Beobachtungsplattform ins Hausdach integrieren?

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Buschi69

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Hallo Zusammen,

ich habe mich vor einigen Jahren stark mit Astronomie beschäftigt und musste dieses Hobby dann leider aus Zeitgründen aufgeben.
Da das Interesse aber immer noch gross ist, und mein Haus im Rohbau fertig ist, hätte ich jetzt noch die Moeglichkeit Vorbereitungen für einen Beobachtungsplatz zu treffen.

Ich habe einen "Spitzboden" der als zusätzliches Büro dienen soll. Dieser hat einen Holzfußboden. Das darunter liegende Obergeschoss ruht auf einer Betondecke.

Mein Plan:

Ich kann den Spitzboden zum Haus hin isolieren.
Da er direkt unter dem Fist des Satteldaches liegt, und dieses keine einzelne Firstpfette, sondern zwei 2,2m auseinanderliegende Firstpfetten hat, habe ich die Möglichkeit zwischen diesen Pfetten einen Teil des Firsts zu öffnen - ähnlich einer Rolldachhütte. Das Volumen des Raumes betraegt ca. 30m³ die Öffnung des Rolldaches würde falls ich sie quadratisch ausführe 4,8m² betragen.

Auf dem Betonboden des Obergeschosses könnte ich eine Säule befestigen, welche die Montierung trägt und freistehend durch den Holzfussboden des Spitzbodens verläuft ohne diesen zu beruehren. Den oberen Teil der Säule wuerde ich direkt ueber dem Fussboden abnehmbar machen, damit ich den Raum weiterhin als Buero nutzen kann.

Vieleicht hat schon jemand ein ähnliches Vorhaben - oder Teile hiervon - in die Tat umgesetzt und Erfahrungen damit gesammelt.

Mich intressiert zur Zeit vor allem folgendes:

1. Der Spitzboden soll weiterhin als Büro dienen, würde also beheizt.
Haltet Ihr es fürsinnvoll hier eine Beobachtungsmöglichkeit vorzusehen, oder würde das Auskuehlen des Raumes zu lange dauern? Evtl könnte ich ein Gebläse einbauen, das die warme Luft in das Haus saugt?!

2. Das Teleskop sollte moeglichst in diesem Raum gelagert werden. Mein Traum waere ein 12-16 Zoll SC von Meade. Gibt es Erfahrungen wie lange es dauert es von Raumtemperatur also ca. 20 Grad auf "Wintertemperatur" also vielleicht -5 oder -10 Grad abzukuehlen?

3. Welchen Durchmesser muesste die Saeule die auf dem Betonboden festgeschraubt wird haben? Hoehe zur Oberkante des Holzfussbodens ca. 2.4m Gesamthoehe ca. 4.1m.

4. Ist es besser diese Saeule auszugiessen, oder reicht ein "normales" Stahlrohr?

Falls Ihr Ideen oder vergleichbare Erfahrungen habt, würde ich mich freuen wenn Ihr mir helfen könntet.

Hierfür vielen Dank im Voraus...

Guido
 
Hm, das k"onnte gehen...

In meiner Gartenh"utte, die tags"uber nur von der Sonne aufgeheizt wird, braucht mein 16" Cassegrain ca. 2 Stunden zum runterk"uhlen. Da mache ich einfach sobald die Sonne weg ist das Dach auf, dann geht es schon. Wenn Dein Holzboden gut isoliert ist sollte das "ahnlich sein.

Meine S"aule (die aber im Garten steht) ist aus Beton und hat ca. 30 x 40 cm Querschnitt. Aber ich denke dass Du in Deinem Fall einfach schauen solltest wie gross eine kommerzielle S"aule ist, siehe z.B. http://www.advancedtelescope.com/pier_adapters_options.htm - da sieht man so ca. 20 - 30 cm Querschnitt, das sollte f"ur einen 12" SC reichen. Das ist nat"urlich nur f"ur den oberen (abnehmbaren) Teil, den unteren Teil w"urde ich gr"osser machen (konisch? Siehe http://www.baader-planetarium.de/montierungen/htm/alt-start.htm.

