3D Schiefspiegler

Hallo Miteinander
3D Schiefspiegler nach Gerd Düring

Mit diesem Beitrag
http://www.astrotreff.de/topic…HIVE=true&TOPIC_ID=107037
hat Gerd ein Schiefspieglerdesign vorgestellt das ich gebaut habe .

Da meine Prüfstrecke keine 10m Radius erlaubt , hat Gerd mir freundlicherweise eine Version mit 9,2m Radius gerechnet .

Primärspiegel : 9,2m Radius : Öffnung 125mm : Winkel a = 2°
Sekundärspiegel 9,2m Radius : Öffnung 95mm : Winkel b = 3,13°
Abstand HS- SS 1650mm : SS - Fokus 1797mm : Strehl 0,926

Zum Vergleich : Ein Newton mit 20% OB. hat nach Suiter 0,92 EER

[Ergänzung 16.09. : Das Orginaldesign von Gerd mit 10m Radien hat 0,959269 Strehl .
Zum EER siehe den folgenden Beitrag von Cleo und meine EER/E Tabelle ]

Meine beiden Spiegel habe ich mit Foucault und Ronchie getestet . Die Messstrecke ging dabei durch verschiedene Zimmer . Außerhalb der Heizperiode war das überhaupt kein Problem , mit Heizung war alles nur verwabbert . Bei beiden Spiegeln hatte ich Probleme mit dem Rand .
Dies zeigen auch die Interferrogramme von Michael Koch .
http://www.astrotreff.de/topic…HIVE=true&TOPIC_ID=157331
Den HS habe ich auf 120mm , den sec. Spiegel auf 95mm abgeblendet .

Die Konstruktion geht ähnlich wie beim Yolo . Aus Erfahrung mit meinem 4" f15 FH weiß ich , das die tiefe Einblickposition am hinteren Ende des Tubus am meisten stört weil sie zu einer hohen Säule zwingt . Daher habe ich den Tubus länger gemacht . 1900mm Tubuslänge zweigeteilt ist immer noch PKW Rücksitzbank tauglich . Der sec. Spiegel kommt so höher und damit der Fokus weiter vom Boden weg . Mit Zentspiegel liegt die Fokusachse 20cm vor dem Tubusende in minimal 63 cm Höhe über dem Boden und das bei einer Höhe der Höhenachse von nur 128 cm .
Der Abstand Primär-Sekundärspiegel beträgt 1850mm , der Kippwinke des Primärspiegels a = 1,86° ist so gewählt das der 110mm Sekundärspiegel nicht in den Strahlengang ragt . Der Abstand Sekundärspiegel-Fokus beträgt 1777mm . Er läßt sich mit der gleichen Formel wie beim Yolo berechnen .
Eine weitere Möglichkeit ist Winspot . Hierbei ersetzt man die Astikompensation durch Verkippung der zweiten Ebene durch torrische Verformung (des Sekundärspiegels) die ebenfalls den Asti des Primärspiegels kompensiert . Die Plots stimmen allerdings nicht , es fehlt die Koma der zweiten Ebene .
Für die Berechnung des Winkels der zweiten Ebene habe ich keine Formel . Da meine Werte von Gerds abweichen , habe ich mit Winspot Plots das optimale Verhältnis der Radien für die torrische Verformung bei Gerds Design und bei meiner Konstruktion verglichen . Sie sind fast gleich . Daher habe ich den Winkel der zweiten Ebene b = 3,1° gewählt und den Schlitten in dem die Grobeinstellung des Okularauszugs läuft genügend justierbar gemacht .
Beim ersten Sterntest war ich sehr gespannt und erwartete Ellipsen .
Aber nix da , alles kreisrund und auch absichtliche mäßige Dejustierung der Primärspiegelebene änderte da wenig . Das Design ist sehr gutmütig , gegenüber einem schnellen Newton geradezu langweilig .
Zur Kollimation habe ich an den Spielfassungen Hülsen und an der Eintrittsöffnung 4 Bohrungen angebracht in die ich Schrauben stecken kann um mit Gummibändern ein Doppelfadenkreuz aufzuspannen . In den Okularauszug kommt der Justierläser . Der Okularauszug wird auf Mitte Sekundärspiegel einjustiert , der Sekundärspiegel aut Mitte Primärspiegel und Dieser auf Mitte Eintrittsöfnung . Einmal durch und fertig . Vor dem Beobachten reicht es wenn es dunkel genug ist den Läserreflex auf den Spiegeln zu kontrollieren und mit den Finger zu prüfen ob der Läserrefex in der Mitte der Eintrittsöffnung austritt .

