DE416298C

DE416298C - Astronomical clock

Info

Publication number: DE416298C
Application number: DEL60656D
Authority: DE
Original assignee: KARL LOUIS
Current assignee: KARL LOUIS
Priority date: 1924-07-04
Filing date: 1924-07-04
Publication date: 1925-07-11

Description

Astronomische Uhr. Die Erfindung bezieht sich auf eine astronomische Himmelsuhr, die in etwas anderer Weise als die bekannten Kunstwerke der Uhrmacherei vergangener Jahrhunderte ein übersichtliches Bild vom jeweiligen Stande des Sternhimmels mit Sonne und Mond gewährt und neben der bürgerlichen Zeit gleichzeitig auch die Sternzeit angibt, die wieder in Beziehung zur Rektaszension von Sonne und Mond gesetzt werden kann. Sie bezweckt, die augenfälligen täglichen Vorgänge am Himmel in einem Abbild vorzuführen und selbst dem Laien ohne tiefgehende astronomischen Kenntnisse eine verständnisvolle Vorstellung von denselben zu geben. In entsprechender Ausführung kann daher die Himmelsuhr sowohl als Demonstrationsinstrument wie auch als dekorativer Gebrauchsgegenstand dienen. Das Neue liegt in der Vereinigung von verschiedenen Gedanken, wie sie teils in Tellurien, teils in Astrolabien, teils in drehbaren Sternkarten und ähnlichen Vorrichtungen schon zur Ausführung gebracht sind. Dabei wickelt sich das ganze Zusammenspiel in fast vollkommener Genauigkeit ab.Astronomical clock. The invention relates to an astronomical one Celestial clock made in a slightly different way than the well-known works of art of watchmaking of past centuries a clear picture of the current state of the starry sky granted with the sun and the moon and at the same time as well as civil time Sidereal time indicates which is again related to the right ascension of the sun and moon can be. Its purpose is to combine the obvious daily processes in the sky into one To show an image and even to the layman without in-depth astronomical knowledge to give an understanding idea of them. In the appropriate execution The celestial clock can therefore be used as a demonstration instrument as well as a decorative one Serve a commodity. The novelty lies in the union of different ones Thoughts as they are partly in tellurias, partly in astrolabes, partly in rotating star maps and similar devices have already been implemented. It winds up the whole interplay with almost perfect accuracy.

Die Himmelsuhr besteht im wesentlichen aus einer drehbaren, in Metall ausgeführten Sternkartenscheibe, die durch ein die bürgerliche Zeit angebendes Uhrwerk angetrieben wird. Infolge geeigneter Übersetzung macht die Sternkarte in 365 Tagen 366 Umdrehungen und gibt, indem sie mit ihrem in 24 Stunden und weiter in Minuten eingeteilten Rande an einem feststehenden Zeiger vorbeigleitet, die jeweilige Sternzeit an. Sie bewegt sich hinter einer feststehenden, aus Glas, Metall oder sonst einem dazu geeigneten Material bestehenden Drehscheibe, die in der Hauptsache einen kreisförmigen Ausschnitt besitzt, dessen Durchmesser so gewählt ist, daß in der bei drehbaren Sternkarten bekannten Weise durch diesen Ausschnitt hindurch der jeweils vom Horizont begrenzte und sichtbare Teil des Himmels zu sehen ist. Die Pheripherie dieses kreisförmigen Ausschnittes stellt also den Horizont dar und ist sinngemäß mit den Bezeichnungen Nord, Ost, Süd und West versehen; vgl. die Abb. i der Zeichnung.The celestial clock essentially consists of a rotatable, metal executed star map disc, which is driven by a clockwork indicating the civil time is driven. As a result of a suitable translation, the star map makes in 365 days 366 revolutions and returns by using her in 24 hours and on in minutes divided edge slides past a fixed hand, the respective sidereal time at. It moves behind a stationary one made of glass, metal or something else suitable material existing turntable, which is mainly circular Has cutout whose diameter is chosen so that in the rotatable Star maps known way through this section through each of the horizon limited and visible part of the sky can be seen. The periphery of this circular The section thus represents the horizon and is analogous to the designations North, east, south and west provided; see Fig. i of the drawing.

