Mechanik

Mit einem 3D-Drucker zum individuellen Teleskopbauteil
Eigentlich aus einer Laune heraus entschied ich mich zum Kauf eines 3D-Druckers. Inzwischen hat sich die Technik etabliert und man bekommt bereits zu relativ geringen Kosten ein brauchbares Gerät. Bausätze beginnen bei ca. 100 Euro, ein fertig aufgebauter Drucker liegt bei etwa 350 Euro aufwärts.

3D-Druck von Kunststoffteilen ist inzwischen keine Hexerei mehr, aber leider nicht, was die Geschwindigkeit angeht. Man muss schon je nach Drucker einige Minuten warten, bis Druckbett (mehr und mehr werden auch preiswertere Drucker mit beheizbarem Druckbett angeboten) und Druckkopf aufgeheizt sind und der Druck beginnen kann. Als Druckbett bezeichnet man übrigens den Teil des 3D-Druckers, auf dem die Objekte schichtweise mithilfe des Druckkopfes aufgebaut werden. Je nach Druckertyp bewegt es sich horizontal oder vertikal, wobei es auch Drucker mit unbeweglichem Druckbett gibt. Eine Beheizung des Druckbettes ist nicht immer erforderlich. Das hängt vom verwendeten Filament (so nennt man das schnurförmige Druckmaterial) ab. Je nach Größe des Objektes kann ein Druckvorgang durchaus mehrere Stunden dauern. Das Ergebnis entschädigt allerdings für die Wartezeit. Mit einem Programm, das dem Drucker beiliegt, wird ein beliebiges 3D-Modell in die für den jeweiligen Drucker passende Kommandosprache umgewandelt. Diesen Vorgang bezeichnet man als „Slicing“. Dieser englische Begriff ist im Deutschen gleichzusetzen mit „in Scheibchen oder Schichten schneiden“. Das Arbeitsgerät dazu, ein Slicer, baut also 3DObjekte scheibchenweise aus vielen dünnen Schichten auf, die Schicht für Schicht gedruckt werden. Sinnvollerweise bietet dieses Programm auch Möglichkeiten zur Nachbearbeitung an wie Skalieren, Drehen und Spiegeln.

Für den Hausgebrauch verwendet man Filamentmaterial aus Polylactiden, also PLA, das in vielen Farben angeboten wird. Mit Woodfill-PLA gedruckte Teile sollen das Aussehen von Holz imitieren. Bei PLA handelt es sich um einen Kunststoff, der aus regenerativen Quellen gewonnen wird (z. B. Maisstärke). Empfindliche Nasen bemerken während des Druckvorgangs vielleicht einen leichten Geruch, der an Schaumzucker erinnert. Doch eigentlich kann man sagen, dass die Verarbeitung dieses Materials fast geruchlos und schadstoffarm erfolgt. Nachteil von PLA ist der niedrige Schmelzpunkt von ca. 55 °C, der aber in der Praxis meist höher liegt. Im Internet findet man zahlreiche Berichte darüber. Man ist sich dort einig, dass ein Schmelzen des Objekts in der Sonne nicht zu befürchten ist. Die meisten 3D-Drucker verarbeiten auch ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer), PETG (Polyethylenterephthalat, auch PET genannt) und andere exotische Materialien. Die Verarbeitung dieser Materialien sollte aber wegen giftiger Emissionen nicht in Wohnräumen erfolgen.

Als Standard für 3D-Modelle hat sich die STL-Schnittstelle (Stereo-Lithografie) durchgesetzt. Sie ist Standardschnittstelle vieler CAD-Systeme. CAD steht für Computer-Aided Design, also rechnerunterstütztes Konstruieren. Gute Tools für CAD-3D-Modelle gibt es auch als Freeware, mit der man bereits die wichtigsten Modelle entwickeln kann. So konnte ich nach kurzer Einarbeitung in eins dieser Programme einen Okularhalter entwerfen und drucken, der als Wandhalter dem zeitweisen Ablegen meiner Okulare dient, die ich gerade vorübergehend nicht benötige (Abb. 1). So bot es sich dann auch an, die fehlende Augenmuschel für mein in den USA gekauftes 65-mm-Okular (ein SuperPlössl XL) mit passendem Deckel zu drucken (Abb. 2). Meine EQ5-Nachführeinheit findet nun nebst Powerbank sicheren Halt am Stativ (Abb. 3). Fehlende Okularabdeckungen sind schnell gedruckt und meine Filter befinden sich in identischen Boxen, die sich auch bei Dunkelheit und mit kalten Händen problemlos öffnen lassen.

Auf der Seite www.thingiverse.com findet man zahlreiche fertige Modelle im STL-Format, welche kostenlos angeboten werden. Sie können nach dem Download mit oder ohne Nachbearbeitung für das jeweilige Druckermodell umgewandelt und dann gedruckt werden. Was allein bei Thingiverse für das Gebiet der Astronomie für den 3D-Druck angeboten wird, ist erstaunlich. Über Bahtinovmasken, diverse Adapter, Okularabdeckungen, Filterboxen, Arretierungen für Kamera-Objektive zur Fixierung der Fokuslage bis hin zu aufwändigen Nachführeinheiten findet jeder etwas für seine Belange Passendes. Größtenteils Dinge, die sonst nirgends erhältlich sind, lassen sich mit einem 3D-Drucker kurzerhand drucken. Mein 3D-Drucker steht kaum noch still.

Autor: Uwe Braasch

Abb. 1: Okular-Wandhalter – oben rechts die Vorschau aus der Slicer-Software
Abb. 2: Augenmuschel mit Staubschutzkappe
Abb. 3: Individuelle Halterung für die Steuerbox einer GoTo-Montierung

Ein Hufeisen für den Dobson – Eine motorisch nachgeführte parallaktische Hufeisenmontierung aus Holz für einen Meade 12 Zoll Light-Bridge Gitterrohr-Tubus
Ein Light-Bridge Gitterrohr-Dobson bietet viel Öffnung für wenig Geld, attraktives Design und bei akzeptablem Gewicht ein hohes Maß an Mobilität. Er hat jedoch, wie alle preiswerten Dobsons, den Nachteil einer azimutalen Montierung ohne Nachführung. Dem Autor ist es mit seiner selbst konstruierten und gebauten parallaktischen Hufeisenmontierung gelungen, diesen Nachteil zu beseitigen, ohne dabei die Vorteile einzubüßen.

Herausgekommen ist ein bezahlbares, Aufsehen erregendes Teleskop (Abb. 1), das alle Voraussetzungen für ungetrübten Beobachtungsgenuss mitbringt und auf dem ITV 2009 prämiert wurde  Mit der hier vorgestellten Montierung habe ich mir den lange gehegten Wunsch erfüllt, ein Teleskop wie das NGT 12,5 von JMI zu besitzen, jedoch zu einem Bruchteil der Kosten. Dank eines gebraucht erworbenen neuwertigen 12 Zoll Light-Bridge Deluxe und eines vorhandenen Nachführmotors mit Steuerung von einer EQ-3 Montierung musste ich für das Teleskop mit Montierung nicht mehr ausgeben, als ein neuer 12 Zoll Light-Bridge Deluxe Dobson gekostet hätte. Der Preis für ein neues NGT 12,5 beträgt mehr als das 5fache.
Angefangen hat alles mit einem Modell im Maßstab 1:10 (Abb. 2). Daran konnten Prinzip und Verhalten einer Hufeisenmontierung anschaulich studiert werden. Es war die Basis für die später mit AutoSketch 7 erstellte CAD-Konstruktion. Bei der Konstruktion standen die Aspekte „so einfach wie möglich“ und „so kostengünstig wie möglich“ im Vordergrund. Professionelles CNC-Fräsen bzw. Wasserstrahlschneiden schieden deshalb aus Kostengründen ebenso aus wie elektronische Suchhilfen. Nicht zuletzt musste auch dem bescheidenen Maschinenpark eines Heimwerkers Rechnung getragen werden. Das Ergebnis kann sich gleichwohl sehen lassen. Beim First Light im April 2009 war bei 250facher Vergrößerung ein wunderschöner Saturn zu sehen, der sich trotz ungenauer Polausrichtung nach 30 Minuten nur wenig aus dem Zentrum des Okulars heraus bewegt hat. Was noch fehlt, ist ein passendes Polsucher-Fernrohr. Das Teleskop ist für die visuelle Beobachtung konzipiert. Erfahrungen bezüglich Astrofotografie existieren momentan noch nicht.

Ein leichtgewichtiger Herkules
Keine andere parallaktische Montierung kann es bezüglich Tragfähigkeit zu Eigengewicht mit der Hufeisenmontierung (engl. Horseshoe Mount, Split-Ring Mount) aufnehmen. Im Gegensatz zur parallaktischen Gabelmontierung übt hier das Gewicht des Teleskops keinerlei Hebelwirkung auf die Polachse aus. Das Material wird überwiegend auf Druck beansprucht und erlaubt eine Konstruktion aus dem für Heimwerker gut bearbeitbaren Werkstoff Holz. Die aus 24 mm starkem, nahezu verzugsfreiem Multiplex Birke (Baumarkt) gebaute und wasserfest lackierte Hufeisenmontierung benötigt keine Ausgleichsgewichte und wiegt nur den Bruchteil einer schweren deutschen Montierung mit gleicher Tragfähigkeit. Sie ist mit einem Gewicht von unter 20 kg nicht viel schwerer als die Rockerbox und in zwei Teile zerlegt (Abb. 3) leicht zu transportieren. Konstruktionsbedingt werden Schwingungen extrem gedämpft. Angesichts der bestechenden Vorzüge dieser Montierungsart ist es verwunderlich, dass sie hierzulande als mehr oder wenig exotisch gilt und im Gegensatz zum Ausland als Selbstbau aus Holz so gut wie nicht vorkommt. Gebaut werden hier meist motorisch nachgeführte Äquatorial-Plattformen für Dobsons mit den bekannten Einschränkungen oder gar für viel Geld in beiden Achsen nachgeführte Dobsons mit GoTo Funktion.

Das Hufeisen als Polachse
Die Hufeisenmontierung entspricht einer parallaktisch aufgestellten Gabelmontierung, deren Gabelenden durch einen kreisrunden offenen Ring verbunden sind, der einem Hufeisen ähnelt. Der Hufeisendurchmesser wird faktisch zum oberen Außendurchmesser der Polachse. Nur Newton-Reflektoren mit rundem Gitterrohr-Tubus ermöglichen besonders kleine Hufeisendurchmesser. Deshalb sind Newtons mit quadratischen Spiegelkästen weniger geeignet. Der Schwerpunkt des Teleskops befindet sich im Kreuzungspunkt
von Polachse und Deklinationsachse auf Hufeisenebene. Gabel und Hufeisen sind durch zwei Dübel lagerichtig zueinander fixiert und verleimt. Stabilisiert wird die Baugruppe durch zwei groß dimensionierte Winkelstücke, die einseitig in den rechten Winkel zwischen der Unterseite des Hufeisens und den Gabelenden geleimt sind. Die konstruktive Gestaltung der Gabel verleiht dem Hufeisen größtmögliche Steifigkeit. Sie schließt mit der Bodenplatte einen Winkel von ca. 48° ein (geografische Breite meines Wohnorts). Gelagert ist das Hufeisen auf zwei Rollen aus Holz, die im Winkel von 90° symmetrisch zur Hufeisenmitte angeordnet das Nordlager bilden. Sie werden entsprechend der Kraftrichtung schräg unterstützt (Abb. 4). Eine der beiden Rollen dient zusätzlich als Antriebsrolle für die Nachführung. Die Holzrollen sind aus einer 27 mm starken, dreischichtigen Fichtenholzplatte (Baumarkt) ausgesägt und rund bearbeitet. Sie besitzen einen aufgeleimten Spurkranz aus 6,5 mm starkem Multiplex Birke. Der Spurkranz hält das Hufeisen in der Spur und verhindert ein Durchrutschen nach unten. Dass die Kraft auf die Rolle nicht nur radial wirkt, sondern auch eine Komponente senkrecht zur Hufeisenebene hat, lässt sich leicht mit Zirkel und Lineal auf einem Blatt Papier nachweisen.
Die beiden Holzrollen stecken auf zwei Edelstahlwellen mit 10 mm Durchmesser (wie alle Metallteile kostenlos vom Schrotthändler), die sich zueinander parallel in U-förmig gestalteten Stützlagern (Gleitlager fettgeschmiert) drehen. Die Antriebsrolle darf nicht fest auf der Welle sitzen, sondern muss auf dieser drehbar sein. Die Stützlager sind aus einem Alu-Winkelprofil 100 mm x 100 mm x 10 mm hergestellt. Stellringe nach DIN 705 A (GHW Modellbauversand) fixieren zusammen mit Alu-Distanzröhrchen und Unterlegscheiben aus Stahl und Teflon die axiale Lage von Wellen und Holzrollen. Die beiden Stützlager sind mittels Langlöchern verschiebbar, mit jeweils zwei Sechskantschrauben M8x30 und Unterlegscheiben auf massive, biegestabile Stützen geschraubt, die aus drei zusammengeleimten Multiplexplatten bestehen und ihrerseits mit der oberen Bodenplatte verleimt und zusätzlich von unten her verschraubt sind (Abb. 5). Die Stützen müssen sowohl auf der Lagerseite als auch auf der Unterseite spiegelbildlich zueinander abgeschrägt sein, einmal um eine exakte Linienberührung zwischen Hufeisen und Rollen zu erreichen, zum andern um sie der Richtung des Kraftverlaufs anzupassen. Die Bestimmung der beiden Abschrägungswinkel war für mich das kniffligste konstruktive Problem. Das untere Ende der Polachse besteht aus einem Gewindebolzen mit Schaft, hergestellt aus einer Sechskantschraube M10x80. Dieser ist mittels Kontermutter axial justierbar in einen Alu-Befestigungswinkel (Material wie oben) eingeschraubt, welcher durch zwei Sechskantschrauben M8x50, Unterlegscheiben und Muttern mittig mit der Gabel verbunden ist. Der Schaft des Gewindebolzens hat eine polierte Linsenkuppe und steckt in der einseitig offenen Nut eines Drucklagers, das wie die Stützen aus drei verleimten Multiplex-Platten hergestellt ist. Das Drucklager ist über eine mit ihm verleimte Grundplatte aus 9 mm starkem Multiplex, durch Langlöcher verschiebbar, mittels zwei Sechskantschrauben M8x30 und Unterlegscheiben mit der oberen Bodenplatte verschraubt und bildet das Südlager der Polachse (Abb. 6). Allein durch Einsetzen der Hufeisen-Baugruppe entsteht durch ihr Eigengewicht eine stabile Dreipunktlagerung der Polachse. Die Demontage erfolgt durch einfaches Herausheben. Die beiden Hörner an den Enden des Hufeisens dienen als Anschlag für die Rollen. Der Schwenkwinkel um die Polachse beträgt ca. 185°. Auf den Innenseiten von Hufeisen und Gabel sind die Auflageflächen für die Höhenräder ausgearbeitet, die dem Radius der Räder angepasst und mit hartem Filz (Filzuntersetzer) belegt sind. Zur Vergrößerung der Auflageflächen wurden vorher auf Hufeisen und Gabel an den entsprechenden Stellen Holzklötzchen aufgeleimt und damit die Materialstärke in diesen Bereichen jeweils verdoppelt. Mit dieser Maßnahme konnte der Flächendruck auf ein für den Filz erträgliches Maß reduziert werden (Abb. 7). Je zwei, seitlich vor die Höhenräder geschobene und durch Rändelschrauben gesicherte U-förmige Abstandshalter aus Kunststoff (Abb. 8) stützen beim Schwenken des Tubus um die Polachse die Höhenräder stirnseitig ab und verhindern ein Verrutschen des Tubus auf der Deklinationsachse.

