Beiträge von TGM im Thema „Schwingungsdämpfung von Teleskopen mit Flüssigkeit“

  • Schwingungsdämpfung von Teleskopen mit Flüssigkeit

    Hallo zusammen,


    in den letzten Tagen konnte ich die Dämpfung am Himmel testen, allerdings nur vom Balkon aus, momentan lohnt es ich im Norden nicht aufs Land zu fahren.


    Neben der Dämpfung von Torsionsschwingungen mit einem Fluid habe ich auch vertikale Schwingungen versucht etwas provisorisch zu dämpfen in dem ich unter jedes Stativbein eine dünne Schicht
    Dämpfungsmaterial gelegt habe. Das hat schon einiges gebracht. Insgesamt bin ich mit dem Ergebnis zufrieden, das Seeing war mäßig und bei 230x waberten die Sterne im
    Adler etwas. Doch durch die Dämpfung in beiden Achsen kam das Bild sehr viel schneller zu Ruhe, geschätzte Abklingzeit deutlich unter 1s. Ein leichtes Nachschwingen ist immer noch sichtbar, den
    aperiodischen Grenzfall konnte ich nicht erreichen, die Abklingzeit war nur wenig von der Stärke der Dämpfung abhängig. Mir ist nicht klar warum.


    Dann ist mir aber eine Schwäche aufgefallen: Der Winkelbereich der Dämpfung beträgt 5 Grad, nach etwa 10 Minuten kommt man an die Grenze, wenn man in der
    Mittelstellung begonnen hat. Dann muss man die Dämpfung wieder in die Mittelstellung bringen. Wie störend das bei längerer Beobachtung sein kann, wird sich zeigen, wenn ich für einen ganzen Abend unter dunklem Himmel bin. Ein Lösung wäre den Winkelbereich deutlich zu erweitern, dann mit einem Kreisbogen statt einem Rechteck als Dämpfer.


    Die vertikale Dämpfung plane ich unten in die Stativbeine zu integrieren, das vereinfacht den Aufbau.



    Beste Grüße


    Thomas

  • Schwingungsdämpfung von Teleskopen mit Flüssigkeit

    Hallo zusammen,



    nach längerer Pause ist die Dämpfung praktisch fertig.


    Wie sich Projekte verändern können:




    So sah der erste Test mit Honig ine einem Topf aus und ich wurde vor Bienen und Bären gewarnt...



    Hier nun die aktuelle Version:



    Der Honig im Topf ist durch eine 0,2 mm dicke Schicht extrem zähflüssigen Silikonöl ersetzt und der Dämpfer kompakt geworden.




    Diese dünne Schickt läuft auch kaum aus, eine Art Deckel schüzt den Dämpfer vor Staub oder Ähnlichem.


    Für den Transport kann er am Stativ verbleiben, selbst während einer Autofahrt von einigen Stunden läuft das Fluid nicht aus, auch wenn der Dämpfer horizontal mit dem Stativ im Kofferraum liegt.


    Wenn die weißen Nächte vorbei sind werde ihn unter dunklem Himmel testen.

    Für die Dämpfung in vertikaler Richtung ist mir eine Flüssigkeitsdämpfung zu aufwendig und eine Elastomerdämfpung scheint mir ausreichend.


    beste Grüße


    Thomas

  • Schwingungsdämpfung von Teleskopen mit Flüssigkeit

    Hallo zusammenen,


    inzwischen hat der Thread sich etwas vom Ursprungsthema entfernt. Die Dämpfung von Schwingungen mit einem sehr zähflüssigen Fluid gelingt, siehe Post #98, allerdings nur die Torsion. Für die vertikalen Schwingungen werde ich in die Stativbeine Elastomerdämpfungen einbauen, dazu später mehr. Alle diese Dämpfer sind sehr leicht, benötiigen aber einen festen Bezugspunkt, das ist sicherlich nicht immer so einfach wie in meinem Fall zu realisieren.


    Im Grunde bin ich also fast am Ziel, doch die Idee einer aktiven Dämpfung, bei der man auf eine Halterung mit festem Bezugspunkt verzichten kann ist reizvoll und es lohnt sich darüber nachzudenken wie sie funktionert und wie aufwendig sie ist. Denn ein passives Äquivalent mit einer nur am Teleskop gehalterten, schwingenden Hilfsmasse dämpft entweder schlecht oder ist schwer.

    Zitat von engineer

    Die aktive gesteuerte Masse muss nicht größer sein, als die Passive. Wo hast du das hineingelesen? Im Gegenteil.
    Deine Überlegung zur Auslenkung stimmt, wobei die Zahlen etwas klein sind, finde ich. Ich rechne mit größeren Elongationen im Bereich von bis zu 1mm.
    Dann: Wenn ein System angenommen 10x sichtbar ausschwingt und dabei mit 0,05mm beginnt, wird pro Schwingung nur rund 15% Energie vernichtet. Um das aperiodisch zu korrigieren, braucht es dann einen Faktor 6 auf die Masse. 5mm Auslenkung ist wiederum recht viel. Rechnen wir mal mit 2-3mm.
    Massenfaktor 100:1 wird nichts bringen. Eventuell 10:1.

