DE15499C - Gläserne Himmelskugel - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAM

Der Zweck dieser Himmelskugel ist eine möglichst naturgetreue Wiedergabe der täglichen und regelmäfsigen Erscheinungen des Himmels.

Fig. ι stellt die Kugel mit ihrem Gestelle von der Seite und theilweise im Durchschnitt gesehen dar, Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht, Fig. 3 stellt ein Detail und Fig. 4, 5, 6, 7 und S stellen zwei Hülfsapparate dar.

Der Arm A des mit Stellschrauben versehenen dreifüfsigen Stativs trägt eine starke horizontale Axe α, die in ihrem horizontalen Läger gedreht, aber auch durch eine Klemmschraube b festgestellt werden kann.

Der halbkreisförmige Metallbügel B wird an dem Gewinde dieser Axe befestigt. Dieser Bügel trägt die eigentliche Himmelskugel C, die eine hohle, aus einem Ganzen gebildete Glaskugel darstellt.

Dieselbe hat zwei einander entgegengesetzte, mit Metalleinfassungen versehene Oeffnungen. An der Aufsenseite der Kugel werden durch Aetzung oder auf andere Weise Declinationskreise, Declinationsparallelen, Ekliptik etc. gezogen. Die Sterne werden mehr oder weniger vollständig mit Oelfarbe oder auf andere Weise in ihren richtigen scheinbaren Stellungen angegeben.

Die Metalleinfassungen an den Oeffnungen der Kugel bilden zwei Zapfen, die in den Lagern des Bügels B ruhen. Um diese mit einem Durchmesser der Kugel conaxial liegende Zapfen kann die Kugel gedreht werden. Die eine der Oeffnungen der Kugel ist durch die Einfassung verschlossen, bis auf einen feinen Kanal, der nach Bedarf durch die Schraube c geöffnet oder geschlossen werden kann. Die andere Oeffnung der Kugel ist dagegen grofs genug, um in das Innere der Glaskugel eine Miniaturerdkugel D einbringen zu können. Diese Erdkugel ist an der Stange / befestigt, deren oberes freies Ende in ein Loch auf Mitte der oberen Einfassung eingesteckt wird,- während das andere Ende der Stange an die cylindrische Röhre K, die in dem Metallstück E leicht drehbar ist, befestigt wird.

Dieses Metallstück E trägt ein Schraubengewinde, das ein Einschrauben desselben in die Metalleinfassung der letzterwähnten Oeffnung gestattet, wobei vermittelst eines zwischengelegten Ringes aus Kautschuk oder dergleichen ein wasserdichter Schlufs gegen die Einfassung erzielt wird. Das Stück E erweitert sich unten in einen Kerbenrand, mittelst dessen man die Himmelskugel C um ihren Zapfen drehen kann. Die erwähnte cylindrische Röhre K geht mitten durch das Stück E und eine sie wasserdicht umschliefsende Packung. An das obere Ende der Röhre K wird das untere Ende der vorher genannten Axe der Erdkugel befestigt. Die Röhre K ist nahe am oberen Ende mit einigen Kanälen versehen, welche Communication mit dem Innern der Glaskugel herstellen; sie endigt nach unten in einem mit einer Schlauchspitze versehenen Hahne r. Ferner kann sie mit der an sie festgeschraubten Axe der, Erdkugel vermittelst eines Kerbenrandes t um dieselbe Axe, wie die Himmelskugel, gedreht werden. Röhre und Erdkugel können in einer gewissen Stellung durch die Klemmschraube m befestigt werden. Diese Schraube m hat nämlich ihr Muttergewinde in einer die Röhre umgebenden beweglichen Hülse n, die vermittelst einer gabelförmigen Klaue einen im Bügel B befestigten Stift 0 um-

fafst. Dadurch kann man die Position der Erdkugel und ihrer Axe fixiren, ohne die Drehung der Himmelskugel um ihre Axe, das Losschrauben des Stückes E und die Herausnahme der Erdkugel aus der Glaskugel dadurch zu verhindern. Die Hülse n, Fig. 3, ist noch mit einem Index versehen, mittelst dessen man die Drehung der Erdaxe auf der in Stunden etc. eingeteilten, an der Röhre k befestigten Scheibe / ablesen kann.

Sowohl die das Himmelsgewölbe darstellende Glaskugel als die damit concentrische kleine Erdkugel sind also jede für sich um dieselbe Axe drehbar, die übrigens durch Drehung des Bügels B verschiedene Neigungen gegen die Horizontebene einnehmen kann; diese Neigungen können vermittelst des Gradbogens/ und des Index g abgelesen werden.

Wenn man den Apparat benutzen will, wird das Metallstück E abgeschraubt, die damit vereinigte Erdkugel aus der Glaskugel herausgenommen und diese halb mit Wasser gefüllt, wonach man, um die Flüssigkeit zu färben, einen passenden Färbestoff zusetzt. Ehe man die Flüssigkeit umschüttelt, wird die Axe der Erdkugel wieder eingesetzt und die Oeffnung verschraubt.

