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Aus Kugelschalenabschnitten hergestellter Globus Die Erfindung betrifft
einen Globus, der sich auf einfache Weise aus auswechselbaren Teilen sehr genau
zusammensetzen und wieder auseinandernehmen läßt, der einfach herstellbar und leicht
zusammensetzbar ist und sich im zerlegten Zustand in kompakter Form verpacken läßt.
Insbesondere bezieht sich die Er-findung auf einen hohlen, aus verformbarem Bahnmaterial
hergestellten Globus, der aus Kugelschalenabschnitten zusammengesetzt ist, Wobei
zwei Hohlkugelkalotten als polare Bereiche vorgesehen sind, die zusammen mit einer
Mehrzahl von Hohlkugelsegmenten als Seitenteile den Hohlkugel-Globus bilden, und
wobei die Längstrennkanten der Seitenteile in Großkreisebenen durch die Pole und
deren senkrecht zur Polachse stehende Trennkanten auf ritenkreisen liegen und bei
dem eine die Globus-Anordnung halternde Polachse mit den beiden Hohlkugelkalotten
fest verbunden ist.
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In der US-PS 2 228 736 ist bereits ein aus auswechselbaren Abschnitten
zusammensetzbarer Globus beschrieben, dersich mit hoher Genauigkeit bei minimaler
Verzeichnung oder Verzerrung bedrucken läßt. Außer bei dem dort beschriebenen und
vom gleichen
Erfinder und Anmelder stammenden, in Teile zerlegbaren
Globus, war es bei der Herstellung von terrestrischen oder auch Himmels-Globen,
wenn eine genaue Wiedergabe der Erde, des Himmelskörpers oder des Himmeisgewölbes
erwünscht war, üblich, eine Kugel aus Metall, Holz, Gips, Stein oder dergleichen,
Kunststoff oder anderen Grundmaterialien herzustellen, die mit einer Haut aus Papier
oder Pergament überzogen wurde, das im ebenen Zustand bedruckt, in an den fertigen
Globus angenäherte Segmente unterteilt und auf die Kugel aufgelegt oder anderweitig
aufgebracht wurde. Für richtige und genaue Anwendung dieser Technik ist besonders
geschultes Personal erforderlich, wobei die Kosten für solche Globen mit der gewünschten
Darstellungsgenauigkeit und der Größe der Kugel erheblich wuchsen. Ist die erwähnte
Haut einmal aufgebracht, so können Anderungen, etwa an der kartographischen Darstellung,
nur durch Aufbringen einer neuen Haut vorgenommen werden. Da solche Änderungen,
insbesondere in der politischen Kartographie der Erde, relativ häufig erfbrderlch
sind,ist der Markt für die letzterwähnten teuren Globen, die zudem jeweils nur relativ
umständlich auf neuesten Stand gebracht werden können, relativ begrenzt.
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Auch den nach der bereits erwähnten US-PS 2 228 736 hergestellten
Globen haftet noch der Nachteil an, daß notwendigerweise an und zwischen den die
einzelnen Abschnitte verbindenden Elementen ein gewisses Spiel erforderlich ist,
so daß ein vollständig genaues Aufeinanderpassen der einzelnen Teile beim Zusammenbau
nicht in allen Fällen gewährleistet ist. Weiterhin zeigte sich, daß nach der Lehre
dieser Patentschrift hergestellte Globen im auseinandergenommenen Zustand zwar wesentlich
weniger Platz einnehmen als der zusammengesetzte Globus, jedoch wird auch das dann
eingenommene Volumen für postalische Zwecke und dergleichen noch als zu groß empfunden.
Weiterhin muß dieser bekannte und auseinandernehmbare Globus aus relativ steifem
Metall oder starkem Kunststoffmaterial hergestellt sein, um einen angemsssen stabilen
Aufbau zu erhalten.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen aus Teilen zusammensetzbaren
und wieder auseinandernehmbaren Globus zu schaffen, der sich mit hoher Genauigkeit
bei sehr einfachem und -stabilem Aufbau auf einfache Weise zusammensetzen und wieder
auseinandernehmen läßt, der sich wirtschaftlich herstellen läßt und bei dem insbesondere
im Hinblick auf einen Erdglobus auf einfache Weise bestimmte Teilbereiche ausgewechselt
werden können.
