werden.
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Die Breitengradscheibe kann eine der Anzahl der Markierungen entsprechende Anzahl an sich strahlenartig von der Zentrumsachse aus erstreckende Nuten oder Schlitze aufweisen, in denen jeweils ein eine Markierung bildendes, zapfenartiges Markierungselement radial verschiebbar angeordnet ist, wobei alle Markierungselemente gemeinsam radial verschiebbar antreibbar sind. Dabei kann jeder geeignete gemeinsame Radialverschiebeantrieb verwendet werden.
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Auf der Breitengradskala entspricht vorzugsweise der Breitengrad „0°“ dem konzentrischen Breitengradkreis größten Durchmessers und die Breitengradskala erstreckt sich von dem Breitengrad „0°“ radial nach innen.
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Eine weitere Ausführungsform des Zeitmeßgeräts besteht darin, daß der oder die Breitengradkreise fest auf der Breitengradscheibe angeordnet sind.
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Die Breitengradkreise ermöglichen es, daß zur Bestimmung des eigenen Standorts auf der Breitengradscheibe die Breitengrade gut abgelesen werden können.
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Eine besonders gute Ablesbarkeit des eigenen Standorts wird dadurch möglich, daß die Breitengradkreise mit regelmäßigen radialen Abständen zueinander fest auf der Breitengradscheibe angeordnet sind.
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Dabei können die regelmäßigen radialen Abstände z.B. zehn Breitengrade sein.
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Darüber hinaus können auch der Polarkreis und/oder der Äquatorkreis fest angeordnet sein.
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Eine weitere Hilfe zur Bestimmung des eigenen Standorts auf der Breitengradscheibe besteht darin, daß auf der Breitengradscheibe von der Zentrumsachse ausgehend gleichmäßig am Umfang verteilt eine Mehrzahl Längengrade der Erde darstellende Radiallinien fest angeordnet sind. Sind auf der Breitengradscheibe vierundzwanzig Radiallinien angeordnet, so bilden sie gleichzeitig die Stundeneinteilung eines Tages.
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Eine der Radiallinien kann den Nullmeridian darstellen, durch den auch die UTC (koordinierte Weltzeit) bestimmt ist.
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Eine weitere der Radiallinien kann die Datumsgrenze darstellen.
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Um bekannte Orte auf der Breitengradscheibe schnell und genau zu bestimmen, können auf der Breitengradscheibe nach Breitengrad und Längengrad positioniert Ortsmarkierungen fest angeordnet sein.
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In einer Annäherung an die jeweilige theoretische Form des Horizontelements kann das Horizontelement aus einer geraden Erstreckung entlang der die Zentrumsachse schneidenden fiktiven Linie in eine gewölbte Erstreckung auslenkbar sein.
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Dazu ist in einfacher Ausbildung das Horizontlelement vorzugsweise ein Federband oder Federdraht.
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In einfacher Ausbildung kann parallel vor der Breitengradscheibe ein Zeitgleichungsrahmen um eine Schwenkachse schwenkbar angeordnet sein, der eine den Bereich der Markierungen an der Breitengradscheibe oder der Breitengradkreise und Radiallinien an der Breitengradscheibe freilassende Sichtöffnung aufweist und der im Jahreszyklus zwischen 4° in eine erste Schwenkrichtung und 4° in die zur ersten Schwenkrichtung entgegengesetzte zweite Schwenkrichtung um die Schwenkachse schwenkbar ist, wobei durch die Schwenkbewegung des Zeitgleichungsrahmens das Horizontelement um die Zentrumsachse schwenkbar antreibbar ist.
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Dabei ist vorzugsweise die Schwenkachse die Zentrumsachse.
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Damit das Verschwenken des Zeitgleichungsrahmens auch von dem Horizontelement mitgemacht wird, können die Lagerstellen des Horizontelements am Zeitgleichungsrahmen angeordnet sein.
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Eine Möglichkeit zum Schwenkantrieb des Zeitgleichungsrahmens besteht darin, daß eine Zeitgleichungskurvenscheibe mit einer Umdrehung pro Jahr drehbar antreibbar ist, die mit ihrer radial umlaufenden Kurvenbahn in Anlage an einer Anschlagsbahn des Zeitgleichungsrahmens in permanenter Anlage ist, der sich quer zur die Zentrumsachse schneidenden fiktiven Linie erstreckt.
