Schlingenlagerung bei dünnen Spiegeln

Hi zusammen,

in diesem Zusammenhang noch kurz etwas anderes:

Von Frédéric Géa hier: http://www.astrosurf.com/altaz/lateralsupport.htm
oder auch Jan van Gastel hier: http://home.wanadoo.nl/jhm.van…cope/pianowiresupport.htm
werden ja Stücke von dicken Pianosaiten für den Lateral-Support vorgeschlagen.

Nun habe ich mir von einem Kumpel der in einer Klavierwerkstatt arbeitet ein paar gebrauchte Saiten
(1 - 1,5mm ohne Ummantlung) mitbringen lassen und bin etwas verwirrt. Sie benehmen sich wie sehr
fester Federstahl. Die beschriebene achxialen Steifigkeit ist natürlich vorhanden, aber anaxial
sind die Dinger genauso steif. Nur mit recht großer Kraft läßt sich ein 5cm langer Draht etwas biegen.
Hat schon jemand Erfahrungen mit dieser Technik?
Sind die Drähte zu dick oder ist das so gewollt?
Ist sowas überhaupt sinnvoll?

Ciao, Heiner

Hallo Wolfgang,

wer sagt denn, daß der Spiegel starr gelagert wird?

Ich nicht!

Du kannst auf dem Stern jede Lagerung - ich werde wohl neun Punkte machen - aufbauen, richtig schön, wie die Kirche das verlangt. Es gehen auch 18 Punkte, was immer für nötig oder erstrebenswert gehalten wird.

Der Witz bei der Geschichte ist, daß eine weitghend reibungsarme Lagerung in der Schwereebne des Spiegels erreicht wird, und die einmal gemachte Justage unabhängig von der Kollimation des Spiegels beibehalten wird.

Ich habs noch nicht gebaut, aber die Wahrscheinlichkeit, daß es geht, ist fast 1.

Gruß

Julius

Hallo Wolfgang,

Du hast Dich offenbar an dem "starr" gestoßen. Damit meine ich, daß die Lagerung nicht einstellbar sein muß, z.B. zwecks Kollimation. Gemeint ist also eine nicht notwendigerweise justierbare Mehrpunktlagerung.

Eins ist klar: Wenn die lateralen Stützrollen nicht in der Höhe einstellbar sind, dann M U ß es die Spiegellagerung sein. Das aber nur, um die Lage der Stützrollen zum Spiegel einzustellen. Von der Gestaltung her dürfte es einfacher sein, die Rollen fest einzubauen und die Höhe der Spegellagerung einstellbar zu machen, um die Schwereebene zu treffen.
Die Kollimation wird dann aber an den Enden der Sterne - oder, bei Dobsons - dem T gemacht.

Keine Sorge, es wird gehen.

Gruß

Julius

hallo Julius,

es kann sein, dass ich die Sache noch nicht 100% verstanden habe.

Wenn du den Spiegel mit einer Zelle auf dem Stern lagerst, must du den Spiegel ja noch auf seinem Umfang abstützen. Genau an der Stelle fängt das Problem wieder an.

Wie der Stern dann nach "Draussen" über die Rollen gelagert wird, ist meines Erachtens nach relativ egal.

Ansonsten gilt: Probieren geht über Studieren [:D]

clear skies

Wolfgang

Hallo Frosty Theo,

die Lagerung in Richtung der Spiegelachse erfolgt, wie gehabt, durch eine Mehrpunktlagerung, die sich z.B. auf dem Stern aus drei Streben abstützt.

Die Abstützung der Querkräfte, nötig bei Neigung des Teleskops in Richtung Horizont, erfolgt über die Rollen, die den Spiegel in seiner Schwereebne abstützen. Rollen deshalb, damit im Spiegel keine Biegekräfte in Richtung der Spiegelachse auftreten, hervorgerufen durch Reibung.

Die Kollimantion des HS erfolgt über Stellschrauben an den Enden des Sterns, der über diese Schrauben in einem Hilfsrahmen gelagert ist. Das hat den zusätzlichen Vorteil, daß die Chose sehr justierstabil sein sollte - und sehr feinfühlig - wegen der großen Abstände der Stellschrauben.