Auf der Sternkartenscheibe laufen nun über die kreisförmige Linie der Ekliptik Sonne und Mond in astronomisch vorgeschriebenen Zeiten wie folgt i. Die als Scheibe zu denkende Sonne vollzieht einen Jahresum'auf von 36o° in 366,2432 Sterntagen (genau wäre: 366,2422), was der Dauer eines tropischen Jahres entspricht. Dabei ist auch Vorsorge getroffen, daß die Umlaufsgeschwindigkeit in einer der sogenannten Zeitgleichung entsprechenden Weise bald verlangsamt, bald beschleunigt wird, so daß die Sonne in der Tat zu jedem Zeitpunkte an dem ihr zukommenden Platze steht. Auf der Ekliptik sind auch die Tierkreiszeichen zu sehen, so daß auch nach dieser Richtung die Wanderung der Sonne am Fixsternhimmel verfolgt werden kann.Now run over the circular line on the star map disc the ecliptic sun and moon in astronomically prescribed times as follows i. The sun, which can be thought of as a disk, rotates around 36o ° in the year to 366.2432 Sidereal days (to be precise: 366.2422), which corresponds to the duration of a tropical year. It is also ensured that the speed of rotation in one of the so-called Time equation corresponding way soon slowed down, soon accelerated, so that the sun is in fact at every point in time in the appropriate place. The signs of the zodiac can also be seen on the ecliptic, so that after this too Direction the movement of the sun in the fixed star sky can be followed.

2. Der in Kuugelform gedachte Mond vollzieht gleichzeitig einen Umlauf von 36o° in 27,396368 Sterntagen (richtig wäre: 2p396384)> was einem sogenannten tropischen Monat entspricht. Dabei wandert der Mond nicht streng über die Ekliptik, sondern in Kreise von gleichem Durchmesser wie die Ekliptik, der aber zu dieser um einen gewissen Betrag verschoben liegt, der der etwa 5° betragenden Neigung der Mondbahnebene zur Erdbahnebene entspricht. Infolgedessen wird die Mondkugel bei einem Rundlauf zweimal die Ekliptik überschreiten und so die Punkte des »aufsteigenden« bzw. des »absteigenden Knotens« bilden. Da die Verbindungslinie der beiden genannten Knotenpunkte in etwa 18,6 Jahren einmal eine Umdrehung um 36o" (und zwar entgegengesetzt der Mondbewegung) vollzieht, so ist bei der Konstruktion auch auf diesen Vorgang in genau entsprechender Weise Rücksicht genommen. Das hat zur Folge, daß auch die Finsternisse, zumal die Sonnenfinsternisse, in augenfällige Erscheinung treten, wenn die Mondkugel, in einem Knotenpunkt stehend, die Sonnenscheibe überschrei#.et; der Moment der Mondfinsternis wird sich dadurch kennzeichnen, daß der gerade in einem Knotenpunkte stehende Mond sich diametral gegenüber der Sonne befindet.2. The moon, imagined in the shape of a sphere, rotates at the same time of 36o ° in 27.396368 sidereal days (correct would be: 2p396384)> what a so-called corresponds to tropical month. The moon does not move strictly over the ecliptic, but in circles of the same diameter as the ecliptic, but which is to this is shifted by a certain amount, which is the inclination of about 5 ° Moon orbit plane corresponds to the earth's orbit plane. As a result, the lunar globe will be at cross the ecliptic twice in a circular run and thus pass the points of the "ascending" or the "descending node". As the line connecting the two mentioned Junctions in about 18.6 years one rotation of 36o "(in the opposite direction the lunar movement), then this process is also involved in the construction taken into account in exactly the same way. As a result, the Eclipses, especially since solar eclipses, are evident, when the lunar sphere, standing in a node, crosses the sun disk # .et; the moment of the lunar eclipse will be characterized by the fact that the in The moon standing at a node is diametrically opposite the sun.

Bei ihrem Umlauf über die Ekliptik zeigt die Mondkugel, die halb schwarz, halb weiß gedacht ist, auch die Phasenerscheinungen dadurch, daß die Mondkugel sich in 29,611q. Sterntagen einmal um sich selbst dreht.As it orbits over the ecliptic, the moon ball, which is half black, shows is thought to be half white, also the phase phenomena by the fact that the moon ball is in 29,611q. Star days turns around itself once.

Alle diese, im Vorhergehenden geschilderten Vorgänge beruhen auf der in Zeichnungen Abb. i bis 6 veranschaulichten Bauweise.All of these processes described above are based on the in drawings Fig. i to 6 illustrated construction.

