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Spiegelzelle für 16" Dobson
#1
Hallo zusammen,


Seit Ende letzten Jahres bin in dabei für meinen 16" Dobson eine neue Spiegelzelle zu konstruieren.
Die neue Zelle soll gegenüber der Alten folgende Unterschiede/Verbesserungen aufweisen:

-Die komplette Spiegelfassung soll bei der Justage bewegt werden.
-Die Spiegeljustage erfolgt über Rändelmuttern, die auf der Oberseite der Spiegelbox platziert werden.
-Die Auflagedreiecke werden mit Gummitbändern fixiert, um ein Verdrehen zu verhindern.
-Die Laterale Lagerung wird durch zwei Wippen mit jeweils zwei Kugellagern realisiert.
-Die Zelle erhält eine Spiegelsicherung, die das Herauskippen des HS verhindern soll.

Die Größe und Lage der Auflagedreiecke bzw. der Wippen wurde anhand der Software "Plop" errechnet. Das Programm benötigt lediglich Durchmesser HS, Stärke HS, Brennweite HS, Anzahl der Auflagepunkte und den Durchmesser des Fangspiegels. Hierzu ein paar Grafiken, die ich anhand der oben geannten Faktoren erstellt habe:

.pdf   Spiegellagerung Dobson.pdf (Größe: 15,79 KB / Downloads: 28)

.pdf   Wippe Dobson.pdf (Größe: 7,19 KB / Downloads: 21)

.pdf   Auflagedreieck Dobson.pdf (Größe: 10,26 KB / Downloads: 20)


Der Rahmen ist als Dreieckskonstruktion ausgeführt welche aus Rechteckrohren bestehen wird (30*40*4; Al). In den Rahmen werden die innenliegenden Wippen (Vierkantrohr 20*20*3; Al) montiert. Die Verbindung zwischen Wippe und Auflagedreick besteht aus Kugelscheiben + Kegelpfannen. Um diese beweglich miteinander zu Verbinden, sollen Neodymmagneten in die Scheinben bzw. Pfannen geklebt werden. Die Rahmenteile wiederung werden mit 4mm starken Alu-Blechen verschraubt (Senkkopfschrauben M6; VA).
Die Wippe wird aus einem doppelt gekröpften Vierkantstab bestehen (20*20 Al, Winkel=158°). Stirnseitig bekommen die Wippen je ein Kugellager (Außendurchmesser = 22mm). Die Drehpunkte der Wippen liegen, bezogen auf die Mitte des HS, 45° von der Senkrechten entfernt. Die Kugellager liegen, ebenfalls bezogen auf die Mitte des HS, 22,5° und 47,5° von der Senkrechten entfernt. Eine Zeichnung hierzu kommt ebenfalls noch.

Die Aufhängung der Spiegelzelle erfolgt über eine Gewindestange, welche mittels Messingbuchsen in ein U-Profil eingesetzt ist. Die Zeichnung dazu stelle ich die paar Tage hier noch ein.



.pdf   Spiegelzelle 16_.pdf (Größe: 16,81 KB / Downloads: 24)
Hier noch eine Zeichnung dazu. Zur Erklärung:
Rahmenteile -> grün
Wippte d. Laterallagerung -> orange
Bohrungen und Kugellager -> schwarz
Verbindungsbleche -> rot und lila
Hauptspiegel -> hellblau
Die Wippen, Auflagedreiecke und Schrauben habe ich in der Zeichnung weggelassen. Auch die Halterung des Dreicks ist nicht eingezeichnet.


Gruß
Simon
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Georg (01.02.2016), Herbipollution (03.02.2016), Philipp (02.02.2016), Ulf (01.02.2016), Werner (17.02.2016), Willi (03.03.2016)
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#2
Hallo Simon,
es wird dich vielleicht interessieren, dass ich an genau dem gleichen Projekt arbeite und dass meine Lösungen ziemlich ähnlich aussehen. Die laterale Lagerung mache ich aber nicht ganz so aufwändig über Wippen, sondern über 90Grad Lager. Welchen HS verwendest du? Die PLOP-Werte sind (minimal) anders als meine. Ich habe vor, den GSO 16'', f=1800,mit 13.5 kg BK7 zu nehmen.
Wäre interessant, welche anderen Detaillösungen du gefunden hast. Wir  könnten uns ja mal austauschen.

