Hauptspiegelfassung / Spiegelzelle, wie funktioniert die Lagerung?

Hallo Chris

Glas ist biegsamer als man denkt.

Musst Dir ja vorstellen, daß die Politur auf etwa 1/10 Wellenlänge genau sein muss was etwa 50 bis 60 nanometer entspricht.

Biegt sich das Glas um diese Größenordnung, dann verschlechtert sich sichtbar das Bild.

Bei der abgebildeten 9 punkt Lagerung ist jedes Dreieck lose schwenkbar, daß heisst daß sich die Drücke gleichmässig auf die alle Punkte verteilenl

Die Punkte sind so ausgerechnet, daß die max. Biegung des Glases minimal wird.

Wichtig ist daß aussen (Laterallagerung ) keine Kräfte am Rand eingeleitet werden dh. nicht den Spiegel runterspannen sondern nur sichern.

Bei 15 cm Spiegeldurchmesser ist das noch nicht so kritisch, da reicht eine Dreipunktlagerung am Rand.

Felix

MuellerC,

stell Dir vor du musst ein rundes Blatt Paper so halten, dass es immer gerade bleibt (ohne es zu spannen).

Von der Rückseite geht das nur, wenn du eine Art Mobile hast, die alle Gewichtskräfte auf drei Punkte zusammen führt.

Aber es darf auch nicht verrutschen, deswegen muss es an der Seite von unten gestützt werden. Das Problem, schon die Reibung dort könnte es verbiegen, wenn es nicht von Anfang an perfekt gerade liegt. (Nimm ein Din A4 Blatt stell es senkrecht auf den Schreibtisch und versuche es auf der Kante über einen Tisch zu schieben. Es biegt sich dann mit der Reibung weg.)

Wie empfindlich das ist, bleibt letztlich eine Frage, wie große die Papierscheibe ist. Je größer, desto komplexer das Mobile rückseitig.

Und seitlich kommen sogar Rollen ins Spiel, so dass dort nur das Gewicht gestützt wird, aber keine Kräfte zum Wellen des Papiers eingeleitet werden. Hier reicht schon die Temperaturänderung von Metall vs. Glas, dass es nie perfekt gerade anliegt und Reibung es sonst verwellt.

Für die Rückseite gibt es eine noch aufwändigere Alternative. Viele kleine Gewichtshebel, die in Summer dem Scheibengewicht entsprechen. Jeder der Hebel ist unabhängig von den anderen, trägt aber nur anteilig das Gewicht.

Um eine Vorstellung zu kriegen. Es reichen ~50 Gramm, die die Spiegelscheibe eines 12-Zöllers verwellen, damit das optisch negativ auffällt.

Zitat von MuellerC

dann würde ich intuitiv als erstes die Klammern von vorne weglassen

Die Idee ist völlig okay.

Die Klammern selbst berühren (richtig eingestellt) nicht den Spiegel. An meinem 8er habe ich das immer dadurch sichergestellt, dass ich beim Anschrauben der Klammern ein Blatt Papier dazwischen hatte, dass sich "leicht" wegziehen lässt. 80g-Kopier-Papier hat ziemlich genau 0,1mm Dicke. Damit die Schrauben nicht zu locker sitzen, habe ich unter den Klammersitz mit irgendwelcher Folie (z.B. aus Büro-Heftstreifen) passende Unterlegscheiben formgenau geschnitten. Da ist alles erlaubt, was nicht verrottet und für das richtige Passspiel sorgt.

Einziger Zweck dieser Klammern ist der Schutz gegen Herausfallen (wenn der Tubus waagrecht steht). 0,1 mm hört man gerade noch nicht "klappern".

Selbst die käuflichen Spiegel schwanken in der Randdicke (abhängig davon, welche Glassorte, wie viel Polierarbeit nötig war) und passen mal gut, mal weniger gut in die vorgefertigten Spiegelzellen. Eigentlich müssten die unterschiedliche hohe Pufferstücke zur Auswahl haben, um die Klammern optimal zu platzieren.

Irgendwie kommt mir der Stil von MüllerC bekannt vor.

Beste Grüße, Joachim

Zitat von MuellerC

Das heißt eigentlich, der Spiegel liegt frei in der Spiegelzelle, oder?

Richtig

Zitat von MuellerC

Angenommen die Spiegelzelle ist so angeordnet, dass ein Arm oben und zwei Arme unten sind, dann würde bei der Beobachtung niedriger Objekte ein großer Teil des Gewichts auf den beiden unteren Armen ruhen. Die Last würde dann je nach Höhe des Objekts variieren. Bei so großen Spiegeln würde ich jetzt vermuten, dass sich die Last, die dann auf diesen Punkten variiert deutlich höher ist als 50g.

