DE1497739C3 - Planetariumseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Planetariumsprojektionseinrichtung für einen auf einem ersten Planeten, insbesondere auf der Erde, befindlichen Beobachter, zur Darstellung eines zweiten Planeten, wie dieser dem Beobachter gegenüber dem Fixsternhimmel erscheint, mit einer ortsfest gelagerten, entsprechend dem scheinbaren Sonnenumlauf angetriebenen Drehplatte, auf der ihrerseits eine Welle exzentrisch gelagert ist, mittels der eine entsprechend dem tatsächlichen Umlauf des zweiten Planeten um die Sonne sich drehende Platte antreibbar ist, deren den Neigungsunterschied zwischen den Umlaufebenen berücksichtigender Winkel durch eine keilförmige Nockenscheibe bestimmt ist, wobei an dieser Platte wiederum exzentrisch ein Führungsteil angeordnet ist, durch das sich eine Stange erstreckt, deren inneres Ende konzentrisch zur Drehplatte gelagert ist.

Eine Einrichtung dieser Art ist bereits aus der USA.-Patentschrift 30 74 183 bekannt, die ebenfalls auf den Erfinder zurückgeht. Das Grundprinzip ist sowohl bei der bekannten als auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dasselbe. Wesentlich ist hierbei der erdzentrische Standort, so daß die Erde als fester Mittelpunkt aufgefaßt wird und die Sonne als um die Erde umlaufend angenommen wird. Um die Sonne läuft seinerseits ein weiterer Planet (Venus) auf einer Kreisbahn um.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Parallaxenfehler auszugleichen, wie sie sich dadurch ergeben, daß die Planeten-Bildprojektoren nicht genau in der Polarachse des Gerätes liegen.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Stange ein weiteres Lager für eine zweite, ' im wesentlichen hierzu parallel verlaufende Stange bildet, deren inneres Ende um ein einen Parallaxenfehler ausgleichendes kleines Stück aus der zur Drehachse konzentrischen Lage versetzt gelagert ist und die zweite Stange den Richtungswinkel des den zweiten Planeten projizierenden Lichtstrahls bestimmt. Erfindungsgemäß ist für die Parallaxenkorrektur somit ein sehr einfaches Hilfsmittel geschaffen worden, das zuverlässig arbeitet. Die Gesamtgenauigkeit des Systems wird somit erheblich verbessert.

Ein besonders praktischer Aufbau ergibt sich erfindungsgemäß, wenn die zweite Stange am inneren Ende etwas höhenverschieblich gelagert ist.

Zweckmäßig ist es erfindungsgemäß ferner, wenn für den Antrieb der Drehplatte einerseits und der daran angeordneten Platte andererseits gesonderte Motore vorgesehen sind. Dies führt in vorteilhafter Weise zu einer beträchtlich größeren Beweglichkeit des Planetariumsystems. Man muß nicht mehr ein Uhrwerk mit hohen Drehzahlen zurück — oder vorwärts laufen lassen, um das Gerät zur Projektion einer bestimmten Stellung einzustellen, die in dem betreffenden Augenblick gerade gewünscht wird.

Bei vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine parallel zur Achse der Drehplatte drehbar verlaufende Hohlstange eine Spiegelhalterungsplatte trägt, in der Hohlstange eine Gleitstange zur Übertragung der Höhenverschiebung der zweiten Stange auf den Spiegel vorgesehen ist und zwischen dem Spiegel und der Gleitstange ein quer durch die Spiegelhalterungsplatte verlaufender Stößel unter einem Winkel zur Achse der Gleitstange angeordnet ist. Zur Darstellung aller gewünschten Stellungen der Himmelskörper kann durch diese Konstruktion praktisch und einfach eine Spiegelverstellung vorgesehen werden, welche gleichzeitig die Korrektur zur Aufhebung des Parallaxenfehlers trägt.

Es ist hierbei besonders vorteilhaft, wenn erfindungs-

gemäß der Spiegel um einen parallel zur Spiegelhalterungsplatte verlaufenden Stift schwenkbar angeordnet ist, neben welchem die Druckangriffsstelle des Stößels auf den Spiegel liegt, und wenn eine Feder für die Rückstellkraft entgegen dem durch den Stößel ausgeübten Drück vorgesehen ist. Mit einer mechanisch einfachen Konstruktion ist dadurch stets für die definierte Stellung des Spiegels gesorgt. Einstellungen desselben von Hand sind ferner dadurch möglich, daß erfindungsgemäß mindestens eine Einstellschraube für die Einstellung des Spiegels zur Spiegelhalterungsplatte vorgesehen ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Vorderansicht der Planetariumsprojektionseinrichtung gemäß der Erfindung mit den Projektoren und Planetenanalogons- oder darstellungsgeräten,

F i g. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig.3 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teiles des in F i g. 1 gezeigten Gerätes mit dessen Rahmen und Stützkonstruktion,

Fig.4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 der Fig.3,

F i g. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 der F ig. 4,

F i g. 6 eine Schnittansicht, entlang der Linie 6-6 der F i g. 5 mit der Zahnradkette, die den Umlaufbahn-Neigungsnocken des Planeten in richtiger Orientierung zu der Sonne hält, wenn dieser gedreht wird,

F i g. 7 eine weitere, vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 7-7 der F i g. 1 mit der Spiegelanordnung in Verbindung mit dem Darstellungsgerät der F i g. 4,

F i g. 8 eine schematische Ansicht des optischen Systems, das jedem Planeten-Darstellungsgerät zugeordnet ist und

F i g. 9 ein Schaltbild des elektrischen Kreises zur Regelung der Lichtstärke für die Einstellung der Helligkeit der Sterne und Planeten bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung.

