ALT ADN6 Neuaufbau

  • Nimbus des Klassischen ist da schon etwas angekratzt. Hätte ich so nicht erwartet. Alleine die überlange RA- Achse verschwendet 5 kg Stahl ohne jede positive Auswirkung:



    420 mm Länge nur, weil man den Kasten für das Schneckenrad etwas wuchtig und ungünstig orientiert angebracht hat. Im kritischen Lastbereich dafür ein M48 Feingewinde und eine Aluhülse.


    Die Gusswandstärken am RA-Gehäuse lassen leider keine großen Änderungen zu:



    Das viele Material um das Schneckenrad wird von dünner Wandstärke im Bereich Lager konterkariert. Immerhin liese sich das Gehäuse für Motor ohne Nachteile entfernen, notfalls auch mit Säge und Feile. Um "dickere" Lager einzubauen, fehlt es an "Fleisch" im kritischen Bereich um und zwischen den Lagern. Daran scheitert auch die Möglichkeit, das vordere Lager als kombiniertes Axial/Radiallager einzubauen und das ganze dadurch temperaturstabil zu machen. Zudem ist der Guss Qualität der 70 er Jahre. Kenne ich gut aus dem Motorenbau. Da hat sich viel getan seit dieser Zeit. Zudem würde man sowas in Kleinserie kaum mehr aus Guss fertigen, sondern aus dem vollen Fräsen oder bei Stückzahl Schmieden.


    Das selbe gilt für den Aufnahmezapfen der Polhöheneinstellung. Der ist allerdings ziemlich robust ausgeführt. Wäre mir trotzdem "aus dem Vollen" lieber. Mit ein paar Lunckern an der falschen Stelle fällt das ganze dann schnell mal in ein paar Teile, wenn man den großen Schraubenschlüssel auspackt (immerhin 45er Schlüsselweite).


    Bei aller Lästerrei: beim Kraftfluss hat sich der Konstrukteur schon was gedacht. Das RA Lager steht bei 50° Polhöhe schön über dem Aufnahmezapfen der Pollagerung. Die ganze Montierung ist kein Kinderspielzeug und eher üppig dimensioniert. Die Kette ist allerdings so schwach wie ihr schwächstes Glied. Mit heutigen Mitteln und Ideen wäre das Design bei wesentlich weniger Materialeinsatz durchaus nochmal steifer ausgefallen.


    Bzgl. VA als Achsmaterial muss ich mir Preisangebot einholen. Der um mindestens 200 € höhere Preis für 450mm lange 100mm VA-Materialstange stört mich nur gering. Bei der Bearbeitung wird das dann spaßig : den Schrecken von früher hat es aber auch nicht mehr dank stabiler Automaten, toller Meisel und guter Kühlung. In Folge muss man halt auf die Gewinde aufpassen - die fressen in VA gerne, vor allem, wenn sie zuviel Vorspannung bekommen.


    Bzgl. Vorspannung Lager ; Auslegen kann ich das selber, nur Aufbringen ist nicht so einfach. In eine gängige Schraubstation komme ich mit der Montierung nicht rein. Das wird was für Drehwinkelanzug von Hand. Wenn für 0°C optimal angezogen, wird bei 70°C im Auto (wenn es mal in der Sonne steht) vermutlich zuerst das VA-Gewinde der Achse bleibende Verformung erfahren. Leider bin ich vom Fach und hab klare Vorstellung, was da in Folge passiert.


    Gewichte hab ich nun mal überschlagen:

    - RA-Achskörper ALT ADN6 modifiziert auf 50 mm Achse: ca. 30 kg

    - RA-Achskörper AVA modifiziert auf 50 mm Achse : ca. 20 kg


    DEK-Körper ist für beide ident und wiegt etwas unter 20 kg - da ändert sich nicht viel. Achse kommt weg, Aufnahmekörper für Schwalbenschwanz kommt hin. Eventuell wird noch die massivere DEK-Spindel aus der ALT ADN6 verbaut.


    Das Mehrgewicht der ALT kommt primär aus dem schweren Schneckenrad (leider wegen Luncker im Guß nicht großflächig lochbar) und der doppelt so langen RA- Achse zur AVA. Die Alugehäuse sind 4 kg schwerer als die Stahlkonstruktion der AVA als Konsequenz der langen RA-Achse und des großen Schneckenrades.


    Das große Schneckenrad und die Graugusssäule stehen auf der "Haben" Seite. Da kann die ALT ADN6 vermutlich mehr als die AVA- Vorteil muss sich in Praxis beweisen. Wenn ich den Umbau so durchziehe, wird die ALT ADN6 10 kg leichter und zweiteilig, und die Säule dazu gerade noch transportabel (-12 kg).


    Die AVA ist geteilt in einem Transportrucksack/Kraxe auch über weitere Strecken transportabel. Vor 20 kg hab ich keine Angst. Das schwerste Stück bleibt dann die Säule mit knapp 30 kg. Das sperrigste bleiben die runden Tubusteile und die Spiegelzelle. Der Spiegel selbst ist in in einer Holztransportbox gar kein Problem. Den 350 mm Spiegel hab ich in den Flieger bisher als Handgepäck mitgenommen - wiegt mit Kiste genau 10 kg.


    LG

    Robert

  • Habe Bericht von HD3r gelesen. Wilde und mutige Sache - etwas aus der Zeit gefallen ;) !


    Habe weitere Berichte von Montierungsbauern gelesen u.a. von Richard Gierlinger:


    Kegelrollenlager:  Auf einer Skala von 1-5 (5 entspricht sehr schlecht) sind diese mit 6 einzustufen. V..... und kauf Dir Schrägkugellager. Diese Lager kann man auch vorspannen, und sind den anderen Lagern haushoch überlegen. Kegelrollenlager funktionieren nur gut bei einer entsprechend starken axialen Vorspannung. Das widerspricht aber einer Montierung, die leichtgängig sein soll, um geringe Losbrechmomente im Antriebsstrang zu haben.


    Leider ist Richard seit 2022 hier nicht mehr aktiv. Hab ihn mal direkt angemailt und hoffe auf Info. Wäre ein mir ganz neuer Aspekt und gerade für die ALT ADN6 kritisch!