    Hallo engineer,


    Meine Sicht der Dinge, eine aktive Dämpfung macht nur Sinn, wenn die Masse deutlich kleiner als bei einer Passiven ist. Ich verstehe nicht wieso man bei einer Aktiven die Masse so groß wählen muss um die Dämpfung zu erhöhen, du gibst hier einen Faktor 6 an, meinst du da, dass die Masse des Dämfpers höchstens 6 mal kleiner als die des Teleskops sein darf? Ich hätte erwartet, dass bei einer aktiven Dämpfung die Schwingunsenergie in Widerständen in der Elektronik in Wärme umgewandelt wird. Wenn das nicht der Fall ist, verstehe ich den Sinn nicht und ich frage mich ob sie sich lohnt. Wieso spielt das Massenverhältnis eine große Rolle?


    beste Grüße


    Thomas

  • Schwingungsdämpfung von Teleskopen mit Flüssigkeit

    Ich verstehe nicht warum bei einer aktiven Dämpfung die Masse groß sein muss. Bei einer passiven ist dies klar, die Abklingzeit der Schwingung wird um so größer je kleiner die Masse ist. Bei einer aktiven dagegen wird die Bewegung durch eine zuzätzliche Kraft ( elekromagnetisch?) gebremst, da sollte es egal sein wei groß die Masse ist die mit dieser Kraft bewegt wird, bei einer kleinen Masse wird die Geschwindkeit bzw. die Amplitude größer, Wann das Teleskop am Okularauszug mit einer Amplitude von 0.05 mm schwingt müsste wenn man ein extremes Beispiel wählt, z.B. 1 % Masse ( bei 10 kg also 100 g) diese kurzfristig 5 mm ausgelenkt werden.


    Praktisch scheint mir dies schwierig, doch sehe nicht wo da von der Theorie her ein Problem liegen soll.


    beste Grüße


    Thomas

  • Schwingungsdämpfung von Teleskopen mit Flüssigkeit

    Wenn die Masse eines abgestimmten Dämfpers der Teleskopmasse entspricht, dämpft auch die passive Version sehr schnell.


    Doch wer wird bei einem 10 kg Fernrohr in der Nähe vom Okularauszug 10 kg als Schwingungsdämpfer installieren wollen? Ich würde bis 5 % , also im Beispiel 500 g für akzeptabel halten. Bei so einer Masse ist aber ein passiver Dämfper, selbst wenn er perfekt abgestimmt ist keine gute Wahl, denn er dämpft Stöße nur schlecht, viele Schwinungsperioden werden benötigen bis das Teleskop zu Ruhe kommt.


    Wieviel besser wird hier bei 5% Masse ein Aktiver sein ( es zählt hier die Gesamtmasse, also die bewegliche Masse plus dem was zusätzlich für den Dämpfer benötigten wird) und wie groß der Aufwand (was wird benötig, Magnete ?, Elektronik, Energieversorgung etc. ) ?


    beste Grüße


    Thomas

  • Schwingungsdämpfung von Teleskopen mit Flüssigkeit

    Für eine Dämpfer finde ich 20-30 % der Teleskopmasse sehr viel, ich hätte erwartet, dass ein Aktiver mit weniger Masse auskommt, als ein passiver nach dem Prinzip tunded  mass damper wie er oben verlinkt ist. Beim Passiven kann man auch mit kleinen Massen Schwingungen dämpfen, es dauert jedoch um so länger je kleiner die Masse ist. Beim Teleskop möchte man das Zittern und Schwinungen z.B. nach dem Scharfeinstellen oder durch einen kurzen Stoß, quasi als Stoßdämpfer in Richtung aperiodischer Grenzfall reduzieren, da benötigt man beim Passiven dann auch eine große Masse.


    Wie schnell spricht denn ein aktiver Dämpfer an? Momentan sehe ich keinen Vorteil.


    beste Grüße


    Thomas

  • Schwingungsdämpfung von Teleskopen mit Flüssigkeit

    Hallo engineer,


    vielen Dank für die Infos.

    Zitat von engineer

    b) Die erste Idee war einfach eine weiche und selbststellende Lageregelung als Verbesserung nach der "Honigmethode" von weiter vorn. Braucht eine Auflage, also ein weiteres Stativ. Das ist natürlich umständlich und für manche Anordnungen wohl nicht zu gebrauchen.

