bau eines dobson 22" als diplomarbeit

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Hallöchen Urs,

das ist ja ein spannendes Projekt, dass ihr da vorhabt.

Ich möchte aber auch eine kleine Warnung aussprechen: Ich habe schon einmal einen von Studenten konstruierten 24"er (Cassegrain) samt deutscher Montierung bestaunt - das ganze war gelinde gesagt eine Fehlkonstruktion. Warum? Weil ein nach Maschienbaukenntnissen perfekt konstruiertes Teleskop eben etwas anderes ist, als ein nach Astronomiekenntnissen perfekt konstruiertes Teleskop.
Ich mache da den Studenten nicht einmal einen allzu großen Vorwurf (naja, etwas schon, sie hätten sich auch besser im Vorfeld informieren können), sie hatten einfach nicht das nötige Fachwissen um beurteilen zu können, worauf es ankommt.

Ich wage daher zu behaupten, dass man die Pläne in weiten Bereichen vorgeben muss, damit am Ende etwas vernünftiges dabei rauskommt. Wer macht das? So wie ich dich verstanden habe bist du selber Astronmie-Anfänger. Und sofern dein Astrophysiker-Kollege nicht ein erfahrener Hobbyastronom ist, wird er dir kaum helfen können.
Für gute Ergebnisse muss man meines Erachtens ein bereits sehr ausführlich formuliertes Lastenheft erstellen. Das bringt aber das Problem, dass die Studenten dann größtenteils nur noch ausführend und nicht innovativ tätig sind - ob das die nötige Tiefe einer Diplomarbeit erfüllt?
Da gibt es andere, die sich einen (zugegebenermaßen kleinen) Dobson (inklusive dem Schleifen des Hauptspiegels!!) als Maturaufgabe zusammengebaut haben.

Mit der Forderung, dass das Teleskop auch auf einer deutschen Montierung montierbar sein soll, erzwingst du eine Menge konstruktiver Änderungen (Justier- und Drehbarer Hut, andere Lage des Schwerpunktes, andere seitliche Spiegellagerung, höhere Rockerbox erforderlich, ...) - das ist dann nach meinem Verständnis kein Dobson mehr. Überleg dir, ob das wirlich das ist, was du willst.

Tipp: Stelle dein Lastenheft hier erst zur Diskussion, bevor du es an deine Studenten ausgibst. Wir können dich so noch auf mögliche Fehler etc. hinweisen.


Es tut mir leid, dass ich mich hier insgesamt so kritisch äußere. Ich finde das ein wirklich tolles Diplomarbeitsprojekt, sehe aber auch dessen Gefahren. Ich selbst betreibe Astronomie nun seit 12 Jahren, arbeite mit Geräten vom Feldstecker bis hin zum 32" Cassegrain, von visueller Beobachtung bis hin zu wissenschaftlichen Auswertungen und habe bereits meine Pfoten beim Bau eines 12"Dobsons, eines 16"Newtons und eines 12"Schmidt-Cassegrains im Spiel gehabt. Und trotzdem erreiche ich erst jetzt einen Punkt, an dem ich von mir selber behaupten würde, dass ich mir den innovativen Bau eines 25"ers zutrauen würde.

Falls du genauere Pläne hast, würde es mich freuen, wenn du sie hier zur Diskussion stellst. Mal sehen, ich komme dieses Jahr auch sicherlich mal nach Zürich, vielleicht kann man sich da ja dann persönlich treffen.

