Gitterrohre: Rundrohr vs. Quadratrohr

Hallo Kurt,

ahaaa - jetzt hab ich es. Ja - ich habe nicht versucht überall am Gewicht zu sparen - mein Primäres Ziel mit diesem Scope war ein reisetaugliches Gerät hinzukriegen was im Reisezustand sehr kompakten Maße hat. Das Gewicht war für dieses Projekt eher "drittrangig". Der zweiter Anspruch war, dass ich ein sehr steifes Gerät hinbekomme wo a) die Nachführung wie Sahne abgeht, b) das Teleskop gut stehen bleibt bei Okularwechsel, c) man keine Angst hat es "robuster" anzupacken, d) Windstöße und herumtramelnde Kinder nichsts ausmachen, e) das Ding einfach nicht wackelt

Ich habe diese Ziele sehr gut umsetzen können bei dem Scope. Damit werden keie Rekorde gebrochen aber das Teleskop ist echt solide, lässt sich wunderbar nachführen und bleibt wo es ist wenn die Okulare rein und raus geholt werden (damit meine ich nicht nur in der Höhe). Insgesamt ist es aber in augebauten Zustand gar nicht soooo schwer. Die ganze Konstruktion inklusive Rocker wiegt deutlich weniger als der Volltubus mit Rohrschellen *freu*

Wegen Gewicht Rundrohr vs. Vierkantrohr: die Vierkantrohre sind etwas schwerer als die vergleichbaren Runden vom selben Hersteller. Bei der Länge meiner Konstruktion ist das ein F*** im Wind

Cheerio,
Jacko

Liebe Astrofreunde,

lese gerade dieses Thema und möchte nur kurz meinen Senf dazu abgeben. Rundrohre sind eigentlich nicht schwerer zu bearbeiten als Vierkantrohre. Und bei Karbonrohren müssen halt nur Endstücke eingeklebt werden. Mit etwas Geduld und Sorgfalt ist das für jeden machbar. Zur Illustration die Modifizierung meines bisher mit Alustangen versehenen Dobsons, der nun Karbonstangen hat. Die Sektion in Alu war 30 mm Aussendurchmesser mit 2 mm Wandstärke, und in Karbon das gleiche. Der Grund für die Wahl von Karbonstangen war in meinem Fall weniger die Biegefestigkeit des Alu, sondern der geringere Ausdehnungskoeffizient von Karbon (zur Erinnerung: Dobson 600 F 3,3). Ich sehe keine Probleme bei der Befestigung der Rohrenden an der Spiegelbox, wenn die Bohrlöcher sauber und passgenau gebohrt sind. Die obrige Klemmbefestigung ist für größere Dobsons gut und hält den Okularkorb spielfrei und bombenfest.

Gruß Rolf

PS: Falls jemand interessiert ist, so hab' ich eine gute Adresse in Paris. Acht Zweimeterstangen (30 x 2mm) für 530 Euro.

Hallo Harald,

ein gewisser Aufwand steckt schon dahinter. Und alle Teile, bei denen es auf hohe Präzision ankommt, lasse ich von einer Werkstatt machen. Das kostet zwar jedes Mal Geld, aber so genau bekommt man es selbst nicht hin, wenn einem das professionnelle Werkzeug und die Kompetenz fehlt. Fräsarbeiten und Schweißen mach ich nie selbst.

Gruß Rolf

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: rolf</i>
[br...und alle Teile, bei denen es auf hohe Präzision ankommt, lasse ich von einer Werkstatt machen. Das kostet zwar jedes Mal Geld, aber so genau bekommt man es selbst nicht hin, wenn einem das professionnelle Werkzeug und die Kompetenz fehlt. Fräsarbeiten und Schweißen mach ich nie selbst.

Gruß Rolf

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

Darf sich sowas dann trotzdem noch "Selbstbau" nennen? [:I][:I][:I]

(nicht ganz ernst gemeint)

Helmut

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

Gerade bei ATMlern hätte ich gehofft, dass nicht die eingetretenen Pfade immer breiter getreten werden, ohne nach links und rechts zu sehen.

......

