Hauptspiegellagerung Dobson 16" - wieviele Auflagepunkte sinnvoll

Hallo Winni,

falls die Angabe des rms-Werts rechts oben die Oberflächenabweichung in mm ist, dann reichen die 9 Punkte völlig aus.

3.145 nm rms Oberfläche sind 6.29 nm rms Wellenfront sind 99.4% Strehl. Sollte wohl gut genug sein.

Die Farbskala geht anscheinend immer von rot bis blau, egal wie groß oder klein die Zahlen sind.

Herzliche Grüße

Holger

Zitat von Winni

Aber inwieweit ist rot hier böse?

Das kommt auf die Zahlen rechts an . Prinzipiell ist die Farbe erstmal die Verteilung.

Bei den Werten, denk an die Zehnerpotenz, reichen 9 Punkte eigentlich, wobei mir persönlich, die 9 Punkte Variante immer etwas suspekt war.

Der Spiegel ist so fett, da wäre 18 sicher viel.

Denk aber immer auch an die Umsetzbarkeit. 18 muss auch akkurat gebaut gebaut sein.

Ich hab schon schöne Borofloat Scheiben gesehen, die im I-Meter gut waren aber in ihrer Zelle dann kein gutes Bild mehr zeigten.

Mit 9 bist du sicher gut beraten. Hast du 6 mal gerechnet?

Gruß, Marcel

Ja das Thema beschäftigt mich gerade auch, arbeite immer noch mit meiner Erstlingsspiegelzelle mit 6 Punkten für 14" und am Grübeln ob das Hochrüsten auf 18 Punkte lohnt🤔

Klar, Plop berechnet den Unterschied schön, aber wie macht sich das wohl visuell bemerkbar?

Gruß, Martin

Moin Winni,

schau mal hier...

17,5" Dobson in neuem Gewand

Ein Kumpel von mir hatte so eine Discovery-Röhre mit knapp 100kg.

Der Spiegel hat ähnliche Dimensionen, wie deiner aber F5.

Da haben 6 Punkte gereicht und am Himmel war er besser als vorher.

Die fetten Dinger waren ja ursprünglich meist in Schlinge gelagert.

Gruß, Marcel

Hi Winni,

lustigerweise sind die 6 Punkte besser als 9, warum auch immer...

Kennst Du die Formel für die Umrechnung von Wellenfront-rms in Strehl? Strehlverlust = (2 pi rms)², wobei rms in Wellenlängen einzusetzen ist.

Für die 6 Punkte also:

2.4 nm rms Oberfläche -> 4.8 nm rms Wellenfront -> bei 480 nm sind das genau lambda/100.
Strehlverlust dann (2 pi 0.01)² = 0.004 oder 0.4% -> Strehl 99.6%

Herzliche Grüße, Holger

Die 6 Punkt Zelle ist schön symmetrisch und daher gut. Die normale 9 Punkt Zelle ist nicht symmertisch und daher schlechter als die 6 Punkt. Die 9 Punkt Zelle wird erst dann besser, wenn man in PLOP "allow angles to vary" aktiviert. Das ergibt sehr flache Dreiecke, die Auflagerpunkte liegen wieder alle 9 auf einem Radius und sie ist wieder symmetrisch.

Bei der maximal erlaubten Deformation durch die Spigelzelle gilt als allgemein anerkanntes Kriterium für kleine und mittlere Spiegel 4 nm RMS Oberflächenfehler. Das ergibt ca. 1% Strehlverlust. Für einen 16 Zoll ist das aber bereits ein so hartes Kriterium, dass man das wohl selbst in der Atacama bei Top Seeing nicht sehen wird.

Viel wichtiger als diese letzten wenigen Nanometer aus der Simulation aufzurechnen ist die richtige mechanische Umsetzung, damit keine zusätzlichen Biegemomente eingeleitet werden.

In der Praxis heißt es bei einem 400x42 mm Spiegel: 6 Punkt oder 9 Punkt reicht locker. Die Wippen oder Dreiecke sollten reibungsarm gelagert sein und wenig Eigengewicht haben. Radiale Rollenlagerung in 2x45° in Höhe der Schwerelinie des Spiegels.

