Beiträge von Ulli_K im Thema „Carbon- Tubus wirklich besser?“

Hallo zusammen
hier noch ein paar Gedanken zur Wärmeausdehnung des Teleskopspiegels. Der Wärmeausdehnungskoeffizient von Borsilikatglas (BK7) und Pyrex unterscheidet sich ganz deutlich:
BK7: 7,1*10-6 /K
http://www.schott.com/advanced…chott-datasheet-n-bk7.pdf

Pyrex: 0,325*10-6 /K
https://www.pgo-online.com/de/pyrex.html

Angenommen, wir haben einen 8" Spiegel und eine Temperaturänderung von 20°C zwischen drinnen und draußen, dann ändert sich der Durchmesser des Spiegels folgendermaßen:
BK7: 28,4µm
Pyrex: 1,3µm
Das ist wahrscheinlich nicht so kritisch, da sich damit einfach die Brennweite ändert. Man sieht aber, dass bei BK7 zur Änderung der Tubuslänge nochmal ungefähr der gleiche Betrag dazu kommt, während bei Pyrex der Beitrag des Spiegels nur 1/10 bis 1/30 des Tubus beträgt.

Bei einem sphärischen Spiegel mit 200mm Durchmesser und 1200mm Brennweite beträgt der Dickenunterschied zwischen Mitte und Rand ca. 2,1mm (http://www.astronomische-verei…technik/spiegelschleifen/). Die Ausdehnung in Dickenrichtung ist damit zwischen Rand und Mitte unterschiedlich. Die Unterschiede betragen:
BK7: 298nm, das ist ca. 1/2 lambda (Wellenlänge 560nm)
Pyrex: 13,7nm oder 1/40 lambda

Dadurch ändert sich bei BK7 die Form des Spiegels erheblich. Neben der Brennweitenänderung kommt es also zu einer Verzerrung der Spiegelform und damit zu einer Verschlechterung des Bildes. Bis der Spiegel völlig ausgekühlt ist, ist das Bild bei BK7 also beeinträchtigt. Da hilft auch Nachfokussieren nichts. Bei Pyrex ist die Änderung unerheblich.

Daher mein Fazit:
- Das Spiegelmaterial wichtiger als das Tubusmaterial
- Ein Carbontubus muss richtig gemacht sein

Viele Grüße
Ulli

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

die Frage hatte ich mir auch gestellt, als ich über einen neuen Newton nachgedacht habe. Die Antwort findet man sofort, wenn man nach dem Wärmeausdehnungskoeffizienten für Carbonfaser und Aluminium sucht. Der ist nämlich:

Carbonfaser: 0,1 (https://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstofffaser)
Aluminium: 23 (https://de.wikipedia.org/wiki/…ngskoeffizient#Feststoffe)

Jew. in 10^-6/K

Der Unterschied ist so gewaltig, dass die Frage für mich damit beantwortet war. Ich habe allerdings festgestellt, dass alle Newton-Carbontuben, die ich bisher gesehen habe, gleich dick waren. Da hat sich offensichtlich noch nicht die Erkenntnis durchgesetzt, dass ein größerer Durchmesser für die gleiche Stabilität auch eine größere Wandstärke braucht. Infolgedessen gibt es oft Probleme mit Newton-Tuben &gt; 8", weil sie einfach zu labberig sind. Da muss man dann noch irgendwie eine Verstärkung am OAZ einbauen.

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

Hallo,
Ganz so einfach ist es leider nicht.

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Kohlenstofffaserverstärkter_Kunststoff

Hier steht, dass der Ausdehnungskoeffizient von der Faserrichtung abhängt. In Faserrichtung ist er sehr klein, aber quer zu den Fasern deutlich größer als bei Aluminium. Es handelt sich nämlich um einen Verbundwerkstoff aus Kohlefasern und Epoxidharz.
Entscheidend ist die Kombination aus Tubusmaterial und Spiegel Material. Angenommen der Tubus ist 1 m lang und die Temperaturdifferenz ist 10 °C, dehnt sich der Tubus um 10-30 µm aus. Dazu kommt noch die Veränderung der Spiegel Form durch die Wärmeausdehnung des Spiegels. Die hängt sehr vom Spiegel Material ab und ist wahrscheinlich entscheidender als die Längenausdehnung des Turbos.
Viele Grüße,
Ulli