Die Feinverstellung für Azimut und Höhe
Der doppelte Boden ist zusammengesetzt aus zwei aufeinander drehbaren Multiplex-Platten. Im Drehpunkt senkrecht unter dem die obere Bodenplatte zur unteren um einen Winkel von max. +/- 5° verdreht werden. Mit den drei senkrechten Stellschrauben in der unteren Bodenplatte, angefertigt aus 120 mm langen M10 – Gewindestangen und selbst gemachten Sterngriffen aus Holz, kann man die Montierung waagerecht stellen und die Polhöhe fein einstellen (Abb. 6). Sie sind von unten mit Flügelmuttern gekontert. Größere Veränderungen der Polhöhe (für Mitteleuropa) sind durch entsprechendes Unterlegen der Montierung möglich.

Die Nachführung
Nachgeführt wird die Montierung mit dem Nachführmotor einer alten EQ-3 Montierung (Abb. 9), der am Ausgang eine Drehzahl n = 5,432 U/h hat. Dieser ist über eine Stegkupplung mit einem präzisen Schneckengetriebe P20-12 von Ondrives mit i = 12:1 verbunden, welches über eine Welle die Antriebsrolle dreht. Bei einem mit Oberfräse und Fräszirkel hergestellten Hufeisendurchmesser von 752 mm ergibt sich ein Außendurchmesser der Antriebsrolle von 69,4 mm. Auf die Antriebsrolle ist zentrisch eine 2 mm dicke Alu-Scheibe mit 40 mm Durchmesser mit einem mittig aufgeklebten und versteiftem Stellring geschraubt. Über eine M5-Messingschraube mit Alu-Klemmhebel kann der Stellring und mit ihm die Antriebsrolle mit der Antriebswelle kraftschlüssig verklemmt und wieder gelöst bzw. die Nachführung ein- und ausgekuppelt werden (analog zur deutschen Montierung). Antriebsrolle und Hufeisen bilden zusammen ein Reibradgetriebe, welches prinzipiell einen großen Nachteil hat: Schlupf. Daran ändert auch die relativ große Anpresskraft durch das Gewicht des Tubus nur wenig. Als Ei des Kolumbus erwies sich Nassschleifpapier (Körnung 600), das um die Antriebsrolle geklebt (Abb. 9), den Schlupf vollkommen beseitigte (Mikroverzahnung). Darüber hinaus ist es unempfindlich gegen Feuchtigkeit und leicht auswechselbar.

Der gespreizte Deklinationsteilkreis
Neben dem mitgelieferten Leuchtpunktsucher bietet das Teleskop als besonderen Gag einen gespreizten Deklinationsteilkreis, mit dem die Deklination eines Objekts mit einer Genauigkeit von weniger als 15 Bogenminuten eingestellt werden kann. Nach Einnorden der Montierung und Eichung des Teilkreises an einem Stern, kann jedes im Teleskop sichtbare Objekt, dessen Deklinationswinkel und ungefähre Sternbildposition bekannt sind (Cartes du Ciel), bei schwacher Vergrößerung leicht gefunden werden. Realisiert wird dies durch Winkelübersetzung 1:4. Auf dem abgesetzten, kleineren Durchmesser des antriebseitigen Höhenrades ist rutschsicher ein gewendeter, 6 mm breiter Zahnriemen mit 192 Zähnen und einer Teilung von 2,5 mm aufgezogen. Das so auf einfachste Weise realisierte Zahnrad treibt eine Alu-Zahnriemenscheibe mit 48 Zähnen und Teilung 2,5 mm (beide Teile von GHW Modellbauversand) an, die mittels Inbus-Stiftschraube M4 auf einem Ende einer Stahlwelle mit 6 mm Durchmesser befestigt ist (Abb. 10). Da die Zahnlücken des Zahnriemens durch das Wenden größer werden, wurde die Zahnhöhe bei der zum Zahnrad umfunktionierten Zahnriemenscheibe um ca. 0,2 mm verkleinert und damit Spielfreiheit erzielt.
Die Welle ist in einer federnden Schwinge aus Alu-U-Profil 40 mm x 20 mm x 2 mm unterhalb des Hufeisens gelagert und trägt auf dem andern Ende eine 1,5 mm starke Alu-Scheibe mit Durchmesser 124 mm, die aus einem Schlitz im Hufeisen etwa 25 mm oben herausragt. Das Lager der Scheibe besteht aus zwei beidseitig zentrisch aufgeklebten Stellringen nach DIN 705A, aus denen die Stiftschrauben entfernt wurden. In den äußeren Stellring ist eine Inbus-Stiftschraube M4 eingeschraubt, in die als Klemmhebel ein entsprechend gekürzter Inbusschlüssel eingeklebt ist. Ein weiterer Stellring fixiert die Welle axial und Unterlegscheiben dienen als Abstandshalter. Im Drehpunkt am unteren Ende ist die Schwinge in einem mit der Gabel verschraubten U-förmigen Lagerbock aus demselben Material entsprechend gelagert. Erst mit dem Einsetzen des Tubus in die Montierung werden die beiden Zahnräder zum Getriebe (Abb. 9). Für die notwendige Anpresskraft sorgt eine Zugfeder zwischen Schwinge und Gabel (Abb. 6). Auf die Alu-Scheibe ist zentrisch die Skalenscheibe mit Teilung 15 Bogenminuten aus selbstklebender Kunststofffolie blasenfrei aufgeklebt. Abgelesen wird die Deklination an einer Nadel in der Querbohrung eines M4-Gewindebolzens, der in einem mit dem Hufeisen verschraubten Alu-Befestigungswinkel mit zwei Muttern axial justierbar ist (Abb. 11). Durch Lösen und Festziehen der Klemmschraube auf der Unterseite des Hufeisens kann die Skalenscheibe auf den Deklinationswinkel des Eichsterns eingestellt werden. Ohne Winkelübersetzung hätte der Deklinationsteilkreis bei gleicher Auflösung einen Durchmesser von rund einem halben Meter!

Der modifizierte Tubus
Die ausgewogenen Abmessungen des Hufeisens hatten aufwändige Änderungen am Tubus zur Folge: Die Höhenräder mussten um ca. 100 mm in Richtung Hauptspiegel versetzt werden. Dies hätte bei dem ohnehin kopflastigen Light-Bridge ein zusätzliches Gegengewicht von mehr als 10 kg bedeutet. Die einzige Möglichkeit, dieses Gewicht deutlich zu reduzieren, bestand darin, den Hut leichter zu machen. Deshalb wurde das Stahlblechrohr des Hutes ersetzt durch ein Rohr aus 1 mm starkem Aluminiumblech, vom Flaschner gebogen und verschweißt und anschließend selbst bearbeitet und lackiert. Mit dieser Maßnahme konnte das Gegengewicht (gegossen aus Dachdeckerblei-Abfall) inklusive Halterung auf ca. 6,5 kg ermäßigt werden (Abb. 6).
Um das Okular immer in eine bequem zugängliche Einblickposition zu bringen, muss der Hut (OT) in der Nut seiner unteren Einfassung drehbar sein. Mit drei, im Winkel von 120° angeordneten, Spannverschlüssen mit Federbügelhaken (Kaiser Fasteners) anstelle der sechs Befestigungsschrauben konnte diese Anforderung optimal realisiert werden (Abb. 1). Weil die Optik nicht absolut rotationssymmetrisch justiert werden kann, bewirkt das Drehen des Hutes immer auch eine leichte Dejustierung, die aber in der Regel toleriert werden kann. Beim NGT soll laut FAQ das gleiche Problem auftreten.

Autor: Norbert Lichter

Abb. 1: Viel Teleskop für wenig Geld
Abb. 2: Das Modell im Maßstab 1:10
Abb. 3: Die Montierung ohne Werkzeug in zwei Teile zerlegt
Abb. 4: Zwei Holzrollen bilden das Nordlager der Polachse
Abb. 5: Stützlager mit Rolle und Stütze
Abb. 6: Tubus mit Gegengewicht, Südlager und Feinverstellung für Azimut und Höhe
Abb. 7: Die Filzlagerung der Höhenräder und die Schwinge mit Zahnriemenscheibe und Zugfeder
Abb. 8: U-förmige Abstandshalter stützen die Höhenräder seitlich ab
Abb. 9: Die Nachführung mit Getriebe-Schrittmotor, Schneckengetriebe und Antriebsrolle mit Klemmhebel
Abb. 10: Das Deklinationsgetriebe i = 1:4
Abb. 11: Der gespreizte Deklinationsteilkreis

Eine Knicksäule für die Montierung ALT-5-ADN
Der Montierung eines Teleskops kommt gerade bei der Astrofotografie eine überragende Bedeutung zu. Für lange Belichtungszeiten sind parallaktische Montierungen vorteilhaft, da keine Bildfelddrehung auftritt (genauer gesagt, hängt die verbleibende Bildfelddrehung von der Genauigkeit der Ausrichtung der Rektaszensionsachse auf den Himmelspol ab). Gerade für lang gebaute Teleskoptuben hat sich die Deutsche Montierung aufgrund ihrer Kompaktheit und Stabilität sehr bewährt.

Für die Präzision ist es vorteilhaft, wenn die Lager einer Achse möglichst weit auseinander liegen. Für die lang belichtete Astrofotografie ist eine hohe Präzision der Achsenlagerung sowie des Nachführungsgetriebes wichtig. Ein großer Nachteil der Deutschen Montierung ist, dass der Tubus (vor allem ein langer Tubus wie bei einem Refraktor) bei Ausrichtung des Teleskops in Zenitnähe oder nördlich davon an die Montierung oder an die Säule, auf der die Montierung angebracht ist, anschlagen kann. Dies führt nicht nur dazu, dass zenitnahe Himmelsareale teilweise gar nicht zugänglich sind, sondern auch, dass beim Meridiandurchgang das Teleskop meist auf die andere Seite umgeschwenkt werden muss. Bei visuellen Beobachtungen ist dies noch zu verschmerzen, bei fotografischen Aufnahmen jedoch sehr störend. Für das Umschwenken muss mitunter die gesamte Verkabelung gelöst und ggf. sogar das Leitrohr für die Nachführung umgebaut werden. Bis alles wieder eingerichtet ist, ist viel wertvolle Belichtungszeit verloren.

Mit diesem Problem sahen wir uns auch an der Johann-Kern-Sternwarte Wertheim konfrontiert. Neben dem von Johann Kern gebauten, schon historisch zu nennenden 24-zölligen Newton-Teleskop (ca. 610 mm Öffnung und 3.050 mm Brennweite) auf einer englischen Montierung verfügt die Sternwarte auch über einen apochromatischen Refraktor (Astrophysics Starfire) mit Öffnung 152 mm und 1.370 mm Brennweite auf einer ALT-5-ADN-Montierung (im Folgetext nur noch Alt-5 genannt, Abb. 1). Dieser Aufbau ist für die Astrofotografie mit dem Refraktor selbst oder mit einem parallel montierten Astrografen (ein für die Fotografie ausgelegtes Teleskop) hervorragend geeignet. Der Refraktor kann in diesem Fall als Leitrohr für die Nachführung dienen. Die ALT-5 war aus Stabilitätsgründen auf einem stählernen Dreibein aufgebaut. Sowohl die Montierung selbst als auch das Dreibein beschränkten den Schwenkbereich des Refraktors erheblich. Wie oben geschildert waren zenitnahe Bereiche des Himmels kaum zugänglich, und bei fotografischem Einsatz war bei steil stehenden Objekten noch vor dem Meridiandurchgang ein sehr umständliches Umschwenken nötig. Darüber hinaus war es nicht möglich, einen größeren Astrographen anstelle der Gegengewichtsstange zu montieren, da dieser den Schwenkbereich auch von der anderen Seite beschränkt hätte (außer vielleicht für sehr flach stehende Objekte).

Zur Lösung des Problems machten wir uns auf die Suche nach einem Anbieter von Knicksäulen für die ALT-5. Bei Knicksäulen folgt der obere Teil der Säule (direkt unterhalb der Montierung) der Verlängerung der Rektaszensionsachse, so dass der Bereich unter der Montierung frei für das Durchschwenken des Teleskops wird. Erst außerhalb der „Reichweite“ des Tubus knickt die Säule zurück, um im Schwerpunkt der gesamten Anordnung die Bodenverankerung zu erreichen. Knicksäulen stellen erhebliche Anforderungen an den mechanischen Aufbau, da der Knick in der Säule für die Steifigkeit sehr nachteilig ist. Die Suche nach Knicksäulen für ALT-5 im Internet blieb leider erfolglos. Auch der Hersteller (Astronomische Instrumente Eckhard Alt) selbst konnte uns hier nicht weiterhelfen. Daher machte sich der Autor selbst an die Konstruktion einer solchen Säule.

