DE1497740C3 - Planetarium - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Planetarium mit einem Projektionsgerät, welches um drei Achsen drehbar ist, von denen eine erste Achse stets senkrecht auf einer zweiten Achse steht und die dritte Achse ebenfalls stets senkrecht zur zweiten Achse ausgerichtet ist, wobei durch das Projektionsgerät Nachbildungen auf eine konkave, sphärische Fläche projizierbar sind nach Patent 13 03 505.

Aus der US-Patentschrift 28 27 828 ist ein Planetarium bekannt, bei dem eine erste Drehachse horizontal verläuft, die zweite Achse auf dieser horizontalen Achse senkrecht steht und die sogenannte Polachse bildet und die dritte Achse mit der Polachse einen gleichbleibenden Winkel von 23'/2° einschließt und die sogenannte Präzessionsachse bildet. Die Lage dieses bekannten Projektionsgerätes im Zuschauerraum bestimmt die Lage der Himmelsrichtungen vorher, wobei diese gleich bleiben, solange der projizierende Pol nicht durch den Zenit läuft. In diesem Fall findet eine Umkehr der Himmelsrichtungen statt. Bei der bekannten Anordnung ist es unvermeidlich, daß einige Leute im Zuschauerraum auf denjenigen Teil der Planetariumskuppel schauen, der unmittelbar über und hinter ihnen liegt. Mit der bekannten Anordnung ist es nämlich nicht möglich, jeden beliebigen Punkt des projizierten Himmelsgewölbes auf jedem beliebigen Punkt der Planetariumskuppel zu projizieren.

Die Merkmale des Hauptpatentes 13 03 505.7, insbesondere, daß die dritte Achse stets senkrecht auf der zweiten Achse steht, erforderte bei der Konzeption der Erfindung ein vollständiges Umdenken gegenüber der bisherigen Planetariumstechnik. Vor dem Prioritätstag hat man nämlich stets Drehachsen gewählt, die mit der Polachse und der Präzessionsachse der Erde zusammenfielen, um dadurch die Bewegungen der einzelnen Achsen möglichst einfach zu machen. Man hatte früher also niemals das Bedürfnis, zusätzlich einen Drehtisch mit darauf angeordneten Projektoren vorzusehen, weil bei den bekannten Planetarien der Horizont ortsfest war.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Beweglichkeit und Vielseitigkeit des Planetariums nach dem Hauptpatent noch weiter zu verbessern, um insbesondere zusätzliche, mit dem Projektionsgerät in Verbindung stehende Abbildungen vorzusehen.,

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zusätzlich ein horizontaler, um die vertikale dritte Achse drehbarer Tisch vorhanden ist, der Hilfsprojektoren trägt, Abfühleinrichtungen, welche die Stellung des Tisches relativ zum Gestell abfühlen, vorgesehen sind und daß die Steuervorrichtung für den Antriebsmotor, ebenso wie die Anzeigeeinrichtung, welche den Abfühleinrichtungen zugeordnet ist, von dem Gestell entfernt angeordnet sind.

In vorteilhafter Weise kann man den neu hinzugefügten drehbaren Tisch ortsfest halten, wobei dann das von den Hilfsprojektoren projizierte Bild die Silhouette der Erdoberfläche etwa für einen in konstantem Abstand von der Erde über einem bestimmten Punkt der Erdoberfläche die Position beibehaltenden Sateliten sein kann. Weiterhin ist es auch möglich, diesen Hilfsprojektorentisch mit der vertikalen dritten Achse zu kuppeln, so daß dann die Hilfsprojektoren etwa das Fenster eines eine horizontale Drehbewegung ausführenden Raumschiffes darstellen können.

Durch das neue System sind zusätzliche Freiheitsgrade gegeben, so daß dem Zuschauer im Planetarium simuliert werden kann, als kämen Himmelskörper, Raumschiffe u. a. auf ihn zu bzw. entfernten sich von ihm. Es handelt sich bei den erfindungsgemäßen Maßnahmen nicht nur darum, Darstellungen einzublenden, die mit dem eigentlichen Ablauf der Planetariumstechnik keine oder nur geringe Beziehungen haben. So soll beispielsweise nicht nur die Silhouette einer Stadt od dgl. entlang dem unteren Rand des Domes des Planetariums abgebildet werden. Vielmehr ist der zusätzliche Drehtisch gemäß der Erfindung ein Zusatz zu einer drehbaren vertikalen Azimutachse. Durch die erfindungsgemäßen zusätzlichen Projektoren kann man beispielsweise die Fahrt in einem Raumschiff simulieren, welches sich unabhängig vom Bezugspunkt Erde in diese oder jene Richtung im Sonnensystem bewegen kann. Anschaulich gesprochen kann jedem Zuschauer im Planetarium gemäß der Erfindung der Steuerknüppel des Raumschiffes bzw. der Rakete in die Hand gegeben werden, so daß er seine Bahn irgendwo zwischen Sonne und Erde wählen kann. Auf der Kuppel des Planetariums wird dann jeweils das Sternenbild projiziert, daß er aus seinem Raumschiff beobachtet. Wenn durch die zusätzlichen Projektoren zu diesem Zweck der Rahmen des Raumschiff-Fensters eingeblendet wird, kann dem Zuschauer der Eindruck vermittelt werden, als würde er sein Raumschiff in diese oder jene Richtung umdirigieren oder Kurskorrekturen vornehmen, deren Resultat er sofort an der Bewegung zwischen dem Sternenfeld und dem Fenster des Raumfahrzeuges wahrnimmt. Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen stellt das Planetarium nicht weiterhin einen Ort dar, bei dem Norden immer durch einen besonderen festen Punkt im Planetarium repräsentiert wird.

