DE6353C - Verbesserungen an einem astronomischen Universalapparate - Google Patents

Description

1879.

Klasse 42.

ADOLF MANG in BADEN-BADEN. Verbesserungen an einem astronomischen Universal-Apparate.

Zusatz-Patent zu No. 911 vom 18. August 1877.

Patentirt im Deutschen Reiche vom ϊ. Februar 1879 ab. Längste Dauer: 17. August 1892.

Der Hauptnachtheil der in der Patentschrift No. 911 dargestellten Construction lag in der durchgehenden Himmelsaxe, die einer centralen Beleuchtung hindernd im Wege stand. Durch Verschrauben der Axe in zwei Theile wurde dieser Mangel abgeändert, so dafs in Fig. 4 das Licht >S frei auf der Axe aufgeschraubt ist. Dasselbe beleuchtet momentan die ebenfalls frei bewegliche Erde in der Sommerstellung, so dafs die Strahlen noch über den Pol P hinübergehen.

Die Erde läfst sich wegen der Drehbarkeit der Hülse H leicht um die Sonne horizontal bewegen. Um den steten Parallelismus der Erdaxe herzustellen, endigt die Erdaxe in den Gewindetheil E. Das Scheibchen WF S ist unterhalb des Knies der Erdaxe aufgesteckt. Diese ganze Vorrichtung ist in der Hülse V leicht beweglich. Wird die Schraube Y gelöst, so kann man die Erdaxe bei X erfassen und mit der Hand so um die Sonne führen, dafs sie immer parallel zu sich selbst bleibt. Dabei dreht sich das Scheibchen WFS einmal um. Da aber der Zeiger Z auf dem Arm der Erdführung fest ist, so zeigt er genau die betreffenden Jahreszeiten, Monate und Wochenstellungen an. So ist z. B. in Fig. 4 links der Sonne 5 Sommerstellung, in Fig. 6 Winterstellung. Dem entsprechend zeigt auch Z in Fig. 4 auf S, in Fig. 6 W.

Das Scheibchen WFS ist mittelst eines Stiftes so aufgepafst, dafs eine Verwechslung unmöglich ist. Soll die Erde in irgend einer Stellung fixirt werden, so wird die Schraube Y und diejenige der Hülse H angezogen.

Zur scharfen Beleuchtung ist das Licht 5 mit eine Blendung versehen, welche mittelst Schrauben festgehalten wird. Das Licht selbst steckt in einer Blechhülse und wird durch eine Spirale immer auf der gleichen Höhe erhalten.

Die Axe des Himmelsraumes ist dadurch zerlegbar, dafs, wie in Fig. 1 bei H ersichtlich ist, ein Theil derselben in ein Gewinde, der andere in eine Hülse mit Schraubenmutter endigt, so dafs beide auf einander geschraubt werden können.

Die Ekliptik EE, die in Fig. 1 für Berlin gezeichnet ist, wurde dadurch horizontal gelegt, dafs die ganze Sphäre über die lange Hülse S E, die am Südpol der Ekliptik eingelöthet ist, geschoben wurde, Fig. 4. Die Schraube S giebt der Sphäre Halt.

Wie die Scheinbewegungen aus den wirklichen reproducirt werden, zeigt Fig. 7. An der Axe A ist der Stift St aufgeschraubt statt der Sonne S, Fig. 4. Die Erde hat Winterstellung. Für einen Ort des Aequators, z. B. für Quito, ist die Tangentialebene JVS als Horizont aufgesetzt. Sie sitzt durch einen elastischen, trommelartigen Ansatz genügend fest. Der Punkt C des Stiftes entspricht genau der Mitte der Erde, daher ist /_ ß, den die Centrale C C mit der Erdaxe macht, =90°— 23 %° = 66%°. Da aber die Erde im Verhältnifs zur Bahn viel zu grofs angenommen ist, so liegt der für Quito angenommene Punkt X viel zu hoch. Um diesen offenbaren Fehler auszugleichen, mufs die Hülse so hoch über C geschoben werden, dafs der nach X laufende Faden mit CC oder dem Arm der Erdführimg parallel ist; denn dann ist erst l_ a — /_ β = 66 % °. Um den Faden anknüpfen zu können, hat der in der Mitte ausgeschnittene Horizont ein durchgehendes Drähtchen, wie der gezeichnete Horizont dies darstellt.