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Die Erfindung besteht bei einem Globus der eingangs genannten Gattung
darin, daß die Längstrennkanten der Seitenteile mit einer Mehrzahl mit Nuten versehener
Zungen versehen ist, die jeweils entlang einer Längstrennkante im Globusinneren
liegend angeordnet und in einer Richtung ausgerichtet sind, daß die ausgerichteten
und genuteten Zungen einer Längstrennkante mit entgegengesetzt ausgerichteten Zungen
der angrenzenden und formschlüssig angepaßten Längstrennkante des folgenden Seitenteils
so verhakt sind, daß beim Gegeneinander-Verdrehen der aneinandergrenzenden Seitenteile
in der Ebene des betreffenden Großkreises eine exakte Zuordnung und fester Sitz
der Seitenteile gewährleistet ist.
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Das der bekannten Globuskonstruktion nach der genannten US-Patentschrift
noch anhaftende Problem wird also erfindungsgemäß dadurch gelöst., daß der Globus
ebenfalls aus einzelnen Sektoren oder Abschnitten zusammengesetzt wird, die aus
einem Paar von Endteilen (bei einem Erdglobus im allgemeinen die Polkappen) und
einer Mehrzahl von Seitenteilen bestehen, die je aus einem verformbaren Bahnmaterial
hergestellt sind und die sich in noch näher zu erläuternder Weise zu einem vollständigen
Globus zusammensetzen lassen. Das Problem der genauen Ausrichtung und Zuordnung
der einzelnen Teile wird dadurch gelöst, daß die Seitenteile in der Ebene von Großkreisen,
die durch die Pole des Globus verlaufen, unterteilt sind. Die Seitenteile sind mit
geschlitzten oder mit Nuten versehenen Zungen ausgerüstet, die jeweils mit den Zungen
des angrenzenden Seitenteils, die ihrerseits entgegengesetzt ausgerichtet sind,
verhakt sind. Werden nun diese mit ihren Schlitzen oder Nuten einander entgegengesetzten
Zungen miteinander verhakt und
werden die beiden aneinandergrenzenden
Abschnitte entlang der Großkreis-Schnittebene gegeneinander bis zum Anschlag verdreht,
so läßt sich auf einfache Weise eine sehr genaue Anpassung und Ausrichtung erreichen.
Die Teile lassen sich dann gegen Zurückdrehen in irgendeiner geeigneten Weise sichern,
beispielsweise durch Streifen eines durch Andrücken haftenden Klebebandes. Die dabei
erhaltenen exakt zusammengesetzten größeren Globus-Abschnitte werden schließlich
zu einem Gesamtglobus zusammengesetzt.
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Diese Konstruktion ist nach dem Zusammenbau ausreichend steif, und
es hat sich gezeigt, daß die einzelnen Abschnitte aus relativ dünnem, leicht verformbarem
Metall oder aus leicht verformbarem Kunststoffmaterial hergestellt werden können.
Bei Verwendung dieser Materialien wird das Zusammensetzen der Teile dadurch vereinfacht,
daß eine steife Unterlage vorgesehen wird, auf der der zusammengesetzte Globus aufliegt,
wobei die Unterlage gleiche Krümmung wie der Globus aufweist. Diese Unterlage kann
beim Zusammensetzen als Stützunterlage dienen, um. ein Verformen des Materials zu
verhindern, während die einzelnen Abschnitte relativ zueinander in der Ebene eines
entsprechenden Großkreises gedreht werden, um sie miteinander einrasten zu lassen
und auszurichten, und während die Halterungsstreifen aufgebracht werden.
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Das oben angegebene Problem des einfachen und raumsparenden Verpackens
wird dadurch gelöst, daß alle Teile, d.h. die End-und Seitenteile, mit gleichen
Winkelabmessungen ausgebildet werden, so daß sie sich bei minimalem Raumbedarf eng
zusammensetzen lassen. Praktisch haben sich zwei verschiedene Kombinationen als
zweckmäßig erwiesen. Wird für alle Teile ein umspannter Bogen von 900 vorgesehen,
so ergeben sich vier Seitenteile und zwei Polarkappen - eine Konstruktion, die insbesondere
für Globen mit ca. 30 cm Durchmesser zu bevorzugen ist.
