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Globus, in dem einseitig zu einer Lichtquelle eine Schirmplatte vorgesehen
ist Die Erfindung bezieht sich auf einen von einem Sockel getragenen Globus mit
einer um eine die Erdachse bildende Achse angetrieben umlaufenden Erdkugel, in der
einseitig zu einer Lichtquelle eine Schirmplatte zur halbkugeligen Beleuchtung bzw.
Verdunkelung vorgesehen ist, die um eine horizontale, im Raum zur Drehachse der
Erdkugel senkrecht verlaufende Achse zur Berücksichtigung der jahreszeitlichen Ekliptikveränderung
schwenkbar ist.
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Bei einem bekannten Globus dieser Art ist der Antrieb für die als
Doppelschale ausgebildete Erdkugel im Kugelinneren angeordnet und treibt sowohl
die gegenüber der feststehenden äußeren Kugelschale drehbare Kugelinnenschale als
auch die Schirmplatte an. Die Antriebsübertragung von einem gemeinsamen Antrieb
auf beide beweglichen Bauelemente erfolgt über Räderwerke, Hebelverbindungen und
Exzenterscheiben, deren präzise Bemessung, Herstellung und Anbringung nicht nur
erhebliche Schwierigkeiten, sondern auch beträchtliche Kosten verursacht. Diese
Ausgestaltung des bekannten Globus, dessen Erdachse mittelbar von einem Sockel über
einen festen Meridianbügel abgestützt ist, erlaubt keine unabhängige Einstellung
oder Nachstellung der Deklinations-und Tageszeitbewegungen, da die Antriebe für
beide Bewegungen zwangläufig miteinander gekoppelt sind. Daher entfällt die Möglichkeit
von Demonstrationsvorführungen. Die Unterbringung des gesamten Antriebs samt Antriebsübertragungsmitteln
im Innern des Globus bedingt eine schwierige Montage, welche die Globusherstellung
verteuert, und hat ferner zur Folge, daß der gesamte Antriebsmechanismus und damit
die Bewegungssteuerungen jedem Zugriff von außen, sei es zu Reparatur-, Wartungs-
oder Einstellzwecken, für den Normalfall entzogen ist und es hierfür einer völligen
Zerlegung der Erdkugel bedarf. Die Ausbildung des bekannten Globus mit zwei Kugelschalen
verhindert das Auftreten einer scharfen Lichtbegrenzung auf der Außenkugel und damit
eine sichere Unterscheidung zwischen der Sonneneinstrahlung zum jeweiligen Zeitpunkt
ausgesetzten Bereichen und jenen Bereichen, in denen gleichzeitig Nacht herrscht.
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Die Erfindung bezweckt demgegenüber einen Globus der eingangs genarmen
Art zu schaffen, bei dem sämtliche Antriebs- und Antriebsübertragungsmittel in einem
jederzeit zugänglichen Bereich außerhalb des Globus angeordnet sind und bei dem
im Globusinneren lediglich noch Bauteile verbleiben, die keinem nennenswerten Verschleiß
ausgesetzt sind und der Wartung bedürften. Der Globus nach der Erfindung soll es
bei hoher Präzision der Anzeige insbesondere ermöglichen, die tageszeitliche Umlaufbewegung
der Erdkugel und die Deklinationsbewegung zu Demonstrations- oder zu Korrekturzwecken
jederzeit und leicht vom Benutzer ohne Zuhilfenahme eines Fachmannes bebliebig verändern
zu können.
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Zu diesem Zweck ist der Globus nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß die die Erdkugel tragende Erdachse unmittelbar im Sockel auf einer horizontalen,
die Erdachse schneidenden Schwenkachse abgestützt und eine die Erdachse in Anpassung
an die jahreszeitliche Ekliptik um diese Schwenkachse verschwenkende, gesonderte
Antriebsvorrichtung vorgesehen ist, und daß die Schirmplatte auf einer die Erdachse
schneidenden und senkrecht zu deren Schwenkebene gelegenen Achse frei schwenkend
angeordnet ist und eine die Schirmplatte stets in vertikaler Stellung haltende Gewichtsverteilung
aufweist.