Viele Grüße
Willi

(01.02.2016, 00:54)Simon schrieb: Hallo zusammen,


Seit Ende letzten Jahres bin in dabei für meinen 16" Dobson eine neue Spiegelzelle zu konstruieren.
Die neue Zelle soll gegenüber der Alten folgende Unterschiede/Verbesserungen aufweisen:

-Die komplette Spiegelfassung soll bei der Justage bewegt werden.
-Die Spiegeljustage erfolgt über Rändelmuttern, die auf der Oberseite der Spiegelbox platziert werden.
-Die Auflagedreiecke werden mit Gummitbändern fixiert, um ein Verdrehen zu verhindern.
-Die Laterale Lagerung wird durch zwei Wippen mit jeweils zwei Kugellagern realisiert.
-Die Zelle erhält eine Spiegelsicherung, die das Herauskippen des HS verhindern soll.

Die Größe und Lage der Auflagedreiecke bzw. der Wippen wurde anhand der Software "Plop" errechnet. Das Programm benötigt lediglich Durchmesser HS, Stärke HS, Brennweite HS, Anzahl der Auflagepunkte und den Durchmesser des Fangspiegels. Hierzu ein paar Grafiken, die ich anhand der oben geannten Faktoren erstellt habe:





Der Rahmen ist als Dreieckskonstruktion ausgeführt welche aus Rechteckrohren bestehen wird (30*40*4; Al). In den Rahmen werden die innenliegenden Wippen (Vierkantrohr 20*20*3; Al) montiert. Die Verbindung zwischen Wippe und Auflagedreick besteht aus Kugelscheiben + Kegelpfannen. Um diese beweglich miteinander zu Verbinden, sollen Neodymmagneten in die Scheinben bzw. Pfannen geklebt werden. Die Rahmenteile wiederung werden mit 4mm starken Alu-Blechen verschraubt (Senkkopfschrauben M6; VA).
Die Wippe wird aus einem doppelt gekröpften Vierkantstab bestehen (20*20 Al, Winkel=158°). Stirnseitig bekommen die Wippen je ein Kugellager (Außendurchmesser = 22mm). Die Drehpunkte der Wippen liegen, bezogen auf die Mitte des HS, 45° von der Senkrechten entfernt. Die Kugellager liegen, ebenfalls bezogen auf die Mitte des HS, 22,5° und 47,5° von der Senkrechten entfernt. Eine Zeichnung hierzu kommt ebenfalls noch.

Die Aufhängung der Spiegelzelle erfolgt über eine Gewindestange, welche mittels Messingbuchsen in ein U-Profil eingesetzt ist. Die Zeichnung dazu stelle ich die paar Tage hier noch ein.



Hier noch eine Zeichnung dazu. Zur Erklärung:
Rahmenteile -> grün
Wippte d. Laterallagerung -> orange
Bohrungen und Kugellager -> schwarz
Verbindungsbleche -> rot und lila
Hauptspiegel -> hellblau
Die Wippen, Auflagedreiecke und Schrauben habe ich in der Zeichnung weggelassen. Auch die Halterung des Dreicks ist nicht eingezeichnet.


Gruß
Simon
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#3
Hallo Willi,
der Spiegel wurde von einem Astrokollegen in Handarbeit geschliffen. Leider kann ich mich nicht mehr an dessen Namen erinnern - Winfried müsse ihn namentlich vom ITV kennen. Der Durchmesser des Spiegels beträgt 414 mm bei 39 mm Randstärke. Die Brennweite liegt bei etwa 1730 mm.

Der Bau der Zelle zieht sich leider in die Länge, da meine Bestellung bei der örtlichen Schlosserei ungergegangen ist Dodgy .


Ich hoffe, dass ich die neue Spiegelzelle bis zu unserem Teleskoptreffen fertig ist.



Gruß
Simon
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#4
Hallo,
es geht weiter - ich habe es geschafft die Blechteile herauszulasern. Die Halterungen für die Spiegelzelle muss ich noch abkanten, genauso die Wippen der Laterallagerung. Die Rohrstücke sind heute ebenfalls mit der Post gekommen.
Im Moment bin ich mir noch nicht sicher was die Befestigung der Auflagedreiecke angeht Huh . Zwar könnte ich die Dreiecke mit einer durchgehenden Schraube an den Wippen befestigen, jedoch habe ich Zweifel, ob die Auflagedreiecke dann noch beweglich genug bleiben.
Die andere Methode wäre, dass ich die Kugelscheiben auf die Dreiecke klebe und die dazugehörigen Kegelpfannen auf ein Blech aufschweiße, in dessen Mitte ein Gewinde zur Befestigung an der Wippe geschnitten ist. In die Scheibe bzw. Pfanne würde dann ein Neodymmagnet eingeklebt werden um beide Teile beweglich zu verbinden. Muss ich doch mal eine Zeichnung machen...


