Mein kleiner neuer 80/1200 Fraunhofer

Hi,

ich wollte euch mal meinen kleinen neuen 80/1200 Fraunhofer vorstellen [:)]:

Die Linsen sind allerdings noch nicht ganz auspoliert...

Er funktioniert aber schon ganz gut. Bisher habe ich ihn allerdings nur terrestrisch und bei 30x getestet.

Sobald das Flint endlich kleinbei gegeben hat kommt der Nachthimmel an die Reihe, mehr Vergrößerung und eine Vermessung über F/e/C.

Grüße,

Nikolas

(Ja, der Tubus ist ein Regenrohr...
[:D])

<font color="limegreen">Aus dem "Technikforum Linsenteleskope (Refraktoren)" verschoben, da es im Optikfourum vermutlich mehr Beachtung findet. Stathis </font id="limegreen">

Hi Roland und alle,

vielen Dank für die netten Worte [:)].

Ich kann gerne die Geschichte erzählen, wie das Teleskop bis hier her entstanden ist.

Angefangen hat alles mit zwei Scheiben Glas vom Surplus Shed.

Ein Kron das den Daten nach in etwas dem Schott B270 entspricht:

Sowie ein Flint unbekannter Art (O-Ton: <i>"Because of it's weight, we believe it is a Flint glass."</i>):

Natürlich kann man mit einem unbekannten Flint Glas kein Teleskop bauen.

Ich habe daher erst die Dichte bestimmt, um das Glas eingrenzen zu können. Ich kam auf 3.85 g/cm³ +/-0.01. Die verbleibenden Gläser mit dieser Dichte waren

N-LAK7
P-LAK35
N-PK51
SF2
KZFS12

Es muss ein altes Glas sein, daher habe ich die ersten drei ausgeschlossen. KZFS12 wäre ein Traum, aber so ein teures würde nicht unmarkiert in einer Fabrik herumfliegen. Also bleibt SF2 (oder SF12, ein altes, obsoletes Glas, quasi identisch mit SF2). Surplusshed hat SF12 Rohlinge, diese haben die gleiche leicht gelbliche Farbe wie der unbekannte Rohling, also habe ich mit SF12 weitergerechnet.

Als nächstes musste ich den Durchmesser des Kron Rohlings verringern

und die riesige Kurve aus der Oberseite herausflexen:

Nach dem Flexen verblieb ein gut 10 mm dicker Rohling, der nun weiter bearbeitet werden konnte. Schon zu diesem Zeitpunkt ist es wichtig das "Wedge", also die unterschiedliche Randdicke zu minimieren, ich habe mir diese immer mit einem "+" markiert:

Die Pfeiltiefen, die ich erreichen muss habe ich vorher bestimmt. Ich habe den Refraktor zuerst mit der "Hand am Arm" und einem selbstgebauten Excel sheet gerechnet. Ist eine interessante Sache. Am Ende ist es aber doch besser, die Daten schnell in Oslo zu hacken.

Das Design ist:
<font face="Courier New">
Fraunhofer&nbsp;80mm&nbsp;F/15
&nbsp;SRF&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;RADIUS&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;THICKNESS&nbsp;&nbsp;&nbsp;APERTURE&nbsp;RADIUS&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;GLASS&nbsp;&nbsp;SPE&nbsp;&nbsp;NOTE
&nbsp;OBJ&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;--&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;1.4623e+20&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;2.5524e+18&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;AIR&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
&nbsp;AST&nbsp;&nbsp;&nbsp;710.192185&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;9.700000&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;41.500000&nbsp;A&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;H_C12&nbsp;C&nbsp;&nbsp;&nbsp;
&nbsp;&nbsp;2&nbsp;&nbsp;&nbsp;-428.011101&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;0.100000&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;41.500000&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;AIR&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
&nbsp;&nbsp;3&nbsp;&nbsp;&nbsp;-436.807926&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;10.500000&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;41.500000&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;SF12&nbsp;C&nbsp;&nbsp;&nbsp;
&nbsp;&nbsp;4&nbsp;&nbsp;&nbsp;-1.7997e+03&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;1.2002e+03&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;41.500000&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;AIR&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
&nbsp;IMS&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;--&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;-9.447291&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;20.959485&nbsp;S&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
</font id="Courier New">
Die Radien sind natürlich nicht auf die angegebene Genauigkeit zu schleifen. Nach ein paar Chargen Carbo 80 gehen die tiefen Riefen der Flex aus dem Glas und zurück bleibt eine gekrümmte Oberfläche:

Auch hier hatte ich das Wedge wieder markiert. Ein erster Eindruck wieviel Glas noch geschliffen werden musste...