O.k., bei so einem relativ dicken Spiegel wird eine gut gemachte Schlinge oder Drahtseil sicher auch gut funktionieren.

Danke für die Umrechnung, bei meinem Beispiel wäre dann:

D=355 f=1675 Dicke 25mm aus Plop :

bei 6 Punkten RMS=3,38nm => Strehlverlust ca. 0,5%

bei 18 Punkten RMS=0,6nm => Strehlverlust ca. 0,025%

Jetzt immernoch keine Ahnung ob sich der Unterschied für mich (quasi Anfänger) bemerkbar macht - bei meiner 6-Punkte Aufnahme RMS < 4nm sollte gut genug sein

aber vlt bastle ich da nochmal was - bastle ja gerne, ist eh nie ganz fertig so ein Selbstbauprojekt

Gruß,

Martin

Zitat von martin68

Jetzt immernoch keine Ahnung ob sich der Unterschied für mich (quasi Anfänger) bemerkbar macht

Moin Martin,

wie Stathis schon schrieb. Wenn du die 4nm RMS ansetzt, ist das ok. Ich würde behaupten, dass man bei einem 16er, mal abgesehen von den Bedingungen in unseren Breiten, den Unterscheid von einem 1% Strehl nur mit dem I-Meter ausmachen kann . Auch dazu hat sich ja schon Stathis geäußert.

Was ich für viel wichtiger halte...

Viel zu oft wird sich in theoretischen Dingen fest gebissen.

Da wird mit Plop auf die x-te Nachkommastelle im Nanometerbereich die Spiegelzelle geplant,

mit 3 Nachkommastellen die Maße ins CAD übertragen und dann kommt die Eisensäge und Bohrer, die ihre beste Zeit bereits hinter sich hatten.

Hab auch schon schlecht durchbohrte Hutmuttern unter Dreiecken gesehen und da noch ein schöner Grat dran. Gut über das Thema mit den Hutmuttern kann man so schon diskutieren aber es gibt auch viele gute Teleskope, wo es bei einer 18er Zelle funktioniert.

Die Mechanische Ausführung ist genau so wichtig, wie die Planung. Gerade bei den Wippen die Löcher exakt gegenüberliegend, keine Auflagen wie Filzpads, wo der Spiegel dann nicht "gleiten" kann. Kugellager für die laterale Lagerung, die auch dicht sind, also geeignet für dein Einsatz im Freien und dann nicht irgendwann fest gehen. Auch das die Rückseite des Spiegels plan ist und die Seite sauber geschliffen, also keine Riefen hat und gerade ist. Gerade letzteres ist für die laterale Lagerung wieder sehr wichtig.

und und und...

Du kennst sicher den Spruch mit der Kette und dem schwächsten Glied. Ein Dobson hat ne Menge solcher Kettenglieder, alleine schon in der Spiegelzelle.

Versuche einfach eine 6er Zelle so gut wie möglich zu bauen. Aufrüsten kannst du immer noch.

Gruß, Marcel

Zitat von Marcel_S

Viel zu oft wird sich in theoretischen Dingen fest gebissen

Hallo Marcel,

Ja da kann ich nur zustimmen, ist aber immer das Problem: wann ist der Punkt und ich lass es einfach gut sein, gilt ja bei vielen Themen, da ist die Spiegelzelle eigentlich "Kleinkram" mich hat nur die Diskussion hier daran erinnert, dass ich immernoch mit meiner ersten Versuchsspiegelzelle unterwegs bin und das nie hinterfragt hatte - jetzt kenne ich immerhin die "Berechnungsgrundlage" - wieder was gelernt, Dank an euch hier 😆

Gruß, Martin

Hallo zusammen,

Stathis hat ja eigentlich das wichtigste gesagt zum Thema.

Es gibt, so wie ich das einschätze, zwei Sorten Leute, die sich in zu viele Details verbeissen: Amateure und Mathematiker. Zweitere sind erst zufrieden, wenn sie einen Beweis vorlegen können und vergessen dabei, ihre Schuhe zu binden, erstere haben Mühe zu merken, wann es gut genug ist (die Königsdisziplin der Ingenieure ) und verlieren sich gerne in Details (z.B. meine Königsdisziplin, wenn ich den Ingenieur vergesse...).