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

Tja, Harald ....

das kann man nur, wenn man ein dickes Fell hat.
Schau mal hier :http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=68809

Ich kann dir aber versichern, das das Ding superstabil ist.
Die Konstruktion ist aus dem Bauch heraus erfolgt, wobei das Hauptkriterium Gewichtsersparnis ist.
Nun ist aus dieser Konstruktion ein Low-Rider_Dobson geworden, das - ich weiss es nicht 100%'ig - etwa 5 kg wiegt.
Wenn es fertig ist, produziere ich ein PDF mit allen nötigen Daten und Tricks. Z.Zt. liegt es aber bei unseren Patentanwälten, die da auch gerne ein Wörtchen mitreden möchten ....

MfG E.Z.

Hallo Harald!

Ich hab beim Neubau meines 18"-Dobsons ebenfalls auf Vierkantrohre 30x20mm zurückgegriffen (gäbe es auch in 40x20mm). Ich habe die Stangen zwecks Aufbauerleichterung parweise zusammengefasst, und da ist die Befestigung von rechteckigen Rohren wesentlich einfacher zu realisieren (vorher hatte ich runde, welche an den Enden gequetscht waren, war mechanisch aber nicht wirklich ideal [:I] . Der Nachteil liegt eher auf der Materialbeschaffungsseite: runde Alurohre bekomme ich auch mit 1 oder 1,5mm Wandstärke, die rechteckigen gibts nur in 2mm, was natürlich den Schwerpunkt erheblich nach vorne treibt, mit Dünnspiegeln würde es da schon schwierig werden.

Mit der Stabilität bin ich sehr zufrieden, da insbesondere die Verbindung zu Rockerbox und Hut sehr fest erfolgen kann. Rohre würde ich nur mehr in Carbon verbauen, wenn ich mir die Arbeit schon unbedingt antun würde.
Grüße
Martin

Hallo Helmut,

Zitat: "Darf sich sowas dann trotzdem noch "Selbstbau" nennen?"¨
Für meine Begriffe ja, obwohl andere Hände mitgewirkt haben. In unserem Hobby ist es ja am schönsten, wenn wir die Dinge teilen können. Die Optik hab' ich z.B. auch nicht selbst gemacht.

Hallo Harald,

ich habe lange nachgedacht über ein Stangensystem, mit dem es keinen Stangensalat gibt und bin zum beiliegenden Ergebnis gekommen. Es funktioniert wie ein Fächer, und ist ruckzuck auf- und abgebaut.

Gruß Rolf

Hi Stathis, <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ist das der Grund, warum du Off-Road Moped fährst? Weil du den "Worten" der Straßen- und Brücken- Statiker nicht traust?

Roland, deine Teleskope sind sicher nicht wegen der runden Rohre prämiert worden. Das machen wir erst, wenn jemand mit selbst gewickelten, in der Mitte bauchigen und sich an den Enden verjüngenden ankommt.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
wenn ich mir die diesjährigen "Preisgekrönten" anschaue kommen mir bis auf Eines leise Zweifel auf ob die dem von dir genannten Level entsprechen.
Ehrlich gesagt lege ich auf Prämierungen meiner Projekte gegenwärtig keinen Wert mehr, die Vorführung von "18-Zoll-Auge" auf dem ITV 04 ist mir mittlerweile absolut peinlich und ich bitte dies im Nachhinein zu entschuldigen und werde sowas nie wieder mit meinen Selbstbauten in Zusammenhang bringen.

ps:
seit ich Offroad-Mopeds fahre kenne ich auch einige Leute mehr die sagen was sie denken

Grüße
Roland

Guckt euch das :

mal an.

E.Z.

Hallo EZ,<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: EZ</i>
<br />Guckt euch das... mal an.

E.Z.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

warum denn biegesteif und massearm in bewährter Bauweise, wenn es auch massiv und wabbelg geht? Das fällt mir beim Anblick des Fotos ein.

Gruß Kurt

Naja, die Zeit ist ja nicht mehr weit, bis ich ein Bild aus meinem "wabbeligen" Telekop machen kann. Dann poste ich es hier.
Ein Fachwerk ist und bleibt eine Lösung unter vielen. Sonst wären unsere Autos heute noch gemauert.
E.Z.

Hallo,

ohne technische Formel. In der Natur sind Rundrohe sehr häufig. Vierkantrohre aber nicht (Strohhalme, Bambus, Knochen...). Das muss doch einen Grund haben.[8D]

Gerhard

Klar !
Die Natur hatte keine Fräsmaschinen und Stranggussanlagen.
Übrigens ist mir der Evolutionsschritt zu einem Spiegelteleskop bisher auch entgangen.
Es hat aber schon Deppen gegeben, die behauptet haben, man müsse Wolkenkratzer nach dem Vorbild des Strohhalms bauen.
Das Eine hat nichts mit dem Anderen zu tun, weil die Ziele andere sind. Ein Rohr ist immer dann die beste Lösung, wenn die Kraftrichtung nicht vorhergesagt werden kann. Kann man das, ist es die schlechteste.