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Vorteilhaft ist als Achse ein in einer Trägermuffe des Sockels befestigtes
Führungsrohr vorgesehen und in dem Führungsrohr eine sich durch die Erdkugel bis
zur Außenschale erstreckende Antriebswelle angeordnet, die über einen Mitnehmer
mit der Erdkugel in auskuppelbarem Eingriff steht und an ihrem entgegengesetzten
Ende unmittelbar mit einem Synchronmotor verbunden ist. Die Erdkugel kann dabei
gegen die Trägermuffe über eine Axiallagerhülse abgestützt sein, welche das Führungsrohr
übergreift. Die Erdkugel mit Schirmplatte und Lichtquelle, Führungsrohr, Trägermuffe
und Synchronmotor mit Antriebswelle
bildet vorteilhaft eine als
Ganzes gegenüber dem Sockel um die Sockelschwenkachse verschwenkbare Einheit. Vorteilhaft
ist dabei als Schwenkantrieb ein über ein Aufnahmestück mit dem Synchronmotor verbundener
Schwenkhebel mit einer auf diesem verschieblichen Gleitmuffe vorgesehen, an der
eine Gewindemuffe angreift, die auf einer im Sockel gelagerten Gewindespindel läuft,
wobei die Gewindespindel über ein Vorgelege von einem unabhängigen, umsteuerbaren
Getriebemotor angetrieben ist. Der Getriebemotor ist vorteilhaft mit seinem Antriebsritzel
im Sockel gelagert und über einen sich aus dem Sockel herauserstreckenden Betätigungshebel
in und außer Antriebseingriff mit dem Abtriebsritzel schwenkbar und in beiden Stellungen
arretierbar. Die Gewindespindel ist dabei zweckmäßig mit einem Anschlußstück für
eine Handkurbel od. dgl. versehen, während weiterhin der Sockel über ein Ringlager
frei drehbar auf einer Grundplatte gelagert und zwischen Grundplatte und Sockel
eine an sich bekannte elektrische Schleifkontaktübertragung vorgesehen sein kann.
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Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung ist in der Zeichnung
in vereinfachter Darstellung veranschaulicht.
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F i g. 1 und 2 zeigen dabei den Globus in zwei zueinander senkrechten
Schnitten durch die Erdachse. Der Globus besteht im einzelnen aus einer Kugelschale
1, die um eine mit der Erdachse zusammenfallende Achse 2 angetrieben umläuft. Die
Kugelschale 1 besteht aus durchscheinendem Material und steht über einem auskuppelbaren
Mitnehmer 3 in Antriebseingriff mit einer sich durch die Kugelschale hindurcherstreckenden
Antriebswelle 4, die in einem Führungsrohr 5 angeordnet ist. Dieses Führungsrohr
5 erstreckt sich aus der Kugelschale 1 heraus und bildet zusammen mit einer diese
umgreifenden Axiallagerhülse 6 die Lagerung der Kugelschale 1. Auf dem erdkugelseitigen
Ende des Führungsrohres 5 ist eine Kreuzmuffe 7 befestigt, in deren mit ihrer Achse
8 die Achse 2 in Erdkugelmitte und normal schneidenden Bohrungen Achszapfen 9 eingelassen
sind, auf denen eine im wesentlichen den gesamten Innenraum der Kugelschale einnehmende,
kreisförmige Schirmplatte 10 frei drehbar gelagert ist. Diese Schirmplatte besteht
aus lichtundurchlässigem Material und weist in ihrer unterhalb der Achse 8 gelegenen
Hälfte ein höheres Gewicht auf, das z. B. durch Zusatzgewichte 11 gebildet sein
kann. Diese Gewichtsverteilung bewirkt eine stets vertikale Stellung der Schirmplatte
10, unabhängig von einer Schwenkbewegung der Kugel in einer zur Achse 8 senkrechten
Ebene. Zwischen der Schirmplatte 10 und der Innenfläche der Kugelschale 1 ist zweckmäßig
ein nicht dargestellter geringer Luftspalt belassen, der ein unbehindertes Schwenken
der Platte zuläßt Dieser Spalt ist zweckmäßig durch sich radial erstreckende, auf
dem Schirmplattenrand angeordnete Borsten lichtdicht verschlossen. An Stelle der
Borsten kann auch eine Ringlamelle aus elastischem Material vorgesehen sein. Die
Schirmplatte 10 weist einen parallel zur Achse 2 verlaufenden Schlitz 12 auf, der
ein Durchschwenken der Antriebswelle 4 sowie des Führungsrohres 5 bei Veränderung
der Schräglage in Abhängigkeit von der Jahreszeit bedingten Ekliptik durch die Ebene
der Schirmplatte zuläßt. Dieser Schlitz 12 ist ebenfalls durch weiche Borsten lichtdicht
verschlossen, die sich von beiden Schlitzrändern her vertikal auf die Achse 2 erstrecken
und die Antriebswelle 4 bzw. das Führungsrohr 5 unter Aufrechterhaltung des Lichtabschlusses
passieren lassen. Die den Lichtabschluß herbeiführenden Borsten in den Schlitzen
12 sind aus Gründen der übersichtlichkeit nicht dargestellt, greifen jedoch überlappend
übereinander oder ineinander, um in jedem Fall einen Lichtdurchfall zu verhindern.
