DE8906998U1

DE8906998U1 - Astronomische Jahresuhr

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Publication number: DE8906998U1
Application number: DE8906998U
Authority: DE
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Priority date: 1989-06-08
Filing date: 1989-06-08
Publication date: 1989-10-05

Description

BESCHREIBUNG

ASTRONOMISCHE JAHRESUHR

Astronomische Uhr mit analoger Zeitanzeige zur volkstümlichen Darstellung der Himmelsmechanik mit wissenschaftlichem Anspruch auf Genauigkeit und Richtigkeit der Darstellung für den täglichen Gebrauch.

Die Erfindung betrifft eine Uhr zur Darstellung der täglichen «nd jährlichen Bewegung von Sonne, Mond und Gestirnen mit m^chanischerK oder quartzgesteuertem Antrieb, ariwsndt-ar für Armband-, Taschen-, Tisch-, Wand- oder Standuhren.

Astronomische Uhren dienen der A-?<sige der Stellung und Erklärung der Bewegung von Sänne, Mond, Planeten und Fixsternen relativ zur Bewegung der Erde um die Sonne und der Ei<7_venrotation der Erde.

Seit dem Mittelalter sind gemäß dem Stand der astronomischen Wissenschaften astronomische Uhren zum Verständnis des Weltbildes gebaut worden. Es handelte sich meist um recht aufwendig und entsprechend voluminös konstruierte Einzelstücke, die heute als Museumsexponate bewundert werden. In den täglichen Gebrauch haben astronomische Uhren zu keiner Zeit Eingang gefunden. Einmal war die Technik zu aufwendig und kostspielig, zum anderen war Astronomie nicht populär. Selbst in neuerer Zeit, als die technische Entwicklung auch komplizierte Abläufe auf kleinstem Raum darzustellen ermöglicht hätte, haben die Uhrenhersteller bis auf eine mittelalterlich-naive Mondphasenanzeige', die zudem falsch ist und eine lachende Sonne, die in einem kleinen Fenster auf- und untergeht, nichts hervorgebracht. Neuerdings ist eine Stern-Armbanduhr aus japanischer Produktion erhältlich, die die bekannte und seit Jahrzehnten patentierte "Drehbare Sternkarte" auf Kleinformat reduziert und mit einem Uhrwerksantrieb versieht - eine Uhr für Fachleute, die zum Ablesen eine Lupe benötigen.

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Aufgabe der Erfindung ist, nicht ein Spezialinstrumant für Astronomen zu schaffen, sondern Elemente der Himmelsmechanik in eine gewöhnliche Gebrauchsuhr so zu integrieren, daß diese auf einfache, anschauliche und ansprechende Weise einer breiten Öffentlichkeit verständlich werden, ohne dabei auf eine wissenschaftlich exakte Wiedergabe zu verachten. Dabei wird bewußt einmal auf c*;n Werbeeffekt der Uhr, ?um anderen auf das immer noch verbreitete Unwissen über die Bewegungsabläufe der uns umgebenden Himmelkörper abgestellt.

Diese Aufgabe wird erfindungsseitig durch die kennzeichnenden Merkmale 1-3 entsprechend den Demonstrationsobjekten "Sonne auf Fixsternsphäre", "Mund 3-diinensional" und "Mond 2-dimensional" mit den Unteransprüchen "Fixsternsphäre allein", "Tierkreiszeichen allein", "Mond 3-dimensional mit Sonne", "Mond 3-dimensional stationär", "Mond 2-dimensional stationär" gelöst, wobei die einzelnen Haupt- und Untermerkmale zum Teil miteinander kombiniert werden können, diese Kombinationen aber nicht als eigenständige Aansprüche deklariert werden.

Die Vorteile der Erfindung bestehen in der Vielzahl und Anschaulichkeit der Demonstration von Bewegungsabläufen von Himmelskörpern, die als Bestandteil gewöhnlicher Gebrauch» jhren den unterschiedlichen Ansprüchen der Benutzer gerecht werden und durch ihr neuartiges und augenfälliges Erscheinungsbild der Einbeziehung kosmischer Vorgänge in das tägliche Leben dienen können.

