DE304553C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur astronomischen Ortsbestimmung mit Hilfe einer durch ein Uhrwerk ständig auf einen Himmelskörper zu richtenden Visiervorrichtung.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Visiervorrichtung durch eine aus einem Uhrwerk, einem Kugeltrieb, einem Ring mit Nasen, und einem Bügel bestehende Antriebsvorrichtung mit einer Geschwindigkeit gedreht, die der jeweiligen Änderung des Azimuts der Sonne oder eines anderen Himmelskörpers während des Tages und an jedem Tage des Jahres entspricht. Hierdurch wird erreicht, daß das Instrument stets gebrauchsfertig ist und nicht jeden Tag von neuem eingestellt zu werden braucht. Außerdem kann es ohne weiteres in jedem Breitengrade und bei jeder Deklination benutzt \verden. Zu dem angegebenen Zweck ist mit einer kardanisch aufgehängten Kompaßrose ein um denselben Zapfen drehbarer und senkrecht herabhängender Bügel verbunden, in dessen Mittelpunkt die Antriebsvorrichtung gelagert ist, so daß sich um diesen Punkt die Einstellungs- und Drehbewegungen der sämtlichen Teile vollziehen. Zwecks Breiteneinstellung des Instruments ist die Antriebsvorrichtung an einer an dem genannten Bügel vorgesehenen Einteilung einstellbar, nachdem die Einstellung dieses Bügels in den Meridian erfolgt ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt.

Fig. ι ist ein senkrechter Schnitt durch die Achse der Vorrichtung.

Fig. 2 ist eine Ansicht der Vorrichtung, teilweise im Schnitt, gesehen von rechts in Fig. i.

Fig. 3 ist ein Grundriß der Vorrichtung.

Fig. 4 ist ein Grundriß, teilweise im Schnitt, desjenigen Teils der Vorrichtung, der unterhalb der Pelorüsscheibe liegt.

Fig. 5 ist eine vergrößerte Ansicht der Vorrichtung zum selbsttätigen Einstellen für die Deklination, wie sie auch in Fig. 4 dargestellt ist.

Fig. 6 und 7 stellen im Aufriß und Grundriß die Vorrichtung zur Umkehrung der Diehungsrichtung der Visiervorrichtung dar.

Fig. 8 ist ein Aufriß in der Richtung von links in Fig. 1 gesehen und stellt die Deklinationseinstellung dar.

Fig. 9 ist eine Teilansicht von rechts in Fig. ι gesehen und stellt die Regelungsvorrichtung für die Deklinationseinstellung dar.

Fig. 10 ist ein Aufriß der Vorrichtung, bei welchem die Übertragungsvorrichtung für eine andere Breite als in Fig. 1 eingestellt gezeigt ist.

Fig. 11 und 12 sind Ansichten, die die Anwendung der Erfindung auf ein astronomisches Fernrohr mit Vorrichtungen zur Regelung der Höhenrichtung des Fernrohrs darstellen. '

Die Vorrichtung ist in irgendeinem geeigneten Gestell gelagert, das in der Zeichnung durch die Ständer 1 dargestellt ist. Zwischen

diesen ist ein Ring 2 mittels Zapfen. 3 und 4 aufgehängt. An diesem Ring hängt innerhalb ein zweiter Ring 5 an Zapfen 6 und 7. Die Ringe 2 und 5 mit ihren Zapfen bilden die übliche kardanisch^ Aufhängung, vermöge deren der Ring 5 stets wagerecht bleiben kann, gleichgültig, in welchem Maße oder in welcher Richtung sich das Gestell neigt. Auf dem Ring 5 liegt eine Pelorusscheibe oder eine Kompaßrose 11, die um ihre Achse gedreht werden kann. An der Kompaßrose 11 ist ein Ring 8 befestigt, der in den Ring 5 hineinpaßt, so daß er die Rose in zentraler Lage zu diesem Ringsjjält, ferner eine ringförmige

Platte 9, die einen Teil eines Kugellagers bildet. Ein verhältnismäßig starker massiver gebogener Stab 12, der an seinen Enden mit dem Ring 8 verbunden ist, hängt nach unten von letzterem herab. Der Stab 12 bildet einen Bügel, der nach einem Kreisbogen gebogen ist und sich über mehr als i8o° erstreckt. Er liegt in einer Ebene, die senkrecht zur Ebene der Rose 11 steht, und sein Krümmungsmittelpunkt liegt in der geometrischen

Achse der Rose.

Auf der inneren gebogenen Fläche 13 des Bügels 12 liegt eine entsprechend gekrümmte Platte 14, die den Bügel mit zwei Lappen 15 umgreift und von der Arme 16 ausgehen, an

denen ein Motor 17 befestigt ist. Dieser Motor kann beliebiger Art sein, sofern er nur mit im wesentlichen gleichförmiger Geschwindigkeit laufen kann. Vorzugsweise besteht er aus einem durch eine Feder angetriebenen

Uhrwerk, das mit den üblichen Regelungsvorrichtungen für einen derartigen Zeitmesser versehen ist, so daß es mit der größten möglichen Genauigkeit laufen kann.' Es können dazu die bekannten guten Uhrenfabrikate verwendet werden. Das Werk ist auch mit dem üblichen Zifferblatt 18 und Zeigern versehen, welche letzteren in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Die Uhr wird mittels der Stellschraube 19 (Fig. 10) in üblicher Weise aufgezogen und gestellt.

Die Platte 14 und die Lappen 15 liegen an drei Seiten des Bügels 12 an. An der vierten Seite liegen zwei Federn 20, die so bemessen sind, daß sie mittels einer in den Lappen 15

gelagerten Achse 21 gegen den Bügel drücken. Zwischen den Federn 20 liegt ein Zahnbogen 22 auf der äußeren Seite des Bügels 12 ". und ein auf der Achse 21 sitzendes Zahnrad 23, das mit dem Zahnbogen 22 in Eingriff

steht. Wenn das Zahnrad mittels einer Stell-' schraube 24 auf der Achse 21 gedreht wird, so wird die Platte 14 längs des Bügels in einer kreisförmigen Bahn in der einen oder anderen Richtung bewegt.

