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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Zuordnung von Ortszeit und Himmelsrichtung mittels der Mondphase
und -position. Ferner betrifft die Erfindung eine Uhr mit Uhrwerk
und Ziffernblatt, die mit der vorgenannten Zuordnungsvorrichtung
ausgestattet ist.
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Der die Erde umkreisende Mond ist
der am besten untersuchte Himmelskörper des Sonnensystems. Er
umläuft
die Erde auf einer nahezu kreisförmigen
Ellipse in ca. 27,3 Tagen und dreht sich dabei einmal um seine eigene
Achse. Somit ist von der Erde immer die gleiche Seite des Mondes
zu sehen. Durch die Sonne-Mond-Erde-Konstellation ergeben sich die
von der Erde sichtbaren Mondphasen, wobei bei Neumond der Mond zwischen
Erde und Sonne steht, also die der Erde zugewandte Seite nicht beleuchtet
ist. Bei Vollmond steht der Vollmond in Bezug zur Erde genau gegenüber der
Sonne, womit die gesamte sichtbare Mondoberfläche beleuchtet ist. Zwischen
Neumond und Vollmond sind Zwischenzustände des zunehmenden bzw. abnehmenden
Mondes sichtbar.
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Aus der Anordnung und Bewegung der
Sonne-Mond-Erde-Konstellation ergibt sich somit eine physikalisch
vorgegebene Verbindung zwischen einer beobachteten Mondphase, der
Ortszeit sowie der Himmelsrichtung zur Mondposition.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine
Vorrichtung anzugeben, mit der diese Verbindung visualisiert werden
kann und/oder mit dieser Vorrichtung anhand der Mondphase und der
Ortszeit die Himmelsrichtung oder anhand der Himmelsrichtung der beobachteten
Mondposition die Uhrzeit zu bestimmen. Ferner ist es Aufgabe der
Erfindung eine derartige Vorrichtung in einer Uhr zu verwirklichen.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit einer
Vorrichtung zur Zuordnung gemäß Anspruch
1 und in einer Uhr mit Uhrwerk und Ziffernblatt gemäß Anspruch
15.
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Dadurch, dass zwei relativ zueinander
bewegbare Skalen, wobei die erste Skala die Uhrzeit und die zweite
Skala die Himmelsrichtung zeigt, und ein Mondphasenindikator vorgesehen
sind, der die Einstellung der beobachteten Mondphase durch Verschieben
der Skalen gegeneinander ermöglicht, kann
die vom Beobachter erfasste Mondphase über den Mondphasenindikator
durch gegeneinander Verschieben der beiden Skalen eingestellt werden.
Da auf der ersten Skala die Ortszeit und auf der zweiten Skala die
Himmelsrichtung abgebildet ist, ergibt sich die gewünschte Zuordnung.
Wenn der Beobachter die Ortszeit kennt, kann er die zur momentanen Mondposition
gehörende
Himmelsrichtung auf der zweiten Skala ablesen. Kennt er die Himmelsrichtung,
in welcher der beobachtete Mond zu sehen ist, kann auf der ersten
Skala zur bekannten Himmelsrichtung der zweiten Skala die entsprechende
Ortszeit abgelesen werden.
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Wenn die erste Skala Uhrzeitangaben
von 12:00 Uhr mittags über
24:00 10:00) Uhr Mitternacht bis 12:00 Uhr mittags aufweist, kann über den
gesamten Tagesablauf die Zuordnung zwischen Ortszeit und Himmelsrichtung
erfolgen, da auch tagsüber jedenfalls
bei klarer Witterung der Mond zwischen Mondaufgang und Monduntergang
erkennbar ist. Bevorzugt ist die erste Skala in 1- oder 2-Stundenschritten
unterteilt. Dabei ist eine feinere Unterteilung unterhalb einer
Stunde aufgrund der Ungenauigkeiten bei der Bestimmung der Mondphase
sowie auch Abweichungen der jeweiligen Uhrzeit von der Ortszeit aufgrund
der Breite der jeweiligen Zeitzone nicht nötig.
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Wenn die zweite Skala Himmelsrichtungsangaben
von 0° für Nord über 90° für Ost, 180° für Süd, 270° für West bis
360° für Nord aufweist,
werden die für
die Nordhalbkugel beobachtbaren Mondpositionen über einen kontinuierlichen
Skalenbereich dargestellt. Da eine Mondposition im Norden bei einer Beobachtung
von der Nordhalbkugel der Erde nicht möglich ist, stört eine
etwaige Auftrennung der Skala für
die Nordrichtung nicht. Vorteilhaft ist die zweite Skala in 15°- oder 30°-Schritten
unterteilt.