Eine Stahls"aule kann man am Besten zum Schwindungsd"ampfen mit Sand auff"ullen. Wenn Du den oberen Teil der S"aule immer wieder hinmontieren willst dann nat"urlich nur am unteren Teil.

Kannst Du die S"aule nicht doch irgendwie stehen lassen? Z.B. gebrauche ihn als Computertisch, Lampenhalter, Befestigung f"ur ein Whiteboard... Sonst wird's doch nix mit dem Beobachten. Ich sehe immer wieder dass ich jetzt viel "ofters durch's Fernrohr schaue weil's wirklich nur "Dach aufmachen - Plane vom Rohr nehmen - zum Himmel zeigen - durchschauen" ist. K"urzlich hab' ich mir noch schnell die Sonne im Weisslicht angeschaut als es nur 10 Minuten Zeit waren.

Was ist denn in dem Raum in dem dann der untere Teil der S"aule steht - den Du offensichtlich nicht abbaubar machen willst? Wenn das das Kinderzimmer wird sind die vielleicht auch nicht so gl"ucklich...

Laffy
 
Re: Beobachtungsplattform ins Hausdach integrieren

Hallo dkoschny,

vielen Dank für die schnelle Antwort!


Der vergleich mit der Gartenhütte passt im Sommer perfekt, hat aber leider einen kleinen Haken. Da ich den Spitzboden als "richtiges" Büro nutzen möchte, würde ich diesen ja im Winter beheizen, und müße dann von ca. 20° auf evtl. minus Grade herunterkühlen.

Daher wäre auch eine durchgehende feste Säule ehr hinderlich, den diese würde mitten im Büro stehen.
Ich hatte die Idee, die Verbindung zwischen feststehendem und abnehmbaren Teil mit einer Arretierung zu versehen (wie etwa der Bajonett-Verschluß einer Spiegelrefelxkamera) dann könnte die Säule schnell aufgestellt werden, ohne sie immer wieder neu zu justieren.

Der Raum in dem der feste Teil der Säule steht, ist eine begehbare Ankleide, die gleichzeitig als Flur genutzt wird, und das Schlafzimmer+Bad mit dem eigentlichen Hausflur verbindet.

Eine konische Säule ist bestimmt die beste Lösung, darauf bin ich noch nicht gekommen. Ich hatte zwar aus optischen Gründen an etwas rundes gedacht, aber ich könnte ja auch ´ne runde Abdeckung darüber montieren.

Die Frage ist nur, welche Dimensionen muß ich für die Säule vorsehen. Standard sind ja wohl Säulen bis ca. 1.5m, ich benötige aber mehr als das doppelte. Gibt es da vielleicht eine Faustformel oder so??? Vielleicht doppelte Höhe <> doppelter Querschnitt?!

Danke...

Guido
 
Re: Beobachtungsplattform ins Hausdach integrieren

Hallo Guido,
zur Dimensionierung Deiner Säule kann ich nicht viel beitragen, außer daß es wohl ein ziemliches Monster werden sollte bei >4m Länge und das schwingungsfrei. Bleibt wohl nur Beton (Deckenlast beachten) oder ein Stahlrohr mit angeschweißten Versteifungen.

Als Inspiration für meinen eigenen Umbau, den ich gern mal machen möchte, habe ich das hier als Anregung gespeichert: http://www.privatsternwarte.net/dstw.html.

Wenn Du die ultimative Lösung willst, dann z.B. so: http://www.haus.thinius.net/haus.htm

Viel Erfolg bei Deinem Projekt
 
Re: Beobachtungsplattform ins Hausdach integrieren

Hallo Ralf,

die erste Lösung entspricht meinem Vorhabem und meinem Geldbeutel am besten...

Vielen Dank!

Guido
 
Re: Beobachtungsplattform ins Hausdach integrieren

Hallo Guido,

das Teleskop kriegst Du im Winter sicherlich relativ schnell abgekühlt und auch die Raumluft ist schnell ausgetauscht, aber was ist mit den Wänden und dem Fußboden? Die sorgen im Winter für Gewaber vor dem Spiegel. Und auch die Säule. Wenn sie aus Stahl ist, zieht sich erst recht die Wärme aus dem drunterliegenden Stockwerk nach oben und strahlt ab.