Das Gehäuse des Uhrwerks oder des Motors 17 hat radial angeordnete Lager fincine röhrenförmige Welle 25, an deren äußerem Ende mittels Schraube 26 ein kugelförmiges Gehäuse 27 befestigt ist. Dieses

Gehäuse umfaßt annähernd eine Halbkugel und trägt auf seinem Rande einen Zahnkranz 28. Der Einfachheit halber soll der Körper; 27 nachstehend als Kugeltrieb bezeichnet werden. In die Zähne 28 des Kugeltriebs greift ein Zahnrad 29 auf einer Welle 30 ein, die genau synchron mit der Minutenzeigerachse des Uhrwerks läuft. Das Verhältnis zwischen der Zahl der Zähne 28 und der Zahl der Zähne des Zahnrades 29 ist derart, daß der Kugeltrieb eine vollständige Umdrehung macht, wenn das Zahnrad 29 vierundzwanzig Umdrehungen gemacht hat, also eine Umdrehung in 24 Stunden genauen Gangs des Uhrwerks. Der Kugeltrieb (Fig. 1 und 10) trägt an diametral gegenüberliegenden Punkten Bügel 31 und 32, in denen Zapfen 33 eines Rings 34 gelagert sind, der das Uhrwerk und den Kugeltrieb umgibt. Der Ring trägt an entgegengesetzten Enden eines senkrecht zu der Verbindungslinie der Zapfen 33 stehenden Durchmessers Nasen 35 und 36. .

_ Der Ring 34 ist so viel größer als der Kugeltrieb 27, daß dazwischen ein Raum frei bleibt. Ein Teil dieses Raumes ist von einem kugelförmigen Führungskörper 37 ausgefüllt, der dicht an dem Kugeltrieb anliegt und eine Führungsnut 38 hat (Fig. 1 und 10). Der Führungskörper 37 ist mittels Schrauben 39 an einer Welle 40 befestigt, die innerhalb der Rchrwelle 25 konachsial mit dieser gelagert ist. Der Ring 34 trägt auf einer Seite einen Zeiger 41, der am besten in Fig. 8 erkennbar ist. Dieser reicht"'über die Führungsnut 3.8 hinüber und endet nahe an einer Skala 42, deren Einteilungen bestimmte Zeiten des Jahres, z. B. die Monate und Tage, darstellen. Der Zeiger 41 trägt auch einen Zapfen 43, der in die Führungsnut 38 hineinragt. Da der Führungskörper 37 gegen den Kugeltrieb um eine Achse, nämlich diejenige der Welle 40, gedreht werden kann, die zu der Verbindungslinie der Zapfen 33 des Rings 34 senkrecht steht, und da die Führungsnut 38 zur Welle 40 exzentrisch liegt, so hat eine Bewegung des Führungskörpers die Wirkung, daß der Ring 34 mehr oder weniger um seinen Zapfen 33 geschwungen wird. Der Führungskörper 37 kann von Hand gedreht werden, kann aber gegen den Kugeltrieb auch durch eine selbsttätige Vorrichtung gedreht werden, die in den Fig. 4, 5 und 9 dargestellt ist und aus folgenden Teilen besteht.

Eine schwingende Welle 44 geht durch den Kugeltrieb 27 hindurch und ist darin schwingbar gelagert. An dieser Welle ist auf der äußeren 'Seite des Kugeltriebs ein Sperr·*

hebel 45 befestigt, der eine Sperrklinke 46 trägt, die mit Sperrzähnen 47 auf der Kante des Führungskörpers in Eingriff steht. Eine Feder 48 ist zwischen einem Stift 49 auf dem Sperrhebel und einem anderen Stift 50 auf der Sperrklinke gespannt und hält die Sperrklinke fest gegen die Sperrzähne gedrückt, j Am anderen Ende der Welle 44, das nach innen in den Kugeltrieb hineinragt, liegt ein Mitnehmer 51 mit zwei geneigten Anschlagflächen 52 und 53. Eine Feder 54 ist mittels einer Schraube 55 an dem Kugeltrieb befestigt und wird durch einen Anschlag 56 in solcher Lage gehalten, daß ihr freies Ende gegen eine Nase 57 des Sperrhebels drückt und den Mitnehmer 51, der aus einer Stange gebildet ist, die sich vermöge . ihrer Krüm- j mung gegen die Innenseite des Kugeltriebs legt, wie aus Fig. 9 ersichtlich, gegen einen Anschlag 58 auf dem Kugeltrieb angelegt hält. 59 ist ein relativ feststehender Anschlag, der auf dem Gehäuse des Uhrwerks befestigt ist und innerhalb des Kugeltriebs und in der¹ Bahn desjenigen Teils des Mitnehmers 51 liegt, der mit den Anschlagflachen 52 und 53 versehen ist. Wenn der Kugeltrieb sich in irg'endeiner Richtung dreht, so werden der Führungskörper und die Antriebsvorrichtung mit ihm in derselben Richtung gedreht. Die Anschlagflächen 52 und 53 sind beide, aber in entgegengesetzter Richtung zur Drehungsrichtung, geneigt. AVenn die geneigte Fläche, und zwar je nach der Drehungsrichtung 52 oder 53, auf den festen Anschlag 59 stößt, so wird der Mitnehmer in Schwingung versetzt, wodurch die Welle 44 und der Sperrhebel 45 derart bewegt werden, daß die Sperrklinke 46 um einen der Zähne 47 vorgeschoben wird. Es sind 365 Zähne 47 entsprechend der Zahl der Tage im Jahre vorhanden. Da der Kugeltrieb eine Umdrehung am Tage macht, so wird der Mitnehmer 51 einmal täglich auf den Anschlag 59 treffen, wenn das Uhrwerk in Gang ist, und demgemäß wird der Führungskörper jeden Tag um einen Zahn weiter geschaltet, bis er innerhalb eines Jahres eine volle Umdrehung gemacht hat.

