Einrichtung zur Darstellung der Eigenbewegung von Fixsternen in Verbindung
mit Projektionsplanetarien Die Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung von
Projektionsplanetarien, wie solche beispielsweise durch die Patentschriften 39 1036
und 439 557 bekanntgeworden sind. Außer der Darstellung der tägbichen Umlaufbewegung
-des Sternhimmels, der Sonne-, Mond-, Planeten- und Kometenbewegungen sowie der
Projektion von Sternbildern, Finsterniserscheinungen und Sternschnuppen hat man
neuerdings bereits auch die Eigenbewegung von Fixsternen zur Anschauung gebracht.
Bekanntlich führen zahlreiche Fixsterne Eigenbewegungen aus, die sich auf sehr große
Zeiträume erstrecken und die in erster Annäherung als Folge einer geradlinigen,
mit gleichbleibender Geschwindigkeit erfolgenden Bewegung des Sternes im Weltraum
angenommen werden können, eine Annahme, die nach den bisherigen Beobachtungsergebnissen
als zulässig anzusehen ist. Für den Beobachter auf der Erde erscheint eine solche
Eigenbewegung als ein Wandern des Sternes auf einem größten Kreis der Himmelskugel
mit zunehmender oder abnehmender Geschwindigkeit, je nachdem ob der Stern bei seiner
Bewegung unserm Sonnensystem sich nähert oder von ihm entfernt. Für jeden einzelnen
Fixstern ist zur Darstellung dieser Bewegung ein besonderer Projektionsapparat erforderlich,
da die Eigenbewegungen der verschiedenen Fixsterne unabhängig voneinander nach verschiedenen
Richtungen und mit verschiedenen Geschwindigkeiten erfolgen. Die Zahl der Fixsterne,
die Eigenbewegungen ausführen, ist aber sehr erheblich, so daß es praktisch kaum
möglich ist, gleichzeitig die Bewegung einer größeren Zahl von Fixsternen zur Darstellung
zu bringen, wenn man für jeden Stern ein unabhängiges Projektionsgerät mit den dazugehörigen
Bewegungsmechanismen verwenden wollte. Die Erfindung bietet nun einen Weg, trotz
dieser Schwierigkeiten eine gleichzeitige Darstellung der Eigenbewegung
aller
größeren Sterne auf verhältnismäßig einfache Weise zu verwirklichen. Es wird dabei
davon ausgegangen, daß es nicht nötig ist, für jeden einzelnen Stern den gesamten
Projektionsapparat entsprechend der darzustellenden Bewegung zu steuern, daß es
vielmehr genügt, wenn jeder Projektionsapparat ein geeignetes optisches Glied, beispielsweise
einen drehbaren Spiegel, enthält, durch dessen Bewegung das erforderliche Wandern
des Sternes auf der Projektionswand erzeugt wird. Das Ziel der Erfindung wird nun
dadurch erreicht, daß man für jeden Fixstern einen Projektor mit einem entsprechend
gesteuerten, die Bewegung des Sternes auf der Projektionswand herbeiführenden optischen
Teil vorsieht und daß die Steuerung aller dieser optischen Teile durch einen gemeinsamen,
zur Ekliptikachse des Planetariums ungefähr konzentrisch angeordneten Ring (Steuerring)
erfolgt, dem eine hin oder her gehende Drehbewegung um die Ekliptikachse erteilt
wird. Bei dieser Anordnung können die einzelnen Sternprojektoren an einem gemeinsamen,
mit dem Gerüst der Ekliptikachse fest verbundenen ringförmigen Träger angebracht
werden, an dem zugleich auch der für die Steuerung der beweglichen optischen Teile
der Sternprojektoren dienende Ring gelagert ist. Wird dieser Steuerring im einen
oder andern Sinne um die Ekliptikachse gedreht (was auf beliebige bekannte Weise,
beispielsweise durch einen Elektromotor geschehen kann), so werden damit gleichzeitig
alle angeschlossenen Sternprojektoren entsprechend gesteuert und damit das gleichzeitige
Wandern aller zugehörigen Sterne auf der Projektionswand veranschaulicht. Da auf
diese Weise die Sternprojektoren verhältnismäßig dicht nebeneinander angeordnet
sind, ist es zweckmäßig, für eine größere Zahl von Projektoren dieselbe Lichtquelle
zu verwenden, was eine erhebliche Vereinfachung der Anordnung ergibt. Außerdem empfiehlt
es sich, gegebenenfalls durch Verwendung von Umlenkspiegeln, Spiegelprismen od.