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Das Führungsrohr 5 ist in eine Trägermuffe 13 eingelassen, die mit
ihren fluchtenden Lagerkreuzzapfen 14 um eine zur Achse 2 senkrechte und zur Achse
8 parallele Achse 15 schwenkbar im Sockel 16 gelagert ist. Die Hülse 6 stützt sich
auf dieser Trägermuffe 13 ab. Die sich durch das Führungsrohr 5 und die Trägermuffe
13 hindurcherstreckende Antriebswelle 4 ist unmittelbar mit einem Synchronmotor
17 verbunden, der mit der Trägermuffe 13 im Sockel 16 frei schwenkbar hängend verbunden
ist. Mit dem Synchronmotor 17, der in handelsüblicher Ausführung eine Drehzahl von
1 Umdrehung pro 24 Stunden auf-' weist, ist ein Anschlußstück 18 verbunden, in dem
ein Schwenkhebel 19 befestigt ist. Auf diesem Schwenkhebel 19, der sich parallel
zur Achse 2 erstreckt, ist eine in Richtung dessen Achse 20. verschiebliche Gleitmuffe
21 angeordnet, an der eine Gewindemuffe 22 um eine Achse 23 schwenkbar befestigt
ist. Die Gewindemuffe 22 läuft auf einer Gewindespindel 24, die sich normal zur
Achse 2 erstreckt und im Sockel 16 gelagert ist. Ihren Antrieb erhält die Gewindespindel
24 über ein auf dieser befestigtes Abtriebsritzel25, das mit einem Antriebsritzel26
eines Getriebemotors 27 kämmt. Der Getriebemotor, der vorzugsweise ebenfalls ein
Synchronmotor ist, ist an einer Wippe 28 angeordnet, die um eine Achse 29 über einen
Betätigungshebel 30 verschwenkbar und arretierbar ist. Dieser Betätigungshebel
30 durchgreift eine Öffnung im Sockel 16 und übernimmt mit einem Ansatz 31 die Arretierung
der Wippe 28 samt Motor 27 in Eingriffsstellung des Ritzels 26 mit dem Ritzel 25
und in nach Verschwenken entsprechend antriebsmäßig entkuppelter Lage. Die Arretierung
ist dabei durch Hintergreifen der Wandung des Sockels 16 an dessen Innen- oder Außenfläche
herbeigeführt.
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Der Sockef 16, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Standsockel
ausgebildet ist, jedoch auch als Hängesockel dienen kann, ist auf einer Grundplatte
32 über ein Ringspurlager 33 drehbar gelagert. Die Zuleitung elektrischer Energie
erfolgt durch die Grundplatte hindurch in den Sockel 16
über eine als Ganzes
mit 34 bezeichnete, an sich bekannte Schleifkontaktübertragung.
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Das untere Ende des Schwenkhebels 19 ist mit einem Zeiger 35 versehen,
der auf einer im Sockel angeordneten Skala 36 mit einer der Ekliptik entsprechenden
Datumsteilung läuft. Diese Skala mit Zeiger. ist durch eine vorzugsweise durch eine
Zeituhr 37 verschlossene Öffnung im Sockel 16 nach deren Herausnahme sichtbar.
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Die Gewindespindel 24 ist an einem Ende mit einem Vierkant 38 oder
dergleichen Anschlußstück für eine Handkurbel versehen, der in eine Aussparung 39
im Sockel 16 vorsteht und von außen zugänglich ist.
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An der Gleitmuffe 21 sind Anschlagflächen 40 vorgesehen, die als Ganzes
mit 41 bezeichnete, an den Enden des Schwenkweges der Achse 2 im Sockel 16 angeordnete
Umschaltkontakte 41 zur Umkehrung der Drehrichtung des Getriebemotors 27 betätigen.