Im Mittelpunkte der Kompaßrose 11 (Fig. 1) befindet sich eine Öffnung, durch die ein Zapfen 60 hindurchtritt, mit dem ein Flansch 61 und ein Ring 62 verbunden sind, die zusammen mit einer Nut im inneren Umfang des Rings 9 eine Rinne für Kugeln 63 bilden. Der Zapfen kann somit in einem reibungslosen Kugellager gegen die Kompaßrose 11 gedreht werden. An dem Zapfen 60 sind Arme 64 und 65 befestigt, die sich über die Rose erstrecken und an ihren äußeren Enden Visiervorrichtungen 66 und 67 tragen, die beliebiger Art sein können, z. B. die üblichen Diopter eines Pelorus oder irgendeine andere Visiervorrichtung. In der Zeichnung besteht die Visiervorrichtung 66 aus einem Diopter mit Längsschlitz 68, der ein Okular 69 trägt, dessen Öffnung vor dem Schlitz mit einem farbigen Schirm 70 bedeckt ist. Die Visiervorrichtung 67 ist ein offener Rahmen mit einem senkrechten Draht 71 in der Mitte und einem an seiner äußeren Seite drehbar befestigten Reflektor 72.

Unterhalb der Rose ist an dem Flansch 61 des Zapfens 60 ein Bügel 73 derart befestigt, daß er mit dem Zapfen und der Visiervorrichtung starr verbunden ist. Dj^ser Bügel liegt in derselben senkrechten Ebene wie die Visiervorrichtung und innerhalb des Bügels 12. Im inneren Umfang des Bügels 73 ist eine Führungsnut 74 von solchem Querschnitt vorgesehen, daß die Nasen 35 und 36 des Ringes 34 in sie eintreten und darin ohne merklichen Spielraum gleiten können. Der Bügel hat zwei Arme 73" und 73*, die symmetrisch auf entgegengesetzten Seiten der Achse des Zapfens 60 angeordnet sind; deren jeder sich über mindestens 90⁰ eines Kreisbogens von dieser Achse ab erstreckt.

Das Uhrwerk 17, der Kugeltrieb 27, der Ring 34, die Nasen 35 und 36 und der Bügel 73 bilden die Antriebsvorrichtung, durch welche die Visiervorrichtung mit einer Gc-• schwindigkeit gedreht wird, die der jeweiligen Änderung des Azimuts der Sonne oder eines anderen Himmelskörpers während des Tages und an j edem Tage des Jahres entspricht. Die Beziehungen der Teile dieser Antriebsvorrichtung zueinander und zu. der Rose sind wesentlich für die Erfindung und sind die folgenden:

Der Bügel 12 liegt in einer senkrechten Ebene, die senkrecht zur Ebene der Rose 11 liegt und die gemeinsame Achse der Rose 11 und des Zapfens 60 enthält. Der Krümmungsmittelpunkt des Bügels liegt in der Achse des Zapfens 60 und ist der Mittelpunkt der Antriebsvorrichtung oder mit anderen Worten der gemeinsame Mittelpunkt, um den herum alle Einstellungs- und Drehbewegungen der verschiedenen Teile erfolgen. Die gemeinsame Achse der Röhrenwelle 25 und der Welle 40, um die sich der Kugeltrieb 27 und der Führungskörper 37 drehen, geht durch diesen Mittelpunkt und steht senkrecht zu der Ebene, in der die Zähne 28 des Kugeltriebs liegen. Die Achse der Welle 30 und des Zahnrades 29 geht ebenfalls durch den gemeinsamen j Mittelpunkt und steht senkrecht zu den Wellen 25 und 40. Die Verbindungslinie der Zapfen 33, mittels deren der Ring 34 gelagert ist, geht durch denselben gemeinsamen Mittelpunkt und steht ebenfalls senkrecht zur Achse der Wellen 25 und 40. Der Durchmesser des

Rings 34, auf welchem die Nasen 35 und 36 liegen, geht ebenfalls durch diesen gemeinsamen Mittelpunkt und steht senkrecht zur j Verbindungslinie der Zapfen 33. Er kann zu den Achsen der Wellen 25 und 40 je nach der Winkeleinstellung des Rings 34 auf seinen Zapfen entweder senkrecht stehen oder in verschiedenen Winkeln geneigt sein. Der Bügel 73 liegt ebenfalls konzentrisch zu clemselben gemeinsamen Mittelpunkt und ist drehbar, und da er sich um die Achse des Zapfens 60 dreht, so dreht er. sich um eine Achse, die durch den gemeinsamen Mittelpunkt hindurchgeht. Die Nasen 35 und 36

drehen sich um die Achse des Kugeltriebs und bewegen sich entweder in der Äquatorialebene der Vorrichtung oder in Bahnen, die je auf entgegengesetzten Seiten dieser Ebene liegen und von ihr je nach der Winkeleinstellung des Rings 34 mehr oder weniger ent- i feint sind. Unter Äquatorialebene der Vor- \ richtung wird die zu der Achse des Kugel- I triebs 27 senkrechte Ebene verstanden, "die i durch den gemeinsamen Mittelpunkt hin- ^;

durchgeht. . I

Wenn sich die Nasen 35 und 36 drehen, so !

greift erst die eine und dann die andere von |

ihnen in die Führung 74 des Bügels 73 ein. j

Wenn die Einstellung so wie in Fig. 10 ist !