Das in F i g. 1 gezeigte planetarische Gerät weist ein Grundteil 10 auf, das mittels Füßen 11 auf dem Boden eines Zuschauerraumes steht. Auf dem Grundteil 10 ist ein U-förmiges Joch 12 drehbar gelagert. Die voneinander beabstandeten oberen Enden des Joches 12 tragen Lagergehäuse 15 für eine Welle 16. Ein Projektorhalterungsrahmen 17 ist drehbar auf der Welle 16 gelagert. Der Projektorhalterungsrahmen 17 besteht aus einem Paar Gittersäulen 18, die sich von der Welle 16 aus in entgegengesetzten Richtungen erstrecken und an ihren gegenüberliegenden Enden Sternenfeld-Projektionshalbkugeln 19a und 196 aufweisen. Neben der Welle 16 sind Befestigungsplatten 20 für Befestigungs- oder Pianetendarstellungsgeräte vorgesehen, auf denen diese Planetendarstellungsgeräte 21 und zugeordnete Einrichtungen befestigt sind. Die Platten 20 können auch Projektoren tragen, die zum Nachahmen anderer Himmelskörper sowie besonderer Effekte dienen.

Die Planeten-Darstellungsgeräte 21 sind in den F i g. 1, 2 und 3 allgemein dargestellt. Eine ausführliche Einzelansicht eines solchen Planeten-Darstellungsgerätes ist weiter in den F i g. 4,5 und 6 gezeigt. Der Reflektorspiegel, der in der F i g. 4 weggelassen ist, ist in der F i g. 7 zu sehen, und ein komplettes optisches System für ein Planeten-Darstellungsgerät ist in F i g. 8 dargestellt.

Die Theorie des Betriebs der Planeten-Darstellungssysteme gestattet die Befestigung der Planeten-Darstellungsgeräte auf beiden Platten 20a oder 20ό (vgl. Fig. 1), wobei sie unabhängig von dem Befestigungsplatz im wesentlichen die gleiche Betriebsweise haben. Da jedes Darstellungsgerät von der Polarachse entfernt angeordnet ist, müssen bestimmte Mittel zur Korrektur dieser Aufstellung und der Fehler geschaffen werden, die sonst auftreten würden. Ferner müssen die verschiedenen Eigentümlichkeiten und besonderen Eigenschaften der einzelnen Planeten in die Darstellungsgeräte so eingebracht werden, daß Unterschiede auftreten, die auf der Größe der Umlaufbahn, der Neigung der Ebene der Umlaufbahn zu der ekliptischen Ebene und auf den Effekten beruhen, die von der Abweichung des Polarwinkels ausgehen. Alle diese Faktoren werden in jedem Darstellungsgerät (auch Analogon genannt) berücksichtigt, die trotz etwa gleichem Aufbau einzeln einstellbar sein müssen, um die genannten Eigentümlichkeiten eines speziellen Planeten nachzuahmen.

Bekanntlich ermöglichen die Darstellungsgeräte infolge ihrer Konstruktion die Vortäuschung der Tatsache, daß die Sonne um die Erde oder um einen der nachzuahmenden Planeten umläuft, oder daß der Planet oder die Erde um die Sonne umlaufen. In dem Fall von untergeordneten Planeten, wie z. B. der Venus und dem Merkur, läßt das Darstellungsgerät annehmen, daß die Sonne um die Erde und der untergeordnete Planet um die Sonne umläuft. Im Falle von übergeordneten Planeten, wie z. B. dem Mars, Jupiter und Saturn, wird angenommen, daß die Sonne um den Planeten und die Erde um die Sonne umläuft. Es werde davon ausgegangen, daß die Sichtlinie zwischen der Erde und dem Planeten, die durch das Darstellungsgerät erreicht wird, als diejenige Richtung verwendet wird, in der das Licht, das den Planeten nachahmt, zu projizieren ist. Im Falle von untergeordneten Planeten verläuft die Sichtlinie von der Erde zu dem Planeten derart, daß die Richtung zur Projektion des Lichtes richtig liegt. Im Fall übergeordneter Planeten verläuft jedoch die Linie von dem Planeten zu der Erde so, daß die Projektionsrichtung des Lichtes umgekehrt werden muß.