Die Sternkartenscheibe i wird mittels des äußeren Zahnkranzes 2 durch das in der Zeichnung als belanglos weggelassene Uhrwerk angetrieben. Sie läuft, da sie nicht auf einer Achse ruhen kann, durch eine kugellagerartige Anordnung 3 (Abb.2) über die Peripherie eines gegenüber dem nur schematisch angedeuteten Gehäuse 38 feststehenden kreisrunden Rahmens 4., der an seiner Innen Seite 5 eine Verzahnung hat. Durch ein Übersetzungsgetriebe 6, das auf der Rückseite der Sternkartenscheibe angebracht ist und im Eingriff mit dem vorerwähnten Innenzahnkranz 5 steht, überträgt sich die Bewegung der Sternkartenscheibe i auf die 4 Achsen oder Achsenrohre 7, 8, 9 und i o, die im Mittelpunkt des festliegenden Ekliptikkreises 8 durch das mit der Sternkartenscheibe fest verbundeneAchsenrohr i i hindurchtreten und auf deren Vorderseite die vorbeschriebenen - Bewegungen von Sonne, Mond und Mondbahnknotenpunktanzeiger 12 bewirken. Von dem übersetzungszahngetriebe 6 sind in der Zeichnung (Abb. 2) nur die »letzten« Räder 13, 14, 15 und 16 zu sehen, während alle anderen Räder zur Klarhaltung des Bildes weggelassen sind.The star map disk i is by means of the outer ring gear 2 through driven the clockwork, which has been left out as irrelevant in the drawing. She runs, since it cannot rest on an axis, by means of a ball-bearing-like arrangement 3 (Fig.2) over the periphery of a housing, which is only indicated schematically 38 fixed circular frame 4., which has a toothing on its inner side 5 Has. Through a transmission gear 6, which is on the back of the star map disc is attached and in engagement with the aforementioned internal ring gear 5, transmits the movement of the star map disk i on the 4 axes or axis tubes 7, 8, 9 and i o, which are in the center of the fixed ecliptic circle 8 by the of the star map disk firmly connected axle tube i i pass and on their Front the above-described movements of the sun, moon and lunar orbit point indicator 12 effect. Of the transmission gear 6 are in the drawing (Fig. 2) only the "last" wheels 13, 14, 15 and 16 can be seen, while all other wheels are for clarity of the picture are omitted.

Die Bewegungen vollziehen sich in folgender Weise: Rad 13 auf Achsenrohr io bewirkt den Umlauf der Sonnenscheibe 17 über den Kreis 8 der Ekliptik, Rad 15 auf Achsenrohr 9 führt den Mond 18 über die exzentrische und wandelbare Bahnlinie i9 (Abb.3), dieaber in Wirklichkeit auf der Sternkartenscheibe nicht zu sehen ist. Diese exzentrische Mond-. bewegung kommt dadurch zustande, daß auf der Unterseite der exzentrisch auf der Achse 7 angebrachten Scheibe 2o eine Rille 21 eingefräst ist, in der der Stift 22 von dem Schlitten 23 (vgl. Abb. 4.) läuft. Dieser Schlitten, der die Achse 7 umfaßt, greift mit der- Gabel 27 in die Rille 26 des in Abb. 4 gesondert dargestellten Trägers der Mondkugel 18 ein, der innen eine Bohrung 25 besitzt, um sich auf der Führungsstange 24 verschieben zu können.The movements take place in the following way: Wheel 13 on the axle tube io causes the rotation of the sun disk 17 over the circle 8 of the ecliptic, wheel 15 on axis tube 9 the moon 18 leads over the eccentric and changeable railway line i9 (Fig.3), which, however, cannot actually be seen on the star map disc. This eccentric lunar. movement comes about that on the underside a groove 21 is milled into the disc 2o mounted eccentrically on the axis 7 is, in which the pin 22 runs from the carriage 23 (see. Fig. 4.). This sleigh which includes the axis 7, engages with the fork 27 in the groove 26 of the in Fig. 4 separately shown carrier of the moon ball 18, which has a bore 25 inside to to be able to move on the guide rod 24.