und sich der Kugeltrieb in der Pfeilrichtung ; dreht, während die Nase 36 in der Führung I liegt, so wirkt diese Nase auf den Bügel- i arm 73^ und muß den Bügel in Drehung versetzen. Gleichzeitig bewegt sich die Nase nach unten nach dem Ende des Bügels hin. Wenn die Nase 36 im Begriff steht, den Bügelarm 73^ zu_v verlassen, so tritt die Nase 35 ! in den Arm 73« ein, weil sich diese Arme über \ i8ö° oder mehr erstrecken und in einer Ebene j

liegen, die ihre Drehungsachse enthält und in der der gemeinsame Mittelpunkt der Vorrichtung liegt. Die Bewegung des Bügels beim Eintritt der Nase ist verhältnismäßiglangsam, weil die Bahn der Nase schräg zu

dem Bügel liegt und die Nase sich in ihrer größten Entfernung von der Achse des Bügels befindet. In dem Maße, wie sich die Nase, der Achse des Bügels nähert und der Bügel sich so dreht, daß er weniger schräg zu der

Bahn der,'Nase liegt, nimmt die Geschwindigkeit des~ Bügels bis zu einem Maximum zu, | bis die Nase den höchsten Teil ihrer Bahn er- i reicht hat und der Bügel senkrecht zu dieser j Bahn steht. Von diesem Augenblick ab wird

die Geschwindigkeit vermindert, bis die Nase den Bügel verläßt. Die Fig. 1 und 10 zeigen Stellungen der Vorrichtung, bei welchen der Bügel die größte Umdrehungsgeschwindigkeit erhält. Jede Nase bewegt den Bügel durch

eine halbe Umdrehung, indem sie ihn von j einem Punkte, wo die andere Nase den Bügel verläßt, vorwärts bewegt, und jede Nase erteilt dem Bügel eine beschleunigte und alsdann eine verzögerte Bewegung. Demgemäß erhält der Bügel während jeder Umdrehung zv/ei Beschleunigungen und zwei Verzögerungen, und dies trifft für alle Einstellungen der Vorrichtung zu, mit Ausnahme der beiden äußersten Lagen, die nunmehr beschrieben werden sollen.

Eine Einstellung der Platte 14 längs des Bügels 12 hat die Wirkung, daß die gesamte Antriebsvorrichtung um den Krümmungsmittelpunkt des Bügels gedreht wird, wodurch die Achse des Kugeltriebs in verschiedene Winkelstellungen zur Achse des Zapfens 60 und der Visiervorrichtungen gebracht wird. Bei einer Einstellung, die in Fig. ι dargestellt ist, bilden diese beiden Achsen einen rechten Winkel miteinander, und in einer anderen Einstellung, die nicht in den Zeichnungen dargestellt ist, fallen sie zusammen. Bei letzterer Einstellung wird der Antriebsmechanismus urn 90⁰ gegen die in Fig. 1 dargestellte Stellung gedreht. Auf einer oder beiden Seiten des Bügels 12 befinden sich Winkeleinteilungen, die nach beiden Richtungen von der Nullmarke bei 75 ausgehen. Auf der Platte 14 befindet sich ein Index 76 und eine Noniuseinteilung. Diese Einteilungen sind so angeordnet, daß, wenn der Index 76 sich mit der Nullmarke 75 deckt, die Vorrichtung die Stellung gemäß Fig. 1 einnimmt, bei welcher die Achse des Triebs 27 senkrecht zur Achse der Visiervorrichtung steht und die Aquatorialebene der Vorrichtung mit letzterer Achse zusammenfällt. Wenn die Vorrichtung an einer Stelle des Erdäquators benutzt und so eingestellt wird, daß die Rose 11 wagerecht liegt, was die normale Gebrauchsstellung ist, und wenn ferner die Platte 14 wie in Fig. 1 eingestellt ist, dann liegt die Äquatorialebene der Vorrichtung parallel zum Erdäquator und die Achse des Kugeltriebs parallel zur Erdachse, wenn die Rose so gedreht wird, daß ihre Nord-Südlinie und demgemäß die Ebene des Bügels 12 im Meridian liegt. Wird die Vorrichtung in anderen Breiten gebraucht, so wird die Platte 14 so eingestellt, daß der Index 76 auf den Punkt der Gradeinteilung des Bügels 12 trifft, der der Breite entspricht, und zwar links von der Nullmarke in der Stellung in Fig. ι für nördliche Breiten und rechts von der Nullmarke für südliche Breiten. Durch diese Breiteneinstellung wird in allen Breiten die Aquatorialebene der Vorrichtung parallel zum Erdäquator und die Achse des Kugeltriebs parallel zur Erdachse eingestellt, wenn den anderen Bedingungen genügt wird, daß die Rose 11 wagerecht liegt und der Bügel 12 in den Meridian eingestellt ist. Das Gewicht der Vorrichtung

unterhalb der Rose ist normalerweise be- \ strebt, die Rose unter allen Bedingungen ver- j möge der kardanischen Aufhängung wagerecht zu halten. Um indessen eine genaue Ein-

5" Stellung zu sichern, ist ein Gewicht ¹J¹J- und eine Libelle 78 vorgesehen, wie aus Fig. 3 ersichtlich. Das Gewicht ist auf einer Stange 79 beweglich, die um den Zapfen 60 gedreht werden kann.

Eine weitere Einstellung für die Antriebsnasen 35 und 36 außer der beschriebenen Breiteneinstellung ist zu dem Zwecke vorgesehen, um die Nasen entsprechend der Deklination der Sonne am Gebrauchstage zu

^J5 drehen. Diese Einstellung findet mittels des Führungskörpers 37 und des Rings 34 statt, die zusammen als Deklinationstrieb bezeichnet werden können. Die Führungsnut 38 in dem Führungskörper 37 liegt exzentrisch zu der

gemeinsamen Achse des Führungskörpers und des Kugeltriebs, und die Abstände der verschiedenen Punkte dieser Nut, _ gemessen durch den Winkelabstand von der Äquatorialebene der Vorrichtung um den gemeinsamen