Durch das Darstellungsgerät gemäß der Erfindung werden durch Änderungen im Aufbau beträchtliche Vorteile hinsichtlich einer größeren Beweglichkeit des gesamten Darstellungsgerätes erreicht. Im einzelnen sind getrennte Antriebsmotore zur Nachahmung der Bewegung der Sonne um die Erde oder den Planeten, sowie zur Nachahmung der Bewegung der Erde oder des Planeten um die Sonne vorgesehen. Das in den F i g. 4, 5 und 6 gezeigte Darstellungsgerät ahmt den Merkur, einen untergeordneten Planeten, nach, und es wird in diesem Fall die Erde als der Mittelpunkt des Darstellungssystems genommen. Die Sonne läuft um die Erde und wird durch einen Motor angetrieben, und der Merkur läuft um die Sonne und wird durch einen anderen Motor angetrieben. Die Verwendung von getrennten Motoren gestattet die unabhängige Einstellung der Sonne relativ zu der Erde, in diesem Fall des Merkurs relativ zu der Sonne, wodurch beträchtliche Zeit eingespart wird, die in bestimmten Fällen erforderlich wäre, um einen Planeten von einer ersten in eine andere Stellung zu überführen, die einer wesentlich anderen Zeitspanne für den Planet zugeordnet ist. Gemäß Fig.4 sind das Darstellungsgerät und seine Antriebseinheit leicht von der Platte 20 entfernbar, so daß eine schadhafte Einheit erforderlichenfalls einfach ausge-

tauscht werden kann. Das Grundteil 180 ist mit einer abgestuften Schulter versehen, die genau in eine Öffnung in der Befestigungsplatte 20 paßt. In Umfangsrichtung verlaufende Nuten 180a und 1806 bilden weitere Mittel zur Befestigung der Darstellungs-Einheit an der Befestigungsplatte 20. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel greifen Bügel, die rund um den Umfang des Grundteiles 180 angeordnet sind, in die Nute 180a ein und werden wiederum in Einbaulage gegen das Grundteil durch Schrauben gehalten. Die Antriebsmotore 181 und 182 werden mittels passender Bügel von dem Grundteil 180 getragen. Die Welle des Motors 181 ist mit einer Welle gekuppelt, die durch das Grundteil 180 geführt ist und ein Zahnrad 183 antreibt, das wiederum ein Zahnrad 184 und eine Drehplatte 185 treibt, an der es um eine zentrale Welle 186 herum befestigt ist, die ihrerseits an dem Grundteil 180 fest angebracht ist. Bei diesem besonderen Darstellungsgerät wird die Stellung der Sonne als irgendein Punkt auf der Platte 185 dargestellt, insbesondere als die Stellung der Welle 187. Die Welle 187 ist mit einer Scheibe oder Platte 188 gekuppelt, die einen Bolzen 189 trägt, dessen axiale Stellung bei Drehung der Platte um 189 trägt, dessen axiale Stellung bei Drehung der Platte um die Welle 187 die Lage des Planeten Merkur in bezug auf die Sonne bzw. deren Darstellungsgerät nachahmt. Die Welle 187 wird durch den Motor 182 über eine Reihe von Zahnrädern 191,192,193,194,195,1%, 197 und 198 angetrieben. Diese Zahnräder sind wie folgt auf Wellen befestigt:

Das Zahnrad 191 sitzt auf der Welle 200, die mit der Motorwelle verbunden und durch das Grundteil 180 geführt ist; die Zahnräder 192 und 193 sitzen auf einer Welle 202 an den entgegengesetzten Seiten des Grundteiles 180; die Zahnräder 194 und 195 sitzen auf einer Welle 203, die durch das Gründteil und die Drehachse der Platte 185 verläuft;

die Zahnräder 1% und 197 sitzen auf einer Welle 204, die durch die Platte 185 geführt ist, und

das Zahnrad 198 sitzt auf der Welle 187 an der der beschriebenen Anordnung des Darstellungsgerätes entgegengesetzten Seite der Platte 185.

Die praktisch gegenseitige Zuordnung der Zahnräder ist aus den Wellenlagen zu entnehmen, die in der F i g. 5 gezeigt sind. Die Zahnradkette ist jedoch in der F i g. 4 besser zu sehen, in der sie etwas verzerrt dargestellt ist, um die Zahnräder zum besseren Verständnis der Zahnradkette in einer Linie ausgebreitet darzustellen.

Da die gemeinsame Achse der Wellen 186 und 203 in diesem Fall die Lage der Erde und die Achse des Bolzens 189 die Lage des Merkur darstellen, bildet die gemeinsame Ebene der Achsen den Richtungswinkel des Merkur, und es kann in dieser Ebene eine gerade Linie gezogen werden, welche die Sichtlinie von der Erde zum Merkur dargestellt. Ein entlang dieser Linie projizierter Lichtstrahl gibt die korrekte Stellung des Merkur zu diesem Zeitpunkt wieder. Es wird diese gerade Sichtlinie durch die Anordnung einer Gleitstange nachgeahmt, die mit dem Kupplungsglied 212 auf der zentralen Erdachse eine drehbewegliche Verbindung 211 derart hat, daß der Drehpunkt normal zu dieser Achse liegt. Das Kupplungsglied 212 ist unabhängig von der axialen Anordnung, von der es getragen wird, drehbar. Die axiale Stellung des Kupplungsgliedes wird durch seinen axialen zylindrischen Stift 212a eingehalten, der von einem rohrförmigen Führungsteil aufgenommen wird. Die Höheneinstellung des Stiftes 212a wird durch eine Einstellschraube 213a gesichert, die mit einer im Umfangsrichtung verlaufenden Nute zusammenwirkt, um die axiale Lage des Gliedes 212 festzulegen. Das rohrförmige Führungsteil 213, gegenüber dem das Kupplungsglied 212 drehbeweglich ist, kann z. B. an dem einen Ende der Welle 203 befestigt sein. In diesem Falle läuft es mit der Welle 203 um, wohingegen das Glied 212 der Gleitstange 210 folgt. Die Stange 210 erstreckt sich ferner diametral durch eine Kugel 215, die in einer Ausnehmung des Bolzens 189 sitzt und magnetisch oder auf andere Weise in Einbaulage gehalten ist, so daß sie nicht nur frei ist und um die Merkur-Achse des Bolzens 189 umlaufen kann, sondern, wie noch näher erläutert wird, auch Anstiegsänderungen mitmacht.