Daten Optik : Primärspiegel opt.Durchmesser 120mm : R = 9307mm
sphärisch konkav Kippwinkel Ebene a = 1,86°
Sekundärspiegel 95mm : R = 9700mm
Kippwinkel Ebene b = 3,1°

Abstand Primär - Sekundärspiegel 1850mm : Sekundärspiegel -Fokus 1777mm

Öffnung 120mm : Brennweite F = 2949mm : Öffnungszahl f = 24,6

Maße und Gewichte :
Tubus : Länge/Breite/Höhe 1900/308/208mm
Gewicht 11kg

Die Montierung werde ich demnächst beschreiben

Hier geradsichtig mit selbstgebauten 90mm Plössel Okular

"Normalversion" mit Zenitspiegel und 17mm Okular AP = 0,69

Die Frontseite des Tubus teilen sich Eintrittsöffnung und Sekundärspiegel

Draufsicht : Der Primärspiegel sitzt mittig in der hinteren Tubuswand .
Der Okularauszug liegt auf der Linie Primär-Sekundärspiegel

Die Kräfte der Stangen treffen sich fast genau im Höhenlager

Die Azimutachse kann mit Teflon Gleitlagern oder Wälzlagern bestückt werden .

Viele Grüße Rainer

<font color="limegreen">Vom " Technikforum Spiegelteleskope (Reflektoren)" verschoben. Stathis</font id="limegreen">

Hallo Holger

Vielen Dank für deinen netten Kommentar !

Was meine Motivation angeht liegst Du völlig richtig .
Ich habe zwei Refraktoren und drei Newtons , da sollte es mal etwas ausgefalleneres sein . 9m + Radius war auch interessant .
Manchmal ist auch 0,7 mm AP mit einem 17 mm Okular ganz angnehm .

Das sich beim EER die Energie immer auf die nicht obstruierte Öffnung bezieht lese ich gerne . Ich habe Teile der Tabelle von Suiter um E die Energie der Obstruierten Öffnung und den Wert EER/E ergänzt der die bestmögliche Abbildungsqualität beschreiben soll . Die Werte sehen um einiges besser aus wie EER .

OB 0,00 : EER = 1,00 : E = 1,00 : EER/E = 1,00
OB 0,15 : EER = 0,95 : E = 0,98 : EER/E = 0,97
OB 0,20 : EER = 0,92 : E = 0,96 : EER/E = 0,96
OB 0,25 : EER = 0,88 : E = 0,94 : EER/E = 0,94
OB 0,30 : EER = 0,83 : E = 0,91 : EER/E = 0,91
OB 0,33 : EER = 0,79 : E = 0,89 : EER/E = 0,89
OB 0,40 : EER = 0,71 : E = 0,84 : EER/E = 0,85
OB 0,50 : EER = 0,58 : E = 0,75 : EER/E = 0,77

Ich hoffe die Tabelle findet deine Zustimmung .
Einen Ed Jones finde ich sehr interresant . Besonders was das Verhältnis von Theorie und Praxis angeht .