Die einzelnen Ansprüche und Unteransprüche werden in den Zeichnungen mit gleicher Numerierung wie im Gliederungsschema dargestellt und nachfolgend beschrieben.

&iacgr;.&Igr; Die Darstellung der Sonne auf Fixsternsphäre ermöglicht

a) das Aufzeigen der täglichen Bewegung von Sonne, Tierkreiszeichen, Sternbildern,

b) das Ablesen ihrer genauen Aufgangs-, Kulminations- und Untergangszeiten,

c) das Aufzeigen der jährlichen Wanderung der Sonne durch den Tierkreis,

d) die Demonstration der zunehmenden und abnehmenden Taglängen im Wechsel der Jahreszeiter»,

e) die Bewegung der Sternsphäre im Jahresverlauf

f) das Anzeigen von Dämmerungszeiten, bedingt durch den Durchmesser der Sonnenscheibe, und Siclitbarkeitszeiten von Sternbildern.

1.2 Bei den hier betriebenen Systemen handelt es sich um Reduktion auf Einzelmerkmale von System 1.1.

2.1 Dieses System zeigt

a) die genaue Position des Mondes zum Standort des Betrachters,

b) die genaue Phase des Mondes,

c) annäherungsweise die Sichtbarkeits- und Unsichtbarkeitszonen,

d) die Kulminationszeit des Mondes,

e) die Veränderung von Position und Phase des Mondes im Jahresverlauf.

2.2 Unter Einbeziehung der Sonne in System 2.1 ergibt sich ein eindrucksvolles Wechselspiel, das wie folgt demonstriert

a) die Sonne eilt dem Mond voraus und holt ihn wieder ein (= Folge der scheinbaren Bewegungen)

b) der jeweiligen Konstellation von Sonne zu Mond entspricht auch die Phase des Mondes,

c) bei Konjunktion der beieden Gestirne (Neumond) kommt es zur überdeckung der Sonne durch den Mond (Sonnenfinsternis),

d) zusätzlich zu Position 2.1 die Position der Sonne.

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Die nicht ganz korrekte darstellung'bei'c) wurde wegen des Demonstrationseffektes bewußt hingenommen". Eine Berücksichtigung der Bahnneigung des Mondes zur Erdbahn und der Wanderung der Mondknoted wäre zwar technisch lösbar, würde aber den Rahmen der Aufgabenstellung sprengen.

2.3 Das System 2.1 und 2.3 wird hier auf die reine Darstellung der exakten Phase reduziert

3.1 und

3.2 entsprechen den Systemen 2.1 und 2.3 mit dem Unterschied, daß a/ der mund durch die Technik des masken ringes 2-uiinensiuiini

dargestellt wird,

b) die Veränderung der Phase nicht kontinuierlich, sondern in Sprüngen erfolgt,

c) die Anzahl der Sprungintervalle von der gewählten Größe des Mondes und der Uhr abhängig ist.

Diese Technik ermöglicht auch die Verwendung in sehr flachen Uhren, was bei 3-dimensionaler Darstellung des Mondes naturgemäß nicht möglich ist.

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ftstronowlsche Jahresuhr

	RK = Rutschkupplung
	S = Sonne
	SS = Schaltstern
	StZ = Stundenzeiger
	StZb = Sternzifferblatt
	StiZ = Stirnzahnrad
	SZ = Sonnenzeiger
	U6 = Untersetzungsgetriebe
	US = Ufilaufsteg
	UH = Uhrwerk
	Z = Zahnrad
	Zb = Zifferblatt


Bezugszeichenliste
BZ = Brücke zur Fixierung
des Zifferblattes
DZ = DatiMzeiger
E = Ekliptik
6 = Blas
HZ = Hohlzahnkranz
H = Hinutenskala
HaR = Haskenring
HiSt = Hitnelwerstift
Ho = Mond
HoZ = Hondzeiger
HR = Monatsring
HZ - Hinutenzeiger