Die nachgeahmte Umlaufbahn des Planeten um die Sonne relativ zu der ekliptischen Ebene muß bei der Festlegung der Anstiegsstellung des Planeten berücksichtigt werden. Da die Umlaufbahn der Erde die ekliptische Ebene begrenzt, ist normalerweise lediglich ein einziger Nocken-Kompensator erforderlich. Da die Ebene der Umlaufbahn des Merkur um die Sonne um 7° außerhalb der ekliptischen Ebene liegt, liefert eine keilförmige Nockenscheibe oder Platte 220 die richtige Einstellung der Platte 188, um die Änderungen des Anstiegs der Merkur-Umlaufbahn außerhalb der ekliptischen Ebene nachzuahmen. Wenn daher die Platte 188 um die Achse 187 umläuft, wird die Lage der Kugel 215 angehoben und gesenkt, und zwar in Abhängigkeit davon, welcher Teil der keilförmigen Platte 220 über ihr liegt. Dies simuliert die besondere Abweichung von der ekliptischen Ebene, die der Planet in den verschiedenen Abschnitten seiner Umlaufbahn erfährt.

Da die ekliptische Ebene als irgendeine Ebene angenommen werden kann, die parallelzur Platte 185 durch den Stift 211 verläuft, bewirken Abweichungen der Lage des Merkurs, welche die keilförmige Platte 220 erzeugt, daß die Gleitstange 210 die richtige nachgeahmte Sichtlinie einnimmt.

Die Stellung der Platte 220 muß sich nicht ändern, wenn die Sonne um die Erde umzulaufen scheint, da die Umlaufebene des Merkurs sonst so erscheinen würde, wie dies tatsächlich bei allen Planeten der Fall ist. Damit die Umlaufebene ihre ortsfeste Lage relativ zu der Sonne beibehalten kann, muß die keilförmige Platte 220 einmal bei jedem Umlauf der Sonne um die Erde eine volle Drehung ausführen. Eine zu diesem Zweck vorgesehene Zahnradanordnung erzeugt die Drehung der Platte 220 in die entgegengesetzte Richtung zu dem Umlauf um die Erde, um das scheinbar feste Verhältnis beizubehalten. Dies wird durch den Einbau eines Zahnrades 222 bewirkt, das koaxial an der keilförmigen Platte befestigt ist. Wie aus F i g. 6 zu ersehen ist, wird das Zahnrad 222 über eine Räderkette 223, 224 und 225 angetrieben, die zur Mittelwelle zurückgeführt ist, so daß es mit der gleichen Geschwindigkeit umläuft, wie die Platte 185, jedoch in entgegengesetzter Richtung.

Die Drehung des Planeten um die Sonne wird durch die keilförmige Platte 220 nicht geändert. Der scheinbare Anstieg wird jedoch in Abhängigkeit von der Drehung der Kugel.215 in bezug auf die keilförmige Platte 220 geändert, und der Stift 212a dreht sich relativ zu dem rohrförmigen Teil 213. Wenn der Richtungswinkel sich ändert, wechselt die Stange die Richtung, da die Kugel 215 relativ ζΐι dem Bolzen 189 dreht. Wenn sich der Anstieg ändert, schwenkt die Stange 210 um den Stift 211. Die Gleitstange ist daher trotz der verschiedenen Beschränkungen des Systems stets in der Lage.

den korrekten Richtungswinkel und den richtigen Anstieg einzunehmen bzw. auszuführen, um innerhalb des Darstellungsgerätes die richtige Sichtlinien^Lage zwischen der Erde und dem Planeten Merkur einzuneh

Da die Planeten-Darstellungsgeräte von der Mitte der Polarachse des Gerätes entfernt angeordnet sind, tritt ein kleiner Parallaxenfehler auf, der durch ein verhältnismäßig einfaches Hilfsmittel korrigiert wird, das

geordnete Planeten verwendet werden kann. Die Lage der Sonne relativ zu dem Erd- oder Planeten-Achsen-Mittelpunkt des Darstellungsgerätes kann in beiden Fällen willkürlich derart festgelegt werden, daß nur die Erd- oder Planeten-Achse, die um die Sonnenachse umläuft, von einem Darstellungsgerät zu einem anderen geändert werden muß, da das Darstellungssystem nur in sich ausgeglichen sein muß und nicht relativ zu den anderen Darstellungsgeräteh. Dies bedeutet, daß die

bisher in anderen Planetarien nicht angewendet wurde. io Lage des Zapfens 189 auf der Stützplatte 188 von