Ich kann mir kaum vorstellen, daß das nicht funzt [:p][:D][:D]

Gruß

Julius

Hallo Heiner,

habe mir die beiden sites angesehen. Beide Ideen beruhen auf dem Prinzip, daß ein dünner Stab aus Federstahl, nichts anderes sind die Stücke Klavierseiten, weitaus höhere Stabkräfte in Längsrichtung aufnehmen können, als Biegekräfte.

In der Tat ist es so, daß schon erhebliche Kräfte in Stabrichtung auftreten müssen, bevor der knickt. Quer zum Stab - Biegekräfte - ist das alles viel weicher, wie beabsichtigt.

Dessen ungeachtet sollten die auftretenden Biegekräfte schon erheblich höher sein, als die "Rollreibung" bei der von mir vorgeschlagenen Lösung.

Gruß

Julius

Nachtrag:

Die Pianodrahtlösung ist auch länger. Daraus folgt ein größerer Tubusdurchmesser, wenn man einen Tubus annimmt. Auf einer Site ist von 50 mm die Rede. Das muß auch so sein: Je kürzer der Stab aus der Klavierseite ist, desto steifer wird er auch für Querkräfte, und genau das ist nicht beabsichtigt.

Gruß

Julius

Hallo Stathis,

falls die von Calin unter http://w1.411.telia.com/~u41105032/sling/sling.htm aufgeführt Analyse zutrifft, könnte Sie um folgendes ergänzt werden. Der zum Fangspiegelzeigenden Kraftvektor lässt unter Rückgriff der Formel für das Model des Fadenpendels ziemlich genau errechnen.

Beispiel.
Masse des Spiegels 23 Kg (20 Zoll Spiegel). Schlinge ist auf dem Middelrung befestigt und damit ca 50mm über dem Mittelpunkt des Spiegels. Versatz der Schlinge von der idealen mittenlagen 5 mm (z.B. durch maximalen Justageverfahrweg bei der Zelle). Die Schlinge liegt an den Ansen des Spiegels an und erzeugt ein Zugkraft in Richtung Fangspiegel (Segelohren-Effekt). Ausserdem Sei das Teleskop um 45 Grad geneigt. (Bei 90 und 0 Grad spielt das Problem keine Rolle)

Auslenkungswinkel Phi an der Aufhängung (Middle-Rung) = 5/50 = 0.1 = 5,7 Grad. Für die Tangetialkraft gilt: F = m*g*sin(phi)= 23*1* sin (5,7) = 2,28 kg. (Für g nehme ich 1, dann ist es anschaulicher). Den Wert teilen wir durch 2 weil die Schling links und rechts anliegt und dann nochmals durch 2, weil das Scope um 45 Grad geneigt ist:
Ergebnis: 570 Gramm.

Wird die Schlinge auf dem Top-Rung montiert, befindet sich die Aufhängung ca. 250mm über dem Mittelpunkt des Spiegel. Ansonsten gleiche Daten/Rechnung wie vorhin führt zum Ergebnis: 115 Gramm.

Also 5 mal weniger Segelohren-Effekt, durch Versatz der Schlingenaufhängung vom Middle zum Top-Rung.

Die Preisfrage ist nun sind 5 mm Versatz realistisch. Ich meine die Schlingenaufhängung sollte justierbar sein (in Richung optische Achse). Praktisch kann sich damit deutlich geringer sein.

Wenn Calin recht hat, dann könnten eine Ursache für den sporadischen Asti wahrscheinlich die Flexibilität des Middle-Rungs sein(Die Befestigung selbst ist ganz am Rand des Rahmens angebracht und Federt nicht). Bei einer Durchbiegung von 2mm (Zenit und Horizontsicht) ergäbe sich gut 200 Gramm Zug an den "Ohren" (Befestigung am Middelrung). Ich weiss nicht wie stark deine Aluprofile sind, auf denen dein 24 Zoll Spiegel liegt. (Wenn Calin recht hat, sollte demnach der Middle-Rung besonders stark sein. Aber, dann muss auch der Down-Rung genauso stark sein, sonst geht die Collimation flöten, wenn die Rungs sich unterschiedlich stark sich biegen beim Lastwechsel.)