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Für größere Globen werden Teile mit einem 600-Mittelpunktswinkel oder
Globenwinkel vorgesehen, so daß sich insgesamt zwei Endteile und zwölf Seitenteile
ergeben. Dabei hat sich
gezeigt, daß sich etwa ein aus diesen vierzehn
Teilen zusammensetzbarer Globus mit ca. 40 cm Durchmesser im zerlegten Zustand in
kleinerem Raum unterbringen läßt als ein 30 cm-Globus, der aus sechs Teilen zusammensetzbar
ist.
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Nach dem Zusammensetzen der Seitenteile werden die Endteile durch
irgendwelche geeigneten Vorrichtungselemente befestigt, und es wird eine Polachse
eingesetzt, über die eine Halterung der Anordnung an einer Unterlage möglich ist,
oder die auch ohne Verbindung mit einer Unterlage die Anordnung zusammenhält.
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Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand
der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Fiq. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen
Globus, der aus Kugelschalenabschnitten mit 600 Mittelpunktswinkel zusammengesetzt
ist, bei dem die Endteile in ihrer zugeordneten Stellung durch die Polachse zusammengehalten
werden und bei dem eine Unterlage den Globus im richtigen Erdneigungswinkel zur
durch schnittlichen Sonnenbahnebene hält; Fig. 2 eine andere Ansicht eines erfindungsgemäß
zusammengesetzten Globus, der über eine Hängevorrichtung an seiner Achse so aufgehängt
ist, daß sich wiederum der richtige Neigungswinkel einstellt; Fig. 3 einen Teilschnitt
des Globus nach Fig. 1 zur Darstellung von Einzelheiten im unteren Teil der Anordnung
einschließlich der Unterlage; Fig. 4 einen Teilschnitt aus Fig. 2 zur Verdeutlichung
von Einzelheiten des oberen Teils der Anordnung einschließlich der Hängevorrichtung;
Fiq. 5 eine Perspektivansicht der Unterlage; Fig. 6 in Perspektivansicht zwei zu
einem vollen, von Nord nach Süd verlaufenden Seitensegment zusammengesetzte Halbsegment-Seitenteile,
die auf die Unterlage abgestützt sind.
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Fig. 7 eine vergrößerte Teilansicht der geschlitzten oder genuteten
Zungen, mittels derer die Seitenteile zusammengefügt und zusammengehalten werden;
Fig. 8 eine der Fig. 7 ähnliche Darstellung, bei der die geschlitzten Zungen miteinander
im Eingriff stehen und eine Sicherung gegen Verrutschen durch ein Band vorgesehen
ist; Fiq. 9 einen Schnitt, gesehen in Richtung der Pfeile an der Linie 9-9 in Fig.
8 zur Verdeutlichung des Winkels, in dem die Zungen abstehen; Fig.10 eine der Fig.
6 ähnliche Darstellung zur Verdeutlichung der weiteren Schritte beim Zusammensetzen
der einzelnen Abschnitte; Fi.ll eine den Fig. 6 und 10 ähnliche Darstellung, bei
der die Halbkugelschalen zum Zusammenfügen vorbereitet sind; Fig.12 eine Perspektivansicht,
teilweise im Schnitt, gemäß der der teilweise zusammengesetzte Globus auf der Unterlage
ruht und die untere Polkappe zum Aufsetzen vorbereitet ist; Fig eine der Fig. 12
ähnliche Darstellung, bei der die untere Haltekappe gerade eingesetzt werden soll;
Fiq.14 eine Ansicht der auseinandergenommenen Polachse; Fig.15 eine Perspektivansicht,
teilweise im Schnitt, bei in den teilweise zusammengesetzten Globus eingesetzter
Polachse; Fig.16 eine der Fig. 15 ähnliche Darstellung, bei der gezeigt ist, wie
die obere Haltekappe vor dem Einsetzen der oberen Polarkappe befestigt wird; Fig.17
eine Perspektivansicht zur Verdeutlichung eines auseinandergenommenen Globus gemäß
der Erfindung in einem Behälter und Fig.18 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung,
bei der die einzelnen Abschnitte einen Mittelpunktswinkel von 900 aufweisen.