    Die ganzen USA -Montierungen verwenden Nadellager. Mein persönlicher Favourit in Sachen "best off" Astro Physics 1600 GTO auch. Gibt mir zu denken. Mit Nadellagern könnte man den Achsdurchmesser sehr hoch treiben und wegen Gewicht auf RA-Achse aus Aluminium gehen. Da wäre Durchmesser 80 mm kein Thema wie bei der Astro Physics 1600 GTO. Das ganze wäre immer noch 3 kg leichter als eine 50 mm VA-Achse.


    Da brauch ich jetzt eine Denkpause und mehr Info..... :/


    LG

    Robert

  • Hi Robert,


    ich vermute, die HD3r-Geschichte wird bei Dir als Fachmann einige Lach- oder Weinkraempfe verursacht haben. ;) Ich bin selber nicht vom Fach, und habe mir die Dreherei und Fraeserei selbst beigebracht. Bei mir steht das Bastlerische im Vordergrund, mit einer Problemloesung (Entwackeln des 20cm-Schaerrefraktors). Kommerziell koennte ich mit der Bastelei bestimmt nicht punkten.

    Soweit ich weiss, hat Eckhardt Alt auch als Selbstbauer angefangen - er war schon relativ frueh Astrofotograf, sein Name ist mir aus aelteren Buechern ein Begriff. Ich glaube nicht, dass er jemals so etwas wie eine FE-Optimierung durchgefuehrt hatte - das gab es damals auch noch nicht. Es war einfach eine Form, die sich bewaehrt hat und skaliert werden konnte. Und etwas schwerer durfte es sein, denn fuer den Transport waren diese Montierungen nicht wirklich gedacht. Alt hatte selber mal auf seiner Webseite geschrieben, dass er sich das Amateurteleskop der Zukunft als 25cm RC auf AD5 vorstellte, und dann ueberrascht war, wie die Amateur in Heerscharen die Celestron C8 auf ihren wackligen Gabeln kauften. Neben dem Preis war hier sicher die Transportablitaet ausschlaggebend, wie es ja auch von Celestron selbst beworben wurde (Zeichnungen von 20cm-Refraktor, 20cm Newton und 20cm SCT im gleichen Massstab nebeneinander). Es war einfach eine andere Zeit. Schon allein die Verwendung von Vollachsen (meine Rupp 4 hat 70mm und 63mm!) ist ja aus der Mode gekommen. CNC-gefraeste FE-optimierte Teile lassen da heute natuerlich mehr zu, insbesondere im Hinblick auf Transportabilitaet bei hoher Tragkraft.


    Okay, nach diesem Exkurs bin ich gespannt, wie es mit Deiner "getunten" AD6 weitergehen wird.


    Ach ja, zu den Lagern der HD3r: Die Durchmesser sind ja genormt, und ich habe die billigsten Lager genommen, die ich auf Ebay finden konnte. Die Idee ist, die Lager gegen Hochwertigeres austauschen zu koennen, sollte sich das in Zukunft als notwendig erweisen. So kann ich dann auch nach Schraegkugellagern schauen, sollte das besser sein. Andererseits haben meine EQ6en, mit denen ich sehr zufrieden bin/war (eine ist verkauft), auch Kegelrollenlager drin. Ich werde die Alternative im Hinterkopf behalten, falls notwendig.

  • Hallo Jürgen ( J = Jürgen?),

    Bei den Kegelrollenlagern würde ich nicht geizen und auf ein Markenfabrikat wie SKF, NSK oder FAG setzen. Kostet vielleicht das doppelte, aber in üblichen Größen immer unter 100 €. Manche Lager haben hohe Stüclzahlen wie das von ALT verbaute Kegelrollenlager 32010X mit 50/80/20 für ca. 35 € vom Markenhersteller. Exotische Größen kosten mehr.


    War über den Exkurs von Richard Girlinger auch sehr erstaunt. Hätte Kegelrollenlager bei Stabilität ganz vorne gesehen.


    Normalerweise sagt man, dass bei jeder Art von Rollen-/Kugellager die Tragfähikeit mit dem Durchmesser und Anzahl der Wälzkörper zunimmt. Von dem her hätte ich bei "massiveren" Kegelrollen eine deutliche Zunahme der Tragfähigkeit erwartet. Im SKF-Katalog ist das auch so. Aber: um so länger die Wälzkörper der Rollenlagern sind, um so genauer muss die Ausrichtung der Lager zueinander sein.


    Muss also erkennen: so ganz blauäugig massivere Lager zu verbauen, kann in die falsche Richtung losgehen, wenn die Achsen nicht perfekt fluchten. Dann eiert das ganze.


    Gierlinger hat ja zu Schrägkugellagern geraten. Die massiven Bauarten gibt es nur in 7209 45/85/19, paßt also für 45mm Achse der AVA, sogar ohne jede Nacharbeit. Kann man direkt tauschen mit den derzeit verbauten Kegelrollenlagern 30209. Die erheblich teureren Präzisionsschrägkugellager (super precision, "Spindellager", die man für Spindelantriebe von Werkzeugmachinen verwendet) 7209 haben dieselben Abmaße 45/85/19 und 30 kN Tragkraft, kosten aber 250 €. Die statische Tragkraft sinkt dabei von co 76,5 kN auf 28,5 bzw. 30 kN. Also auf ein 1/3!!!!!! Der Sinn ist mir dabei nicht klar!?! Ist das dann wirklich eine Steigerung? Im Bezug auf was? Eigentlich fordere ich von meiner Montierung weder Drehzahl noch Dynamik, Antriebskraft reicht doch für unsere Lasten immer? Losbrechmoment gibt es an der RA-Achse auch keines - RA-Achse dreht sich ja immer? :rolleyes: Girlinger ist Praktiker und hat Montierungen selber gebaut - ich bin leider nur Theoretiker und Nutzer...