Mittelpunkt, entsprechen den Deklinationen der Sonne an allen verschiedenen Tagen des Jahres, d.h. diese Winkelabstände sind beziehungsweise gleich den Winkeln der Sonnendeklination an diesem Tage plus oder minus dem Winkelabstand um den gemeinsamen Mittelpunkt zwischen der Antriebsnase 36 und dem Zapfen 43. Die Datumangaben 42 in Fig. 8 bezeichnen die Tage, an denen die Deklination der Sonne den verscliiedenen Punkten der Führungsnut entspricht. Durch Drehung des Führungskörpers mit dieser exzentrischen Nut wird natürlich der Ring 34 um seine Zapfen 33 auf die eine oder andere Seite der Äquatorialebene der Vorrichtung gedreht. Die Deklinationseinstellung für die" Tag- und Nachtgleiche, wo die Deklination der Sonne gleich Null ist, bringt die Nasen 35 und 36 in die Äquatorialebene der Vorrichtung, während andere Ein-

Stellungen diese Nasen auf die eine oder andere Seite der Äquatorialebene bringen. Die in den Zeichnungen dargestellte Deklinationseinstellung, gilt für die Wintersonnenwende, wo die Deklination der Sonne etwa 23V₃ ⁰ Süd beträgt, und bei dieser Einstellung ist die Verbindungslinie der Nasen 35 und 36 annähernd um 23V₂ ⁰ gegen die Äquatorialebene der Vorrichtung gedreht, wobei die Nase 35 rechts und die Nase 36

links von dieser Ebene liegt. Bei der anderen äußersten Einstellung für die Sommersonnenwende werden die Nasen 35 und 36 um gleiche Winkel nach links bzw. rechts der Äquatorialebene der Vorrichtung gedreht.

Die Gebrauchsweise der Vorrichtung und deren Grundlagen sind am besten verständlich, wenn man zunächst die äußersten Einstellungen für die Breite und die Zwischeneinstellungen für die Deklination betrachtet. Es soll zunächst die Einstellung für den Äquator zur Zeit einer Tag- und Nachtgleiche betrachtet werden.

Bei dieser Einstellung drehen sich die Nasen 35 und 36 in einer Ebene, die die Achse der Visiervorrichtungen enthält. Durch diese Einstellung der Nasen sind der Bügel und die Visiervorrichtungen in dieselbe senkrechte Ebene wie die Bahn dieser Nasen gebracht, da stets eine Nase mit dem Bügel in Eingriff steht. Die Nasen bewegen sich dann ! durch die Führung" im Bügel, ohne letzteren zu drehen, so daß die Visiervorrichtung in der Ost-Westlinie gehalten wird, und die Bedingung für den Äquator zur Zeit der Tag-■und Nachtgleiche aufrechterhalten wird, wo die Sonne ihre.Stellung nicht ändert, nur daß sie beim Durchgang durch den Meridian von Ost nach West geht. Wenn man unter Wahrung derselben Breiteneinstellung die Nasen für die Deklination einstellt, so werden der Bügel und die Visiervorrichtungen zunächst in einer und dann in der anderen Richtunggedreht. Wenn man voraussetzt, daß die Deklination für einen Tag eingestellt ist, wo die Sonne südlich vom Äquator steht, wie in Fig. ι dargestellt, so dreht die Nase 35, wenn sie in den Bügelarm 73^s eingreift, die Visiervorrichtung tagsüber in der Richtung des Uhrzeigers, und die Nase 36 im Arm 73« dreht sie zur Nachtzeit entgegengesetzt dem Uhrzeiger. Die entgegengesetzte Deklinationseinstellung für eine Stellung der Sonne nördlich vom Äquator läßt die Nase 35 auf den Bügelarm 73^s einwirken, wodurch die Visiervorrichtung tagsüber, entgegengesetzt dem Uhrzeiger gedreht wird, während die Nase 36 auf den Bügelarm 73^δ wirkt und die'Visiervorrichtung nachtsüber in der Richtung des Uhrzeigers dreht.

Es soll nunmehr die andere äußerste Einstellung für 90⁰ nördlicher Breite, also den Nordpol, betrachtet werden.. Wenn die Platte 14 nach links geschoben wird, bis der Index 76 mit der c)o°-Märke auf dem Bügel 12 zusammenfällt, so fällt die Achse des Kugeltriebs mit der Achse der Visiervorrichtung zusammen, und die Nasen 35 und 36 laufen um diese Achse mit gleichförmiger Geschwindigkeit herum, wobei sie die Visiervorrichtung gleichförmig in der Richtung des Uhrzeigers drehen, genau entsprechend dem scheinbaren Wege der Sonne.jn bezug auf den Nordpol. Einstellungen der Nase für die Deklination haben keine Einwirkung auf die Umdrehungsgeschwindigkeit der Visiervorrichtungen, da sie bei jeder derartigen Ein-

Stellung sich immer um die Achse der Visiervorrichtung drehen. Diese Bedingung entspricht ebenfalls der Bewegung der Sonne, die in bezug auf den Pol gleichförmig ist. Bei jeder dazwischenliegenden Breiteneinstellung bewegen sich die Nasen auf einer zu der Achse der Visiervorrichtungen geneigten Bahn, entweder in derselben Bahn in der Äquatorialebene der Vorrichtung oder in parallelen ίο Bahnen auf entgegengesetzten Seiten dieser Ebene, je nach der Einstellung des Deklinationstriebs.

Gleichgültig, wie die Einstellung ist, sofern sie nur für die Gebrauchsstelle und Gebrauchszeit der Vorichtung richtig ausgeführt ist, läuft stets eine der Nasen in einer Bahn, die dieselbe Beziehung zu dem gemeinsamen Mittelpunkt der Vorrichtung und der Achse des Kugeltriebs hat, wie die Bahn der scheinbaren Sonnenbewegung zum Mittelpunkt und der Achse der Erde. Die wagerechte Drehbewegung, die die Nasen dem Bügel erteilen, entspricht der wagerechten Komponente der Bewegung der Nasen und demgemäß den Veränderungen in der Stellung der Sonne, da der Bügel stets die Visiervorrichtung in derselben senkrechten Ebene wie die Nasen hält und die Nasen eine dem Sonnenwege entsprechende Bahn durchlaufen. Wenn also die Breiten- und Deklinationseinsteliungen finden Ort und Tag der Beobachtung richtig gemacht sind und die Rose mit ihrer Norcf-Südlinie in den Meridian eingestellt ist, so zeigen die Visiervorrichtungen in jedem Augenblick das wahre Azimut der Sonne, solange das Uhrwerk in Gang ist. Die senkrechte Komponente der Sonnenbewegung wird durch das Gleiten der Nasen in der Führung des Bügels berücksichtigt und hat keine Einwirkung auf die Bewegung des Bügels und der Visiervorrichtungen.