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Die maximale Höhe der Sonne über dem Horizont ist abhängig vom Breitengrad und der Jahreszeit. Um die Abhängigkeit von der Jahreszeit berücksichtigen zu können, kann parallel vor der Breitengradscheibe ein Jahreszeitrahmen angeordnet sein, der eine den Bereich der Markierungen oder der Breitengradkreise und Radiallinien freilassende Sichtöffnung aufweist und der im Jahreszyklus einmal quer zur die Zentrumsachse schneidenden fiktiven Linie zwischen einer unteren Endstellung und einer oberen Endstellung bewegbar antreibbar ist, wobei die Breitengradscheibe zur Wintersonnenwende die obere Endstellung und zur Sommersonnenwende die untere Endstellung einnimmt.
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Die radiale Lage der jeweils der Marke gegenüberliegenden Markierung zeigt dann die Höhe der Sonne über dem Horizont zur Mittagszeit abhängig von der Jahreszeit an.
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Zum Antrieb des Jahreszeitrahmens kann der Jahreszeitrahmen eine zentrische Kreiskurve aufweisen, an der ein Hubelement permanent in Anlage ist, das im Jahreszyklus einmal quer zur die Zentrumsachse schneidenden fiktiven Linie zwischen der unteren Endstellung und der oberen Endstellung bewegbar antreibbar ist.
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Dabei kann das Hubelement einen an der Kreiskurve permanent anliegenden, sich parallel zur die Zentrumsachse schneidenden fiktiven Linie erstreckenden Hubbalken aufweisen, an dessen beiden freien Enden jeweils ein Hubarm angeordnet ist, wobei die gleichlangen Hubarme sich parallel zueinander in die der Kreiskurve abgewandte Richtung erstrecken und mit ihren freien Enden jeweils an gleichem Radius an einem Antriebsrad angelenkt sind, wobei zumindest eines der um zur Zentrumsachse parallele Drehachsen drehbaren Antriebsräder mit einer Umdrehung pro Jahr drehbar antreibbar ist.
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Zur Bauraum sparenden Kombination der Anzeige der wahren Ortszeit und der Höhe der Sonne über dem Horizont zur Mittagszeit können Zeitgleichungsrahmen und Jahreszeitrahmen durch ein Rahmenbauteil gebildet sein.
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Zum Tragen der verschiedenen Antriebsmechaniken für die Anzeige der wahren Ortszeit und/oder der Höhe der Sonne über dem Horizont zur Mittagszeit kann der Zeitgleichungsrahmen oder der Jahreszeitrahmen oder das Rahmenbauteil eine damit flächig verbundene Trägerplatte aufweisen.
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Damit die Winkelgrade der Höhe der Sonne über dem Horizont zur Mittagszeit abgelesen werden können, kann an dem Jahreszeitrahmen oder an dem Rahmenbauteil eine Zenitsonnenstandsskala angeordnet sein, die sich radial zur Zentrumsachse hin über den Bereich der radial veränderbaren Markierungen erstreckt und auf der die Winkelgrade über dem Horizont der im Zenit stehenden Sonne aufgetragen sind.
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Die Position der sich unter der Zenitsonnenstandsskala befindlichen Markierung zeigt dann den Winkelgrad der Höhe der Sonne über dem Horizont zur Mittagszeit an.
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Um eine Relativbewegung zwischen den Lagerstellen des Horizontelements und dem höhenverschiebbaren Rahmenbauteil zu ermöglichen, können die Lagerstellen des Horizontelements an Verstellelementen angeordnet sein, die entlang von zueinander parallelen linearen Verstellführungen des Rahmenbauteils verstellbar geführt sind, welche sich rechtwinklig zur die Zentrumsachse schneidenden fiktiven Linie erstrecken.
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Dabei können die Verstellelemente durch ein sich über die Zentrumsachse erstreckendes Verbindungsstück miteinander verbunden sein.
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Weist dabei das Lagerteil einen Zeiger auf, der sich rechtwinklig zur die Zentrumsachse schneidenden fiktiven Linie erstreckt und die Zentrumsachse schneidet, wobei an der am freien Ende des Zeigers angeordneten Zeigerfahne eine auf dem Rahmenbauteil angeordnete Zeitgleichungsskala entlangbewegbar ist, so kann der momentane zeitgleichungsabhängige Verschwenkwinkel des Rahmenteils abgelesen werden.