    Für Schwingungsdämpfung interessiert man sich in erster Linie bei Leichbau-Teleskopen, dann ist ein zustätzlichs Stativ - da stimme wir überein - mit weiterer Halterung kontrapoduktiv, oder ganz klar ein no go, man hätte besser gleich schwerer und damit steifer bauen können.

    Zitat von engineer

    c) Die Verbesserung kam mir beim Zeichnen unter "Ausleihen" einer bereits anderweitig realisierten Vorgehensweise: Man nimmt einfach richtig Masse und installiert eine aktive Gegenregelung. Im Prinzip ein Bildstabilisator wie bei Objektiven nur eben etwas kräftiger. Der "tuned mass damper" geht schon in diese Richtung, allerdings bekämpft der ja Schwingungen, also in erster Linie Beschleunigung und Geschwindigkeit und wirkt Resonanzen entgegen. Diese Systeme sind passiv oder nur begrenzt aktiv. Die Teleskopsteuerung muss wie ein PID-Regler funktionieren und auch die Lage möglichst perfekt regeln. Wahrscheinlich muss man visuelles Beobachten quantitativ anders regeln, als fotografisches Abbilden mit Nachführung, wenn man leicht verschobene Bilder tolerieren kann, da eh nachzentriert und gestackt wird. Die Problematik hatte ich schon mal bei Lageregelung für eine Kamera in einen sich bewegenden Objekt, wo man die Bewegungen des Trägers, die Torsionsschwingungen wegregeln musste, aber einen Kompromiss brauchte, um dem Zielobjekt zu folgen. Ich würde jetzt mal schätzen, dass man bei deep sky mehr Lagetoleranz verkaften kann, aber dafür V nahe an Null braucht (?) Mir fehlt da jetzt ein wenig die Erfahrung. Allerdings habe ich, was schnelles Ausregeln von Lagestörung angeht, bereits Lösungen im Bereich Akustik gemacht und da auch einiges rumliegen. Möglicherweise braucht man gar keine allzugroße Masse. Mal sehen.

    Aktive Regelung klingt natürlich gut und interessant, ich meine jetzt eine Regelung ohne zustäzliches Stativ. Mich würde mal interessieren, wie du den Aufwand schätzt, was wird benörigt, wie schwer würde so eine Regelung werden?


    beste Grüße


    Thomas

  • Schwingungsdämpfung von Teleskopen mit Flüssigkeit

    Zitat von engineer

    So ungefähr ist das gedacht:
    Blauer Ring = Schelle um das Teleskop an einem von der Schwingungsachse weit entfernten Punkt

    Rote Buchsen = Dämpfer, entweder mechanisch oder eben elektrisch.

    Weißer Block = Halter der Dämpfer und gfs Elektronik. Muss noch per Gelenk auf ein Stativ.

    Hast du die Zeichnug extra für die Diskussion hier gemacht? Da bin ich beeindruckt!


    Den letzten Punkt verstehe ich nicht. Wird eine Halterung an einenm Stativ benötigt? Das macht einen riesigen Unterschied!

    ...

    Zitat von engineer


    "Elektrisch" hat den Vorteil, dass man über Gyrosensoren eine aktive Lageregelung bauen könnte. Die Mimik läuft in etwa so wie bei den Drohnen, die eine Kamera ausbalancieren. Das geht mittlerweile so gut, dass man trotz wackelnden Drohen, Wind und Resonanzen im System ein sehr stabiles Bild hat. Der weiße Block hätte dann ausreichend Masse, um sich davon "abzustoßen".

    Eine passive, rein mechanische Variante müsste sich mit 2 Stoßdämpfern für Modellautos bauen lassen. Die Feder schiebt das Teil auf Mittenposition und die Dämpfung (meistens ein leichtviskoses Öl) sorgt für Energieverluste. Da sich zwischen den Bewegungen des Block und der Teleskopspitze eine zeitliche Phasenverschiebung ergibt, wird die Auslenkung immer sehr viel geringer ausfallen und besser vernichtet. Die Federwirkung des eingespannten Fernrohrs (Schwingskonstante) wäre auf die der Dämpfer abzustimmen. Die Masse des Blocks müsste vermutlich (nur) so hoch sein, dass sie unter Berücksichtigung des Montageabstands ungefähr dem Trägheitsmoment des Fernrohrs entspricht.

    Hier klingt das eher so, als schlägst du eine Lösung ohne externe Halterung vor, im Sinne von abstimmbaren Massendämpfern


    https://en.wikipedia.org/wiki/Tuned_mass_damper wie sie schon hier in die Diskussion eingebracht wurden. Danke für den Hinweis auf Stoßdämpfer für Modellautos.