Der Umstand, daß zwei Nasen vorhanden sind, von denen die eine der anderen entgegengesetzt angeordnet ist, gibt keinen Anlaß zu Irrtümern. Wenn man den Bügel 73 als einen vollen Ring ausführen könnte, so würde nur eine Nase notwendig sein, da sie alsdann an jeder Stelle ihrer Bahn mit dem Bügel in Eingriff sein würde: Da es aber notwendig ist, die Arme 16 zur Lagerung der Antriebsvorrichtung anzuordnen, so kann man offenbar den Bügel nur als Halbkreis anstatt eines vollen Rings ausführen und muß eine zweite Nase anordnen, damit die Bewegung des Bügels sich fortsetzt, wenn die erste Nase ihn verläßt.

Die Arme 16 sind so angeordnet, daß die Einstellung längs der Breitenskala des Bügels 12 bis zur nördlichen o.o°-Marke erfolgen kann. Dagegen ist die Einstellung für südliche Breiten begrenzt, weil eine weitere Drehung eine gegenseitige Störung der Bügelarme und der Arme 16 verursachen würde. Indessen ist der Gebrauch des Instruments für höhere südliche Breiten bis zum Südpol durch eine Vorrichtung ermöglicht, mittels deren die Umdrehungsrichtung des Kugeltriebs umgekehrt werden kann, wodurch dieselbe Wirkung hervorgerufen wird. Es ist ersichtlich, daß die Nasen, wenn die Einstellung für nördliehe Breite erfolgt ist, unter der Voraussetzung, daß die Deklinationseinstellung für die Tag- und Nachtgleiche geschehen ist, die Visiervorrichtung in der Richtung der Zeiger einer Uhr drehen. Wenn aber die Einstellung für südliche Breiten geschehen ist, so werden die Nasen beziehungsweise auf entgegenj gesetzte Seiten der Achse der Visiervorrichtungen gedreht und geben letzteren eine Um- j drehung entgegengesetzt dem Uhrzeiger, die natürlich der Richtung der Änderung der Stellung der Sonne in bezug auf Orte der südlichen Halbkugel entspricht. Infolgedessen hat die Umkehrung der Drehungsrichtung des Kugeltriebs, während die Breiteneinstellung links von der Nullmarke 75 bleibt, dieselbe Wirkung, als wenn die Vorrichtung ohne Änderung der Drehungsrichtung nach der 1 echten Seite der Nullmarke gedreht würde. Wenn die Vorrichtung in dieser Weise auf der südlichen Halbkugel gebraucht wird, so stellt die Breiteneinstellung die Achse des Kugeltriebs senkrecht zur Erdachse ein und veranlaßt eine Drehung der Nasen in einer Bahn, die senkrecht zur scheinbaren Sonnen- 95 _t bahn liegt. Die Umkehrung der Umdrehungs- " richtung der Nasen läßt aber die Visiervorrichtung der Sonne mit vollkommener Genauigkeit folgen.

Eine Vorrichtung, um das Zahnrad 29 in beiden Richtungen vom Uhrwerk aus antreiben zu können, um diese Umkehrung vorzunehmen, ist in den Fig. 1,6 und 7 dargestellt. In Fig. 6 ist 80 die Achse des Uhrwerks, auf der der Stundenzeiger sitzt. Auf dieser Achse ist ein Zahnrad 81 befestigt. Eine j Muffe 82 kann auf den Buchsen 83 und 84 der Achsen 80 und 30 gleiten. Diese Muffe trägt ein breites Zahnrad 85, das mit dem Zahnrad 81 in Eingriff steht, und ein schmales Zahnrad 86, das mit dem Zahnrad 85 und einem Zahnrad 87 auf der Achse 30 in Eingriff steht. Wenn sich ein .an dem Uhrwerksgehäuse bei 89 drehbar gelagerter Hebel 88 in seiner unteren Stellung befindet, so treibt das Zahnrad 81 das Zahnrad 85 an, das seinerseits durch Vermittlung der Zahnräder 86 und 87 die Achse 30 in der entgegengesetzten Richtung wie die Achse 80 dreht. Wenn der Hebel 88 gehoben wird, so wird das Zahnrad 86 außer Eingriff mit 87 gberaeht, und das breite Zahnrad 85 kommt zum Eingriff

mit 87. Dann dreht die Achse 80 die Achse 30 durch Vermittlung des breiten Zahnrades 85, während das Zahnrad 86 leer läuft. Ein federnder Sperrzahn 90, der über ■ einen Daumen des Hebels 88 greift, hält letzteren in beiden Stellungen fest.