Indem durch die Führungsstange 24 der Mond im Sinne der Pfeilrichtung herumgeführt wird, wobei der Stift 22 genötigt ist, der Rille 21, deren Lage sich, wie erst weiter unten bemerkt, nur sehr langsam ändert, zu folgen, macht der Mond eine gegenüber der Ekliptik verschobene Kreisbewegung durch, dergestalt, daß er, wenn man zunächst von der ganz geringfügigen Eigenbewegung der Exzenterscheibe 2o absieht, nach i 8o' Kreislauf bei Punkt P stehen wird, um nach weiteren i8o° wieder in der Anfangslage sich zu befinden. Dadurch wird die auf der Neigung der Mondbahnebene zur Ebene der Ekliptik beruhende Abweichung des Mondlaufes zur Darstellung gebracht. Bei der Herumführung des Mondes greift nun weiterhin das Trieb 28 in den Zahnkranz des Kronrades 29 ein, welchem letzteren eine derartige Umlaufsgeschwindigkeit in der Richtung des Pfeiles gegeben ist, daß das Triebrad sich auf dem Kronrad abwälzen muß (und zwar in einer dem Uhrzeiger entgegengesetzten Richturig, wenn man die Triebachse von der Peripherie des Umlaufkreises aus anschaut), was ihm dadurch ermöglicht wird, daß es spielend auf der Führungsstange 24 läuft. Infolge entsprechend berechneter Übersetzungsverhältnisse wird die Mondkugel, die halb schwarz, halb-weiß gedacht ist, sich in einem sogenannten synodischen Monat einmal um sich selbst drehen und dabei immer der Sonne ihre »beleuchtete;< Seite zuwenden, derart, daß der Beschauer der Uhr den Ablauf der Phasen sich vollziehen sehen wird. Für die Bewegung des Kronrades 29 sorgt das Achsenrohr 9 mit dem darauf sitzenden Rade 14 auf Grund entsprechender Übersetzungen.By passing through the guide rod 24 the moon in the direction of the arrow is led around, the pin 22 is required, the groove 21, the position of which is, as noted below, only changes very slowly, to follow what the moon makes through a circular motion displaced in relation to the ecliptic, in such a way that, if you first of the very slight proper movement of the eccentric 2o refrains from standing at point P after i 8o 'cycle, to again after another i8o ° to be in the initial position. This will put the on the inclination of the lunar orbit plane The deviation of the course of the moon based on the plane of the ecliptic is shown. When the moon is guided around, the drive 28 continues to engage in the ring gear of the crown wheel 29, which the latter has such a rotational speed in the direction of the arrow is given that the drive wheel roll on the crown wheel must (and in a right direction opposite to the clock hand, if the drive axis of the From the periphery of the orbit), what it does to him it is made possible that it runs on the guide rod 24 with ease. As a result, accordingly calculated gear ratios is the moon globe, which is half black, half white is intended to revolve around itself once in a so-called synodic month and always turn her "illuminated" side to the sun, in such a way that the Watcher of the clock will see the course of the phases take place. For movement of the crown wheel 29 is provided by the axle tube 9 with the wheel 14 sitting on it corresponding translations.

Wie schon erwähnt, steht die Herumführung des Mondes unter dem Einfluß der Rille --i auf der Unterseite der exentrisch aufgesetzten Scheibe 2o. Diese -Scheibe sitzt fest. auf der Welle 7, die durch das Rad 16 in 18,6 Jahren einmal um 36o° gedreht wird. Um die Verfolgung dieser Bewegung zu ermöglichen, ist die Scheibe 2o mit dem Zeiger 12 versehen, die jeweils die Lage der Knotenpunkte andeutet.As already mentioned, the movement of the moon is under the influence of the groove --i on the underside of the eccentrically attached disk 2o. This disk is stuck. on the shaft 7, which is rotated by 36o ° once every 18.6 years by the wheel 1 6. In order to enable this movement to be followed, the disk 2o is provided with the pointer 12, which indicates the position of the nodal points.

