Bastelanleitung - Probeglaskasten

  • Hallo zusammen!


    Um Oberflächen mit einem Probeglas gut prüfen zu können, sollte man sich einen sog. Probeglaskasten bauen. Die wichtigsten Aufgaben dieses einfachen Hilfsmittel sind das Sauberhalten des Prüfplatzes und die gleichmäßige Beleuchtung des selbigen. Wie man mit Probegläsern prüft und vieles mehr in dieser Richtung werde ich auf meiner HP beschreiben sobald ich mehr Webspace habe - leider ist momentan alles voll.



    Oben eine Graphik vom prinzipellen Aufbau des Probeglaskastens - incl. eines teildurchlässigen oder einseitig durchlässigen Spiegels (wie er aus Filmen bei Verhören bekannt ist) für besonders genaue Oberflächen.Das ganze besteht im Wesentlichen aus einem Holzkasten und einer Beleuchtungseinheit die den Prüfplatz gut ausleuchten soll.


    Kasten und Auskleidung:
    Der Kasten sollte nicht zu klein gewählt werden. Mein Exemplar ist 40cm breit, 30cm tief und 40cm hoch. Es sollte genug Platz sein um mit beiden Händen darin arbeiten, sowie das Werkstück und das Probeglas ablegen zu können. Von Vorteil ist es auch, wenn saubere Polierlappen, Spiritus, Pinsel und Handblasebalg noch Platz haben. Man sollte das ganze mindestens so hoch wie tief bauen - eher eine Idee höher. Alle Innenflächen sind mattschwarz zu streichen um Streulicht zu vermeiden und somit den Kontrast der Interferenzbilder zu erhöhen. Der Boden kann mit scharzem oder wenigstens dunklem Filz ausgelegt sein - für den Fall daß mal was aus den Fingern fällt oder so. Aber den Filz bitte nicht einleben - denn hin und wieder sollte man ihn mal von Staub befreien können. Ein angenehmer Nebeneffekt ist die günstige Auflage die das Werkstück hat - die Unterlage passt sich an und das Werkstück biegt sich weniger durch.


    Beleuchtung:
    Als Lichtquelle kann prinzipiell alles dienen. Im Notfall kann man den Probeglaskasten auch so in die Sonne stellen daß sie von hinten auf ihn scheint. Aber es ist schwer so überhaupt Interferenzen zu erkennen. Besser ist es den Prüfplatz unter einer Neonröhre zu plazieren. Das von Neonröhren erzeugte Licht ist für die Prüfungen wesentlich besser geeignet als Sonnenlicht oder normale Glühbirnen. Ideal wäre eine Spektrallampe wie z.B. eine Natriumniederdruckdampflampe. Welche Lichtquelle auch immer benutzt wird, der Prüfplatz muß sauber gleichmäßig ausgeleuchtet sein. Dies erreicht man am einfachsten mit einer groben Mattscheibe. Ich habe mir diese selbst hergestellt (eine Floatglasplatte mit 180er Siliciumcarbid mattiert) [wie man das macht kommt dann auch auf der HP]. Wenn man mit einer normalen Neonröhre arbeitet (diese leuchten eigentlich nur in ein paar Wellenlängen und die Summe der Farben läßt uns das Licht als weiß erscheinen) kann man mit Hilfe einfacher farbiger Folien die vor die Mattscheibe gespannt werden sich ganz gut die gewünschte Prüfwellenlänge herauspicken. Sicher nicht so genau wie das mit Spezialfiltern oder Spektrallampen der Fall ist, aber doch rel. gut denke ich. Man wird zumindest feststellen, daß im Blauen Licht der Test empfindlicher ist als im grünen oder gar roten Wellenlängenbereich. Auch ohne Filterfolien im Weißlicht läßt es sich hervorragend testen!