    Wie gesagt, mir ist nicht klar was du vorschlägtst, ob eine Halterung benötigt wird.


    beste Grüße


    Thomas

  • Schwingungsdämpfung von Teleskopen mit Flüssigkeit

    Hallo engineer,


    häuftig stören besonders Torsionsschwingungen, daher habe ich mich erst mal darauf konzentriert und sie sind auch einfacher zu reduzieren. Über die Dämpfung der Höhenschwingen denke ich auch nach. Als Inspiration finde ich aktive Lösungen zur Schwingunsdämpfung interessant, im Grunde bin ich aber eher skeptischt, denn der Aufwand ist hoch, vermutlich sind sie schwer und kostspielig.


    Wie auch immer, ohne Skizsse fällt wird mir dein Vorschlag nicht klar, was meinst du mit schwebenden Magneten?



    beste Grüße


    Thomas

  • Schwingungsdämpfung von Teleskopen mit Flüssigkeit

    Hallo Peter,


    ja, ringförmig ist eigentlich eleganter, ich bin halt anders gestartet, hatte zu Beginn einen zylinderförmigen Dämpfer geplant. Andererseits, ein ringförmiger Dämpfer läst sich der zumindest im Falle meines Teleskops nicht mehr so einfach abnehmen, Und es hängt natürlich davon ab, was für eine Werkstatt man nutzen kann, ob die es gestattet auf einfache Weise ringförmige Teil herzustellen.


    beste Grüße


    Thomas

  • Schwingungsdämpfung von Teleskopen mit Flüssigkeit

    Zitat von engineer

    Für den hiesigen Anwendungsfall würde ich aber eine magnetische Konterregelung in 2 Achsen vorschlagen, d.h.man hat 2 Elektromagnete in denen 2 Stangen sitzen und in X und Y in die Mitte regeln. Damit könnte man auch eine feine Steuerung des Systems durchführen. Als Probeaufbau habe ich das für einen Laser schon realisiert. Für das Teleskop bräuchte es vorne an der Öffnung einen Ring, an dem über ein Kugelgelenk 2 Metallstangen in +45° und -45° schräg nach unten führen. Die stecken in den Elektromagneten, deren Stromstärke die Dämpfung und Lage bestimmt. Durch Gegenregelung wird der Strom konstant gehalten, reagiert also in 2 Achsen auf die Bewegung. Die Anordnung selber wäre auf einem Stativ positioniert, das natürlich nachjustiert werden müsste, wenn die Position geändert wird. Liefe wohl auf einen nach oben beweglichen Teleskopauszug auf einem Dreibein hinaus, dessen Füsse quer stabilisiert sind und auf Rollen stehen. Die Finjustierung wäre im Bereich von vielleicht +/- 0,5mm Hub möglich.

    Klingt interessant und du scheinst dich ja auszukennen

    So ganz kann ich mir den Aufbau nicht richtig vorstellen, das Teleskop möchte man ja fortwährend bewegen.


    Inzwischen habe ich gelernt, dass eines der Hauptproblem die Halterung des Dämpfers ist, sie muss nämlich sehr stabil sein, man benötigt im Grunde einen starren Bezugspunkt. Es scheint sogar kommerzielle aktive Dämfpungslösungen zu geben:


    Aktiver Schwingungsdämpfer - LCM
    Kostengünstige aktive Schwingungsdämpfung; Der Aktuator reduziert die Schwingungen automatisch (Plug&Play) an der applizierten Stelle durch einen integrierten…
    www.lcm.at


    Was so etwas kosten würde?


    beste Grüße


    Thomas

  • Schwingungsdämpfung von Teleskopen mit Flüssigkeit

    Hallo zusammen,


    der Schwingungsdämpfer scheint mir jetzt weitgehend fertig nachdem ich in der letzten Woche noch Verschiedenes optimiert habe und er funktioniert in etwa wie erhofft :) :


    • die Torsionsschwingen werden stark gedämpft, das Teleskop kommt viel schneller zu Ruhe
    • die Dämpfung merkt man besonders auch beim Fokussieren bei hoher Vergrößerung  > 200x
    • die  Bewegung  des Teleskops ist angenehm, nicht zu leicht, nicht zu schwer
    • der Dämpfer lässt sich einfach uns schnell installieren


    Den aperiodischen Grenzfall habe ich nicht erreicht, das ist vermutlich auch schwierig, dann dafür müsste die Halterung für den Dämpfer extrem steif sein, das will ich noch mal unter die Lupe nehmen.


    Hier die aktuelle Version:



    Die Halterung ist nochmal erheblich verstärkt.


    Ich überlege ob ich als Nächstes die vertikalen Schwingungen versuche zu dämpfen. Als ersten Test habe ich das Stativ auf Schwingungsdämpfer von Orion gestellt (siehe Foto), das bringt in der Wohnung auf Holzfussboden einiges.