Der nächste Teil folgt die Tage.

Grüße,

Nikolas

Hi,

so, jetzt kommt der 2. Teil. Ich habe übrigens gestern mit dem Fernrohr das erste mal Richtung Mond geschaut. Es gibt eine gute und eine schlechte Nachricht. Die gute Nachricht ist, dass die chromatische Aberration sehr gering ist, der Mond ist knack-scharf am Rand ausser einem kleinen Saum. Die schlechte ist, das Flint scheint doch kein SF12 gewesen zu sein. Die Brennweite des Teleskops ist gediegene 20 cm länger als gerechnet. Ich muss also noch einmal die Tubus neu kaufen, und vermutlich 1-2 Flächen um schleifen müssen. Also: Nur Glas nehmen von dem Ihr wisst was es ist...

Ausserdem ist dadurch die sphärische Korrektur wohl etwas daneben geraten. Bei 60x war die Welt noch in Ordnung, bei 80x und darüber lässt es dann schon sichtbar an Schärfe vermissen. Aber das ist nichts wass sich nicht korrigieren lässt.

Aber jetzt erst einmal weiter mit dem Schleifen der Linsen.

Wie ich gesagt hatte, ist es entscheidend, dass man regelmäßig den Keilfehler (das "Wedge") kontrolliert. Ich habe mir die dickere Stelle immer mit einem + markiert und die dünnere als Gegenprobe mit einem -. R2 und R3 konnten am Anfang noch gegeneinander geschliffen werden, für R1 und R2 habe ich für den Grobschliff einen eher grob behauenen Glasklotz gemommen. Keine Bilder da nicht besonders interessant.

Nachdem die Rohlinge sich weitestgehend der Dicke und Pfeiltiefe genähert hatten, habe ich neue Tools gegossen. Sie bestehen aus normalem Gips (ist bei der Größe kein Problem, mit etwas Polyestergewebe zur Verstärkung. Sie wurden direkt auf die Oberfläche der Gläser gegossen (mit etwas Trennwachs dazwischen). Anschließend (nach einen Tag trocknen in der Sonne) wurden aus der Scheibe eines kaputten Bilderrahmen kleine Glasplättchen gebrochen und mit wasserfestem Holzleim auf die Gipsplatte geklebt. Die Gipsplatten wurde dann aussen noch einmal mit Parkettversiegelung angestrichen.

Links sieht man ein Tool, rechts einen Rohling, der auf einem Tool befestigt wurde. Profis kitten die Glasrohlinge auf die Blöcke, was bei sehr dünnen Linsen sicher nicht anders geht. Ich habe einfach ein feuchtes stück Packpapier zwischen Rohling und Block (also dem entsprechenden Tool gelegt) und das Ganze mit Klebeband umwickelt. Ging Super.

Hier noch einmal die tools mit den Rohlingen als "Familienfoto":

Zu diesem Zeitpunkt waren sie noch nicht lackiert. Ich hatte vorher noch jedes Tool an 2 Seiten numeriert. Das ist wichtig! R2 und R3 sind so ähnlich, dass es viel Arbeit kostet, wenn man sie auch nur kurz verwechselt.

Inzwischen hatte ich nur noch 4 hunderstel millimeter Wedge im Rohling 1. Faustregel bei einem Fraunhofer sind maximal 2/100 beim Kron und 1/100 beim Flint. Eine Uhr mit 1/1000 mm Auflösung ist da Pflicht. Der Rohling ruht auf 3 Stahlkugeln. Die Anschläge aus Holz sind nicht erste Wahl. Profis benutzen für so etwas Saphirkugeln...

Ich habe so lange mit dem Wedge gekämpft, bis ich beim Messen keine konsistenten Ergebnisse mehr bekommen habe. Das war bei beiden deutlich unterhalb von 1/100 mm.

Natürlich muss man die Pfeiltiefen regelmäßig mit dem Sphärometer nachmessen. Und der Umgang mit dem Sphärometer ist eine gewisse Kunst, bei der jeder sein eigenes Vorgehen hat.
Die Messuhr aus dem oberen Bild habe ich auch für das Sphärometer benutzt. Mein Vorgehen war wie folgt.