Um alle Mittagshöhen messen zu können, sind am Nord- und Südpunkt (.Wund S) elastische Halter angebracht, unter die der umgelegte Fufs eines Transporteurs geschoben wird, so dafs dieser von selbst aufrecht stehen bleibt. Sind aber nach dieser Methode die Mittagshöhen genau darstellbar, so ergeben sich eben so genau die Sonnenaufgangszeiten und -Orte. Am Südpunkte .S¹ ist nämlich, um die Zeiten abzulesen, ein Zeiger Z mit Scharnier angebracht, der bei der Drehung der Erde mit um den fest aufzusteckenden Stundenkreis 12, 12 rotirt. Die Stunden »12 Uhr« sind kräftig markirt. Beim (scheinbaren) Sonnenuntergang legt sich der

grell gelbe Seidenfaden am Rande des Horizontes an und so ergeben sich die Abendweiten.

Selbstverständlich läfst sich der Horizont für jeden beliebigen Punkt aufsetzen, wodurch in den verschiedenen Jahreszeiten alle Beziehungen der Mittagshöhen, Morgen- und Abendweiten sowie der Zeiten erklärt werden können. Somit wird auch die Wirkung und Bedeutung des Universalhorizontes, der das Ptolomäische System aus dem Copernikanischen erklärt, klar dargelegt.

Zur Darstellung der Bestrahlungsverhältnisse der Erde, Fig. 6, ist der gleiche Stift, wie in Fig. 7 benutzt, um die als parallel anzunehmenden Sonnenstrahlen für beide Hemisphären zu ziehen. Der gelbe Seidenfaden ι läuft über einen geschlitzten Stift am Nordpol P, erhält hierdurch seine Richtung, läuft über den Südpol nach 2, 3 und 4, dann durch die Aequatorbohrung der Erde und endigt dann bei 5 in die schwere Nadel Y. Da die Erde in Winterstellung ist, so entspricht der punktirte, von ι und 4 umschlossene Theil dem Quantum Sonnenstrahlen, welches die nördliche Halbkugel erhält. Man kann ebenso leicht die symmetrische Bestrahlung in den Aequinoctien zeigen, und es könnte diese Manier die quantitative Darstellung der Jahreszeiten genannt werden. Aber auch in indirecter Weise lassen sich die Jahreszeiten erklären. Schraubt man in Fig. 5 X heraus, so läfst sich die Axe aus der Hülse V herausnehmen und hierfür andere einschrauben, die gerade oder rechtwinklig gebogen sein können. Setzt man nun die Erde auf, so werden sich alle Effecte und Folgerungen der Annahme einer senkrechten oder liegenden Stellung der Erdaxe zur Bahn ergeben. Gleicher Weise ergeben sich auch alle optischen Verhältnisse der Planeten, wenn ihre Axen mit entsprechenden Biegungen aufgesetzt werden.

Auch die wirkliche Mondbewegung ist mehr präcisirt worden. In Fig. 4 ist rechts der Sonne das Orientirungsscheibchen WS erkennbar. Gleich über demselben ist ein zweites schiefes Scheibchen zu erblicken, das eigentlich aus zwei Scheibchen besteht: das innere, punktirte Scheibchen hat eine rinnenartige Vertiefung, wie eine Rolle; der äüfsere Theil liegt concentrisch um dasselbe. Drei, in letzteren eingelassene Schräubchen greifen in die Rinne, geben somit dem äufseren Theile Halt und Führung, so dafs der am äufseren Ringstücke feste Mond sich sehr gleichförmig und schief zur Erdbahn führen läfst. In der gezeichneten Lage hat er z. B. seinen höchsten Stand über der Ekliptik. Mittelst der Schraube r erfolgt Feststellung für eine bestimmte Lage der auf Scheibchen verzeichneten Knotenlinie; letztere ist mittelst zweier daselbst angelötheter Stiftchen stellbar. Soll z. B. die ringförmige Sonnenfmsternifs für den 19. Juli dargestellt werden, so führt man die Erde zuerst in diese Stellung und dreht nun das schiefe Scheibchen des Mondes, bis der Stift der Knotenlinie auf dieses Datum oder doch wenigstens die entsprechende Stelle des Orientirungsscheibchens WS zeigt.

Wegen des Knies der Erdaxe einerseits und der Hülse des Orientirungsscheibchens andererseits, auf dem die Mondführimg sitzt, mufs letztere immer in gleicher Höhe bleiben. So lange der Mond nicht functionirt, kann die Führung herausgenommen werden, stört also den Schüler· nicht.

Aufser diesem bemerkenswerthen Vortheile ist als weitere Neuheit die Darstellung der totalen und partialen Finsternisse dadurch schärfer ermöglicht, dafs man für Erde und Mond kleinere Kugeln nimmt und die Schattenrichtung auffängt, wie z. B. in Fig. 4, wo Mond- und Erdschatten auseinanderfallen. Streift man einen elastischen Ring (Mondbahn) über den Draht der Erdbahn, so kann man gleichzeitig den Schatten der Erd- und Mondbahn auffangen und es ist z. B. sehr lehrreich, zu sehen, wie der Mond in dem Schnitt der Schatten sich bewegt. .