Es bleibt noch die Einrichtung zu erläutern, die der »Zeitgleichung« gerecht wird, s. Abb. 6. Das Rad 13 auf Achsenrohr i o versetzt die Sonnenscheibe 17 zunächst in eine gleichmäßige Bewegung im Sinne der Pfeilrichtung. Diese Bewegung muß aber im Laufe eines Jahres je zweimal eine gewisse Verzögerung und dann wieder Beschleunigung erfahren, die man in der Praxis durch die sogenannte »Zeitgleichung;< korrigiert. Durch radiale Auftragung der Zeitgleichung ist die Kurvenscheibe 3o konstruiert, die auf deY Sternkartenscheibe i unbeweglich festsitzt. Das Sonnenrohr i o tritt durch sie hindurch, und an seiner Flansche 31 sitzt der Sonnenführungsarm 32, der aber nur bis zum Gelenk 33 geht; seine Fortsetzung bildet das Hebelsystem 3q., das an seinem äußeren Ende die Sonnenscheibe 17 trägt, während das andere Ende, durch das Federchen 35 angezogen, auf der Kurve 30 schleift. Bei einer Bewegung im Sinne der Pfeilrichtung muß nun die Sonnenscheibe sich relativ zum Sonnenführungsarm 32 bald in vorlaufendem, bald in nachlaufendem Sinne bewegen, was bei entsprechend gehaltener Kurvenform und Hebellänge eine der Zeitgleichung entsprechende Bewegung der Sonnenscheibe bedingt.It still remains to explain the device that does justice to the "equation of time", see Fig. 6. The wheel 13 on the axle tube io initially sets the sun disk 17 in a uniform movement in the direction of the arrow. In the course of a year, however, this movement must experience a certain delay and then acceleration again, which is corrected in practice by the so-called "equation of time". The cam disk 3o is constructed by radially plotting the equation of time, which is fixed immovably on the star map disk i. The sun tube io passes through it, and the sun guide arm 32 sits on its flange 31 , but it only goes as far as the joint 33; its continuation is formed by the lever system 3q., which carries the sun disk 17 at its outer end, while the other end, pulled by the spring 35, drags on the curve 30. When moving in the direction of the arrow, the sun disk must now move relative to the sun guide arm 32, now in a leading, now in a trailing direction, which, if the curve shape and lever length are kept accordingly, causes a movement of the sun disk corresponding to the equation of time.

Mit der Uhr als Ganzem ist noch verbunden: i. ein die Anzahl der abgelaufenen bürgerlichen Tage eines Jahres angebendes Zählwerk (s. 36 in Abb. i), 2. eine Stellvorrichtung 37 (Abb. i), die es ermöglicht, die ganze Himmelsuhr nachzustellen, wenn durch einen Zufall das Zeituhrwerk stehengeblieben ist. Diese Einrichtung besteht darin, daß ein Rad aus dem Übersetzungsgetriebe zwischen Zeituhrwerk und Sternkartenscheibe durch Verschieben seiner Welle in achsialer Richtung aus dem Getriebe herausgerückt wird. Dadurch wird die Sternkartenscheibe für eine willkürliche Umdrehung frei, die durch ein mit dem Zahnkranz 2 derselben im Eingriff stehendes Zahnrad, dessen Achse in einem Vierkantzapfen endigt, mittels Uhrschlüssels oder besser einer Aufzugkurbel betätigt werden kann. Bei diesem Nachstellen läuft gleichzeitig das Tagezählwerk 36 weiter, und so läßt sich die Himmelsuhr bis zu jedem beliebigen Kalendertag nachstellen, wobei das Sonnen- und Mondgetriebe mitläuft. Nach diesem Vorgang wird das ersterwähnte Zahnrad wieder in seine Ursprungsstellung zurückversetzt, wodurch die Zusammenwirkung zwischen Zeituhrwerk und Sternkartenscheibe wiederhergestellt ist.The watch as a whole still has: i. on the number of expired counter indicating the civil days of a year (see 36 in Fig. i), 2. an adjusting device 37 (Fig. I), which makes it possible to readjust the entire celestial clock if by a Coincidence the clock mechanism stopped. This facility consists in that a wheel from the transmission between the clock mechanism and the star map disc moved out of the gearbox by moving its shaft in the axial direction will. This frees the star map disc for an arbitrary rotation, by a with the ring gear 2 of the same meshing gear, the Axis ends in a square pin, using a watch wrench or, better, a winding crank can be operated. During this readjustment, the day counter runs at the same time 36 further, and so the celestial clock can be readjusted up to any calendar day, with the sun and moon gear running. After this process, the first mentioned Gear set back to its original position, whereby the interaction between the clock mechanism and the star map disc has been restored.

Claims

PATENT CLAIMS. i. Astronomical clock marked by a star map disc rotatable by mechanical drive behind a turntable with a section depicting the horizon through one based on civil times clock set in an appropriate rotation and the reading of sidereal time allows, in. Connections - with representations of the sun and moon, in the form of two Hands that move across the ecliptic, the Sun in accordance with the equation of time now decelerated, now accelerated speed, so that the right ascension the sun can be correctly read every day as it passes through the meridian is, the moon in every moment in the correct phase position, under simultaneous continued shifting of its railway line according to the slope of its on the one hand Orbit plane to the plane of the ecliptic, on the other hand the migration of its orbit nodes.

2. embodiment of the clock according to claim i, characterized by a counter (36), which indicates the number of elapsed days of a year, in connection with, one Adjusting device (37), by virtue of the one responsible for the drive in the event of a standstill Time clock, the celestial clock also stopped until the correct, on Day counter can be re-adjusted to controllable times.