Also schauen wir uns mal an, was ein Ingenieur tun würde. Beim Teleskopbau bin ich natürlich Amateur, ich versuche aber hier mal, meine Erfahrung als Ingenieur einfliessen zu lassen.

1. Requirements festlegen: <4nm RMS sind ok. Damit haben wir ein Abbruchkriterium, wann gut gut genug ist. Motto: trust me Stathis-Bro

2. Spiegeldaten definieren: 400mm Durchmesser, 42mm dick, f4.5. 50mm Fangspiegel. Ist also ein ausreichend dicker Brummer, der nicht gleich durchhängt. Als Vergleich habe ich aber auch noch für einen 25mm Spiegel gerechnet.

3. Plop füttern. Hier muss man wissen, dass Plop weder die unterschiedliche Dicke des Spiegels noch dessen Neigung im Teleskop berücksichtigt. Gibt man bei Edge Support und Tilt einen Winkel ein, dann passiert - nichts. Dafür muss man zusätzlich Z88 bemühen. Netterweise ist das aber auch verfügbar. Ich das mal damit durchlaufen lassen.

Für die Laterallagerung habe ich eine Schlinge mit 90° Umfassungswinkel angenommen (keine Ahnung, ob das so ok ist, für die heute üblichen Kugellagerungen gibts kein Häkchen).

6 Punkt Lagerung bei 0°, 45° und 90° Neigung. Oben bei 25mm Spiegeldicke, unten bei 42mm:

A-ha. Da tut sich was. Die sechs Auflagepunkte werden zunehmend unwichtig, dafür zeigt sich deutlich der Einfluss der Schlinge und die Durchbiegung des Spiegels. Aber wir sind immer noch bei weniger als 1.6nm RMS bei 42mm Dicke. Selbst bei 25mm würde es gemäss Stathis noch knapp reichen. Die "nur" 6 Punkte führen bei 25mm zu spürbaren Durchhängern. Der Einfluss der Schlinge und der Schwerkraft zeigt sich ebenfalls in einer deutlichen Durchbiegung des Spiegels.

Das gleiche mit 9 Punkten:

Interessant, kaum besser. Da lohnt sich auch bei 25mm Dicke meine Meinung nach der Aufwand mit der komplexeren Mechanik nicht.

Probieren wir mal noch das ganze mit einer 18-Punkt Lagerung:

Spannend. Auch nicht wirklich besser als die 9-Punkt Lagerung.

Was bleibt als Erkenntnis? Eine Simulation, insbesondere wenn sie ein relativ einfaches Modell verwendet, zeigt natürlich nie die Realität. Wir müssen also solche Ergebnisse immer mit einer Prise Salz nehmen.

Trotzdem zeigt sich, dass bei nicht horizontaler Lagerung des Spiegels laterale Kräfte relevant werden. Die Anzahl Stützpunkte der Spiegelzelle in axialer Richtung sind also nur ein Teil der Miete, bei zunehmendem Winkel (Beobachtung nahe am Horizont) sind sie irrelevant. Laterale Kräfte und die Durchbiegung überwiegen..

Bei einem dicken Spiegel sind die Verhältnisse erwartungsgemäss relaxter, da er sich insgesamt nicht so stark durchbiegt. Bei einer 25mm Flade ist bei 400mm Durchmesser alles tough, egal ob axial oder radial. Trotzdem: es gibt solche Teleskope und deren Besitzer scheinen sehr zufrieden zu sein.

Was wäre mein persönliches Fazit bei diesem Spiegel? Ich würde eine 6-Punkt Lagerung bauen, die aber mechanisch top ist. Als Laterallagerung einen Wiffle-Tree, um die Kräfte auf vier Punkte zu verteilen. 25mm oder 42mm? Hängt davon ab, ob ich das Teil auf einen Berg tragen will oder nur aus dem Auto. Irgendwo müssen Kompromisse gemacht werden

Und ich würde nach dieser Simulation die nm, die Plop ausgespuckt hat vergessen und froh sein, wenn ich den Spiegelschliff auf 25nm genau geschafft habe

Herzliche Grüsse Robert

Hallo Robert,

schau noch mal auf Deine Rechnung zu den geneigten Spiegeln. Da passt die Symmetrie in den Bildern doch nicht, oder? In welche Richtung wird geneigt, und weshalb wird das dann asymmetrisch? Hast du eine der Wippen senkrecht stehen? Dann müsstest Du den Spiegel mal 30° oder 90° weiter drehen.

