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Vorrichtung zur Umwandlung sphärischer Koordinaten Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung, insbesondere für die astronomische iNavigation, die dazu dient,
aus den Koordinaten eines Punktes in bezug auf ein bestimmtes System sphärischer
Koordinaten die Koordinaten des Punktes in bezug auf ein zweites System sphärischer
Koordinaten zu ermitteln, das gegenüber dem erstgenannten, System verdreht ist.
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Während Vorrichtungen dieser Art bisher zwei mit ihren Mittelpunkten
zusammenfallende Gradnetze in äquatorständiger, azimutaler, z. B. stereographischer
Projektion enthielten, von denen das eine fest und das andere gegenüber dem festen
Netz drehbar angeordnet war, gelingt es nach der Erfindung, mit einem einzigen solchen
Netz auszukommein, wenn dieses Netz an einem festen Teil der Vorrichtung um seinen
Mittelpunkt drehbar angeordnet wird und wenn dem Netz einerseits eine Win1çelanzeigevorrichtuxlg
zugeordnet wird, die die jeweilige Stellung des Netzes gegenüber seinem Träger abzulesen
erlaubt, und anderseits eine Marke, die an einem festen Teil der Vorrichtung so
gelagert ist, daß sie auf beliebige Punkte des Netzes eingestellt werden kann. Die
Verwendung eines einzigen Netzes hat den besonderen Vorteil, daß eine wesentlich
feinere Unterteilung des Netzes möglich ist als bei den bekannten Vorrichtungen
mit zwei Netzen, deren gegenseitige Einstellung schon bei verhältnismäßig grober
Unterteilung leicht Störungen durch die Vielheit der Striche und . Bezifferungen
verursacht, die eine Orientierung erschweren, Damit ohne besonderen Mülienufwand
schnell die Grundstellung des Netzes herbeigeführt werden kann, die benötigt wird,
bevor eine Einstellung der Marke auf Punkte mit bekannten Koordinaten erfolgen kann
werden vorteilhaft mechanische Mittel (z. B. eine Rasteinrichtung oder eine Anschlageinrichtung)
vorgesehen, die dem Beobachter beim Drehen des Netzes das Erreichen der Grundstellung
führbar machen.
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Zur Erhöhung der Genauigkeit der Koordinatenumvranrllung empfiehlt
es sich, ein Netz
zu verwenden, das auf einer Glasplatte durch photographische
Abbildung erzeugt ist. Dadurch gelingt es, auf verhältnismäßig kleiner Fläche außerordentlich
fein unterteilte N zu erhalten. Solche Netze sind besonders dann vorteilhaft, wenn
zum Aufsuchen Netzpunkte ein die Marke enthaltendes Ei stellmikroskop verwendet
wird. Dieses Mikroskop wird zweckmäßig an einem festen Teil der Vorrichtung mittels
einer Gelenkhebelanordnung gelagert, die die Einstellung der Marke auf beliebige
Netzpnnkte ermöglicht.
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Empfehlenswert ist es, Mittel zur Feineinstellung dieses Mikroskops
gegenüber der Gelenkhebelanordnung vorzusehen. Falls die Marke des Mikroskops ein
Fadenkreuz und besonders, wenn das Gradnetz eine stereographische Projektion ist,
ist es vorteilhaft, das Mikroskop an der Gelenkhebelanordnung mittels eines Drehschlittens
um eine zum Netz senkrechte Achse drehbar und gegenüber dem Drehschlitten parallel
zum Netz in zwei zueinander senkrechten Richtungen verschiebbar anzuordnen, von
denen jede einem der.beiden Fäden des Fadenkreuzes parallel ist. Außerdem empfiehlt
es sich noch, da Fadenkreuz um den Schnittpunkt seiner beiden Fäden gegenüber dem
Mikroskop drehbar anzuordnen, wobei zweckmäßig federnde Mittel vorgesehen werden,
die bestrebt sind, das Fadenkreuz in derjenigen Stellung gegenüber dem Mikroskop
zu erhalten, in -der jeder der beiden Fäden des Fadenkreuzes einer jener beiden
Richtungen parallel ist.