Viele Grüße

Hallo Guntram

Fertig ist das Teleskop noch nicht sondern nur für das SHT am 9.-11. 09. vorführbar gemacht . So habe ich für die Streulichtunterdrückung bisher nur eine Blende vor dem OAZ . Beim 42 mm Okular ist der linke Bildrand etwas heller , ein paar Blenden im Tubus könnten nicht schaden .
Mit der Bildqualität bin ich sehr zufrieden . Die Sterne sind feine Punkte ohne Spickes , die Mondkrater mit vielen Details und guten Kontrast . Im Sterntest kann ich keinen Asti und auch keine SA finden . Wenn dann ein ganz klein bisschen "misaligmente" wie bei Suiter Fig. 6-9 . Das könnte von der nicht kompensierten Koma kommen . Das will ich bei besonders ruhiger Luft noch genauer untersuchen .
Zur Beobachtungspraxis : Da bin ich noch in der Testphase . Bisher kann ich aber sagen , daß das Teleskop sich genau so verhält wie man das erwarten kann . Wegen seiner Eigenschaften heißt das Teleskop bei mir der "Refraktor Reflector" . Zu den Besonderheiten des Tubus und der Monti. werde ich noch etwas schreiben .

Viele Grüße Rainer

Hallo Miteinander

Beschreibung Tubus .

Der Primärspiegel sitzt mittig in der Rückwand des geraden Tubus , Eintrittsöffnung und Sekundärspiegel symetrisch seitlich versetzt in der Vorderwand des Tubus . Soweit sind Tubus und Primärspiegelfassung gerade und so einfach zu bauen wie beim Newton . Der Preis dafür ist , das die opt. Fernrohrachse a1 = 1,86° schräg zur Tubusachse verläuft . Dadurch steht sie nicht mehr senkrecht auf der Höhenachse und es gibt im Zenit (um die Azimutachse) einen Kreis von 1,86° Radius der nicht erreichbar ist .
Das stört mich wenig , nur wollte ich Teilkreise anbringen . Die Transformationsgleichungen parallaktisch/ azimutal gehen allerdings von rechtwinkligen Achsen aus . Für schräge Achsen wird die Transformation aufwändiger . Wenn jemand hierfür eine Lösung hat ist sie hochwillkommen .
Wahrscheinlich werde ich den Tubus um oder neu bauen, mit gerader opt. Achse , komplett geschlossen und mit Blenden .
Was sich sehr gut bewährt hat ist die Aufteilung des OAZ in Schiebe = grob und Standart Newton = fein OAZ .
Für ein f = 24,6 Teleskop ist der bereits sehr fein .

Viele Grüße Rainer

Hallo Miteinander

Beschreibung Montierung :

Wegen der Abmaße , dem Massenträgheitsmoment und der über (vor) dem Primärspiegel liegenden Okularachse sollte es eine azimutale Monti. werden .
Eine zerlegbare Leichtgewichtssäule (23kg) habe ich bereits . Deshalb wollte ich zuerst ein 6 Beine Stativ wie Cleo (Holger) bauen . Da wäre der lange und breite Tubus allerdings zu oft gegen eines der vielen Stativbeine gestoßen . Deshalb eine ...

Langgabel oder modifizierte Dobsonmontierung:

Damit eine leichte Konstruktion steif ist , sollten hauptsächlich Zug/Druckkräfte auftreten . Dies läßt sich mit Rohren in Dreieckskonstruktion erreichen wenn die Basis genügend Breite hat . Ich verwende eine geschlossene Box (Rockerbox) nur lege ich die Höhenachse parallel zur Diagonale . Aus der 60x60 cm Box bekomme ich so eine Basisbreite von 85 cm . Von der ursprünglich quadratischen Box habe ich die nicht benötigten zwei Ecken abgesägt . Spart etwas Gewicht und 6 eckig gefällt mir besser , nötig ist das aber nicht .