    Für die ALT ADN6 gibt es nur die Präzisionsschrägkugellager. Die Dinger sind in der benötigten Baugröße relativ filligran und kompakt z.B. 50/80/16 mit niedriger Tragkraft 24 kN anstelle 88 kN für das Kegelrollenlager 32010X mit 50/80/20. Das wäre ein 1:1 Tausch unter Verwendung von Distanzscheiben. Noch filigraner wäre 71912 60/80/13 für 60 mm Achse mit nur noch 14 kN. Bringt dann die 60 mm Achse Vorteile ? Gefühlt nicht! Zudem müssen auch diese Lager gegeneinander verspannt werden. Die Axialkraft muss erheblich geringer as bei Kegelrollenlager 32010X mit 50/80/20 sein, sonst sind die kleinen Kugeln schnell mal beleidigt. Das ist nichts für den Materialmix Aluguß/Stahl. Da könnte man sich eine Alu-Achse in 60 mm vorstellen.


    Eine weitere Option für die ALT wären Nadellager mit Innenring (oder ganz radikal ohne). Da gibt es 55/80/25 (eigentlich zu breit für Lagersitz 20mm). Man kann aber damit Lagersitz auffräsen: Da gibt es Sondergröße 60/82/25. Das sollte im Gehäuse noch Platz haben. Die Radialkräfte fängt man damit ab. Die Axialkräfte sind aber eigentlich höher als die Radialkräfte, weil Achse bei uns 48...50° schräg steht. Da muss man dann Möglichkeit schaffen, auf engstem Bauraum die Axialkräfte aufzunehmen oder doch auf Aluachse gehen.


    Ich fürchte, wenn von Richard Girlinger nichts kommt, dass ich tatsächlich Kräfte berechnen muss, um die Schwachpunkte zu finden. Superdicke Achsen bringen ja nichts, wenn man dann alles am Lager verschenkt. Hätte ich jetzt nicht erwartet....


    Letztendlich könnte man der ALT im oberen Bereich des gegossenen RA Gehäuses eine Stahl-Kartusche einsetzen, die die Lagerung radial und axial über Nadellager erledigt und unten nur noch ein Rollenlager setzen, das Radialkräfte vom Antrieb aufnimmt. Sieht dann aus wie eine ALT, ist aber modern....


    LG

    Robert


    PS: Bilder der eingesetzten Fräs- bzw. Dreh-/Fräsmachine folgen, wenn Bearbeitung läuft. Schäfer Feinmechanik in Oberndorf ist modernster Maschinenpark 2020ff.

  • Hallo


    Kegelraollenlager sind aus Sparsammkeit, Kombination von Radial und Achsial Lagern ist besser, nun muss das Radiallager irgendwie mit der Längsausdehnung zurechtkommen, ein Gleitbereich.....da sind Nadellager prima, gehen aber auch Walzenlager, sonst braucht es Spiel auf der Welle.

    Die Lagersitze sind sicher in einer Spannung auf einem Bohrwerk gemacht, dann sind sie in Flucht. Für Fehlerhaft wären Pendellager mit Walzen besonders schön teuer.

    Vorgespannte Kegellager sind einfach die günstigste und Konstruktiv leichteste Lösung.


    Gruß Frank

  • Hallo Frank,

    die Lagersitze in dem Gußgehäuse der ALT-Montierung wurden wohl nach Umspannen erzeugt. Nicht umsonst wurden Lager eingeklebt. Bearbeitung erfolgte vermutlich ohne das Schneckenradgehäuse.

    Der gegossene Kasten für das Schneckenrad ist bei näherer Betrachtung tatsächlich auf den RA-Körper aufgeschoben und -geklebt. Kleber war 1978 wohl Trumpf? Bringt man vermutlich runter vom RA-Gehäuse.



    In unteren Lagersitz eingeklebtes FAG 32010X Lager des ALT ADN6 RA-Alugußgehäuses


    Kleben macht man nur, wenn die Lager nicht genau fluchten und man Lagerpassung deshalb vorsichtshalber "großzügig" ausführt. Muss meinen Innenmikrometersatz suchen, dann kann ich die Lagersitze ausmessen und in Folge die Passungen näher beurteilen. Ob die Sitze zueinander fluchten, könnte man nur mit einer 3D Meßmschine oder speziell angefertigten Paßhülsen ermitteln.

    Hab von Anfang an daran gedacht, das RA-Gehäuse auf eine große Fräsmaschine zu spannen und die Lagersitze für größere Lager nachzuarbeiten. Da ist halt mit 97 mm Außendurchmesser des RA-Gehäuses leider nicht viel Fleisch da.


    Wenn man das RA-Gehäuse bearbeiten muss, fürchte ich zudem, dass es billiger und effektiver wäre, ein Gehäuse aus Stahl wie für die AVA Montierung anzufertigen, nur etwas länger, um das Schneckenrad unterzubringen. Auch das werde ich konstruktiv näher ansehen. Das hat dann mit einer ALT-Montierung wenig zu tun....


    Heike war unter #22 der Meinung, dass die Wärmeausdehnung untergeordnete Rolle spielt. Was sagt die Praxis? Hier die Laufbilder der Lager:



    Man sieht neben Rost (durch zu wenig Fett) Druckspuren an der Lauffläche. Die sind ungleichmäßig über den Umfang verteilt. Klares Indiz für schlechte Fluchtung und lokal zuviel Flächenpressung. Auch das Gegenstück zeigt ungleichmäßigen Verschleiß an den Kegeln des Kegelrollenlagers:



    Die Kegelrollenlager 32010X (50/80/20) haben Druckstellen und sind wohl über 46 Jahre alt. Dieses Lager darf man keinesfalls weiterverwenden. Hochwertige heutige Kegelrollenlager sind zudem in der Fertigungsqualität einiges besser. Diese Dimension ist eine beliebte Größe und darum kostengünstig auch vom Markenhersteller zu haben.


    Kegelrollenlager funktionieren nur gut bei einer entsprechend starken axialen Vorspannung. Wie schon angedeutet, verändert sich die Vorspannung bei der Mix-Konstruktion Stahlwelle / Alugehäuse.

    Die gegenüber dem Gehäuse wesentlich steifere Welle (Querschnitt 55 mm => Fläche 23,7 qcm, E Modul 210 000 N/mm2) wird sich bei Erwärmung wesentlich weniger längen und dann Druck auf Lager und Gehäuse ausüben. Die Teile, die dabei Stress bekommen, sind Gewinde auf der RA-Achse (kritisch bei VA), die Lagersitze des Alu-Druckgußgehäuses und die Wälzkörper bzw. Lageschalen der Lager.