dgl., die Lichtweglänge zwischen Lichtquelle und Projektionsobjektiv für alle Sternprojektoren
gleich groß zu machen, so daß man für alle Projektoren die gleichen optischen Bauelemente
verwenden kann. Die Übertragung der Drehung des Steuerrings auf die zu bewegenden
optischen Teile der Sternprojektoren kann mit Hilfe von beliebigen bekannten Mitteln
erfolgen, beispielsweise durch Zahnräder, Hebelübertragungen, Schlitzführungen od.
dgl. Es ist selbstverständlich, daß dabei diese Übertragungsmittel für jeden einzelnen
Sternprojektor das richtige Übersetzungsverhältnis bewirken müssen, wie das für
eine einheitliche Zeitraffung der dargestellten Sternbewegungen erforderlich ist.
Ebenso muß die Bewegungsrichtung des Sternes auf der Projektionswand bei jedem Projektor
der tatsächlichen Wanderung des Sternes am Himmel entsprechen, also der Übertragungsmechanismus
entsprechend angepaßt sein.Device for displaying the proper movement of fixed stars in connection with projection planetariums. The invention relates to a further embodiment of projection planetariums, such as those made known, for example, from patent specifications 39 1 036 and 439 557. In addition to the depiction of the daily orbital movement of the starry sky, the movements of the sun, moon, planets and comets as well as the projection of constellations, eclipses and falling stars, the proper movement of fixed stars has recently been shown. As is well known, numerous fixed stars carry out their own motions which extend over very long periods of time and which can be assumed in a first approximation as a result of a straight-line movement of the star in space at constant speed, an assumption which is to be regarded as permissible according to the observation results so far. For the observer on earth, such a proper motion appears as a wandering of the star on a largest circle of the celestial sphere with increasing or decreasing speed, depending on whether the star is moving closer to or away from our solar system. For each individual fixed star, a special projection apparatus is required to represent this movement, since the intrinsic movements of the different fixed stars take place independently of one another in different directions and at different speeds. The number of fixed stars that carry out their own movements is very considerable, so that in practice it is hardly possible to display the movement of a larger number of fixed stars at the same time if one wanted to use an independent projection device with the associated movement mechanisms for each star. The invention now offers a way of realizing a simultaneous representation of the proper motion of all larger stars in a relatively simple manner despite these difficulties. It is assumed that it is not necessary to control the entire projection apparatus for each individual star in accordance with the movement to be represented, that it is sufficient if each projection apparatus contains a suitable optical element, for example a rotatable mirror, through whose movement the required wandering of the star is generated on the projection screen. The aim of the invention is now achieved by providing for each fixed star a projector with a correspondingly controlled optical part that brings about the movement of the star on the projection screen and that the control of all these optical parts by a common, approximately concentric to the ecliptic axis of the planetarium arranged ring (control ring) takes place, which is given a reciprocating rotary movement around the ecliptic axis. With this arrangement, the individual star projectors can be attached to a common ring-shaped carrier that is firmly connected to the frame of the ecliptic axis and on which the ring used to control the moving optical parts of the star projectors is also mounted. If this control ring is rotated in one sense or the other around the ecliptic axis (which can be done in any known way, for example by an electric motor), all connected star projectors are controlled accordingly and the simultaneous wandering of all associated stars on the projection screen is illustrated. Since the star projectors are arranged relatively close to one another in this way, it is expedient to use the same light source for a larger number of projectors, which results in a considerable simplification of the arrangement. It is also advisable, if necessary, by using deflecting mirrors, mirror prisms or the like, to make the light path length between light source and projection lens the same for all star projectors, so that the same optical components can be used for all projectors. The transmission of the rotation of the control ring to the moving optical parts of the star projectors can be done with the help of any known means, for example gear wheels, lever transmissions, slot guides or the like. It goes without saying that these transmission means produce the correct transmission ratio for each individual star projector must, as is necessary for a uniform time lapse of the star movements shown. Likewise, the direction of movement of the star on the projection screen must correspond to the actual migration of the star in the sky with each projector, i.e. the transmission mechanism must be adapted accordingly.