Gruß
Andy
 
hi andy
vielen dank für deinen input. durch das forum und lesen diverser literatur habe ich bisweilen einen relativ guten überblick über all die probleme, die bezüglich dobson, deutscher montierung, leichtbauweise, steifigkeit usw. auftreten (werden, können).
das pflichtenheft muss von mir bis erste juli woche definiert sein. ich ging diesen weg des forums, um genau diese diskussion von euch allen zu bekommen. all eure inputs werden von mir verarbeitet und diese inputs sind (verdammt) gut:).
ich werde das pflichtenheft mit den wichtigsten punkten natürlich hier reinstellen und hoffe auf kritik, wenn etwas nicht praxisgerecht wäre.
ich beantworte hier auch gleich die inputs der anderen kollegen:
bezüglich eierlegende wollmilchsau: absolut berechtigte kritik, wie oben erwähnt, ging es auch mal um eine diskussion. erst jetzt wird das endgültige pflichtenheft erstellt.trotzdem wird unsere idee doch eher darin sein, mal ein mehr oder weniger standardgerät zu bauen, welches funktioniert. hier holen wir uns auch notwendige erfahrungen, um weiter daran oder aufbauend in weiteren arbeiten verbesserungen und innovationen in teilbereichen zu erlangen. es ist ja nicht so, dass wir da kein brainstorming machen (bsp.: eine idee ist eine motorsteuerung über eine modellflugzeugsteuerung..billig, zuverlässig...auch haben wir bezüglich materialien schon eine recht gute auswahl (spezielle sandwich formen). wir überlegen uns auch detaillierter, was bezüglich einfacher demontage in teilstücke und entsprechender zusammensetzung ohne verlust der genauigkeit möglich ist. ich denke, dass da noch einiges an verbesserung möglich sein wird zu all dem bestehenden.
zum zweitletzten input,immer willkommen in zürich

gruss
urs
 
hi michael
danke für deinen input, bitte lese unten bei andy, habe da mehr geschrieben.
bin offen für anregungen bezüglich detaillösungen (wenn nicht in dieser arbeit, dann später)
gruss
urs
 
Hallo Urs,
ich möchte nochmal darauf hinweisen, dass die parallaktische Montierung eigentlich ein Dinosaurier aus vorelektronischer Zeit ist (schau Dir moderne Großteleskope an - meistens azimutal montiert). Wenn Ihr eine leistungsfähige elektronische Steurung entwickeln wollt (ich habe gelesen, dass Du Prof. für E-Technik bist), dann ist es sinnlos eine Montierbarkeit auf einer parallaktischen Monti vorzusehen. Ich würde daher versuchen die Rockerbox zu einer echten azimutalen Monti mit zwei in Wälzlagern gelagerten Achsen weiter zu entwickeln. Das könnt Ihr aber nicht aus Sperrholz bauen. Da Ihr aber offensichtlich in Richtung Flugzeugtechnologie orientiert, gibt es da sicher Möglichkeiten. In meiner Zeit als Flugzeugmechaniker habe ich da schon in den 70-ziger Jahren tolle Sachen gesehen. Z.B. bestehen die Rotorblätter der alten Russenhubschrauber zum großen Teil aus dünner Alufolie, die in Form einer Binenwabe verklebt ist und damit eine leichte aber äusserst tragfähige Struktur bildet. Vielleicht gibt es Ähnliches in bezahlbarer Plattenform auf dem Markt. Auch war es damals schon möglich Alu praktisch unlösbar zu verkleben (ich versuche gerade mit Baumarktklebern Strukturen aus Alublech zu kleben - will damit eine leichte Rockerbox bauen - bekomme das aber nicht zur Zufriedenheit hin). Ich sehe aus amateurastronomischer Sicht in der Übertragung von existierenden Technologien der Leichtbauweise auf den Dobsonbau noch echte Innovationsmöglichkeiten (und sicher eine dankbare Aufgabe für angehende Ingenieure einer FH). Wenn dabei dann noch neue "bastelbare" Technologien für uns Selbstbauer heraus kommen würden, das wäre super. Ich sehe auch darin, dass Ihr keine Erfahrung habt eine Chance eingefahrene Gleise zu verlassen und zu neuen Lösungen zu kommen.

CS. Frank
 
hi frank
ich verstehe exakt deinen input. der grund für die deutsche montierung ist, dass ich diese schon habe und gerne benutzen will. die muss man zwar noch ein bisschen aufpeppen und die elktrik verbessern...aber im grossen und ganzen steht die schon. und die trägt unser 25 " gerät.

ich gebe dir dann noch eine mailadresse, die dich eventuell interessiert (klebstoffe für sandwich-bauformen).

ich werde deinen input noch in den raum stellen ....