    Das ganze läßt sich über die Querschnitte des RA-Gehäuses (vorne 50 qcm, unten 37,6 qcm) unter Berücksichtigung wesentlich kleinerem E-Modul Alu (70 000 N/mm2) leicht berechnen. Aus der angestrebten Temperaturrange für Auslegung (-10°C....50°C) und der zulässigen Pressung an den Lagerkörpern läßt sich zulässiges Anzugemoment. bzw Anzugswinkel in Grad berechnen.


    Leider ist auf dem RA-Gehäuse der riesige Bolzen für die Polhöhenverstellung angegossen, so dass sich Gehäuse bei Erwärmung und Anzug einseitig verformen wird. Spätestens das gibt die oben ersichtlichen Druckspuren, selbst wenn die Lager bei 20°C perfekt fluchten. Das ist unvermeidlich. Da helfen dann die Hochpräzesionskugellager einer Spindellagerung auch nichts. Da sind die Kugeln vermutlich noch schneller beleidigt als die Kegel, da sie weniger Pressung aushalten.


    Man erkennt aus den Daten jedenfalls sofort, dass die Stahlwelle mit den 55 mm Achsdurchmesser bei der gewählten Gehäusedimensionierung sogar mechanisch negative Auswirkung hat - man verbiegt das RA Gehäuse, wenn man Lagerung anzieht. Das RA-Gehäuse ist erheblich schwächer dank Aluguß und unsymmetrischer Ausführung.


    Für halbwegs originale Sannierung kann man nur die Kegelrollenlager durch neue der selben Bauart ersetzen, Achse aus austenitischem Edelstahl (V2A) machen und das ganze vernünftig anziehen (wenn das rechnerisch möglich ist). Man sollte die Montierung trotzdem nicht gerade im sonnigen Süden im Auto lassen, schon alleine, weil die Lager nicht gegen Fettverlust gedichtet sind. ALTe Männer sind halt hitzeempfindlich :downcast_face_with_sweat:.


    Über die Aussagen von Richard hab ich länger nachgedacht: ja, ganz sicher haben Spindellager der Klasse "High Precision" höhere Rundlaufgenauigkeit und wesentlich weniger Rollwiderstand. Kein Mensch kämme auf die Idee, eine Werzeugmaschine mit Kegelrollenlagern zu bestücken. Andererseits fordert man für Montierung meines angestrebten Zuschnitts keine hohen Drehzahlen und keine hohe Beschleunigung. Das wichtigest ist in der RA-Achse die Steifigkeit. Selbst das Losbrechmoment ist egal, da sich Achse immer dreht und nur die Geschwindigkeit für Korrekturen minimal verändert wird. Da sind Kegelrollenlager nicht so verkehrt, müssen aber sinnvoll gelagert und vorgespannt sein. Klar sind Schrägkugel- und Rollenlager in Sachen Genauigkeit besser : Kugeln, Rollen und Nadeln lassen sich supergenau herstellen.


    Jetzt bin ich als nächstes die Rechnung schuldig :see_no_evil_monkey: :hear_no_evil_monkey: :speak_no_evil_monkey: :pile_of_poo: ?????


    LG

    Robert

  • Hallo


    Wenn es mit einer Bohrstange in einer Spannung gemacht wurde ist es fast unmöglich den Durchmesser auf 1/2 Hundertstel zu treffen.

    Frag mal bei Sternwarte Leerhafe an, René könnte es wissen, hat eventuell noch Teile dieser Montierungen.


    Gruß Frank

  • Ja, ich fürchte auch, dass mit den Maschinen von E. Alt eine so lange Flucht nicht zu perfekten Lageraufnahmebohrungen führt. Es sollten ja nicht mehr als 2 Bogenminuten Lagerverkippung herrschen. Passung für Lager soll eine leichte Presspassung im Gehäuse sein, also K. Für damals realistisch halte ich best case K6 (2 Hundertstel bzw. 19µm bei 80 mm Bohrung oder halt Einkleben). Bei genauer Bearbeitung tut man sich mit einem Alusandgußgehäuse auch keinen Gefallen wegen Lunker und Materialgefüge.


    Zwischenzeitlich habe ich eine Überschlagsrechnung basierend auf der Federsteifigkeit Gehäuse und Achse gemacht:



    Eine 50 mm VA-Achse macht die Sache einiges günstiger, da Wärmeausdehnung und E-Modul geringer. Wenn man Belastung genau rechnen will, muss man sich die SKF Software herunterladen. Es ist ja nicht nur die Federsteifigkeit zu berücksichtigen, sondern auch die Lagerluftänderung im Alugehäuse. Da tut man sich mit Matrialmix keinen Gefallen, wenn man das ganze dann verschraubt und verspannt. Da kommt dann immer eine Temperaturabhängigkeit der Lasten heraus.


    Lager 32010 X kann statisch 88 kN (also im Falle Überhitzung in Sternwarte oder Auto untertags), dynamisch 75.1 kN und dauerhaft nur 10 kN. Dauerhaft ist nicht relevant, da sich die Lager im Laufe eines Montierungslebens ja nur einige 1000x drehen werden.


    Ohne Berücksichtigung Windbelastung wird Lager primär durch Vorspannung und die genannten Temperatureffekte belastet. Hier ist sicher entscheident, welchen Temperaturbereich man abdecken will. Wenn die Montierung im kühler Garage steht und man im Winter eine Winterpause macht (also Temperturen unter -10°C scheut), ist das sicher kein großes Thema. Die gekaufte Montierung stand in einer der Sonne ausgesetzten Rolldachhütte in Deutschland. Da muss man bautechnisch mit mindestens 60°C von Winter auf Sommer rechnen! Das können die Lager definitiv nicht. Darum sind sie auch kaputt!


    Wenn ich die Montierung so wieder aufbaue, muss eine VA-Achse rein. Nur diese Maßnahme greift. Die Rechnung ist zudem ins positive vereinfacht, da sich leider RA-Gehäuse bei Belastung zusätzlich bananenförmig verbiegt. Die hohe Steifigkeit der RA-Achse wirkt sich so tatsächlich eher negativ aus. Anzug darf mit dem M50x1,5 Gewinde keinesfalls mehr als 20° betragen.