Weiterer Zweck der zusätzlichen Projektoren kann der sein, daß man beispielsweise Skalen auf die Kuppel projiziert, durch welche die Höhe von einer Azimutposition zur anderen ablesbar ist, ähnlich wie der Raumfahrer seinen Winkelmesser benutzt. Dies kann eben durch die Bewegung des speziell Hilfsprojektoren tragenden Tisches — und nicht des Sternenfeldprojektors — gewährleistet werden.

Durch die größere Allgemeinheit der Einstellungsmöglichkeiten des projizierten Himmelsgewölbes müssen zwar die Bewegungsabläufe nunmehr durch kompliziertere mathematische Programmierungen vorbestimmt werden, die erreichten Vorteile gleichen aber

einerseits diese erwähnten Schwierigkeiten mehr als aus, und andererseits werden von den Meß- und Abfühleinrichtungen Steuerimpulse zu einem Computer geschickt, welcher die komplizierten Berechnungen der gewünschten Art durchführt und den Drehtisch entsprechend steuert. Durch diese vorteilhafte Nachsteuerung wird die gewünschte Beziehung zwischen der Bewegung des Himmelssphärenprojektors und der Hilfs- oder Zusatzprojektoren erreicht.

Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht des planetarischen Gerätes, und

Fig.2 eine vergrößerte Ansicht eines Teiles des Stützrahmens des Gerätes mit dem Hilfsprojektortisch.

Auf einem Gestell 10 mit Füßen 11 ist ein U-förmiges Joch 12 mittels einer Säule 13 drehbar gelagert. Das U-förmige Joch trägt eine Welle 16, auf der ein üblicher Projektor-Halterungsrahmen 17 drehbar gelagert ist. Der Projektor-Halterungsrahmen 17 weist zwei Gittersäulen 18 auf, die sich von der Welle 16 aus in entgegengesetzten Richtungen erstrecken und an ihren gegenüberliegenden Enden Sternenfeld-Projektions-Gestells 10, mit der sie fest verbunden sind.

Der Servomotor 43 treibt das Joch 12 um seine vertikale Achse an, die durch die Säule 13 gebildet wird, die mit ihren Lagern 32 und 35 auf dem Gestell 10 ruht. Der Motor 43 ist mittels einem passenden Bügel 44 auf der Platte 30 befestigt. Der Motor 43 treibt die Säule über eine Zahnradkette an, die bei einem Zahnrad 45 endet, das mit einem größeren Zahnrad 46 kämmt, das wiederum an einer Schulter der Säule 13 befestigt ist, an der der Wellendurchmesser auf den Abschnitt 33 verringert ist.

Das gleiche große Zahnrad 46 treibt über ein Zahnrad 47 und ein Getriebe 48 das Abfühlmittel 49 an, wobei diese Teile mittels einer Halterung 50 auf der Platte 30 befestigt sind. Das Abfühlmittel 49 kann aus einem Auflöser- oder einem Differential-Transformator oder aus irgendeiner anderen Art eines anderen Mittels bestehen, das ein Signal liefert, welches ein zugeordneter Analogrechner verwerten kann.

Der Hilfsprojektortisch 24 ist von dem Joch 12 getrennt und drehbar auf dem Gestell 10 mittels der Platte 40, dem Bolzen 39, dem Lagerring 38 und dem Lager 55 gelagert, und er kann um die gleiche vertikale Achse umlaufen, wie das Joch 12. Der äußere Laufring

haibkugeln 19a und 196 aufweisen. Neben der Welle 16 25 des Lagers 55 ist durch ein passendes Teil 56 an der sind Planeten-Analogonbefestigungsplatten 20 vorgese- Platte 24 befestigt. Mittels diesem Aufbau ist ferner an

der Platte 24 ein großer Zahnkranz 57 angebracht, der von einem Motor 58 angetrieben wird und den Hilfsprojektortisch 24 in Umlauf versetzt. Es wird bemerkt, daß im Betrieb nur eine volle Umdrehung des Tisches oder der Platte 24 ermöglicht wird, und daß vorzugsweise Anschläge die Drehung über einen ausgewählten Punkt in beiden Richtungen

hen, auf denen Planeten-Analogons 21 befestigt sind. Weitere durch strichpunktierte Linien angedeutete Projektoren sind auf einem Hilfsprojektortisch oder einer horizontalen Stützfläche 24 befestigt, die, wie noch ausführlich erläutert wird, um die vertikale Achse drehbar ist, um die auch das U-förmige Joch 12 umläuft.