gruss
urs
 
input von michael

Alleine die Montierung, für euren "Montierungstauglichen 25" Dobson" wäre schon eine Diplomarbeit wert! Ebenso die Konstruktion einer Gitterrohrkonstruktion, die das ganze ohne Verbiegung [wir sprechen hier von Nanometern!!!] tragen soll![ /color]


allgemeine frage: die verbiegung des tubus kann ich ausrechnen. aber wo liegt der erträgliche wert bei einem 25" f/5 tubus. bemerkung: die längenänderung wird kompensiert durch autofokussierer. der spiegel ist eingekauft aus sternwarte...sprich sehr gut. im übrigen spreche ich nicht von gitterrohr konstruktion. das ist noch offen, sieht aber eher nach volltubus oder mix aus. aber zurüch zur frage: welche durchbiegung wäre ok.

urs
 
Hallo Urs,
danke für den interessanten Link - ich werde mir die Arbeit durchlesen.
Zu deiner Frage nach den zulässigen Biegetoleranzen des Tubus. Ein Newton hat ein brauchbares Feld (darunter wird ein Feld mit einer komatischen Querabweichung von einer Bogensekunde verstanden - diese Abschätzung halte ich so für sinnvoll und habe diese im Handbuch für Sternfreunde vom Springer-Verlag gefunden - voelleicht solltest Du Dir Band 1 mal besorgen - ist ne gute Grundlage für Selbstbauer) von 0,003*N*N in Grad, wobei N das Öffnungsverhältnis ist (Beispiel: für einen Newton mit f/5 ist dieses 0,003*5*5 = 0,075 Grad). Der Hauptstrahl (vereinfacht gesagt - und für eine Abschätzung so benutzbar - der Strahl, der von der Mitte der Spiegelfläche kommt und über den Fangspiegel durch die Mitte der Bildfeldblende des Okulars geht) muss sich auch bei Durchbiegung inerhalb dieses Bildfeldkreises bewegen. Welche Toleranz man da zuläßt ist eine Abwägung, was erreichbar ist - ideal ist keine Abweichung, wenn sich der Hauptstrahl nur um 1/4 des Radiuses aus der Mitte des brauchbaren Gesichtsfeldes bewegt, könnt Ihr damit auch gut leben.

CS. Frank
 
Hallo Urs,

nochmal ne Frage: Haben deine Studenten Kenntnisse in Optik generell (z.B. als Nebenfach) erworben? Das ist zwar nicht zwingend Voraussetzung für den Bau eines Teleskopes (habe damals auch noch keine große AHnung von Optik gehabt), aber schlecht wäre es sicher nicht, wenn sie wissen, was ein Strahlengang ist und worauf man achten sollte.

Clear skies
Christian
 
Hallo Urs,

dieses Teleskop mit Monti wird ein "Monster", das ist sicher klar.
Hingegen ließen sich ohne merkliche Änderung der Dimensionen und mit den bisher vorgestellten technischen/handwerklichen Möglichkeiten eine EQ-Plattform, Dobdrive und/oder digitale Teilkreise integrieren.
Das wären Features von hohem Nutzwert und ein sehr sinnvoller Ansatz, Leistungsvermögen/-potenzial nachzuweisen.

Gruß und CS
*entfernt*
 
hallo günther

mit der gegebenen montierung wird das ein monster:) das stimmt.

deine idee finde ich sehr gut. wie gesagt, die deutsche montierung ist vorhanden und muss benutzt werden. aber es kristallisiert sich heraus, dass wir einen 25 " dobson (volltubus) bauen werden, welcher möglichst leicht sein wird. dieser soll aber auf deutsch. mont. oder auf rockerbox montiert werden können. der tubus soll trotz grösse und gewicht relativ einfach demontierbar und zusammensetzbar sein, auch rockerbox. alles muss von einem mann alleine gemacht werden können. also höchstes einzelgewicht wird der hs part sein. der wird bei 30 kg bis 35 kg bleiben (hier braucht man dem rücken zuliebe schnell eine dritte und vierte hand). die idee ist, dass wir ein grosses teil haben, der trotzdem transportabel sein wird, obwohl er dann die grösste zeit fix an einem ort stehen wird. hier kann man deine idee miteinfliessen lassen, jedoch für ein folgeprojekt.
gruss
urs
PS: das gesamtgewicht für den tubus mit hs soll unter 60 kg sein

 
hi christian

grundlagen optik kennen die. natürlich wird auch verlangt, dass sie sich einlesen. das wird kein problem sein.
gruss
urs
 
hi frank

wieder eine tolle erklärung von dir, kurz und bündig....super.

werde mir das buch sofort zutun.
gruss
urs

 
Hi!

