Schlaufenhalterung Hauptspiegel

Hallo,

für die Optimierung meines alten Starsplitter-Dobs (18" f/4,5) von 1994 möchte ich die Schlaufenlagerung des Hauptspiegels optimal einstellen. Da ich keinerlei Erfahrung mit Hauptspiegellagerungen habe, hoffe ich wieder einmal auf Eure Hilfe (wie hier bisher zu meiner Freude auch schon oft geschehen!). Die Situation ist die, wie ich angehängt habe (nicht maßstabsgetreu). Meine beabsichtigte Vorgehensweise:

a) Linkes Bild: Ich sehe zu, dass die Schwerelinie des Spiegels exakt im Scheitelpunkt der Schlaufe liegt. Wie aber könnte ich das am einfachsten prüfen?

b) Rechtes Bild: Der rot eingezeichnete Winkel alpha muss gleich 0° sein. Das bedeutet, dass ich den Spiegel entweder mit den Justierschrauben generell etwas höher lagern sollte oder, was m.E. besser ist (damit sich die Position des Fokuspunkts im OAZ nicht ändert), die Schlaufenhalterungen und damit die Schlaufe etwas niedriger (in Richtung Boden) einstelle.

c) Rechtes Bild: Zudem sollte auch die Schlaufe (wenn alpha = 0°) mittig an der Hauptspiegelseite anliegen. D.h. wenn die Schlaufe 44 mm breit ist, sollte jeweils seitlich von ihr der 56 mm dicke Hauptspiegel um 6 mm überstehen.

d) Die 3 Fixierstifte sollen den Hauptspiegel vor dem Kippen bewahren. Sie berühren den Hauptspiegel beim Neigen des Teleskops nicht, da er alleine von der Schlaufe getragen wird. Welche Verschlechterung der Abbildung im Okular könnte sich denn ergeben, wenn nicht die Schlaufe den Spiegel mehr tragen würde, sondern er auf den Stiften aufliegen würde, wenn auch vorausgesetzt wird, dass die Stifte ihn wie die Schlaufe auch zentral lagern. Aktuell gibt es mindesten 1 cm Spielraum zwischen Stifte und Spiegel. Was wäre denn in diesem Fall im Prinzip der Unterschied zu einer Laterallagerung?

Gibt es erfahrungsbedingte Ratschläge von Euch, die von meinen Absichten abweichen bzw. Tipps, wie ich die Absichten am besten und einfachsten umsetzen kann?

Herzlichen Dank für wieder mal gute Tipps!

Viele Grüße

Micha

Vielen Dank für Eure Antworten!

Zitat von mkoch

Mir fehlt die Fähigkeit mir einen Fall vorzustellen, bei dem die Schwereline nicht im Scheitelpunkt der Schlaufe liegt.

Ich lese oft, dass Spiegel nicht in ihrer Schwerelinie lagern, sei es bei einer Schlaufenlagerung oder bei einer Laterallagerung. Ich habe keinerlei Erfahrung damit, einzuschätzen, ob mein HS fehlgelagert wird. M.E. gibt es daher zwei Möglichkeiten der Fehllagerung: a) Eine parallel zur Spiegelebene und b) eine senkrecht zur Spiegelebene. Ehrlich gesagt, kann ich mir auch keinen Fall unter a) vorstellen, bei dem die Schwerelinie nicht im Scheitelpunkt der Schlaufe liegt. Daher bleibt nur eine Fehllagerung im Fall b), die Du mit der Aussage

Zitat von mkoch

Besser wäre es, zu berechnen wo der Schwerpunkt des Spiegels liegt, und die Schlaufe entsprechend weiter nach hinten zu legen.

vermeiden würdest, wenn ich Dich richtig verstehe. Aber ich verstehe nicht, warum Du sie weiter nach hinten legen würdest? Dann könnte der Spiegel doch Gefahr laufen, nach vorne über zu kippen. Also was sollte ich jetzt tun, wenn die Lage sich so ist, wie ich sie im rechten Bild dargestellt habe?

Zitat von mkoch

Zwei feste Lagerpunkte mit Kugellagern sind besser. Die Kugellager sollen verhindern, dass an den Punkten axiale Kräfte in den Spiegel eingeleitet werden.

Wie sieht sowas aus? Hast Du ein Bild von einer typischen Laterallagerung mit Kugellagern? Meine 3 Fixierstifte liegen übrigens tatsächlich um 120° jeweils auseinander.

Zitat von mkoch

P.S. Ich kapiere nicht wie die neue Zitier-Funktion funktionieren soll, wenn man das Zitat in mehrere Teile aufsplitten möchte. Egal, geht auch so.

Einfach den Satz markieren und als Zitat einfügen. Habe ich auch bei meinem ersten Post hier erst einmal erfragt

Zitat von Gerhard_S

Dein Spiegel ist recht dick für heutige Verhältnisse und hat bestimmt Reserven, wenn im praktischen Einsatz die Dinge nicht ganz perfekt sind.

Das hoffe ich auch - und dass meine Schlaufenlagerung jetzt nicht so von Nachteil ist wie sie für einen heutigen dünnen Spiegel wäre.