Als Hauptproblem stellte sich dabei der geometrische Aufbau der Montierung heraus. Die ALT-5 ist bekannt für ihre hervorragende mechanische Verarbeitung, Steifigkeit und Nachführgenauigkeit. Der groß dimensionierte Rektaszensionsantrieb ist in einem entsprechend voluminösen Metallgehäuse am unteren Ende der Montierung angebracht. Dort steht er jedoch dem oberen Teil der Knicksäule, der ja in der Verlängerung der Rektaszensionsachse die Kräfte aufnehmen soll, im Weg. Ein weiteres Problem ist die weit nach unten geführte Halteplatte der Montierung, die deutlich von der Rektaszensionsachse absteht. Dennoch gelang es, mit computerunterstütztem Zeichnen (CAD) einen ersten Entwurf zu konstruieren, beruhend auf passend dimensionierten Stahlrohren, und groß genug, um das Rektaszensionsantriebsgehäuse zu umschließen. Für das Tragen der Montierung selbst war eine 30 mm starke Stahlplatte geplant. Mit diesem ersten Entwurf wandten wir uns an einen bekannten Anbieter von Knicksäulen, die Firma JDAstronomie. Herr Runschke (an dieser Stelle nochmals Dank für die Arbeiten) ging sofort auf unsere Anfrage ein und begann unseren Entwurf zu überarbeiten, und zwar insbesondere in Bezug auf Herstellbarkeit und Kostensenkung. Dazu konstruierte er einen Aufbau aus Stahlplatten zum „Umschließen“ der ALT-5, so dass auf die übergroßen Metallrohre sowie auf die aufwendige 30-mm-Stahlplatte verzichtet werden konnte. In enger Abstimmung mit dem Autor arbeitete Herr Runschke einen allseits zufriedenstellenden CAD-Entwurf aus und führte Finite-Elemente-Berechnungen der zu erwartenden Durchbiegungen der Säule unter Last durch.

Nach weiteren Optimierungen ging die Säule in Bau, wurde mit Korrosionsschutz versehen und nach Wertheim geliefert. Aufstellung und Inbetriebnahme verliefen problemlos. Die Säule wurde zur Schwingungsdämpfung mit gereinigtem und getrocknetem Spezialsand gefüllt. Um das Ziel eines völlig freien Durchschwenkens des Refraktors zu erreichen, musste der Tubus mit Hilfe eines Abstandhalters um 70 mm weiter nach außen versetzt werden. Eine weitere Herausforderung war der Wunsch nach einer Montagemöglichkeit eines Astrographen auf der gegenüberliegenden Seite der Deklinationsachse, also anstelle der Gegengewichtsstange. Einziger „Angriffspunkt“ dafür ist an der ALT-5 ein M16-Außengewinde. Doch auch hierfür wurde eine Lösung (mit massiven Dreh- und Frästeilen aus Edelstahl) gefunden. Damit ist nun das freie Durchschwenken sowohl des Refraktors als auch eines gegenüberliegend montierten Astrographen möglich und damit unterbrechungsfreie Aufnahmesequenzen praktisch in alle Himmelsrichtungen.

Abbildung 1 zeigt den Gesamtaufbau der Knicksäule mit montiertem Refraktor. Die Knicksäule ist unten auf eine 20 mm dicke Stahlplatte mit großzügigen, kreisförmigen Langlöchern für die Bodenverschraubung und Gewinden für Stehbolzen geschweißt. Die Säule ist über Betondübel mit dem vom Gebäude getrennten Betonfundament verschraubt. Die Säule selbst besteht aus Stahlrohren (Außendurchmesser 193,7 mm, Wandstärke 6,3 mm). Der Knickwinkel beträgt 100° und ist für den geografischen Standort in Wertheim (~ 50° nördl. Breite) optimiert. Der obere Aufbau aus verschraubten Stahlplatten (alle 20 mm stark) umschließt die Montierung und stützt die Halteplatte der Montierung seitlich und nach unten ab. Die Stahlplatten wurden lasergeschnitten und anschließend auf exaktes Maß gefräst.

Dieser obere Aufbau ist in Abbildung 2 im Detail mit Blickrichtung aus Nordwesten gezeigt. Die Krafteinwirkung über die Halteplatte der Montierung wird direkt nach unten auf die Stahlrohre der Knicksäule abgeleitet. Der Aufbau ist in diesem Bereich durch eine keilförmige Gestaltung für möglichst geringe Breite optimiert, um den Schwenkbereich der Teleskope wenig einzuschränken, oder anders gesagt, um die Teleskope so wenig wie möglich nach außen versetzen zu müssen, was der Stabilität zu Gute kommt. Für den groß dimensionierten Rektaszensionsmotor (rechteckiger Kasten mittig) ist eine spezielle Aussparung im Aufbau nötig. Die Motoranschlüsse daran sind frei zugänglich.

Abbildung 3 zeigt den oberen Aufbau aus Süden. Rückseitig ist das Klemmrad für die Rektaszensionsachse weiterhin gut zugänglich. In der Mitte des Stahlplattenaufbaus ist die Einfüllöffnung für Sand in die Säule zu erkennen. In Abbildung 4 ist an die Knicksäule ein Astrograph (privates 250-mm-Newtonteleskop mit 1.000 mm Brennweite) anstelle der Gegengewichtsstange montiert. Die Anordnung mit dem Refraktor auf der einen und dem Newtonteleskop auf der anderen Seite der ALT-5 ist nahezu perfekt ausbalanciert. Die neue Säule erlaubt völlig freies Durchschwenken beider Teleskope in praktisch alle Richtungen und damit unterbrechungsfreie Aufnahmen auch über den Meridiandurchgang – selbst für zenit- oder sogar polnahe Ziele. Die Säule konnte ihre hervorragende Stabilität bereits in ersten Testaufnahmen am Mond und am Zwergplaneten Eris (siehe: http://www.sternwarte-wertheim.de) unter Beweis stellen. Für die Aufnahme der Strichspur von Eris wurden über fast fünf Stunden hinweg ununterbrochen Aufnahmen erstellt, was ohne Knicksäule nicht möglich gewesen wäre.

Autor: Jürgen Dirscherl

Abb. 1: Knicksäule mit ALT-5 und Refraktor (Astrophysics Starfire)
Abb. 2: Detailansicht des oberen Aufbaus der Knicksäule aus Nordwesten. Die Krafteinleitung durch die Halteplatte der Montierung (links oben im Bild) wird zuerst über eine Strebe und weiter unten über ein keilförmiges Schweißteil direkt in die Säule abgeleitet.
Abb. 3 Detailansicht des oberen Aufbaus der Knicksäule von Süden. Das Klemmrad der Rektaszensionsachse ist weiterhin gut zugänglich.
Abb. 4: Knicksäule mit zwei Teleskopen gegenüberliegend auf der Deklinationsachse montiert. Dank der Knicksäule lassen sich die Teleskope völlig frei in alle Richtungen schwenken.

Optimierung einer Transportbox für die EQ8-Montierung
Die bei Hobbyastronomen sehr beliebte parallaktische Montierung: Skywatcher-EQ8 wird in einer hochwertigen Transportbox mit Rollen angeliefert.

Nachdem man die Polhöhe der Montierung auf die geografische Breite seines Beobachtungsstandortes eingestellt hat, kann die EQ8 allerdings nicht mehr in die weiche Schaumstoffeinlage der Box zurück verpackt werden, weil die Schaumstoffeinlage die Form hat, in der die Montierung ausgeliefert worden ist und diese eine andere Polhöhe und somit Passform hat. Die Lösung ist einfach. Mit etwas Bastelarbeit kann das Schaumstoff-Innenleben der Transportbox so umgestaltet werden, dass die justierte Montierung inklusive dem Montierungs-Zubehör gut geschützt darin Platz findet. Im ersten Schritt wird die ursprüngliche Schaumstoffeinlage aus der Transportbox und deren Deckel entfernt. Dies gelingt am einfachsten mittels Cutter- bzw. Teppichmesser und einem Spachtel. Als neues Schaumstoff-Innenleben empfehlen sich Verpackungs-Schaumstoffplatten.

Diese können privat über diverse Verpackungsfirmen erworben werden (z.B. Fa. Eurofoam; Bezeichnung der Schaumstoffplatten: Zuschnitt D35 E220 weiß) Diese sind in verschiedenen Dicken erhältlich und werden auf die benötigten Außenmaße zugeschnitten.

Dann wird ein Raumkonzept für die Transportbox überlegt. Platte für Platte wird angezeichnet, oder mit Nadeln abgesteckt und anschließend mittels einem Messer und Lineal ausgeschnitten. Um dickere Platten zu erzielen, werden die fertig bearbeiteten Schaumstoffplatten deckungsgleich übereinander gestapelt und durch Erhitzen mittels Heißluft-Fön miteinander „verschweißt“. Abschließend werden die fertigen Schaumstoffeinsätze in die Transportbox eingesetzt und bei Bedarf mittels 2-Komponenten-Epoxydharz-Kleber festgeklebt. Fertig.

Áutor: Bernhard Suntinger

Abb. 1: Der fertig neu bepolsterte Koffer

 

Nächster Halt: Vixen Motor
…so könnte es aus den Lautsprechern eines Zuges tönen, wenn altersschwache Vixen-Motoren laufen. Einige werden das Geräusch kennen das sich anhört, als fahre ein Zug ein. Ein unangenhmes Quitschen welches nichts gutes verheißt.

Durch konsequentes untersuchen bin ich der Ursache auf die Schliche gekommen. Man mag erst an ein defektes Motorgetriebe denken, doch weit gefehlt. Das Geräusch entsteht am Widerlager der Encoderwelle. Mit der Zeit verschwindet dort durch Reibung das Schmierfett und es fängt an zu Quitschen. Abhilfe schafft hier ein Neufetten und Schmieren. Wie das geht beschreibe ich in diesem Artikel!

Hat man den Motor einmal in der Hand, ist es nicht sonderlich schwer diese Aufgabe zu bewältigen. Die Motoren sind Zahnradseitig im Gehäuse der Montierung mittels Schrauben befestigt. Was sieht man? Am hinteren Ende des Motors befindet sich der Encoder (Bild1). An einer kleinen halbrunden Platte aus Aluminium befindet sich eine Schraube auf der zur Sicherung eine Mutter sitzt. Diese Einheit bildet das Widerlager der Encoderwelle. Dahinter verbirgt sich der eigentliche Encoder mit seiner Segmentscheibe, welche nicht beschädigt oder verschmutzt sein darf.

Man kann die Mutter mittels einem Schraubenschlüssel der Größe 7 mm lösen und dann die zentrale Schlitzschraube leicht mit einem Schraubendreher nach links drehend lösen. Man fügt vorsichtig etwas Schmierfett hinzu. Wenn man den Motor dann in senkrechter Position mit dem Encoder nach oben stellt und mit einer mittleren Geschwindigkeit von 600 von max. 1200 Umdrehungen pro Minute laufen lässt (z.B. mittels der Fernrohr-Steuerung), zentriert sich die Encoderwelle von selbst! Ist dies nach 1 bis 2 Minuten erreicht, dreht man die Schlitzschraube wieder etwas hinein, allerdings nicht so weit, daß der Encoder wieder zu „kreischen/Quitschen“ anfängt. Das Geräusch tritt dann auf, wenn die Schlitzschraube auf die Welle des Encoder zu stark drückt und der Encoder-Kreisel dann in eine Ausweichbewegung/Taumeln verfällt. Man kann dabei deutlich sehen, wie die Encoderscheibe anfängt exzentrisch zu laufen. Man muß die richtige Position der Schlitzschraube iterativ suchen. Ist die richtige Postition erreicht, fixiert man ihn mit der Mutter wieder.

Bei langen Test-Schwenks, wie zwischen Wega und Sirius war das Kreischen völlig verschwunden. Inzwischen hatte ich das mit mehreren Testläufen an aufeinander folgenden Tagen immer wieder überprüft um sicher zu sein, das es gut ist. Ich nehme an, das „Kreischen“ tritt vor allem bei Motoren auf, die in Deklination verbaut sind. Inzwischen hatte ich auch einen zweiten Motor, den MT4-Rektaszensionsmotor einer Vixen-GP-Montierung entsprechend überarbeitet und auch hier ist das Kreischen dauerhaft verschwunden. Bei einem an der GP verbauten MT4 Motor muß man diesen nicht von der Montierung abbauen, sondern kann den Motor vorsichtig nach dem Lösen der Schrauben aus dem Gehäuse ziehen. Dann justiert man den Encoder wie vorher beschrieben. Wenn man den Motor komplett ausbaut ist es natürlich einfacher.

Noch etwas hilfreiches an dieser Stelle: bei beiden von mir überarbeiteten Motoren musste in der Handbox (Skysensor 2000) dann im Menü „Setup“ unter „Teleskop-Konfiguration“, „Motor-Parameter“ der Wert von standardmäßig „1“ auf „3“ geändert werden. Man merkt das daran, das der Motor sonst nach etwa 1 Minute ruhigem Lauf in eine Art Ruckelbewegung verfällt. Wenn man den Motor-Parameter ändert, läuft der Motor ruhig für 5 Minuten oder länger. Eventuell kann man bei einer noch feineren Justage den Parameter auch bei „1“ belassen. Die Motor-Parameter scheinen auf den Encoder zu wirken. Es kann vorkommen, das dann trotzdem nach Änderung der Motor-Parameter auf „3“ noch intermittierend „Sprünge“ des Motors auftreten, dieser dann aber ruhig weiterläuft; dies ist ein Zeichen dafür, das die Schlitzschraube noch etwas Spiel hat, also um nochmals ca. 0,5° weiter zugedreht werden sollte. Um die endgültige Position der Schlitzschraube dauerhaft zu sichern, könnte man zur Sicherung eine zweite M4 Mutter einsetzen. Ob Schraubensicherungskleber hier eine zuverlässige Lösung ist, kann ich nicht beurteilen. Bei manchen Gehäusen ist nicht sicher gestellt, das der Encoder zu diesem berührungsfrei sitzt. In so einem Fall sollte man das Gehäuse an dieser Stelle mit einem Loch in vernünftiger Größe von ca. 10mm ausbohren um ausreichend Luft zu schaffen. Sobald nämlich die Schlitzschraube oder Kontermutter Kontakt mit dem Gehäuse bekommt, geht das „Kreischen“ trotz perfekt justiertem Encoder wieder los. Für eine solches Aufbohren müsste natürlich die DIN Buchse ausgelötet und danach wieder eingelötet werden.