Zu erst hatte ich drei Glasscheiben gegeneinander "plan" geschliffen bis das Sphärometer bei allen drei die gleiche Wert angezeigt wurde um ein plane Referenz zu haben. Wichtig ist hierbei, zu recht feinem Korn herunterschleift, da der Abtrag am Rand etwa 1/3 Korngröße tiefer ist. Ich bin bis 9 µ gegangen. Damit fällt der Rand um 3µ zu Mitte ab (es ist also nicht ganz plan sondern leicht konvex). Die Scheiben waren 4 mal so groß wie das Sphärometer, der verbleibende Restfehler war also unter 1µ, und damit außerhalb der Anzeige.

Die Messung lief dann so.

1.) Sphärometer auf die Referenz. 0-Punkt setzen.
2.) Sphärometer auf den Rohling. Messwert ablesen.
3.) Sphärometer wieder auf die Referenz. Wenn es wieder 0 anzeigt wurde der Messwert notiert, sonst verworfen und es ging von vorne los.

Damit habe ich glaube ich sehr ordentliche Ergebnisse erhalten.

Das Umkleben des Blocks mit Klebeband war nicht immer erforderlich, am Ende, wenn mit sehr wenig Druck geschliffen wird reicht die Reibung durch das nasse Papier völlig aus.

Damit waren dann die Rohlinge ausgeschliffen. Ich habe es wie oben zu erahnen mit meiner Mirror-o-Matic gemacht. Der Drehteller hat glaube ich 55 oder 60 cm Durchmesser. Die Linsen wirkten darauf gelegentlich etwas verloren...

Nach dem gleichen Schema wie schon bei den Tools zum schleifen habe ich dann Die Pechlappen hergestellt. Es müssen unbedingt neue sein. Die Tools braucht man weiterhin als Blöcke zum die Linsen darauf zu befestigen. Sie haben schließlich keine plane Seite, wie ein Spiegel. Hier auch noch mal das Familienfoto (Dort sieht man nun auch die Nummerierung der Tools):

Es gibt so viele Methoden Pechlappen herzustellen, wie Leute die sie herstellen. Ich bin ein "Am Stück Giesser" und "Mit heißem Messer Rillen Schneider", so grob zur Einordnung. Dieser Pechlappen hatte schon etwas Politur hinter sich und ich musste die Rillen nachziehen.

Die Netz-Facettierung mache ich nur ganz am Anfang, das geht einfach schneller und jemand der noch nie einen Spiegel aus Fensterglas oder gar eine Flint-Linse poliert hat, macht sich keine Vorstellungen davon wie unendlich langsam Flint auspoliert. Es dauert ewig und noch etwas länger. Ich habe die Zeit nicht gemessen, aber an dem Mirror-o-matic habe ich denke ich die Frontlinse in einem Tag beinahe aus poliert (beide Seiten). Die Flint-Linse habe ich einen Tag eine Seite poliert und sie könnte gut noch einen weiteren gebrauchen...

Hier noch einmal 2 Pechlappen beim Kaltpressen, dazwischen die Flint Linse:

So, das war's dann erst mal wieder. Die Optik war damit soweit fertig zum Testen, ich hatte je kein Ahnung, dass ich mit dem Flint so daneben lag (bis gestern...)

Teil 3 dreht sich dann um das Herstellen der mechanischen Teile, womit ich noch nicht endgültig fertig bin. Teil 4 voraussichtlich um die Vermessung und Korrektur, das ist aber noch in der Zukunft.

Grüße,

Nikolas

Hallo zusammen,

nun, denn weiter im Selbstbauforum. Reusper, hrhmmm. Also los gehts.

erst einmal vielen Dank für die netten Kommentare.

Roland, ich hab den einen oder anderen Spiegel geschliffen und hatte mal Lust auf was anderes. Ich hab noch etwas in der Planung, da ist diese Linse als Übung gedacht, aber pssst... noch wird nichts verraten.

Michael, Linsen sind eigentlich sogar leichter zu schleifen als Spiegel, alles sphärisch und die Genauigkeit kann entspannter gesehen werden, aber es gibt halt viele Oberflächen... Das ist auch mehr Arbeit. Ganz ehrlich, für 80 mm Öffnung lohnt es sich nicht. Aber wie schon gesagt, es war zur Übung.

Hans-Jürgen, vielen Dank, ich hab noch einiges zu berichten...

