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Marcus_S
Mitglied im Astrotreff

Deutschland
31 Beiträge

Erstellt am: 16.04.2018 :  18:48:21 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
... für den Südbalkon


Moin!

Da mein lütter 72er irgendwie doch ganz schön moppelig ist und mich beim Bewundern des Mondes von meinem Südbalkon aus der Neigekopf des untergeschnallten Fotostativs (das ja auch nicht für ein Teleskop gedacht ist) wegen der Wacklizität, der Schwerpunktlage und der Notwendigkeit, in zwei Achsen nachzuführen einigermaßen wahnsinnig gemacht hat, reifte über einige Tage morgens in der Eisenbahn ein Plan. Ein Plan für eine minimalistische, experimentelle Einarmmontierung, so als Studie.

Studie deshalb, weil ich mal Leichtbau ausprobieren wollte, einmal sehen wollte, was denn so eine vorgespannte Axiallagerung in Gleitlagern leisten kann (letztlich sowas wie die bei Ziegler beschriebene Scheibenmontierung) und wie sich denn die Paarung POM-Aluminium so macht.

Von dem Lagerkonzept berauscht im Osterurlaub kurzentschlossen in den Keller gehuscht, Material gesichtet und losgedreht und losgefräst. Natürlich ohne Zeichnung. So entstand also nach einigem beglückenden Basteln eine kleine, fotostativaufsattelbare parallaktische Einfachsteinarmgabelmontierung für den kleinen Taschenrefraktor, um mal schnell vom Balkon oder aus dem Park oder vor der Arbeit oder so Mond und ggf. Planeten zu gucken.

Spätestens nach diesem Vorspann wälzt sich der erfahrene Montierungsbauer nun natürlich schon lachend und nach Luft japsend am Boden. Jedenfalls hätte ich vor dem Fräsen mal in der Bahn auch auf dem Nachhauseweg weiter oder gar bis zuende nachdenken sollen, doch dann hätte ich das Projekt nie begonnen und das wäre auch schade drum gewesen. Denn natürlich klappt das als Universalmontierung mit den geometrischen Verhältnissen nicht, der Refraktor kann in der kurzen Gabel natürlich nicht durchschwenken. Also, was tun? Das Ding verschämt nutzen, niemandem davon erzählen und hoffen, daß es keiner sieht? Umbauen, verschrotten gar? Ach nee, Flucht nach vorn, lieber Mut zur Blamage. Und mich fürderhin daran erfreuen, daß das, was das Ding hauptsächlich soll, nämlich schnell und unkompliziert und wackelarm von meinem Südbalkon aus den Himmel beguckbar machen, gut funktioniert. Gut. Oder vielleicht sogar sehr gut. Und ein Mauerquadrant kann ja schließlich auch nicht den ganzen Himmel...

Und was isses denn nu?




Eine Ansammlung von Aluminium und Plaste. Lediglich die Schrauben und das Axiallager sind aus Stahl. 1,87 kg Montierung tragen die etwa 2,9 kg Telesköpchen mit Okular und Zenitspiegelchen vollig problemlos, das Stativ bekommt aber doch weiche Knie.




Der Blick auf das Polhöhenblockrektaszensionsachsengehäuse, gebastelt für die geographische Breite Mittelfrankens (50°). Die genaue Polhöheneinstellung erfolgt dann per Auszug der Stativbeine. Hinter der im Bild vorderen Gehäusekante verläuft eine achsparallele Bohrung, die ich mir als Polarsternsuchguckloch für den Ackereinsatz vorgestellt habe.