   

.pdf   Spiegelzelle Draufsicht.pdf (Größe: 19,24 KB / Downloads: 3)


Gruß
Simon
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#5
Hallo zusammen,

nach über zwei Jahren und mehreren Pausen ist die finale Spiegelzelle nun endlich fertig geworden. Nachdem die erste Spiegelzelle fertig war, fielen mir dann doch noch einige Verbesserungspunkte auf. So wurde unter anderem der Rahmen und die Laterallagerung grundlegend überarbeitet. Andere Konstruktionsmerkmale, wie die innenliegenden Wippen und die Auflagedreiecke mit den Kegel- bzw. Kugelscheiben, wurden für die neue Version übernommen.
Die neue Spiegelzelle ist sicherlich nicht die Leichteste. Was die Materialstärken und Querschnitte angeht, könnte man sicherlich noch einiges an Gewicht einsparen. Auch die Aufhängung hätte man filigraner konstruieren können.


An die neue Spiegelzelle hatte ich eine ganze Reihe an Wünschen, die ich realisieren wollte:
- Justage der gesamten Spiegelzelle über lediglich zwei Punkte
- Sicherung des Hauptspiegels gegen herausfallen
- Austausch der Spiegelzelle ohne dass der Fokus sich am OAZ verändert (sonst vermehrte Arbeit)
- Freie Beweglichkeit der Auflagedreiecke
- Verwindungsfreie Laterallagerung
- HS sitzt immer satt auf den Lagerungspunkten auf


Alle Blechteile habe ich bei mir auf der Arbeit zuschneiden lassen. Hierfür habe ich eine CAD-Datei (.dxf) generiert, welche in der Firma dann passend für die Flachbettlaseranlage übersetzt wurde. Neben der Außenkontur habe ich auch gleich die Löcher für die Verschraubungen ausschneiden lassen. So konnte ich mir viel Arbeit sparen. Das Entgraten war allerdings recht aufwändig, da bei dem Material und der Stärke immer ein sehr starker Grat entsteht.
Die Rohre für den Rahmen (30*40*4; Alu) habe ich bereits passend zugeschnitten gekauft. Das genaue Anreißen, Körnen und Bohren ist bei der gewünschten Toleranz nicht einfach gewesen. Vor allem wenn man sonst nur Treppen und Geländer gebaut hat.
Wenn ich mir auf den Teleskoptreffen die Selbstbauen so anschaue, dann fällt mir immer wieder auf, dass die Metallteile oftmals nicht entgratet sind. Auch bei meiner alten Spiegelzelle war das der Fall und ich hatte mir damals beim Spiegelausbau auch gleich in die Fingerkuppe geschnitten. Ich habe deshalb alle Schnittkanten mit der Schlichtfeile und feinem Schleifpapier sauber entgratet. Um den Alu-Teilen ein einheitliches Aussehen zu geben, sind alle Oberflächen mit dem Schwingschleifer abgeschliffen worden.

Als Laterallagerung habe ich anstatt der Wippen nun doch einfache Buchsen aus POM verbaut. Der Grund hierzu war einfach, dass die Mantelfläche des Hauptspiegels nicht plan ist. Die Buchsen hatte mir Horst Becker von Drehen und Mehr nach Zeichnung angefertigt. Sie sind in der Spiegelzelle quadratisch angeordnet. Die Buchsen sind mit Senkkopfschrauben (M10*120) am Rahmen befestigt. Die Oberen Buchsen dienen als Spiegel- und Transportsicherung. Alle Buchsen haben am oberen Ende einen 5 mm hohen bzw. breiten Bund. Den Bund habe ich einseitig jeweils bis auf den Grundkörper plan angeschliffen. Bei Bedarf kann man einfach die abgeschliffene Seite zum Spiegel drehen, um den Spiegel zu entnehmen zu können. Ansonsten stehen die Bünde über dem Spiegelrand hinein und sichern den Spiegel.
Die Balken der Wippen habe ich anstelle eines Vierkantrohrs (20*20*3; Aluminium) aus Vollmaterial gefertigt, um mir bei der späteren Montage der Auflagedreiecke leichter zu tun. Hier brauchte es keine Muttern mehr, sondern lediglich ein paar durchgehende Gewinde. Die Balken habe ich mittels Passcheiben in die Rahmenrohre verbaut, um ein seitliches Spiel zu minimieren.
Auf die Auflagedreiecke (5 mm Alu) sind Kunststoffgleiter, wie man sie von Möbeln her kennt, geklebt. Um eine freie Beweglichkeit der Auflagedreiecke zu ermöglichen, habe ich Kegel- bzw. Kugelscheiben verbaut. Die sind zwar recht teuer, allerdings gefiel mir die Lösung wesentlich besser als die aufgebohrten Hutmuttern anderer Konstruktionen die man so sieht...