Claims

Manf-ed Unkel München, 17.05.1989

Harbufgerstr. 10
8000 München 60

SCHUTZANSPRÜCHE

Astronomische Uhr mit mechanischem oder quartzgesteuertem Uhrwerksantrieb zur anschaulichen Darstellung der Relativbewegung von Sonne Mond und Fixsternen in Verbindung mit der üblichen analogen Zeitanzeige als Armband-, Taschen,-Tisch-, Wand- oder Standuhr für den täglichen Gebrauch durch jederman, bestehend aus 3 für sich selbständigen und beliebig miteinander kombinierbaren Grundtypen, nämlich

1 Sonnenuhr, dadurch gekennzeichnet- daß

1.1 die Sonne in Form einer Scheibe auf einem Zentralzeiger radial verschiebbaröefestigt ist,

1.2 die Sonne in 24 Stunden 1 Umdrehung im Gegenzeigersinn ausführt,

1.3 die Rotationsebene unterhalb des Deckzifferblattes liegt,

1.4 die Sonne nur innerhalb eines ellipsenförmigen, exzentrisch zur Zentralachse angeordneten Ausschnittes des Deckzifferblattes (=Horizont) sichtbar ist,

1.5 unterhalb dieser Rotationsebene ein weiteres kreisförmiges Zifferblatt als Träger der Himmelssphäre (z.B. Sternbilder, Milchstraße, Tierkreiszeichen mit 12Längengraden (30°) und Himmelsäquator) mit 1 + 1/365 Umdrehung in 24 Stunden im Gegenzeigersinn rotiert,

1.6 auf diesem Fixsternzifferblatt die scheinbare jährliche Sonnenbahn als eine zum Drehpunkt exzentrisch angeordr;iit~- Ellipse in Form einer erhabenen Nut dargestellt ist,

1.7 dfe Sonne durch 2 unter der Scheibe verdeckt angebrachte kleine Führungsrollen auf der Nut der scheinbaren Sonnenbahn gleitet, so daß durch die unterschiedliche Umdrehungsgeschwindigkeit von Sternzifferblatt und Sonne diese im Jahresverlauf ihren Radius und somit ihre Höhe über dem Horizont ändert,

1.8 bei einem mechanischen Uhrwerk die nur minimal vom 24-Stu:iden-Werk abweichende Umdrehung des Sternzifferblattes außer durch herkömmliche Untersetzungsantriebe durch ein abgewandeltes Planetenradgetriebe erzielt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß

1.8.1 zwei auf der Zentralachse direkt übereinander angeordnete lose Zahnräder Zl und Z2 darüber mit der Zähnezahl X für Zl, wobei X ^ 60 sein sollte, und X-I für Z2 von einem Treibzahnrad Z3 gemeinsam in der Weise angetrieben werden, daß Zl eine Umdrehung in 24 Stunden im Gegenzeigersinn ausführt,

1.8.2 Zl durch eine Hohlachse oiit einem über Zl und Z2 angeordneten Umlaufsteg verbunden ist, der sich somit synchron zu Zl bewegt,

1.8.3 der Umlaufsteg auf einer Seite ein in Reihe geschaltetes Untersetzungsgetriebe trägt, dessen inneres Zahnrad auf Z2 abläuft, das äußere einen Hohlzahnkranz treibt, der auf der Unterseite des Sternzifferblattes befestigt ist,

1.9 derüber die Mitte hinaus verlängerte Umlaufsteg am Ende mit einem ringförmigen Zifferblatt verbunden ist, das in Höhe des Deckzifferblattes in Randnähe der Uhr umläuft und auf der Oberseite in 12 Sektoren mit den Monatsnamen linksläufig unte teilt ist,

1.10 der Montassekcor wiederum in 6 Abschnitte ä S Tage (bei Monaten mit 31 oder 28 Tagen entsprechend länger oder kurzer) eingeteilt ist,