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Gemäß der in den Fig. 1 bis 17 dargestellten Ausführungsform der Erfindung
ist ein Paar von Endteilen 11, die vorzugsweise den gesamten oder wenigstens einem
wesentlichen Teil der Polarbereiche im Falle eines Erdglobus entsprechen, sowie
eine Mehrzahl von Seitenteilen 12 vorgesehen. Die Endteile 11 umspannen jeweils
etwa einen Winkel von 300, gemessen von der Mitten-oder Polachse 13, d.h. der gesamten
Bogen umschließt einen Mittelpunktswinkel von 600. Die Seitenteile 12 sind vorzugsweise
nach Größe und Form alle einander gleich und umspannen je einen geographischen Breitenwinkel
von 600 vom Äquator aus und einen geographischen Längenwinkel von 600. Wie die Fig.
2 erkennen läßt, bestehen die Seitenteile aus insgesamt zwölf oberen und unteren
Halbsegmenten des Globus. Die Ausdehnung der Endteile kann von einem Winkel von
etwa 230 (entsprechend den Polarkreisen) bis zu wenige Grade mehr als 300 schwanken,
doch erfordert jede nennenswerte Abweichung von dem zu bevorzugenden Bogenwinkel
von 300 eine Volumenvergößerung bei dem den auseinandergenommenen Globus aufnehmenden
Behälter, so daß dann die sich beim Verpacken und Lagern ergebenden Vorteile dieser
bevorzugten Ausführungsform nicht in vollem Umfang erreicht werden. Die Kanten der
Seitenteile 12 liegen alle in der Ebene von Kugelgroßkreisen, mit Ausnahme der beiden
Kanten, die gegen die Endteile anliegen. Die Seiten- und Endteile sind alle so gebogen,
daß sie eine der Kugelform angepaßte Krümmung bestimmter Größe aufweisen. Jedes
der Endteile ist im Bereich des Pols mit einem Loch 14 versehen, und eine Mehrzahl
von Zungen 15 steht von der Kante dieser Teile ab, deren Anzahl wenigstens der Anzahl
der Seitenteile entspricht und die vorzugsweise parallel zur Polachse der Anordnung
stehen. Die Seitenteile 12 weisen an ihren den Polen zugekehrten Enden Flansche
16 mit Schlitzen 17 auf, in die die Zungen 15 hineinragen.
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Die Flansche 16 sind vorzugsweise um ein der Dicke des Materials,
aus dem die Teile hergestellt sind, entsprechendes Stück versetzt, wie bei 18 angedeutet
ist, so daß sich eine glatte äußere Oberfläche ergibt. Die Seitenteile 12 sind an
ihren restlichen drei Seiten mit Verbindungselementen versehen, die, wie dargestellt,
aus einer Mehrzahl von geschlitzten oder genuteten Zungen 19 bestehen, die im zusammengesetzten
Zustand
des Globus nach innen gebogen sind und in das Innere hinein
abstehen, vorzugsweise in einem Winkel von 450 gegen die Tangentialebene, wie Fig.
9 erkennen läßt. Der Grund 20 der Zungen 19 ist jeweils von der Oberseite der Zungen
so weit beabstandet, daß dann, wenn die Zungen im verhakten Zustand voll gegeneinander
anliegen, die Kanten der Seitenteile genau aufeinander ausgerichtet sind. Halterungselemente,
wie etwa Streifen eines Klebebandes 21, dienen zum Festhalten der Teile im zusammengesteckten
Zustand.
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Eine Unterlage oder Grundplatte 22 besteht aus einer gebogenen Kappe,
deren Krümmung der Krümmung des Globus entspricht und die auf Füßchen 23 oder anderen
Stützelementen aufsteht. Diese Unterlage ist mit einer Vertiefung oder einem Loch
24 versehen, das gegen die Mitte so versetzt ist, daß beim Einsetzen des unteren
Endes der Polachse in dieses Loch der Globus in einem Neigungswinkel von im Idealfall
23033' steht und sich auf dieser Unterlage unter Beibehaltung des Neigungswinkels
drehen läßt.