E.Z.

Hi EZ,<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: EZ</i>
<br />Naja, die Zeit ist ja nicht mehr weit, bis ich ein Bild aus meinem "wabbeligen" Telekop machen kann. Dann poste ich es hier.
Ein Fachwerk ist und bleibt eine Lösung unter vielen. Sonst wären unsere Autos heute noch gemauert.
E.Z.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
sehr lustig was Du da sagst. Ich versuch mich gerade daran zu erinnern wo es denn mal gemauerte Autos gegeben haben könnte und welche Massen die denn auf welchen Rädern bringen würden. Das ginge vielleicht mit Dreiecken anstelle von runden Reifen besser[8D].

Es ist aber auch wirklich zum gotterbarmen, dass den Profi- Konstrukteuren z. B. von modernen Großteleskopen nix anderes einfällt als ausgerechnet Fachwerk- Stabkonstruktionen, bevorzugt aus Dreiecks - Elementen[:o)]. Kann es vielleicht sein, dass diese "Lösung unter vielen" das bestmögliche Verhältnis von Steifigkeit/Baumasse bringt? Sorry, falls ich ähnliches schon mal gesagt haben sollte.

Gruß Kurt

Aber klar, Kurt, das hast Du schonmal gesagt.
Aber dadurch wird es nicht richtiger !
Hier ( besonders hier in diesem Forum ) gilt eines : Es kann nicht sein, was nicht sein darf.
Ich zähle mich bewusst nicht zu dieser Gruppe !
Inzwischen bin ich ein Dobson-Anhänger. Nicht, was seine Konstruktionen angeht, sondern weil er es fertiggebracht hat, sich über Normen hinwegzusetzen und "um die Ecke" zu denken.
Bloß, weil es alle tun, muss es nicht richtig sein.

E.Z.

Hi EZ,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...Bloß, weil es alle tun, muss es nicht richtig sein.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

das ist auch gar nicht mein Thema. Ich versuche nur klar zu machen dass man mit dem Konstuktionsprinzinp Stab- Dreiecksfachwerk das beste Verhältnis von Steifigkeit/Masse hinbekommt. Da bin ich schon stur der Meinung, dass dieses Aussage trotz meiner Wiederholung richtig bleibt[:o)]. Die von Harald angeschnittene Frage ob dabei Rundrohr oder Quadratrohr günstiger ist wäre nur eine Frage nach möglichen Varianten innerhalb der Fachwerkbauweise.

Andere Konstrukionsprizipien wie z.B. Minimierung der Stabzahl des "Tubus" auf einen oder zwei Träger, führen natürlich ebenfalls zu brauchbaren Ergebnissen aber eben nur dann, wenn man verhältnismäßig viel massiver baut. Es ist natürlich ganz interessant und z. T. sogar komisch was dabei alles herauskommt und manchmal sogar als "Innovation" prämiert wird.

Gruß Kurt

Stimmt !
Aber auch nach oben !
Da gibt es Gesellen, die die Toleranzwerte ihrer Spiegel auf den Tubus oder die Montierung übertragen wollen. Dabei ist nur eines wichtig : Daß Haupt- und Fangspiegel fluchtig sind und bleiben.
Aber hier finde ich Beispiele von Teleskopen, die Hurrycan-sicher sind, oder Erdbeben der Stärke 7 überstehen, ohne den Stern zu verlieren.
Und Besitzer, die dafür den PKW verkaufen und sich einen Pickup zulegen.
Ich ziehe für mich hier einen Strich drunter und sage ( frei nach Dobson ) : Es geht auch mit Konservendosen.
Natürlich kann man mit dem entsprechenden mathematischen Aufwand alles beweisen, und natürlich ist die Festigkeitslehre unbestritten, aber sie ist in den letzten Jahren z.B. durch sog. Hüllflächen erweitert worden. Eine phantastische Möglichkeit Material einzusparen, ohne an Festigkeit und Steifigkeit zu verlieren.
Die Autobauer haben's begriffen.

E.Z.