Aufbau :
Die unterste Schicht der Basis ist aus 2mm Alu ; war mal ein 60cm großes Verkehrsschild "eingeschränktes Halteverbot" .
Darüber 9mm Multiplex , 38x58mm Dachlatte und wieder 9mm Multiplex ergeben eine stabile Lauffläche . Der Kasten darüber : 120x23mm Brett und darauf 12mm Multiplex . Alle Krafteinleitungspunkte innen durchgehend verstrebt . Mit 14,5 kg das schwerste Teil des Teleskops , die Gesammte Montierung wiegt 18 kg .
Auf die Basis ist Alu Vierkant 15x15mm geschraubt und geklebt . Das selbe Vierkant , im 4 Backenfutter rund gedreht ist in die 20x3mm Alurohre eingeklebt und so abgefräst , daß die Kraftübertragung in Stangenmitte ohne zusätzliches Drehmoment erfolgt .

Azimutachse : Aufbau
Die Lagerung kann mit Teflon Gleitlagern , Wälzlagern (Kugellager) oder einer Kombination daraus erfolgen . Der Wechsel kann mit einer Schraube (pro Lager) am montierten Teleskop erfolgen .

Steifigkeit :
Drück man seitlich gegen den Tubus verschiebt sich das Bild auch bei großer Vergrößerung angenehm wenig . Die Achse ist danach steif genug .

Schwingverhalten :
Im Zenit ist das Massenträgheitsmoment (bezüglich der Azimutachse) des Tubus gering , in horizontaler Lage wegen des großem Abstand der Massen von der Azimutachse) groß . Deshalb beziehen sich alle Aussagen über das Schwingverhalten auf diese ungünstigste Position .

Zuerst hatte ich drei Gleitlager montiert , das Teleskop stand auf harten Betonplatten .
Bei kleiner Amplitude und hoher Frequenz ist die Zeit zum Ausschwingen für mich zu so lang . Für das SHT hatte ich zwei Gleit und ein Kugellager montiert und die Monti. stand auf der Wiese (festes Grass kurz angepreßt). Hier war die Ausschwingzeit wesentlich kürzer und damit ok. Ob hier der Boden mehr Dämpfung hatte , oder ob durch die leichtgängigere Azimutachse einfach weniger Energie in das System gebracht wird will ich ausprobieren . Als nächstes werde ich dazu zwei Kugellager montieren . Wie auch immer , etwas mehr Dämpfung kann nicht schaden .Vorschläge dazu nehme ich gern entgegen .

Höhenachse :
Die Verstellung erfolgt grob mit einem zweiteiligen Tangentialarm und fein mit einem Exenterhebel aus Alu (18mm Exentrizität)
Wegen der Anlenkung am hinteren Tubusende ist ein sehr großer Hub erforderlich . Daher ist der Arm zweiteilig und mit verschiebaren Zwischenstück ausgeführt .
Das untere Ende direkt an der Basis und das ober Ende am Tubusende ergeben eine supersteife und schwingungarme Höhenachse .
Die Feinbewegung mit dem Exenterhebel erfolgt butterweich und genau. Die Klemmung durch das Schiebestück funktioniert ebenfalls gut , allerdigs nur solange das unbehandelte Holz nicht nass wird . Hier werde ich noch nachbessern .

Daten der Montierung:

Höhenachse über dem Boden 128 cm
freie Gabellänge 100 cm
freie Gabelbreite 33 cm
Gesamtgewicht 18 kg
Basisgewicht. 14,5 kg
Maße Basis mit Fuß 60x60x28 cm
Länge Stangen vormontiert an Höhenlager 106 cm

Viele Grüße Rainer

Hallo Holger

Da Du bei Wiese/Platten auch unterschiedliches Schwingverhalten hast , werde ich versuchen etwas Dämpfung in die Füße einzubauen .

Erdnägel : Wenn man mit dem Hammer draufhaut sollte der idealerweise nicht zurückspringen . Sandkörner die am Nagel reiben ; welch wunderbare Vorstellung . Leider nicht überall anwendbar .