Roland, der Tubus ist bombenfest, ausserdem ist das die Linse ein Aplanat, hat also kein Koma. Damit ist Durchbiegung nicht im Ansatz zu schlimm wie beim Newton. Die kolimierbare Linsenzelle ist eigentlich schon ein Luxus. Zu dem Bearbeiten mit der Flex, am Ende fräsen die Profis die Rohlinge mit CNC Fräsen mit Diamantwerkzeugen. Ich hab halt keine CNC Fräse, mache daher das ganz Grobe mit der Flex und weil's nicht so genau ist, den Rest mit Carbo und der Hand. Wichtig ist hier bei niedrige Drehtzahl, immer wieder Wasser und es nie dazu kommen lassen dass es staubt. Glasstaub verursacht sicher eine Staublunge, Bleiglasstaub sicher Krebs.

Die Pleite mit dem falschen Flint habe ich jetzt erst einmal verdaut. Ich hab erneut die Dichte bestimmt, alte Daten gewälzt und bin auf ein obsoletes Glas namens BPH45 von Ohara gekommen. Ob es dieses ist oder ein ähnliches, vielleicht BPH8 kann ich nicht sicher sagen. Aber es ist sicher ein Bor-Schwerflit mit einem nd von etwa 1,72.

Da meine erste kleine Mondbeobachtung durch das Teleskop ja keinen extremen Farbfehler offenbart hat, und dies auch in der Simulation in Oslo so ist, scheine ich nun auf dem richtigen Weg zu sein.

Ich habe das Objektiv neu gerechnet. Dabei habe ich nur den Linsen Abstand und den Radius der Frontlinse variabel gehalten. Ausserdem habe ich zugelassen das sich der Fokus ändert.

Das neue Teleskop ist dann (fast) so gut wie das alte, ich muss nur noch einmal 0.3 mm Sagitta in die erste Oberfläche schleifen und polieren. Der Focus ändert sich dabei von 1400 mm auf 1120 mm aus den ursprünglich geplanten 1200 mm und f/15 werden also f/14. Damit kann ich leben.[:)]

Es geht also jetzt erst mal zurück an die Schleifmaschine. Aber ich hab noch ein paar Bilder von den Metallarbeiten...

Grüße,

Nikolas

kleine Korrekturen

Hallo,

so die Maschine ist schon wieder beim polieren. Das Schleifen ging ganz flott, waren ja auch nur 0,066 mm auf dem Sphärometer und 0.139 Sagitta bei der Linse.

Bei der hohen Luftfeuchtigkeit heute kann ich die Maschine fast unbeaufsichtigt laufen lassen. Alle halbe Stunde mal die geblockte Linse auf der Platte drehen gegen Astigmatismus und ein paar Tropfen Wasser und Cero... Die Tage konnte ich alle 5 Minuten runterrennen...

Grüße,

Nikolas

Hallo zusammen,

nur in Kürze ein paar Probeaufnahmen mit dem Fernrohr...

Das erste Bild entstand nachdem ich die Linsen weitestgehend fertiggestellt hatte und entdecken musste, dass das Flint ein anderes war als gedacht. Die Brennweite lag bei ~1400 mm und ich habe die Bilder mit der Handykamera durch ein Baader Hyperion Zoom bei 8 mm gemacht (also eine ganz knackige Vergrößerung für einen 3 Zöller).

Bei diesem Bild sieht man das die chromatische Aberration schon sehr ordentlich korrigiert war, allerdings hatte ich eine deutliche sphärische Überkorrektur. (Kleine Anmerkung: ich hatte nicht alle Flächen bis ins letzte auspoliert und noch keine Blenden im Teleskop, nur provisorisch etwas schwarzes Kartonpapier. Der Kontrast ist also noch nicht ganz endgültig...)

Zuerst bin ich der Brennweite zuleibe gerückt und habe sie durch verkürzen von R1 auf die gewünschten ~1200 mm gebracht. Jetzt ist schon deutlich mehr Lampe auf dem Bild.

anschließend habe ich durch Anpassen der Linsenabstände die sphärische Korrektur verbessert, das Bild gewinnt dadurch deutlich an Schärfe.

Leider wird durch die verbesserte Schärfe nun ein anderes Problem sichtbar. Blau fällt leider hinten heraus und alles hat einen deutlichen Saum. Nach Messungen mit einem F-Filter (oder h-beta) und einem C-Filter (oder auch H-alpha) gegen e (bei 546 nm) zeigte sich, dass F 2 mm hinter e und C lag. Eigentlich sollten bei einer guten Korrektur F und C jeweils 0.5 mm hinter e liegen.