    Betrachten des Werkstückes:
    Je senkrechter man auf den Prüfling schaut desto genauer sind die Ergebnisse. Bei hochgenauen Oberflächen die mit dem Probeglas geprüft werden ist das unbedingt notwendig. Würde man sich über den Prüfling beugen würde man ihm das Licht nehmen. Als Lösung bietet sich ein spezieller Spiegel an den man bei Bedarf in den Probeglaskasten einschieben kann. Dies kann entweder ein Teilerspiegel oder ein einseitig durchlässiger Spiegel sein, der das Licht in eine Richtung hindurchläßt und von der anderen Seite spiegelt.



    Hier ein Schnitt durch den Probeglaskasten ohne Spezialspiegel. Der Strahlengang ist mit eingezeichnet. Es ist gut zu erkennen, daß der Winkel in dem man auf das Werkstück schaut entscheidend von der Höhe des Kastens und der Größe, bzw. der Position des Werkstücks abhängig ist.



    Hier das Selbe mit Spezialspiegel. Der Spiegel leitet das Licht nach vorne aus dem Kasten heraus. Dies ermöglicht eine fehlerfreie Beurteilung der Oberflächenform und das Werkstück müßte nichtmal an dem vorderen Rand des Kastens liegen sondern kann sich an jeder beliebigen Position befinden ohne daß sich die Prüfgenauigkeit ändert.


    Meine Konstruktion:
    Mein Probeglaskasten ist 400mm breit, genauso hoch und 300mm tief. Das würde ich jedem als Mindestmaße empfehlen. Die Wände sind aus 5mm starkem Sperrholz welches innen mit KFZ-Lack besprüht wurde - das gibt eine schöne matte dunkle Oberfläche. Die einzelnen Platten sind zusammengeleimt - zur Verstärkung wurde in allen Innenkanten ein gevierteltes Rundholz eingeleimt. Um die Mattscheibe bequem wechseln, überschleifen oder reinigen zu können wurde ein kleines U-Profil aus Messing oben aufgeklebt welches als Schiene dient. So kann man die Glasplatte -mit der matten Seite nach unten - bequem rein und raus schieben. Die Halterungen für den einseitig durchlässigen Spiegel mache ich erst rein wenn ich so ein Teil irgendwo preiswert auftreibe - so lange muß es auch so gehen. Hier ein Bild wie das gute Stück auf meinem Schreibtisch steht:


    Die wichtigsten Dinge die man beim Testen braucht finden alle im Probeglaskasten Platz wo sie ein bißchen vor Staub und mechanischen Beschädigungen geschützt sind.


    Ein Probeglaskasten ist ein nützliches Hilfsmittel beim Umgang mit Probegläsern, zum Ansprengen von Werkstücken (was das ist sei mal dahingestellt *g*) oder allen anderen Arbeiten bei denen optische Flächen in Kontakt kommen.


    Dies mal als Bastelanregung für alle, die mit Probegläsern zu tun haben oder vielleicht mal damit zu tun haben werden. Wie man damit umgeht werde ich, wie gesagt baldmöglichst auf meiner Internetseite beschreiben.


    Viele Grüße
    Raphael

  • Hallo Raphael,
    sehr schöne Darstellung und Erklärung[^]. So etwas muß ich auch noch bauen.
    Die Probeglas- Technik habe ich zur Korrektur meiner convex- hyperbolische Fangspiegel für 10" und 12" echt- Cassegrains eingesetzt, alledings mit eher provisorischem Aufbau des Probekastens. Die Interferenzstreifen habe ich mit der Webcam fotografiert. Die sitzt dann dort, wo Du in Deiner dritten Skizze das Auge gemalt hast.


    Noch ein nützlicher Hinweis zur Lichtquelle. Ich habe dazu eine Energiesparlampe zur Zimmerpflanzen- Beleuchtung verwendet. Diese strahlt bevorzugt mit Maxima bei rot, grün und blau. Das hat den Vorzug, dass man mit einfachen Glasfiltern monochromatisches Licht in wahlweise in den 3 genannten Lichtwellenbereichen verfügbar hat. Die Glasfiler werden unmittelbar vor das Auge oder das Kameraobjekiv gesetzt. Hier nur ein Bildbeispiel zur Demonstration des opt. Eindruckes. Prüfling ist einer der o .a.Cassegain- FS während der Korrekturphase.