    Eine Möglichkeit wäre die Schwingunsdämpfer in die Stativbeine zu integrieren. Mit dem weißen Dreieck , das oberhalb der schwarzen Gurte installiert werden kann lässt sich die Torsion des Statives weiter reduzieren.


    beste Grüße und frohe Ostern


    Thomas

  • Schwingungsdämpfung von Teleskopen mit Flüssigkeit

    Hallo zusammen ,


    Günter, vielen Dank für all die Infos, auch für die Vorschläge die du per Telefon gemacht hast, Den Trick mit dem Gummiband kannte ich noch nicht, er setzt aber eine paralaktische Montierung voraus, bei einer azimuthalen muss man sonst zum Nachführen fortlaufend die Klemmung lösen und wieder anziehen.




    Zu Kreiseln, wie das anfangs diskutierte Pendel bei Wolkenkratzern sind sie schon aufwendiger, vor allem benötigt man eine Energiequelle. Dann auch nochmal zu schwingsdämpfenden Matten oder Ähnlichem, die sind natürlich sehr hilfreich, wenn der Boden schwingt wie z.B. ein Balkon, also in erste Linie zur Schwingsvermeidung. Orion vertreibt extra Schwingunsdämpfer für Teleskope, ich fand deren Wirkung bisher nicht so überzeugend, das mag auch daran liegen, dass sie vielleicht für recht schwere Instrumente optimiert sind. Und man muss aufpassen, dass die Stativfüssen nicht von den Dämpfern rutschen, ich hab da schon schlechte Erfahrungen gemacht ( siehe weiter unten..)


    Das Thema Schwingungsdämpfung hat sehr verschiedene Aspekte, interessant finde ich folgendens Video, in dem verschieden Dämpfer verglichen werden


    Vergleich verschiedener Dämpfungsarten


    Die Unterschied sind enorm, und man sieht die klare Überlegenheit der Flüssigkeitsdämpfung ( ganz links, der PowerStop Dämpfer). Das System kommt mehr als zehnmal schneller zu Ruhe ( bezogen auf den Beginn des Stoßes) als mit einem Gummidämpfer, dritte Bild von links. ( Die Firma Zimmer, die das Video gemacht hat, vertreibt alle drei Dämpfertypen, es sind also für alle drei Fälle eher optimische Situationen gezeigt)



    Ich muste beim Basteln eine Pause einlegen, es gabe in unangehme Panne ( 'nie am aufgebauten Teleskop basteln'), es ist nochmal halbwegs glimpflich abgelaufen.


    beste Grüße


    Thomas

  • Schwingungsdämpfung von Teleskopen mit Flüssigkeit

    Hallo Rainer,


    ich hatte geschrieben, dass mir nicht klar ist, ob ein Videoneiger mit Fettschmierung Schwingungen dämpft. Dies könnten z.B. Torsionsschwingungen sein die vom Stativ herrühren und meine Begründung war vermutlich zu kurz.


    Da die Schwingungsamplituden normalerweise klein sind, können die entsprechenden Torsionsdrehmomente auch recht klein sein. Wenn sie kleiner sind als das Losbrehdrehmoment vom Videoneiger, dann werden die Schwingungen nicht gedämpft. Die Viskosität von Flüssigkeiten, oder genauer Newton'schen Flüssigkeiten ist unabhängig von der Scherkraft, auch bei sehr geringen Kräften setzte sich das Fluid in Bewegung und es kann über Reibung Bewegungsenergie in Wärme umsetzt werden, so dass es zur Schwingunsdämpfung kommt. Fette dagegen sind zwar weich, aber eher Feststoffe, es muss eine Mindestkraft aufgewendet werden um sie zu verformen: Die Oberfläche eines Fetts, oder z.B. Vaseline in einer Dose ist nicht glatt, die geringe Gravitationskraft durch das Eigengewicht ist kleiner als die Mindeskraft und reicht nicht aus um die Oberfläche glatt zu ziehen. Da im Videoneigern, zumindest in dem Beispiel in dem Video Fett verwendet wird, ist das Losbrechdrehmoment nicht bekannt, es ist wegen der Mindestkraft auf jeden Fall größer als null, und daher lässt sich ohne weitere Angaben schwer beurteilen, ob er die bei Teleskopen relevanten Schwingungen dämpfen können



    beste Grüße


    Thomas

  • Schwingungsdämpfung von Teleskopen mit Flüssigkeit

    Sicher kann man mit Antirutschmatten oder Gummidämpfer Schwingungen dämpfen, doch wie ích schon schrieb es gibt einen ziemlichen Haken, der hier am Beispiel eines Top-Carbon-Statives analysiert ist:


    Schwingungsverhalten eines Statives mit / ohne Gummidämpfung, siehe Abschnitt Test Results, Bonus Data


    Die Schwingungen, hier in Torsion können zwar durch eine dünne Lage Gummi gedämpft, die Abklingzeit von 1,7 s auf 0,5s deutlich verkürzt werden. Doch die Anfangsamplitude verdoppelt sich, man opfert die Steifigkeit zu Gunsten der Dämpfung, je stärker man die Schwingungen dämpft desto größer wird die Auslenkung zu Beginn. Bei einer Flüssigkeitsdämpfung würde ich das nicht erwarten. Hochwertige Stoßdämpfer in Autos, Fahrrädern und Zügen sind im Grunde Schwingungs-Dämpfer und verwenden daher Flüssigkeiten.