Hallo Stathis,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Teleskope sind sicher nicht wegen der runden Rohre prämiert worden. Das machen wir erst, wenn jemand mit selbst gewickelten, in der Mitte bauchigen und sich an den Enden verjüngenden ankommt<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Da gäbs ja noch Stangen selbst als Gitter zu konstruieren (wie beim Turmdrehkran der Hauptmast) oder Quadrat-Rohre zwecks Gewichtseinsparung in regelmäßigen Abstand ausbohren. Oder die Zug- und Druckbelastungen voneinander trennen. (Stichwort: Stringdobson)

Ansonten noch etwas zu Statik (von der ich nur laienhafte Ahnung habe):
Steifigkeit ist nur Mittel zum Zweck, aber nicht das K.O.-Problem bei den Teleskopen. Hauptziel ist doch Schwingungsunterdrückung. Deine Kriterien sind so nicht ganz vollständig. Du gehst unter den in diesen Ausgangspostings gestellten Vorgaben richtig davon aus, dass höhere Frequenzen (via mehr Steifigkeit) erstrebenswert sind. Aber genauso erstrebenswert ist eine Dämpfung der Schwingung an sich. Also muss man Bauformen die Schwingungen besser als gewöhnliche Rohrkonstruktionen absorbieren ebenfalls ins Kalkül mit aufnehmen. (Sandwichbauweisen)
Dann säße die Technik/das Knowhow unsichtbar im Rohr, dass nur noch Schutzfunktion hätte. (Wie bei einem Laufschuh.)

Gruß

Ein Teleskop aus einem Laufschuh ?
Mann, bist Du mutig[:D]

Natürlich kann ich meine Eigen(willige)-Konstruktion erst beurteilen, wenn sie eingesetzt wird. Aber das wird in den nächsten Tagen geschehen ( so das Wetter mitspielt ). Was die Schwingungsneigung angeht, sehe ich da allerdings schwarz, ich lehne mich also heftig weit aus dem Fenster.Aber die Kiste hat mich ja bereits einmal positiv überrascht.
Wir hatten damals einen Dozenten in der "Mechanik und Festigkeitslehre" ( so hiess das damals ), der uns immer wieder aufgefordert hat, eingelaufene Wege zu meiden. Da wird wohl was hängengeblieben sein.
MfG E.Z.

Hallo in die Runde,

mir fallen zu diesem Thema noch ein paar grundlegende Dinge ein.
Sie sind hier noch nicht so ganz klar und zusammenhängend genannt worden –
darauf kommt es jedoch maßgeblich an. Zur Übersicht folgen einige Begriffsklärungen:

Spannung
Kürzel Sigma, ist definiert zu Kraft pro Fläche*

Druckbelastung, Zugbelastung, Biegespannung, Torsionsspannung
Vorhandene Spannungen infolge Lasten*

Festigkeit
maximal zulässige Spannung als Materialkonstante*

Knicklast
kritische (maximale) Druckbelastung eines Stabes, abhängig vom Eulerfall*

E-Modul / Elastizitätsmodul
Materialkonstante (für Alu ca. 70 KN/mm^2), Kürzel E*

<hr noshade size="1">*Dimensionen: N/mm^2<hr noshade size="1">

Flächenträgheitsmoment 2. Ordnung
Kürzel I , Dimension: mm^4

Maximaler Randfaserabstand
Kürzel e, Dimension: mm

Widerstandmoment
Kürzel W, Dimension: mm^3

Biegemoment
Kürzel M, Dimension: Nmm

Biegesteifigkeit
EI, Dimension: Nmm^2

Verformung
Epsilon = Delta l / l, Dimension -

Zum Thema:
Um eine möglichst geringe Verformung zu bekommen, ist das Ziel einfach formuliert:
Man muß eine steife Konstruktion herstellen. Soweit Klar – aber was heißt das physikalisch:
Nach dem Hooke´schen Gesetz gilt:
(1) Sigma = Epsilon * E
Wir wollen also ein kleines Epsilon erreichen:
Min. Epsilon = Sigma / E
Somit haben wir mit Sigma und E zwei Stellgrößen.

1. Möglichkeit: E groß wählen.
Unser E-Modul ist durch den Werkstoff festgelegt. Aluminium oder Karbonwerkstoffe beeinflussen
diesen Faktor direkt.