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Um auch die jeweilige Uhrzeit ablesen zu können, können sich koaxial zur Zentrumsachse eine oder mehrere Zeigerwellen erstrecken, die jeweils einen Zeiger tragen, die eine zur Zentrumsachse konzentrische Zeitskala überstreichen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
- 1 eine perspektivische Frontansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines astronomischen Meßgeräts mit sich linear über die Zentrumsachse erstreckendem Horizontelement
- 2 eine perspektive Frontansicht des astronomischen Meßgeräts nach 1 mit in den Taglängenbereich hinein ausgelenktem Horizontelement
- 3 eine perspektivische Ansicht einer ersten Scheibe einer aus zwei koaxialen Scheiben bestehenden Breitengradscheibe des Meßgeräts nach 1
- 4 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Scheibe der aus zwei koaxialen Scheiben bestehenden Breitengradscheibe des Meßgeräts nach 1
- 5 eine perspektivische Ansicht von Verstellmechaniken vor einem Rahmenbauteil des Meßgeräts nach 1
- 6 eine weitere perspektivische Ansicht der Verstellmechaniken vor dem Rahmenbauteil des Meßgeräts nach 1
- 7 eine perspektivische Ansicht eines schwenkbar gelagerten Verbindungsstücks mit Zeiger zum Überstreichen einer Zeitgleichungsskala sowie mit einem Horizontelement des Meßgeräts nach 1
- 8 eine perspektivische Frontansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines astronomischen Meßgeräts
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Das in den 1 bis 7 dargestellte astronomische Meßgerät weist eine Breitengradscheibe 1 auf, die aus einer ersten Scheibe 2 und einer davor angeordneten zweiten Scheibe 3 besteht, wobei die erste Scheibe 2 und die zweite Scheibe 3 sandwichartig zueinander angeordnet sind und die zweite Scheibe 3 gegenüber der feststehenden ersten Scheibe 2 um eine mittige Zentrumsachse 5 verdrehbar einstellbar ist.
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Die erste Scheibe 2 weist vierundzwanzig Schlitze 4 auf, die sich strahlenartig von der mittigen Zentrumsachse 5 aus gleichmäßig verteilt radial nach außen erstrecken und deren Abstände jeweils die Zeit von einer Stunde symbolisieren.
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In den Schlitzen 4 sind Markierungselemente 6 radial verschiebbar geführt, die zu der einem Beobachter zugewandten Seite 8 der ersten Scheibe hin eine zapfenartige Markierung 7 aufweisen, wobei alle Markierungen 7 sich immer auf einem zur Zentrumsachse 5 gleichen Radius befinden.
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Zur der dem Beobachter abgewandten Seite 9, die der zweiten Scheibe 3 zugewandt ist, ragen in radialem Abstand zueinander zwei Führungszapfen 10 der Markierungselemente 6 aus den Schlitzen 4 hervor und in eine Spiralnut 11 der zweiten Scheibe 3 hinein, wobei der Windungsabstand der Spiralnut 11 dem Abstand der beiden Führungszapfen 10 entspricht.
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Durch Verdrehen der zweiten Scheibe 3 gegenüber der ersten Scheibe 2 sind die Markierungen 7 zwischen einem Breitengradkreis maximalen Durchmessers und einem Breitengradkreis minimalen Durchmessers verschiebbar.
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Wie insbesondere in den 1 und 2 zu sehen, ist auf der dem Beobachter zugewandten Seite 8 der ersten Scheibe 2 radial eine Breitengradskala 12 der geographischen Breite aufgetragen, die sich von radial außen bei 0° entsprechend dem Äquator zur Zentrumsachse 5 bei 90° entsprechend einem Pol erstreckt.
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Von einem nicht dargestellten Uhrwerk wird die Breitengradscheibe 1 mit einer Umdrehung pro vierundzwanzig Stunden im Uhrzeigersinn angetrieben.
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Vor der dem Beobachter zugewandten Seite der Breitengradscheibe 1 ist ein Rahmenbauteil 14 angeordnet, das eine Sichtöffnung 15 aufweist, die den Bereich der Breitengradskala 12 und der Schlitze 4 sowie der radial verstellbaren Markierungen 7 frei läßt.
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Das Rahmenbauteil 14 ist flächig mit einer Trägerplatte 16 verbunden, die sich parallel zur Breitengradscheibe 1 auf deren dem Beobachter abgewandten Seite befindet.
