Beiträge von Johann_S im Thema „Stangenanordnung offene Frage“

Johann_S · 17. November 2011

Hallo Heiko,

da hast du ja seinerzeit schon klar verdeutlicht, daß man Steifigkeit und Schwingungen nicht gesondert betrachten kann. Auch damals kam Kalle schon mit seinem Zollstockdobson als angeblichen Beweis für die ausreichende Stabilität von extrem dünnen Röhrchen.
Weiters hast du sehr gut beschrieben, wie man 45° Anordnung der
Stäbe über eine Zwischenebene extrem verkürzt und damit wenig schwingungsanfällig macht.

Der moderne Dobsonbauer betrachtet das etwas anders, nämlich extrem lange, sehr dünne und im spitzen Winkel angeordnete Stäbe ....

Dem einen verzieht´s dann den Laser um 8mm und der andere schwingt halt ohne Gummibänder zwischen den Stäben [:)]

Gruß
Johann

Johann_S · 26. September 2011

Hallo Otto,

also die stangenbefestigung am Hut würde ich so belassen, die Befestigung an der Spiegelbox erscheint mir etwas zu mutig. An Stelle einer Kraftübertragung möglichst in der Stangenverlängerung hast du hier Wippen.

(==>) Andreas

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Pauschal jedes von der "reinen Lehre" abweichende Design als Schwachsinn abzukanzeln kann es ja auch nicht sein.

Das behauptet ja wohl niemand, aber andererseits jeden Zusammenhang der Stabilität des Scopes mit den Grundlagen der Statik vehement zu wiedersrechen hilft auch nicht weiter. Am obigen Beispiel sieht man auf den Fotos, daß diese Grundlagen bei der Stangenbefestigung wohl grob verletzt wurden - das es trotzdem funktioniert macht es ja nicht richtiger und ist wahrscheinlich eine Frage der Einsatzdauer bis sich da dann doch was unangenehm bewegt. Wenn bei einer wie oben gewählten Befestigung des Stangenpaares eine auf Zug und eine auf Druck beansprucht wird, dann kann das nicht ohne Folgen bleiben.

Gruß
Johann

Johann_S · 25. September 2011

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Also Leute, ab sofort nur noch mit unendlich steifen Hüten und Spiegelboxen bauen, damit das Johan_S'sche Weltbild nicht in's wanken gerät.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Ein beim Schwenken formstabiler Hut, welcher auf 3-Auflage-Punkten gerechnet ausreichend dimensioniert ist für die Aufnahme des Okularauszuges samt Zubehör sowie der FS - Einheit, sollte ausreichen, denn dann hast du statisch bestimmbare Zustände in den Stäben (dürfen dann auch gerne mehr als 6 sein).

Das Internet ist wie die Fachliteratur: es werden inhaltsgleiche Texte in einem fort geschrieben und wenn der 10-te abgeschrieben hat, dann gilt der Inhalt als erwiesen...

Johann_S · 24. September 2011

Hallo Tassilo,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Diese Kraftkomponente darf KEINESFALLS vernachlässigt werden: Das wäre nur dann zulässig, wenn der Hut unendlich steif wäre. Das ist aber nie der Fall: In der Regel sitzen nicht einmal die Stangenpunkte auf einem Umdreieck um die Tubusöffnung, sondern sind einfach radial an einem runden Zylinder angebracht. Damit haben wir im Tubusfrontring auch keine schöne Situation mit definierten Zug - und Druckstäben, die direkt von den Punkten der Krafteinleitung zum Kraftangriffspunkt führen. Es tritt also zwangsläufig Biegung auf, und da die allermeinsten Dobsons einen Frontring aufweisen, dessen Querschnitte KLEINER sind als die lediglich (in der Theorie) auf Zug/Druckbelastung beanspruchten Stäbe, haben wir hier einen Faktor, den wir keinesfalls vernachlässigen dürfen.

RICHTIG !

Aber was heißt denn das, doch nichts anderes als daß diese Konstruktionen nicht nach den Gesichtspunkten der Statik gebaut werden - und deshalb geht da nichts mit Rechnen.

Lösung: nach statischen Regeln konstruieren an Stelle auf die Nichtzuständigkeit der Statik zu pochen [:)]

Gruß
Johann

Johann_S · 22. September 2011

Hallo,

kurzer "Denkansatz" zu den Schwingungen.

Wie weiter oben ausgeführt wurde, wäre ggf. interssant wie man die Eigenfrequenz so einer Konstruktion berechnen könnte, ev. mit so einem Statikprogramm ...