1.11 ein in Verlängerung des 6-Stunden-Längengrades befestigter Zeiger vom Rand des Deckzifferblattes bis zur Minutenskala sichtbar ist,

1.12 die unterschiedliche Umlaufgeschwindigkeit von Monatsring

(1 U / 24 h) und Sternzifferblatt (1 + 1/365 U / 24 h) diesen Zeiger im Jahresverlauf über die Monate wandern läßt, der somit Monat und näherungsweise das Datum anzeigt,

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U 3 die Minutenskala eine Nonius-Ablesung des genauen Datums (Fließ-Datum) erlaubt, so daß eine konstellationsgerechte Einstellung der Uhr gewährleistet ist.

1.2 Sternuhr wie unter 1.1 beschrieben_} dadurch gekennzeichnet, daß

1.2.1 die Darstellung der Sonne entfällt oder

1.2.2 dauberrsinaus die installation des Monatsringes entfällt oder

1.2.3 da-übeshinaus &uacgr;&idigr;·&iacgr; Darnelliing des Himmels auf die 12 Tierkreiszeichen in jährlicher Bewegung beschränkt wird, die durch ein Kreissegmentfenster im unteren Deckzifferblatt sichtbar sind.

Monduhr, dadurch gekennzeichnet, daß
2.1.1 eine Kugel, den Mond darstellend, am Ende eines Zentralzeigers befestigt, im äußeren Zifferblattbereich linksläufig rotiert,

2.1.2 die Rotationsebene unterhalb des Deckzifferblattes liegt,

2.1.3 die Umlaufgeschwindigkeit des Mondes 57/59 U / 24 h beträgt, der Mond also in 29,5 Tagen 28,5 Umdrehungen ausführt ( ■ ^SY~ nodische Umlaufzeit des Mondes),

2.1.4 das Deckzifferblatt im Bereich der Umlaufbahn einen ringförmigen Ausschnitt besitzt, der in seiner Breite dem Durchmesser der Kugel entspricht,

2.1.5 die obere Hälfte des ringförmigen Ausschnittes als Unsichtbarkeitszone des Mondes gekennzeichnet ist, die Auf- und Untergangspunkte mit "Ost" und "West" bezeichnet sind,

2.1.6 die Mondkugel eine Eigenumdrehung beschreibt, wobei die Divhachse in Verlängerung des Mondzeigers liegt in Form einer Hohlachse, die auf den Mondzeiger aufgeschoben ist und am Ende die Kugel trägt,

2.1.7 die Kugelfläche zur Hälfte hell und zur Hälfte schwarz ausgeführt ist zur Erzielung einer kontinuierlichen Phasenänderung,

2.1.8 der Antrieb des Mondzeigers in der unter 1.8 beschriebenen Weise erfolgt mit der Änderung, daß

2.1.8.1 Zahnrad Zl » 59 Zähne und Zahnrad Z2 = 57 Zähne besitzt,

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2.1.8.2 das Abgangszatmrad der Getriebekette des Urnlaufsteges ein Stirnzahnrad treibt, das mit der Hohlachse unter 2.1.6 verbunden ist,

2.1.9 herkömmliche Kalenderanzeigen wie Wochentag und/oder Datum und Monat den Bezug zur jährlichen Änderung von Stellung und Phase des Mondes herstellen, um eine exakte Einstellung zu gewährleisten,

2.2 in das unter 2&Lgr; beschriebene Sys;em zusätzlich die Sonne in der Weise integriert ist, daß

2.2.1 die Sonne in Form einer Scheibe am Ende eines Zsf.traiseigers linksläufig rotiert,

2.2.2 die Rotationsebene unterhalb der des Mondes liegt,

2.2.3 der Radius der ümif,'.ifbahn dem des Mondes sritsprlcht,

2.2.4 die Scheibe den gleichen Durchmesser wie die Mondkugel besitzt,

2.2.5 die Sonne in 24 Stunden eine Urndrehung ausführt,

2.3 wie in 2.1 beschrieben, jedoch darauf reduziert, daß

2.3.1 die Mondkugel stationär nur im untersten Punkt seiner (gedachten) Umlaufbahn sichtbar ist,

2.3.2 ein an dieser Stelle befindliches Fenster im Deckzifferblatt vom Durchmesser des Mondes die Mondkugel bis fast zur Hälfte hervortreten läßt,

2.3.3 die Eigenumdrehung des Mondes auf dem stationären Mondzeiger durch ein entsprechend der geforderten Umdrehungsgeschwindigkeit reduziertes Schneckengetriebe erzeugt wird.