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Horizontal erstreckt sich die Zentrumsachse 5 schneidend eine fiktive Linie 13 über die Breitengradscheibe 1.
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Das Rahmenbauteil 14 ist einen Jahreszeitrahmen bildend im Jahreszyklus einmal quer zur fiktiven Linie 13 zwischen einer unteren Endstellung und einer oberen Endstellung bewegbar antreibbar, wobei der Jahreszeitrahmen zur Wintersonnenwende die obere Endstellung und zur Sommersonnenwende die untere Endstellung sowie zu den Tag- und Nachtgleichen die Mittellage zwischen der oberen und unteren Endstellung einnimmt.
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Zu dieser Verstellung des Rahmenbauteils 14 weist die Trägerplatte 16 auf ihrer dem Beobachter abgewandten Seite eine hervorragende Kreiskurve 17 auf, an der ein zur fiktiven Linie 13 paralleler Hubbalken 18 eines Hubelements 19 permanent in Anlage ist. An den beiden freien Enden des Hubbalkens 18 sind zueinander parallel zwei gleichlange Hubarme 20 des Hubelements 19 angeordnet, deren freie Enden jeweils an einem Antriebsrad 21 angelenkt sind, wobei die nebeneinander angeordneten Antriebsräder 21 um zur Zentrumsachse 5 parallele Drehachsen 22 drehbar sind. Mindestens eines der Antriebsräder 21 ist mit einer Umdrehung pro Jahr drehbar antreibbar.
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Das Hubelement 19 bildet mit den Antriebsrädern 21 einen Doppelkurbeltrieb.
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Durch die Drehung der Antriebsräder 21 wird über den an der Kreiskurve 17 permanent anliegenden Hubbalken 18 die Trägerplatte 16 und mit ihr das Rahmenbauteil 14 quer zur fiktiven Linie 13 angetrieben.
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Bei dieser Jahreszeitlichen Bewegung des Rahmenbauteils 14 befinden sich zwei Verstellelemente 23 von Lagerstellen 24 eines durch ein flexibles Federband gebildeten Horizontelements 25 in einer Position, daß sie sich diametral gegenüberliegend auf der fiktiven Linie 13 befinden.
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Der Mittelbereich des zweiteiligen Horizontelements 25 ist als Stadionelement 36 ausgebildet und derart quer zur fiktiven Linie 13 zwischen einer Maximalauslenkung von 26,04% des dem Äquator entsprechenden Breitengradkreises der Markierungselemente 6 zur einen Seite der fiktiven Linie 13 und einer Maximalauslenkung von 26,04% des dem Äquator entsprechenden Breitengradkreises der Markierungselemente 6 zur anderen Seite der fiktiven Linie 13 innerhalb eines Jahreszyklus auslenkbar antreibbar. Die einander zugewandten Enden der beiden Teile des Horizontelements 25 sind an dem Stadionelement 36 angeordnet.
Bei der Auslenkung wird das Horizontelement 25 sich wölbend verformt.
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Der von den Markierungen 7 eingeschlossene Bereich oberhalb des Horizontelements 25 ist der Bereich zwischen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang und der von den Markierung 7 eingeschlossene Bereich unterhalb des Horizontelements 25 ist der Bereich zwischen Sonnenuntergang und Sonnenaufgang, wobei die Markierungen 7 den Breitengrad angeben, für den dies gilt. Durch Abzählen der Markierungen 7 oberhalb des Horizontelements 25 ist die Zeitspanne des Tags und durch Abzählen der Markierungen 7 unterhalb des Horizontelements 25 ist die Zeitspanne der Nacht abzulesen.
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An dem Rahmenbauteil 14 ist eine Zenitsonnenstandsskala 26 angeordnet, die sich radial von außen zur Zentrumsachse 5 hin über den Bereich der radial veränderbaren Markierungen 7 erstreckt und auf der die Winkelgrade über dem Horizont der im Zenit stehenden Sonne, also zur Mittagszeit aufgetragen sind.