Für mich persönlich also eher einen Daumen runter.

Schöne Grüße,
Frank
 
Re: Beobachtungsplattform ins Hausdach integrieren

Hi, Thema Säule:
leider kann ich keine Fotos reinstellen, irgendwie funktioniert es noch nicht. Deher Tip als Schrieb.
1. Gasmarkt. Eine ausgediente Sauerstofflasche zum Schweißen kaufen (oder in diesem Falle 2). Oben und unten abflechsen lassen, Stahlplatte oben und unten anschweißen lassen, Gewinde reinsetzen und unten 3 Bohrungen, um das Teil nivelieren zu können. Hat mich insgesamt keine 150 Euro gekostet.

Gruß
Winfried
 
Re: Beobachtungsplattform ins Hausdach integrieren

@Frank:
Über Wände/Boden habe ich mir bisher keine Gedanken gemacht. Ich würde die natürlich isolieren, ich hatte für den Boden an 10cm und für die Wände an 8cm PU Platten gedacht.
Wenn ich Wände und Boden dann statt wie geplant nicht mit Rigips/Trockenestrich sondern komplett aus Holz fertige, Hab ich damit doch das Problem erschlangen, da Holz ja isoliert, und somit kaum Wärme speichert - oder?!

Die Stahlsäule - das ist ein Argument! Da müsste ich den Flansch, der den abnehmbaren Teil mit dem Feststehenden verbindet wohl aus einem festen Kunststoff (o.ä.) fertigen damit ich keine Wärme/Kältebrücke habe.

@Alle:
Habe in der Zwischenzeit mal bei Baader angefragt. Laffy hatte mir den Link gegeben. Sie haben geschrieben, das Sie solch lange Säulen nicht fertigen können, und das diese falls erforderlich von den Bauherren selbst aus Betonsteinen gefertigt werden müssen.
Hat vielleicht trotzdem schon jemand ein so lange Stahlsäule gefertigt, und kann mir weiter helfen?!.

@Winfried:
Vielen Dank für den Tip. Hatte ich schonmal im Bord gelesen, war da warscheinlich auch von Dir. Ich finde die Idee sehr gut. Vor allem für den oberen Teil der Säule. Für den Unteren müsste ich warscheinlich schon 2-3 Flaschen zusammen schweißen - ist die Frage ob das schwingungsstabil genug ist.

@Alle:
Vielen Dank für die bisherige Hilfe...

Guido
 
Re: Beobachtungsplattform ins Hausdach integrieren

Zitat von Buschi69:
@Frank:
ist die Frage ob das schwingungsstabil genug ist.
Klicke in dieses Feld, um es in vollständiger Größe anzuzeigen.

Hallo Guido,

ich würde von der Säule zu den Ziegelwänden des darunterliegenden Zimmers Verstrebungen anbringen. Diese müssten nicht dick sein, da sie nur auf Zug und Druck belastet werden. Sie könnten eventuell innerhalb der Holzdecke verlaufen, ohne dass die dafür nötigen Bohrungen die Deckenbalken zu sehr schwächen.

Gruß,
Martin Cibulski
http://www.martin-cibulski.de/atm/index_de.htm
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:
Re: Beobachtungsplattform ins Hausdach integrieren

Hallo Guido,
ich bin gerade dabei mir eine Dachsternwarte zu bauen und habe/hatte ähnliche Fragen zu beantworten.