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Dadurch, dass eine Schrittweite von
1 h auf der ersten Skala einer Schrittweite von 15° auf der zweiten
Skala entspricht, wird die astronomisch vorgegebene Erdrotation
bei der Himmelsbeobachtung berücksichtigt.
Dabei entspricht eine Tageslänge
von 24 h einer vollständigen
Rotation um 360°,
womit die vorgenannte Zuordnung gegeben ist.
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Nach einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel
sind die Skalen linear nebeneinander angeordnet und eine Linearführung ist
vorgesehen, um das Verschieben der Skalen zueinander zu ermöglichen.
Dabei kann die Vorrichtung in Art eines Rechenschiebers ausgestaltet
sein.
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Dadurch, dass die Skalen auf einem
Kreisbogen nebeneinander angeordnet sind und eine Führung vorgesehen
ist, um das Verschieben der Skalen gegeneinander zu ermöglichen,
kann eine alternative, kompakte Zuordnungsvorrichtung erstellt werden.
Die Kreisbogenanordnung erlaubt eine einfache, intuitive Bedienung,
da die Skalen einer Uhr bzw. eines Kompasses ähneln. Bevorzugt sind die Skalen
auf Kreisscheiben angeordnet, die um deren gemeinsamen Mittelpunkt
gegeneinander drehbar ausgebildet sind.
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In weiter alternativer Ausgestaltung
sind die Skalen auf gekrümmten
Flächen
nebeneinander angeordnet und eine Führung ist vorgesehen, um das Verschieben
der Skalen gegeneinander zu ermöglichen.
Dabei sind die Skalen bevorzugt auf Zylinderflächen angeordnet, die um ihre
gemeinsame Zylinderachse drehbar ausgebildet sind. Beispielsweise kann
die Zuordnungsvorrichtung als zylinderisch ausgebildetes Schmuckstück an einer
Halskette o.ä. getragen
werden.
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Dadurch, dass der Mondphasenindikator
auf den beiden Skalen ausgebildet ist, wobei auf einer Skala die
verschiedenen Mondphasen, Neumond, zunehmender Halbmond, Vollmond,
abnehmender Halbmond, Neumond indexiert und auf der anderen Skala
ein Zeiger angeordnet sind, wird eine eindeutige Einstellung der
beiden zueinander verschiebbaren Skalen nach der beobachteten Mondphase
ermöglicht.
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Alternativ ist der Mondphasenindikator
in Form eines Sichtfensters in einer Skala und einer Monddarstellung
auf der anderen Skala ausgebildet, wobei das Sichtfenster die Monddarstellung
nicht, teilweise oder vollständig
je nach Einstellung der zueinander verstellbaren Skalen sichtbar
macht. Bei einer Verschiebung der Skalen wird in den Sichtfenstern
entsprechend ein zunehmender oder abnehmender Mond nachgebildet,
womit die Bedienung und Einstellung der Vorrichtung besonders einfach ist.
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Wenn der Mondphasenindikator so ausgebildet
ist, dass bei einer Verstellung der Mondphase von Halbmond zu Vollmond
eine relative Verschiebung der beiden Skalen zueinander um 90° bzw. 6 h
erfolgt, werden die astronomisch vorgegebenen Bewegungsabläufe im Mondphasenindikator
berücksichtigt.
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In einer weiteren Ausführung der
Erfindung wird die Zuordnungsvorrichtung in einer Uhr mit Uhrwerk
und Ziffernblatt angeordnet. Dabei bildet das Ziffernblatt der Uhr
die erste Skala, wobei eine Kopplung zwischen Uhrwerk und Mondphaseneinstellung vorgesehen
ist und das Ziffernblatt der Uhr zusätzlich die mit der Mondphaseneinstellung
vom Uhrwerk mitgedrehte zweite Skala aufweist, womit die Uhr zur gegebenen
Uhrzeit die Himmelsrichtung der zu beobachtenden Mondposition mit
der zweiten Skala angibt. In der Uhr ist also als weitere, zweite
Skala neben dem Uhrenziffernblatt eine bewegliche Himmelsrichtungsskala
angebracht. Bei Einstellung der Uhrzeit ist darüber hinaus einmal die korrekte
Mondphase einzustellen. Nachfolgend wird die Uhr über ihr Uhrwerk
neben der Uhrzeit auch jeweils die korrekte Einstellung der zweiten
Skala entsprechend des regelmäßig ablaufenden
Mondwechsels zeigen. Somit gibt der Stundenzeiger der Uhr, der die
Uhrzeit anzeigt zusätzlich über die
zweite Skala die Himmelsrichtung an, die der zu beobachtende Mond
zu dieser Uhrzeit und Mondphase hat.