Autor: Dietmar Henß

Abb. 1:  Blick auf das Widerlager mit der Schlitzschraube und Kontermutter
Abb. 2:  10 mm Bohrung im Gehäuse um Platz für das Widerlager zu schaffen
Abb. 3:  Das Widerlager sitzt nun frei und ohne Spannung im Gehäuse dank der 10 mm Bohrung
Abb. 4: Der aus dem Gehäuse entnommene Motor mit der gut sichtbaren Segmentscheibe (hinter den Kabeln)

Sensitivitätsanalyse der (einarmigen) tangentialen Barndoor-Montierung
Die tangentiale Barndoor-Montierung (tBDM) ist eine einfache, parallaktische Montierung. Die anderen Ausführungen (gleichschenklige BDM, BDM mit gebogener Achse, verschiedene Ausführungen der zweiarmigen BDMs) sind in ihrer Bauweise etwas komplexer, dafür ermöglichen sie eine verhältnismäßig genauere Nachführung.

In diesem Artikel soll beantwortet werden, wie sich Konstruktions-, Mess- und Nachführfehler bei der tBDM auf die Nachführgenauigkeit auswirken.

Aufbau des tBDM
Bei der tBDM wird eine längenveränderliche Achse L (üblicherweise eine Gewindestange) senkrecht zu einer zweiten Achse A angebracht. Die dritte Achse B wird über ein Gelenk mit der Achse A verbunden. Auf der Nordhalbkugel wird durch die Verlängerung von L die Achse B angehoben und dadurch ein Winkel Φ aufgespannt (s. Abb. 1). Das Ziel aller BDMs ist es, die Winkelgeschwindigkeit von Φ so genau wie möglich an die scheinbare Sterngeschwindigkeit ω von ca. 15°/Std. anzunähern. Der Winkel β beträgt bei der eigentlichen tBDM 90°. In dem hier diskutierten, verallgemeinerten Fall sollen beliebige, zeitlich konstante Winkel β zwischen 0° – 180° zulässig sein. L kann beispielsweise über einen Motor angetrieben und dadurch verlängert werden. Die Geschwindigkeit des Motors kann konstant oder veränderlich (sog. „Smart BDMs“) gehalten werden. In diesem Artikel soll angenommen werden, dass L mit einer konstanten Geschwindigkeit verlängert wird.

Nach der Grafik in der Abbildung 1 ergibt sich zum Zeitpunkt t:

Setzt man nun die Gleichungen (1a), (1b) und (1c) in die Gleichung (1d) ein, erhält man letztendlich Gleichung (1):
L(t) ist dabei die Länge von L zum Zeitpunkt t und A ist die Länge von A. Bei konstanter Längenänderung gilt:
l ist die konstante Längenänderungsgeschwindigkeit von L. Später sollen kleine Abweichungen in der Antriebsgeschwindigkeit untersucht werden. Daher wird hier
gesetzt (d = 1: keine Abweichung). (3) eingesetzt in (1) ergibt für eine BDM nach der Abbildung 1:

Wobei für eine perfekte tBDM (d = 1, β = 90°) gilt:
Anhand der letzten beiden Gleichungen ist zu erkennen, dass die Winkelgeschwindigkeit von Φ nicht konstant in t sein kann, so wie die tatsächliche Sterngeschwindigkeit ω. Das ist der so genannte inhärente Fehler der tBDM. Um den Wert für die Antriebsgeschwindigkeit l festzulegen, wird normalerweise folgendes Kriterium verwendet: Beim Start der Nachführung (d. h. Φ (t=0) = 0, die Montierung ist „geschlossen“) soll die Winkelgeschwindigkeit von Φ exakt mit der Sterngeschwindigkeit ω (Bogenmaß!) übereinstimmen.

Dazu bildet man die zeitliche Ableitung von Φ (t) aus Gleichung (4) zum Zeitpunkt 0 und setzt sie mit der siderischen Geschwindigkeit ω gleich. Man erhält dann für l:
Agemessen ist dabei die gemessene Länge von A. (6) eingesetzt in (4) ergibt:
Anhand von Gleichung (7) kann nun eine Sensitivitätsanalyse durchgeführt werden. Hier wurde exemplarisch eine tBDM mit A = 0,3 m untersucht. Eine größere Bauweise würde die Auswirkungen des Messfehlers etwas abmildern. Die Untersuchung umfasst Zeiten bis 1.200 s (20 min), da dies die typische maximale Nachführzeit einer tBDM darstellt. Bei der Sensitivitätsanalyse werden alle Parameter bis auf einen konstant gehalten und die Auswirkungen bei Änderungen des verbleibenden Parameters untersucht.

Sensitivität bei Konstruktionsfehler in β (d = 1, kein Messfehler in A)
Wird beim Aufbau der tBDM der senkrechte Winkel β der veränderlichen Achse L nicht eingehalten, ergeben sich die in der Abbildung 2 dargestellten Nachführfehler. Dargestellt ist außerdem der (inhärente) Nachführfehler einer idealen tBDM.

Es ist zu erkennen, dass kleine Fehler zu kleineren Winkeln (bis ca. -5°) zu einer genaueren Nachführung als bei einer perfekten tBDM führen. Erst noch kleinere Winkel führen zu einer ungenaueren Nachführung. Anders sieht es dagegen bei positiver
Winkelabweichung aus: Hier führt bereits jede Abweichung zu einer ungenaueren Nachführung als bei einer perfekten tBDM. Eine bessere Veranschaulichung findet sich bei [1].

Sensitivität bei Messfehler in A (d = 1, β = 90 °)
Wird die Länge der Achse A nicht korrekt gemessen, ergeben sich die in der Abbildung 3 dargestellten Abweichungen (Messfehler in A wirken sich auf den errechneten Wert der Antriebsgeschwindigkeit von L aus).

Hier führen kleine positive Messfehler (0 bis ca. +0,5 mm) in A zu einer genaueren Nachführung als bei einer perfekten tBDM. Alle anderen Abweichungen liefern eine ungenauere Nachführung als bei einer
idealen tBDM.

Sensitivität bei Abweichungen in der Nachführgeschwindigkeit l (β = 90 °, kein Messfehler in A)
Kann die Nachführgeschwindigkeit (z. B. die Motordrehzahl) nicht genau eingestellt werden, ergeben sich die in der Abbildung 4 dargestellten Abweichungen.

Es ist zu erkennen, dass Abweichungen von ca. 0 bis ca. +0,25% in der Motorgeschwindigkeit eine genauere Nachführung liefern als eine perfekte tBDM. Alle anderen Abweichungen führen zu eine ungenaueren Nachführung.

Fazit
Die tangentiale Barndoor-Montierung reagiert sehr empfindlich auf Konstruktions-, Mess- und Nachführgeschwindigkeitsfehler. Bereits Schwankungen in den Grenzen des Machbaren können die theoretisch maximal erreichbare Nachführgenauigkeit einer tBDM erheblich verringern. In der Praxis lassen sich Fehler nicht völlig vermeiden. Dabei können sich die Fehler gegenseitig teilweise kompensieren oder verstärken. Scheinbar identische tBDMs können eine sehr verschiedene Nachführqualität haben. Mit etwas Glück erhält man
aber auch eine BDM, die der tangentialen
Bauweise überlegen ist.

Autor: Benjamin Ohnmacht

Internetlink (Stand 19.3.2019):
[1] Nachführfehler der tBDM bei verschiedenen Winkeln β: www.youtube.com/watch?v=36yE6l2fvW8

Abb. 1: Schematischer Aufbau einer tBDM (tBdM β = 90 °)
Abb. 2: Nachführfehler bei Konstruktionsfehler in β
Abb. 3: Nachführfehler bei Messfehler in A
Abb. 4: Nachführfehler bei Abweichungen der Antriebsgeschwindgkeit

Meine Reisemontierung
Gemeinschaftliche Beobachtungstouren mit Freunden führten zu dem Wunsch, ein eigenes Teleskop dabei zu haben. Dieses sollte dann auch gleich für Reisen nutzbar sein. So begann ich mit der Konstruktion einer Montierung.

Das Teleskop sollte ein Semi-Apo-Triplett 100/600 mm (Kometenjäger-Bausatz) von BW-Optik sein.

  • Die Montierung musste (entsprechend meinen heutigen Möglichkeiten) mit einfachsten Werkzeugen (ohne Dreh- u. Fräsmaschine) herzustellen sein.
  • Ausreichende Stabilität und Funktionalität.
  • Das gesamte Fernrohr sollte für Reisen im Flugzeug leicht und kompakt sein und maximal in 2 Aluminium- Werkzeugkoffer zu transportieren sein.
  • Es sollte mit einer aufgesetzten Spiegelreflexkamera und einem 250 mm-Teleobjektiv Sternfeld-Fotografien mit fünfminütiger Belichtungszeit möglich sein.

Bei den Überlegung zur Konstruktion blätterte ich wiedermal in den Bauanleitungen des Buches von G. Roth „Refraktor-Selbstbau“, dass ich mir für den Bau meines Sternwartenteleskops gekauft hatte. In diesem Buch wird eine Holzmontierung für einen Zweizöller beschrieben. Da ich einen Metallberuf erlernt habe, beschloss ich die Ideen aus diesem Buch aufzugreifen und eine ähnliche Montierung aus Aluminium zu bauen.

Die nötigen Zeichnungen waren schnell gemacht und eine Stückliste zusammengestellt.

Die Montierung besteht im Wesentlichen aus Aluminiumteile der Größe 30 x 35 x 10 mm und 30 x 80 x 10 mm. Das Material wird im Vorrichtungsbau eingesetzt und wurde auf der Plattensäge mit ausreichender Genauigkeit geschnitten, sodass keine Nacharbeit der Schnittflächen nötig war. Die Einzelteile sind mit Senkkopfschrauben 4 x 20 mm (Innensechskant) verschraubt. Die Achsen bestehen aus Ermeto-Rohr 12 x 2 mm. Dieses Rohr wird Vorzugsweise für die Verrohrung von Hydraulikanlagen verwendet und hat einen Außendurchmesser mit der Genauigkeit von 0,01 mm. Dadurch konnten die Bohrungen in den Lagerböcken und den Klemmstücken für die Feineinstellung mit einer 12 mm Reibahle (Toleranz H7) auf einer einfachen Ständerbohrmaschine gebohrt werden. Die erreichte Genauigkeit und Stabilität ist erstaunlich gut. Die Wandstärke von 2 mm lässt es zu, dass in die Gegengewichtsachse ein M10-Innengewinde geschnitten werden kann, um sie mit einem Gewindestift an die Deklinationsachse zu schrauben. Die Feinbewegungen der Achsen werden mit M5- und M6-Gewindestifte realisiert, die mit Zugfedern gegen die Wiederlager gezogen werden. Dadurch ist der Nachführweg in Rektaszenzion allerdings auf ca. 10 min begrenzt. Danach muss die Klemmung gelöst und die Feinbewegung wieder zurück gedreht werden.

Bei der Rektaszensionsfeinbewegung habe ich das Prinzip der Klappmontierung (Tangential Barndoor-Montierung) für die Fotografie übernommen. (s. SuW 1/77) Der Hebelarm für die Feinbewegung ist mit 229 mm so lang gewählt, dass bei der Verstellung mit dem M6-Gwindestift mit 1 mm Steigung eine Minute Nachführung eine halbe Umdrehung entspricht. Um die Nachführung mit dem Sekundenzeiger der Armbanduhr zu vergleichen, ist an der Stellschraube eine Scheibe mit entsprechenden Markierungen angebracht. (Abbildung 3)

Die Schwalbenschwanzführung für das Teleskop besteht aus einer Grundplatte (180 x 40 x 10 mm) und seitlichen, um die Längsachse gebogenen Alu-Blechen. Diese werden mit zwei Flügelschrauben geklemmt. (Abbildung 2) Die Gegengewichte sind drei unbearbeitete unterschiedlich lange Wellenstücke aus Stahl. Die Okularablage besteht aus einer Sperrholzplatte.

Die Säule (Höhe bis 1,9 m) besteht aus 5 Stück ineinander zusammenschiebbaren Alu-Rohren. (Abbildung 4) Es sind Halbzeuge die u. a. für Papierwalzen Verwendung finden. Die Rohre (Walzenrohr-AWU) sind in passenden Abmessungen lieferbar, sodass nur der Außendurchmesser um 0,2 – 0,3 mm abgedreht werden musste. Die Rohre haben Außendurchmesser von 90 mm (Formstücke für die Ständer) bis 40 mm. (oberes Teilstück) Die Länge des längsten Rohres (oberes Teilstück) richtet sich mit 600 mm nach der Größe des Alu-Koffers. Um Gewicht zu sparen, nimmt die Länge der einzeln Rohre nach unten ab. Die Klemmringe sind aus Stahl gefertigt. Die vorher verwendeten Alu-Ringe waren den Belastungen nicht gewachsen und sind gerissen. (Abbildung 4)

Die Füße sind zum Ausrichten der Säule verstellbar. Die Klemmung der verstellbaren Füße erfolgt tangential durch zusammendrücken der Gewinde. Auf einen M10-Gewindestift wurde unten eine Hutmutter aufgeschraubt, um eine kugelförmige Oberfläche zu den Fußtellern zu bekommen. (Abbildung 5)

Mit dem Schweißen wurde ein Karosseriebauer beauftragt. Die Montierung hat ein Gewicht von ca. 12 kg und hat ca. 200 EUR gekostet.

Die Koffer
Es ist alles enthalten, was für die Exkursion benötigt wird. Teleskop mit Bino, Zenitprisma und Okulare, Sonnenfilter (Baaderfolie), Himmelsatlas, ICSRedscan zum Kartenlesen, Montierung, Wasserwaage, Taschenlampen, bis hin zu Taschenwärmern für kalte Nächte. (Abbildung 7) Das Teleskop ist in ca. 15 Minuten aufgebaut und ausgerichtet.