2. Sigma (die Spannung) klein halten.
Die Biegespannung Sigma lässt sich durch die Gleichung
(2) Sigma = M * e / I = M / W
ausdrücken. Das Biegemoment wird durch die Eigenlasten der verwendeten Materialien verursacht.
Dazu müssen eigentlich alle Massen des Systems gerechnet werden, also: Spiegel, Profile, Okular mit
Auszug etc.
Desweiteren lässt sich die Geometrie, also I, beeinflussen: Dazu gehören im Feinen die Einzelprofile
und im Gesamtsystem alle zusammengesetzten Strebensysteme. Dies lässt sich ´von Hand´ kaum mehr
abbilden. Bei komplexeren Systemen ist eine FEM echt klasse - muß man aber nicht unbedingt haben,
wie unten durchaus sehen werden.
Und noch was am Rande: Die Verknüpfung der beiden einfachen Gleichungen (1) und (2) wird mit der
Biegesteifigkeit EI ausgedrückt.

Hinzu kommen nun noch die Spannungen in Stabachsrichtung (also Normalspannungen).
Der Trick: Kann man sämtliche Spannungen auf diese Spannungsart ´transformieren´ (Stichwort
Fachwerk), so hat man maximalen Erfolg.

Zunächst sollte man sich Gedanken machen, wie man Biegespannungen in Einzelstäben grundsätzlich
vermeidet, denn die Biegesteifigkeit eines Einzelstabes in Querrichtung zu seiner Achse ist beschämend
gering - in Längsrichtung ist die Steifigkeit (-&gt; Normalspannung) allerdings wesentlich höher.

45°-Winkel bei Stabanordnungen sind hier im allgemeinen anzustreben, weil der Querkraftanteil
(verantwortlich für die Biegespannungen) dann gänzlich verschwindet, und nur noch Normalspannungen
existieren. Wenn dies erreicht wird, ergibt sich die theoretisch steifste Konstruktion.
Hier liegt der Hase dann auch im Pfeffer: Damit bekommt die Diskussion Stab ´rund´ oder Stab ´eckig´
ein anderes (durchaus geringeres) Gewicht!
Insgesamt sollten die Profile nicht zu dünnwandig sein, das Extrem verstärkt die Beulgefahr.
Auch sollten die Profile nicht zu dünn sein, dadurch steigt die Knickgefahr, und die Anfälligkeit für
höherfrequente Schwingungen steigt.
Überhaupt: Hohlprofile, die zum höherfrequenten Schwingen neigen, lassen sich durch dezentes (!)
Stopfen mit Dämfungsmaterialien beruhigen. Tieffrequente Schwingungen infolge zu langer Profile
lassen sich damit allerdings nicht eliminieren.

Als Fazit würde ich sehen: Besser etwas Grips in die Gesamtkonstruktion stecken und dadurch das
Strebensystem insgesamt optimieren. Die Wahl für die jeweilige Profilgeometrie (rund/eckig) wäre
dadurch eher eine Gestaltungsfrage. Trotzdem hier noch mal ein Rechenexempel:

25 QR 2
A = 184mm^2
W = 16345 mm^3

25 RR 2
A = 144,5 mm^2
W = 9628 mm^3

Das heißt grob gesagt:
Bei einem Viertel Gewichtsvorteil (auch Preisvorteil) zugunsten des 25 RR 2 lastet hier eine um fast
die Hälfte geringere Biegesteifigkeit.
Die Zug- und Druckverformung liegt beim RR jedoch ´nur´ um etwa ein Viertel geringer. Bei einer
geschickten Konstruktion kann man diesen Vorteil ausspielen und auf das QR verzichten...
Vielleicht auch wegen der Ergonomie oder Haptik zugunsten des Rundrohrs...

Gruß
Heiko

Ach so,
noch was Wichtiges, um nicht missverstanden zu werden - mit
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">45°-Winkel bei Stabanordnungen sind hier im allgemeinen anzustreben...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
meinte ich in meinem vorigen Beitrag nicht die Verdrehung eines einzelnen RR-Profilstabes um seine Längsachse, sondern die Anordnung der Streben zueinander: Sozusagen V-Anordnung im Sinne
verwandter Astrotech-Konstruktionen. Die nähern sich den 45° durch Einfügen von ´Zwischenebenen´
an. Dadurch werden die einzelnen Profile kürzer, in sich steifer und schwingungsunanfälliger.
Nur um noch mal ganz sicher zu gehen...[;)]

Viele Grüße
Heiko