    Falls noch allgemeines Interesse an einem Praxis- Beispiel "Herstellung und Korrektur Cassegrain Fangspiegel" besteht, bitte hier melden.


    Gruß Kurt

  • Ahoi Raphael, Kurt, hallo Gemeinde


    auch mir gefällt diese Selbstbauidee sehr gut ... wobei der optikbearbeitende Sternfreund wohl vor dem größten Problem steht, wenn er versucht, an ein hochwertiges Probeglas heranzukommen [:D]


    @Kurt<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Falls noch allgemeines Interesse an einem Praxis- Beispiel "Herstellung und Korrektur Cassegrain Fangspiegel" besteht, bitte hier melden.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote"> Ein solcher Bericht wäre großartig. Insbesondere die Herstellung Deines Probeglases (wie hast Du den Radius genau eingehalten?) sowie die Schritte der zonenweisen Korrektur des hyperboloiden Gegenspiegels (am Gesamtsystem ?) würden mich incl. Illustration der einzelnen Fertigungsphasen sehr interessieren.


    Viele Gruesse

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ein solcher Bericht wäre großartig. Insbesondere die Herstellung Deines Probeglases <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Hallo Matthias,
    vielen dank für das Interesse. Bericht mit Text und Bild kommt, dauert aber noch 1-2 Wochen.
    Gruß Kurt

  • Hallo Kurt,


    nicht nur die Energie-Sparlampen haben vier sehr ausgeprägte
    Spektren, auch die in den Baumärkten gegen die Stechmücken zu
    kaufenden Lampen haben im grünen und blauen Bereich ausgeprägte
    Spektren. Bei Edmund Scientifik werden Prüflampen mit momonchomatischen Licht (grün) verkauft, in denen genau diese Lampen
    eingebaut sind. Danach wird über einen großflächigen Grünfilter die
    anderen Spektren weggefiltert und übrig bleibt Licht bei ca. 550 nm und zum Prüfen von Planflächen wunderbar geeignet. In den Büchern
    findet man zur Herstellung von Planplatten die 3 FlächenMethode.
    Es werden also ständig 3 Flächen solange gegenseitig auf Kontakt
    geprüft bis durch 3 Gleichungen mit 3 Unbekannten alle Fehler
    behoben sind. Schau mal bei Kurt Wenske nach. Hab mal vor einigen
    Jahren Planoptik geschliffen: Ist noch schwieriger als Spiegeloptik.


    Nochwas zum Testaufbau des Prüfkastens: Über den beiden Planplatten
    sollte noch eine große Plankonvex-Linse mit der Konvex-Fläche zum
    Prüfling eingebaut werden, damit man das Auge in den Fokus dieser
    Linse setzen kann. Dann nämlich sieht man die Prüffläche gleichmäßig
    erleuchtet. In meinem Fall ist das eine ca. 25 cm große Einzellinse mit
    einem Fokus so um 1200 mm.


    Gruß! Wolfgang

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Rohr</i>
    <br />Hallo Kurt,


    ....bei ca. 550 nm und zum Prüfen von Planflächen wunderbar geeignet. In den Büchern
    findet man zur Herstellung von Planplatten die 3 FlächenMethode.
    Es werden also ständig 3 Flächen solange gegenseitig auf Kontakt
    geprüft bis durch 3 Gleichungen mit 3 Unbekannten alle Fehler
    behoben sind. Schau mal bei Kurt Wenske nach. Hab mal vor einigen
    Jahren Planoptik geschliffen: Ist noch schwieriger als Spiegeloptik.Nochwas zum Testaufbau des Prüfkastens:.... Über den beiden Planplatten
    sollte noch eine große Plankonvex-Linse mit der Konvex-Fläche zum
    Prüfling eingebaut werden, damit man das Auge in den Fokus dieser
    Linse setzen kann. Dann nämlich sieht man die Prüffläche gleichmäßig
    erleuchtet. In meinem Fall ist das eine ca. 25 cm große Einzellinse mit
    einem Fokus so um 1200 mm.