Noch zwei Punkte
Grundsätzlich denke ich sollte ab einer bestimmten dünne des Spiegel, dieser als Einheit mit der Spiegelzelle bereits bei der Herstellung des Spiegels betrachtet werden. D.h. Interferometrische Auswertungen, Foucoult-Test etc. nur in der bereits fertig gebauten Fassung.
Falls die dünne des Spiegels zu einer Zunahme des Gewichts der Halterung führt weil, diese komplizierter wird, beisst sich die Katze in den Schwanz.

So jetzt hoffe ich, ich hab mich nicht verrechnet.

Viele Grüsse und ein gutes neues Jahr

Gerhard

Hallo Stathis,

> Im übrigen glaube ich, dass die radiale Lagerung auf Rollen,
> wie Julius sie vorschlägt und Frédéric ja nach ähnlichem
> Prinziphierschon gebaut hat, funktionieren muss.

Ja, denke ich auch. An Julius Vorschlag gefällt mir nur eins nicht,
der Winkel von 120°. Ich denke dieser muss deutlich geringer
sein. In der amerikanischen Liste sprechen sie ja immer von 90°.
Ich habe vor ein paar Tagen mal etwas rumgerechnet und bin auf einen
noch kleineren Winkel gekommen (war leider füh morgends und ich finde
den Zettel gerade nicht wieder

Begründung: Diese Rollen sollen den Spiegel ja "tragen" wenn er stark
geneigt ist. Irgendwie scheint es mir dann logisch zu sein, dass die
zwei Unterstützungspunkte im Prinzip jeweils eine Spiegelhälfte
tragen müssen und sich dann natürlich auch genau unter dem Schwerpunkt
der entsprechenden Spiegelhälfte befinden sollten. Wenn ich meinen Zettel
wieder gefunden habe berichte ich mal wie der magische Winkel ist

Sauft nicht so viel!
Ach, ist mir doch egal, aber seit vorsichtig mit den Knallern!
Ciao, Heiner

Hallo zusammen,

habe noch einmal gerechnet und bin jetzt etwas erschrocken.
Der oben angesprochene Winkel beträgt ca. 48°.

Aie Aussage lautet also: wenn man einen Spiegel mit zwei
Unterstützungspunken axial so unterstützen will, dass jeder
Unterstützungspunkt unter dem Schwerpunkt einer Spiegelhälfte
liegt, dann müssen die beiden Punkte ausgehend von der Mitte
des Spiegels in einem Winkel von 48° zueinander angeordnet
werden.

Ich konnte mich gar nicht mehr erinnern, das das so dicht
beieinander lag. Könnte das evtl. mal jemand in einer stillen
Stunde nachrechnen?

Ciao, Heiner

<font color="red"><font size="1"><i>Als Zitat gegennzeichnet von Stathis</i></font id="size1"></font id="red"> <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"> Ja, denke ich auch. An Julius Vorschlag gefällt mir nur eins nicht,
der Winkel von 120°. Ich denke dieser muss deutlich geringer
sein. In der amerikanischen Liste sprechen sie ja immer von 90°.
Ich habe vor ein paar Tagen mal etwas rumgerechnet und bin auf einen
noch kleineren Winkel gekommen (war leider füh morgends und ich finde
den Zettel gerade nicht wieder

Begründung: Diese Rollen sollen den Spiegel ja "tragen" wenn er stark
geneigt ist. Irgendwie scheint es mir dann logisch zu sein, dass die
zwei Unterstützungspunkte im Prinzip jeweils eine Spiegelhälfte
tragen müssen und sich dann natürlich auch genau unter dem Schwerpunkt
der entsprechenden Spiegelhälfte befinden sollten. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Hallo Heiner,

die drei Abstützungspunkte haben ganz praktische Gründe:

Sie fallen bei jeder mit bekannten Mehrpunktlagerung zwangsweise an, weil die sonst nicht mehr eindutig statisch bestimmt wäre. Das ist Technische Mechanik, mithin Physik und damit gottgewollt.

