"Aus Groß mach klein" - Umbau vom f/15 zum 60/250

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Shockwave123

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Hallo Leute,

ich gehörte zu den Opfern eines 60/900er Kaufhausrefraktors. Das Ding sah vor Jahren, als es gekauft wurde (und ich von praktischer Astronomie ungefähr so viel wusste wie mein Hase), absolut herrlich, auch die Maximalvergrößerung war die Wucht. Ach, was war man blöd ;-) Lange hielt die Motivation das "Ding" zu benutzen nicht an. Das Abgrasen der Messierobjekte brachte natürlich trotzdem Spaß, und fast alle konnte ich damit auch erkennen. Der Mond war ebenfalls herrlich, aber irgendwie ziehts mich eher in die Tiefen des Alls. Da ich außerdem ein Freund einfach zu bedienender Geräte bin, erwieß sich ein 10x50er Fernglas als das optimale Beobachtungsgerät, bis endlich ein "echtes" Teleskop meinen Besitz ziehrt. Tja, und was passiert dann mit dem armen, kleinen Mond- und Planetenkiller? Neues Leben muss eingehaucht wereden!

Meine Mutter, ungeschickt wie sie manchmal ist (liegt wohl ind er Familie) hat mein damaliges Referenzfernglas, das 10x50er ALDI-Glas von Optus, im Sommerurlaub fallen gelassen. Das Ding konnte man danach auf gut Deutsch "vergessen", jegliche Justage brachte nur marginale Verbesserungen. Es war schon eine harte Zeit, so ganz ohne Fernglas bzw. ein Bino einäugig zu benutzen, erst seit kurzem habe ich das "neue" LIDL-Fernglas 10x50 von Bresser (TOP!) und kann wieder glücklich spechteln.
Was hat das Fernglas nun mit dem kleinen Refraktor zu tun? Beide sind in ihrer aktuellen Form für mich von wenig Nutzen, in meinem Drang da was dran zu ändern kam mir die Idee: Wieso nicht aus dem 60/900er f/15 (!) ein Weitfeld-Teleskop bauen?
Meine Idee ist folgende: Zwar ist die Linse des Refraktors auf 900 mm Brennweite geschliffen, wenn ich aber ein Fernglasobjektiv an der richtigen Stelle anbringe, wird aus der Kombination ein 60 mm Achromat mit schnellem Öffnungsverhältnis. Also mal zur Tat...
Das Zersägen des Tubus war schwieriger als erwartet. Neben Gewissensbissen war das Material recht widerspenstig und die Schnittkante musste ordetnlich nachgefeilt werden. Ich peilte grob ein Drittel an, einfach nach Augenmaß, da ich f/5 anstrebte. Das Fernglas wurde zerlegt und sein Objektiv so lange abgefeilt und zurechtgeschnitten, bis es mit etwas Mühe in den Tubus passte und ich die korrkete Position per Rumprobieren fand. Erstaunlicherweise ergab sich ein knackscharfes Bild! Nachdem diese zweite "Linse" nun fixiert wurde, kam noch der Okularauszug (leider nur 0,965") ran.
Fertig: Rechnerisch etwa ein 60/270er (mit ein wenig Messtoleranz..)

Link zur Grafik: http://linuxfanmarcel.li.ohost.de/atm.jpg

Firstlight gabs heute ebenfalls schon am Mond, das Bild ist wirklich ein Genuss, ich bin mehr als aus dem Häuschen! M42 habe ich auch angepeilt und mit meinem Fernglas verglichen, eindeutig besser zu sehen. Die 60 mm machen also schon was aus, der Farbfehler ist bei geringen Vergrößerungen vernachlässigbar, die Sternendarstellung linentypisch "perfekt", wirklich erstaunlich, was aus billigstem Material gemacht werden kann...
Mit einem 40 mm Okular (und damit einer Monster-AP von 1 cm!) passen Castor und Pollux in ein Gesichtsfeld und es ist sogar noch reichlich Platz zum Rand. Ich denke, der Umbau hat sich gelohnt. Zum "Stargazen" ein wunderbares Teil. Morgen kommt noch eine Gewinde fürs Stativ dazu, dann ist das Teil komplett.