Will man auch die veränderliche Geschwindigkeit, mit der ein Fixstern
wandert, bei der Darstellung berücksichtigen, so verwendet man zweckmäßig eine Schlitzführung,
die auf der eingangs erwähnten Annahme beruht, daß der Fixstern sich mit gleichmäßiger
Geschwindigkeit geradlinig im Raum fortbewegt. Unter dieser Annahme nimmt die scheinbare
Geschwindigkeit des Fixsternes bis zu einem maximalen Wert zu, der dann erreicht
ist, wenn der Stern den kürzesten Abstand vom Ort des Beobachters hat; anschließend
nimmt die Geschwindigkeit asymptotisch wieder ab bis zum Wert o. Diese Veränderung
der Geschwindigkeit läßt sich auf einfache Weise darstellen, indem man das die Bewegung
des Sternes auf der Projektionswand bewirkende optische Teil mit einem Lenker verbindet,
der durch einen seitlich von seiner Drehachse angeordneten, geradlinig und gleichförmig
bewegten Führungsstift gesteuert wird. Steht hierbei der Lenker senkrecht zur Bahn
seines Führungsstiftes, so hat der Stern seine scheinbare maximale Geschwindigkeit;
nach beiden Seiten nimmt die Geschwindigkeit ab.One also wants the variable speed with which a fixed star
migrates, take into account in the representation, it is advisable to use a slot guide,
which is based on the assumption mentioned at the beginning that the fixed star moves with more uniform
Speed moved in a straight line in space. With this assumption, the apparent
Speed of the fixed star up to a maximum value, which is then reached
is when the star is the shortest distance from the observer's location; afterward
the speed asymptotically decreases again up to the value o. This change
The speed can be represented in a simple way by looking at the motion
of the star on the projection screen connecting the optical part with a handlebar,
the one arranged to the side of its axis of rotation, rectilinear and uniform
moving guide pin is controlled. If the handlebars are perpendicular to the track
its guide pin, the star has its apparent maximum speed;
the speed decreases on both sides.
Mit der Änderung der scheinbaren Geschwindigkeit des Fixsternes ist
auch gleichzeitig eine Änderung seiner Helligkeit verbunden. Auch diese Erscheinung
läßt sich mit der Darstellung der scheinbaren Bewegung der Fixsterne verbinden,
indem man mit dem das bewegliche optische Teil des Sternprojektors steuernden Lenker
gleichzeitig eine Blende oder ein sonstiges Lichtschwächungsmittel zusammenwirken
läßt, das selbsttätig den das Bild des Sternes erzeugenden Strahlenkegel entsprechend
schwächt. Dies kann beispielsweise durch eine mit dem Lenker gekuppelte Irisblende
oder auch durch eine feststehende keilförmige Blende geschehen, die je nach der
Projektionsrichtung den Strahlenkegel mehr oder weniger begrenzt; es kann aber auch
jedes andere Lichtschwächungsmittel dazu verwendet werden. Die Erfindung ist in
der Zeichnung an Hand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher
veranschaulicht.With the change in the apparent speed of the fixed star is
also connected at the same time to a change in its brightness. This phenomenon too
can be combined with the representation of the apparent movement of the fixed stars,
by using the handlebar that controls the moving optical part of the star projector
at the same time a diaphragm or some other light attenuating means work together
lets that automatically correspond to the cone of rays generating the image of the star
weakens. This can be done, for example, by means of an iris diaphragm coupled to the handlebar
or by a fixed wedge-shaped aperture, depending on the
Projection direction more or less delimits the cone of rays; but it can also
any other light attenuating agent can be used. The invention is in
the drawing on the basis of a schematically illustrated embodiment in more detail
illustrated.
Fig. z zeigt einen entlang der Ekliptikachse verlaufenden Schnitt
der Einrichtung; Fig. 2 stellt den dazugehörigen Grundriß dar, und Fig.3 zeigt eine
Lichtschwächungseinrichtung für den Stern.FIG. Z shows a section running along the ecliptic axis
the establishment; Fig. 2 shows the associated plan, and Fig. 3 shows one
Light attenuation device for the star.