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Beim Zusammensetzen des Globus werden vorzugsweise die jeweiligen
oberen und unteren Halbseitenteile eines Seitenteils 12 zusammengefügt, wie Fig.
6 erkennen läßt, um so die einzelnen vollständigen von Nord nach Süd reichenden
Seitensegmente zu erhalten. Dabei wird zweckmäßigerweise die Unterlage 22 als Abstützung
während des Zusammensetzens verwendet, da diese Unterlage den geschlitzten Zungen
19 automatisch in der Ebene des Großkreises gegenübersteht. Die Zungen werden dann
durch Verschieben in der Großkreisebene zusammengefügt, so daß sie voll gegen die
jeweiligen Unterkanten oder Sitze 20 anliegen, wie die Fig. 7 und 8 erkennen lassen,
in denen das Zusammenfügen der Seitenteile mittels der im Inneren des Globus stehenden
Zungen gezeigt ist. Bei einem Abstehwinkel der Zungen von 450 wird der sich auf
der Außenflächende ergebende Spalt auf ein Minimum gebracht, so daß sich dabei dann
die glatteste Oberfläche und gleichzeitig eine Verstärkung der Anordnung gegen eine
nach Innen gerichtete Verschiebung ergibt. Die Teile werden dann in ihrer zugeordneten
Position durch Haltestreifen 21 miteinander verbunden, die beispielsweise aus einem
bei Andruck
klebenden Band oder einem anderen geeigneter Haltemittel
oder einer Vorrichtung bestehen können.
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Die so vervollständigten Nord-Süd-Seitensegmente werden dann, wie
Fig. 10 erkennen läßt, vorzugsweise zu zwei Halbkugelschalen zusammengefügt. Das
Zusammensetzen der Halbkugel schalen erfolgt zweckmäßigerweise so, daß eine Halbkugel
schale auf die Unterlage 22 aufgelegt und, wie Fig. 11 erkennen läßt, die andere
llalbkugelschale oben aufgesetzt wird. Die Halbkugelschalen werden fest miteinander
verbunden, wenn die Zungen 19 voll im Eingriff miteinander stehen, was dadurch-erreicht
wird, daß die Kanten der Halbkugelschalen geringfügig gegeneinander gedreht werden.
Insgesamt entsteht so eine abgeflachte Hohlkugel. Die Teile werden dann mittels
des Bandes 21 fest miteinander verbunden. Daraufhin wird eine der Polkappen 11,
wie Fig. 12 erkennen läßt, aufgesetzt, wobei die Zungen 15, die parallel zur Polachse
stehen, in die Schlitze 17 der Flansche 16 eingesetzt werden. Nach dem Einsetzen
der ersten Polkappe wird die gesamte Anordnung vorzugsweise auf der Unterlage 22
in die in Fig. 13 gezeigte Stellung gedreht, um ein Halterungsteil 25 einzusetzen.
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Dieses Halterungsteil 25 ist ein verstärkendes Kugelsegment, dessen
Durchmesser etwa dem Endteil 11 entspricht oder etwas kleiner ist und vorzugsweise
aus einem steifen Kunststoff oder einem anderen Material hergestellt ist. Dieses
Halterungs-oder Sperrteil ist mit einem Mittenloch 26 versehen, durch das die Polachse
hindurchläuft. Das Halterungsteil 25 ist genau auf die Innenseiten der Zungen 15
der Polkappe und die Kanten der Polkappe angepaßt, um die Flansche 16 der Seitenteile,
wie die Fig. 3 und 4 erkennen lassen, in zugeordneter Stellung festzuhalten. Damit
ergibt sich eine beträchtliche Steifigkeit und Festigkeit der gesamten Anordnung.
Das untere Halterungsteil 25 wird, wie in Fig. 13 gezeigt, über die Öffnungen 27
in den zusammengebauten Seitenteilen in die Kugel eingesetzt, wobei diese Öffnungen
in Tiefe und Breite lediglich so groß sein müssen, daß dieses Halterung steil eingesetzt
werden kann.
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Die Polachse 13 ist vorzugsweise in zwei oder drei Längsteile zerlegbar,
wie Fig. 14 zeigt, so daß sie in die gleiche Schachtel paßt, in der auch der noch
zerlegte Globus eingebracht ist.