3 Monduhr, dadurch gekennzeichnet, daß
3.1 eine Scheibe, den Mond darstellend, am Ende eines Zentralzeigers befestigt, im äußeren Zifferblattbereich linksläufig rotiert,

3.2 die Rotationsachse unterhalb des Deckzifferblattes liegt,

3.3 die Umlaufgeschwindigkeit wie unter 2.1.3 bestimmt ist,

3.4 das Deckzifferblatt im Bereich der Umlaufbahn einen ringförmigen Ausschnitt besitzt, der in seiner Breite dem Durchmesser der Scheibe entspricht,

3.5 in den ringförmigen Ausschnitt ein Maskenring eingepaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß

3.5.1 in eine ringförmige dunkle Platte linksläufig eine Abfolge von kontinuierlich aufeinander folgenden Phasenmomenten eingestanzt ist,

3.5.2 die kreisförmige Ergänzung der Phasen jeweils dem Monddurchmesser entspricht,

3.5.3 die einzelnen gedachten Kreise aneinander fast auf Berührung liegen,

3.5.4 der Maskenring aus Stabilitätsgründen verdeckt unter dem Zifferblatt eine Seitenverstärkung aufweift,

3.5.5 die Anzahl der darstellbaren Phasenmomente abhängig ist von dem mittleren Radius des Maskenringes und dem Durchmesser des Mondes (= Breite des Ringes) und diese Größen so gewählt werden sollten, daß eine durcn 4 teilbare Anzahl entsteht, um eine Kontinuität der Phasenänderung zu erreichen,

3.6 der Hintergrund der Mondumlaufbahn die gleiche dunkle Faibe hat wie der Masken ring,

3.7 der Maskenring mit der gleichen Geschwindigkeit linksläufig rotiert wie der Mond,

3.8 der Maskenring durch ein separates Uhrwerk, das die Abgangsdrehzahl von 29,5 geteilt durch die verwendete Anzahl M von Phasenmomenten je 24 Stunden besitzt, pro 29,5/M Umdrehung je 24 Stunden durch einen MitneLmer um jeweils eine Maske zurückspringt, so daß in 29,5 Tagen (= synodische Umlaufzeit des Mondes) der Maskenring einmal durchlaufen ist,

3.9 die obere Hälfte des ringförmigen Ausschnitts als Unsichtbarkeitszone des Mondes gekennzeichnet ist, die Auf- und Untergangspunkte mit "Ost" und "West" bzeichnet sind,

3.10 herkömmliche Kalenderanzeigen wie Wochentag und/oder Datum und Monat den Bezug zur jährlichen Änderung vonStellung und Phase des Mondes herstellen, um eine exakte Einstellung zu gewährleisten.

3.2 wie unter 3 beschrieben, jedoch darauf reduziert, daß

3.2.1 der Maskenring bis auf ein Fenster vom Deckzifferblatt verdeckt wird,

3.2.2 der Maskenring keine tägliche Bewegung ausführt,

3.2.3 der Maskenring in der unter Ziffer 2.3.8 beschriebenen Weise sprungartig transportiert wird, ähnlich der herkömmlichen Technik des Datensprungs,

3.2.4 das Fenster im Deckzifferblatt kreisförmig und von der Größe des Maskenmondes direkt über der untersten Phase angeordnet ist,

3.2.5 der stationäre Mond durch einen entsprechenden farbigen Hintergrund im Fenster unter der Maske dargestellt wird.