    In der Praxis braucht man beim Teleskop zwei Arten von Reibung, Haftreibung damit es sich nicht von alleine in Bewegung setzt und reiner Gleitreibung, um Schwingung zu dämpfen und es ist wünschenswert, wenn man sie voneinander unabhängig wählen kann. Mit einer Ergänzung durch einen Flüssigkeitsdämpfer sollte dies möglich sein .


    Beste Grüße


    Thomas

  • Schwingungsdämpfung von Teleskopen mit Flüssigkeit

    Rainer,


    danke für die Physik-Nachhilfe. ;)


    Da ist mein Kommentar oben nicht angekommen, Sicher kann man auch mit einem Fett starke Schwingungen dämpfen, z.B. wie beim Mountin-Bikes. Doch die Schwingungen von Teleskopen sind klein, da stört es wenn es eine Mindestkraft, de facto ein Äquivalent zu Haftreibung notwedig ist, damit das Fluid die kinetische Energie der Schwingung in Wärme umwandeln kann.


    beste Grüße


    Thomas

  • Schwingungsdämpfung von Teleskopen mit Flüssigkeit

    Hallo Rainer,


    vielen Dank, das finde ich sehr interessant! :)


    Folgende Punkte sind mir aufgefallen:

    • Kugellager werden verwendet, alleine wären die für Videoanwendungen viel zu leichtgängig.
    • Um Einzustellen wie leichtgängig  geschwenkt werden kann, werden zwei ineinander greifende,  ringförmige Strukturen genutzt, die mit einem Fett geschmiert sind. Man erkenn sie auf dem ersten Bild. Ob diese Form gewählt wurde um die wirksame Fläche zu vergrößern?
    • Durch die große, rote Überwurfmutter können die Flächen zusammengepresst werden und so der Widerstand eingestellt werden.
    • Das Fett ist nicht besonders zäh, Viskosität 10.000 mm2 /s

    Ob mit dieser Konstruktion, mit Fettschmierung, Schwingungen gedämpft werden können ist mir nicht klar. Das hängt auch mit den Begriffen zusammen, die nicht so eindeutig sind. Oft heist es Fette sind bei Raumtemperatur fest, sie fließen also nicht und man muss eine Mindestraft aufwenden um sie zu verformen. Für die Schwingsdämpfung ist hinderlich, denn wenn diese Mindestkraft unterschritten wird, setzt die Schwingungsdämpfung aus.



    beste Grüße


    Thomas

  • Schwingungsdämpfung von Teleskopen mit Flüssigkeit

    Zitat von WoBiRa

    nur mal so aus Neugier, hast du schonmal an einen Video Neiger gedacht (Stichwort: Fluid Head) ?

    Hallo Rainer,


    ja, Video-Neiger sind seit einiger Zeit besonders für Ferngläser beliebt, ich verwende sie auch, Wie sie im Detail aufgebaut sind ist mir nicht bekannt, ich habe wenig Infos finden können. Die Flüssigkeit soll hier in erster Linie ein besondes ruhiges Schwenken, also ohne Ruckeln ermöglichen. Einen Nachteil sehe ich darin, dass die horizontale Drehachse weit unterhalb der Last, ob nun Videokamera oder Teleskop liegt und um dies zu kompensieren wird eine starke Feder als Gegengewicht-Ersatz benötigt. Schwingungen die z.B. vom Stativ herrühren, wird man damit nicht los.


    Einige Besitzer von Großferngläser schwören auf Fluid Heads, auch weil man sehr schön die Leichtgängigkeit und Balance einstellen kann, doch sie haben ihren Preis, die großen bringen 10 kg auf die Waage, der Neupreis kann leicht in der Gegend 10.000 Euro liegen.


    beste Grüße


    Thomas

  • Schwingungsdämpfung von Teleskopen mit Flüssigkeit

    Zitat von TecMar

    Bei Eigenbau Fräsmaschinen wird das ganze mit dem aufschwingen darauf zurück geführt das es einfach an Masse fehlt... Ich habe zb eine Portalfräsmaschine aus hochfestem 10-15mm dicken Alu gebaut anstatt Item Profile zu verwenden. Schon gab es ein sauberes Frästbild. Denke Mal gleiches bezieht sich auf Stative durch ihre Leichtigkeit aus Alu Rohren.


    Ich versuche mal zwei Ding zu trennen, ob es Schwingungen gibt oder ob sie einen stören.