Gummi : Kenne ich sowohl als sehr elastisch aber auch als eher plastisch . Ersteres wäre schlecht , das Zweite besser geeignet .

Ich werde mal im Montierung-Forum anfragen was die Kollegen so alles verwenden . Meine Vorstellung geht so in die Richtung besandete Dachpappe zwischen Holzplatten oder Tretmaster Yacht-Decksbelag .

Viele Grüße Rainer

Hallo Ralf

Nachdem ich mal wieder deine immer sehr inspirierende Hommepage gelesen habe , bin ich ganz begeistert von deinem 14/20" Yolo . Besonders die Spannfassung finde ich genial einfach . Das Gewicht des Spiegels und Anteile der Druckpunkte ändern allerdings die Zug/Druckkräfte . Mußt Du beim Horizont/Zenitschwenk Asti nachjustieren ?

Zur Azimutachse : Weiche Pu Platten werden zur Schwingungsdämpfung verwendet . Skateboardrollen aus Pu haben ev. genau die richtigen Eigenschaften für unseren Verwendungszweck , vielen Dank für diesen Tipp .

Viele Grüße Rainer

Hallo Ralf

Angenehme weiche wellenartige Bewegungen ! Klingt so nach Wasserbett , dürfte von den PU Rollen in Kombination mit dem Kugellager kommen .

Mit den Gleichungen 16 , 17 , 19 aus dem Yolo Buch von Arthur Leonard kann man die nötige Spannkraft berechnen . Die wird immer größer wie die Gewichtskraft sein . Die Gewichtskraft beeinflußt trotzdem die Astikompensation . Mit deiner Motorspindel kannst Du ja bequem nachjustieren . Mit Gegengewichten kann man das auch ausgleichen . Freut mich aber wenn das alles nicht nötig ist .

Viele Grüße Rainer

Hallo Miteinander

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Beschreibung Tubus .

Der Primärspiegel sitzt mittig in der Rückwand des geraden Tubus , Eintrittsöffnung und Sekundärspiegel symetrisch seitlich versetzt in der Vorderwand des Tubus . Soweit sind Tubus und Primärspiegelfassung gerade und so einfach zu bauen wie beim Newton . Der Preis dafür ist , das die opt. Fernrohrachse a1 = 1,86° schräg zur Tubusachse verläuft . Dadurch steht sie nicht mehr senkrecht auf der Höhenachse und es gibt im Zenit (um die Azimutachse) einen Kreis von 1,86° Radius der nicht erreichbar ist .
Das stört mich wenig , nur wollte ich Teilkreise anbringen . Die Transformationsgleichungen parallaktisch/ azimutal gehen allerdings von rechtwinkligen Achsen aus . Für schräge Achsen wird die Transformation aufwändiger .<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Die Korrektur berechne ich wie folgt :

Gestirn Azimut und Höhe werden wie üblich berechnet und bezeichnet .
Dies sind auch die Winkel auf die die optische Achse des Teleskops zeigt .
Die Teilkreise werden wie üblich an der Montierung montiert und zeigen die Tubusrichtung an . Diese Werte heißen Azimut' und Höhe' .

Wenn wir die Erdparallaxe vernachlässigen befinden wir uns im Mittelpunkt eines sphärischen Koordinatensystems .
Dem Winkelunterschied Tubusachse/optische Fernrohrachse entspricht damit ein Großkreisbogen der beim Schwenken konstant bleibt .
Bei meinem Teleskop hat der Bogen 1,86° , in der Skizze heißt der Wert a . Damit und mit (90° - H) haben wir zwei Seiten eines sphärischen Dreiecks . Außerdem gibt es noch den 90° Winkel zwischen dem Tubusmeridian und dem Bogen a . Die Skizze soll die Konstruktion darstellen und das Ergebniss zeigen .

Damit steht der Benutzung von Teilkreisen nichts mehr im Wege .

Viele Grüße Rainer