Die Zahl der Abstützungspunkte läßt sich leicht durch Aufbau von Wippen mit zwei Rollen verdoppeln, man kann das auch mit jeweils Doppelwippen auf 4 x 3 Punkte aufblasen....usw.

Nimmt man einfache Wippen, wird der Spiegel im "worst case" durch zwei Auflageflächen abgestützt.

Wenn die Annahme stimmt, daß der Spiegel durch den Eintrag der lateralen Stützkraft N I C H T verformt wird, vorausgesetzt, daß die Kraft in der Schwereebene des Spiegels eingetragen wird, dann ist das N I C H T das Problem.

Im Prinzip ist die Kraft / Fläche an den Stellen, wo der Spiegel abgestützt wird - Aufstandskraft heißt das nicht ganz richtig bei den Reifenfritzen - ziemlich hoch. Ich suche nach einem Werkstoff, der eine geringe Verformung zuläßt, wahrscheinlich PVC oder PE, sicher nicht ein Kugellager.

Wenn ich die bisherigen Beiträge richtig verstanden habe, entsteht die Verformung dünner Spiegel duch zwei Mechanismen mit gleicher Auswirkung:

1. Verbiegung des Spiegels durch Reibung an den Abstützungspunkten: Stützkraft x Reibungskoeffizient an der Auflagestelle x Abstand zur Auflage des Spiegels ergeben ein Biegemoment.
2. Verbiegung bei Schlingenlagerung durch Zug und/oder Lagerung der Schlinge außerhalb der Schwereebene des Spiegel. Dabei entsteht der "schiefe" Zug entweder durch Verlust der Justage z.B. bei der Kollimation, oder durch Verrutschen der Schlinge bzw. ungleichförmig Dehnung.....etc.

Punkt 1 erschlägt mein Vorschlag weitgehend durch die Lagerung auf Rollen. Die verbleibende Rollreibung dürfte mindestens eine Größenordnung geringer sein, als eine Abstützung gegen feste Blöcke.

Punkt 2 wird erschlagen durch einstellbare Position de Spiegels zu den Stützrollen, die dann ber stabil bleibt. Durch Vermeiden des "Versatzmomentes" - das Ding heißt so - wird, theoretisch, jede Verbiegung des Spiegels durch die Stützkräfte vermieden.
Zusätzlich werden A L L E Justagen voneinander entkoppelt und sind obendrein von der Kollimation völlig getrennt.

Als "Zuckerl" oben drauf läßt sich der Spiegel mit engen Toleranzen im Tubus oder der Box fixieren, was z.B. bei der Schlingenlagerung sicher ein Problem darstellt.

Ich will ja keinen zwangsbekehren, das hatten wir vor ein paar hundert Jahren.

Wenn der Wunsch besteht, werde ich zunächst eine Zeichnung machen - ich bin im Moment ein bißchen unter Zeitdruck.

Ganz sicher werde ich so ein Ding bauen, mit drei einfachen Wippen, für meinen Zehnzöller, an den ich mich, Dank an Stathis, herangetraut habe. Material werden Alu - Profile sein. Ziel ist es, eine leichte, steife und offene Spielgellagerung OHNE Schweißverbindungen hinzukriegen - Kleben und Schrauben. Eine kleine Drehmaschine ist vorhanden.

Ich bin mir über zwei Annahmen ziemlich sicher:

a. Es funzt [:D][:D]
b. Es gibt wenig Alternativen, wenn überhaupt. [:(][:(]

==&gt; Heiner, noch eine Anmerkung zu Deiner Begründung, wobei ich hoffe, daß ich die richtig verstanden haben.

Du wirst nie vorhersagen können, wie der Spiegel lateral gestützt wird. Denke nur an einen Newton auf äquatorialer Montierung, der in den Schellen gedreht wird um Turnübungen zu vermeiden. Da ist nix mit Abstützen je zur Hälfte oder so.

Gruß, und alles Gute zum Neuen Jahr

Julius

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: otterstedt</i>
<br />Hallo Stathis,

&gt; Im übrigen glaube ich, dass die radiale Lagerung auf Rollen,
&gt; wie Julius sie vorschlägt und Frédéric ja nach ähnlichem
&gt; Prinziphierschon gebaut hat, funktionieren muss.