Der Übersichtlichkeit wegen sind in Fig. 2 nur zwei Beispiele von
Sternprojektoren mit der dazugehörigen Übertragung der Bewegung des Steuerrings
auf das betreffende optische Teil des Projektors angegeben. Es ist ohne weiteres
verständlich, daß auf der gemeinsamen Tragplatte der Sternprojektoren eine größere
Zahl von Projektoren mit den dazugehörigen Mechanismen untergebracht werden kann.
Die Einrichtung im ganzen ist gedacht als Ergänzungsteil zu einem Projektionsplanetarium
nach der Patentschrift 439 557; in der Zeichnung ist davon nur die Ekliptikachse
E-E angegeben, und es ist die eine Projektionskugel b für die Projektion des Fixsternhimmels
und der dazugehörige Tragzylinder bi angedeutet.For the sake of clarity, FIG. 2 shows only two examples of star projectors with the associated transmission of the movement of the control ring to the relevant optical part of the projector. It is readily understandable that a larger number of projectors with the associated mechanisms can be accommodated on the common support plate of the star projectors. The device as a whole is intended as a supplement to a projection planetarium according to patent specification 439 557; In the drawing, only the ecliptic axis EE is indicated, and one projection sphere b for the projection of the fixed star sky and the associated support cylinder bi are indicated.
Eine mit dem Tragzylinder bi fest verbundene, ringförmige Grundplatte
c trägt, durch mehrere Rollen d1 geführt, einen zur Ekliptikachse E-E konzentrischen
Ring
d, der den Steuerring für sämtliche angeschlossenen Sternprojektoren bildet. Der
Ring d besitzt auf einem Teil seines Umfangs eine Verzahnung d2, in die ein Zahnritzel
e eingreift. Das Ritzel e steht über ein passendes Getriebe ei in Verbindung mit
einem Elektromotor e2, mit Hilfe dessen es möglich ist, dem Steuerring d eine hin
oder her gehende Bewegung zu erteilen. Der Steuerring d trägt die einzelnen Antriebselemente
für die an der Grundplatte c befestigten Sternprojektoren. Für die !beiden in der
Zeichnung angedeuteten Projektoren sind zwei verschiedene Bewegungsmechanismen angenommen,
nämlich einmal eine Hebelübertragung in Verbindung mit einer Schlitzführung zur
Darstellung einer veränderlichen Geschwindigkeit und im zweiten Falle eine einfache
Hebelübertragung. Allen an der Grundplatte c befestigt zu denkenden Projektoren
gemeinsam ist eine die Lichtquelle bildende Glühlampe f. Sie schickt das Licht jeweils
über einen Kondensor g, der mit der passenden Lochblende verbunden zu denken ist,
nach einem Objektiv h, das die Lochblende über ein feststehendes Spiegelprisma hl
und ein bewegliches Spiegelprisma h2 auf der Projektionswand abbildet. Diese optischen
Teile sind für alle Projektoren einheitlich ausgeführt zu denken. Der Lichtweg von
der Lichtquelle f bis zum Objektiv h ist bei allen Projektoren auf gleiche Länge
gebracht, beim einen Beispiel mit Hilfe von zwei Umlenkspiegeln il und i2, beim
andern Beispiel mit einem Umlenkspiegel i2. Das bewegliche Spiegelprisma h2 wird
nun bei jedem Projektor entsprechend der darzustellenden Bewegung des Sternes von
dem Ring d aus gesteuert. Der Ring d trägt zu diesem Zwecke für jeden
Projektor einen Führungsstift k, der bei dem einen der beiden dargestellten Beispiele
mit einem zweiarmigen Hebel m zusammenwirkt. Auf der andern Seite bewegt der Hebel
m ein in einer Geradführung verschiebbares Gleitstück n mit einem Führungsstift
nj, der seinerseits in den Schlitz eines mit dem Spiegelprisma h2 fest verbundenen
Lenkers o eingreift. Die kinematischen Verhältnisse dieser Übertragung sind in jedem
Einzelfalle der erforderlichen Sternbewegung angepaßt. Der Stern zeigt also je nach
der Stellung des Lenkers o zur Führungsbahn des Stiftes ni eine veränderte Geschwindigkeit.