Ein 25"-Volltubus, den einer alleine aufbauen kann? :respekt2:

Viel Erfolg - und das will ich sehen. Meine Erfahrungen sind, dass schon ein 10"-Schmidt-Newton (15kg) sinnvollerweise zu zweit auf seine parallaktische Montierung gesetzt wird, da er schon ziemlich sperrig ist (der Tubus versperrt den Blick auf die Prismenschiene, und dann muss man ja auch noch die Schrauben anziehen) und ein 16"-Volltubus-Dobson (Meade Starfinder) nur zu zweit zu tragen ist. Der ausgebaute Spiegel mit Halterung geht zwar vom Gewicht noch, ist aber schon ziemlich sperrig. Und das dann mit einem 60-cm-Spiegel... Wobei ich mich an die Beschreibung von einem Ami erinnere, der ein noch größeres Gerät transportabel hatte - aber nur, weil auf seinem Pickup auch ein Kran montiert war...

Ich wünsche euch da viel Erfolg - aber glauben tu ich das erst, wenn ich's sehe. Die einzige Möglichkeit, die mir dafür spontan einfällt, wäre, den Tubus in jede Menge Ringsegmente zu zerlegen, die dann ineinandergeschraubt werden können - so eine Art Super-Ninja-Dobson.

Viel Erfolg,
Alex
 
hi alex
beachte: ich habe nicht geschrieben alleine auf parall. monti.
nur den tubus alleine zerlegen und die einzelstücke tragen. auch rockerbox. und wir überlegen uns tatsächlich das super ninja projekt.
und gerne werden wir dich einladen und zeigen, dass unser endprodukt diese bedingung von oben erfüllt.
das dies gelingt, ist unser job.
gruss
urs
PS: vorführung erste oder zweite dezemberwoche, habe das datum nicht im kopf
 
Hi!

Okay, dann war ich zu skeptisch. Tipp: Die Rockerbox solltet ihr dann auch zerlegbar machen und/oder fahrbar.
Zürich ist auch wieder fast eine Tankfüllung weit weg, aber reizvoll wär's.

Wie gesagt: Viel Erfolg.

Gruß,
Alex
 
Hallo Urs,
Diplomarbeit hat ja was wissenschaftliches. Und Deine Studenten müssen neben dem Scope ja auch noch ihre schriftl. Arbeit tippen.
Die Aspekte, die beim Teleskopbau zu beachten sind, sind m.E. zu vielseitig für 2 Studenten. Insofern sollten die sich auf Teilaspekte konzentrieren können.
z.B. Spiegellagerung (finite Elemente Berechnung wie im Programm Plop), man könnte dessen Ergebnisse ja mal verifizieren und erweitern um laterale Lagerungen.
z.B. Schwingungsverhalten einen Gitterrohr-Dobsons
z.B. Leichtgängigkeit/Reibung der Dobsonlager (auch unter Alltagsbedingungen wie Nässe, Staub)
z.B. Werkzeugfreier Auf- und Abbau im Dunklen, Justierstabilität, Usability, Dimensionierung (hier durch den HS vorgegeben)->aber z.B. Packmaße, Robustheit. (Meine Erfahrung mit fliegenden Bauten: Oft wird zu wenig auf Effizienz der Zerlegung, Transportkosten und des Zusammenbaus geachtet.)

Leider ist das Thema Optik, ja wieder eine Wissenschaft für sich.