Bei einer Schiebedachkonstruktion habe ich einige Schwierigkeit mir die Abdichtung vorzustellen. Im schlimmen Fall sitzt Du im Zug und es bilden sich Kondenswasserschäden, wie man sie bei Leuten sieht, die ihr Badezimmerfenster im Winter zu lange auf Kippe stehen lassen und im günstigen Fall entweicht Dir nur Wärme ins Freie.
Willst Du eigentlich auch im Winter beobachten? Falls dies beabsichtigt ist, sollte die Konstruktion Schneeverwehungen vom Dach 'irgendwie' aus dem Bürobereich heraushalten.
Ist dieser Punkt gelöst, kommt die Frage bezüglich der Auskühldauer. Der Raum sollte daher innengedämmt sein und die Wärmekapazität der Inneneinrichtung samt Wände und Fußboden sollte so gering wie möglich sein, große Aktenschränke mit vielen Ordnern sind da eher hinderlich. Die Idee mit der Holzwand ist gut solange das Holz dünn ist, da sich zu der Wärmekapazität des Holzes auch noch die der eingelagerten Feuchtigkeit addiert. Ich werde wohl 4mm starkes Leimholz verwenden.
(Hast Du Dir auch schon Gedanken zur Reifbildung gemacht- wellige Geschäftskorrespondenz?!)

Zur Schwingungsanalyse habe ich meine Konstruktionsdaten in ein frei erhältliches Programm eingegeben (http://www.prostab.de/prostab.htm) und die verschiedenen Parameter etwas variiert. Bei meinem Aufbau kam dabei heraus, daß eine Betonsäule bei einer Länge von 4,5m auch schon heftig schwingen kann. Deshalb baue ich mir ein Stativ aus Stahlrohr an meine Giebelwand und hoffe, daß die Wirklichkeit nicht zu stark von der Theorie abweicht.
Wobei ich lediglich die Resonanzfrequenz nach oben treiben kann (Dämpfungswerte und Anregungsamplituden sind schlicht unbekannt).

Stahlrohre habe ich über den lokalen Handel bezogen als Richtpreis kann ca. 1,50€ pro kg Baustahl angenommen werden (+Zuschneiden, +Lieferung). Bei einem Bezug über den Fachhandel gibt es auch keine Schwierigkeiten bezüglich der Länge, da das Normalmaß 6m beträgt.
Meine Rohre haben einen Außendurchmesser von 17cm und eine Wandstärke von 4,5mm -> rund 18,5 kg/m, aber Stahlflaschen gehen bestimmt genauso gut, nur müssen die verschweißt werden um auf die Länge zu kommen.


Gruß
Andreas
 
Re: Beobachtungsplattform ins Hausdach integrieren

@Martin
Vielen Dank für den Hinweis mit den Verstrebungen. Da ich ein Holzständer-Haus habe, bin ich mir nicht sicher ob eine Verstrebung zu den Wänden wirklich nutzt. Werde es aber in meine Überlegungen mit einbeziegen.

@Andreas
Die Schiebedachkonstruktion stelle ich mir so vor:
Ein Holzkonstruktion soll als Rahmen der Dachöffnung dienen, und ca. 15 cm über das Dach herausragen. Eine zweite Holzkonstruktion soll sich exakt über diesen Rahmen stülpen. Auf dem Ramen würde ich Gummidichtungen montieren, so dass die bewegliche Holzkonstruktion durch Ihr Eigengewicht die Gummidichtungen komprimiert.
Zum Öffnen müssen die bewegliche Holzkonstruktion angehoben und zur Seite geschoben werden.
Im Winter will ich auch beobachten. Da ich im Münsterland wohne, haben wir relativ wenig Schnee. Falls doch mal welcher liegen sollte, denke ich es wird kein Problem sein, den mit einem Beesen weiträumig abzufegen. Im Übrigen hatte Ralf eine Link gepostet, auf dem eine Dachsternwarte zu sehen ist. Diese hat anscheinene Holzklappen die Seitlich aufgestellt werden können - wäre vielleicht auch ´ne Idee?!

4,5 m Säule sind natürlich schon ´ne Menge. Ich werde wohl ´ne 2.4m Betonsäule aus Kanalrohr bauen. Hoffe das gibts in ca. 40cm Durchmesser. Bin mir allerdings immer noch nicht im klaren, ob ich das Rohr mit Sand oder Beton füllen soll. Warte auch noch auf eine Antwort von Baader bzgl. des von denen empfohlenen Rohrdruchmessers für die Montage einer Alt6 Montierung mit entsprechender Säule.

Vielen Dank...