Nach meinem Verständnis gehören Schwingungen nicht zur Statik sonder sind eine dynamische Beanspruchung der Bauteile (des Bauteiles).

Wenn ich nun einen solchen Gitterrohrstab betrachte, dann muß ich der Reihe nach erst die Statik abarbeiten, also z. B. die Zug.- Druckkräfte für die unterschiedlichen Einsatzfälle (Horizonthöhe, Hutbelastung, . . .) auf Praxiswerte eingrenzen. Da ist die Knickung schon drinnen und mit diesen Werten geht man in die Berechnung der Eigenfrequenz oder andere Schwingungsberechnungen, denn eines ist schon klar, nämlich daß ein Stab seine Schwingfrequenz unter Zug / Druck extrem verändert. Unter Zug ==> höherfrequent und unter Druck ==> niedrigerfrequent mit gegenläufiger Amplitude (Zug ==> niedrig und Druck ==> hohe Auslenkung ! ! )

Ich finde das Thema nicht uninteressant, und ich schätze es wenig wenn man Dinge einfach wegdiskutiert als ob es keine Grundlagen gäbe.

Gruß
Johann

p.s. die Last am Okularauszug bringt zwar Torsion ein, reduziert sich allerdings wieder auf reine Zug.- Druckbelastung der Stäbe

Johann_S · 22. September 2011

Hallo Martin,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
Hallo Johann. . . .
Die statische Last ist in der Praxis extrem viel kleiner als die Zugbelastbarkeit der Rohre und immer noch viel kleiner als die Druckbelastbarkeit unter Berücksichtigung des Knickens.
Deshalb erübrigen sich *Festigkeits*rechnungen in der Praxis völlig.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Hallo Andreas,
das finde ich sehr interessant! Im Prinzip hatte ich mir schon überlegt, dass ein Baustatik-Programm solche Rechnugen wohl ermöglichen könnte.

Sorry, daß ich kein entsprechendes Programm einstellte - ich benutzte für meine Überlegungen nur einen Schmierzettel, aber so was wird hier nicht mehr anerkannt, allerdings auch heute noch die Grundlage für Überlegungen und dann kommt das Programm - wenn man ein mögliches Problem erkannt hat.

Also kann man sagen, daß sich Festigkeitsberechnungen immer dann erübrigen wenn man kein geeignetes PC-Programm hat. [:)][:)][;)]

P.S. bei dem gerechneten Beispiel von Andreas, wäre interssant was raus käme wenn man durchgehende Stangen und davon 6 Stück mit gleichem Querschnitt ins Programm füttern würde.

Gruß
Johann

Johann_S · 21. September 2011

Hallo Martin,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Nützlich wären hingegen Berechnungen zur Steifigkeit, und da braucht es, wie Kalle schon schrieb, eher einen Ansatz, der die Bauelemente als Federn betrachtet. Mit einem starren Fachwerk kommst Du hier nicht weiter, so eine Rechnung ist hier nutzlos.

Definition Knickung:

Schlanke Stäbe oder Stabsysteme gehen unter Druckbeanspruchung bei erreichen der kritischen Spannung oder Last aus der nicht ausgebogenen (instabilen) Gleichgewichtslage in eine benachbarte gebogene (stabile) Lage über. Weicht ein Stab in Richtung einer Symmetrieachse aus, so liegt (Biege-)knicken vor, andernfalls handelt es sich um Biegedrillknicken.

So da hast du nun deine Federn ....
Keine Sorge, die Statik gilt auch bei Dobsons, man muß nur die richtigen Ansätze finden. Im Übrigen stelle ich die anderen von dir angemerkten Belastungen nicht in Frage allerdings wenn man ein wenig öfter nach der Statik und Festigkeisrechnung gehen würde, dann würden andere Probleme wie Schwingungen u. dgl. oft erst gar nicht auftreten. Das sind eben die Kompromisse, die der extreme Leichtbau fordert - ob diese jeder eingehen möchte ist fraglich.

Gruß
Johann

Johann_S · 21. September 2011

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Wie Johann allerdings beim 10"-Dobson auf 1,60m Stangenlänge kommt, bleibt sein Geheimnis.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

ich schrieb von Basis 400mm, dürfte also kein 10" Dobs sein

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Mein Teleskopstiel-Fensterwischer (2m lang ausgezogen) wollte sich beim Versuch, den wegknickend zu erleben, bei irgendwo 300N - 400N Anpressdruck einfach nur zusammenschieben, als ich ihn gerade gegen eine Bodenkante hielt und mich dagegenlehnte. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

und ich dachte immer wir sprechen bei der Optik von Lambda/10 / 8/ 4 bei den Okularauszügen von Mikroschrauben usw.