Wenn man die Vorrichtung benutzt, um die Deviationen, Variationen oder andere Fehler des magnetischen Kompasses zu bestimmen, so wird sie in das Sonnenlicht gestellt. Das Uhrwerk wird für Ortszeit, die Breiteneinstellung für die Breite des Beobachtungsorts j und die Deklination für die Sonnendeklination an dem betreffenden Tage eingestellt. Dann wird die Rose mit der gesamten daran befestigten Vorrichtung wagerecht gedreht, bis die Visiervorrichtung auf die Sonne gerichtet ist. Dies ist der Fall, wenn der Draht 71 des Diopters 67 das Sonnenbild im Spiegel 72 \ kreuzt, wenn man es durch das Okular 70 be- j trachtet. Diese Einstellung der Rose kann leicht mittels eines Knopfes 91 geschehen, mit welchem ein Zahnrad 92 verbunden ist, das mit einem Zahnkranz 93 am Ring 8 in Eingriff steht, von dem bereits bemerkt worden ; ist, daß er mit der Rose 11 fest verbunden ist. j Die Rose ist atif ihrer Oberfläche mit Marken versehen, die entweder Grade oder Kompaßstriche oder beides angeben, wie in Fig. 3 dargestellt. Wenn die Visiervorrichtungen in der beschriebenen Weise auf die Sonne eingestellt sind, so liegt die Nord-Südlinie der Rose im Meridian, und alle Richtungsangaben der Rose geben dann die wahren Richtungen an. Diese Anwendungsweise der Vorrichtung ist zu jeder Zeit möglich, wenn die Sonne sichtbar ist und die Ortszeit und Breite bekannt sind. Man erhält augenblicklich die wahren Himmelsrichtungen und kann die Fehler der Angaben des magnetischen Kompasses feststellen. Es ist nicht nötig, auf Azimuttafeln oder Deklinationstafeln zurückzugreifen.

Die Vorrichtung kann auch benutzt werden, um die scheinbare Ortszeit zu bestimmen, wenn die wahren Himmelsrichtungen und die Breite bekannt sind. Wenn man die Breiteneinstellung gemacht und die Rose entsprechend den wahren Himmelsrichtungen eingestellt hat, so wird der Stellknopf 19 des Uhrwerks betätigt, wodurch zugleich die Visiervorrichtungen gedreht werden. Wenn hierbei die Visiervorrichtung auf die Sonne eingestellt ist, so zeigen die Zeiger des Uh rwerks die scheinbare Ortszeit, die man leicht in Länge umwandeln kann.

Man kann auch die Breite bestimmen, wenn die wahren Himmelsrichtungen und die Ortszeit bekannt sind, indem man die Breitenein-So stellung bewegt, bis die Visiervorrichtungen auf die Sonne gerichtet sind. AVenn weder die Breite noch die Ortszeit bekannt ist, kann man beide bestimmen, indem man die Einstellung für Breite und Zeit versuchsweise ändert, bis die Vorrichtung so eingestellt ist, daß die Visiervorrichtung genau der Bewegung der Sonne folgt.

Die Visier-' und Übertragungsvorrichtung in Verbindung mit einem Uhrzifferblatt und Zeigern, aber ohne das Uhrwerk, können als Präzisionssonnenuhr oder zur genauen Bestimmung der Ortszeit mittels der Sonne benutzt werden.

Alles, was in bezug auf die Wirkungsweise der Vorrichtung ausgeführt worden ist, findet auch auf die Beobachtung von Fixsternen ebensogut Anwendung. Es können an Stelle des Führungskörpers 37 andere Deklinationsführungen eingesetzt werden, die den Deklinationen der Fixsterne entsprechen.

So kann die Vorrichtung zur Bestimmung von Richtungen, zur Feststellung des Kurses eines Schiffes, zur Ortsbestimmung auf See und zur Bestimmung von Sonnen- oder Stern-Ortszeit ohne Rechnung oder Benutzung von Tafeln gebraucht werden.

Die Vorrichtung kann auch für alle dieselben Zwecke wie ein gewöhnliches Azimutinstrument oder ein Pelorus benutzt werden, um die Stellung von Himmelskörpern oder auf der Karte verzeichneten Gegenständen zu bestimmen.

I Dieselbe oder eine ähnlich Einrichtung kann j bei Vorrichtungen benutzt werden, die der

Bahn eines Himmelskörpers folgen sollen, wenn ! man sie mit einer Vorrichtung verbindet, um I den Höhenwinkel der Visiervorrichtung ein- ; zustellen. Eine Ausführungsform der Erfin-I dung, die für diesen Zweck eingerichtet ist, \ ist in den Fig. 11 und 12 dargestellt. In ■ diesen ist 600 ein astronomisches Fernrohr ; mit wagerecht angeordneten Drehzapfen 610, die in einem Gestell 620 gelagert sind, das sich auf einem Lager 330 um eine senkrechte Achse drehen kann. Die Übertragungsvorrichtung· ist im wesentlichen dieselbe wie die beschriebene, und ihre Teile sind mit denselben. Bezugszeichen bezeichnet. Es besteht eine Abänderung in der Antriebsvorrichtung insofern, als der Motor von der Vorrichtung selbst getrennt ist und die Bewegung von dem Motor durch eine in beliebiger bekannter Weise mit der Achse 30 und dem Zahnrad 29 verbundene biegsame Welle 630 übertragen wird. Diese Vorichtung veranlaßt eine wagerechte· Drehung des Fernrohrs, d. h. eine Drehung um eine senkrechte Achse genau in der beschriebenen Weise. Die Höhenrichtung des Teleskops wird durch einen Schieber 640 geregelt, der in einer Führung in einem der Arme des Gestells 620 gleitet und mit einem Zapfen 650 in eine Führungsnut 660 eines