Ja, denke ich auch. An Julius Vorschlag gefällt mir nur eins nicht,
der Winkel von 120°. Ich denke dieser muss deutlich geringer
sein. In der amerikanischen Liste sprechen sie ja immer von 90°.
Ich habe vor ein paar Tagen mal etwas rumgerechnet und bin auf einen
noch kleineren Winkel gekommen (war leider füh morgends und ich finde
den Zettel gerade nicht wieder

Begründung: Diese Rollen sollen den Spiegel ja "tragen" wenn er stark
geneigt ist. Irgendwie scheint es mir dann logisch zu sein, dass die
zwei Unterstützungspunkte im Prinzip jeweils eine Spiegelhälfte
tragen müssen und sich dann natürlich auch genau unter dem Schwerpunkt
der entsprechenden Spiegelhälfte befinden sollten. Wenn ich meinen Zettel
wieder gefunden habe berichte ich mal wie der magische Winkel ist

Sauft nicht so viel!
Ach, ist mir doch egal, aber seit vorsichtig mit den Knallern!
Ciao, Heiner
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Hallo Heiner,

Dein Einwand sit berechtigt, wenn Du dich auf Dobsons beschränkst bei der die Richtung der Spiegelneigung bestimmt ist.

Baut man da auf einem T - Rahmen die Mehrpunktauflage auf, das wurde mal irgenwo beschrieben, hat man eine leichte, einfache, billige und steife Lösung.

Montiert man den T- Rahmen so in die Box, daß er bei Spiegelneigung senrecht steht, bietet sich eine Doppelwippe auf dem sekrechten Teil des Ts an.
Damit hat man vier Auflagestellen die statisch bestimmt sind. Die optimale Lage der Punkte läßt sich vergleichsweise einfach berechnen.
Der Rest ist einfach, wie gehabt.

Gruß

Julius

Hallo Stathis,

ich glaube, ich habe noch gar nicht ganz genau verstanden, wie
dieser "potato chip effect" tatsächlich entsteht. Gibt es dazu
evtl. irgendwo im Internet eine genauere Abhandlung mit Hintergründen?

&gt; Bei einem 10" Rohling mit 25 mm Dicke sehe ich das aber alles noch völlig unktitisch
Da hast du sicher recht, aber ich bin noch in der Phase, wo jedes
neue Teleskop nur die Vorbereitung auf die nächste Größenklasse ist

(==&gt;)Julius: Sorry, ich hatte ganz vergessen, dass man auch etwas anderes
als 08/15 Dobsons bauen kann Du hast natürlich völlig recht, dass meine
Überlegung ausschließlich für Teleskope gilt, bei denen die Richtung der
Spiegelneigung bestimmt ist.

Gutes neues Jahr!
Ciao, Heiner

Haha Heiner,

und ich hatte übersehen, daß es auch Dobsons gibt.

Versuche mal, hoffentlich habe ich die Zeit dazu, eine Herleitung über die Optimierung der Auflagepunkte bei Dobsons. Technische Mechanik und Maschinenelemente sind zwar laange her, kann aber nicht schaden. Eher nützt es den grauen Zellen.

Gruß

Julius

Hallo Julius

Warum nimmst du keine Inlineskaterollen zur Auflage? ( wieder so ein komisches 'ich seh alles als mögliches Material für ein Fernrohr ' dejavue )

Die sind präzise, gleichmäßig deformierbar und sind genau justierbar.
Gut sie sind nicht grad klein, aber bei einem 20" Spiegel fällt das nicht weiter auf.

Gruß Bernd

Hallo Bernd,

das sind "kosmetische" Gründe. Im Prinzip wäre ein Werkstoff ähnlich dem Belag von Inlinern garnicht so schlecht, da hast Du recht.

Im Prinzip bewegt man sich zwischen zwei Extremen: Harte Rolle - z.B. ein Kugellager - hat wenig Rollwiderstand, dafür aber eine große Kraft / Fläche, nennen wir das Aufstandsdruck.