Steht der Tubus senkrecht, liegt das ganze Gewicht des Spiegels auf den Lagerungspunkten und verteilt sich gleichmäßig. Kippst du den Tubus, dann stützt sich der Spiegel seitlich an den lateralen Lagerungspuntken ab. Im einfachsten Fall an den unten liegenden seitlichen Halterungen, an denen auch die Klammer angebracht ist, die ein herausfallen des HS verhindern soll.

Bei großen dünnen Spiegeln nutzen Selbstbauer auch seitlich Wippen wie z.B. in dieser Erklärung beschrieben ist, diese Art auch teilweise mit Rollenlagern und ebenfalls möglich ist eine Seilschlinge, mit der der HS lateral gelagert wird. Mit zunehmender Neigung des Tubus wird das Gewicht des HS zunehmend auf die seitlichen Auflagepunkte verlagert, die Belastung der Auflagepunkt derSpiegelzelle nimmt dabei gleichmäßig ab.

Zitat von MuellerC

Bei so großen Spiegeln würde ich jetzt vermuten, dass sich die Last, die dann auf diesen Punkten variiert deutlich höher ist als 50g.

Deswegen baut man da bei großen Spiegel Kugellager ein (früher nahm man auch eine Seilschling in U-Form, die 50cm weiter oben am Rahmen fixiert wurde), die ihn am Rand gegen Verrutschen fixiert. Der Trick ist, dass die Randfixierung gleichzeitig "entkoppelt" entlang der opt Achse bleibt, denn dafür ist die Zelle auf der Rückseite zuständig. Klar der Kantendruck entspricht im groben dem Spiegelgewicht und überschreitet 50 Gram Gewichtskraft, aber es dürfen halt keine Kräfte entlang der opt. Achse auftreten.

Beispiel Papierblatt senkrecht auf der Tischplatte. Wäre da jetzt eine dünne zweite Platte ohne Reibungswiderstand (Kugellagerrollen dazwischen) als Gleitplatte dazwischen könnte man das Blatt trotzdem über die Tischplatte ziehen und es bleibt gerade, weil die Gleitplatte dann mitrutscht.

Und ... es geht nicht um die Bewegung selbst, sondern dass kraftmäßig entlang der Bewegungsachse keine 50 Gramm "Kraft" sich aufstauen. Das Bewegungsspiel hat nur Millimeterbruchteile. Ansonsten wäre er nicht justierstabil.

Man spricht auch von "schwimmender Lagerung".

Grenzwertig wird das Problem, wenn der Spiegel selbst so groß und so dünn ist, dass er durch sein Eigengewicht bei senkrechter Stellung zusammenklappt (sprich wellig wird). Dann kommt man nicht herum, dass man den Kantendruck von hinten abfängt oder zusätzlich "oben" an der Kante "zieht". Die ESO klebt an ihren 8,20 m VLT Spiegeln auf der Rückseite Widerhaken an, die kontrolliert diesen Kantendruck aufnehmen. Die Mechanik auf der Rückseite ist entsprechend kompliziert.

In Cassegrainsystemen nutzt man das Mittelloch (eine Kante in der Spiegelmitte).

Fakt ist, dass man sich bei einem 21-Zoll Dobson schon den Strehl richtig versauen kann, wenn man da nicht ganz genau aufpasst. Und Gedanken muss man sich da ab 12 Zoll aufwärts machen.

Zitat von MuellerC

Das wäre doch schlechter als wenn ich einen Ring habe auf dem der Spiegel aufliegt.

Nein, das ist es nicht. Entscheidend ist, dass von der radialen Lagerung keine axialen Kräfte auf den Spiegel wirken. In diese Richtung ist der Spiegel nämlich dünn und biegsam (wie das Blatt Papier von Kalle), es reichen geringe Kräfte, um ihn astigmatisch zu verbiegen. Die rein radialen Kräfte (in die Spiegelebene hinein) können ruhig groß sein, daher macht es kaum einen Unterschied, ob man 2 radiale Kugellager nimmt oder 4, oder eine Schlinge.

Deswegen baut man ja die radiale Lagerung in 2x45° Anordnung genau in der Schwerelinie des Spiegels mit reibungsarmen Kugellagern.

Das kannst du im Mirror Edge Support Calculator selbst nachrechnen.

Zitat

Man könnte doch auch einen Ring nehmen, dessen Durchmesser etwa 5 mm bis 10 mm größer als der HS. Dann den HS außen rundherum mit Silikon "einschmieren" und den Ring langsam von vorne drüber schieben. Warten bis das Silikon fest ist und man hat den HS Spannungsfrei in dem Ring montiert.

So eine großflächige Silikonklebung ist alles andere als spannungsfrei. Silikon ist punktuell weich, auf den großen Umfang gesehen ist es jedoch bocksteif und verbiegt den Spiegel gewaltig, da ist dir der Asti gewiss.

