Teststand Einfluss?

Roger,
die Kugellager erfüllen so ihre Aufgabe garantiert nicht. Die lateralen Lager müssen genau um 90° gedreht werden, so dass auf ihnen der Spiegel quasi vom Teststand nach Vorne wegrutschen könnte. Nur dann verhindern sie den Krafteintrag, der zur Welligkeit führt.
Die Messungen sind m.E. bis dahin ohne großen Wert.

Gruß

Hallo Roger,

im Prinzip ist die Einbaulage schon so richtig wie Du das gemacht hat. Aber, es fehlt eine punkt- bzw streifenförmige Auflage. Du könntest zB einen Draht zwischen Lager und Spiegelrand legen oder um das Lager herumwickeln. Dann kann der Spiegel allerdings leicht nach vorn runter rutschen.
Das würde ich nicht ohne zusätzliche Sicherung machen.
Ich würde statt der Kugellager lieber Unterlegscheiben nehmen.
Dein Spiegel ist noch keine Mimose und sollte sich kaum verbiegen, der Asti ist viel zu gross. Messungen und Mittelung ist so in Ordnung.

Mittelung ergibt den Spiegelfehler.
Die Differenz aus beiden Messungen ergibt den doppelten Teststandfehler.

cs Kai

Hallo,

wie dick ist denn der Spiegel?

Gruß
Michael

Roger,
auf meiner Skizze siehst Du, wie die Lager hingehören.

Überleg doch mal: Brauchst Du Lager um den Spiegel im Teststand um 90° weiterzudrehen (bzw. in der Spiegelzelle)? NEIN

Die Wippenlagerung auf der Spiegelrückseite im Teleskop ist deshalb so aufwändig berechnet, damit diese möglichst gleichmäßig das Spiegelgewicht von "hinten" trägt.

Die laterale Lagerung (Lagerung der Kante) soll nur verhindern, dass der Spiegel auf der rückseitigen Lagerung verrutscht. Sie soll aber nicht zusätzlich weitere Lagerpunkte zur rückseitigen Spiegelzelle darstellen. Das tut sie aber, wenn sie ohne Kugellagerung (z.B. als Korkplättchen oder falsch herum eingebaute Kugellager) dann, wenn der Spiegel schräg oder hochkannt steht (wie in der Testhalterung) und somit der Spiegel wegen Reibung nicht vor- und zurückrutschen kannt. Entsprechend der Reibzahl, würde so ein Auflager nebenbei als zusätzlicher unplanmäßiger Punkt der Spiegelzelle mitwirken und den Spiegel wellig machen. Wenn da ein Kugellager ist, dann verhindert diese zwar ein Verrutschen auf der rückseitigen Spiegelzelle (Testhalter-Rückwand), aber lassen einen freien Ausgleich so zu, dass sich Welligkeiten im Spiegel nicht bilden.

Man hat es schon mal ausgerechnet, dass, wenn einer seinen Spiegel in einer provisorischen 9-Punkt-Zelle legt, ohne seitliche Lagerung (das geht natürlich nur, wenn das Teleskop in den Zenit schaut) und dann auf der Kante ein Gewicht von nur 150 Gramm legt, der Strehl "unterirdisch" wird, weil die 150 g (~ 1,5N) den Spiegel verbiegen.

Wenn man jetzt überlegt, dass Teflon einen Reibungskoeffizent von 0,1 hat, das Teleskop in 45°-Stellung steht, der Spiegel - sagen wir - 5 kg wiegt, wovon die Kantenlagerung dann die Hälfte übernehmen muss, dann hat eine Teflon-beschichtete Kantehalterung schon eine Reibungskraft von ~2,5N: ZUVIEL. Jeder Materialbewegung (ob thermisch, mechanisch oder wie auch immer) würde also durch Reibung mit 2,5N auf den Spiegel drücken, wie ein Daumen.

Gruß

Hallo Kalle,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Kalle66</i>
auf meiner Skizze siehst Du, wie die Lager hingehören.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Die Spiegelzelle ist <u>für diese Anwendung</u> optimiert. Also für den Test mit horizontalem Strahlengang. Für die Anwendung in einem Teleskop wäre diese Spiegelzelle ungeeignet. Aber hier, beim Spiegeltest, bietet sie den Vorteil einer höheren Reproduzierbarkeit, weil an den Auflagepunkten keine unbekannten Tangentialkräfte auftreten können. In Richtung der optischen Achse können sowieso keine Kräfte auftreten, wenn sich die Auflagepunkte in der Ebene des Spiegelschwerpunktes befinden. Siehe
http://www.astrotreff.de/topic…PIC_ID=121042&whichpage=2

Wie Kai bereits angemerkt hat, sollte die Auflagefläche kleiner sein als die Breite des Kugellagers. Im abgebildeten Zustand ist unklar ob die Hauptlast auf der vorderen oder hinteren Kante des Lagers liegt.