Die Polausrichtung
Um die Montierung zum Nordpol auszurichten, werden die Deklinations- und Rektaszensionsachse gegen Anschläge geklappt. (Bildmitte in den Abbildungen 2 u.3). Dadurch werden die Achsen zur optischen Achse des Teleskops ausgerichtet. Der Gesichtsfelddurchmesser beträgt bei meinem Refraktor bei 24-facher Vergrößerung ca. 2°. Daher wird der Polarstern entsprechend seiner Stellung zum Himmelspol und der Bildumkehrung im Fernrohr am Gesichtsfeldrand eingestellt. (Abbildung 6)

Fazit
Alle o. g. Forderungen konnten bei der Montierung weitestgehend erfüllt werden. Lediglich das Verbindungsstück Montierung-Säule und die Rohre der Teleskopsäule mussten auf die Drehmaschine, um den Außendurchmesser zu verkleinern. Die Montierung wird bei der Beobachtung mit ca. 5,5 kg, bei der Fotografie mit ca. 6,0 kg belastet. Die Schwingungen der Montierung wurden durch die Seilabspannungen deutlich reduziert. Die Praxis hat aber gezeigt, dass ich sehr oft mit eingeschobener Säule im Sitzen beobachte. Auch bei der Fotografie schiebe ich das obere Säulenrohr ganz ein. Bei der visuellen Beobachtung wie auch fotografisch erfüllt die Montierung seitens der Stabilität und bei der Nachführung von Hand ihren Zweck in vollem Umfang. Bei der Verwendung des Refraktors mit Fadenkreuzokular als Leitfernrohr ist die Nachführung sehr einfach. Das beleuchtete Fadenkreuzokular ist schon Bestandteil der Fotoausrüstung. Nachteilig ist die kompakte Bauweise der parallaktischen Montierung. Es ist schwierig die Klemmungen mit Handschuhen zu bedienen.

Autor: Hubert Hermelingmeier

Abb. 1:  Die Reisemontierung mit einem kleinen Refraktor
Abb. 2: Ansicht der Montierung von rechts
Abb. 3: Ansicht der Montierung von links. ekennbar ist die Scheibe mit der Zeitskala für die Nachführung
Abb. 4: Die Teleskopsäule
Abb. 5: einer der Fußteller
Abb. 6: Das Prinzip der Polausrichtung
Abb. 7: Die Alu-Koffer, links der Koffer mit der Montierung
Abb. 8: Die Montierung im Einsatz bei einer Beobachtungsexkursion

Gedanken zu einer stabilen Montierung
Bei der Durchsicht meiner Unterlagen ist mir etwas in die Hände gefallen, über das ich mir vor 12 Jahren Gedanken gemacht habe. Die Idee war, eine möglichst leichte und trotzdem sehr stabile Montierung zu erreichen. Üblicherweise werden mehr oder weniger große Achsen verwendet, diese entfallen hier. Stattdessen werden zwei möglichst große kranzförmige Rollenlager verwendet.

Die Gehäuse der Montierung sind dabei würfelförmig (Abb. 1), Aluminiumguss wäre wohl die erste Wahl. Alternativ könnte man auch miteinander verschraubte Aluminiumplatten nehmen (Abb. 2).

Als Lager bieten sich sogenannte Kreuzrollenlager an (Abb. 3). Diese eignen sich hervorragend für Drehgelenke von Industrierobotern, Messmaschinen und Werkzeugmaschinen. Die Rollen sind dabei kreuzweise versetzt und werden durch Distanzstücke auf Abstand gehalten. Durch die 90°-Anordnung der Rollen können sowohl radiale als auch axiale Kräfte aufgenommen werden. Ein Standardlager mit den Maßen 100 mm x 70 mm x 13 mm ist beispielsweise für eine Radialbelastung von 27 kN ausgelegt. Das ist ein hoher Wert, den man bei astronomischen Instrumenten niemals erreichen wird. Man stelle sich vor, das Lager könnte man mit einem Gewicht von 2.700 kg belasten (Abb. 4). Geht man von einer Gesamtzuladung von 100 kg und einer würfelförmigen Gehäusekante von 120 mm aus, wäre auch die Momentbelastung noch immer weit unter der Belastungsgrenze.
Der Innen- bzw. Außenring ist bei einem Kreuzrollenlager geteilt, damit Rollen und Distanzstücke befüllt werden können. Sie sind ab einem Durchmesser von ca. 40 mm bis über einen Meter lieferbar. Alternativ zu den Kreuzrollenlagern könnte man auch doppelreihige Schrägkugellager verwenden. Auch diese sind im eingebauten Zustand leicht vorgespannt und laufen deshalb spielfrei. Allerdings sind diese Lager um einen Faktor 3-4 weniger steif als die Kreuzrollenlager.

Vielleicht will der eine oder andere Sternfreund diese Idee aufgreifen, um sich eine Montierung zu bauen. Ein geschickter Konstrukteur wäre durchaus in der Lage, der idealen Montierung nahezukommen. Das heißt im konkreten Fall, dass eine möglichst steife Montierung bei minimalem Gewicht erreicht wird.

Autoren: Hilmar Ganser (Skizzen) und Herbert Zellhuber (Text)

Abb. 1: Die würfelförmigen Gehäuseteile sind innen hohl und so dimensioniert, dass sie eine möglichst hohe Steifigkeit besitzen. Die Montierung hat nur zwei Kreuzrollenlager, auf herkömmliche Achsen kann deshalb verzichtet
werden. (Hilmar Ganser)

Abb. 2: Alternativ könnte man die Gehäuse auch aus miteinander verschraubten Aluminiumplatten herstellen. (Hilmar Ganser)

Abb. 3: Schnittzeichnung von einem Kreuzrollenlager (THK, Japan)
Abb. 4: Die verschiedenen Belastungen an einem Kreuzrollenlager (Herbert Zellhuber)

Eine kleine Deutsche Montierung mit je einem Vierpunktlager pro Achse
Wer sich mit dem Selbstbau einer parallaktischen Montierung beschäftigt, kommt um eine Frage garantiert nicht herum: Welche Lager sollen verwendet werden? Natürlich gibt es sehr viel mehr Details, die gelöst werden müssen – aber die Wahl der Lager ist verantwortlich für die wichtigsten, physikalischen Größen einer Montierung: Größe, Gewicht und Tragkraft.

In den meisten Montierungen, die kommerziell am Markt erhältlich sind, findet man hauptsächlich Kegelrollenlager und Rillenkugellager in den unterschiedlichsten Variationen und Kombinationen (selten Nadellager, z. B. Losmandy) – selbst bei teuren Montierungen. Es ist auch verständlich, dass kommerziell solche Lager verbaut werden. Denn sie sind relativ preiswert und tun bei guter Anordnung und passgenauer Montage und Qualität ihren Dienst. Diese Lager haben aber – mal abgesehen von Nadellagern – einen Nachteil: Der Wellendurchmesser ist im Verhältnis zum Außendurchmesser bauartbedingt eher gering. Das bedeutet, dass man recht massive Montierungen bei verhältnismäßig geringem Wellendurchmesser erhält. Beispiel: Ein Standard-Kegelrollenlager mit ca. 90 mm Außendurchmesser hat einen Wellendurchmesser von maximal 55 mm. Das Gleiche gilt für Rillenkugellager. Nadellager schneiden in diesem Punkt besser ab, jedoch müssen bei Verwendung solcher Lager im Montierungsbau die Wellen zusätzlich axial gelagert werden. Die Kosten für diese Lager belaufen sich pro Stück auf ca. 60 bis 80 Euro. Benötigt werden bei Verwendung solcher Lager mindestens zwei Stück pro Achse. Aber es gibt Alternativen.

Ich wollte eine kleine, leichte und dennoch tragfähige Montierung bauen. Immerhin wollte ich mindestens einen 10-Zoll-Newton mit ca. 13 kg sicher und fotografisch betreiben. Ich weiß, für manche klingt das nach nicht viel – 13 kg. Aber mit einer „kleinen“ Montierung? Bei der Recherche nach passenden Lagern war ich zunächst den so häufig verwendeten Kegelrollen- und Rillenkugellagern erlegen. Aber mir passte das Verhältnis Wellen- zu Außendurchmesser nicht. Ich wollte einen gelagerten Wellendurchmesser von ca. 75 mm realisieren und einen Außendurchmesser der Montierung von maximal 100 mm. Unter diesen Kriterien fielen sämtliche Lager konsequent durch. Also recherchierte ich weiter und fand diese Vierpunktlager oder auch „Drahtwälzlager“, wie sie bei der Firma Franke GmbH heißen.

Diese Lager sind im eigentlichen Sinn keine Lager, sondern Lagerelemente. Sie bestehen aus zwei inneren und zwei äußeren geschliffenen Laufringen und einem Kunststoffband mit den Kugeln (Abb. 1). Das Element wird also direkt in die Konstruktion integriert (in Gehäuse und Welle). Bei meiner Montierung habe ich mich für Lagerelemente LEL mit einem Kugelkreisdurchmesser von 75 mm entschieden. Die Berechnungen der Fa. Franke ergaben folgende Belastungswerte – statisch axial: 14.670 N; statisch radial: 6.903 N; Kippmoment: 259 Nm. Das bedeutet, dass die maximale Kippbelastung 26,4 kg bei einer Hebellänge von einem Meter betragen darf. Die am meisten durch Kippmoment belastete Achse einer Deutschen Montierung ist die Stundenachse, da hier im Gegensatz zur Deklinationsachse keine Gegengewichte angebracht werden. Bei meiner Selbstbaumontierung beträgt die Länge des „internen Hebels“ (Distanz Stundenachslager zum Schwerpunkt der Nutzlast) 85 mm. Das bedeutet eine theoretische Belastbarkeit von ca. 155 kg ohne Gegengewichte (Rechnung: 26,4 kg/0,085 m/2 = 155,3 kg), wenn man die Montierung mit Polhöhe 0°, also am Erdäquator, einnorden muss. Diese Daten sind beruhigend.

Als eine frühere Version hatte ich im Jahr 2008 eine Montierung mit einem solchen Lagerelement nur in der Stundenachse gebaut, Grundwerkstoff war Aluminium. An dieser gab es aber einige Schwächen, die Bauteile wie Schneckengetriebene und Schneckenlagerung betrafen. Zum Beispiel waren dort Schneckengetriebe einer Vixen GP verbaut. Diese sind zwar recht genau, jedoch nicht groß belastbar. Hier musste unbedingt eine andere Lösung her. Ziel waren Schneckenräder aus Bronze mit 144 Zähnen, Modul 0,7 (Durchmesser dann ca. 102 mm) und die Schnecken sollten aus Edelstahl sein. Die Verwendung der Vierpunktlager stand jedoch außer Frage. Da ein Umbau der bestehenden Montierung nicht in Betracht kam, nahm ich im Juni 2011 eine komplette Neukonstruktion in Angriff, wobei der Grundansatz des Aufbaus annähernd gleich geblieben ist: eine Polhöhenwiege mit zwei stabilen, geschlossenen Seitenteilen und darauf aufbauend das eigentliche Achsenkreuz. Hauptschwerpunkte bei der Konstruktion waren: die sinnvollste Positionierung der Lagerelemente sowie Schneckenräder in nächster Nähe zum Lager bei möglichst kurzen Hebellängen zum Massenschwerpunkt. Und die Montierung sollte klein und leicht werden. Es war mir von vornherein klar, dass die Montierung nicht der theoretisch berechneten Belastung von 155 kg Teleskopgewicht standhalten wird. Aber 20 bis 30 kg sollten es schon sein. Hier kann man sich streiten, ob es sinnvoll ist, mit einer kleinen, leichten Montierung große Teleskoplasten befördern zu wollen. Ich persönlich stehe aus
Erfahrung jedoch nicht auf dem Standpunkt „groß + schwer = stabil“.

Die Abbildung 2 zeigt zunächst die komplett fertige Konstruktion der Montierung als Übersicht, die Abbildung 3 zeigt eine Explosionsdarstellung mit allen Teilen (ohne Schrauben). Grundmaterial ist wieder Alu. Ursprünglich wollte ich mit der Stundenachslagerung so nah wie möglich an den Schwerpunkt der Nutzlast, der sich ja im Schnittpunkt Stunden-/Deklinationsachse befindet. Also positionierte ich diese zunächst über der „Grundplatte RA“. Aber dann wäre mir das Schneckenrad zu weit vom Lager entfernt gewesen, da ich für dieses samt Antrieb über der Grundplatte keinen Platz mehr hatte. Also verlagerte ich das Ganze im Design unter die Grundplatte mit dem Ergebnis, dass das Lager 85 mm vom Schwerpunkt der Nutzlast entfernt ist. Diesen internen Hebel von 85 mm vom Lager zum Schwerpunkt nahm ich, nach den hier zuvor dargelegten Berechnungen, in Kauf. Dafür gewann ich eine Distanz vom Lager zum Schneckenrad von gerade mal 16 mm. Das Gleiche gilt für die Deklinationsachse, auch hier ist das Schneckenrad nur 16 mm vom Lager entfernt. Wie aber integriert man nun ein solches Vierpunktlager praxisnah in die Konstruktion?

Eigentlich ist das vom Prinzip her sehr einfach, wenn auch bei der Umsetzung aufwändig. Dieser Aufwand scheint mir auch der Grund zu sein, warum bei Selbstbauten von der Verwendung solcher Lager Abstand genommen wird und auch, warum solche Lager in kommerziellen Montierungen nicht zu finden sind. Denn die Lagerelemente müssen exakt eingepasst werden, damit sie das halten, was sie versprechen.