Guido
 
Re: Beobachtungsplattform ins Hausdach integrieren

Guido,
die Idee mit dem Rahmen, der Gummidichtung und dem Eigengewicht hört sich gut an. Wenn der Rahmen breit genug ist, kann auch eine Kältebrücke verhindert werden. Allerdings solltest Du dich nicht allein auf das Eigengewicht verlassen und die Schiebedachkonstruktion zusätzlich mechanisch sichern -was sicherlich auch schon geplant ist.

Bzgl. der 4,5 Meter habe ich Deine Ausführungen so verstanden, daß die Gasamthöhe 4,1m beträgt, wobei 2,4m stationär sind und der Rest mobil ausgeführt wird. Bei diesem Aufbau trägt die gesamte Länge zum Schwingungsverhalten bei.

Auf Baaders Antwort bin ich gespannt. Mir hatte er empfohlen eine Säule über einer tragenden Wand zu errichten. Dieser Hinweis ist absolut korrekt, nur ist bei mir die einzige tragende Wand in spitzbodennähe die Giebelwand und auf diese kann ich keine Säule setzen, wenn noch eine Kuppel herumgebaut werden soll.
Meine Frage, ob ich die Säule denn nicht auf die Betonplatte des darunterliegenden Geschosses montieren könnte, verneinte er, da eine Betondecke zwischen den Auflagern ebenfalls schwingen kann.

Gruß
Andreas


 
Re: Beobachtungsplattform ins Hausdach integrieren

Hallo Guido,
den Hinweis auf meine Web-Site (privatsternwarte.net) hat du schon bekommen.
ZU deinen Fragen folgendes:
Ich habe nebenan auch das Büro. Das ist sehr bequem und bei der Beobachtung gut nutzbar. Ich habe das allerdings durch eine Leichtbauwand getrennt. Die Tür habe ich aufgefüttert und insoliert.
Wenn du einen separaten Raum hast, ist das Teleskop nach Sonnenuntergang ausreichend ausgekühlt. Zur Sonnenbeobachtung im Sommer (da wird es unter dem Blechschiebedach schon mal 40°C) öffnest du das Dach ca. 30 min vorher.
Die hohe Säule ist ein besonderes Problem. Ich habe ein ca. 120mm Rohr, die Knotenblech untd streben (s. Website) sind sehr entscheidend. Das die Säule mit Sand gefüllt ist, macht sich kaum bemerktbar.

Wenn du möchtest schicke ich dir Detailfotos.

Viel Erfolg

 
Re: Beobachtungsplattform ins Hausdach integrieren

Hallo Hubert,
wie Du schon schreibst ist der Unterschied das Büro nebenan. Hierdurch entschärft sich der Wärmedämmungsaufwand doch um ein beträchtliches Maß -auf Deiner Homepage ist ja auch in etwa die Dämmschicht unter dem Schiebedach und die Abdichtung zu sehen.

Was meinst Du mit: "Das die Säule mit Sand gefüllt ist, macht sich kaum bemerkbar."? Hast Du einen Vergleich von ungefüllt zu gefüllt? Dieser würde mich sehr interessieren, da für meine Montage an der Giebelwand eine Füllung ausscheidet. (Das Drehmoment und damit die eingeleiteten Kräfte wären so hoch, daß ich Schäden befürchten müsste.)

Deine Anregung mit den Knotenblechen nehme ich dankend auf und werde sie mal in 'Prostab' eingeben. Meine Vermutung ist ein geringer Einfluß auf die Resonanzfrequenz und Torsion aber eine erhöhte Biegesteifigkeit in der betreffenden Achse, was die Amplitude minimiert.

Gruß
Andreas
 
Re: Beobachtungsplattform ins Hausdach integrieren

Hallo Andreas, Hallo Guido,
hier meine Anmerkungen zu euren Fragen/Gedanken nach 20 jähriger Erfahrung mit meiner Sternwarte:

Sandflüllung:
Inwieweit die Sandfüllung der Säule was gebracht hat, kann ich mit Fakten nicht belegen. Ich habe aber den Eindruck, dass es nicht viel gebraucht hat. Es ist aber schwierig zu sagen. Ich hätte es messen müssen.