Die Polachse besteht aus einem Aluminium"pilz" aus 7075er Aluminium (der Achsdurchmesser beträgt 24 mm, der Durchmesser der Axiallager 50 mm), der mit einem Hauch Radialluft (etwa 0,01 - 0,02 mm) in einem POM-"Pilz mit hohlem Stiel" steckt. Auch der POM-"Pilz" hat etwas Radialspiel (auch etwa 0,01 - 0,02 mm) zum Lagergehäuseklotz, so daß unabhängig voneinander der POM-"Pilz" im Achsgehäuse und der Alu"pilz" im POM-"Pilz" drehbar sind. Dadurch ergibt sich eine einfache Rutschkupplung (auch bei arretiertem POM-"Pilz"). Der POM-"Pilz" hat deshalb einen so hohen "Hut", damit da irgendwann einmal eine schneckoide Verzahnung draufgefräst werden kann, als Feinbewegung. Angepeilt habe ich da 72 Zähne M0,8. Deshalb ist am Polhöhenachsgehäuse auch die Planfläche zur Befestigung eines/des Schneckentriebs vorbereitet.

Klapperfrei verspannt oder auf Wunsch geklemmt wird die ganze Angelegenheit in Axialrichtung mit einer M6-Schraube, die die Aluminiumachse gegen die Planfläche zieht und die sich auf einem unten im Achsgehäuseklotz auf einer Schulter in der Achsbohrung sitzenden 10 mm-Axialnadellager abstützt. Dieses Axiallager verhindert außerdem, daß sich beim Schwenken der Gabel die Schaube losdreht. Das Handrad unten am Gehäuse sitzt auf eben dieser Schraube. Durch ein Tellerfederpaket läßt sich die Spannkraft weich und fein dosiert einstellen. In Radialrichtung ist die Achse nur durch die POM-Hülse auf einer Länge von 34 mm geführt und wird nicht geklemmt.

Alle Gleitflächen sind mit heraushängender Zunge, geringster Zustellung, winzigem Vorschub und scharfer Wendeschneidplatte fast spiegelnd blank gedreht, um ein Einlaufen der POM-Buchse zu vermeiden. Eine Handvoll Fett tut (hoffentlich) das Übrige. Die Gehäusebohrung und die Axialgleitfläche wurden mit einem Ausdrehkopf in einer Aufspannung ausgespindelt und geplant.

Die aus einem Stück gefräste Gabel wird einfach auf die Oberseite der Polachse aufgeschraubt. Der seitliche Überhang der Gabel ist einigermaßen der Masse des Telesköpchens angepaßt, so daß der Gesamtschwerpunkt so etwa auf der Achse liegt. Kommt aber wegen der (erwünschten) Lagerreibung auch nicht so genau drauf an.

Die Mittelsäule des Fotostativs samt Neigekopf habe ich entfernt und stattdessen einen an den Polhöhenachslagerklotz geschraubten Aluminium"pilz" saugend schmatzend eingepaßt.




Das ist der Blick auf die Deklinationsachse. Wieder die gleiche Konstruktion, nur kürzer, 7075er Alu-"Pilz" in POM-"Pilz". Lagerspiel nahe Null, die Achse läßt sich nur mit deutlichem Daumendruck in die Lagerschale einsetzen.

Axiallagerdurchmesser 50 mm und Achsdurchmesser hier nun nur 20 mm und (weil unnötig) hier ohne Axialnadellager. Eine POM-Scheibe tut's zum Einstellen völlig und die Deklinationsachse ist beim Beobachten normalerweise ja eh geklemmt. Auch hier zieht das Handrad mit einer M6-Schraube die Planflächen aufeinander und klemmt so die Achse.

Der "Pilzhut" hat dann auch gleich die Schwalbenschwanzaufnahme für die Prismenschiene eingefräst bekommen, die Klemmung erfolgt wieder mittels Druckstück. Durch die sehr weit zum Okular auskragende Prismenschiene hängt das ganze Gebilde fast im Schwerpunkt und ist nur noch ganz wenig okularlastig. Kommt aber wegen der Lagerreibung auch nicht so genau drauf an.

Lagerbohrung und Planfläche sind wieder so fein wie irgend möglich in einer Aufspannung gespindelt.




Hier sieht man die Gabel etwas besser, Querschnitt des Arms beträgt 18 mm * 50 mm. Oben an der Schwalbenschwanzaufnahme ist die Klemmung erahnbar, genauso wie bei der Montierung III, nur alles viel fitzeliger.