Auch nachdem die Kugel verschlossen ist, kann man die Wasserhöhe darin genau reguliren. Behufs Senkung derselben braucht man nach passender Einstellung des Bügels B nur den Hahn r zu öffnen und die Luftschraube c zu lösen, um das Wasser sofort durch die Röhre k hinausfliefsen zu lassen. Will man dagegen den Wasserspiegel erhöhen, so setzt man einen Schlauch (der seinen Zuflufs von einem hoch genug gestellten Behälter empfängt) auf das freie Ende der Röhre k und läfst so, nachdem der Hahn r und die Luftschraube c geöffnet worden sind, die erforderliche Wassermenge ein.

Wenn die Kugel genau bis zur Hälfte mit gefärbtem Wasser gefüllt ist, ist sie" zur Benutzung fertig. Sie ist dann immer für den zur Zeit am höchsten gelegenen Ort des Erdballes oder für den Breitegrad, dessen Winkel am Gradbogen/ abgelesen wird, eingestellt. Die Wasserfläche bildet die mathematische Horizontebene für diesen Ort und zieht an der Himmelskugel die Grenzlinie zwischen den von demselben Orte sichtbaren und den unsichtbaren Theilen des Himmelsgewölbes. Durch die Umdrehung der Himmelskugel vermittelst der Scheibe des Metallstückes E kann die tägliche Bewegung des Himmelsgewölbes und alles dazu Gehörige für jeden Ort der Erde veranschaulicht werden.

Um die Gröfse des Drehungswinkels der Himmelskugel zu bestimmen, ist der untere Zapfen mit einem in Stunden und Viertelstunden oder noch genauer eingetheilten Bogen versehen.

Der Index dieses Bogens ist am Rande der Lagerhülse so angebracht, dafs, wenn die Declinationskreise der Himmelskugel den Index passiren, sie auch zu derselben Zeit durch den Meridian des Ortes der Erdkugel, für welchen die Himmelskugel eingestellt worden ist, gehen. Abwechselnd brauche ich auch, um das Durchgehen durch den Meridian der an der Himmelskugel dargestellten Himmelskörper deutlich zu machen, einen besonderen Meridianbogen, der sich von einem Weltpol bis zum anderen in der Weise erstreckt, dafs seine Ebene normal steht auf der Ebene des halbkreisförmigen Bügels B (s. den punktirten Bügel der Fig. 2). Die Aufsenseite der Kugel ist mit einem Sonnenbilde H versehen, das auf einem Metallringe R₁ der die Ekliptik der Himmelskugel vorstellt, gleiten kann (s. Fig. 1 und 2). Durch diese Anordnung können alle Erscheinungen, die zu der jährlichen Bewegung der Sonne in der Ekliptik gehören, mit der gröfsten Anschaulichkeit dargestellt werden.

An gewissen Kugeln kann man ebenso auch die Bewegung des Mondes am Himmelsgewölbe darstellen.

Zu diesem Zweck befestige ich unbeweglich an den vorher genannten Ring einen anderen, etwas weiteren, dessen Ebene mit der des vorigen einen Winkel von 5 ° macht; dieser Ring stellt dann die Mondbahn vor, Fig. 1 und 2. Das Mondbild kann daran festgemacht und, wie das Sonnenbild in der Ekliptik, hin- und hergeschoben werden. Der Metallring der Ekliptik kann bei dieser Construction in seiner in die Glaskugel eingeätzten Bahn verschoben werden, wodurch man, da die Mondbahn mitfolgt, das Zurückschreiten der Punkte darstellen kann, in denen die Mondbahn sich mit der Ekliptik schneidet.

Um endlich die scheinbare Drehung des Himmelsgewölbes, als von einer Drehung der Erde abhängend, zu erklären, brauche ich eine Art von Nebenapparat. Dieser besteht aus einer an einer Axe befestigten Kugel, welche die Erde vorstellt; um diese Kugel lege ich eine ebene Scheibe, die um einen der Durchmesser des Aequators drehbar -„und nicht breiter als die Oeffnung der Himmelskugel ist.

Diese Scheibe kann in verschiedenen Neigungen gegen die Erdaxe eingestellt werden, wodurch sie die mathematischen Horizontebenen, die den verschiedenen geographischen. Breiten entsprechen, vorstellt. Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen in vergröfsertem Mafsstabe diesen Nebenapparat mit seiner Scheibe in verschiedenen Stellungen.

Der beschriebene Apparat wird statt der Erdkugel D, deren Axe von der Einfassung abgeschraubt und aus der Himmelskugel genommen wird, eingesetzt. Nachdem das Wasser abgeflossen, kann man leicht zeigen, dafs für

jede geographische Breite, für welche der Apparat eingestellt ist, die Erscheinungen dieselben sind, möge das Himmelsgewölbe in der Richtung der täglichen Bewegung sich drehen, oder die Erdkugel mit ihrer Horizontebene in der entgegengesetzten.