    Wenn man sehr massiv baut, also für z.B. einen festen Standort im eigenen Garten, dann ist die Amplitude der Schwingung sehr klein, die Frequenz im Bereich 100 Hz oder höher und die Abkleingzeit bei vielleicht 0, 2 sek, So ein Teleskop schwingt auch, doch das stört nicht.


    Bei einem mobilen Teleskop ist man bemüht das Gewicht zu reduzieren, dann werden alle Komponenten weniger steift, die Frequenz liegt im Bereich von einigen bis 20 Hz und die Abklingkeiten können einige Sekunden betragen. Hier stellt sich dann die Frage ob es mit einer effektiven Dämpfung gelingt die Abblingzeit auf weit unter einer Sekunde zu reduzieren.


    beste Grüße


    Thomas

  • Schwingungsdämpfung von Teleskopen mit Flüssigkeit

    Zitat von quilty

    Ein Holzstativ führt auf großer Länge diese Dämpfung ein, so dass oft keine weiteren Maßnahmen nötig sind. In diesem Fall wirken Viskosität und Elastizität parallel und ungefähr gleich stark. Damit ist man nahe am ap. Grenzfall, nach wenigen Schwingungen ist alles vorbei. (hängt sehr vom Holz und dem Querschnitt ab, man kann Streben extra schwingungsarm formen, Birkensperrholz dämpft z.B. viel stärker als Esche oder Kiefer) Kunststoff ist oft zu viskos und nicht formstabil.


    Stephan

    Stephan,


    schau mal hier, https://www.berlebach.de/anleitungen/31.pdf, Messungen der Technischen Universität Dresden die Berlebach auf seiner Webseite für Holzstative veröffentlicht hat.

    Deren Dämpfung ist ca. 50 mal schlechter als optimal. Auch Holz schwingt wie alle halbwegs steifen Materialen gut, sonst würde man daraus keine Geigen bauen. Es ist kein Zufall, dass nur weiche Materialien, besonders Flüssigkeiten gute Dämpfungseigenschaten haben.


    beste Grüße


    Thomas

  • Schwingungsdämpfung von Teleskopen mit Flüssigkeit

    Hallo zusammen,

    Zitat von MatthiasG

    Das geht dann in Richtung Wirbelstrombremse.


    Da wird die Schwingungsenergie in Wärme umgewandelt.

    Zitat von quilty

    Das wird sie bei der Reibungsbremse auch

    Ja, (passive) Dämpfung bedeutet immer, dass die Bewegungsenergie in Wärme umgewandelt wird. Egal ob dies über Wirbelströme, einen Gummidämpfer oder eine Flüssigkeit geschieht, man muss die Parameter richtig wählen und einstellen können und dafür benötigt man eine Halterung die dies erlaubt und sehr stabil ist. Inzwischen habe ich gelernt, dass dies ein zentraler Aspekt ist.


    Deshalb hier noch etwas zum Hintergrund.


    Wenn ein Teleskop oder Stative schwingt könnte man denken, es sei schlecht konstruiert. Doch die Schwingung spiegeln in erster Linie die Eigenschaften der verwendeten Materialien wieder, steife Materialien wie Metalle sind elastisch, nur in weichen, leicht verformbaren Materialien wie z.B. Gummi oder Schaumstoff klingen Schwingungen schnell ab. Ein Stative oder ganzes Teleskop sowohl steif und frei von Schwingungen zu bauen schließt sich im Grunde aus, man kann zwar die Anfangsamplitude reduzieren, was meist darauf hinausläuft, dass die Komponenten schwerer werden. Bei Metallen liegt der Dämpfungsgrad meist weit unter 0,01, Materialien mit innerer Struktur wie Holz oder Carbon (CFK) und sind mit 0,03 besser, doch es dauert immer noch viele Perioden bis die Schwingung halbwegs abgeklungen sind, 30 mal länger als bei optimaler Dämpfung.


    Für eine optimale Dämpfung im Sinne des aperiodischen Grenzfalls, dass das Teleskop schnellstmöglich zur Ruhe kommt müssen die Reibungskräfte sehr hoch sein, etwa 30 mal höher als die Inneren. Ein Schwingungsdämpfer muss also große Kräfte aufnehmen können - die beiden Hälften fühlen sich fast wie fest verbunden an - und die Halterung entsprechend steif sein. Wie eine gute und möglichst einfache Lösung am Ende aussieht wird sich hoffentlich zeigen.


    Beste Grüße


    Thomas

  • Schwingungsdämpfung von Teleskopen mit Flüssigkeit

    Zitat von TecMar

    Wir hatten im Messrsum Mal so Schwingungsisolierte Tischplatten, kann man sich vlt. Auch was von abgucken. :/


    https://www.bilz.ag/news/neue-…hplattform-e-stable-mini/

    Danke für den Hinweis, solche mobilen, aktiven Systeme kannte ich noch nicht. Vielleicht gibt es sie auch in anderer Form, denn die Torsion, die oft ein Problem ist lässt so nicht dämpfen.