In der Konstruktion wird zunächst die Position der Lager festgelegt. Dann wird entschieden, welches Bauteil geteilt ausgeführt werden muss, um das Lager überhaupt montieren zu können. Bei mir waren es bei allen Ausführungen die äußeren Lagerschalen. Das sind die Bauteile, die die äußeren Laufringe des Lagerelements aufnehmen. Die Abbildung 4 zeigt den grundsätzlichen Aufbau der Lagerung der RA-Welle (Stundenachswelle). Zu sehen ist die „Grundplatte RA“, an der mittels sechs Schrauben M6 die beiden äußeren Lagerschalen befestigt werden, eine obere und eine untere. Beide Lagerschalen bilden das sog. äußere „Drahtbett“. Die Trennfläche der beiden Lagerschalen ist die spätere „Abstimmfläche“. Das gesamte Drahtbett hat bei den verwendeten Lagerelementen eine Höhe x Breite von 5,9 x 5,9 mm (s. a. Abb. 5). Die RA-Welle ist ungeteilt ausgeführt und hat einen Durchmesser von 74,50 mm. Am Außendurchmesser der RA-Welle befndet sich dann das innere Drahtbett mit Höhe 5,9 mm und Durchmesser 69,1 mm (Kugelkreisdurchmesser -5,9 mm). Dies muss so genau wie möglich und ohne Umspannen genau auf Maß gefertigt werden. Die Lagerschalen müssen ebenfalls sehr genau gefertigt werden, besonders der Durchmesser des Drahtbettes: 80,9 mm (Kugelkreisdurchmesser +5,9 mm). Die Abstimmflächen und das gesamte Drahtbett sollten ebenfalls ohne Umspannung gefertigt werden. Für eine Lagerschale wird die Höhe des Drahtbettes genau auf Maß gefertigt: 2,95 mm (5,9 mm/2). Die zweite Lagerschale erhält in der Höhe für das Drahtbett ein Übermaß von ca. +0,10 mm. Beide Lagerschalen erhalten einen „Index“ (eine Markierung), damit sie bei der Montage immer gleich, und nicht verdreht, montiert werden. Wenn die Teile fertig sind, wird das Ganze mit dem Lagerelement zusammengebaut und das Spiel geprüft. Zu erwarten ist, dass es ein Spiel gibt. Wenn dies der Fall ist, wird die Lagerschale mit Übermaß bearbeitet, indem die Höhe des Drahtbettes durch Materialentnahme von der Abstimmfläche verringert wird. Dazu muss diese Lagerschale wieder peinlichst genau auf einem Schleiftisch oder einer Drehbank ausgerichtet werden. Referenz ist die Abstimmfläche. Hier sind Messuhren unbedingt erforderlich. Je nachdem wie groß das Spiel beim ersten Test ausgefallen ist, wird nun von der Abstimmfläche (Abb. 5) Material abgenommen und somit das Spiel des Lagers verringert. Hierbei muss mit äußerster Sorgfalt vorgegangen werden, da – wenn zu viel Material entnommen wird – das Lager beim nächsten Zusammenbau klemmen könnte. Abhilfe schafft in diesem Fall nur eine Neufertigung der Lagerschale oder der Einsatz von dünnen Abstimmplättchen, die zwischen die Lagerschalen positioniert werden können – wenn die Laufringe beim Zusammenbau nicht beschädigt wurden!
Auf diese Art kann es sein, dass man das Lager dreimal und öfter zusammenbaut und prüft. Die Abstimmung des Lagers kann also einige Zeit in Anspruch nehmen. Aber dieser Aufwand lohnt sich.

Das Design für die Montierung stand Juni 2012 fest und war so gut wie endgültig. Daraufhin bestellte ich ein zweites Lagerelement LEL bei der Fa. Franke GmbH. Eines hatte ich ja schon, das war aber in meiner ersten Selbstbaumontierung verbaut, die nun zerlegt werden musste. Die Schneckenräder und Schnecken gab es, so wie ich sie benötigte, nicht vom Band. Also nahm ich Kontakt zur Fa. Kremp Wetzlar auf und fragte dort die Verzahnung von Rohlingen an, die ich selbst fertigen konnte. Die positive Rückmeldung veranlasste mich dann zu weiteren Materialbestellungen und die Fertigung konnte im Juli 2012 starten. (Anm. d. Red.: im Folgenden stehen „RA“ für die Stundenachse und „DE“ für die Deklinationsachse der Montierung.)

Zunächst wurden die Grundplatte RA, die Lagerschalen und die RA-Welle gefertigt. Danach die Welle in RA für die Grobverstellung und der „RA-Kopf“ – dort wird später das DE-Gehäuse aufgeschraubt (Abb. 6 u. 7). Die Gesamthöhe der RA-Sektion beträgt im Zusammenbau 91 mm, der Durchmesser des RA-Kopfes 100 mm. Das Lager wurde bei diesem Fertigungsstand aber noch nicht zu 100 % eingestellt, das kommt später, wenn die Montierung fast fertig ist. Die Welle für die Grobverstellung RA ist aus Messing, gleitend in der RA-Welle gelagert und in zusammengebautem Zustand mit dem RA-Kopf verschraubt.

Weiter ging es mit der DE-Sektion. Hier wurden nicht – wie in RA – zwei äußere Lagerschalen gebaut, sondern nur eine. Das Drahtbett für den zweiten Laufring wurde in das DE-Gehäuse integriert (Abb. 8). Zur Einstellung des Lagerspiels wurde die Abstimmfläche der Lagerschale bearbeitet. Die Welle für die Grobverstellung DE besteht aus Alu, die gleitend in zwei Messingbuchsen gelagert ist, welche sich in der DE-Welle befinden. Die Abbildung 9 zeigt den Zusammenbau der DE-Sektion, auch hier noch ohne Schneckenrad. Der Durchmesser beträgt 100 mm, die Länge über alles ca. 161 mm. Hier ist das Lagerspiel schon eingestellt. Die Vorgehensweise zur Einstellung des Spiels schildere ich weiter unten im Verlauf dieses Berichtes an der RA-Achse.

Als Nächstes mussten die Rohlinge für die Schneckengetriebe gefertigt werden. Die Verzahnung sollte Modul 0,7 sein und die Zähnezahl der Schneckenräder 144, da ich die Motoren und GOTO-Steuerung einer SynScan EQ5 verwenden wollte. Den notwendigen Durchmesser der Rohlinge kann man zwar berechnen, ich fragte aber zur Sicherheit noch mal bei Herrn Kremp nach. Wie sich herausstellte, war das eine gute Idee. Mir wurde der Rat gegeben, die Rohlinge mit einem Aufmaß von 0,15 mm im Durchmesser zu fertigen. Des Weiteren schlug mir Herr Kremp vor (Fa. Kremp, Wetzlar) die Schneckenräder doch besser jeweils komplett auf der Welle montiert zu verzahnen, um einen besseren Rundlauf zu erhalten. Das waren natürlich wertvolle Hinweise, die ich gerne entgegennahm. Also machte ich mich an die Arbeit und fertigte die Rohlinge. Die Abbildung 10 zeigt die Rohlinge der Räder aus Bronze komplett auf der jeweiligen Welle montiert, so wie sie verzahnt werden sollten. Die Abbildung 11 zeigt die beiden Schneckenrohlinge, Stand September 2012.

Nach einer eineinhalbjährigen Pause, Ende März 2014, konnte dann die Verzahnung in Auftrag gegeben und die Montierung weitergebaut werden. Es fehlten noch die Polhöhenwiege, Schnecken- und Motorlager; das DE-Gehäuse war auch noch nicht ganz fertig. Und vor allem musste das Lagerspiel der RA-Achse noch eingestellt werden. Die Wellen waren jetzt jedoch erst einmal zum Verzahnen unterwegs. Aber es gab ja genug zu tun, bis diese wieder zurückkommen würden.

Zunächst wurde die Polhöhenwiege gefertigt, dann ging es an die finale Bearbeitung des DE-Gehäuses. Als das fertig war, konnte man sich die Montierung das erste Mal halbwegs komplett ansehen, um einen Gesamteindruck zu bekommen. Die Abbildung 12 zeigt die Montierung, im Hintergrund liegt ein 6-Zoll-f/6-Newton. Am 15. Mai 2014 kamen die sehnlichst erwarteten Schneckengetriebe zurück. Auf den ersten Blick sahen die Schnecken und Schneckenräder sehr gut aus. Ich habe die Montierung testweise zusammengebaut (Abb. 13) und konnte nun auch das Lagerspiel der RA-Achse prüfen. Da gab es natürlich ein leichtes Spiel. Die Montierung wurde wieder zerlegt und von der Abstimmfläche der unteren Lagerschale wurden ca. 0,05 mm abgenommen. Dann wurde das Lager wieder zusammengebaut und erneut geprüft.

Mit dem Prüfen des Spiels ist das so eine Sache. Ich hatte keine ausreichenden Vorrichtungen, um das Spiel objektiv zu messen, sondern musste es erfühlen. Beim Abstimmen der Lagerschale musste ich mich dann herantasten. Die Lagerschale der RA-Achse habe ich zweimal abstimmen müssen (jeweils um ca. 0,05 mm), bis ich mit dem Spiel zufrieden war.

Weiter ging es mit der Fertigung der Schnecken- und Motorlager. Die Schnecken sind radial mit je zwei Rillenkugellagern versehen, die sich in entsprechenden justierbaren Lagerböcken befinden. Axial laufen die Schnecken gegen Anlaufscheiben und Einstellbuchsen aus Messing mit Außengewinde M12 x 0,5. Mit diesem feinen Gewinde kann man das axiale Spiel der Schnecken sehr schön einstellen. Dann kamen noch Kleinigkeiten wie Achsklemmungen, Verkleidungen etc.

Am 23. Mai 2014 war es dann endlich so weit: Die Montierung steht auf der Säule und trägt meinen 10-Zoll-Newton mit einem Eigengewicht von ca. 13 kg und 8 kg Gegengewichten (Abb. 14). Das Gewicht der Montierung selbst beträgt ca. 10 kg. Natürlich wackelte ich vorsichtig an dem Setup herum und war selbst überrascht, wie stabil das Ganze war. Eigentlich wackelte gar nichts. Dann prüfte ich, ob die Antriebe ihren Sinn erfüllen. Dazu wurde die Montierung zunächst vorsichtig mit den Richtungstasten der Handbox bewegt, erst langsam, dann immer schneller, bis ich bei GOTO-Geschwindigkeit war. Als auch das alles in Ordnung war, beschloss ich den Newton per GOTO auf Regulus zu richten. Dazu musste die Montierung das Fernrohr jeweils ca. 90° um die RA- und DE-Achse in GOTO-Geschwindigkeit bewegen. Ich gab die passenden Parameter ein und los ging’s. Anstandslos brachte die Montierung das Teleskop in Position. Das bedeutet: Test 1 bestanden. Seitdem heißt die Montierung „α Leonis“.

Der Sommer 2014 war wetterbedingt leider nicht besonders geeignet, um Astronomie zu betreiben. Obwohl es schon erste Nachführtests gab, die vielversprechend waren, musste ich bis zum 21. September 2014 warten, bis die α Leonis das erste Mal zeigen durfte, was sie zunächst mit einem kleinen ED80 kann. Als fotografisches Objekt wählte ich Barnard 142/143 aus, zwei benachbarte Dunkelnebel, auch bekannt als „Barnards E“ im Adler. Finale Rohbilder konnte ich am 26. September 2014 sammeln. Das Ergebnis ist in der Abbildung 15 zusehen. Die Nachführung durch den 60 mm/238 mm-Sucher via PHD und ALCCD5 war mit einer Abweichung von ca. 2 Bogensekunden mehr als zufriedenstellend. Demnächst werden größere Teleskope zum Einsatz kommen.

Fazit
Die Verwendung von Vierpunktlagern hat Vor- und Nachteile. Die Vorteile liegen klar auf der Hand und überwiegen nach meiner Auffassung die Nachteile bei Weitem, die lediglich im Arbeitsaufwand und in den etwas höheren Anforderungen an die Präzision bei der Fertigung liegen. Die Lagerelemente sind nicht „besser“ als andere Lager oder -kombinationen. Erfahrungsgemäß kann ich sagen, dass die Lagerelemente in Alu verbaut sehr „tolerant“ sind, auch wenn man beim Abstimmen etwas zu viel Material abgenommen hat, da Alu relativ weich ist. In den Technischen Informationen der Fa. Franke GmbH, die auf deren Webseite kostenlos erhältlich sind, wird wegen Setzverhalten sogar eine Vorspannung empfohlen. Aber man sollte es natürlich nicht übertreiben. Ich kann jedem ambitionierten Selbstbauer nur Mut machen, die Verwendung solcher Lager in Betracht zu ziehen.

Danksagung
Der größte Dank gehört meiner lieben Frau. Ohne ihr Verständnis wäre das Projekt nicht umsetzbar gewesen. Mein Dank gilt weiter der Firma Franke GmbH für die freundliche Beratung und die Berechnungen der Lager. Mein Dank gilt nicht zuletzt der Firma Kremp, Wetzlar, für die freundliche Beratung und die sehr gute Arbeit.

Autor: Matthias Muttersbach


Abb. 1: Das Lagerelement LEL. Oben links zwei äußere, oben rechts zwei innere
geschliffene Laufringe. Unten das Kunststoffband mit 31 Kugeln.
Abb. 2: Die fertige Konstruktion der Montierung, so wie sie gebaut werden soll.
Abb. 3: Eine  Explosionsansicht der Montierung mit allen Bauteilen (ohne Schrauben)
Abb. 4: Lagerung der Stundenachswelle (RA-Welle)
Abb. 5: Detaillierte Ansicht der Lagerung in Stunde
Abb. 6: Von links nach rechts: RA-Kopf, RA-Welle mit Drahtbett, Grundplatte RA, obere, untere Lagerschale, Grobverstellung RA (aus Messing, gleitend in der RA-Welle gelagert). (RA bezieht sich auf die Stundenachse)
Abb. 7: RA-Achse (Stundenachse) zusammengebaut, noch ohne Schneckenrad

Abb. 8: Von links nach rechts: DE-Kopf, Lagerschale, DE-Welle mit Drahtbett, DE-Gehäuse, Grobverstellung DE (aus Alu, gleitend in Messingbuchsen in der DE-Welle gelagert) mit Abschlussplatte. (DE bezieht sich auf die Deklinationsachse)
Abb. 9: DE-Achse (Deklinationsachse) zusammengebaut, noch ohne Schneckenrad
Abb. 10: Die Rohlinge der Schneckenräder aus Bronze komplett auf der jeweiligen Welle montiert (links DE-, rechts RA-Welle). Die Räder wurden so auf den Wellen montiert verzahnt.
Abb. 11: Die Schneckenrohlinge aus Edelstahl
Abb. 12: Die Montierung halbwegs zusammengebaut, im Hintergrund liegt ein 6-Zoll-f/6-Newton als Größenvergleich
Abb. 13: Montierung testweise zusammengebaut, ohne Schneckenlagerungen und ohne Verkleidungen
Abb. 14: Die fertige Montierung trägt meinen 10-Zoll-Newton mit einem Gewicht von ca. 13 kg plus 8 kg Gegengewichte. Die Montierung selbst wiegt ca. 10 kg und heißt jetzt „α leonis“
Abb. 15: Barnard 142/143 vom 26.09.2014 durch ED80 auf α leonis. Nachführung durch Sucher 60 mm/238 mm, PHD und ALCCD5; Abweichung: ca. 2 Bogensekunden

Der Knick in der Säule
Als Astrofotograf fragte ich mich im Laufe des Sommers 2016, was meine nächste Entwicklungsstufe in meinem Hobby sein könnte. So kam mir schnell die Idee, statt ein noch größeres Teleskop zu kaufen, mein bisheriges C11 durch ein weiteres Baugleiches zu ergänzen. So könnte ich mit zwei parallel fotografierenden Teleskopen in einer Nacht mehr Bilder sammeln.