Gruß
Michael

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: RogerZi</i>
sorry, habe ich nicht erwähnt, ist ca. 23mm dick.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Dann liegt der Schwerpunkt bei 12.7mm, von der vorderen Spiegelkante aus gemessen.

Gruß
Michael

Michael,
wie sich 400mm Glas (also der gesamte Spiegeldurchmesser) in dieser Stellung der Kugellager verbiegen sollen, erschließt sich mir immer noch nicht. Hat jemand Angst, dass aus dem kreisrunden Spiegel ein ellipsenförmiger werden könnte?

Nachvollziehen kann ich ja, dass man die Schwerelinie treffen will, und die Kugellager (so, wie sie Roger eingebaut hat) zu breit sind. Aber dass die Lager so irgendeinen Sinn machen, kapier ich wiederum nicht, auch nicht nach Verweis auf den anderen Thread.

Sorry.

Hallo!
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">wie sich 400mm Glas (also der gesamte Spiegeldurchmesser) in dieser Stellung der Kugellager verbiegen sollen,<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Es sind doch trotzdem harte Druckpunkte, die auf das Glas wirken? Und das soll keinen Messfehler ergeben? Wenn man den fertigen Spiegel in der Spiegelzelle zu eng befestigt, hat man doch auch sofort den berüchtigten "Dreipunkt-Asti"?
Gruss
Gerhard

Hallo Gerhard,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Gamma Ray</i>
Es sind doch trotzdem harte Druckpunkte, die auf das Glas wirken? Und das soll keinen Messfehler ergeben?
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Selbstverständlich wird der Spiegel an den Auflagepunkten verformt. Das ist unvermeidlich. Beim Spiegel-Test kommt es aber (im Gegensatz zum Teleskop) nicht darauf an, möglichst kleine Verformungen zu haben, sondern es kommt auf möglichst gute Reproduzierbarkeit an. Das bedeutet, wenn ich den Spiegel aus der Halterung rausnehme und wieder reinsetzte und die Messung wiederhole, dann will ich exakt das gleiche Ergebnis wie bei der ersten Messung bekommen. Wenn die Halterung keine reproduzierbaren Messwerte ermöglicht, dann ist es unmöglich rechnerisch die Spiegelfehler von den Teststand-Fehlern zu trennen.

Zu Kalle's Einwand schreibe ich gleich noch was.

Gruß
Michael

Hallo Michael!
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Beim Spiegel-Test kommt es aber (im Gegensatz zum Teleskop) nicht darauf an, möglichst kleine Verformungen zu haben, sondern es kommt auf möglichst gute Reproduzierbarkeit an<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">..und die bekommt man am ehesten, wenn der Spiegel beim Testen weich gelagert wird. Alois, der Mann mit den Minitools, wird das bestätigen.
Ich habe damals schon mit der Halterung Schelte geerntet:

Das war aber Holz. Ich habe daraufhin auf die Kanten weiches Klebeband-Material getan.

Gruss

Kalle,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Kalle66</i>
wie sich 400mm Glas (also der gesamte Spiegeldurchmesser) in dieser Stellung der Kugellager verbiegen sollen, erschließt sich mir immer noch nicht. Hat jemand Angst, dass aus dem kreisrunden Spiegel ein ellipsenförmiger werden könnte?
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Nein, es geht nicht darum dass der Spiegel ellipsenförmig werden könnte.
Nehmen wir mal an, wir haben zwei Auflager bei +-45°, bei denen die Kugellager so angeordnet sind wie im Teleskop üblich, und wie weiter oben von Kalle vorgeschlagen. Dann wirken bei beiden Auflagern jeweils zwei Kraftkomponenten auf den Spiegel: Radialkräfte F_R und Tangentialkräfte F_T. Die Tangentialkräfte sind möglich, weil Haftreibung zwischen dem Auflager und dem Spiegel besteht. Der Haftreib-Koeffizient bestimmt, wie gross die Tangentialkräfte werden können. Wenn wir mu = 0.5 annehmen, dann kann die Tangentialkraft maximal halb so gross wie die Radialkraft sein. Das Vorzeichen der Tangentialkraft ist unbekannt -- beide Vorzeichen sind denkbar.