Das einzige, was ich noch befürchte ist, dass der kleine Okularauszug ein wenig vom wahren Gesichtsfeld klaut. Fällt euch eine Möglichkeit ein, das herauszubekommen? Ich habe es bereits mal mit einer hellen Lampe probiert, die durchs Objektiv scheint, um den Weg des Lichts zu beobachten, aber irgendwie ergab das wenig. Gibts rechnerische Methoden?

Gruß und CS,
Marcel
 
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Hallo Marcel,
interessante Bastelarbeit - mit den eigenen Kreationen machts immer noch am meisten Spaß, stimmts?

Für die Vignettierungs-Prüfung hilft maßstabsgerechtes Zeichnen, wie hier gezeigt: http://www.berfield.com/baffles.html
Wenn Du einen Lichtkegel zeichnest vom Objektiv bis zur Brennebene und da Dein Teleskop drauflegst oder draufzeichnest, siehst Du sehr schnell, ob da irgendwas in den Lichtkegel ragt und damit vignettiert.
 
Hallo Ralf,

Anfertigung einer maßstabsgetreuen Zeichnung. Klingt fast zu einfach, um wahr zu sein. Werd mich da mal ransetzen und mich drum kümmern. Mein erster Vergleich mit dem LIDL-Bresser 10x50er lässt noch das beste hoffen: Das Bild erscheint sichtbar heller und ich bin der Meinung beim direkten Vergleich auch mehr Sterne sehen zu können. So gewaltig kann der Lichtverlust also nicht sein...

Ich hab den ganzen Kram vorerst auf eine EQ1 montiert, wirkt ganz passabel:

Link zur Grafik: http://linuxfanmarcel.li.ohost.de/atm2.jpg

Beeindruckend, wie stabil das kleine Teil ist, wenn es nicht zu sehr belastet wird. Absolut bombensicher! Der Adapter fürs Stativ wird sich wohl noch etwas hinziehen, ist ne üble Fummelei...

Gruß und CS,
Marcel
 
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Hallo Marcel,
dann mal viel Erfolg!

Drei Dinge hab ich noch:
1) an Deiner Monti fehlt die Gegengewichtsstange + GG
2) wenn Du die Monti noch stabiler willst, tausche die 3 Schrauben, die die Beine mit dem Montierungsadapter verbinden, gegen eine Nummer dicker
3) wenn Du die Monti noch stabiler willst, befülle die unteren Teile der 3 Beine mit Quarzsand
 
Hallo Ralf,

die Gegengewichtsstange samt Gegengewicht wurde eben rangemacht, ist auf dem Bild leider nicht mehr drauf ;-) Werd das Gewicht aber noch mal halbieren oder vierteln müssen, es ist viel zu schwer. Oder fällt dir spontan ein, wie man etwas brauchbares selbst bauen könnte?
Die Befüllung mit Sand ist eine ausgezeichnete Idee, werd mich drum kümmern!
Noch mal eben so: Kennst du ne Formel, um von nem Fernglas die Brennweite zu bestimmen? Ich habe schon so viel rumprobiert, immer fehlt aber mindestens eine Größe... :-(

Gruß,
Marcel
 
Hi Marcel,

coole Aktion! Ich hab genau den gleichen Refraktor bei mir zu Hause rumgammeln - ich glaube das muss ich auch mal probieren - praktischerweise habe ich genau wie Du ein kaputtes 10x50 :D
Die Brennweite vom Fernglas ist leicht bestimmbar: einfach das Objektiv nehmen und über ein Blatt Papier mit kleiner Schrift halten. Dann ziehst Du das Objektiv an einem Lineal lotrecht solange hoch, wie das Bild grösser wird. Wenn das Bild stagniert, hast Du die Brennweite. Mein 10x50 hat 120 mm glaub ich, wird bei Dir ähnlich sein.
Übrigens: Schon ein anderes kaputtes Glas (8x30 Jenoptem) hat mir ein 15 mm Okular mit 60 'Grad Sehfeld beschert, welches an dem Refri an Planeten eine Offenbahrung war gegenüber dem Plastiklinsen-engfeld-müll...