Um mir als sparsamer „Lipper“ das Geld einer weiteren Montierung für das zweite C11 zu sparen, plante ich nun, beide auf meiner EQ6-Montierung unterzubringen.
Ich brachte meine Montierung mit zum Sommerfest 2016 der astronomischen Arbeitsgemeinschaft Geseke und diskutierte meine Ideen mit den anderen Sternfreunden unseres Vereins. Peter Becker bot sich hilfsbereit an, mir einen Adapter an seiner Drehbank zu fertigen. Wie von Peter Becker nicht anders gewohnt, war das Teil in Kürze fertig gestellt, passte perfekt und sah zudem noch besser aus als die Originalteile meiner Montierung.

Abb. 1: Die Knicksäule mit zwei C11-Teleskopen und einem Leitrohr
 

Abb. 2: Schrauben zur horizontalen Ausrichtung auf der Säule

Der nächste Schritt war die Entwicklung einer Knicksäule (Abb. 1). Denn bei einer normalen geraden Säule oder einem Stativ stößt das untere Teleskop an. Zunächst berechnete ich die Dimension und Steifigkeit der Säule, um die Schwingungen und Verbiegungen möglichst zu kompensieren. Da die Knicksäule aber auch nicht zu groß und schwer werden sollte (maximal 40 kg), war ein gewinkelter Stahlträger (HEM-100) das Optimale. Dann zeichnete ich eine Skizze dieser Knicksäule und beauftragte einen Stahlbauer, diese für 280 Euro zu beschaffen.

Abb. 3: Links: Polhöhenwiege
 

Abb. 4: Unten: Spannschloss zur Ausrichtung der Teleskope

Kurz vor Weihnachten bekam ich dann die Knicksäule, die auf mein bisheriges Stativ aufgeschraubt werden konnte. Es folgten einige Stunden Eigenarbeit mit Flexen, Sägen, Bohren und Gewindeschneiden, um die Montierung mit der Knicksäule zu verbinden. Den Spielraum der Polhöhenwiege legte ich so aus, dass ich den Himmelsnordpol von Südspanien bis Finnland anpeilen kann. Mir war aber klar, dass durch Materialbiegung beide Teleskop nie exakt auf dieselbe Stelle am Himmel schauen, also leicht schielen. Dieses Problem löste ich pragmatisch mit einem Spannschloss (Abb. 4) zwischen beiden. Im Nachhinein ist die Lösung sogar stabiler als ein Teleskop allein.

Abb. 5: Adapterzeichnung: 
Adaption eines zweiten Teleskops an der Gegengewichtsseite einer EQ-6-Montierung 
(Grafk: Peter Becker, Astronomische   Arbeitsgemeinschaft Geseke, 2016)
[Zeichnung drucken]

Autor: Peter Köchling

Maßnahmen zur Verbesserung eines Bresser-Maksutov-Fernrohres
Das Bresser-MAK 127/1900 ist für seinen Preis gesehen ein brauchbares Gerät, doch ein Freund von mir war mit der Schärfe nicht zufrieden und bat mich um Hilfe. Wir trafen uns und besprachen das Problem.

Bei der Begutachtung des Gerätes fiel mir auf, dass der Anschluss (Abb. 1) für das okularseitige Zubehör aus einem Aluminiumteil bestand, dieses jedoch in einem

Abb. 1:   Anschluss für das okularseitige Zubehör (Pfeil rot)

Plastikdeckel saß (Abb. 2). Wenn nun Zubehör an das Teleskop geschraubt wurde, bog sich das Plastikteil je nach Gewicht mehr oder weniger durch. Als ich einen Justierlaser in den Okularstutzen steckte und diesen einschaltete, genügte ein leichter Druck irgendwo an diesem Plastikdeckel, um den Laserstrahl deutlich aus der Bahn zu bringen. Ohne diese Instabilität aus der Welt zu schaffen, machte eine Justage des Gerätes wenig Sinn. Zudem fiel auf, dass der okularseitige Anschluss überhaupt nicht mit dem Fangspiegel (Abb. 3) auf der Meniskuslinse fluchtet. Hier wurde aus diesem Grunde eine Justiermöglichkeit mit eingeplant.

Abb. 2:   Der rückseitige Plastikdeckel des Teleskops 

Die erste Überlegung ging in die Richtung, dass der Plastikdeckel in Aluminium nachgebaut wird und dadurch justierbar gemacht werden könnte. Doch das war meinem Freund zu aufwändig und vom Material zu teuer, so dass mir eine andere Variante einfiel. Es wurde letzten Endes eine Art Aluminiumplatte, welche den originalen Anschluss aufnehmen und justierbar mit der inneren Rückwand befestigt werden kann. Die Arbeit konnte beginnen. Zuerst wurde der Fokussierknopf (Abb. 4) abgeschraubt. Dabei fiel auf, dass alle Schrauben in Zoll und als Innensechskant ausgeführt sind. Ein zölliger Inbusschlüsselsatz (Innensechskantstiftschlüsselsatz, um genau zu sein) sollte für diese Arbeit vorhanden sein. Einmal in der Hand gehalten fragt man sich, warum an dieser Stelle so gespart wurde. Dieses Teil ließ sich in alle Richtungen ohne viel Kraft verbiegen. Der aus Aluminium bestehende Anschluss für das okularseitige Zubehör ist am gegenüberliegenden Ende mit einer großen Mutter (Überwurfmutter) befestigt. 

Abb. 3:  Fangspiegel bzw. Sekundärspiegel (Pfeil rot) 

Diese selbst ist mit einem kleinen Gewindestift gegen Verdrehen gesichert. Nach Lösen konnte die Mutter abgedreht werden. Was ist zu sehen? Drei recht große Schraubenköpfe (Abb. 5), mit denen der Hauptspiegel justiert werden kann. Zudem sind dort drei eingeklebte Gewindestifte, welche erst den Anschein haben, dass man mit ihnen die Hauptspiegelhalterung kontern kann. Da das gesamte innenliegende Rückteil sehr fest im Rohr saß, beschloss ich, es dabei zu belassen und hier nicht unnötig rohe Gewalt einzusetzen.

Abb. 4:   Fokussierknopf (Pfeil rot) 

Es ist zudem gut möglich, dass diese Gewindestifte ein hinterer Anschlag sein sollen, damit die Hauptspiegelhalterung nicht zu weit nach hinten gesetzt werden kann. Das klärten wir dann aber nicht mehr, da hier an den Justierschrauben zu spüren war, dass diese mit Federn ausgestattet sind und die Hauptspiegelhalterung für die visuelle Beobachtung sicherlich brauchbar in Position halten. Ich vermaß sämtliche Gewindebohrungen und die Positionen der Justierschrauben sowie den Anschluss und fertigte eine Zeichnung an.

Abb. 5: Rückwand des Teleskops mit den jeweiligen Justierschrauben 

Der neue justierbare Halter (Abb. 6) wurde aus 10 mm dickem Aluminium CNC-wasserstrahlgeschnitten. Dabei schneidet sich ein 0,5 mm dünner, unter hohem Druck (3.000 bar – in einem Autoreifen befnden sich gerade einmal 2-3 bar) stehender Wasserstrahl durch das Aluminium. Damit die Oberfläche nicht zu rau wird, wurde dem Wasserstrahl ein spezieller Sand beigemischt. So funktioniert Wasserstrahlschneiden. Nachdem das Teil entgratet worden war, brachte ich die nötigen Gewinde ein. Das Gewinde des Anschlusses hatte ich mittels einer Drehbank hineingedreht – fertig war das Teil. Mein Freund wollte sich die Kosten für das Eloxieren erst einmal sparen, nun gut. Jetzt konnten wir es kaum noch erwarten. Wir schraubten das neue Teil hinten ans Teleskop und befestigten den Anschluss.

Abb. 6: Der neue justierbare Halter 

Dann steckten wir erneut den Justierlaser ein und konnten die Anschlusshülse für das okularseitige Zubehör perfekt zum Fangspiegel ausrichten. Nachdem es dunkel geworden war, haben wir mittels eines defokussierten Sterns den Hauptspiegel eingestellt. Und siehe da – ein wirklich scharfes Bild – geht doch!

Autor: Andreas Berger, Fachgruppenkoordinator

Objektivwechsel TMB 80/600 –>> TMB 80/480
Ich wollte ein noch kleineres, noch transportableres Gerät haben, als es mein Selbstbau TMB 80/600 schon war! Markus war an meinem 80/600er interessiert, und so haben wir kurzerhand getauscht. Und ich wollte den mechanischen Grundaufbau des 80/600 beibehalten und mir auch eine zusätzliche, verschiebbare Taukappe sparen.

Also habe ich das Objektiv in den Tubus hinein gesetzt. Zur Gewährleistung der Justierbarkeit des Objektives habe ich erst an überlange Inbusschlüssel gedacht. Diese Variante habe ich auch erstmal erprobt und dann aufgegeben, weil das eine ziemliche Fummelei war.

Also habe ich seitlich im Bereich der Justierschrauben des Objektives Langlöcher in den Tubus eingebracht. Durch diese komme ich mit normalem Werkzeug gut an die Justierung heran. Gleichzeitig kann ich mir vorstellen, daß diese Langlöcher auch zur besseren Temperaturanpassung des Objektives beitragen werden, da die Außenluft ja förmlich um das Objektiv fächeln kann.

Um ein etwas besseres Äußeres zu erreichen, habe ich den Tubus mal wieder mit meiner geliebten Goldfolie beschichtet und Handgriff und GP-Prismenleiste sind sowieso selbstverständlich. Auf den Sucher wurde bewusst verzichtet, da ich mit einem 25er Oku bei etwa 20-fachen Vergrößerung genügend Gesichtsfeld habe.

Im Folgenden die Bilder dazu.

Hier ist der alte Tubus nach dem Einbringen der Justage-Langlöcher…


Hier sieht man das Objektiv mit Justierflansch und Aufnahmering…


Und hier ist die Objektivaufnahme samt Objektiv im Rohr eingebracht. Gut zu sehen sind die Justierschrauben des Objektives hinter dem Langloch. Das Objektiv sieht zwar verdreckt aus, isses aber nicht. Das sind nur irgendwelche Reflexe…


Hier nochmal zum besseren Verständnis die Situation, nachdem ich das erste Langloch eingebracht habe und probiert habe, ob es so passt…


Für die Blenden und die Blendenhalterung im Tubus habe ich die einfache Version gewählt, bei der ich die Blenden aus dünnster Pappe hergestellt habe, sie zusätzlich bis etwa 1 mm an die Blendenkante mit schwarzem Velours beklebte und für die Halterung wieder Einsätze aus dem 1 mm dicken, mattschwarzen Moosgummi genommen habe.

Hier sieht man mal die Einzelteile…

Die Tubusabschlußplatte zur Aufnahme des Feathertouch ist ebenfalls voll justierbar…/

Dann kam die Beschichtung mit der Folie dran. Und anschließend ging es an den Zusammenbau…

Die Justage des Objektives mit dem GMK ließ sich durch die Lösung mit den Langlöchern problemlos durchführen. Vorher wurde natürlich der exakte Sitz des Feathertouch überprüft.

Der als Taukappe fungierende vordere Bereich des Rohres ist mattschwarz ausgelegt. Streulicht kann durch die Langlöcher nicht auf das Objektiv treffen.

Und hier ist das Teil fertig auf der Monti.

So! Zum Schluss noch ein Beispiel für meine Konstruktionszeichnung, in welcher ich unter anderem auch die Lage der Blenden festgelegt habe…

Autor: Wolfgang Höhle

Umbau u. Optimierung meines Selbstbau-TMB-Apo’s 105/650 Nachdem ich ja zwischenzeitlich meinen TMB-Selbstbau-Apo mit viel Freude und Erfolg eingesetzt habe war mir das Teil jedoch noch nicht gut genug.

Vor allem das relativ enge Rohr für die Optik (Innendurchmesser 110 mm) und die Blendengestaltung ließen mir keine Ruhe, da bei den Beobachtungen das Tubusseeing bzw. die Luftverhältnisse im Tubus noch etwas störend waren.

Also kam der Entschluß zu folgenden Änderungen:

1. größeres Tubusrohr (genau mit Innendurchmesser von 146 mm)
2. Blenden mit Luftspalt zum Tubus und Entlüftung des Tubus nach außen seitlich am Objektiv vorbei

Folgende Bilder sollen mal zeigen, was und wie ich es so gemacht habe. Vielleicht fndet der eine oder andere noch eine Anregung für die eigene Bastelei.

Also, los gehts:

Hier sieht man links die neue Tubusabschlußplatte für die Aufnahme des Feather-Touch-Auszuges und rechts die Objektivaufnahme mit den Entlüftungslöchern. Beide Teile wurden anschließend schwarz eloxiert.

Das ist  das Prinzip der Objektivaufnahme mit dem Justier-und Aufnahmering des Objektives. Durch die Druckfedern ist die spätere Justage des Objektives nur noch über die Madenschrauben zu erledigen. Das lästige wiederholte Lösen/Festziehen der Schrauben entfällt.

Man erkennt auch die Lüftunglöcher. Die Luft strömt aus dem Tubus durch die Löcher und dann außen am Objektiv vorbei, da zwischen Justierring des Objektives und der Tubuswand ausreichen Luftspalt ist.

So sitzt der Feather-Touch in der Tubusabschlußplatte. Sieht zwar ganz gut aus, aber die Platte wurde zum Schutz eben schwarz eloxiert.

Das sind der Tubus und die Taukappe. Sie sind zunächst zur Imprägnierung zusätzlich innen und außen mit Klarlack behandelt.

Die Bärchen oben im Bild erkennt derjenige wieder, der meinen Artikel über die C8-Optimierung gelesen hat. Da haben sie auch interessiert zugeschaut.

Die Rohre habe ich dann mit selbstklebender Metallfolie beschichtet. Sieht etwas futuristisch aus, aber der Effekt ist der gleiche wie die Alu-Folie bzw. Heizkörpertapete, die man ja auch um die Tuben wickelt. Die Objektivaufnahme sitzt ebenfalls schon an ihrem Platz.