Für die obere Aufhängung habe ich aus Blech (2,5 mm; 1. 4301) ein U-Profil gebogen. Das Justiergestänge besteht jeweils im groben aus einer Sechskantschraube (M10*120), Beilagscheiben (Kunststoff) und flachen Sechskantmuttern. Da ich die Muttern nicht kontern wollte, die fressen sich immer so leicht fest, habe ich zur Schraubensicherung Loctite (blau) verwendet. Die Schraube ist so verbaut, dass sie sich noch drehen kann, jedoch eine Spiel in der Höhe hat. Lediglich die eingeschraubte Spiegelzelle kann sich durch drehen des Gestänges frei nach oben und unten bewegen. Auf die Aufhängebleche der Spiegelzelle habe ich jeweils zwei flache Sechskantmuttern mit 2K-Kleber geklebt.
Die Untere Aufhängung besteht lediglich aus einem Winkel der mittels einer Zylinderkopfschraube (M10*45) mit der Spiegelzelle verbunden ist. Damit sich die Spiegelzelle frei bewegen kann, habe ich hier zwei Garnituren von Kegel- bzw. Kugelscheiben verbaut.
Über eine Justagemöglichkeit von der Oberseite der Spiegelbox aus habe ich abgesehen. Die Gefahr, dass ich im Dunkeln unbeabsichtigt auf den Hauptspiegel fasse war mir zu groß. Außerdem muss ich so oder so vom Concenter-Okular weg, um das Jusitergestänge bewegen zu können. Meine Arme sind dann doch zu kurz. Wink

In der Nacht von Sonntag auf Montag hatte ich die neue Spiegelzelle bereits im Einsatz. Ich muss sagen, dass die Justage jetzt viel einfacher von der Hand geht. Die Zeiten in denen der Hauptspiegel in die Zelle zurückgerüttelt werden musste sind vorbei. Mit wenigen Handgriffen ist das Teleskop nach dem Aufbau exakt  justiert.

Gruß
Simon

   
   
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#6
Servus Simon,

wow - das Ding muss ich mir Live am Dobson mal ansehen, die Zeit der langen Nächte kommt ja wieder. Eine Vorstufe dazu hast du ja fürher schon mal gezeigt.  Daumen hoch

Wie viel Arbeitszeit in Stunden ist in das Projekt eigentlich geflossen? Zuviel wahrscheinlich... wie es beim Hobby wohl immer ist.  Big Grin


Grüße,

Florian
Astronomie, einer der schönsten Gründe, nachts nicht schlafen zu gehen!
(Zeiss-Werbung)
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#7
Hallo Simon,

ich find es toll, dass du deine Ideen umgesetzt hast und wünsche dir, dass die Veränderungen den entsprechenden Beobachtungsspaß bringen. Deine Arbeit sieht sehr solide und durchdacht aus.

Es ist immer hilfreich, wenn man "out of the box" (in diesem Falle eher "out of the car") zügig mit der Himmelsbeobachtung starten kann. Wenn dann die Justage einfach hergestellt und die Justierstabilität gegeben ist, kann man entspannt die Objekte genießen.

Daumen hoch
the sky is the limit

Gruß Uwe

"Sehen ist schwieriger als Glauben" Zitat aus "Die Kometenjäger"

http://www.the-night-black-white.de
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#8
Hallo Simon,

super Arbeit die du da geleistet hast. Wie meine englischen Kollegen sagen würden: bloody german engineering! Big Grin

Interessant finde ich dass die zylindrischen POM Buchsen als Laterallagerung so gut funktionieren. Manche machen daraus eine Wissenschaft mit schmalen Röllchen, die genau in der Schwerelinie des Spiegels angreifen müssen, da es sonst zu einem "Kartoffelchip" Effekt mit Astigmastismus kommt....
Vielleicht ist dein Spiegel aber auch einfach dick genug, um sich nicht zu verbiegen.

CS!

Frak
Nur in einem ruhigen Teich
spiegelt sich das Licht der Sterne...
(aus China)
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