Die Stange 210 ist in einem Bolzen 227 festgelegt, der an der Stange so befestigt ist, daß die Achse des Bolzens in etwa parallel zu den Achsen der Erde und des Merkur verläuft, wenn sich die Stange 210 in der eklip-

einem Darstellungsgerät zum anderen in Abhängigkeit von dem nachgeahmten Planeten zu ändern ist. Dies bedeutet weiter, daß die keilförmige Platte 22 für die Umlaufbahn passend ausgewählt werden muß. Es sind

tischen Ebene befindet. Der Bolzen 227 ist mit einem 15 jedoch Mittel vorgesehen, wodurch ein oder zwei Re

serve-Darstellungssysteme und ein Vorrat an Scheiben und keilförmigen Platten für jeden gezeigten Planeten in wirtschaftlicher Weise bereitgehalten werden können, so daß schadhafte Darstellungsgeräte schnell aus-

Lager 228, ähnlich demjenigen des Bolzens 189, versehen, das eine Kugel ist, die der Kugel 215 entspricht. In diesem Fall verläuft die Gleitstange 229 diametral durch die Kugel 228, und sie ist durch einen Stift 230

drehbeweglich gelagert. Obwohl der Stift 230 von der 20 getauscht werden können, und zwar durch Entfernung

Drehachse des Lagers versetzt ist, das an dem Spindel- des einen Darstellungs-Systems und Ersetzung durch

teil 231 vorgesehen ist, bewirkt er, daß die Stange 229 ein anderes an dessen Stelle auf der Platte 20.

durch die Achse verläuft. Das Ausmaß der Versetzung Ein Problem tritt hinsichtlich der Schnittpunkte der

zwischen der Drehachse der Welle 203, die die Erdstel- Umlaufbahn eines vorgegebenen Planeten mit der

lung nachahmt, und der Spindel 231 ist verhältnisgleich 25 ekliptischen Ebene auf. Diesem kann dadurch begegnet

dem Ausmaß der Versetzung des Darstellungsgerätes von der Mittellinie der Polarachse der Vorrichtung. Das Versetzungsverhältnis der Achsen zu der Geräte-Planeten-Stellung ist verhältnisgleich zu der Verset-

werden, daß eine Einstellmarke auf der Platte 185 und eine Marke auf jeder keilförmigen Platte vorgesehen wird, so daß die keilförmige Platte die richtige Umlaufbahn-Orientierung erhält oder einnimmt, wenn sich die

zung des Darstellungsgerätes-Mitteipunktes von der 30 Marken decken. Hinsichtlich des Schnittpunktes der

Umlaufbahn mit der errichteten ekliptischen Ebene ist es dann lediglich erforderlich, den Anstieg des nachgeahmten Planeten einzustellen, was am Spiegel vorgenommen werden kann.

In der F i g. 8 ist eine schematische Darstellung der gegenseitigen Zuordnung der Projektor-Lichtquelle, der Spiegel, die die Lichtbahn festlegen, und des Darstellungsgerätes gezeigt, das in einem Planeten-Nachahmungs-System verwendet wird. Die Projektor-Licht-

Polarachse der planetarischen Vorrichtung und zu dem
Abstand der Vorrichtung zu der Kuppel des Planetariums. Diese einfache Verhältniskorrektur vermeidet
merkliche Fehler und ist daher hinsichtlich der Gesamtgenauigkeit des Systems wertvoll. Wenngleich im vor- 35
liegenden Ausführungsbeispiel die Korrektur bewirkt,
daß die kreisförmige Umlaufbahn konzentrisch zur
Sonne verläuft, kann in anderen Fällen der gleiche Effekt dazu benutzt werden, den Mittelpunkt der kreisförmigen Umlaufbahn zu verschieben und nicht kon- 40 quelle 237 ist bei bevorzugten Ausführungen auf der zentrisch zur Sonne verlaufen zu lassen. gleichen Platte 20 befestigt, wie das Darstellungsgerät

Die Lage einer Hohlstange 233, die nach F i g. 4 axial 21. Der durch den Projektor 237 erzeugte Lichtstrahl zu der Spindel 231 ausgerichtet und mit dieser zur ge- ^{wird von} den Spiegeln 238 und 239 mit versilberten meinsamen Drehung mechanisch verbunden ist, be- Flächen reflektiert, die beide auf der Stützplatte 140 stimmt den Richtungswinkel des Spiegels 235. Die 45 (F i g· 8) für die Halbkugel-Sternenfeld-Projektoren, im Gleitstange 234, die gleitend innerhalb der Hohlstange vorliegenden Fall 196, gehaltert sind, so daß das Licht

233 sitzt, legt die Anstiegsstellung des Spiegels 235 fest, zu dem Spiegel 235 zurückreflektiert wird. Die Lage was noch im Zusammenhang mit der Hebelwirkung der der Welle 233 bestimmt den Richtungswinkel der Pro-Gleitstange 229 auf die Gleitstange 234 beschrieben jektion des Lichtes, das von dem Spiegel 235 reflektiert wird. Eine Bewegung, die Anstiegsänderungen bewirkt, 5o wird, und dessen Anheben wird durch die Lage des wird der Kugel 228 erteilt, und da die Drehachse, die Spiegels festgelegt, wie noch im Zusammenhang mit der Stift 230 bildet, ortsfest ist, wird der Gleitstange der F i g. 5 erklärt wird.