    Gruß! Wolfgang



    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Hallo Wolfgang,
    vielen Dank für den Tipp. Mein obiges Beispiel- Bild ist ein Test eines konvex- hyperbolischen Fangspiegels mit ca 1000 Krümmungsradius gegen eine entsprechend gekrümmte sphär. Prüfplatte, beide ca. 90 mm Durchmesser. Es ist ohne zusätzliche große Sammellinse entstanden. Die Abweichungen vom geraden Linienverlauf entsprechen der Differenz Hyperboloid- Sphäre.
    Große Panspiegel schleifen, nein Danke. Die sind als Teleskopspiegel so unpraktisch, weil sie eine viel zu lange Brennweite haben[:D]
    Gruß Kurt

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Große Panspiegel schleifen, nein Danke. Die sind als Teleskopspiegel so unpraktisch, weil sie eine viel zu lange Brennweite haben<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Hallo Glasfritzen
    Grosse Planspiegel prüfen den Schleifer, eher als umgekehrt... Wer wissen möchte, wie weit seine Geduld reicht, sollte sich daran mal versuchen. Abgesehen davon, dass sich so ein Stück in jeder Schleifbude gut macht. Ich habe mich neulich erfolgreich gegen einen 32 cm Planspiegel durchgesetzt, nun dient er zum Parabolisieren eines 30 cm f/5 (in Autokollimation nach null). Höchst praktische Sache!
    Geprüft habe ich mangels grossem Passglas einerseits nach Texereau, also unter 45° gegen eine langbrennweitige Sphäre, andrerseits wie von Raphael schön beschrieben mit kleineren Probegläsern, um z.B. die Randzone zu kontrollieren, die man im ersten Verfahren schlecht erkennt. Lichtquelle war eine Na-Lampe.


    Grüsse aus der subtropischen Schw(e)itz


    Daniel

  • Hallo Daniel,


    herzlichen Glückwunsch zu Deinem Sieg über den Planspiegel[^]. Das meine ich ganz ehrlich. Aber sag uns doch bitte genau so ehrlich:
    1. Wie viel mehr Zeit hast Du zur Herstellung der "Plane" gebraucht im Vergleich zu einem gleich großen, handlichen Parabolspiegel?
    2. Glaubst Du, dass Deine Parabolspiegel jetzt besser werden?
    3. Was machst Du, falls es Dich nach einem, sagen wir mal 16" bis 20" Parabolspiegel gelüstet? Ich meine so einen, den man nicht in die Vitrine stellt sondern in ein ordentliches Schubsgerät, auch Dobson- Montierung genannt, um damit den Himmel abzugrasen?


    Wie auch immer, Falls ich doch mal Lust auf ganz Planes verspüren sollte, werde ich Dich heimsuchen!