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Auf der dem Beobachter abgewandten Seite der Trägerplatte 16 ist an einem ortsfesten Lagerteil 34 eine mit einer Umdrehung pro Jahr antreibbare Zeitgleichungskurvenscheibe 27 drehbar gelagert. An dem Lagerteil 34 ist ein Zeiger 31 fest angeordnet, der sich rechtwinklig zum Verbindungsstück 30 die Zentrumsachse 5 schneidend erstreckt. An seinem freien Ende weist der Zeiger 31 eine den äußeren Rand von Trägerplatte 16 und Rahmenbauteil 14 umgreifende Zeigerfahne 32 auf, die eine Zeitgleichungsskala 33 von -15' bis +15' (entspricht einem Schwenkwinkel von etwa +4°bis -4°) auf der dem Beobachter zugewandten Seite des Rahmenbauteils 14 zum Ablesen der Zeitgleichung überstreicht. An diesem ortsfesten Lagerteil 34 sind auch die Antriebsräder 21 drehbar gelagert. Mit ihrer radial umlaufenden Kurvenbahn 28 ist die Zeitgleichungskurvenscheibe 27 an einer Anschlagsbahn 29 des auch einen Zeitgleichungsrahmen bildenden Rahmenbauteils 14 in permanenter Anlage, der sich quer zur die Zentrumsachse 5 schneidenden fiktiven Linie erstreckt. Durch die Zeitgleichungskurvenscheibe 27 ist das Rahmenbauteil 14 im Jahreszyklus zwischen 4° in eine erste Schwenkrichtung und 4° in die zur ersten Schwenkrichtung entgegengesetzte zweite Schwenkrichtung um die Schwenkachse schwenkbar antreibbar, wobei durch die Schwenkbewegung des Rahmenbauteils 14 und der an Verstellführungen 35 des Rahmenbauteils 14 anliegenden Verstellelemente 23 das Horizontelement 25 ebenfalls um die Zentrumsachse 5 schwenkbar antreibbar ist. Der Schwenkwinkel von 4° entspricht etwa sechszehn Zeitminuten. Die zueinander parallelen Verstellführungen 35 erstrecken sich rechtwinklig zur die Zentrumsachse 5 schneidenden fiktiven Linie 13.
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Die beiden Verstellelemente 23 sind durch ein sich über die Zentrumsachse 5 erstreckendes Verbindungsstück 30 miteinander verbunden.
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Das in 8 dargestellte Ausführungsbeispiel eines astronomischen Meßgeräts weist eine Breitengradscheibe 1' auf, die auf der dem Beobachter zugewandten Seite radial eine Breitengradskala 12' der geographischen Breite trägt, die sich von radial außen bei 0° entsprechend dem Äquator zu einer Zentrumsachse 5' bei 90° entsprechend einem Pol erstreckt.
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Von einem nicht dargestellten Uhrwerk wird die Breitengradscheibe 1' mit einer Umdrehung pro vierundzwanzig Stunden im Uhrzeigersinn angetrieben.
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Vor der dem Beobachter zugewandten Seite der Breitengradscheibe 1' ist ein Rahmenbauteil 14' angeordnet, das eine Sichtöffnung 15' aufweist, die den Bereich der Breitengradskala 12' frei läßt.
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Horizontal erstreckt sich die Zentrumsachse 5' schneidend eine fiktive Linie 13' über die Breitengradscheibe 1'.
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Das Rahmenbauteil 14' ist einen Jahreszeitrahmen bildend im Jahreszyklus einmal quer zur fiktiven Linie 13' zwischen einer unteren Endstellung und einer oberen Endstellung bewegbar antreibbar, so wie es zu dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 7 beschrieben ist.
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Bei dieser jahreszeitlichen Bewegung des Rahmenbauteils 14' befinden sich zwei Verstellelemente 23' von Lagerstellen 24' eines durch ein flexibles Federband gebildeten Horizontelements 25' in einer Position, daß sie sich diametral gegenüberliegend auf der fiktiven Linie 13' befinden.
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Der Mittelbereich des zweiteiligen Horizontelements 25' ist als Stadionelement 36' ausgebildet und derart quer zur fiktiven Linie 13' zwischen einer Maximalauslenkung von 26,04% des dem Äquator entsprechenden Kreises zur einen Seite der fiktiven Linie 13' und einer Maximalauslenkung von 26,04% des dem Äquator entsprechenden Breitengradkreises zur anderen Seite der fiktiven Linie 13' innerhalb eines Jahreszyklus auslenkbar antreibbar. Die einander zugewandten Enden der beiden Teile des Horizontelements 25' sind an dem Stadionelement 36' angeordnet.