Es wär zu viel verlangt, wenn einer der Forengurus hier mal sagen würde: Jawohl da hat einer Recht und vielleicht sollte man da mehr Augenmerk drauf legen --- nein ganz im Gegnteil da wird Unsinn pallavert, die Statik für Dobsons auf das 100 fache überbelastet usw. usw. NUR DAMIT DIE GURUS HIER IN IHREM FORUM NICHT GESTÖRT WERDEN

[:D][:D][:D]

P.S. es hat wohl noch keinen 25" HS sichtlich verbogen oder dauerhaft verformt, nur weil er auf 3 Punkten gelagert wurde und trotzdem macht das wohl kaum jemand - verstehe ich nun gar nicht [xx(]

Johann_S · 21. September 2011

Hallo Emil,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ein Besenstiel knickt sicher nicht bei 16oN Druckkraft, aber ein wenig verzieht er sich schon und das reicht bereits um eine 1:4 Optik zu dekollimieren.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

genau so ist es, die von mir angewandte Knickformel nach Euler ist ja nur im Bereich des elastischen Knickens zulässig, also berechnet man die Kraft, ab welcher eine elastische Verformung (ausbeulen) eintritt.
Von ab.- bzw. wegknicken mit bleibender Verformung spricht hier wohl keiner. Aber es ist zumindest interessant, daß bei Dobsons die Rohre bis zu 100 fach gegenüber den statischen Berechnungen belastet werden dürfen - sehr, sehr interessant ...

Gruß
Johann

Johann_S · 21. September 2011

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">so wie Kalle sehe ich das auch. Eine einfache Abschätzung ergibt, dass die reinen Zug- und Druckkräfte auf den Rohren eines typischen Gitterrohr-Dobsons ca. 100mal höher als im statischen Fall sein dürfen, bevor eine bleibende Verformung auftritt. Knicklast jetzt mal ausgenommen, da sind es aber bei ordentlichem Bau immer noch Faktor 30-50.

ab hier erübrigt sich jede weitere Diskussion ....

Johann_S · 21. September 2011

Servus Kalle,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">160 N, das hält jeder Besenstiel (ob aus 0,3mm Alu oder Holz) als Druckkraft, ohne nachzugeben.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

schon mal nachgerechnet ?

Also eine Stange aus Alurohr mit 20mm Durchmesser und 0,3mm Wandstärke würde ich dann doch nicht empfehlen wenn man von meinem Rechenbeispiel - 1600 mm Stangenlänge - ausgeht.

Aölso wenn man nach den Eulerschen Knickfällen unterteilt dann wäre die günstigere Variante der Fall 2 also Lk = L

damit ergäbe sich als Knickkraft Fk = 242N da wäre gerade einmal eine Sicherheit von 1,5 drinnen bei 160N Die sind aber aufgebraucht wenn du noch näher an den Horizont schwenkst.

Allerdings sehe ich hier bei den Stangendobs nicht den Fall 2 als angebracht sondern Fall 1 und da ist die Sache schon ein wenig anders, denn da wird dann Lk = 2L und nun ist´s vorbei mit lustig, denn nun haben wir eine Knickkraft von 121N bei der 0,3mm Wandstärke.

Und wie sieht´s bei 1mm Wandstärke aus? ?

da hast du dann eine Knickkraft von 182N du hast also erst eine lächerliche Sicherheit von 13% bei 20° über Horizont - da glaube ich schon, daß so manch eine eurer Kisten wabbern und schwingen [B)]

Gruß
Johann

Johann_S · 21. September 2011

Hallo Emil,

du siehst das richtig, die Herren weiter oben hätten sich lediglich mal die Mühe machen sollen und ein einfaches Kräfteparallelogramm auf eine Schmierzettel pinsen müssen.

Da ich nicht davon ausgehe daß die Sthatiker [;)] immer nur im Zenit beobachten ist es hilfreich sich so ein Stangendreieck mal aufzupinseln. Angenommen man nimmt eine Basis von 400mm und eine Stangenlänge von 1600mm und man hängt da an so ein "freigemachtes" Dreieck 1/3 des Hutgewichtes dran und dann noch den Auszug, die Kamera oder das 1,5 kg Nagler oder so, dann sind 4 Kg als Krafteinwirkung also 40 N nicht unrealistisch.

Diese teilen sich wie folgt auf:

Im Zenit jeweils ca. N 20 als Druckkraft

Bei Beobachtung 45° über Horizont entfallen ca. 97 N auf den Zugstab und 130 N auf den Druckstab

Bei Beobachtung 20° über Horizont entfallen ca. 137 N auf den Zugstab und satte 163 N auf den Druckstab.