Um auch die veränderliche Helligkeit darzustellen, befindet sich im Strahlengang
vor dem Spiegelprisma h2 eine feststehende Blende h3 mit einem nach beiden Seiten
keilig abnehmenden Lichtdurchtrittsquerschnitt, so daß das erzeugende Lichtbündel
je nach der Stellung des Lenkers o mehr oder weniger geschwächt wird. Beim zweiten
dargestellten Beispiel greift der Führungsstift k unmittelbar in den Schlitz eines
mit dem Spiegelprisma h2 verbundenen Lenkers o1 ein, bewegt also das Prisma h2 gleichförmig,
d. h. auch der dargestellte Stern zeigt eine gleichförmige Geschwindigkeit. Die
Lichtwege der beiden dargestellten Projektoren sind durch strichpunktierte Linien
angegeben. Es ist dabei angenommen, daß die Projektion ungefähr senkrecht zur Ekliptikachse
erfolgt. Es läßt sich aber ohne weiteres durch entsprechende Ausbildung des Spiegelprismas
h2 auch eine andere Projektionsrichtung verwirklichen. Ebenso kann auch eine zur
Ekliptikachse beliebig geneigte Sternbahn dargestellt werden. Es ist in diesem Falle
nur erforderlich, die Übertragungsmittel zwischen dem Steuerring d bzw., dem damit
verbundenen Führungsstift k und dem Spiegelprisma h2 der Schräglage der Sternbahn
anzupassen.An annular base plate c firmly connected to the support cylinder bi carries, guided by several rollers d1, a ring d concentric to the ecliptic axis EE, which forms the control ring for all connected star projectors. The ring d has a toothing d2 on part of its circumference, in which a pinion e engages. The pinion e is connected to an electric motor e2 via a suitable gear ei, with the aid of which it is possible to give the control ring d a reciprocating movement. The control ring d carries the individual drive elements for the star projectors attached to the base plate c. For the two projectors indicated in the drawing, two different movement mechanisms are assumed, namely on the one hand a lever transmission in connection with a slot guide for displaying a variable speed and in the second case a simple lever transmission. All projectors to be imagined attached to the base plate c have in common an incandescent lamp f, which forms the light source.It sends the light in each case via a condenser g, which is to be thought of as being connected to the appropriate aperture diaphragm, to an objective h, which the aperture diaphragm via a fixed mirror prism hl and a movable mirror prism h2 on the projection screen. These optical parts are to be thought of as being designed to be the same for all projectors. The light path from the light source f to the objective h is brought to the same length in all projectors, in one example with the help of two deflection mirrors i1 and i2, in the other example with a deflection mirror i2. The movable mirror prism h2 is now controlled from the ring d in each projector according to the movement of the star to be displayed. For this purpose, the ring d carries a guide pin k for each projector, which in one of the two examples shown interacts with a two-armed lever m. On the other hand, the lever m moves a slider n, which can be moved in a straight line, with a guide pin nj, which in turn engages in the slot of a link o firmly connected to the mirror prism h2. The kinematic conditions of this transmission are adapted to the required star movement in each individual case. The star shows a changed speed depending on the position of the handlebar o to the guide track of the pin ni. In order to show the variable brightness, there is a fixed diaphragm h3 in the beam path in front of the mirror prism h2 with a light passage cross-section that decreases in a wedge-shaped manner on both sides, so that the generating light beam is weakened to a greater or lesser extent depending on the position of the handlebar. In the second example shown, the guide pin k engages directly in the slot of a link o1 connected to the mirror prism h2, ie moves the prism h2 uniformly, ie the star shown also shows a uniform speed. The light paths of the two projectors shown are indicated by dash-dotted lines. It is assumed that the projection is approximately perpendicular to the ecliptic axis. However, a different projection direction can easily be achieved by appropriately designing the mirror prism h2. A star orbit that is inclined at any angle to the ecliptic axis can also be displayed. In this case, it is only necessary to adapt the transmission means between the control ring d or the associated guide pin k and the mirror prism h2 to the inclined position of the star path.