Ein Schwerpunkt bilden ja die Blenden, welche nun einen Luftspalt zum Tubus haben sollen. Die nächsten Bilder zeigen einfach mal Paar Eindrücke, die wohl nicht groß kommentiert werden müssen.

Die Blenden sind übrigens aus alten CDs geschnitten, die Innenkanten angeschrägt und anschließend mit Schultafelfarbe geschwärzt. Hier erscheint das auf manchen Bildern grau. Ist es aber nicht. Der Effekt kommt durch den Blitz des Fotoapparates.

Die Blenden.

Die erste Blende sitzt. Als Distanzstücke und gleichzeitig zur Tubusschwärzung verwende ich mattschwarze Moosgummiplatten, die ich zur Röhre zusammenklebe und dann einsetze.

Das Prinzip , wie es nun weitergeht, zeige ich hier mal zwischendurch am Beispiel des Einbaus der Blende in die Taukappe:

Einlage der Röhre aus einer Moosgummiplatte.

Blende lose einsetzen. Sie liegt auf dem Rand der Moosgummiröhre sicher auf.

Blende sitzt. Ein Einkleben ist nicht erforderlich, weil die Blende durch den nachfolgenden Moosgummistreifen sicher gehalten wird:

Obere Einlage aus Moosgummistreifen einsetzen:

Fertig! Das gleiche Prinzip wird bei den Tubusinnenblenden angewendet.

Das sieht man in den nächsten Bildern.

Hier sieht man mal, wie so eine Blende drinnen sitz. Gut erkennbar der Luftspalt zur Tubuswand. Jetzt sieht es noch so aus, als könnte Streulicht durchkommen. Das täuscht aber. Zum Schluß ist alles rabenschwarz, weil ich die Blenden so ausgelegt habe, daß vom Okular aus keinerlei Rohrwandung, sondern nur der innerste Teil der Blende sichtbar ist. Das vollausgeleuchtete Gesichtsfeld beträgt 20 mm.

So, dieBlenden sitzen an Ort und Stelle.

Nun kann es an den weiteren Zusammenbau gehen.

Jetzt ist der Tubus mit der Tubusabschlußplatte verschlossen. Die Sucherhalterungen sind angebaut. Und alles unter kritischem Blick der Bärchen!!!!

Nun wurde der Feather-Touch eingebaut  Er trägt eine Zeiss-Wechseleinrichtung M44 und daran sitzt etweder ein T2-Amiciprisma (wie hier) oder der neue T2-Maxbright-Spiegel.

Die Tubuslänge ist übrigens so konzipiert, daß ein Bino ohne Glaswegkorrektor verwendbar ist!

Kleiner Testzusammenbau, bevor das Objektiv reinkommt. O.k., alles paßt!

Zwischenzeitlich sind auch die Rohrschellen eingetroffen. Unten sieht man die justierbare Prismenleiste und oben der obligatorische Handgriff.

Die Prismenleiste wird auf der einen Seite mit einer M6-Schraube auf einer ca. 3mm starken Distanz-Unterlage zu der Schelle befestigt, auf der anderen Seite ebenfalls mit einer M6-Schraube gehalten. Die Justage erfolgt mittels der beiden Madenschrauben.

Nachdem die Prismenleiste, die Schellen und der Handgriff sitzen, kann es an den endgültigen Zusammenbau gehen. Das Objektiv hat herstellerseitig eine Ummantelung aus einem geriffelten Gummiband. Vermutlich, damit das recht schwere Objektiv einem nicht aus der Hand fällt. Ich habe das aber im Interesse der schnelleren Abkühlung der Objektivfassung abgemacht. Da die Fassung einige Löcher hat (vemutlich Justiermarken für den Zusammenbau beim Hersteller) habe ich sie mit Teppichband verschlossen.

Man kann auch jetzt recht gut die Druckfedern sehen, die das Objektiv an die Objektivaufnahme drücken.

Als Objektivschutz habe ich einen Deckel gebastelt, in den ein Sonnenfilter mit der Baader-Folie integriert ist. Das hat den Vorteil, daß er tagsüber immer auf dem Gerät bleibenkann, und nur nachts abgenommen wird.

Hier sieht man den Objektivschutzdeckel. Die Kerbe oben rechts habe ich eingebracht, damit er auch vernünftig  und ohne festzusaugen abzunehmen bzw. aufzusetzen geht. Bei der Sonnenbeobachtung kommt jedoch durch die Kerbe kein Sonnenlicht ins Objektiv!

Und zum Abschluß für die, die mich nicht kennen, ein kleines Selbstporträt!

Ich hoffe, der eine oder andere hat etwas für sich mitnehmen können.

Autor: Wolfgang Höhle

 
Tuning_Lidl

Tuning der Montierung des Lidl-Scopes
Es war ein kalter Winterabend, herrlich wolkenlos und super Seeing. Die Tuningmaßnahmen des Tubus haben sich vollends gelohnt und ich wurde mit satten Planeten bis zur max. sinnvollen Vergrößerung belohnt.

Da geschah es, nach dem nächsten Schwenk beim Fixieren der Achsen. Ein ganz leises Knacken sollte den Schaden ankündigen, die Klemmblöcke der Achsen waren gerissen und gesplittert.

Bei besagten Blöcken sollte es sich um die schwarzen Kunststoffringe der beiden Achsen handeln, die bei zu beherztem Anziehen der Fixierschrauben durchreißen oder gar in mehrere Teile zerfallen können.

Zu allem Übel sind diese Ringe noch nicht mal aus Vollmaterial, sondern innen hohl!

Was blieb mir anderes übrig als die Montierung zunächst zu zerlegen und die Kunststofffragmente zu entfernen.
Ich beschloss, dass die Montierung doch irgendwie zu retten sein müsste und erstellte mit CorelDraw maßstabsgerechte Zeichnungen.

Zunächst wollte ich die geborstenen Scheiben einfach nur durch gedrehte Messingscheiben ersetzen. Das wäre die günstigste Alternative, birgt aber den Nachteil, dass sich auch im Messing mit der Zeit Schraubenabdrücke vom Festklemmen zeigen würden, was es ebenfalls zu verhindern galt.
In der Folge wurde so der Plan geändert und ausgeweitet, bis es sich bei den Klemmblöcken um Scheiben mit Seitenführung und Bremsklötze in angepasster Form zu den Scheiben handeln sollte.

Lothar Knittel war so nett mir bei der Erstellung der Pläne zu helfen und erklärte sich zudem bereit, mir die Teile anzufertigen. Am Ende des Berichtes stehen die Pläne zum Download bereit sowie eine Kontaktadresse zu Lothar, der diese Teile jedoch nicht „in Großserie“ fertigt.

Ein Achsensatz besteht aus dem Klemmblock (die eigentliche Scheibe), einer Passfeder und einem Bremsblock. Rechts auf dem Bild der bereits aufgesetzte Block auf dem Schneckenrad.

In die Bremsblöcke habe ich mit der Bohrmaschine und normalem HSS-Bohrer Kegelsenkungen eingebohrt, die die Blöcke auf den Fixierschrauben führen sollen.

Die beiden Achsen, sowie die angefertigten Messingscheiben haben eine DIN-Einpassung, d.h. es sind übliche Maschinenbaupassungen. Dies hat den Vorteil, dass die Teile normgerecht angefertigt und erwärmt genau und absolut spielfrei auf die Achsen passen. (Hier die noch nicht aufgezogene Scheibe der RA-Achse, auf der Scheibe den Bremsblock. Auch sieht man die beiden Führungsnuten, die den Bremsblock in seiner Position halten).

Hier die fertig aufgesetzte Scheibe der DE-Achse.

Leider etwas unscharf: der komplett zusammengesetzte Kopf der DE-Achse.

Erste Praxistests zeigten eine dem Originalzustand gegenüber weit verbesserte Klemmwirkung. Die Klemmschrauben machen hierbei einen Weg einer 1/4 Umdrehung zwischen offen und absolut „festgebissen“. Wessen Klemmblöcke also ähnliches Schicksal erlitten haben oder wer einfach nur eine sinnvolle Verbesserung der Montierung mit Langzeitwirkung haben möchte, dem sei der Nachbau wärmstens ans Herz gelegt.

Die techn. Zeichnungen:  rechts Deklinationsachse, links Rektaszensionsachse
 

Autor: Toni Reuscher

Umbau u. Optimierung der Fokussiermechanik des Intes-Micro Alter M500
Nachdem ich mir vor einiger Zeit, einfach so zum Rumgucken und Mitnehmen, ein M500 gekauft habe, stellte ich fest, daß die Optik zwar sehr gut war, die Fokussiermechanik jedoch ziemlich rauh und holprig funktionierte. Es war kein Vergleich zu dem bekannten Gefühl z.B. am C8 oder dergleichen.

Also habe ich das Gerät erstmal auseinandergebaut, um mir die Ursache etwas genauer anzusehen. Der mir bis dato vorliegende Hinweis des Generalimporteurs, mit einem Tropfen Öl auf der Fokussierwelle könne man das Problem lösen, stellte sich schnell als falsch heraus. Ich will mal kurz die Sachlage beschreiben. Die nachfolgenden Bilder dürften dann für jeden selbsterklärend sein. Die Konstruktion an sich ist vernünftig und vermeidet in der Tat das sonst bekannte Spiegelshifting.

Es sind allerdings zwei Probleme bei der mechanischen Umsetzung der Konstruktionsidee vorhanden:

  1. Die Fokussierwelle ist nicht kugelgelagert und läuft in einer rohen Messingbuchse.
  2. Das durch die Fokussierwelle bewegte Messingteil, welches wiederum die Gabel bewegt, verhakt sich immer wieder in der Gabel. Das ist logisch, da es ein gewisses Drehmoment beim Fokussieren bekommt, an der Gabel reibt und gleichzeitig sich selbst ja in seiner Position zur Gabel noch dreht, und das müßte ja aber möglichst reibungslos auf die Gabel weitergegeben werden.

Also gibt es auch zwei Lösungen:

Zu 1.) die Fokussierwelle wird kugelgelagert
Zu 2.) das Messingteil wird mittels Teflonscheiben zur Gabel „reibungsloser“ gemacht.

Hier nun mal die Bilder……

Die Hauptspiegelfassung läßt sich samt Blendrohr, Mechanik und Hauptspiegel durch Lösen der 6 Kreuzschrauben einfach abnehmen…

 

Hier sieht man die Originalmechanik und das Konstruktionsprinzip…

Hier erkennt man, wie das Messingteil je nach Lage der Gabel beim Fokussieren kippt…

Um die Mechanik auszubauen, muß man erst die Sicherung an der Fokussierwelle entfernen. Die Gabel ist ebenfalls mit eine winzigen Schraube, die man hier auf meinen Bildern nicht sehen kann, gesichert. Auch die muß entfernt werden…

Dann das vordere Blendrohr abbauen…

Den Drehknopf lösen….. Hier sieht man übrigens die mit Bleistift auf den Hauptspiegel aufgemalte Nummer, welche im Zertifikat auftaucht! Woanders kann man nicht sehen, ob man tatsächlich das richtige Zeugnis zum Gerät oder das richtige Gerät zum Zeugnis hat…

Um die Mechanik rauszubekommen muß man dann den Spiegel per Hand nach oben schieben und die Fokussierwelle linksrum drehen, bis das Messingteil und die Gabel frei werden. Beides vorsichtig herausnehmen. Übrigens ist der Spiegel am Blendrohr gesichert, er kann nicht abfallen!

Das sind die Einzelteile. Das Loch in der Gabel nimmt die oben schon mal erwähnte Sicherungsschraube auf…

Da ich keine neue Welle bauen wollte, habe ich die Originalwelle abgedreht auf 5mm, damit sie in die Kugellager paßt, welche ich in die original Messingbuchse eingedrückt habe. Die Kugellager gibt es bei Conrad-Electronic. Hier ist die Buchse mit den Lagern zu sehen…

Und hier die abgedrehte Welle mit einem der Kugellager….

Und so sieht die Welle mit Kugellager und Messingbuchse zusammengebaut aus…

Um die Reibung des Messingteiles an der Gabel zu verringern, habe ich die Gabel mit der Feile etwas erweitert (es mußte unbedingt am Wochenende sein, denn ich hatte keine Lust zu warten, bis ich an die Fräsmaschine konnte) und einfach die Teflonscheiben dazwischengelegt. Dadurch berühren die Kanten des Messingteiles die Gabel nicht mehr und alles läuft reibungslos…

Anschließend erfolgte der Zusammenbau, hier zu sehen…

…und hier…

Das Ergebnis?

Es fokussiert sich weich , wie man es vom C8 usw. gewohnt ist. Allerdings ist das russische „Feingewinde“ eben noch etwas grob. Hier könnte man noch weiteren Aufwand treiben, der aber zu einer neuen Welle und einem neuen Messingteil führen müßte. Und dieses Messingteil sollte man dann natürlich konstruktiv so gestalten, daß das hier geschilderte Problem garnicht erst entstehen kann. Das wiederum halte ich aber jetzt für nicht mehr erforderlich, da selbst bei 200-fach keinerlei Ruckeln mehr feststellbar ist. Es hat sich auf alle Fälle gelohnt!

Das Fokussieren macht wieder Spaß! Nachmachen lohnt sich! Viel Erfolg dabei!

Nachtrag:

Es hat mir keine Ruhe gelassen und ich habe das verflixte Messingteil nun doch noch ausgetauscht.Dazu habe ich das Ersatzteil natürlich gleich konstruktiv so verändert, daß die oben geschilderten Probleme überhaupt nicht erst auftreten können. Es besteht jetzt aus einer Walze aus Teflon, die seitlich die Führungsbolzen und mittig das M8-Feingewinde hat. Diese Walze liegt nun, egal wie die Stellung der Gabel auch ist, immer gleichmäßig an der Gabel an und es läuft in der Tat „wie geschmiert“.

Hier sieht man die Teflonwalze vor dem Einbau…

Und hier ist alles zusammengebaut…

Auch hier ist es nochmal schön zu sehen…

Obwohl ja meine ersten Tuningmaßnahmen schon super Ergebnisse brachten, ist das Feeling beim Fokussieren jetzt nochmal ein deutliches Maß angenehmer.
Durch die Verwendung von Teflon gibt es nun zwischen der Fokussierwelle und der Walze kein merkbares Spiel mehr, die Fokussierung könnte nicht feiner sein.

Endlich kann ich wieder ruhig schlafen.

Autor: Wolfgang Höhle