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Zweckmäßig wird das Netz, um es vor Beschädigungen zu schützen, in
einem Gehäuse untergebracht, das zur Ermöglichung einer Betrachtung des Netzes durch
eine gläserne Deckplatte abgedeckt ist. Ist eine derart ausgebildete Vorrichtung
zum Aufsuchen von Netzpunkten mit einem Einstellmikroskop versehen, so empfiehlt
es sich, um das Mikroskop auf einfache Weise gegen ungewollte Verstellungen zu sichern,
am Halter des Älikroskops eine in der Richtung der Achse des Äl ikroskops verschiebbare
Muffe zu lagern, die an der der Deckplatte zugewandten Seite einen Ring o. dgl.
aus Hartgummi aufweist und so unter Federwirkung steht, daß der Ring auf der Deckplatte
stramm aufliegt.
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Bei Vorrichtungen, die mit einem Einstellmikroskop ausgestattet sind,
das an einem festen Teil der Vorrichtung mittels einer Gelenkhebelanordnung gelagert
ist und bei der die Winkelanzeigevorrichtung zur Renntlichmachung der jeweiligen
Stellung des Netzes gegenüber seinem Träger eine mit dem Netz drehbare Winkelteilung
und ein an einem festen Teil der Vorrichtung befestigtes Mikroskop zum Ablesen dieser
Winkelteilung enthält, ergibt sich eine einfache Rauart, wenn die Gelenkhebelanordnung
an dem Gehäuse dieses Ablesemikroskops um die Achse desselben drehbar gelagert wird.
in In der Zeichnung ist eine der Erfindung gemäß ausgebildete Vorrichtung in einem
Ausführungsbeispiel dargestellt. Abb. I ist ein Aufrißschnitt durch die Drehachse
des Gradnetzes. Abb. 2 ist ein Grundrißschnitt entlang der in Abb. 1 eingezeichneten
Schnittlinie.
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In einem zylindrischen Gehäuse 1 ist die Fassung 2 einer Glasscheibe
3 um eine Achse X-X drehbar gelagert. Auf der Glasscheibe 3 ist einerseits ein Gradnetz
4 in äquatorständiger, stereographischer Projektion aufgetragen, dessen Mittelpunkt
in der Drehachse X-X liegt, und anderseits eine Winkelteilung 5, die sich über I800
erstreckt. Das Gradnetz 4 ist der Einfachheit halber nur durch wenige Linien angedeutet.
Man muß sich aber ein Netz vorstellen, hei dem noch die Sechstelgrade aufgetragen
sind und in dem in Unter brechungen der Netzlinien an vielen Stellen die Ziffern
für die Grade eingetragen sind, denen die Linien entsprechen. Zum Drehen der Glasscheibe
3 dient ein Triehknopf 6, der mittels eines Ritzels 7 in einen Zahnkranz 8 der Fassung
2 eingreift. Die Ablesung der Win kelteilung 5 erfolgt mittels eines Prismas 9 durch
ein Ablesemikroskop 10 mit zur Achse X-X paralleler Achse. Dieses Mikroskop 10 enthält
ein Objektiv II, ein Okular 12 und eine auf einer Glasplatte 13 angeordnete Strichmarke.
In der Zeichnung befindet sich das Gradnetz 4 in derjenigen Stellung, in der im
Ablesemikroskop I0 der Winkel + 90° angezeigt wird, der der Grundstellung des Netzes
4 entspricht. Bei dieser Stellung ist eine an dem Gehäuse I befestigte Feder 14
il eine entsprechende Nut 15 der Fassung 2 eiii gerastet. Das Gehäuse I ist durch
eine Glasplatte I6 abgedeckt. Zum Beleuchten des Gradnetzes 4 und der Winkelteilung
5 dient eine Glühlampe I7. An dem Ablesemikroskop 10 ist ein Hebel IS um die Achse
des Mikroskops drehbar gelagert. Mittels eines Zapfens 19 ist an dem Hebel r8 ein
Hebel 20 un eine zur Achse X-X parallele Achse drehbar gelagert. An seinem freien
Ende enthält der Hebel 20 eine Lagerbüsche 21, in der eine Büchse 22 um eine zur
Acchse X-X parallele Achse drehbar gelagert ist. Gegenüber dieser Büchse 22 ist
ein Rohr 23 senkrecht zur Achse X-X verschiebbar so angeordnet, daß bei beliebigen
Verschiebungen des Rohres seine Achse der Achse X-X parallel bleibt. In den Rohr
23 ist die Fassung eines Objektivs 24 so angeordnet, daß die optische Achse des
Objektivs mit der Achse des Rohres 23 zusammenfällt. Das Objektiv 24 gehört zu einem
Einstellmikroskop, das dazu dient, Punkte
des Gradnetzes 4 aufzusuchen,
deren Koordinaten bekannt sind. Zum Verscchieben des Rohres 23 gegenüber der Büchse
22 dienen zwei Stellschrauben 25 und 26, deren Achsen zueinander senkrecht sind.