234 eine kleine axiale Bewegung erteilt, die verhältnis- In der F i g. 7 ist eine Antriebs-Hohlstange 233 gegleich zu dem Planeten-Anstieg ist. Eine Abdeckhaube zeigt, die an ihrem einen Ende ein Kegelrad 240 trägt, 240, die verhältnismäßig durchsichtig ist, damit die Pia- 55 das mit einem Kegelrad 241 in Eingriff steht. Beide netarium-Planeten-Darstellungsgeräte erklärt werden drehbeweglichen Teile sind mittels passender Lager

243 und 244 in einem gemeinsamen Gehäuse 242 eingebaut. Die Lager 243 und 244 gestatten die gewünschte Drehbewegung. Die Verwendung von Kegelrädern ermöglicht eine Änderung der Richtung bzw. Lage der Drehachse in eine Lage, die gleich ist dem ekliptischen Winkel von 23'/2°, um hinsichtlich der Tatsache eine Korrektur zu schaffen, daß die ekliptische Achse des Gerätes um 23' /2° von der tatsächlichen Polarachse

wie in der Auswahl einer keilförmigen Platte, welche ⁶5 des Systems versetzt angeordnet ist. der besonderen Umlaufbahn eines jeden Planeten ent- °as Kegelrad 241 trägt eine Spiegelhalterungsplatte

spricht. Es versteht sich, daß das gleiche Darstellungs- 246, auf der eine Spiegelhalterung 247 mittels Schraugerät sowohl für untergeordnete als auch für über- ben 248 und 249 einstellbar befestigt ist. Die relative

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können, ist mit einem Lager 241 für die Spindel 231 versehen. Aus diesem Grunde muß die Abdeckung 240 und ihre Verbindung mit dem Grundteil 180 präzise ausgeführt sein.

Die Darstellungsgeräte oder Analogons für verschiedene Planeten unterscheiden sich in der Hauptsache in der relativen Lage der Erd- oder Planetenachse, die in dem Darsteilungsgerät stets um die Sonne umläuft, so-

Verstellung der Einstellschrauben 248 und 249 ermöglicht eine Einstellung des Spiegels auf seine richtige Höhe an der ausgewählten Richtungswinkel-Lage, vorzugsweise am Schnitt seiner Umlaufebene mit der ekliptischen Ebene. Wenn der Anstieg bzw. die. Höhe des.Planeten für diesen einen Zustand richtig eingestellt ist und die Auswahl der richtigen keilförmigen Platte und anderer Einstellgrößen getroffen ist, nimmt dieser in jeder Richtungswinkellage korrekte Anstiegsstellungen ein. Änderungen in der Höheneinstellung in Abhängigkeit von der Änderung der Umlaufbahnlage des Planeten werden über die Gleitstange 234 erreicht, die mit einem Stößel 251 zusammenwirkt, der achsgleich innerhalb des Kegelrades 241 gleitbar gelagert ist. Der Spiegel 235 wird auf der Platte 247 durch einen Stift 252 schwenkbar gehalten, der parallel zur Spiegelebene liegt und sich durch einen Flansch 247a an der Platte, sowie durch einen Flansch 235a an der Rückseite des Spiegels erstreckt. Eine zwischen dem Spiegelflansch 235a und der Platte 246 eingespannte Zugfeder 254 zieht den Spiegel um den Stift 252 gegen die Platte. Die Stößel 251 wirkt der Feder entgegen und liegt auf dem Flansch 235a auf, und zwar zwischen der Verbindungsstelle der Feder 254 und dem Stift 252. Das System ist so ausgelegt, daß die Wirkung des Stößels 251, die letztlich durch die keilförmige Platte 220 bestimmt wird, darin besteht, die geforderten Änderungen im Anstieg zu schaffen, um charakteristische Abweichungen von der ekliptischen Ebene des Planeten nachzuahmen. Wenn die Anordnung umläuft, verbleibt die Platte 246 tatsächlich in der Bezugsebene, während der Spiegel bei seiner Drehung um 180° von der in vollen Linien gezeigten Lage in die in F i g. 7 in strichpunktierten Linien gezeigten Lage wandert, wobei er im Verlauf dieser Drehung durch den Stößel 251 in verschiedene Anstiegs- oder Höhenlagen gebracht wird.

Für den Fachmann ist klar, daß an einer Stelle in der Umlaufbahn des Planeten der Planet unterhalb des Horizontes durchlaufen muß, und der Darstellungsgeräte-Spiegel gemäß der Erfindung ist so ausgeführt, daß er ein abgeändertes einfaches zylindrisches Abdeckteil von der Art aufnehmen kann. Die Schwerkraft bewirkt, daß die zylindrische Anordnung eine Lage einnimmt, in der ihre Achse vertikal oder ihr oberer Rand horizontal verläuft. Durch eine Einstellung des Abdeckteils derart, daß der obere Rand den Horizont nachahmt, wird der reflektierte Strahl beim Einfall unter den oberen Rand abgefangen und nicht projiziert.