    Gruß Kurt

  • Hallo Kurt
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">1. Wie viel mehr Zeit hast Du zur Herstellung der "Plane" gebraucht im Vergleich zu einem gleich großen, handlichen Parabolspiegel?
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Eine ganze Menge - ehrlich. So ganz genau kann ichs aus dem Stegreif nicht sagen. An der Politur und den Retouchen war ich bestimmt über ein halbes Jahr dran (brutto Freizeitarbeit nebst allen andern "Nebensachen" wie Familie, Beruf, etc.) Ja, der Aufwand ist doch beträchtlich. Der Lerneffekt allerdings auch.
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">2. Glaubst Du, dass Deine Parabolspiegel jetzt besser werden?
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Ja, glaub ich. (Glaube, Liebe, Hoffnung...) Man wird sehen.
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">3. Was machst Du, falls es Dich nach einem, sagen wir mal 16" bis 20" Parabolspiegel gelüstet? Ich meine so einen, den man nicht in die Vitrine stellt sondern in ein ordentliches Schubsgerät, auch Dobson- Montierung genannt, um damit den Himmel abzugrasen?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Es gelüstet - ich habe den 20 Zoll Rohling schon in der Bude liegen. Da wird mit Autokollimation der gesamten Fläche natürlich nix; Wolfgang hat aber kürzlich beschrieben, wie man dennoch mit Offaxis-Stellung prüfen kann. Werde das natürlich probieren.
    Die Parabolspiegelherstellung ist ja nicht das einzige, wofür so ein Planspiegel gut ist. Ich habe mir z.B. auch schon einige fertige Geräte in Autokollimation angeschaut und sie kollimiert. Da kommen 16 oder 20 Zoll nicht alle Tage auf den Tisch...
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Falls ich doch mal Lust auf ganz Planes verspüren sollte, werde ich Dich heimsuchen!
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Du bist immer willkommen.


    Gruss
    Daniel

  • Hallo Herr Rohr,


    ich bin momentan noch am Grübeln was es mit der Plankonvexen Linse auf sich hat. Bisher kann ich den Sinn / die Funktion nicht erkennen.


    Also Die Linse steht VOR dem Prüfling und man soll trotzdem mit dem Auge in den Fokus.!? Wenn ich da überhaupt was erkennen kann dann wenn man keine Mattscheibe verwendet. Das würde dann so ausshen:


    Die Linse würde also in erster Linie als Kondensor wirken und somit im Wesentlichen die Aufgabe der Mattscheibe übernehmen.


    Wenn dem so ist halte ich diese Bauweise für ungeeignet - aus forlgenden Gründen:
    1. ist eine Mattscheibe leichter und vor allem selbst herzustellen als eine gute Kondensoroptik. Die Mattscheibe braucht keine abbildenenden optischen Eigenschaften haben.
    2. Eine Mattscheibe ist wesentlich leichter zu fassen und zu halten. Sie muß auch nicht zur Lichtquelle justiert sein
    3. Eine Mattscheibe ist unempfindlich gegen Dreck, Kratzer und man kann auf ihr zur Not sogar mal was Kleines ablegen ohne daß es stört. Ein Kondensor bildet Dreck und Kratzer ab und das Bild ist plötzlich nichtmehr so toll und gleichmäßig ausgeleuchtet. Mattscheibe ist also pflegeleichter.
    4. "Einblickposition" Dies ist bei der Mattscheibe auch besser dann man kann sich positionieren wo man will. Wenn man lustig ist kann man den Prüfling auch mit seiner Nase bedrängen (ca. 20-30cm Abstand müssen noch bleiben sonst sieht man nicht scharf *g*)
    5. Wenn man bei einer Linse mit 1200mm Brennweite (nicht Fokus ;) ) sich im Brennpunkt befindet wäre man somit auch mindestens 1,2m vom Prüfling entfernt. Bei kleinen Werkstücken oder um Details in der Passe (Rauhigkeit der Oberfläche) zu erkennen ist das deutlich zu weit weg! (im Übrigen, sieht man im Fokus der Linse überhaupt was? Dürfte man eigentlich nicht)
    6. Linsen haben Abbildungsfehler. Somit ist eine einfache Plankonvexlinse keine gute Lösung wenn es einem wirklich auf die perfekte Ausleuchtung ankommt. Eine Mattscheibe ist da auch nicht schlechter - vielleicht sogar besser.


    Tjo, das wärs was mir spontan dazu einfällt. Vielleicht liege ich auch falsch und der Aufbau ist ganz anders als ich ihn mir so vorstelle. Dann bitte ich um Aufklärung ;)


    Viele Grüße
    Raphael

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