Rades 670 eingreift, das bei 680 an dem Gestell drehbar gelagert ist. Dieses Zahnrad steht in Eingriff mit einem anderen Zahnrad : 690, das auf einem der Drehzapfen des Fernrohrs sitzt. Von dem Schieber 640 erstreckt sich ein biegsamer Druckkörper in die Führung eines der Bügelarme ' 143. Dieser j Druckkörper ist so eingerichtet, daß er von | einer der Nasen 310 oder 320 beeinflußt wird, ί ίο wenn diese in die Führung eintreten. Vor- ; zugsweise besteht dieser Druckkörper aus einer Reihe von Kugeln 700, so daß er einem gewundenen AVeg folgen kann, ohne daß eine Verlängerung oder Verkürzung eintritt. Wenn man annimmt, daß das Gewicht des Teleskops so bemessen ist, daß es bestrebt ist, sich in wagerechte Stellung zu drehen, so übt es einen abwärts gerichteten Druck auf den j Schieber 640 und den Druckkörper 700 aus, i so daß auf letzteren nur eine zusammendrückende Wirkung ausgeübt zu werden braucht und , aller Spielraum aufgenommen wird. Die Führungsnut 660 ist so angeordnet, daß gleiche Bewegungen des Schiebers gleiche Drehungen der Räder 670 und 690 hervorbringen. Infolgedessen bringen Bewegungen der Nase 310 in der Bahn des beobachteten Himmelskörpers entsprechende ! Bewegungen des Fernrohrs hervor und halten j das letztere ununterbrochen auf den Himmelskörper gerichtet. Am unteren Ende der Führung 144 ist ein Anschlag 71 angebracht, dessen Formen und Abmessungen den Vorbeigang der Nase 310 ermöglichen, aber ein Herausfallen der Kugeln aus der Führung verhindern.

Es ist zu bemerken, daß, während der Bügel nur die wagerechte Komponente der Bewegung der Nasen in eine wagerechte Drehung der Visiervorrichtung umsetzt, der biegsame Druckkörper 700 die senkrechte Komponente der Bewegung der Nasen in eine Drehung des Fernrohrs um seine wagerechte Achse umsetzt und daß die Resbltante dieser Komponenten auf das Fernrohr derart einwirkt, daß letzteres mit der Achse der Antriebsnasen parallel gehalten und dadurch ununterbrochen auf den Himmelskörper gerichtet wird.

Wenn man die Antriebsvorrichtung des Instruments analysiert, so ergibt sich, daß sie im wesentlichen aus einem treibenden Teil (entweder der Nase 35 oder der Nase 36), I einem getriebenen Teil, nämlich dem Bügel 73, j und einem Führungsteil (der Nut 74) be- ! steht, der einen Teil des getriebenen· Teils \ bildet und in den der treibende Teil eingreift. Der getriebene Teil und der Führungsteil sind konzentrisch in bezug auf den gemeinsamen Mittelpunkt gekrümmt und liegen auf einer Kugelfläche in bezug auf den Schnittpunkt der Achsen des treibenden und des getriebenen '■ Teils. Mit anderen Worten liegt der Führungsteil in der Fläche einer imaginären Kugel, deren Mittelpunkt der Schnittpunkt ist. Der treibende Teil ist so einstellbar, daß ei- in Bahnen läuft, die verschiedene Winkel mit der Achse des getriebenen Teils bilden, wodurch eine veränderliche Bewegung im getriebenen Teil hervorgebracht wird. Jede irgendwie konstruierte Vorrichtung, mag sie mit der dargestellten übereinstimmen oder nicht, sofern sie nur die zuletzt erwähnten Teile enthält, wird als in den Rahmen der Erfindung fallend angesehen.

Claims (7)

1. Patent-Ansprüche:

   I. Vorrichtung zur astronomischen Ortsbestimmung mit Hilfe einer durch ein Uhrwerk ständig auf einen Himmelskörper zu richtenden Visiervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Visiervorrichtung mit einem Bügel (73) verbunden ist, der die Antriebsvorrichtung so umfaßt, daß er eine vollständige Umdrehung ausführen kann und durch von der Antriebsvorrichtung beeinflußte Nasen (35, 36) in Umdrehung versetzt wird, welch letztere derart einstellbar sind, daß die Visiervorrichtung mit einer veränderlichen Geschwindigkeit gedreht wird, die eier jeweiligen Änderung des Azimuts der Sonne oder eines anderen Himmelskörpers in den verschiedenen Breitengraden . entspricht.
2. 2. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer kardanisch aufgehängten Kompaßrose (11) ein um denselben Zapfen (60) drehbarer, senkrecht herabhängender Bügel (12) verbunden ist, in dessen Mittelpunkt die Antriebsvorrichtung gelagert ist, so daß sich um diesen Punkt die Eiristellungs- und Drehbewegungen der sämtlichen Teile vollziehen.
3. 3. Ausführungsform der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Bügels (12) und unterhalb der Rose (11) ein Bügel (73) mit zwei Armen (73« und 73^δ) vorgesehen ist, der mit der Visiervorrichtung fest verbunden ist und eine Führungsnut (74) zur Aufnahme der Nasen (35 und 36) des Ringes (34) besitzt.
4. 4. Ausführungsform der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Uhrwerk eine röhrenförmige Welle (25) trägt, die den Kugeltrieb (27) mit Zahnkranz (28) aufnimmt, welcher von dem Zahnrad (29) der Welle (30) des Uhrwerks (17) angetrieben wird, während in Bügeln (31, 32) am

   Zapfen (33) der Ring (34) gelagert ist, der das Uhrwerk (17) und den Kugeltrieb (27) umgibt und zwischen sich und dem Kugeltrieb den koachsial mit letzterem gelagerten Führungskörper (37) mit der exzentrisch angeordneten Führungsnut (38) aufnimmt, in welcher der Ring (34) durch den Zapfen (43) geführt und dadurch mehr oder weniger um den. Zapf en (33) geschwungen wird.
5. 5. Ausführungsform der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Breiteneinstellung des Instruments die Antriebsvorrichtung an einer an dem Bügel (12) vorgesehenen Einteilung einstellbar ist, nachdem die Einstellung des Bügels in den Meridian erfolgt ist.
6. 6. Ausführungsform der Vorrichtung nach den Ansprüchen ι bis 5, dadurch ge-■kennzeichnet, daß die Einstellung der Nasen (35,36) entsprechend der Deklination mit Hilfe des Deklinationstriebs (37, 34) erfolgt.
7. 7. Ausführungsform der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umkehr der Bewegungsrichtung das Zahnrad (29) mit einem durch den Hebel (88) einstellbaren Umkehrgetriebe (81, 85, 86, 87) versehen ist, so daß das Uhrwerk, seine Drehrichtung beibehalten kann.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.