Für die optischen Vorgänge wird der Erdglobus aufgesetzt; während vorher das Licht ohne Blendung gebraucht wurde, tritt diese nun hinzu. Es entstehen äufserst scharfe Kern- und Halbschatten in passender Breite. Durch Verschiebung der Blendung mittelst' der Hülse w entstehen wegen verschiedener Distanz des Hohlspiegels vom Monde ringförmige oder totale Finsternisse.

Eine weitere Neuheit ist die Versinnlichung von Erd- und Mondbahn durch Drähte. In Fig. 8 bedeutet η m die Erdbahn für einen Monat, die Ziffern 1, 2, 3, 4 die Wochenstellungen der Erde in ihrer Bahn (Silberdraht), um die sich die Mondbahn (Kupferdraht) als Epicyklo'ide schlingt.

Wird die Erde bewegt und sucht man gleichzeitig dem Monde eine Kreisbewegung zu ertheilen, so wird man leicht bemerken, dafs letztere die dargestellte Curve bildet, weil sich beide Bewegungen combiniren. Der eine Theil der Mondbahn ist aufwärts, der punktirte abwärts gebogen. Diese Vorrichtung ist über die Führung des Mondes, Fig. 1, zwischen die Schraube q und den Mond m passend einzuschieben, während für die Erde eine gerade Axe eingesetzt wird.

An dem gleichen Drahte kann auch Venus υ (Repräsentant eines inneren Planeten) angeschraubt werden. Sie befindet sich in Fig. 8 in Conjunction mit der Erde E. Die Stellungen der Venus ergeben sich leicht durch den Zeiger Z, Fig. i, und das Scheibchen, auf das er hinweist und auf dem der Umlauf der Venus um die Sonne in 7 Monaten markirt ist. Bei gleichzeitig brennendem Lichte wird also die Erde nach ihrem Einsatze, Venus nach dem Mondeinsatze der Fig. 1 bewegt.

Claims (13)