Schöne Grüße,
Norman
 
Hallo Norman,

na denn viel Spaß beim Basteln ;-) Ich empfehle vorher eine maßstabsgetreue Zeichnung anzufertigen (wie oben bereits empofhlen) um eventuelle VIgenttierungen durch einen zu kleinen Okularauszug oder dergleichen zu verhindern. Weiterhin sind Blenden ganz nützlich...Aber nachts gehts auch prima ohne.
Deine Methode zur Brennweitenbestimmung funktioniert prächtig, ich komme ebenfalls auf etwa 12 cm, somit muss das Okular ja eine Brennweite von 12 mm haben. Ich werds auch mal austesten ;-) Ansonsten bin ich denke ich einigermaßen gut ausgestattet, mein Hauptokular ist ein 18 mm Ortho, das ein knackiges Bild liefert. Mehr brauche ich eigentlich nicht.

Gruß und viel Spaß,
Marcel
 
So, war jetzt mal fleißig. Dank der Info von Norman habe ich eine maßstabsgetreue Zeichnung des Teleskops angefertigt und siehe da, der Okularauszug passt wunderbar, da ist noch genug Luft, das Bild wird also nicht vignettiert. Zeichnerisch konnte ich jetzt auch eine exakte Brennweite von 300 mm bestimmen, somit ist das Gerät also ein 60/300er f/5, genau wie gewollt. Das Objektiv des Binos muss also einfach in einem Abstand von 18 cm von der Primärlinse platziert werden, um diese Daten zu erhalten. Licht geht dabei keines verloren, höchstens durch die nicht Hundertprozentige Transmission....Theoretisch wäre es mit dieser Mthode doch sogar möglich aus so ziemlich jedem langen Refraktor was Kürzeres zu zaubern, man müsste mal schauen, wie sich der Farbfehler dabei entwickelt.

Gruß und CS,
Marcel
 
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Hallo Leute,

da eine zeichnerische Lösung meinen Ansprüchen irgendwie doch nicht genügte und Unwissenheit mich quälte, habe ich eben ein paar Formeln aufgestellt, um den Weg des Lichtkegels durch das Teleskop mathematisch exakt zu beschreiben. Ich hoffe ihr lasst euch von dieser trockenen Theorie nicht davon abschrecken auch mal so einen Shorttube-Achromaten per Binoobjektiv zu bauen ;-)

Die Grundidee ist, dass die Primärlinse(n), durch die das Licht das Gerät "betritt", den Lichtstrahl auf einen Punkt in der Entfernung f (der Brennweite der Linse bzw. des Objektivs) fokussieren. Die Lage des Brennpunktes sollte idealerweise also in der Entfernung f und exakt in der Mitte der Linse liegen.
Auf dem Weg dorthin wird der Kegel kontinuierlich kleiner: Am Anfang misst er noch den Durchmesser des Frontobjektivs, nach einem Drittel der Brennweite ist der Durchmesser um ein Drittel gesunken, nach der Hälfte um die Hälfte, nach Drei Vierteln um Drei Viertel usw. Aus diesem Zusammenhang ergibt sich eine Formel für die Dicke des Lichtstrahls für einen bestimmten Punkt innerhalb des Tubusses (zwischen Primärlinse und Binoobjektiv), womit sowohl der Minimaldurchmesser der Linse für einen bestimmten Punkt oder bestimmte Entfernungen berechnet werden können. Bei Verständnisproblemen empfehle ich eine schnelle Skizze, zweidimensional ist der Kram wesentlich verdaulicher.

Die geringste Entfernung für die Bino-Linse hinter der "Primärlinse" des Refraktors etwa lässt sich bestimmen mit

(1) (f x (D1 - D2)) / D1 = L

wobei f = Brennweite der "Primärlinse" in mm; D1 = Durchmesser der Primärlinse in mm; D2 = Durchmesser der "Sekundärlinse" (=Binoobjektiv) in mm; L = minimaler Abstand der Sekundär- zur Primärlinse.
Salopp gesagt beschreibt D2 die "Dicke" des Lichtkegels in Milimetern für einen Abstand L von der Primärlinse.
Nach D2 umgestellt ergibt sich somit

(2) D1 - D1 x (L / f) = D2

Mit diesen mathematischen Werkzeugen und etwas Messarbeit lassen sich Vignettierungen schnell aufdecken.