Die Antriebseinrichtung für das U-förmige Joch 12 und ein Hilfsprojektortisch 24 sind im einzelnen in F i g. 2 gezeigt. Die Antriebseinrichtungen können aus Servomotoren einer Zweiphasen-Wechselstromausführung bestehen, die in einem großen Drehzahlbereich arbeiten, um die Auswahl der Einstellungen zu erleichtern. Die Abfühlmittel bestehen vorzugsweise

35 hinaus

begrenzen. Der Motor 58 ist auf der Platte 40 des Gestells 10 befestigt und treibt über ein passendes Getriebe 59 ein Zahnrad 60 an, das mit dem Zahnkranz 57 kämmt und diesen antreibt. Hieraus ist ersichtlich, daß der Hilfsprojektortisch 24, der dazu vorgesehen ist, Hilfsprojektoren verschiedener Art zu tragen, völlig

aus Regeltransformatoren, sie können jedoch auch aus 40 unabhängig von der Lage des Joches 12 relativ zu dem Pontentiometern oder anderen passenden Einrichtun- Gestell eingesiellt werden kann. Dadurch wird eine

weitere Beweglichkeit für sämtliche Hilfsprojektoren erreicht, die in Verbindung mit dem planetarischen Gerät verwendet werden und auf diesem Tisch 24 befestigt sind.

Aus verschiedenen

gen bestehen.

In der F i g. 2 ist das Gestell 10 im Schnitt dargestellt, und die Säule 13 des Joches 12 ist in ihrer vertikalen Lage gezeigt, in der sie drehbeweglich auf dem Gestellrahmen lagert. Ein Drehlager in der Nähe des Bodens der Säule 13 ist durch eine Stützplatte 30 gebildet. Die Stützplatte 30 ist an querverlaufenden Stützelementen 31 angebracht, die wiederum an dem Gestellrahmen neben dessen Boden befestigt sind. Auf der Stützplatte 30 ist ein Lager 32 irgendeiner passenden Ausführung vorgesehen, das einen Abschnitt 33 am Boden der Säule 13 aufnimmt und abstützt, der einen verminderten Durchmesser hat. Die rohrförmige Säule erstreckt sich von diesem Lager nach oben und ist unmittelbar unterhalb ihrer Verbindung mit den Armen 14 des Joches 12 durch ein Lager 35 mit einem größeren Durchmesser drehbeweglich gelagert, das von irgendeiner passenden Ausführung sein kann. Vorzugsweise ist dieses Lager jedoch ein Wälzlager, dessen innerer Laufring auf einem erweiterten Abschnitt 37 der Säule 13 festsitzt, und dessen äußerer Laufring an einem Lagerstützring 38 befestigt ist, der über in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnete Bolzen 39 an dem Gestell 10 fest angebracht ist. Die Bolzen 39 erstrecken sich zu einer Platte 40 an der Oberseite des Gründen werden bestimmte Arten von Hilfsprojektoren vorzugsweise so angeordnet, daß sie mit der Polarachse des Gerätes umlaufen, z. B. auf einer Planeten-Analogon-Platte 20. Wieder andere Arten von Projektoren erfordern ein geringeres Ausmaß an Bewegungsfreiheit. Zum Beispiel können astronomische Dreieckprojektoren, Mondprojektoren verschiedener Ausführungen und Meridianprojektoren irgendwo auf dem Rahmen befestigt sein.

Die Winkellage des Tisches 24 relativ zu einer vorbestimmten Bezugsstellung zeigt ein Amperemeter 291 an, das mit einem an eine Spannungsquelle angeschlossenen Potentiometer 292 verbunden ist. Die Stellung der Welle des Potentiometers 292 wird über ein Getriebe 293 verändert, das ein Zahnrad 294 aufweist, welches wiederum mit dem Zahnkranz 57 des Tisches kämmt. Das Amperemeter 291 und eine Steuervorrichtung für den Antriebsmotor 58 sind von dem Gestell entfernt angeordnet, so daß der Tisch 24 ferngesteuert werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Planetarium mit einem Projektionsgerät, welches um drei Achsen drehbar ist, von denen eine erste Achse stets senkrecht auf einer zweiten Achse steht und die dritte Achse ebenfalls stets senkrecht zur zweiten Achse ausgerichtet ist, wobei durch das Projektionsgerät Nachbildungen auf eine konkave, sphärische Fläche projizierbar sind, nach Patent 13 03 505, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein horizontalen um die vertikale dritte Achse drehbarer Tisch (24) vorhanden ist, der Hilfsprojektoren trägt, Abfühleinrichtungen (292 bis 294), welche die Stellung des Tisches (24) relativ zum Gestell (10) abfühlen, vorgesehen sind und daß die Steuervorrichtung für den Antriebsmotor (58), ebenso wie die Anzeigeeinrichtung (291), welche den Abfühleinrichtungen (292 bis 294) zugeordnet ist, von dem Gestell (10) entfernt angeordnet sind.