Fragen über Fragen... aber danke schon mal fürs Rechnen!

Herzliche Grüße

Holger

Danke der Ehre, aber das 4 nm = Lambda/128 Surface Error RMS Kriterium ist nicht von mir, es steht in den Erklärungen von Plop.

Ich finde es, wie schon gesagt, ein gutes Kriterium für normal große Spiegel. Für größere Spiegel finde ich es eigentlich bereits zu scharf, auch wenn man Fehler Addition mit andreren Fehlern im Hiterkopf hat.

Schön formuliert von euch mit dem schwächsten Glied in der Kette, dem Ingenieur und dem Mathematiker. Ich kenne auch den anderen Leitspruch des Ingenieurs: Mach es so gut wie praktisch nötig, nicht so gut wie theoretisch möglich. Anders gesagt: Was hilft es, ein bereits sehr starkes Kettenglied noch weiter zu verstärken?

Robert, ich denke auch, dass mit den Umschlingungs- und Neigungswinkeln etwas nicht stimmen kann. Die Deformation ist ja wirklich unsymmetrisch. Der Mirror Edge Calculator (MEC) von Cruxis gibt bessere Werte aus. Kannst du mal mit 180° Schlinge rechnen und mit MEC vergleichen? Ich bin unterwegs und kann es nicht machen.

Hey ja und so ganz "hemdsärmelig":

90° Neigung ist eigentlich uninteressant, zumindest bei mir spielt sich das meiste zwischen 0 und 45° ab - also auch die Neigung nicht überbewerten 🤔🙈

aber der Vergleich ist interessaant - immer wieder lustig was alles zu leicht übersehen wird wenn ma sich zu sehr auf eines fixiert....

Gruß, Martin

Hallo zusammen,

Zitat von martin68

Hey ja und so ganz "hemdsärmelig":

Schlechten Tag gehabt? Oder einfach Anstand und Argumente in der Strassenbahn vergessen? Frag mal im staatlichen Fundbüro für peinliche Verluste nach, die wissen bestimmt weiter

Zitat von Cleo

schau noch mal auf Deine Rechnung zu den geneigten Spiegeln. Da passt die Symmetrie in den Bildern doch nicht, oder?

Zitat von Stathis

Robert, ich denke auch, dass mit den Umschlingungs- und Neigungswinkeln etwas nicht stimmen kann. Die Deformation ist ja wirklich unsymmetrisch.

Ich habe in Plop nochmals neu ein Projekt generiert (400mm Durchmesser, 25mm Dicke, 6-Punkt Lagerung, Schlinge mit 180° Umschlingung (gleiches Design wie gestern) und nochmals gerechnet.

Das Plop-Projekt habe ich beigefügt. Die Endung .gif wegschmeissen, dann passt es für Plop:

6_25.gr.gif

Das Resultat sieht wie folgt aus:

1. Bild oben: Position der Wippen

2. - 6. Bild Spiegel in 0°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75° und 90° Position.

Die Asymmetrie ist geblieben. Es gibt dafür mehrere Erklärungen:

1. Der Design ist fehlerhaft. Wenn jemand Lust hat, sich diesen anzuschauen und zu reproduzieren - das Plopfile ist beigefügt.

2. Die Schnittstelle zu Z88 ist fehlerhaft. Wie gesagt, Plop selber berücksichtigt den Winkel nicht, die Bilder sind der Output der Simulation mit Z88

3. Das Resultat ist korrekt. Wieso? Ich weiss es nicht.

Mir ging es bei dieser Simulation darum zu zeigen, dass die Verformung winkelabhängig ist und, zumindestens bei einer Schlinge, mit zunehmendem Winkel besser wird.