Beispiel:
In meinem Selbstbau gilt für die "Primärlinse" f = 900 mm sowie D1 = 60 mm. Das Binoobjektiv besitzt einen Linsendurchmesser von D2 = 50 mm. Somit ergibt sich aus (1) als minimaler Abstand von der Primärlinse (um ein Vignettierungsfreies Bild zu haben)

(900 x (60 - 50)) / 60 = 150 mm

Der Übersichtlichkeit halber lasse ich die Einheiten weg. Es sind stetts Milimeter...
In meinem Gerät beträgt der Abstand des Binoobjektivs (=Sekundärlinse) zum Primärobjektiv 180 mm. Mit (2) lässt sich die "Dicke" des Lichtkegels an diesem Punkt bestimmen:

60 - 60 x (180 / 900) = 48 mm

Der Lichtkegel misst also 180 mm hinter der Primärlinse noch gut 48 mm. Dieser 48 mm Lichtkegel wird nun von der Sekundärlinse wieder gebrochen, die Brennweite ist nun f = 120 mm. Hier kommt nun der Okularauszug ins Spiel: Er beginnt etwas über 50 mm hinter der Sekundärlinse und hat einen Innendurchmesser von 2,8 bis 2,9 mm (der Fokuspunkt für unendlich liegt recht weit hinten), also muss der Lichtkegel 50 mm hinter der Sekundärlinse auf weniger als 2,8 mm verkleinert werden. Die Formel (2) zeigt es, wobei D1 durch die Dicke des Lichtkegels ersetzt wird, der ja nun durch die Linse wiederum gebrochen wird:

48 - 48 x (50 / 120) = 28 mm (!)

Kaum zu glauben: Der Lichtstrahl kommt also GERADE SO ungehemmt in den Okularauszug und bündelt sich in einer Entfernung von F = L + F2 (=Brennweite Sekundärlinse) = 300 mm. Bei Nahbeobachtungen wird das Bild wahrscheinlich etwas vignettiert, beim Spechteln in der Unendlichkeit wohl praktisch ebenfalls minimal. Die Vermessung der AP bestätigt, dass das Bild wohl nur sehr marginal an Helligkeit verliert, wenn ich mich nicht total täusche stimmt mein Messergebnis mit dem Erwartungswert fürs 18 mm Okular von 3,6 mm exakt überein.

So, ich denke jetzt sind alle Klarheiten beseitigt ;-) Viel Spaß beim Nachbauen und Nachrechnen! Was mich noch interessieren würde: Wisst ihr, wie man solch einen Typ von Teleskop nennt? Also die Kombination eines langbrennweitigen Primär- mit einem Kurzbrennweitigem Sekundärachromaten?

Gruß und CS,
Marcel
 
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Hallo Marcel,
tolle Abhandlung.
Google mal nach "Petzval Design" - da findest Du Deine Lösung wieder.
 
Hallo Ralf,

tatsächlich, das isses, mein kleiner Refraktor ist also vom Design her ein "Petzval" Das Teil scheint in der Theorie ja was die Bildqualität angeht ganz okay zu sein, vorallem hat man nicht den Ärger mit starkbrechenden (Primär-)Linsen und könnte die Binooptik weiter weg von der Pupille platzieren, um nur den (meistens qualitativ hochwertigeren) Zentralbereich zu nutzen-
Vielen Dank! Werd mich mal drum bemühen ein größeres Gerät zu bauen, ich strebe die Kombination eines 80 mm Achromaten mit meinem zweiten 50 mm Bino an.
Über die Tatsache, dass der Lichtkegel in der Theorie am OAZ tatsächlich 2,8 mm misst, obwohl ich das alles nur "Pi mal Daumen" zusammengeschustert habe, könnte man wohl noch mal so ne lange Abhandlung schreiben...

Gruß und CS,
Marcel
 
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