    Ganz klar, warum heute niemand mehr so Montierungen baut! Das ganze kommt jetzt so langsam an eine Oldtimerrenovierung raus. Hätte ich mir anders vorgestellt. Da hat sich in der Auslegung von Montierungen schon einiges getan in den letzten 50 Jahren! Tröstlich ist, dass meine vorhandene Montierung besser ist und ich damit in jedem Fall eine brauchbare Montierung habe.


    LG

    Robert

  • Nachrechnung als Kontrolle:


    Wärmeausdehnungskoeffizienten α [1/K] und E-Modul [GPa = kN/mm²]:

    1 Gigapascal [GPa] = 1 kN/mm²


    Daten Stähle aus: Stähle (TU Graz)


    Stahl (martensitisch):

    1. unlegierter Baustahl St50-2 1.0050 E 295 : 11,9 *10-6 1/K; 212 GPa
    2. Einsatzsthl 16MnCr5 1.7131 : 11,5 *10-6 1/K; 212 GPa
    3. Vergütungsstahl 42CrMo4 1.7225, 50CrMo4 1.7228 : 11,1 *10-6 1/K; 212 GPa

    Edelstahl (austenitisch)

    1. "V4A" X2CrNiMo17-12-2 1.4404: 16,5 *10-6 1/K; 196 GPa
    2. "V4A" X5CrNiMo17-12-2 1.4401: 16,5 *10-6 1/K; 196 GPa
    3. "V2A" X5CrNi18-10 1.4301: 16 *10-6 1/K; 196 GPa

    Edelstahl (martensitisch)

    1. X90CrMoV18 1.4112: 10,3*10-6 1/K; 215 GPa

    Grauguß z.B. GG25 10 *10-6 1/K; ca. 100 GPa

    globularer Grauguß GGG50 12,5 *10-6 1/K; 169 GPa


    Aluminium AlSi12 (Eutektische Aluminium-Silizium-Gusslegierungen, typisch für Druckguss): 20 *10-6 1/K; 75 GPa

    Aluminium AlSi5Mg (Sandguss): 23 *10-6 1/K; 72 GPa


    Wärmeausdehnung:


    Δl = Längenänderung (mm)

    α = Wärmenausdehnungskoeffizient (1/K)

    l0 = Ausgangslänge (mm)

    ΔT = Temperaturänderung (K)


    Δl=ΔT*l0


    Δα für Aluminium AlSi5Mg (Sandguss) auf Einsatzstahl 16MnCr5 1.7131 : 23-11,5 = 11,5 [1/K] => noch ungünstiger, als in meiner ersten Rechnung angenommen!

    Δα für Aluminium AlSi5Mg (Sandguss) auf "V2A" X5CrNi18-10 1.4301: 23-16 = 7 [1/K] => noch ungünstiger, als in meiner ersten Rechnung angenommen!


    Federauslegung:


    Berechnung Federkraft


    F = Δl*c

    c = E*A/l0


    Beispiel Achse 50 mm Durchmesser => Fläche A = 1963 mm2

    E-Modul [GPa = kN/mm²]: 196 GPa = 196 kN/mm2

    Länge = 280 mm

    c = 1374 kN/mm (vierstellig, schrumpft auf dreistellig bei Addition der Federkonstanten)


    Berechnung mit neuen Werten:



    Das sieht keinesfalls besser aus! Nachrechnung und Abschätzung gibt ähnliches Ergebnis. Kraft auf Lager wird schnell zweistellig in kN, auch wenn sich die Ausdehnung nur im 1/100 mm Bereich abspielt! Das ist der Steifigkeit der Konstruktion geschuldet!


    Für die ALT ADN6 sollte man einen V4A für RA-Achse verwenden. Der wäre von der Wärmeausdehnung noch etwas besser als der V2A. Den V2A gibt es mit Schwefelzusatz als 1.4305. Dieser Edelstahl ist besser zu zerspannen. Muss schauen, was da besser zu besorgen ist und was Schäfer bearbeiten kann. Mit VA kommt man jedenfalls halbwegs in einen Zielhorizont!


    Bei der AVA wurde Baustahl mit 16MnCr5 gemixt => Δα = 0,4 1/T. Da mach ich jetzt eine Achse aus Vergütungsstahl 50MnCr5 rein. Rostet weniger und ist ohne Einsatzhärtung fester, wenn man vergütete Stange verwendet.


    Daraus ergibt sich: Wenn man einen Materialmix machen möchte, dann lieber ein GGG50 Gehäuse (wenn es schon Guss sein soll). Sinnvollerweise nimmt man aber einfach ein Rohr aus Stahl so wie bei der AVA-Montierung....


    LG

    Robert

  • Hallo Robert,


    warum nimmst du für das Anziehen der Lager nicht ein Federelement?


    Wenn du die Lager mit einer Mutter auf der Welle anziehst (also auf block), hast du natürlich eine große Kraftänderung bei einer Temperaturänderung.


    Wenn die Mutter jedoch ein Federelement besitzt, so könnte die Längenänderung doch besser aufgenommen werden.

    Dann hast du so eine Art Gleitlager...

    Das Federelement an der Mutter sollte dann so bemessen werden, dass die Längenänderung bei einer Temperaturänderung gegenüber der lange Vorspannstrecke gering ist.


    Also, als Beispiel:

    Zum Erreichen der Anzugskraft F=10.000N wird ein Federelement um dL= 1mm gespannt.

    Bei eine Temperaturänderung von 20°C wird eine Längenänderung (Stahl/AluGuß) von 60um (aus deiner Tabelle entnommen) die Kraft dann nur gering ändern.