Bei einer Wiffle-Tree-Kugellagerkonstruktion wird das wieder anders aussehen, da dann die Lateralkräfte anders als bei einer Schlinge punktförmig anliegen.

Und noch etwas bitte ich zu bedenken: das hier gilt nur bei einem Dobson, bei dem die Drehung der Wippen konstant ist. Bei einem Teleskop mit äquatorialen Montierung ändert dieser Winkel und damit auch die Position der Verzerrungen.

Nun zu den Berechnungen mit MEC.

Einmal mit 180° Schlinge:

Und einmal mit 45° Wiffletree:

So wie ich das verstehe geht es bei dieser Berechnung nur um die Deformationen durch die Laterallagerung. Die Durchbiegung, die Plop und Z88 berechnen sind eine Kombination aus Wippen- und Schlingenlagerung.

Herzliche Grüsse Robert

Hallo Robert,

Danke fürs Nachlegen. Nochmal draufgeschaut: Die Asymmetrie kann schon sein, wenn der Spiegel um die in den Bildern senkrechte Achse kippt, nicht um die waagrechte, wie man zunächst annehmen würde. Das Bild von der Neunpunktlagerung deutet darauf hin. Und die Sechs- und 18-Punktvarianten sind so angeordnet, dass beim Kippen eine der Zweierwippen senkrecht zu stehen kommt, diese Seite ist dann nachgiebiger als die andere, wo oben und unten eine Wippe ist. Ich entnehme dem, dass man die Wippen symmetrisch zur Mittenebene ausrichten muss.

Herzliche Grüße, Holger

Zitat von Cleo

Und die Sechs- und 18-Punktvarianten sind so angeordnet, dass beim Kippen eine der Zweierwippen senkrecht zu stehen kommt, diese Seite ist dann nachgiebiger als die andere, wo oben und unten eine Wippe ist. Ich entnehme dem, dass man die Wippen symmetrisch zur Mittenebene ausrichten muss.

Moin Holger,

das hatte ich gar nicht auf dem Schirm. Könnte hinkommen. Ich fang auch grad an zu rechnen, rein Interesse halber...

Hallo Robert, danke für die weiteren Rechnungen.

Ich kann mir kein Szenario vorstellen, bei dem eine Alt/Az Lagerung mit symmetrischer Schlinge eine unsymmetrische Deformation bei 90° Zenitdistanz erzeugt (Teleskop schaut zum Horizont, Spiegel steht hochkant nur noch auf der Laterallagerung, Axialkräfte=0). Daher tippe ich auf einen Bug, bzw. falsche Randbedingungen. Außerdem passt das Ergebnis nicht mit dem MEC zusammen. In Horizontstellung müsste dasselbe herauskommen und nicht 3x so viel.

Die Winkelrechnungen sind in PLOP später dazugekommen, ich habe sie noch nie verwendet. Ich habe immer nur die normale Rechnung für die Zenitstellung gemacht, da sie ja die größte Deformation durch die Axiallagerung erzeugt. Zusätzlich habe ich für den Horizont den MEC hergenommen. Für alle Winkel dazwischen kann man die Deformationen mit sin/cos berechnen.

Hallo Stathis und Holger,

das passt. Ich denke auch, dass mit dem Winkel in Plop ein wunder Punkt aufge-plop-pt ist (SCNR). Da sie nur mit der Z88 Engine überhaupt etwas bewirkt ist die Anbindung vielleicht nicht sauber gelöst.

Ich habe übrigens etwas mit dem Winkel Axialpunkte gespielt und auch mit dem der Schlinge (>180° geht eh nicht). Es bleibt asymmetrisch.

Die Idee von Stathis gefällt mir. Plop für die Axiallagerung, MEC für die Laterallagerung. Die Winkel dazwischen sind nur schmückend Beiwerk, da die Extremwerte jeweils bei 0 und 90° auftreten. Zeigen die <4nm ist alles in Butter.

Und damit kommen wir zu Winnis Spiegel. Bei 42mm bleiben die Deformationen bei 6-Punkt Lagerung unter 4nm. Mission accomplished, Ingenieur zufrieden.

Herzliche Grüsse Robert