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Vorrichtung zur Veranschaulichung der Bewegungen der Erde um die Sonne
Astronomische Vorführungsmodelle, die sowohl die (elliptische) Translationsbewegung
der Erde um die Sonne wie auch die Rotation der Erde um ihre eigene Achse bei gemeinsamem
Antrieb für beide Bewegungsarten zeigen, sind bekannt. Bei einem dieser bekannten
Modelle wird der gemeinsame Antriebsimpuls durch zwei konzentrisch ineinander gelagerte,
zu einer Grundplatte geneigte Wellen übertragen, von denen die eine einen radial
verlaufenden Arm zur Führung der Erde auf ihrer elliptischen Bahn um einen die Sonne
darstellenden Körper besitzt und die andere Welle mittels eines Getriebes die Erdkugel
um ihre Achse dreht.
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Insoweit enthält das bekannte Modell brauchbare Bauelemente und bildet
auch die Grundlage der vorliegenden Erfindung. Indessen weist bei dem bekannten
Modell die Führung und Lagerung des die Erde darstellenden Körpers und infolgedessen
auch die Ausbildung des Getriebes, das den Antrieb auf beide Bewegungsarten der
Erde überträgt, noch einige Mängel, wie Unsicherheit der Führung u. dgl., auf.
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Die Erfindung überwindet die auftretenden Schwierigkeiten unter Benutzung
der vorstehend angeführten brauchbaren Bauelemente des bekannten Modells auf folgende
Weise: Auf der Grundplatte gleitet eine parallel zu den beiden Hauptantriebswellen
liegende Erdachse, die den die Erde darstellenden Körper trägt und in einer Bohrung
des radial verlaufenden Armes der einen Antriebswelle und der einen Teil des Getriebes
bildenden Rolle gleitend geführt ist, wobei zur Übertragung des Drehmoments dieser
Rolle auf die Erdachse eine längs dieser Achse verlaufende Nut und ein in die Bohrung
der Rolle vorspringender Nocken dient.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist innen beigefügten Fig. i
bis 3 dargestellt, und zwar zeigt Fig. i im wesentlichen einen senkrechten Längsschnitt
durch das Modell, Fig. 3 eine Ansicht von oben und Fig. 2 eine Einzelheit.
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Der Antrieb ist in einem Rahmen i gelagert, auf dessen Deckplatte
2 eine Führungshülse 3 für die beiden konzentrisch zueinander laufenden Wellen ¢
und 5 befestigt ist. Die Welle 5, als Vollwelle ausgeführt, ist unten in einem Lagerbock
6 gelagert und trägt in der Nähe des Lagers ein Stirnrad 22, oben ein Kettenrad
io und den die Sonne darstellenden Körper 7. Die Welle .l, als Hohlwelle ausgeführt,
trägt unten ein großes Zahnrad 23, oben einen radial verlaufenden Arm 8 und stützt
sich gegen die Hülse 3 mit einem am unteren Ende der Hülse angebrachten Bund 5a
ab.
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Der Arm 8 endet in einem Bügel 12, in dessen Bohrung die Achse 9,
die mit ihrem unteren spitzen Ende lose beweglich auf der Platte 2 ruht, gleitend
geführt ist. L ängs der Achse 9 ist eine Nut 9a eingefräst. Ein weiteres Kettenrad
i i (vgl. hierzu auch Fig. 2) ist in der Mitte durchbohrt und über die Achse 9 derart
geschoben, daß der Nocken i ia des Kettenrades in die Nut 9a der Achse 9
eingreift.
Das Kettenrad i i kommt hierbei innerhalb des Bügels 12 zu liegen, dessen innere
Flanken die richtige Lage des Rades ii gegenüber dem Rade io sichern. Beide Räder
sind durch den Trieb 13 miteinander verbunden.
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Die Achse 9 trägt den die Erde darstellenden Körper 1q..
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Der gemeinsame Antrieb der beiden Hauptwellen q. und 5 erfolgt von
einem mit Handgriff i 5a versehenen Rad 15 aus, und zwar in folgender Weise: über
den Trieb 17 auf das Rad 16 und die Welle i6a, auf der die beiden Zahnräder 18 und
1611 (Fig. i) befestigt sind, und vom Rad 18 einerseits über den Trieb ig auf das
Rad 2o und die Welle 2oa, von hier über das auf dieser Welle befestigte Zahnrad
21 auf das Rad 22 am Ende der Welle 5, vom Rad 16b anderseits über das große Zahnrad
23, das mit dem Rad 16b in Eingriff steht, auf die Welle d..
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Bei der Drehung der Kurbel 15a wird somit einerseits der Arm 8 mittels
der Welle d., mit der er fest verschraubt ist, im Kreise herumgedreht, indem die
Erdachse 9 in der Bohrung des Bügels 12 auf und ab gleitet. Die untere Spitze der
Achse 9 beschreibt hierbei die (elliptische) Schnittlinie eines geraden, schief
geschnittenen Kreiszylinders, dessen Erzeugende die Achse 9 selbst ist. Der Mittelpunkt
der Erdkugel 14 bewegt sich genau parallel zum Fußpunkt der Achse 9 und beschreibt
daher ebenfalls eine Ellipse.
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Anderseits wird die Erdachse 9 durch den Trieb 13 von der Welle 5
aus in Drehung um sich selbst versetzt, sie kann dabei bei der Eigenart der sie
antreibenden Rolle i i (Nocken i ja, Nut ga) ungestört, relativ zum Führungsbügel
12, in axialer Richtung gleiten. Die einzelnen Maße und Verhältnisse können zwecks
Annäherung an die Wirklichkeit zweckentsprechend gewählt werden. Es läßt sich auf
diese Weise leicht erreichen, daß der Erdkörper 14 365 Umdrehungen um seine eigene
Achse macht, wenn sich der Arm 8 einmal im Kreise dreht, entsprechend 365 Tagen
des Jahres.
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Ferner kann die Neigung der Führungshülse 3 gegen die Grundplatte
zu 23' entsprechend der Schiefe der Ekliptik gewählt werden. Es lassen sich
dann die vier Hauptkonstellationen von Erde und Sonne entsprechend den vier Jahreszeiten
klar am Modell zeigen.