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Bei der Auslenkung wird das Horizontelement 25' sich wölbend verformt.
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Auf der Breitengradscheibe 1' sind in Abständen von zehn Breitengraden konzentrisch zur Zentrumsachse 5' Breitengradkreise 37' aufgebracht, wobei der radial äußerste Breitengradkreis 37' dem Äquator entspricht. Nahe dem radial innersten aufgebrachten Breitengradkreis 37' ist zusätzlich der Polarkreis 38' aufgebracht.
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Weiterhin sind auf der Breitengradscheibe 1' von der Zentrumsachse 5' ausgehend gleichmäßig am Umfang verteilt vierundzwanzig Radiallinien 39' aufgebracht, die Längengrade der Erde darstellen.
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Damit ergibt sich ein Netz von Breitengradkreisen 37' und Radiallinien 39', in dem der Beobachter seinen momentanen Standort nach Längengrad und Breitengrad bestimmen kann.
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Eine der Radiallinien 39' ist der Nullmeridian 40', an dem die Weltzeit (UTC) gilt und eine weitere dem Nullmeridian diametral gegenüberliegende Radiallinie 37' stellt die Datumsgrenze 41' dar. Diese der Datumsgrenze 41' entsprechende Radiallinie 37' entspricht Null Uhr. Von dieser Null Uhr Radiallinie aus sind im Uhrzeigersinn die folgenden Radiallinien 37' ansteigend mit Stundenbezeichnungen 1 bis 23 versehen.
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Darüber hinaus sind Ortsmarkierungen 42' von bekannten Orten auf die Breitengradscheibe 1' aufgebracht.
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Der Bereich oberhalb des Horizontelements 25' ist der Bereich zwischen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang und der Bereich unterhalb des Horizontelements 25' ist der Bereich zwischen Sonnenuntergang und Sonnenaufgang. Durch Abzählen der Radiallinien 39' oberhalb des Horizontelements 25' ist die Zeitspanne des Tags und durch Abzählen der Radiallinien 39' unterhalb des Horizontelements 25' ist die Zeitspanne der Nacht abzulesen.
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An dem Rahmenbauteil 14' ist eine Zenitsonnenstandsskala 26' angeordnet, die sich radial von außen zur Zentrumsachse 5' hin über den Bereich der Breitengradkreise 37' erstreckt und auf der die Winkelgrade über dem Horizont der im Zenit stehenden Sonne, also zur Mittagszeit aufgetragen sind.
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Nicht dargestellt ist entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 7 auf der dem Beobachter abgewandten Seite einer Trägerplatte an einem ortsfesten Lagerteil eine mit einer Umdrehung pro Jahr antreibbare Zeitgleichungskurvenscheibe drehbar gelagert. An dem Lagerteil ist ein Zeiger 31' fest angeordnet, der sich die Zentrumsachse 5' schneidend erstreckt. An seinem freien Ende weist der Zeiger 31' eine den äußeren Rand von Trägerplatte und Rahmenbauteil 14' umgreifende Zeigerfahne 32' auf, die eine Zeitgleichungsskala 33' von -15' bis +15' (entspricht einem Schwenkwinkel von etwa +4°bis -4°) auf der dem Beobachter zugewandten Seite des Rahmenbauteils 14' zum Ablesen der Zeitgleichung überstreicht. Mit einem nicht dargestellten, dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 7 entsprechenden Mechanismus ist das Rahmenbauteil 14' im Jahreszyklus zwischen 4° in eine erste Schwenkrichtung und 4° in die zur ersten Schwenkrichtung entgegengesetzte zweite Schwenkrichtung um eine Schwenkachse schwenkbar antreibbar, wobei durch die Schwenkbewegung des Rahmenbauteils 14' und der an Verstellführungen 35' des Rahmenbauteils 14' anliegenden Verstellelemente 23' das Horizontelement 25' ebenfalls um die Zentrumsachse 5' schwenkbar antreibbar ist. Der Schwenkwinkel von 4° entspricht etwa fünfzehn Zeitminuten. Die zueinander parallelen Verstellführungen 35' erstrecken sich rechtwinklig zur die Zentrumsachse 5' schneidenden fiktiven Linie 13'.
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Die beiden Verstellelemente 23' sind durch ein sich über die Zentrumsachse 5' erstreckendes, nicht dargestelltes Verbindungsstück miteinander verbunden.