Umgekehrt die weiche Rolle.

Wie häufig ist das Optimum irgendwo in der Mitte. Als erster Ansatz werde ich versuchen PE als Rundmaterial zu finden und daraus auf der Drehbank Rollen von ca. 20 mm zu drehen, die ich dann einfach gleitlagern werde. Lagerung mit ca. 6-8 mm Durchmeser auf gezogenem V2A, gibt es als Meterware billig im Fachhandel.

Gruß

Julius

Hallo Julius.

Bei den Rollen hast du eine gute Symetrie und eine länglich ovale auflagefläche
Bei PE hast du sehr wenig elastizität und eine sehr breite ( Spiegeltiefe )Auflagefläche
Es sei denn du machst die Rolle etwas tonnenförmig. Evtl würd ich zwei rollen auf einer Wippe machen.

Bin mal gespannt wie das wird.

Gruß Bernd

Hallo Bernd,

geplant sind drei Wippen; drei wegen äquatorialer Montierung.

Der Spiegel wird sein: 10 Zoll, 25 mm dick, ca. f/5. Ich teile die Meinung vom Stathis, ohne den der Spiegel zumindest jetzt und in der Größe nix würde, daß Wippen kaum nötig sein werden, was solls.

Mal sehen, vielleicht verpasse ich den Rollen noch eine andere Form so, daß sie "flächiger" aufliegen.

Gruß

Julius

Hi Stathis,

danke für die Nachfrage bei Frédéric!

Irgendwie hatte ich wohl verdrängt, dass er auf den Saiten
fast einen Zentner lagert. Ich werde meinen Kumpel mal fragen
ob die dünneren Saiten auch aus diesem Stahl sind - soweit ich
mich erinnere ist das so. Leider habe ich keinen Schimmer von
statischen Berechnungen, aber mein Dreisatz sagt mir, dass
bei ca. 3 kg Spiegel ein Durchmesser von grob 0.4 mm nötig ist,
wenn 1.5 mm Durchmesser für 45 kg funktionieren. Mein Gefühl
sagt das hält nie, aber ich werde es mal versuchen.

Ciao, Heiner

BTW: Inzwischen ist die Version 1.3 meiner Spiegelzelle fertig und nach
meinem Dafürhalten gut genug um den Spiegel einfach drauf zu kleben.
Auch 'ne Möglichkeit!

Hallo zusammen,

zu dem Thema habe ich mir bei meinem 25mm dicken 21er auch was einfallen lassen bzw meine Version einer Rollenlagerung gebaut:

und im Detail:

dabei sind zwei Kugellager über eine Wippe verbunden um die Last zu halbieren, zudem sind sie mit einer Kunstoffbüchse überzogen um Deformationen durch hohe Punktlasten zu vermeiden. Das ganze ist im 90° Winkel angeordnet wo sich laut Stathis die restlichen Kräfte am besten gegeneinander aufheben sollen.
Nun, das Ganze funktioniert.

Gruß

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Roland</i>
<br />Hallo zusammen,

Nun, das Ganze funktioniert.

Gruß
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Hallo Roland,

un datt datt geht !!!!

Habe bei einer Firma in München sowohl Kugellagerrrollen mit Kunststoffring - etwas teuriger - als auch Kuststoffrollen - PE ?? - mit Gleitlagern gefunden, billig.

Gruß

Julius

Gruß

Julius

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Roland</i>
<br /> Das ganze ist im 90° Winkel angeordnet wo sich laut Stathis die restlichen Kräfte am besten gegeneinander aufheben sollen.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Hallo Roland,
Hast du schon einen Sterntest gemacht? Ich bin mal gespannt ob man da nicht doch eine Deformierung durch die zwei Auflagestellen sieht (ich weis es sind vier, aber je zwei sind dicht beinander.)
Ich kenne diese Auflage für den Foucaulttest. Da macht eine lokale Dfeormierung um die Auflage nichts aus, weil man beim Messen nicht in deren Nähe kommt. Aber für die Abbildung spielt das evtl. doch eine Rolle. Man müsste es aber dann im Sterntest als Beulen im Sternscheibchen sehen.
Grüße Martin