Zur Performance:

Das Ding tut. Zumindest im Moment. Zwar eben nur den halben Himmel, das aber manierlich. Bis zum Horizont und bis in den Zenit kommt man aber völlig problemlos. Für den Nordhimmel muß man dann eben das ganze Gebilde am Stativkopf drehen und dann als doppelt so nervige azimutale Montierung nutzen.

In Südrichtung funktioniert aber das Einstellen und das etwa 5 minütige Nachschubsen von Sirius bei rund 65facher Vergrößerung sehr weich und ruckelfrei und angenehm, auch schon ohne Schneckentrieb. Die "Lose" bei (zum Nachführen unnötig) vollständig gelöster/geklemmter Klemmung in Rektaszension beträgt etwa 0,5/9 am Nachbardach sichtbare Dachziegel (9 Dachziegel entsprechen etwa dem Gesichtsfeld von etwa 1 Grad, also etwa 4 Bogenminuten). In Deklination ist nichts wirklich erkennbar, das Stativ wackelt dazu zu stark.


Oberkluge Bemerkungen für Nachbauer:

Die sehr unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Aluminium und POM sollten nicht stören, da letztlich die Wandstärken der Buchsen schrumpfen und dadurch ein etwas größeres radiales Spiel entsteht, das visuell bei den geringen Vergrößerungen des kurzbrennweitigen Fernröhrchens hoffentlich undramatisch ist. Im nächsten kalten Winter dazu mehr.

Erwähnenswert scheint mir noch zu sein, daß das Messen an den POM-Teilen wohl so eine Sache für sich ist. Auch wenn die genommenen Maße stimmen, dann kann's auch mal klemmen oder schlackern. Die Teile scheinen sich schon durch die Kräfte der Meßwerkzeuge (elastisch) zu verformen oder nach der Bearbeitung ein wenig zu relaxieren oder wasweißich. Anprobe mit den bereits gefertigten Metallteilen scheint mir hier sinniger.


Die Konstruktion muß sich nun noch bewähren, das wird sie aber tun, da bin ich sicher. Das Lagerprinzip scheint aber für einfache kleine visuelle Montierungen so zu funktionieren, wie ich mir erhoffte. So schlecht scheinen POM-Gleitlager dafür nicht zu sein. Deshalb wollte ich das auch nicht still und heimlich für mich behalten. Wenn man sich die geometrischen Verhältnisse vorher genauer überlegt, dann lassen sich so einfach und billig recht kompakte Montierungen für den visuellen Gebrauch basteln (z. B. in FabLabs), auch ohne stahlzerspanungstaugliche Maschinen, ziemlich sorgfältige Fertigung allerdings vorausgesetzt. Die Steifigkeit eines untergeschnallten Standardstativs dürfte jedenfalls auch mit einer solchen Lagerung leicht zu übertreffen sein.



So, nun fröhliches Lästern!

Viele Grüße von

Marcus





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stefan-h
Altmeister im Astrotreff


15483 Beiträge

Erstellt  am: 16.04.2018 :  20:35:56 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hi Marcus,

schönes Teil und schön beschrieben.
Zitat:
mit einem Hauch Radialluft (etwa 0,01 - 0,02 mm)
Nette Passung, das klappt in China so eher kaum.
Zitat:
Alle Gleitflächen sind mit heraushängender Zunge....
In etwa so ? http://debeste.de/upload/02d857021d4c7ab2e065c110f9e7a7f19809.gif

Gruß Stefan

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Marcus_S
Mitglied im Astrotreff

Deutschland
31 Beiträge

Erstellt  am: 17.04.2018 :  21:05:30 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Moin Stefan,

dankeschön für Dein Lob. Bei der Passung hat mir eine gutgebaute, kleine Fränkin geholfen, da war das kein Problem. Den Gesichtsausdruck mußt Du Dir aber eher wie der des Männchens auf Seite 8: http://publications.npl.co.uk/npl_web/pdf/mgpg11.pdf vorstellen und nicht ganz so cool wie der in dem Video.

Viele Grüße von

Marcus


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