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Bevorzugt ist darüber hinaus in der Uhr ein Sichtfenster
zur Anzeige der Mondphase im Ziffernblatt vorgesehen, womit die
Uhr auch stets die Mondphase anzeigt.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung detailliert beschrieben.
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Darin zeigt:
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1 eine
kreisscheibenförmige
erste Skala,
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2 eine
kreisscheibenförmige
zweite Skala,
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3 die
aus den beiden kreisscheibenförmigen
Skalen gebildete Zuordnungsvorrichtung in einer ersten Einstellung,
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4 in
einer zweiten Einstellung und
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5 in
einer dritten Einstellung.
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In 1 ist
in der Ansicht eine erste Skala 1 in Form einer Kreisscheibe 10 dargestellt.
Die Kreisscheibe 10 ist mit einer Skalenteilung 11 mit
Uhrzeitangaben 12 zweimal von 0:00 Uhr bis 24:00 Uhr ausgestattet.
Dabei ist die Teilung winkelproportional ausgeführt, wobei 24 h auf einen Halbkreis,
also 180° aufgeteilt
sind. Die Skalenteilung 11 ist in 2-Stundenschritten unterteilt.
Folglich entspricht ein Strichabstand von 2 h einem Kreiswinkel
von 15° auf
der ersten Kreisscheibe 10.
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Ferner ist auf der ersten Kreisscheibe 10 zwischen
Kreismittelpunkt 13 und Skalenteilung 11 eine Monddarstellung 14,
beispielsweise als weiße
oder gelbe Kreisscheibe auf der sonst dunklen Kreisscheibe abgebildet.
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In 2 ist
eine zweite Skala 2 ebenfalls als Kreisscheibe 20 ausgebildet
dargestellt. Die Kreisscheibe 20 weist einen Außendurchmesser
entsprechend der auf der ersten Kreisscheibe 10 aufgedruckten
kreisförmigen
Skalenteilung 11 auf. Auf dem Rand der zweiten Kreisscheibe 20 ist
eine Skalenteilung 21 wiedergegeben, die über einen
Halbkreisbereich von 180° eine
Skalierung von 0° bis 360° als Himmelsrichtungsangaben 22 aufweist.
Ergänzend
sind die Angaben Ost für
90°, Süd für 180° und West
für 270° auf der
zweiten Kreisscheibe 20 vermerkt.
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Darüber hinaus ist in der zweiten
Kreisscheibe 20 ein kreissegmentförmiges Sichtfenster 24 vorgesehen,
das im wesentlichen einen Quadranten der zweiten Kreisscheibe 20 ausspart.
Ferner besitzt die zweite Kreisscheibe 20 am Kreismittelpunkt 23 eine Bohrung.
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Wie in 3 dargestellt,
ergibt sich die Zuordnungsvorrichtung durch Übereinanderlegen der ersten
und zweiten Kreisscheibe 10, 20 mittels frei drehbarer
Verbindung um den gemeinsamen Kreismittelpunkt 13, 23.
Diese drehbare Lagerung kann beispielsweise durch eine Nietverbindung
hergestellt werden.
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In 3 ist
die Zuordnungsvorrichtung so eingestellt, dass das Sichtfenster 24 der
zweiten Skala 2 eine Halbmonddarstellung des zunehmenden Mondes
auf der darunterliegenden ersten Skala 1 zeigt. Entsprechend
dieser Einstellung, bei dem der Beobachter einen zunehmenden Halbmond
am Himmel erkannt hat, würde
beispielsweise die Himmelsrichtung der beobachteten Mondposition
zur Ortszeit 18:00 Uhr genau Süd,
also 180° betragen.