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Die im Innern der Kugelschale 1 angeordnete Kreuzmuffe 7 trägt eine
Fassung für eine Glühbirne.
42, die einseitig zur Achse 2 und zur
Schirmplatte 10 angeordnet ist. Die Glühbirne wird über eine Leitung 43 elektrisch
versorgt. Die elektrische Versorgung der Synchronmotoren ist aus Gründen der übersichtlichkeit
nicht dargestellt.
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Der vorbeschriebene Globus arbeitet in folgender Weise: Ausgehend
von der in F i g. 2 dargestellten Lage, in der die Kugelschale mit 1 bezeichnet
ist und die eine der Ekliptik am 21. 12. eines Jahres entsprechende Schräglage der
Achse 2 aufweist, wird über den vorbeschriebenen Schwenkantrieb 19, 21, 22, 24,
25, 26, 27 die Achse 2 infolge entsprechender Antriebsuntersetzung des Getriebemotors
27 und damit die Kugelschale 1 stetig in die mit 1' bezeichnete und der Ekliptik
am 21. 3. und 21. 9. eines Jahres entsprechende und schließlich in die mit 1" und
der Ekliptik vom 21. 6. eines Jahres entsprechende Stellung verschwenkt. Der Zeitraum,
in dem diese Verschwenkung erfolgt, entspricht dabei dem Ekliptikveränderungszeitraum,
d. h., die Kugelschale 1 schwenkt in ihre mit 1" bezeichnete Stellung im Verlauf
eines halben Jahres, wonach sie immer in stetiger Bewegung in ihre mit 1 bezeichnete
Stellung im Verlauf des nachfolgenden halben Jahres zurückkehrt. Gleichzeitig dabei
läuft die Kugelschale um ihre Achse 2 stetig mit einer Drehzahl von 1 Umdrehung
pro 24 Stunden um und umkreist dabei die um die Achse 2 unverdrehbar angeordnete
Schirmplatte 10. Die sich dabei ergebenden tages- und jahreszeitlichen Veränderungen
der Kugelstellung zur Schirmplatte 10 ergeben in Verbindung mit der Beleuchtung
durch die Glühbirne 42 eine den tatsächlichen Verhältnissen entsprechende Lichtverteilung
auf der Kugelschale 1, die es mit einem Blick gestattet, für jeden Punkt auf der
die Erdkugel veranschaulichenden Kugelschale die Tages- und Nachtzeit, den Sonnenauf-
und -untergang in Berücksichtigung des Sonnenstandes zu ersehen. Durch Drehen des
gesamten Sockels 16 gegenüber seiner Grundplatte 32 kann der Globus von jeder beliebigen
Seite betrachtet werden, ohne daß sich an den Licht-Schatten-Verhältnissen etwas
ändert. Die Auskuppelbarkeit des Antriebes auf die Gewindespindel und auf die Kugelschale
ermöglicht es, zu Demonstrationszwecken unabhängig von einem automatischen Ablauf
jede einer beliebigen Tages- und Jahreszeit entsprechende Licht-Schatten Verteilung
herbeizuführen. Nach Herausnahme der Uhr 37 aus ihrer Öffnung, Anschließen einer
Handkurbel an das Anschlußstück 38 und Verdrehen der Gewindespindel 24 von Hand
kann über die Ablesung des Datums auf der Skala 36 mit Hilfe des Zeigers 35 durch
Veränderung der Schrägstellung die gewünschte Sonnenhöhe eingestellt werden. Durch
Auskuppeln des Antriebes auf die Kugelschale durch Herausziehen des Mitnehmers 3
kann diese in eine der Tageszeit entsprechende Stellung gedreht werden. In gleicher
Weise kann nach derartigen Demonstrationsvorführungen die den Zeitpunkt der Beendigung
der Vorführung entsprechende Tageszeitstellung der Kugel und Jahreszeitstellung
der Achse 2 eingestellt und nach Wiedereinkuppeln der Antriebe der automatische
Ablauf herbeigeführt werden. Es versteht sich, daß verschiedene konstruktive Änderungen
möglich sind. So kann z. B. an die Stelle des Gewindespindelantriebes eine Kurbel-Exzenter-Anordnung
oder eine Zahnrad-Zahnsegment-Anordnung treten. Ferner kann ein ständiger, den Sockel
gegenüber der Grundplatte in angemessener Geschwindigkeit drehend antreibender Antrieb
vorgesehen sein.