Ich hoffe, passende Anregungen geliefert zu haben.
Ich denke immer daran, dass viele Maschinen im Alltag nicht schön sein müssen, sondern einfach wartungsfrei ohne Ausfallzeiten funzen müssen, und die eine oder andere Fehlbedienung vertragen müssen.
Gruß
 
Hallo Urs,
denkt bitte daran, dass bei einem parallaktisch montierten Newton der Okularauszug in recht ungünstige Positionen gelangen kann (größere parallaktisch montierte Newtons sind auch eher ungewöhnlich). Um trotzdem visuell beobachten zu können, ist entweder eine Beobachtungsleiter nötig - oder der Tubus (bzw. das vordere Tubusende) muß rotierbar gelagert werden. So eine Lagerung dürfte bei größeren Newtons recht aufwändig sein. Für meinen Newton habe ich das so gelöst - das funktioniert zwar hervorragend und war schnell zu basteln, dürfte aber keine "Diplomarbeitsfähige" Lösung sein.
An Literatur gibt es hier noch ein umfangreiches eBook zur mechanischen Konstruktion von Amateurteleskopen, welches Ihr auch auswerten solltet.

CS. Frank
 
hi frank

respekt...du hast da ja ein schönes teleskop gebaut. clevere lösung mit der holzbox. natürlich haben wir schon überlegungen angestellt bezüglich des okularproblemes. ohne uns schon gross mit literatur zu beschäftigen war schon die idee einer kugellagerung diskutiert worden. und so ganz ohne leiter oder hocker werden wir wohl trotzdem im zenit nicht auskommen:)

wir bleiben in kontakt. ich schätze deine erfahrung und kann nur profitieren
gruss
urs
 
Hallo Urs,

der Durchbiegung des Tubus kann man im Prinzip auf mehrere Arten begegnen. Man dimensioniert entweder das Stabwerk so daß die Dejustage durch Durchbiegung innerhalb der optischen Toleranzen bleibt, eleganter und vor allem gewichtsparender ist meiner Meinung nach eine Ausführung als Serrurier-Stabwerk. Ich habe mich beim Bau meines 10-Zöllers damit beschäftigt und ein FE-Programm namens ProStab von Ernst Sauer verwendet. Hier nochmal eine Zusammenfassung der Vorteile (gerade für große Teleskope) einer entsprechenden Konstruktion:

Link zur Grafik: http://duda-derwahl.de/images/render1_m.jpg


Wichtig für eine "echte" Serrurier-Truss-Konstruktion ist das Doppel-Stabwerk, bei dem geschlossene Kraftdreiecke zum Hut und zur Spiegelhalterung verwendet werden, die von einem mittleren Element ausgehen, mit dem das Höhenlager verbunden ist. Dieses geniale Prinzip sorgt dafür, daß obwohl der Hut und der Hauptspiegel einen kleinen Betrag durchhängen, die Optik kollimiert bleibt, wenn man das Stabwerk so wählt, daß beide um den gleichen Betrag durchhängen, wenn man vom Zenith zum Horizont schwenkt.

Vorteile:

- Kontrolle über Schwerpunkt- und Drehachse

- die Gitterrohre sind kürzer, d.h. leichterer Aufbau

- die kürzeren Rohre im Vergleich zu einem einfachen Stabwerk bedeuten eine höhere Resonanzfrequenz. Das Teleskop sollte also auch bei hohen Vergrößerungen nach einem Stoß / einer Berührung schnell ausschwingen

- die Gitterrohrdurchmesser und Wandstärken sowie die Verbindungen können so gewählt werden, daß der obere und untere Ring beim Schwenk vom Zenith zum Horizont um den gleichen Betrag durchhängen

- das Design ist gut vereinbar mit euren Montierungs-Anforderungen (Dobson, Equatorial)

- ein rotierbarer Tubus ist leichter zu realisieren als rotierbarer Hut (Kollimation bleibt bei Rotation erhalten)


Link 10-Zöller Reisedobson

Viel Erfolg bei eurem Projekt,
Andreas
 
hi andreas

wow, wow, wow, diese konstruktion ist "verdammt" clever.

******???? konntest du die resonanz berechnen? wenn ja,wie ist das verhältnis gegenüber einem einfachen stabwerk.

ich werde diese lösungsmöglichkeit exakt studieren.

ich denke, dass das endgültige pflichtenheft diese konstruktion beinhaltet.