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In der in 4 dargestellten weiteren Einstellung
sind die beiden Skalen 1 und 2 bzw. diese tragenden
Kreisscheiben 10, 20 so zueinander um deren gemeinsame
Kreismittelpunkte 13, 23 verdreht, dass im Sichtfenster 24 der
zweiten Kreisscheibe 20 die auf der ersten Kreisscheibe 10 abgebildete
Monddarstellung 14 als Vollmond sichtbar ist. Wird beispielsweise
der Vollmond vom Beobachter genau im Westen, also 270° Himmelsrichtung
festgestellt, ergibt sich über
die Zuordnungsvorrichtung 3 in der in 4 dargestellten Einstellung eine Ortszeit von
06:00 Uhr morgens.
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In 5 ist
die Zuordnungsvorrichtung 3 in einer weiteren Einstellung,
nämlich
einer schmalen Sichel des abnehmenden Mondes dargestellt. Aus dieser
Einstellung ergibt sich wiederum eine genaue Zuordnung zwischen
Ortszeit und Himmelsrichtung der beobachteten Mondposition. So ist
zum Beispiel die aufgehende Mondsichel im Osten um 04:00 Uhr morgens
sichtbar.
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Hierbei wird darauf hingewiesen,
dass die Genauigkeit der Zuordnung abhängig von der jeweiligen örtlichen
Position des Beobachters im Vergleich zur Zeitzone ist. Entsprechend
sind Messungenauigkeiten von +/- % h entsprechend einem Winkelbereich
von +/- 7,5° zu
tolerieren. Darüber
hinaus ist es selbstverständlich
erforderlich, eine etwaig vorliegende Sommerzeit bei der Ortszeit
zu berücksichtigen. Entsprechend
wäre die
Vollmondposition in Himmelsrichtung Süd erst um 01:00 Uhr nachts
während der
Sommerzeit bei örtlicher
Position auf mittlerer Länge
der jeweiligen Zeitzone festzustellen.
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Selbstverständlich kann diese Zuordnungsvorrichtung
in unterschiedlichster Ausgestaltung ausgeführt werden. Neben der als Ausführungsbeispiel vorgestellten
Kreisscheibenausbildung kann die Skalenanordnung auch linear in
Art eines Rechenschiebers erfolgen. Darüber hinaus ist es denkbar,
dass die einander in Beziehung zu bringenden Skalen auf beliebig
gekrümmten
oder gewölbten
Oberflächen angeordnet
sind. Eine denkbare Ausgestaltung ist beispielsweise auch die Skalenanordnung
auf zwei zueinander verdrehbaren Zylinderoberflächen, die beispielsweise als
Schmuckstücke
ausgestaltet sein können.
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Ferner eignet sich die erfindungsgemäße Zuordnungsvorrichtung
insbesondere für
den Einbau in eine Uhr mit Uhrwerk und Ziffernblatt.
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Im Stand der Technik sind Uhren,
insbesondere Armbanduhren mit einer Mondphasendarstellung, meist über eine
vom Uhrwerk verstellbare Scheibe, die durch ein Sichtfenster ausschnittsweise sichtbar
ist, dargestellt. Bei Kombination der hier vorgestellten Zuordnungsvorrichtung
in einer Armbanduhr kann als zusätzliche
Funktion die Himmelsrichtungsbestimmung anhand der Mondposition
erreicht werden. Dazu ist es lediglich erforderlich, dass eine Kopplung
des Uhrwerks mit einer zweiten drehbaren Skala geschaffen wird.
Die erste Skala bildet dabei das herkömmliche Ziffernblatt der Uhr,
wobei der Stundenzeiger der Uhr auf die jeweilige Uhrzeit zeigt und
bei entsprechender Anordnung der zweiten Skala gleichzeitig auf
die Himmelsrichtung zeigt, in der die momentane Mondposition liegt.
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Ergänzend ist es vorteilhaft, wenn
die Uhr gleichzeitig die entsprechende Mondphase anzeigt, so wie
dies ohne die hier gegebene Zuordnungsvorrichtung bereits Stand
der Technik ist, da damit eine weitere Verifikation der Beobachtung
möglich
ist.
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Bezugszeichenliste
- 1
- erste
Skala
- 10
- erste
Kreisscheibe
- 11
- Skalenteilung
- 12
- Uhrzeitangabe
- 13
- Kreismittelpunkt
- 14
- Monddarstellung
- 2
- zweite
Skala
- 20
- zweite
Kreisscheibe
- 21
- Skalenteilung
- 22
- Himmelsrichtungsangabe
- 23
- Kreismittelpunkt
- 24
- Sichtfenster
- 3
- Zuordnungsvorrichtung