    -> 10.000N*( 60um/1000um) -> delta 600N



    Gruß

    Matthias

    8" -f6 Newton, Selbstschliff * im Gitterohrtubus "deep blue" platziert * mit Selbstbau-Reibradantrieb angetrieben, wohl temperiert und allzeit startklar in der Gartensternwarte montiert

    TS294CP, Canon600Dac, ASI178 und ASI120mini zum Guiden, GPU Koma Korrektor

    2 Mal editiert, zuletzt von MatthiasG ()

  • Hallo Frank,


    eine Zahnscheibe mit F=10.000N bei dL=1mm? =O  ;)


    Gruß

    Matthias

    8" -f6 Newton, Selbstschliff * im Gitterohrtubus "deep blue" platziert * mit Selbstbau-Reibradantrieb angetrieben, wohl temperiert und allzeit startklar in der Gartensternwarte montiert

    TS294CP, Canon600Dac, ASI178 und ASI120mini zum Guiden, GPU Koma Korrektor

  • Fette Tellerfedern wären da eine Option. Leider bewegt sich auch das Schneckenrad mit der Wärmeausdehnung mit und es gibt in Folge Probleme mit dem Schnecken-/ Schneckenradspiel. Das ist bei den ALT´s bekannt. Immerhin ist mir jetzt der Grund klar. Dachte immer, das liegt am Unterschied in der Wärmeausdehnung zwischen Bronze (Schneckenrad) und Aluguß (Schneckenradhalter bzw. Scheneckenradgehäuse). Das ist natürlich Käse, da Wärmeausdehnung Bronze nahe an Alu. Immerhin ein Problem verstanden...


    Über Lösung muß ich mir noch Gedanken machen. Durch die Tatsache, dass sich Schneckenradgehäuse vermutlich problemlos von RA-Gehäuse trennen läßt, gibt es doch mehr Optionen, als gedacht. Mit etwas Einsatz bekomme ich das in den Griff! Von der eigentlichen ALT ADN6 bleibt da allerdings nicht viel mehr übrig....


    LG

    Robert

  • Es geht wieder ein kleine Stück weiter. Grundsätzlich gibt es kräftige Tellerfedern, die das können, was man hier bräuchte. Für 50mm Achse wäre der Außendurchmesser mit 100 mm aber zu groß. Der Platz für eine solche käuflich Tellerfeder ist einfach nicht da.


    Das Thema mit den Lagern war wohl auch E. Alt bekannt. Montierung gab es in zwei Versionen (siehe Baader Seite zu Alt Montierungen:(

    Die Achsen drehen sich spielfrei in vorgespannten Präzisions-Kegelrollenlagern, Hochgenauigkeitslagerungen nach Industrienorm sind gegen Aufpreis lieferbar. Maximaler Rundlauffehler der Stundenachse bei Präzisionskegelrollenlagerung 0,006 mm, bei Hochgenauigkeitslagerung 0,001 mm.


    Wegen verwendeten Fetten empfiehlt Alt Tempertur zwischen -20°C...+40°C. Wenn Lager bei 20°C optimal eingestellt waren, gibt das bei +40°C keine Probleme, eher aber bei -20°C. Im Wintereinsatz wurde bei den Alt Montierungen von vergrößertem Spiel des Schneckengetriebes berichtet. Das war dann eher eine lose Achse.


    Die Polhöheneinstellung der originalen Alt läßt sich laut Verkaufsunterlagen für den Bereich von 15 bis 58 Grad beliebig einstellen. Wenn man nur 15...50° berücksichtigt, kann man Montierung kompakter umgestalten:

    In Folge ein paar Ideen, wie man de RA Körper verändern könnte, um Achse kürzer zu machen:



    Ob man hier das Alugehäuse der Alt modifiziert oder ein RA-Gehäuse aus einem Stahlrohr 105 mm Durchmesser 20 mm Wandstärke anfertigt oder eine Mischung aus beiden (zwecks Erhaltung der originalen Optik mit dem riesigen Polhöhenzapfen), ist dann eher eine Kostenfrage. Sinnvoller ist wohl die Stahlkonstruktion...


    LG

    Robert

  • Hallo,

    In Folge ein paar Ideen, wie man de RA Körper verändern könnte, um Achse kürzer zu machen:

    Ist der kleine im rechten Bild nach oben zeigende Teil die Schnecke und Motoreinheit? Wenn ja kann man die besser nach Westen oder Osten ausrichten, dann ist der Bereich möglicher Kollisionen mit dem Tubus beim Umschwenken reduziert. Das ist z.B. bei den Astrophysik Montierungen so gemacht


    Clear Skies

    Gert

  • Hallo


    Na irgendwie stören da so mehrere Dinge.

    Wenn du so genau berechnet mit wieviel Drehmoment du Vorspannen musst könntest du das einfach einmal im Sommer und einmal im Winter tuen.

    Jetzt auch noch die Achse kürzen, das macht die Flucht.der Lager noch kritischer, wo hat das noch mit einer ALT Montoerung zu tun?

    Auch die Schnecken gehen fest? Und radiales Spiel? Das ist durch die Kegellager, Nadellager oder Walzenlager würden das nicht zulassen, dann muss man sich um die Axiale Lagerung extra kümmern, Spiel dort wäre wohl unerheblich wenn das Schneckenrad oben sitzen würde, ist ja immer Gewicht drauf.

    Ich glaube besser du denkst alles neu


    Gruß Frank

  • ...oder du denkst alles alt ;) .

    Ich habe von Maschinenbau wenig Ahnung und Respekt vor deinem Fachwissen.

    Aber erlaube mir, dir von der Praxis zu berichten. Ich habe eine neuere Version der Alt 6 AD seit etwa 20 Jahren am Laufen. Einmal habe ich die Schnecken im Winter justiert. Ansonsten läuft die Montierung seit 20 Jahren wartungsfrei und hochpräzise! Aktuell werkelt eine TeenAstro daran. Wenn sie in der Theorie einige Schwächen haben mag, in der Praxis funktioniert die Montierung wunderbar und extrem genau...

    Beste Grüße und weiterhin viel Erfolg bei deinen Optimierungen!

    Burkhard

  • Danke für Interesse!


    Burkhard,

    "in der Praxis funktioniert die Montierung wunderbar" ist auch meine historische Erfahrung mit ALT. Sonst hätte ich da nicht zugeschlagen ;) . Meine Erfahrung beruht auf mehreren Volkssternwarten ALT ADN7. Missbrauch sicher und unkaputtbar. Präzise ist im Jahr 2024 anders Thema, die Ansprüche halt auch.