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Es gibt für das Ausführungsbeispiel der 8 zwei Möglichkeiten zur Ablesung der Zeiten bis zum Sonnenaufgang, dem Zenit oder dem Sonnenuntergang.
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Möglichkeit 1.
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Diese kann angewendet werden, wenn man die Zeiten bis zum Sonnenaufgang, dem Zenit oder dem Sonnenuntergang für eine der Ortsmarkierungen ablesen möchte. Am Beispiel der Ortsmarkierung „Glashütte“ und Sommerzeit bedeutet dies, daß dort die Weltzeit (UTC) + 2 Stunden gilt. Die Breitengradscheibe 1' wird so eingestellt, daß mittags um zwölf Uhr die Radialline 39' mit der Stundenbezeichnung 14 (12+2) senkrecht nach oben auf die Zeigerfahne 32' gerichtet ist. Jetzt wird der Sonnenaufgang bzw. der Sonnenuntergang dann angezeigt, wenn die mit „Glashütte“ versehene Ortsmarkierung das Horizontelement 25' überschreitet. Der Zenitstand wird dann angezeigt, wenn die mit „Glashütte“ versehene Ortsmarkierung die Sonnenzenitskala 26' überschreitet.
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Möglichkeit 2.
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Diese ist anzuwenden, wenn man die Zeiten bis zum Sonnenaufgang, dem Zenit oder dem Sonnenuntergang für einen Ort ablesen möchte, der nicht mit einer Ortsmarkierung 42 versehen ist.
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Die Breitengradscheibe 1' wird so eingestellt, daß mittags um zwölf Uhr die Radiallinie der Datumsgrenze 41' mit der Stundenbezeichnung Null senkrecht nach oben auf die Zeigerfahne 32' gerichtet ist.
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Man sucht sich anhand des relevanten Breitengradkreises 37' auf dem Längengrad der Datumsgrenze 41' den für den Breitengrad des Beobachters passenden Punkt. Wenn dieser Punkt das Horizontelement 25' überschreitet ist, dies der Zeitpunkt für den Sonnenaufgang bzw. den Sonnenuntergang. Wenn dieser Punkt die Sonnenzenitskala 26' überschreitet, ist dies der Zeitpunkt für den Zenitstand der Sonne. Die Zeit, die bis dahin vergeht, kann direkt an den Stundenbezeichnungen abgelesen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Breitengradscheibe
- 1'
- Breitengradscheibe
- 2
- erste Scheibe
- 3
- zweite Scheibe
- 4
- Schlitze
- 5
- Zentrumsachse
- 5'
- Zentrumsachse
- 6
- Markierungselemente
- 7
- Markierung
- 8
- Beobachter zugewandte Seite
- 9
- Beobachter abgewandte Seite
- 10
- Führungszapfen
- 11
- Spiralnut
- 12
- Breitengradskala
- 12'
- Breitengradskala
- 13
- fiktive Linie
- 13'
- fiktive Linie
- 14
- Rahmenbauteil
- 14'
- Rahmenbauteil
- 15
- Sichtöffnung
- 15'
- Sichtöffnung
- 16
- Trägerplatte
- 17
- Kreiskurve
- 18
- Hubbalken
- 19
- Hubelement
- 20
- Hubarme
- 21
- Antriebsrad
- 22
- Drehachsen
- 23
- Verstellelemente
- 23'
- Verstellelemente
- 24
- Lagerstellen
- 24'
- Lagerstellen
- 25
- Horizontelement
- 25'
- Horizontelement
- 26
- Sonnenzenitskala
- 26'
- Sonnenzenitskala
- 27
- Zeitgleichungskurvenscheibe
- 28
- Kurvenbahn
- 29
- Anschlagsbahn
- 30
- Verbindungsstück
- 31
- Zeiger
- 31'
- Zeiger
- 32
- Zeigerfahne
- 32'
- Zeigerfahne
- 33
- Zeitgleichungsskala
- 33'
- Zeitgleichungsskala
- 34
- Lagerteil
- 35
- Verstellführungen
- 35'
- Verstellführungen
- 36
- Stadionelement
- 36'
- Stadionelement
- 37'
- Breitengradkreise
- 38'
- Polarkreis
- 39'
- Radiallinien
- 40'
- Nullmeridian
- 41'
- Datumsgrenze
- 42'
- Ortsmarkierungen