Ein anderer Nebenäpparat, den in vergröfsertem Mafsstabe von der Seite gesehen Fig. 7 und im Grundrifs Fig. 8 zeigen, besteht aus mehreren unter bestimmten Winkeln gegen einander und auf einer Axe festgestellten Meridianebenen. Dieser Apparat, dessen Breite nicht gröfser als die Oeffhung der Himmelskugel ist, wird, wie der vorherige, nachdem das Wasser abgelassen worden ist, statt der Erdkugel D mit seiner Axe in die Glaskugel eingebracht. Er dient hauptsächlich dazu, die Zeitverhältnisse verschiedener Orte anschaulich zu machen.

An dieser hier beschriebenen und für den Gebrauch der höheren Schulen bestimmten Himmelskugel habe ich einige Vereinfachungen der Construction getroffen, um einen billigeren und für den Gebrauch in Volksschulen geeigneteren Apparat zu schaffen. Zu diesem Zwecke habe ich, mit Beibehaltung der übrigen Construction, das Metallstück E sammt Zubehör fortgelassen und bediene mich nur eines einfachen, mit gerieftem Rande versehenen und vermittelst Kautschukpackung zu verdichtenden Pfropfens, an welchen das eine Ende der Erdaxe festgeschraubt wird. Nachdem man die Glaskugel wieder mit gefärbter Flüssigkeit gefüllt und die Erdaxe eingeführt hat, wird die eine Oeffnung der Kugel vermittelst dieses Pfropfens verschraubt; die andere bleibt immer verschlossen, erfordert also keinen Luftkanal. Die verschiedenen Anordnungen zur Illustrirung der Bewegungen der Sonne und des Mondes fallen fort und werden durch lose Sonnen- und Mondbilder ersetzt, die mit Wachs oder auf andere Weise an verschiedenen Stellen ihrer Bahn befestigt werden. Auch in diesem vereinfachten Zustande hat diese Himmelskugel einen offenbaren Vorzug vor anderen bis jetzt gebräuchlichen Lehrmitteln dieser Kategorie. Natürlich können viele andere Einrichtungen für das Anfüllen der Himmelskugel oder das Ablassen der Flüssigkeit aus derselben, für das Anbringen der Ekliptik des Aequators und der sonstigen Himmelskreise nebst Sternbildern an ihrer Fläche für die Veranschaulichung der scheinbaren Bewegung der Sonne und des Mondes etc. getroffen werden, ohne dafs dabei irgendwie von dem Wesen meiner Einrichtungen abgewichen wird.

Claims (5)

Patent-Ansprüche: Zur Reproduction der täglich wiederkehrenden Erscheinungen am Himmelsgewölbe:

1. Eine hohle, gläserne Himmelskugel mit diametral gegenüberliegenden Oeffnungen, die durch gleichzeitig als Zapfen dienende Metalleinfassungen verschliefsbar sind, nachdem -die Kugel zur Angabe der mathematischen Horizontebene genau bis zur Hälfte mit farbiger Flüssigkeit gefüllt worden, in Combination mit einem als Lager für jene Zapfen dienenden .Bügel B, der in verticaler Ebene um eine Axe α des festen Stativs A drehbar ist, sowie in Combmation mit einer auf dem Centrum der Hohlkugel angeordneten kleinen Erdkugel D auf einer in jenen Metalleinfassungen gelagerten Stange/", um durch Drehung der Himmelskugel die täglichen Bewegungen des Himmelsgewölbes für jeden Ort der Erde veranschaulichen zu können.

2. In Verbindung mit dem Bügel B ein Zeiger q, der auf einem Gradbogen / am Stativ A die Neigung der gemeinschaftlichen Axe / angiebt, um welche Himmelskugel C und die Erdkugel D vermittelst der Kerbenränder E und t unabhängig von einander gedreht werden können, sowie in Verbindung mit der Himmelskugel C ein die Ekliptik der Himmelskugel vorstellender Metallring R, auf dem das Sonnenbild H gleiten kann. , ..

3. In Combination mit Stange/" und der oberen Metalleinfassung der Kugel A eine Luftschraube c, sowie eine Röhre k mit Kanälen, am oberen Ende in der unteren Metalleinfassung liegend, eine Hülse η mit Klemmschraube ψ und einem Index, der auf der an Röhre h befestigten Scheibe / das Mafs der um Axe/ bewirkten Drehung der Erdaxe angiebt.

4. In Verbindung mit Röhre k der mit Kerbenrand t versehene Absperrhahn r, durch den man Wasser mittelst eines aufgesteckten Schlauchs in die Himmelskugel einlassen kann, nachdem man zuvor die obere Luftschraube c geöffnet.

5. Zur Illustration der scheinbaren Drehung des Himmelsgewölbes in ihrer Abhängigkeit von der Drehung der Erde eine ebene, auf der Erdkugel D um einen der Durchmesser des Aequators drehbare Scheibe S, Fig. 4, 5 und 6, zur Angabe der den verschiedenen Breitengraden entsprechenden mathematischen Horizonteb.enen, wie auch die Anordnung verschiedener, auf einer Axe festgestellter Meridianebenen M um die Erdkugel D, Fig. 7 und 8, zur Angabe der Zeitverhältnisse verschiedener Orte der Erde.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.