    Ich muss ganz ehrlich sagen: mit etwas mehr Nachdenken hätte es mir klar sein müssen, dass im Montierungsbau dasselbe gilt wie im Motorenbau (aus dem im komme) => da hat sich leider einiges getan. Das ist halt wie Golf 1 und Golf 7. Das nennt sich beides Golf. Man muss sich die Details ansehen. Golf 1 war 1978 aber immerhin ein von vielen Fachleuten ausentwickeltes Großserienprodukt.....


    Also ganz ehrlich: der Nimbus ALT hat bei mir massive Kratzer bekommen! Ich bin alter Mann und konservativ. Ich glaube an GOTT :saint: , ZEISS <3 und ALT :love: ! Und ich bin unbelehrbar wie alle alten Männer.... :*


    Die Wahrheit ist halt eine andere :evil1: . Das zwingt mich jetzt, tatsächlich, nachzudenken, wie eine gute Montierung im Jahr 2024 ff aussehen soll. Hatte ja das Glück, mit der AVA 1978 eine Montierung zu besitzen, die alles mitmacht und völlig pflegeleicht ist, sicher besser noch als die ALT, da eigentlich eine verbesserte ALT ADN5. Ich hatte also deshalb in meinem ganzen Leben bisher noch keinen Handlungsbedarf :) . Die AVA 1978 läuft dabei besser als meine Zweitmontierung OTE II aus dem Jahr 2005. Besser heißt: präziser auch bei niedriger Zuladung! jetzt ist halt ein 410mm f5 Newton die Last und damit längere Hebel neue Herausforderung.


    Aus einem ganz trivialem Grund werde ich der ALT neue Innereien verpassen: Für eine ALT bekomme ich immer gutes Geld beim Wiederverkauf, also werde ich wenigstens den ALT Schriftzug im Guss nicht wegfräsen. Der Rest wird "NEU" und nennt sich dann "optimiert". Weiße Farbe ist gnädig. Das RA Gehäuse kommt also unter die Fräsmaschine und bleibt letzdendlich Attrappe. Die Achse muss sowieso neu gemacht werden, dito Lager. So meine vorläufige Entscheidung, die nun detailiert gehört. Zuerst muss ich für mich ausarbeiten, was meine bzw. allgemeine Anforderungen an eine "gute" Montierung sind. "gut" muss sich ja in Zahlen nachweisen lassen:/, sonst ist das alles heiße Luft 8o. In Folge muss ich mit Feinmechnikbetrieb abklären, was mit modernsten Maschinen aus der vorhandenen Basis realistisch machbar ist. ich bin (noch) optimistisch :S .


    LG

    Robert


    PS: Ich glaube, ALT hatte schon Gefühl dafür, was gut ist. Spindellager waren schon bei ALT Option, dito geschliffene Schneckenräder. Lebt E. Alt eigentlich noch?

  • Hallo Robert,


    ich verfolge dein Projekt schon eine Zeit und bin begeistert wie viel Wert du auf kleiste Details legst!


    Selber bin ich ja erher der "Grobmotoriker" und hab auch keine/wenig Ahnung weder von Montierungsbau noch vom Motorenbau, aber hier musste ich dann doch etwas schmunzeln:

    da hat sich leider einiges getan. Das ist halt wie Golf 1 und Golf 7. Das nennt sich beides Golf.

    Ja klar sind da bestimmt viele Unterschiede, trotzem würde ich einem Golf 1 Motor größere und wartungsärmer Laufleistung zutrauen als den aktuellen Modellen :/


    viele Grüße, und gutes Gelingen bei deiner Montierung, Martin

  • Hallo Robert


    Ja der Golf1 war ein Versuch der Golf 2 und 3 schon richtig gut,

    Alles danach waren ja keine richtigen Autos für richtige Männer mehr, was man nicht mit besserer Mechanik hinbekommt wurde mit Elekronik gefixt, der Mißt wurde immer schwerer, der Polo Diesel neu hat gena7soviel Sprit verbraucht wie mein 16 Jahre alter Jetta. Dafür konnten ihn 6jährige Mädchen lenken und Kupplung und Bremse gingen auch barfuß mit dem kleinem Zeh.


    Die Frage ist was brauchst du, sonst gibt es auch keine angepasste Konstruktion


    Gruß Frank

  • Die Diskussion hier ist absolut lohnend! Danke! Spätestens, wenn das RA-Gehäuse auf der Fräse ist, ist es ja vorbei.


    Eike,

    der Tipp ist gut. Dort findet man auch folgenden Hinweis:


    Die weltweit am weitesten verbreitete Anwendung für die einlagigen Standard-Wellenfedern der YSSB-Serie ist das Vorspannen von Lagern. Nur mit Hilfe der richtigen Vorspannung

    unter Berücksichtigung des Toleranzausgleichs in der Anwendung kann die Lebensdauer eines Lagers erheblich verlängert werden. Betriebstemperaturen werden gesenkt und Vibrationen reduziert,

    so dass der Lagerverschleiss minimiert und damit ein ruhiges, leichtgängiges Betriebsverhalten realisiert werden kann.


    Das Thema, dass ich da angerissen habe, ist wohl kein neues. Und Lösungen gibt es sicher auch dafür, man muss halt etwas raus aus dem Komfortbereich :/ .


    LG

    Robert

  • Hallo Burkhard,

    ich brauch Hilfe von Dir. Nachdem meine Variante der ALt ADN6 wohl wirklich ein frühes Exemplar ist: kannst Du folgende Maße an Deiner ALT ADN6 nachmessen.


    - Durchmesser RA Gehäuse außen (an beiden Stufen)

    - Länge RA Gehäuse Übergang DEK-Gehäuse zu Schneckenradkasten

    - Durchmesser DEK Gehäuse außen



    Ich möchte sicher gehen, was ich da vor mir habe. Eventuell ist mein Exemplar ja ein Zwitter oder eine Sonderanfertigung.


    Interessanterweise ist das Durchmesseraußenmaß RA-Gehäuse ident zur AVA, nur ist Gehäuse bei der AVA aus Stahl, bei der ALT aus ALU (und viel länger).