Die Farbe eines Planeten kann durch passende Filter entweder am Projektor oder an einer Stelle im Strahlenverlauf, wie er schematisch in der F i g. 8 gezeigt ist, nachgeahmt werden. In ähnlicher Weise können erforderlichenfalls auch andere eigenartige Effekte eingebracht werden. Zum Beispiel weist eine Venus-Nachahmungsvorrichtung gemäß F i g. 3 eine lichtdurchlässige Scheibe auf, die radiale Linien besitzt, die in Umfangsrichtung in unterschiedlichen Abständen angeordnet sind, und welche die Lichtmenge verändert, die in unterschiedlichen Phasen von diesem Planten ausgeht. Im einzelnen ist der Projektor 237Z> mit einem Scheibenfilter 270 versehen, das von einem Motor 271 angetrieben wird, der synchronisiert ist, damit er in bezug auf die verschiedenen Umlaufstellungen des Planeten Venus in der richtigen Phase liegt. Wenn das Filter umläuft, gestatten die radialen Linien, daß in Abhängigkeit von ihrer in Umfangsrichtung verlaufenden Dichte an jeder besonderen Stellung mehr oder weniger Licht hindurchtritt.

Im Hinblick auf die Zahl der zu kreuzenden Achsen und unter Berücksichtigung der Tatsache, daß drei Schleifringsätze vorzusehen sind, ist gemäß der Erfindung eine besondere Schaltung vorgesehen, die die Zahl der Schleifringe zwischen dem Grundteil und den Projektoren auf eine minimale Größe hält. Diese Schaltung ist in der F i g. 9 schematisch dargestellt und bildet ein Zeitteilungs-Multiplex-System, das zur Steuerung der Helligkeit der verschiedenen Lampen eine Transistorschaltung verwendet. .

In der F i g. 9 sind die verschiedenen Lampen, die für die unterschiedlichen Planeten-Nachahmungssysteme vorgesehen sind, beispielsweise dargestellt. Es sei bemerkt, daß weitere Lampen erforderlich sein können, deren Zahl ein Vielfaches der im Ausführungsbeispiel gezeigten acht Lampen betragen kann, besonders, wenn Hilfsprojektoren in Erwägung gezogen werden. Im vorliegenden System würde an sich jede Lampe ein Minimum an sechs Schleifringen erfordern, und es würden in bezug auf die Einstellung beträchtliche Probleme auftreten. Gemäß der in F i g. 9 gezeigten Schaltung sind die Lampen durch die Bezugszahlen 280a und 280Λ gekennzeichnet Die Lampen sind mit einer B-Sammelschiene verbunden. In dieser besonderen Schaltungsausführung sind die Lampen ferner mit den Kollektoren der Transistoren 281a und 281Λ verbunden. Gruppen von jeweils vier Emittern sind gemeinsam über Schleifringe 282 und 283 an einem gemeinsamen Schaltungspunkt mit den Kollektoren der entsprechenden Transistoren 284a bis 284Λ verbunden. Die Emitter dieser Transistoren sind über veränderliche Widerstände 285a bis 285Λ an einer geerdeten oder B-Sammelschiene angeschlossen. Die Widerstände ermöglichen eine Strombegrenzung für die entsprechenden Transistoren, mit denen sie in Verbindung stehen. Die Basis der Transistoren 284a und 284e ist mit einem Leiter 286 verbunden. Die Basis der Transistoren 284/> und 284/" ist mit einem gemeinsamen Leiter 287 verbunden. Die Basis der Transistoren 284c und 2Mg ist an einer gemeinsamen Leitung 288 angeschlossen, und die Basis der Transistoren 284c/ und 284Λ steht mit einer gemeinsamen Leitung 289 in Verbindung. Der gemeinsame Leiter 286 ist ferner mit der Basis der Transistoren 281a und 281 e verbunden. Der gemeinsame Leiter 287 ist weiter an der Basis der Transistoren 281 b und 281/angeschlossen. Der gemeinsame Leiter 288 ist an der Basis der Transistoren 281c und 2&\g angeschlossen, und der gemeinsame Leiter 289 ist weiter mit der Basis der Transistoren 281c/ und 281Λ verbunden. Alle diese Verbindüngen sind über die drei Schleifringe hergestellt, da jede derselben die drei Achsen der relativen Bewegung des Gerätes kreuzt In der Praxis kann ein gemeinsames Paar von Schleifringen für sämtliche Elemente benutzt werden, die die identischen Signale, z. B. von den Leitungen 286, 287, 288 und 289 aufnehmen. Auf diese Weise wird z. B. nur ein Satz von Schleifringen für das Signal benötigt, das an der Basis der Transistoren 281a und 281 e auftritt.