Dachisolierung/Abdichtung:
Das Schiebedach besteht auch einem Rahmen aus 20x20x1mm Vierkantrohr was mit einem 1mm dicken verzinkten Stahlblech belegt ist. Es ist nicht weiter isoliert. Dadurch kommt es gelegentlich zu Kondensatbildung. Alle Stahlteile (Dach und Teleskop) werden dann nass. Das war bisher aber kein Problem.
Zur Abdichtung: Die Rohrrahmenkonstruktion verwindet sich leicht und legt sich daher gut auf den Holzrahmen. Mit Treibschnee habe ich (fast) keine Probleme. Es ist zwei- oder dreimal vorgekommen. Das Bisschen habe ich auf ein Blattpapier gewischt und rausgebraucht. Die beschriebene Abdichtung halte ich nicht für erforderlich. Gegen den Treibschnee wollte ich an den Holzrahmen schon Bürsten schrauben, (Bürsten für Türabdichtungen) der Leidensdruck ist aber noch nicht groß genug.

Eine Alternative zum Schiebedach zeigt dieser Link
 
Re: Beobachtungsplattform ins Hausdach integrieren

Hubert,
Dank für Deine Antwort und für den angehängten Link. Deine Meinung bestätigt mich in der Ansicht, daß reine Masse (Sand, Beton) nicht zwingend einen durchschlagenden Erfolg bringt. Ich habe ein PDF-File von einem Hobby-Astromomen aus Kempten, der einen 800 kg Betonblock unter seinem Teleskop baute und trotzdem Schwingungsprobleme hatte. Es verstärkt mich in meinem Bestreben die Steifigkeit der Säule zu verbessern.
(Ich finde den Link nicht mehr und werde ihn anschreiben, sobald er positiv antwortet hänge ich den Link oder die Datei hier an.)

Deine Homepage habe ich schon vor ca. einem Jahr im Internet gefunden, als bei mir die ersten Pläne zu einem festen Aufbau reiften. Ich schwankte zwischen einem Schiebedach, wie Du es realisiert hast, und einer Kuppel. Den Ausschlag für eine Kuppel gaben mehrere Beobachtungsnächte bei denen mir Windböen arge Schwierigkeiten bereiteten. (Ich wohne in einem Reihenendhaus, bei dem sich im Bereich mit Südblick üble Verwirbelungen ergeben.)
Das komplett geöffnete Dach und der noch stärkere Wind in größerer Höhe ließen mich dann die Schiebedachlösung verwerfen.

Zur Abdichtung: Der große Unterschied zwischen Deiner Lösung und Guidos Anforderung ist, daß er einen Raum als Büro und Sternwarte nutzen möchte. IMHO potenziert dies die Herausforderung(en), die Du beschrieben hast (und die ich beim schnellen Durchsehen des angehängten Links auch gefunden habe).

Gruß
Andreas
 
Re: Beobachtungsplattform ins Hausdach integrieren

Hallo Andreas,

zwar habe ich selbst keine Erfahrung mit Sand in einer hohlen
Säule, habe aber schon viel davon gehört. Wenn man Sand ver-
wendet steht weniger seine Masse im Vordergrund. Es geht
vielmehr um die Tatsache, daß im Falle von Schwingungen durch
die Reibung zwischen den Sandkörnern eine sehr starke Dämpfung
derselben erreicht werden soll.
Aus diesem Grund stellt man zum Beispiel hochgenaue Maschinen
bei Bedarf auf ein Sandbett. Im Gegensatz hierzu hat Beton
mangels innerer Reibung nur eine geringe Wirkung. So weit
mein Kenntnisstand.

Grüße

Kurt
 
Re: Beobachtungsplattform ins Hausdach integrieren

Hallo Zusammen,

das Beispiel mit dem Sandbett verdeutlich die eingentliche Wirkung von Sand sehr gut. Der Sand reibt gegeneinander und reduziert die Schwingungsübertragung. D.h. die Maschiene kann sich durch den Sand auf dem Beton "verschieben". IMHO: Ist der Sand in ein Rohr gefüllt, hat er nicht nur keinen Platz um sich zu bewegen, sondern das Rohr ist ein geschlossenes System was soll sich da gegeneinander verschieben?!