Was ist der Hintergrund deiner Fragen? Was hast du vor? Die Fragen klingen auf mich etwas merkwürdig abstrakt.

bei einem 8“ Spiegel bringt eine 9-Punkt Zelle also mit 3 Auflagedreiecken praktisch keine Verbesserung. Im Gegenteil diese fällt sogar ggü. einer 6 Punkte Auflage zurück, wenn man die Form/Winkel der Dreiecke nicht anpasst.

Kannst dich, wenn Interesse, mal mit dem Programm PLOP auseinander setzen, zur Berechnung von Spiegelauflagen.

Hallo zusammen,

das ist eine normale Spiegelzelle für Fernostnewtons bis 8 Zoll. Der Spiegel liegt auf drei Korkplättchen am Rand und für die kleinen Glasklötzchen mit ~27 mm Randdicke ist das auch völlig okay. Ungünstig ist hier die Über-Kreuz Anordnung von Justage und Konterschrauben. Zieht man die Konterschrauben zu fest an, kann sich die Zelle, besser der Ring, verbiegen. Das gehört nebeneinander, ist auch teilweise so (z.B. Skywatcher) dann gibt es diese Biegekräfte nicht.

Bei einem 12-Zöller oder auch bei einem dünneren Spiegel sieht das schon wieder ganz anders aus, mein 12 Zoll f/5,3 mit 37 mm Randdicke benötigt und hat eine 9-Punkt Lagerung auf drei Wippen. Wäre der deutlich dünner müsste die Lagerung erheblich aufwändiger sein.

Gruß

Günther

Zitat von MuellerC

Oder ist das hier gemeint:

https://www.astrogoods.com/Images/mirror.cell.jpg

Genau, das ist eine 6-Punkt Auflage.

Du hast 3 Punkte und dazu noch ungünstig auf dem Spiegelrand.

war leider kein funktionierender Link den ich gefunden hatte, drum gleich wieder gelöscht.....

aber dieser könnte gehen:

https://github.com/davidlewistoronto/plop/releases/tag/3.0.7

Gruß, Martin

Hallo zusammen...

https://github.com/davidlewistoronto/plop/releases/tag/3.0.7

Hier kann man das Programm runterladen.

lg

Winni

Hi MuellerC,

bei den käuflichen 8-Zoll reicht es völlig, den Spiegel an drei Punkten am Rand zu lagern. Mehr ist da gar nicht notwendig. Bei den Randklammern täte ich darauf achten, dass zwei davon symmetrisch zur Azimitstellung (Dobson-Höhenlager) liegen, die dritte arbeitslose, nur sichernde Klammer ist dann "top".

Ganz allgemein gilt: Die Flexi-Eigenschaft des Hauptspiegels wächst in 4. Potenz zur Öffnung D und versteift im Quadrat zur Dicke d: D⁴ / d². Was bei 8 Zoll noch völlig okay ist, kann bei 12 Zoll zum Problem werden, weil 50% Zuwachs im Durchmesser den Spiegel etwa 5-fach "wabbliger" macht ... D = 150% führt zu 1,5⁴ = 5,1-fache Verbiegung.

Für die Platzierung von Stützpunkten der Spiegelzelle gilt: Die Kreislinie bei ~71% vom Durchmesser sorgt dafür, dass außen und innen gleich viel Spiegelgewicht zu tragen ist. Zufällig sind auch die Entfernungen bei 6 Punkten dann halbwegs gleich groß, vom Rand zum Stützpunkt, von der Mitte zu den Stützpunkten, zwischen den Stützpunkten. Das heißt, wenn man sich den Spiegel als Gitterstabgerüst denkt, dann hängt kein Stab besonders durch, da alle gleich lange Wege zu den Stützpunkten haben. Im Grunde sind das die Grundüberlegungen, welche ein Programm wie Plop dann genau ausrechnet.

Von meinem ehemaligen 8-Zöller kenne ich noch, dass man die Spiegelzelle nur in einer bestimmten Orientierung auf den Tubus schrauben konnte, weil der Blechtubus einen Falz hat, der in einer Aussparung der Spiegelhalterung muss. Aber markiere das zur Sicherheit beim Zerlegen.

Die Konterschrauben habe ich ersatzlos entfernt, stattdessen kamen Druckfedern zwischen die Justierschrauben. Bei der Gelegenheit kannst du eine (z.B. die Top-Justierschraube) auch gleich mit einer zusätzlichen Stop-Mutter ganz fixieren. Zwei gefederte Justierschrauben reichen. So läuft man nie Gefahr, sich die beiden im Dunklen "lose" zu justieren.

Wenn du die Gusszelle eines GSO durch leichten Eigenbau ersetzt, dann stimmt die Balance des Tubus an den Höhenrädern nicht mehr. Denk auch daran, wenn du basteln willst.

Hallo MuellerC,

Silikonkleber dampft aus und hinterlässt unschöne Wolken auf HS...

Gruß,

Samuel