Mit der Schaltung gemäß F ig. 9 werden den Leitungen 286, 287, 288 und 289 Zeitfolge-Impulse in einer solchen Reihenfolge zugeführt, daß jede Leitung in einem Viertel der Zeiteinheit einen positiven Impuls führt, und zu den gegenüber dieser Zeit unterschiedlichen Zeiten führen die anderen Leitungen positive Impulse. Im Verlauf der positiven Impulsspannung werden die Transistoren, an deren Basen diese Leiter angeschlossen sind, leitfähig oder durchgesteuert, und wenn keine Impulse vorhanden sind, sind die Transistoren ge-

sperrt. Beide einer vorgegebenen Lampe zugeordnete Transistoren werden daher gleichzeitig leitfähig oder durchgesteuert, so daß die Lampe während dieser Zeitspanne über die gemeinsame Verbindung 282 und 283 zum Aufleuchten gebracht wird. Die verschiedenen Lampen unterscheiden sich jedoch in ihrer Helligkeit in Abhängigkeit von der Einstellung ihrer zugeordneten veränderlichen Widerstände. Trotz der Tatsache, daß die Lampen nur während eines Viertels der Zeiteinheit eingeschaltet sind, sind sie doch sämtlich gleich lang eingeschaltet, und die relative Helligkeit bleibt unbeeinflußt und hängt ausschließlich von der Einstellung der veränderbaren Widerstände ab, die demzufolge als Lichtregulatoren dienen und entsprechend geeicht sein müssen.

Zu diesem bestimmten Zeitpunkt kann nur eine Lampe einer jeden Gruppe wirksam sein, es können jedoch auf Grund dieser Einschränkung so viele Gruppen als gewünscht vorgesehen sein. Es ist klar, daß bei Einschaltung der Lampen nur zu einem Sechstel der Zeiteinheit Gruppen von sechse Lampen verwendet werden können usw. Es kann jedoch eine jede Zahl von Gruppen gleicher Größe vorgesehen werden, wenn einmal eine Gruppengröße festgelegt ist.

Die Lagen der Verdrahtung und der Schleifringe sind in den Zeichnungen des Gerätes im einzelnen nicht dargestellt, da hierdurch die gezeigte mechanische Anordnung unübersichtlich werden könnte. Die Verdrahtung ist in jeder Beziehung von üblicher Ausführung, und die vorgesehenen Schleifringe bestehen vorzugsweise aus genormten im Handel erhältlichen Typen. Die Lage der Schleifringe ist wahlweise festlegbar, gewöhnlich sind sie jedoch an ein oder zwei Punkten entlang den einzelnen Achsen konzentriert und an Stellen vorgesehen, an denen die Durchmesser der relativ bewegbaren Teile, auf denen sie sich abstützen, klein gehalten werden können. Häufig sind sie in einem Gehäuse untergebracht, um den Zutritt von Staub und Schmutz weitgehend zu unterbinden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Planetariumsprojektionseinrichtung für einen auf einem ersten Planeten, insbesondere auf der Erde, befindlichen Beobachter, zur Darstellung eines zweiten Planeten, wie dieser dem Beobachter gegenüber dem Fixsternhimmel erscheint, mit einer ortsfest gelagerten, entsprechend dem scheinbaren Sonnenumlauf angetriebenen Drehplatte, auf der ihrerseits eine Welle exzentrisch gelagert ist, mittels der eine entsprechend dem tatsächlichen Umlauf des zweiten Planeten um die Sonne sich drehende Platte antreibbar ist, deren den Neigungsunterschied zwischen den Umlaufebenen berücksichtigender Winkel durch eine keilförmige Nockenscheibe bestimmt ist, wobei an dieser Platte wiederum exzentrisch ein Führungsteil angeordnet ist, durch das sich eine Stange erstreckt, deren inneres Ende konzentrisch zur Drehplatte gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Stange (210) ein weiteres Lager (228) für eine zweite, im wesentlichen hierzu parallel verlaufende Stange (229) bildet, deren inneres Ende um ein einen Parallaxenfehler ausgleichendes kleines Stück aus der zur Drehplatte (185) konzentrischen Lage versetzt gehgert ist und die zweite Stange (229) den Richtungswinkel des den zweiten Planeten projizierenden Lichtstrahls bestimmt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stange (229) am inneren Ende etwas höhenverschieblich gelagert ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb der Drehplatte (185) einerseits und der Platte (188) andererseits gesonderte Motore (181 bzw. 182) vorgesehen sind.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine parallel zur Achse (186, 203) der Drehplatte (185) drehbar verlaufende Hohlstange (233) eine Spiegelhalterungsplatte (246) trägt, in der Hohlstange (233) eine Gleitstange (234) zur Übertragung der Höhenverschiebung der zweiten Stange (229) auf den Spiegel (235, 235a) vorgesehen ist und zwischen dem Spiegel und der Gleitstange (234) ein quer durch die Spiegelhalterungsplatte (246) verlaufender Stößel (251) unter einem Winkel zur Achse der Gleitstange (234) angeordnet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel (235) um einen parallel zur Spiegelhalterungsplatte (246) verlaufenden Stift (252) schwenkbar angeordnet ist, neben welchem die Druckangriffstelle des Stößels (251) auf den Spiegel liegt, und daß eine Feder (254) für die Rückstellkraft entgegen dem durch den Stößel (251) ausgeübten Druck vorgesehen ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Einstellschraube (248, 249) für die Einstellung des Spiegels (235, 235a) zur Spiegelhalterungsplatte (246) vorgesehen ist.