Zitat von Gerhard_S

Bei jeder Justage verändert sich daher die Lage von Schlingenaufhängung zur Spiegelebene leicht.

Zitat von Kurt

Der Spiegel hat damit garantiert Lagerungsasti und zwar nach fast jeder Bewegung anders!

Tja, daher ist ja heute eher die Laterallagerung die Lösung. Ich hoffe jedenfalls, dass mein Spiegel mit 56 mm Dicke dick genug ist, um diese Nachteile nicht so ausgeprägt zu haben.

Viele sternfreundliche Grüße,

Micha

Hallo Stathis, Michael,

super. Das leuchtet mir alles ein, was Ihr sagt! Ich nehme mit:

a) Die exakte laterale Schwerpunktlagerung ist wichtig, nicht die axiale. War mir vorher noch nicht so eindeutig klar, wenn ich darüber nachdenke, dann ist's eigentlich logisch.

b) Eure Rechner ergeben übereinstimmend den Schwerpunkt bei 1,57 mm in lateraler Richtung hinter der Mitte der Spiegeldicke in Richtung Rückseite.

Schöner Nebeneffekt: Ich weiß jetzt meine Spiegelparameter - zumindest in der Theorie: Öffnung D=457 mm; h = 56 mm; f = 2037 mm (von Galaxy Optics seitlich ins Glas gemeißelt); N = f/D = 4,46; dx = 1,57 mm; Pfeiltiefe s = 6,4 mm; A = D/h = 8,16. Ich gehe mal davon aus, dass diese Werte auch tatsächlich realisiert sind.

Zitat von Stathis

Um das zu gewährleisten, brauchst du eine Drahtschlinge, die genau dort positioniert ist. Ein breiter Gurt hingegen zieht an undefinierter Stelle, er ist ja nicht ideal gefertigt und nie ideal montiert, sodass man nicht sagen kann, wo genau er die Kräfte in den Spiegel leitet.

Verstehe. Und eine dünne Drahtschlinge soll tatsächlich weniger Astigmatismus als eine breite Schlaufe erzeugen? Bei dem Spiegelgewicht, das auf eine dünne Drahtschleife wirkt, müssen doch auch höhere Drücke auf die Spiegelseiten erzeugt werden als im Fall der breiten Schlaufe, oder nicht?

Zitat von Stathis

Bei einem Offset der Schlinge um 1,4 mm (1/20 der Spiegeldicke) wächst die Deformation auf 2,4 nm RMS. Das ist immer noch so wenig, dass es sogar unter aufwändiger Interferometermessung im Labor kaum nachweisbar sein wird.

Höchst interessant! Nur damit ich ganz sicher gehe, dass ich Dich verstanden habe: Mit Offset meinst Du die vom eigentlich berechneten lateralen Schwerpunkt abweichende Position der Drahtschlinge?

Zitat von Stathis

Da wir noch nicht mal ein Bild von deiner Spiegelzelle haben, kann niemand von außen sagen, ob deine Schlingenlagerung problematisch sein kann. Es kommt ja darauf an, wie justierstabil dein Teleskop ist und wie gut die Schlinge nach jeder Justierung sitzt. Wie schon mehrmals erwähnt, verhält sich dein dicker Spiegel recht gutmütig auch bei einer nicht optimal sitzenden Schlinge. Gar zu schräg darf sie jedoch auch nicht ziehen.

Habe leider keine Bilder von der Seite, aber grob gibt meine rechte Zeichnung die Situation wieder.

Zitat von Stathis

Meine Beispiele:

Wunderschöne Geräte, Stathis!

Die haben aber durchweg Durchmesser/Dicke-Verhältnisse, die bei einer Lagerung natürlich auch anfälliger für Asti sind als bei mir und definitiv höhere Anforderungen an die Konstruktion stellen.

Ich nehme von dem, was Ihr gesagt habt, nun auch noch mit:

Dass bei einem Durchmesser/Dicke-Verhältnis von 8,16 die Schlaufenlagerung Lagerastigmatismus nur vernachlässigbar erzeugt und ich einfach zusehen muss, dass a) die Schlaufe den Spiegel nicht schräg hält und b) die Mitte der Schlaufenbreite mehr oder weniger den berechneten Abstand von 1,57 mm trifft. Bei meiner Spiegeldicke kann ich vermutlich außerdem auf eine Drahtschleife verzichten. Ob die ideale Einstellung der Schlaufenlagerung dann justierstabil sein wird, bleibt abzuwarten - spielt aber für mich eine untergeordnete Rolle, da ich bei Transport den Spiegel heraus nehmen und separat transportieren möchte.

Danke Kalle. Deine Formeln für die Schwerpunktlage und Pfeiltiefe stimmen mit Michaels Formeln und Stathis' Mirroredgecalculator überein und ergeben in meinem Fall D=457 mm, f=2037 mm eine Abweichung vom Schwerpunkt des Zylinders in Richtung Rückseite von 1,57 mm und eine Pfeiltiefe von 6,4 mm, vorausgesetzt, ich habe die Formeln richtig berechnet.