Eine Feder 27 drückt das Rohr gegen die Stellschrauben.
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An der Lagerbüchse 21 ist eie Muffe 28 in der Richtung der Achse X-X
verschiebbar gelagert, die an ihrer der Deckplatte i6 zugewanten Seite eine Hartgummischeibe
29 trägt und die unter der Wirkung einer Feder 30 so gegen die Deckplatte I6 gedrückt
wird, daß die Hartgummischeibe 29 stramm auf der Deckplatte aufliegt. An einem Fllansch
31 des Rohres 23 ist ein Körper 32 um die Achse des Rohres 23 drehbar gelagert.
Dieser Kör--per 32 bildet die Fassung einer Glasplatte 33, auf der ein Fadenkreuz
so aufgetragen ist, daß der Schnittpunkt seiner beiden Fäden in der Achse des Rohres
23 liegt. Federn 34 suchen die Glasplatte 33 mit dem Fadenkreuz in derjenigen Lage
zu erhalten, in der der eine Faden parallel zu der Achse der Stellschraube 25 und
der andere Faden parallel zu der Achse der Stellschraube 26 ist. An dem Körper 32
ist die Fassung 35 für das Okular 36 des Einstellmikroskops befestigt.
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Zum Gebraueh der Vorrichtung ist die Glasplatte 3 mittels des Triebknopfes
6 in diejenige Stellung zu bringen, in der die Feder 14 in die Nut 15 eingerastet
ist, d. h. in diejenige Stellung, in der das Gradnetz 4 seine Grundstellung einnimmt
und in der in dem Ablesemikroskop 10 die Strichmarke desselben mit dem Teilstrich
+90° der Winkelteilung 5 zusammenfallend gesehen wird.
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Es möge die Aufgabe vorliegen, für einen Punkt, dessen Koordinaten
# und (p in einem geg-ebenen System sphärischer Koordinaten bekannt sind, die Koordinaten
W und ' in bezug auf ein anderes System sphäfischer Koordinaten aufzusuchen, dessen
Pol in dem gegebenen System die Breite eo und die Länge 2 = o hat. Um diese Aufgabe
zu lösen, ist das Einstellmikroskop durch Betätigen der Gelekhebelanordnung 18,
20 und durch Drehen der Büchse 22 gegenüber dem Hebel 20 um die Asche der Lagerbüchse
21 so einzustellen, daß ,die Mitte des auf der Glasplatte 33 aufgetragenen Fadenkreuzes
ungefähr mit dem P,unkt i, q7 zusammenfallend gesehen wird und daß die Fäden eine
solche Lage habe, daß sie den sich senkrecht schneidenden Linien des Netzes 4 parallel
sind. Alsdann ist durch Betätigen der Stellschrauben 25 und 26 die Feineinstellung
vorzunchmen.
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Daraufhin ist durch Drehen am Triebknopf 6 die Glasscheibe 3 mit dem
Gradnetz 4 so zu verdrehen, daß im Ablesemikroskop 10 die Strichmarke desselben
mit dem der Breite #0 entsprechenden Teilstrich zusammenfallend gesehen wird. Im
Einstellmikroskop können dann die gesuchten Koordinaten Y und ' abgelesen werden.
Fällt zufällig der Schnittpunkt des Fadenkreuzes des Einstellmikroskops auf eine
Ziffer des Gradnetzes 4, so daß, weil die Netzlinien an dieser Stelle unterbrochen
sind und weil die Fäden zu den die Unterbrechung umgebenden .Netzlinien geneigt.
sin'd, keine genaue Ablesung möglich wäre, so ist durch Drehen des Körpers 32 entgegen
der Wirkung der Federn 34 die Glasplatte 33 mit dem Fadenkreuz in eine solche Lage
zu bringen, daß die Fäden den Netzlinien parallel sind. Dann lassen sich die gesuchten
Koordinaten unter der Vorazssetzung, daß die Fäden genügend langsind und die Unterbrechung
überbrücken, genau ablesen.