Daraus folgt, dass an den beiden Auflagern Kräfte auf den Spiegel wirken, die sowohl betragsmässig als auch richtungsmässig unbestimmt sind. Im Bild könnte der Kraftvektor irgendwo zwischen den Extremwerten F2 und F3 liegen. Der Fall F1 wäre der Fall ohne Tangentialkraft.
Diesen Kraftvektor kann man in eine Horizontal- und eine Vertikal-Komponente zerlegen (für das linke Auflager sind die Kräfte spiegelbildlich, der Übersichtlichkeit halber habe ich sie nicht eingezeichnet). Die beiden Horizontal-Komponenten sind betragsgleich mit umgekehrtem Vorzeichen, kompensieren sich also.
Die Summe der beiden Vertikal-Komponenten kompensiert genau das Eigengewicht des Spiegels. Folglich ist die Vertikal-Komponente konstant, egal unter welchem Winkel die Kraft am Auflager wirkt. Daraus folgt, dass der Betrag der Auflager-Kraft ganz entscheidend vom (unbekannten) Winkel abhängt. Im vorliegenden Beispiel mit mu = 0.5 ist F2 etwa 3 mal so gross wie F3 !
Und jetzt vermute ich einfach mal, dass der Spiegel sich in den beiden Fällen (F2 oder F3) unterschiedlich stark verformen würde, und dass somit keine Reproduzierbarkeit gegeben ist.

Wenn man aber ein Kugellager verwendet (so wie von Roger am Anfang dieses Themas gezeigt), dann können keine Tangentialkräfte auftreten. Somit ist der Kraftvektor immer eindeutig bestimmt (F1).

Gruß
Michael

Für mich waren die "Kraftvektoren" in dem Zusammenhang eher nicht so von Bedeutung. Ich habe jedenfalls "kräftig" poliert (und einen gewissen Herrn Stathis aus dem schönen Griechenland sehr gestresst! http://www.stathis-firstlight.de/ ). Ich würde eher nach einem brauchbarem Rotationsparaboloid Ausschau halten anstatt nach einer Spiegelhalterung! (Obwohl die bunten I-Gramme ja wirklich toll aussehen! )
Gruss
Gerhard

Um auf die ursprüngliche Frage von Roger zurückzukommen...

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: RogerZi</i>
Ist dies der Teststandeinfluss? Kann der so gross sein?
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Ja, ich denke der Teststand-Fehler kann so gross sein. Immerhin ist das Durchmesser-zu-Dicke Verhältnis mit 17.3 schon ziemlich gross. Der Teststand-Fehler hat auch eine schöne Spiegelsymmetrie zur Y-Achse, so wie man es für diese Spiegelzelle erwarten würde.
Steht der Spiegel wirklich genau senkrecht, so dass am oberen Haltepunkt (fast) keine Kraft wirkt?

Gruß
Michael

Hallo Michael, Hallo Roger,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Immerhin ist das Durchmesser-zu-Dicke Verhältnis mit 17.3 schon ziemlich gross.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Das hat wenig zu sagen. Die Verbiegung ist nicht proportional zu diesem Verhältnis.
Ich komme mit einer Abschätzung mittels PLOP auf Faktor 15 in Bezug auf meinen 28" f/3.1, dort waren es etwa 1 Lambda Wavefront, und ich vermute hier einen Teststanderror hart an der Nachweisgrenze. *Wenn* der Spiegel mustergültig und senkrecht steht.

So wie es aussieht steht der Spiegel im Moment noch nicht optimal, das ist erstmal kein Problem solange die Wiederholgenauigkeit gegeben ist. Anderseits sind noch Verbesserungen drin. Also so gut wie möglich machen, schlechter wirds von ganz allein[;)]

cs Kai

Hi,
ich bin ja dankbar, dass Michael den Unterschied zwischen Anforderungen an den Teststand und einer Spiegelzelle klar macht. Nur ganz einleuchten tut mich die Logik noch nicht. Vielleicht liegt es ja auch daran, dass ich bislang nur mit einem 12"-Spiegel zu tun hatte.

Im Ergebnis läuft Michaels Teststand darauf hinaus, dass man eine 3-Punkt-Zelle als Teststand hat. 2 Punkte sind gleichzeitig die laterale Lagerung, der dritte Punkt ist die obere Spiegelkante, die sich zart auf den Teststand anlehnt. Soweit der Spiegel fast senkrecht drauf steht, sind die Kräfte hinreichend klein.
(Ich hoffe, dass jetzt richtig verstanden zu haben.)