    LG

    Robert

  • Hallo Kollegen,

    habe nicht vor, planlos Kulturgut zu vernichten. Wenn ich am RA-Gehäuse Hand anlege, soll das passen. Bei der Säule hab ich wenig Hemmungen, zur Säge und Fräse zu greifen, bei dem RA-Gehäuse schon, da noch wirklich original und gut erhalten. Der Präzision der Lagersitze traue ich allerdings weniger. Warum wurde da geklebt?


    Die Achse muss man sowieso neu machen. Die wurde von ALT oder dem Besitzer zu stark modifiziert für den Gabelaufbau und kann so nicht verwendet werden. Die Lager sind kaputt, auch wenn das auf den ersten Blick nicht so schlimm ausschaut. Also macht es Sinn, wenigstens die Achse kürzer zu gestalten


    Hier ein paar Impressionen, um was es geht:


    E.Alt hat die Montierung so ausgelegt, dass laut Prospekt Einsatz zwischen 15....58° Polhöhe möglich ist.



    Bild 58° Polhöheneinstellung

    Bei 58° Polhöhe schlägt der Schneckenradantrieb an die Säule an, nicht aber der Antriebsmotor.


    Ich beobachte üblicherweise auf < 48°:

    - Rossfeld 47°37'40.6"N

    - Trattberg Aussichtsplattform Schröck 47° 38'

    - Gaisberg 47° 48′ 18″ N

    - Postalm 47° 39′ 2″ N , 13° 25′ 48″ O


    Mit dem Auto komme ich bis nach Marokko. Ich rechne also mit minimal 30°. Für Flieger ist ALT ADN6 keine sinnvolle Option ;) . Richtung Süd sehe ich also keine Probleme, wenn ich RA-Körper unten kürze. Man kann den Antrieb (= Schnecke mit Motor) nach oben drehen, wenn man ihn vom RA Gehäuse getrennt hat. Man könnte auch was filigraneres gestalten als den 3 kg Gußkasten. Dann sind auch > 50° wieder problemlos möglich.



    50 mm Länge kann man für Einsatz < 48° Polhöhe entfernen, ohne an der Säule anzustoßen. Lagersitz muss dann tiefer wandern. Da muss dann schon eine gute, sehr genaue, moderen Fräsmaschine eingesetzt werden, um neuen Lagersitz zu fertigen. Das muss man sich schon genau überlegen. Dann kann man auch gleich gröbere Maßnahmen setzen und beide Lagersitze neu fertigen oder alles neu machen.


    Die Montierung scheint ja eher auf 50° ausgelegt zu sein. Richtung Polhöhe 40° und kleiner gibt es dank dem langen Hebel der Lagerung schnell mal Übergewicht Richtung Norden:



    Bild 48° Polhöheneinstellung

    mit DEK Achse Durchmesser 100 mm und dem projektierten Schwalbenschwanz zieht das dann schon kräftig aus der Säulenmitte. Für Breiten << 50° hätte man das Loch in der Polhöhenlagerung versetzt anbringen können.


    Ohne weitere Überlegung werde ich oben an der Montierung 20 mm abschneiden (oder fräsen). Das geht notfalls auch mit Säge und Feile.



    Bild sinnfreier Überstand nach Nord oben


    Das Material (schwarz schraffiert) ist momentan vollkommen sinnfrei bzw. war eventuell für Nonius gedacht. Der Lagersitz kommt erst weiter unten. Darum hat die Achse da auch 80mm Stärke auf 20mm Länge. Ich spare also kräftig Stahl und verkürze den Hebel, den ich ja dann wieder in meinen Schwalbenschwanz investieren muss - also patt bezüglich Auskragung ;) .


    Der RA-Körper schmort schon wieder im Backofen - werde in jedem Fall versuchen, den RA-Körper von Schneckenradkasten zu trennen. Dann sieht man weiter...


    Überlegungen, was ich von der Montierung eigentlich erwarte, sind schon im Gange:


    - Transportierbarkeit (Trennung in RA- und DEK, deshalb Schwalbenschwanz)

    - Stabilität auch bei stärkerem Wind ohne Schutzbau (möglichst wenig Spiel in den Antrieben, insgesamt möglichst steife Ausführung) ausreichend für Tubus 2000mm lang 500 mm Durchmesser

    - geringe Empfindlichkeit auf Schwingungen (ausgelöst z.B. durch Antriebsmotore Filterrad und OAZ)

    - sensible Nachführung insbesondere in RA


    Was ich nicht unbedingt brauche:

    - Go To

    - Speed

    - perfekten Lauf im Sinne von langsamer Auslenkung in RA und DE (periodischer Fehler aus Lagerung, Schneckenrad, etc.)
    ein langsamer Pendler von wenigen Bogensekunden stört bei der Planetenbeobachtung nicht, solange das ganze deutlich unter 10" Abweichung bleibt und sich im Minutenbereich abspielt.


    Die AVA pendelt ca. 5" ohne PEC-Korrektur. Kommt wohl aus der Untersetzungsstufe des Schneckengetriebes, da Pendler schneller als 6 min (= eine Umdrehung Schnecke). Kann eigentlich nicht aus den Wälzkörpern der RA-Achse kommen. Die drehen sich noch langsamer als Schnecke. Aus Rundlaufabweichung der RA-Lagerung kann also nur etwas ganz langsames kommen. Das macht sich dann leider auch in DEK bemerkbar, da ja dann die Polausrichtung pendelt. Nur interessant für Langzeitbelichtung ohne Nachführung. Wenn meine Montierung gut steht, muss ich während einer 1 min Aufnahme eigentlich nie nachführen. Belichtungszeit ist ja bei Planeten ultrakurz. Wenn Montierung nicht sauber aufgestellt ist, driftet Planet halt langsam aus Gesichtsfeld der Kamera, das ich zur Erreichnung hoher Transferraten sehr klein wähle. Ist eigentlich nur kritisch für Jupiter, der halt sehr groß sein kann.


    Wenn fertig, folgt natürlich der übliche Strichbildcirkus zwecks Nachweis der Perioden.


    Gerne auch euer Input, wenn ich was vergessen habe....


    LG

    Robert

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