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Die Achse ist an jedem Ende mit einem Anschlag 28 versehen, der zweckmäßigerweise
aus einer auf das jeweilige Ende der Achse über Schraubengewinde 29 aufgezogenen
Mutter bestehen kann.
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Diese Gewinde 19 erstrecken sich über ein ausreichendes Stück in Längsrichtung
der Achse, um die Mutter an der Innenbegrenzung des Halterungsteils 25 anliegen
lassen zu können. Wie Fig.
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15 zeigt, wird nun die mit einer oberen und einer unteren Mutter 28
versehene Achse in die soweit vorbereitete Anordnung des Globus eingesetzt, wobei
das untere Ende der Achse mit dem unteren Gewinde 29 sowohl durch das untere Halterungsteil
25 als auch das untere Endteil 11 hindurchgeht. Die Achse wird dann außerhalb des
Globus mittels einer geeigneten Befestigungsvorrichtung 30 festgelegt, die vorzugsweise
aus einer zweiten Mutter besteht, die auf das Ende aufgezogen wird, so daß die Endteile
und das Halterungsteil gegeneinandergepreßt werden und die dazwischenliegenden Flansche
festgeklemmt werden. Schließlich kann eine Kronenmutter 31 als Abschluß und auch
als zweckentsprechender Ansatz zum Einsetzen der Anordnung in das Loch 24 der Unterlage
22 aufgezogen werden.
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Das obere Halterungsteil 25 und das Endteil 11 werden dann, wie Fig.
16 zeigt, dadurch mit der soweit vorbereiteten Anordnung verbunden, daß zunächst
das Halterungsteil durch die Öffnungen eingesetzt wird und bündig unterhalb und
gegen die Flansche 16 durch die Mutter 28 gehalten wird. Daraufhin wird das obere
Endteil 11 aufgesetzt und wie zuvor erwähnt befestigt. Wie Fig. 4 zeigt, kann die
Anordnung mit einer Hängevorrichtung 32 versehen sein. Diese Hängevorrichtung ist
so lang ausgebildet, daß dann, wenn die Aufhängung am freien äußeren Ende, wie Fig.
2 zeigt, erfolgt, der Globus in einem Winkel hängt, der in etwa dem richtigen Neigungswinkel
der Erdachse entspricht.
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Der auseinandergenommene Globus einschließlich der Unterlage und den
Teilen der Achse paßt in eine Schachtel 33, wie Fig. 17 zeigt, deren Länge und Breite
nicht größer zu sein braucht als
die größten Abmessungen der Seitenabschnitte
12.
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Die Abschnitte des Globus werden vorzugsweise aus einem leicht verformbaren
Material, etwa einer dünnen Metall- oder Kunststoffbahn, hergestellt. Sie können
jedoch auch aus dickerem Metall oder Kunststoffmaterial hergestellt sein, sofern
dieses unter Wärme und Druck verformbar ist Zu bevorzugende Materialien sind thermoplastische
Kunstharzmaterialien, wie etwa die verschiedenen Polyvinylchloride, Polystyrol,
Polyäthylen, Acrylat-Polymerisate und-Mischpolymerisate sowie viele andere Kunststoffmaterialien,
die ausreichende Festigkeit und Verformbarkeit für den hier vorgesehenen Zweck aufweisen.
Die Abschnitte werden in gewöhnlicher Weise in flachem Zustand bedruckt und dann
auf die notwendige Form gebracht. Da der Flächenbereich irgendeines einzelnen Teils
nur einen sehr kleinen Teil der Gesamtfläche der Kugel darstellt, ergibt sich keine
nennenswerte Verzerrung, wie dies bei großen Segmenten der Fall ist, die notwendigerweise
einem Tiefziehverfahren unterzogen werden müssen.
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Falls erwünscht, kann die Topographie des Globus auch geprägt sein,
und es können Himmels- und/oder astronomische Globen hergestellt werden, bei denen
die Globusabschnitte entweder bedruckt oder geprägt sind. Dieser zerlegbare Globus
eigent sich auch gut als mathematisches Modell zur Erleichterung der Anschauung
bei der Darstellung der sphärischen Geometrie und Trigonometrie.