    Zitat von MatthiasG

    ich kann mir auch gut verstellen, dass man eine Dämpfung durch einen starken Magneten und einer sich darunter befindlichen dicken Kupferplatte erreichen kann.

    Das geht dann in Richtung Wirbelstrombremse.


    Da wird die Schwingungsenergie in Wärme umgewandelt.

    Hallo Mattias,


    im Prinzip sicher möglich, doch ist der Effekt vermutlich viel zu schwach. Die Dämpfungskraft ist proportional zur Geschwindigkeit. Im ICE mit Geschweindigkeiten bis 100 m/s liegt die Kraft der Wirbelstrombremse im Bereich 100 kN, bei Teleskopen sind die Geschwindigkeiten bei viellicht 10-4 m/s, dann ist die Kraft bei gleicher Bremse eine Million mal kleiner, also im Bereich 0,1 N. Das reicht nicht, mal ganz abgsehen von den Abmessungen und dem Gewicht einer solchen Bremse.


    Eine Flüssigkeitsbremse zur Dämpfung könnte eine Low-Tech Lösung sein und sie scheint zu funktionieren, weil es extrem viskose Fluide gibt.


    beste Grüße


    Thomas

  • Schwingungsdämpfung von Teleskopen mit Flüssigkeit

    Hallo zusammen,


    jetzt kann ich erste Eindrücke von dem neuen Dämpfter schildern, einiges hatte ich so nicht erwartet, z.B. das es so lange dauert bis sich das Fluid halbwegs gleichmäßig auf der unteren Platte verteilt.




    Die untere Platte, 1 Minute nach dem Auftragen des zähflüssigen Fluids.



    Einen Tag später hat sich der größte Teil in Form eines ca. 1.5 mm dünnen Films verteilt, die linke vordere Ecke ist jedoch immer noch nicht benetzt. Man sieht nicht wie das klebrige Fluid fließt, die Geschwindigkeit liegt im Bereich ein paar mm/Stunde.


    Hier die aktuelle Version des Dämpfers:



    Schon mal vorweg, der Dämpfer scheint etwa so wie geplant zu funktionieren. :) :) :)


    Ich drücke mich noch etwas vorsichtig aus, weil die Bedingungen (Holzfußboden, Blick auf ein entferntes Haus bei 105x) für quantitativen Test nicht sonderlich geeignet sind.


    Doch das zentrale positive Ergebnis, Torsionsschwingen werden effektiv gedämpft, der Azimuth läst sich gut einstellen, weder zu leicht noch zu schwergängig.


    Es hat einen Weile gedauert bis ich passende Parameter gefunden habe. Über die drei kleinen Kreuzchlitzschrauben lässt sich der Abstand der Platten einstellen. Die Flügelmutter in der Mitte dient dazu die Platten aneinander anzuziehen. Der minimale Abstand beträgt 0, 25 mm, dann sollte die Dämpfung theoretisch ca. 3. mal stärker sein als für den aperiodischen Grenzfall. Mir schien, dass der Dämpfer dann so schwergängig ist, dass er sich bei Bewegung des Teleskops verbiegt. Doch mir scheint das momentan kein Problem darzustellen, denn dann ist die Bewegung so wie so viel zu schwergängig.


    Als ein zentraler Punkt stellte sich das richtige Verhältnis von Haft- und Gleitreibung heraus. Die Dämpfung resultiert aus der Gleitreibung des Fluides zwischen den Platten. Bei einem perfekten Fluid sollte man überhaupt keine Kraft benötigen um das Teleskop zu bewegen. Doch minimale Haftreibung gibt es auch bei dem Dämpfer, z.B. bedingt durch die Schraube in der Mitte mit der die Platten gegeneinander gepresst werden können.


    Für eine gute Dämpfung muss die Haftreibung schon bei extrem geringen Geschwindigkeiten hoch sein. Wenn man dann den Azimuth zügig verstellen will, wären die Kräfte sehr hoch, wenn die Haftreibung zwischen dem Dämpfer und dem Stativ nicht passend gewählt ist. Für die Einstellung eines Objektes rutscht dann der Ring ( Foto in Post #67) auf dem Stativkopf.


    Um die passenden Parameter zu finden musste ich an drei Arten von Schrauben drehen :

    • Den drei Schrauben zur Einstellung des Abstandes der Platten. Auf diese Weise kann jeder Wert von keiner bis zu maximaler Dämpfung eingestellt werden.
    • Die Mittelschraube, die dafür sorgt, dass sich die Platten nicht im Laufe der Zeit von einander entfernen.
    • Die Fixierschraube am umlaufenden Ring ( Post  #67) mit der die Haftreibung passend gewählt wird.


    Soweit ein erster Eindruck.


    beste Grüße


    Thomas