*****???? wie schwer ist die rohrkonstruktion alleine.
*****???? wie schwer ist dein hs-spiegel.


(vermutlich stehts in deiner homepage..hab die noch nicht geöffnet)

sehr guter input, danke
urs
 
Hallo Urs,
wow, wow, wow, diese konstruktion ist "verdammt" clever.
Finde ich auch, erdacht vom Konstrukteur des 5m Mount Palomar Tubus, Mark Serrurier.
******???? konntest du die resonanz berechnen? wenn ja,wie ist das verhältnis gegenüber einem einfachen stabwerk.
Nein, ich habe nur die statische Deformation des Stabwerkes berechnet.

Eine Artikel über Teleskopschwingungen im Netz gibt es von Mel Bartels: Vibration

Ein Serrurier-Stabwerk ist ürbigens für einen leichten 10-Zöller absoluter Overkill und nicht wirklich nötig, wie die Berechnungen gezeigt haben. Aber ich mochte das Design und die "Nebenvorteile" sehr. Viele Amateurteleskope in eurer Größenklasse zeigen, daß auch ein einfaches Stabwerk absolut adäquat ist, aber eine Konstruktion mit Mittelteil hat ja für eure Anforderungen (Dobson/äquatorial) auch einiges Anderes für sich.

*****???? wie schwer ist die rohrkonstruktion alleine.
*****???? wie schwer ist dein hs-spiegel.

Zahlen gibts hier: Gewichte

Freut mich.

Viele Grüße,
Andreas
 
hi andreas

die konstruktion ist wirklich super für unsere ansprüche. wie du selber sagst, ist es sicher für ein 10 " oder auch ein 14 " purer luxus, aber eben: genial.
danke für den link mel bartels.
gewichte habe ich studiert...definitiv leicht und stabil.

hast du ein photo von deinem "ding". habe keines gesehen auf homepage..das muss man ja sehen

gruss
urs
 
hi frank
schau mal den input von frank unten an.
ich denke nun tatsächlich, dass die konstruktion von andreas zusammen mit deiner lösung des tubusdrehens eine elegante gesamtidee wäre. wir würden natürlich probieren deinen kasten noch etwas zu modifizieren.
gib mir doch mal deine einschätzung rüber.
gruss
urs
 
hi andreas

uuppps, habe wohl geschlafen...:)

beachte meine frage an frank. deine konstruktion mit franks kastenlösung für tubusdreheung. ich fände das so auf die schnelle überlegt eine sehr gute lösung. habe ich so miteinander gekoppelt auch noch nirgends entdeckt.
spricht da was dagegen, was ich übersehe???
gruss
urs
 
Hallo Urs,

spricht da was dagegen, was ich übersehe???

Ich habe leider keine Erfahrung mit Dimensionen, wie sie für einen 25-Zöller nötig sind. Ich könnte mir vorstellen, daß es nötig sein wird den Rahmen für die Führung des Tubus aus Gewichtsgründen abzuspecken, vielleicht in Form eines runden oder achteckigen Metall-Stabwerkes?

25-Zoll äquatorial montiert sind schon eine Menge Holz...

Schöne Beispiele für alt-az und äquatorial montierte Serrurier Tuben (allerdings ohne Rotationsmöglichkeit) gibt es bei Steven Lee: Steven Lee's Teleskope

Ich denke das Hauptproblem bei eurem Projekt wird sein, daß die Anforderungen an die Steifigkeit der Tubusbefestigung bei einer äquatorialen Montierung (= Befestigung von einer Seite) eine viel größere ist als bei einer Dobson-Montierung (= Lager von zwei Seiten). D.h. wenn ihr so dimensioniert, daß es für die eq. Montage langt ist das unnötig schwer für den Einsatz als Dobson. Ich würde wahrscheinlich versuchen, zwei verschiedene Aufnahmen für den Tubus zu machen, die bei den beiden Montierungen verbleiben. D.h. einen schweren, stabilen Rahmen für die eq. Montierung, einen leichteren Rahmen für die Dobson Montierung. Und der Tubus muss dann so konstruiert werden, daß man ihn leicht mit beiden "verheiraten" kann.

Viele Grüße,
Andreas
 
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Es sind keine weiteren Antworten möglich.
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