Zitat von Kurt

Hallo Micha,

nachdem ich mal versucht habe einen 24" Spiegel in Schlaufenhalterung interferometrisch zu vermessen halte ich diese Art er Aufhängung bei größeren Spiegeln für suboptimal. Der Spiegel hat damit garantiert Lagerungsasti und zwar nach fast jeder Bewegung anders!

Gruß Kurt

24" ist schon einiges. Wie dick ist er? Meinst Du das auch bei einem Durchmesser/Dicke-Verhältnis von 8,16?

Zitat von Stathis

Ja, das ist so, spielt jedoch nur eine extrem geringe Rolle - in der Praxis komplett vernachlässigbar. Nicht der Druck auf die Spiegelseite erzeugt den Asi, sondern die Biegung. Hast du schon mal versucht, ein auch nur 3 mm dünnes Alublech zu dehnen oder zu stauchen? Genau! Das geht so gut wie gar nicht, biegen kann man es jedoch vergleichsweise ganz leicht. Warum funktionieren Fahrradspeichen? Warum verträgt ein Blatt Papier so viel Zug, lässt sich jedoch flatterleicht biegen?

Deswegen funktioniert ja auch die 2 Punkt Rollenlagerung so gut. Die hohe Punktlast auf den Spiegel ist nicht relevant. Die geringe Reibung der Rollen und damit geringe Axialkraft (entlang der optischen Achse) macht sie so gut. Bei 2x45° Anordnung hebt sich die Verbiegung des Spiegels durch sein Eigengewicht und durch das Einquetschen zwischen den Lagern auf (sog. "anastigmatischer Fall").

D.h. in meinem Fall können die 3 bei 120° angeordneten Fixierstifte nicht um eine Laterallagerung erweitert werden, da sie ja um 60° und nicht um 45° von der Vertikalen gelagert sind. Das habe ich natürlich auch schon so vermutet, da ich mir schon ernsthaft Gedanken mache, meinen Spiegel lateral lagern zu lassen, weil ich wegen des Gewichts den Spiegel definitiv herausnehmen und separat transportieren muss (Da kann man von "Rücken" kriegen). Anhand Deines 240x18 mm f/4,5 Reisedobson habe ich nun die Laterallagerung verstanden. Die 2x45° Rollen sind so angebracht, dass natürlich der Spiegel, wenn er justiert wird, sich so reibungslos wie möglich bewegen kann und doch so mit seinem Gewicht gelagert wird, dass eine Verbiegung minimiert wird.

D.h. die Verbiegung wird immer bei 2x45° minimiert oder gibt es auch andere Winkel, die das bewerkstelligen?

Zitat von Gerhard_S

Hallo Micha,

das ist eine klassische Kriege/Berry Zelle wie im Buch der beiden beschrieben. Vorgesehen ist dabei, dass der Spiegel beim Transport in der Zelle bleibt. Selbst für die Reinigung bleibt er drin. Ob Du Deinen recht massigen Spiegel schützt durch das ständiges ein uns ausbauen fpr den Transport oder viel eher gefährdest ist nicht leicht zu beantworten.

Viele Grüsse

Gerhard

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Ich hatte das schon mit Uwe (Glahn) besprochen. Er riet mir dringendst dazu, den Spiegel außerhalb der Zelle zu transportieren, weil der Transport per Auto eher schädlich sein kann. Ich wollte ursprünglich mir sogar einen Anhänger zulegen, in den ich das gesamte Teleskop rollen kann. Warum sollte das Einfädeln in die Schlaufe schädlich sein - es ist nur sehr unbequem - und daher ist für mich die Laterallagerung noch nicht vom Tisch. Ich nutze bei jedem Ein- und Ausfädeln Handschuhe und der Transport erfolgt in einer eigens dafür angefertigten Kiste - siehe Bild. Meine erste Optimierung am Teleskop, übrigens. Also der runde Deckel im Bild gehört nicht auf die Kiste

Hallo Gerhard, Rainer,

es ist richtig, dass meine obere Ringblende etwas knapp dimensioniert ist und in kalten Nächten das Ausfädeln problematisch werden kann. Aber mir bleibt nichts anderes übrig als den Spiegel beim Transport herauszunehmen, da das Gewicht der entscheidende Faktor ist. Ich schau, wie sich das entwickelt. Notfalls werde ich die Ringblende etwas vergrößern. Alternativ wäre die Idee ja auch eine Laterallagerung, dann müsste man aber die 20 kg ebenfalls des nachts bewegen.

Meine ursprüngliche Idee war ja, einen Anhänger zu besorgen, in dem ich das Teleskop rein und raus rollen kann, davon bin ich aber durch Uwes Rat abgekommen. Daher muss es nun so gehen wie beschrieben.

Zitat von Rainer K.

Wir stark ist denn der Asti bei unterschiedlicher Höhe des Sterns ?

Habe ich noch nicht getestet. Schau ich, wenn der Spiegel so gut wie möglich in der Schlaufe lagert.

Gibt es evtl. Freunde hier, die eine Laterallagerung für andere einbauen können und vor allem dafür Zeit hätten?