Nun gibt es eine wunderbare Eigenschaft bei Fraunhofer Linsen. R4 beeinflusst die Lage der Farben sehr stark, verändert aber die anderen Faktoren (sphärische Aberration, Coma, etc.) sehr wenig. Nach kurzem rechnen musste ich R4 von 1800 mm auf 1650 mm reduzieren. Dazu bin ich zurück auf 15µ microgrit gegangen. Das Umschleifen war innerhalb einer Stunde erledigt. Flint schleift sich halt wirklich leicht.

Nach 3 Stunden anpolieren kann sich der Lohn der Mühe sehen lassen:

der Blau-Saum ist verschwunden, die Schärfe ist quasi unverändert (freihändig durchs Okular zu fotografieren ist immer etwas schwer, ohne verwackeln).

Jetzt werden die verbleibenden Oberflächen noch einmal ein paar Stunden auspoliert und dann der Abstand der Linsen in Autokollimation gegen einen Planspiegel mit dem Ronchitest perfektioniert.

Grüße,

Nikolas

Korrektur typo

Hi Roland

erst einmal (Roland weiß es schon [:)]), ich habe einen Thread für die Mechanik aufgemacht:

http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=153962

Die Linsenkorrektur habe ich zu einem guten Teil aus dem sehr empfehlenswerten Beitrag von Roger Ceragioli auf Bob May's homepage.

http://bobmay.astronomy.net/refractor/Refrindex.htm

Außerdem durch ausprobieren in Oslo, und ein wenig durch meinen Email-Verkehr mit Richard Snashall, bei dem es aber eher um 3 bis 4-linsige Apochromaten geht.

Grüße,

Nikolas

Hi Roland,

vielleicht täuscht der Bildausschnitt aber das erste Bild zeigt einen kleineren Teil der Lampe...

Ich habe jetzt heute nach ein wenig Feinarbeit und Optimierung Vega mit Höchtvergrößerung angeschaut. Im Zenit sah man einen hellen Stern, umrandet von eine dunklen Fresnelring, ein wenig besser geht es glaube ich noch... Kein Astigmatismus und ehrlich gesagt, ich kann bei dem verbesserten Achromat bei F/15 keinen Farbfehler erkennen.

Ich freue mich auch schon sehr über Jupiter...

Grüße,

Nikolas

Hi Roland,

ja, das Rohr ist dunkel und Blenden sind drin. Fotos gibt's keine, ist halt recht dunkel [;)]

Aber hier die Konstruktion, sozusagen das Teleskop ohne Tubus:

Die Konstruktion ist recht "straight forward", man kann es auch mit Bleistift und Papier erledigen.

Ich hatte das Teleskop die Tage etwas unmotiviert in den Himmel gehalten, da ist zufällig die ISS vorbeigekommen... Die Panels habe ich erkannt, aber ich hatte gerade das 38mm Übersichtsokular dann. Aber damit konnte ich sie wenigstens verfolgen, sie ist so irre schnell. Ausserdem hatte ich M15, ebenfalls zufällig, vor der Linse. Es war allerdings im wesentlichen ein nebeliger Fleck, aber immerhin schön irgendetwas von unter Mag 4 Himmel zu erkennen...

M13 probiere ich bei nächster Gelegenheit.

Grüße,

Nikolas

PS.: Kommst Du eigentlich mit Oslo klar? Dann schicke ich dir mal eine PN mit meinem nächsten Projekt... Wenn Du kleine Teleskope magst, ist das genau das Richtige...

Hi Roland,

Die Blenden sind aus Alu, geschwärzt habe ich sie mit Kohlepulver aus der Kugelmühle, das ich in Parkettversiegelung gelöst habe. Die Fixierung ist ganz einfach.

Ich habe immer schwarzen Karton zugeschnitten. Die Blenden hängen jeweils zwischen den Kartonrollen. Ich habe die Rollen an den Enden jeweils bei 60° etwas eingeschnitten und den Karton etwas nach außen gebogen damit die Blenden nicht verrutschen.

Ich meine Oslo, das Programm... [:)]

Ich schreib es es dir mal...

Grüße,

Nikolas

Hi,

kurzes Update:

M13 ist in dem kleinen Teleskop wirklich ein schöner Anblick und erheblich größer und diffuser als M15. M57 ist ebenfalls gut, auch wenn ich die Ringstruktur nur erahnen konnte. Bei niedrigen Vergrößerungen ist er zu klein, bei hohen zu dunkel. Frankfurt ist aber auch ein mieses Terrain für Beobachtungen. Ich kann vielleicht froh sein, immerhin schon 3 Messier Objekte in meinem 3" beobachtet zu haben...

Warten wir auf die Planeten... [;)]

Grüße,

Nikolas