Als Repräsentant eines äufseren Planeten setzt man Mars als Kügelchen auf den Sonneneinsatz q' S, Fig. i, auf und beläfst die Erde wiederum an ihrem Orte, wodurch directe und retrograde Bewegungen sowie alle Constellationen sachgemäfs erfolgen, weil Mars die richtige. Erddistanz besitzt. Zur Darstellung der Schembewegungen läuft in der Hülse S E, Fig. i, ein Zapfen, auf dem das Sonnenkügelchen S mit einer Nadel aufgesteckt ist. Da .S E auf dem Südpol der Ekliptik aufsitzt, so mufs die Nadel selbst scharf in der Ebene der Ekliptik laufen. Wird die Sonne für einen beliebigen Ort in ihrer Bahn gestellt und der Sonneneinsatz mittelst der Schraube S' mit der Sphäre fest verbunden, so mufs auch die Sonne mit letzterer rotiren. Ueber den Sonnenort wird nun, um die Aufgangszeiten zu erhalten, der Doppelzeiger ν w, Fig. ι, gestellt. Wird die Schraube / gelöst, dagegen II angezogen, so ist derselbe nicht mehr mit der schwarzgezeichneten Axe, sondern mit der weifs gelassenen Hülse der Sphäre in Berührung, mufs also mit letzterer selbst rotiren. Da nun vermöge einer Einfeilung der Stundenkreis 12, 12 genau und richtig auf die Himmelsaxe aufgepafst ist, so wird durch Zusammenwirkung der Nadel des Sonnenkügelchens und des Zeigers r beim Auf- und Untergang der Sonne sich sehr leicht, und genauer als an einem nur aufgesteckten Stundenkreis, die Zeit ergeben. Wird dagegen der Doppelzeiger ν 1W über die Nordsüdlinie gestellt und mittelst der Schraube /mit der Himmelsaxe fest verbunden, so ist er zum festen Meridian geworden. Mit Hülfe der Hülse 2, Fig. 1, ist der Mond ebenfalls correct in seiner Bahn zu bewegen. Da aber diese selbst unter 50 8' um die Ekliptik wandert, so kann die Hülse 2 durch den Stift der Hülse 1 jeweilig um den genannten Betrag vom Pol der Ekliptik festgestellt werden. Augenblicklich liegt z. B. der Punkt M der Mondbahn MM' 5°8' unter der Ekliptik; daher ist die Hülse 2 nach dieser Seite gekehrt. Diese Einrichtung ist im Princip nicht neu, nur jedoch in Bezug auf die Anwendung bei einer durchgehenden Himmelsaxe, welche sämmtliche bekannte Sphären nicht besitzen. Dabei entsteht allerdings die Schwierigkeit, dafs Sonnen- und Mondeinsatz nicht ganz herumgeht, sondern an der Axe anstöfst. Dieses Hemmnifs ist aber dadurch glücklich beseitigt, dafs die Einsätze für diesen Fall durch die Hülsen q und q' mit vierkantigem Loche zerlegbar und wieder zusammenschraubbar sind. Die durchgehende Himmelsaxe kann also bleiben; sie giebt dem Ganzen Halt, ist überdies ein darzustellender Begriff und aufserdem ermöglicht sie scharfe Zeitdarstellung (durch den Zeiger vw) sowie den festen Meridian. Für die Mondbahn wird als sehr praktische Versinnlichung ein elastischer Ring passend jeweilig über die Ekliptik geschoben. Setzt man für die Sonne ein kleines, blankes Scheibchen, wie in Fig. 3 a, für den Mond ein schwarzes auf, Fig. 3 b, so lassen sich die Finsternisse auch für Scheinbewegungen klar darstellen. In Fig. 2 ist die Sonne auch als Licht dargestellt. Der Kegel r ist so aufgehängt, dafs die schwere Seite bei r dem Licht in allen Lagen das Gleichgewicht hält. Geht nun die wirklich leuchtende Sonne auf (was an ähnlichen Apparaten nur mit Kugeln dargestellt ist), so entstehen auf dem Relief naturwahre Effecte. Auch die Mondphasen ergeben sich natürlich und ungezwungen bei weifs angestrichenen Kugeln, während bei anderen Apparaten schwarzgelbe Kugeln verwendet werden. Auch bezüglich des Horizontes ist insofern eine Verbesserung vorgenommen worden, als derselbe mittelst der Hülse Y eine sehr sichere Führung erhalten hat, Fig. 1. Am Nordpunkte kann eine Nadel hervorgeklappt werden, welche scharf auf die Gradeintheilung für die Polhöhe, hier speciell auf 5 2 ]/2 ° zeigt. In der gleichen Figur (1) fällt zur besseren Stellbarkeit der Axe die bewegliche Zunge Z in die Zähne des Quadranten vermöge der schweren Kugel K ein und giebt so der Axe genügend Halt. In Fig. 4 ist endlich noch die verbesserte Präcessionsvorrichtung dargestellt. . Ein (in der Zeichnung weggelassener) beweglicher Himmelsäquator hat im Pol der Ekliptik P E seinen Drehpunkt. Auf dem Träger derselben ist der Zeiger ν angelöthet, der auf den umgekehrt aufgesetzten Stundenkreis der Erde zeigt. Auf letzterem sind die 25 Jahrtausende des platonischen Weltenjahres verzeichnet. Wandert nun die Erde E mit ihrer Axe um den Pol der Ekliptik, so findet man die jeweiligen Stellungen der Erd- bezw. Himmelsaxe leicht nach dem Stundenkreis. In E' steht z. B. die Erdaxe nach 13 Jahrtausenden, d. h. sie ist dann nach Wega in der Leyer gerichtet. Hierdurch kann also auch das tropische Jahr gut erklärt werden und wie succesive andere Sterne zu Polarsternen werden, wenn man die Sterne aufsetzt. Patenτ-Ansprüche; An einem astronomischen Universalapparate:

1. Die Anwendung einer durchgehenden und ' gleichwohl verschraubbaren Himmelsaxe mit der beschriebenen Verstellbärkeit.

2. Die Orientirungsscheibe, welche eine einfache Darstellung der Jahreszeiten der Erde und Planeten ermöglicht.

3. Die verschiebbare Blendung.

4. Der Universalhorizont der Erde für Bestimmung der Mittagshöhen, der Aufgangszeiten und -Orte.

5. Die beschriebene Darstellung der Bestrahlungsverhältnisse der Erde.

6. Die abnehmbare Mondführung, deren Knotenlinie mittelst Stifte, die auf die Orientirungsscheibe zeigen, richtbar sind.

7. Die beschriebene Darstellung der wahren Erd- und Mondbahn.

8. Die Verwendung des Apparates für Planetenbewegungen.

9. Die Verbesserung des grofsen Horizontes durch Führung und Nadel zum Hervorklappen.

10. Die schärfere Methode der Zeitbestimmung mittelst Doppelzeiger, sowie die zerlegbare Sonnen- und Mondführung.

11. Die Anwendung zweier Scheibchen zur Erklärung der Finsternisse bei Scheinbewegungen.

12. Die Schwerpunktsvorrichtung für die scheinbare Sonnenbewegung.

13. Die beschriebene Verbesserung der Präcession.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.