Erstaunlich wie wenig man sich im Teleskopbau mit Kräften und Statik auseinandersetzt ....

Gruß
Johann

Nachtrag: falls sich nun jemand an den 4 Kilos stören sollte, alle werte einfach entsprechend anpassen, die verhältnisse bleiben gleich.

Und nicht vergessen, zur Objektaufsuche zieht und drückt man wohl auch kaum an der Spiegelbox sondern eher am Hut / Okular ...

Johann_S · 18. September 2011

Kalle,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Mein Fazit: Du hast das Problem nicht verstanden oder willst es nicht verstehen. Wenn ich von "vernachlässigen" spreche, dann nicht, weil die Kräfte nicht auftreten, sondern, weil sie nicht das Problem sind.

Jawohl Herr Diplomkaufmann ! !

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">d) die Aufnahme dieser Kräfte im Spiegelkasten, der sich dabei verwindet.

da unten kommen keine Kräfte an, welche nicht oben eingeleitet werden

...

Hau einfach mit dem Hammer auf den Nagel und wenn er ins Holz eindringt oder sich wegbiegt, ist das Gewicht des Hammers nicht das Thema und trotzdem gibts da nur axiale Druckbelastung ...

Weißt du Kalle, die Statik ist das eine, aber da gibt´s ja auch noch die Dynamik und die ist es, welche dann so richtig auf die Bauteile einwirkt - allerdings sind die Einzelbelastungen dann wieder Thema der Statik.

Ich klinke mich hier aus [;)]

Johann_S · 18. September 2011

==> Stathis:

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Nach meinem Verständnis sind bei einem Dobson weder die Zug- noch die Druckkräfte der limitierende Faktor, diese sind so gering, dass die Stangen darüber lachen. Vermutlich könnte man an diese Stangen ein ganzes Auto dranhängen.

Entscheidend für die Steifigkeit eines Dobson Stangenfachwerkes ist die Biegung der Stangen aufgrund der von außen einwirkenden Kräfte (Nachführung, Wind) und der dadurch ausgelösten Biegeschwingungen in den Stangen (Eigenschwingung).
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Wobei die eingebrachten Kräfte wiederum ausschließlich aus Zug.- und Druckkräften bestehen, denn andere Kräfte sind über Zu.- u. Druckstäbe nicht übertragbar (anders ist das bei den Parallelstangenkonstruktionen, wo Einspannmomente an den Stabenden eingeleitet werden wegen des Konstruktionsfehlers und dies zu Biegebelastungen der Stäbe führt). Bei der zur Diskussion stehenden Ausführung entstehen diese Momente nicht und treten lediglich Längskräfte auf, welche ausschließlich auf " Knickung" zu berechnen wären. Auch die Windkräfte werden in Längskräfte umgewandelt - außer der direkte Winddruck an der Stang ....

==> Kalle:

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">ich teile Stathis Meinung. Die Zug und Druckkräfte kannst Du vernachlässigen. . . . . .

In meinen Augen ist ergänzend zu Stathis Ausfürhungen maßgeblich, dass die Ansatzpunkte der Stangen unten in der Spiegelbox möglichst steif (relativ zur Spiegelzelle) sind. Folgende Überlegung solltest Du machen. Die Zug- und Druckkräfte der Stangen werden Eins-zu-eins auf die Spiegelbox übertragen und verwinden diese.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Wie sollten nun die zu vernachlässigenden Zu. - u. Druckkräfte die Spiegelbox verbiegen, noch dazu wenn sie nicht einmal den langen dünnen Stäben was anhaben können ? ? ?

Johann_S · 18. September 2011

Hallo Otto,

wie bereits Emil geschrieben hat sind es die Druckstäbe, welche wenn überhaupt Probleme machen könnten. Eine Nachrechnung auf "Knickung" ersparen wir hier, denn es sieht absolut nicht so aus, als ob das notwendig wäre [:)].

Ich finde diesen Beitrag von dir als wohltuend, denn es beweist, daß es noch Konstrukteure gibt und wieder einmal über Statik nachgedacht wird, denn das ist gar nich mehr so selbstverständlich. Hier wird man oft regelrecht geprügelt wenn man absolute Fehlkonstruktionen kritisiert wie z. B. die Parallestangen - Anordnung von Seriengeräten. Da hört man dann immer nur wie gut doch alles in der Praxis funktioniere und man sich doch keine Urteile bilden könne wenn man doch dieses oder jene Teil gar nicht selber besäße ...

Viele Grüße
Johann