Ziel ist dann nicht, eine verformfreie Spiegellagerung zu haben, sondern dass die Verformung reproduzierbar ist und nach Drehung des Spiegels und erneuter Messung, rechnerisch eliminiert werden kann.

Gruß

Hallo Miteinander,
wieder ein interessantes Thema hier[;)]
(==&gt;)mkoch: Vielen Dank Michael für Deine ausfürhliche Schilderung mit den Lagerkräften.
(==&gt;)Roger: Den Teststand würde ich wie in dem von Dir geposteten Thread mit U-Scheiben umbauen. Mit der Vorgehensweise wie es dort PeJoerg am 11.07. beschreibt habe ich sehr gute Erfahrungen gemacht (Abstandsschrauben + Blatt Papier). Das hat auch den Vorteil, dass der Spiegel immer in der nahezu identischen Lage ist und somit der Laserreflex auf der selben Höhe zum PDI ankommt. Das erspart dann auch Fummelei am Tester.
Ich habe ja Anfangs die Lagerung auch sehr Stiefmütterlich behandelt und hatte bei meinen Auswertungen -noch während der Politurphase- nicht reproduzierbare Spiegelverformungen die ungefähr in Deiner jetzigen Größenordnung lagen.
Mit der jetzigen Lagerung ist das nicht mehr der Fall und mein Spiegel mit D=500 und 34mm Dick verhält sich sogar erstaunlich unproblematisch. Die Zernike-Terme für Asti und Trefoil sind bei einem einzelnen IG in der Regel deutlich kleiner als 0.050.
Einen weiteren Punkt den Du mal überprüfen kannst, ist ob der Laser auch in der optischen Achse ausgerichtet ist. Mach dazu mal folgenden Versuch: Den Laserreflex auserhalb des KR (ein paar mm) auf z.B. eine Aluplatte treffen lassen. Der Reflex muss Kreisrund sein,und überal gleichmäßig leuchten. Verdrehst Du nun den Teststand dann wird der Reflex nicht mehr gleichmäßg ausgeleuchtet sein. Wenn Du mit so einem verdrehten Reflex Interferogramme aufnimmst, hast Du keinen Teststand-Asti, sondern einen Interferometer-Asti. So jedenfalls meine Erfahrung. Falls das jetzt zu unverständlich war garniere ich das Morgen noch mit ein paar Bildern.
Grüße, Matze

Hallo Kalle,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Kalle66</i>
Im Ergebnis läuft Michaels Teststand darauf hinaus, dass man eine 3-Punkt-Zelle als Teststand hat. 2 Punkte sind gleichzeitig die laterale Lagerung, der dritte Punkt ist die obere Spiegelkante, die sich zart auf den Teststand anlehnt. Soweit der Spiegel fast senkrecht drauf steht, sind die Kräfte hinreichend klein.
(Ich hoffe, dass jetzt richtig verstanden zu haben.)

Ziel ist dann nicht, eine verformfreie Spiegellagerung zu haben, sondern dass die Verformung reproduzierbar ist und nach Drehung des Spiegels und erneuter Messung, rechnerisch eliminiert werden kann.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Ja, genau so habe ich es gemeint.

Gruß
Michael

Hallo,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Mr_beteigeuze</i>
(==&gt;)Roger: Den Teststand würde ich wie in dem von Dir geposteten Thread mit U-Scheiben umbauen.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Durch feststehende U-Scheiben werden aber die unerwünschten Tangentialkräfte erzeugt. Wenn schon U-Scheiben, dann sollten sie drehbar sein (möglichst leichtgängig). Mein Favorit sind Kugellager mit balliger Lauffläche.

Gruß
Michael

Hallo Roger,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: RogerZi</i>
Durchschnitt 0 und 90° von OF:
Z4_DS -0.1089
Z5_DS -0.0167
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Mit "Durchschnitt" meinst du wahrscheinlich den Mittelwert. Der Mittelwert ergibt den Teststand-Fehler.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: RogerZi</i>
Vermutlich liefert mein Testand noch ungenügend reproduzierbare Messergebnisse.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Ob der Teststand reproduzierbare Ergebnisse liefert kannst du testen, indem du den Spiegel rausnimmst und in der gleichen Winkelstellung wieder reinsetzt, und dann die Messung wiederholst.

Gruß
Michael