Mit dem Begriff Knotenblech konnte ich erst nicht sehr viel anfangen. Ich denke Ihr meint die Flügel, die an den unteren 2/3 des Rohres seitlich angeschweißt sind.
Dann wäre allerdings für mich die Frage, ob es nicht sinnvoller ist, statt des Rohres das Ganze konisch auszuführen. Also z.B. Stahlplatten als Pyramiedenstumpf zu schneiden, und diese zu verschweißen. Ähnlich dieser Säule:

http://www.baader-planetarium.de/montierungen/htm/alt-start.htm

Was meint Ihr?!

Guido

P.S. Was mir 'grad noch einfällt - Wie wäre denn folgendes:

Die geschweißte Säule mit einer überstehenden Fussplatte verschließen. Auf dem Beton einen Rahmen befestigen und mit Quarzsand füllen (ca 2-3 cm).
Die Fussplatte der Säule an jeder Ecke durchbohren, in den Rahmen (auf den Quarzsand) stellen und über Gummipuffer mit dem Beton verschrauben. Die Fussplatte müßte so genau in den Rahmen passen, das kein Sand entweichen kann, damit sich die Säule nicht lockert.

Also zusammengefasst: So 'ne Art Stossdämpfer aus Quarzsand!
 
Re: Beobachtungsplattform ins Hausdach integrieren

Hallo Guido,

auch eine massive Stahlsäule kann schwingen, obwohl da auch etwas innen drin ist, das sich angeblich nicht bewegen kann, nämlich Stahl. Wenn ich beispielsweise das Teleskop anstoße, fängt es zu schwingen an. Alle sich dadurch bewegeden Teile erfahren dabei winzige Deformationen. Wenn alles unendlich starr wäre, könnte ich so keine Schwingung erzeugen. Bei einer Säule denke ich da hauptsächlich an Biegeschwingungen und Torsionsschwingungen. An den erwähnten kleinen Deformationen (Verschiebungen) ist natürlich auch das Innere einer Säule beteiligt und da hat Sand, wegen der dabei auftetenden inneren Reibung, im Gegensatz zu Stahl oder Beton eine gute Dämpfungswirkung.
Einerseits sollen Bodenschwingungen das oben drauf sitzende System möglichst wenig beeinflussen, andererseits sollen Systemschwingungen in den Boden abgeleitet werden. In beiden Fällen geht es über die Säule. Da ist es sicher von Vorteil, wenn diese durch hohe innere Reibung Schwingungsenergie vernichten kann.
Aus dem gleichen Grund verwendet man im Maschinenbau häufig Guß an Stelle von Stahl, zum Beispiel bei Maschinenbetten. Der im Grauguß eingelagerte Kohlenstoff hat eine mit Sand vergleichbare Wirkungsweise und ist schwingungsdämpfend.

Grüße

Kurt
 
Re: Beobachtungsplattform ins Hausdach integrieren

Hallo Kurt,

man lernt doch immer wieder dazu...

Nach allem was ich hier bisher gelesen würde ich nun folgendes tun:

1. Die Säule als Pyramidenstumpf zu konstruieren. Dieses wird meiner Vorstellung nach die Schwingungsempfindlichkeit am deutlichsten reduzieren.

2. Die Säule mit Sand füllen ist dann schon die Frage. Physikalisch ist eine Schwingungsdämfung ja erklärbar. Aber laut Hubert bringt es keinen offensichtlichen Erfolg. Außerdem ist das Gewicht wieder ein statisches Problem. Also ehr kein Sand in die Säule.

3. Wie sieht es denn nun mit einem Sandbett auf dem die Säule steht aus?! Hat jemand hierzu eine Idee???

Vielen Dank nochmal an Alle die sich bisher beteiligt haben...

Guido
 
Re: Beobachtungsplattform ins Hausdach integrieren

Hallo Guido,

da mich dieses Thema sehr interessiert, bin ich etwas tiefer in die Materie eingestiegen. Ich habe mein "Handbuch für Sternfreunde" hergenommen und habe einiges gefunden, das dich interessieren könnte. Über Sand steht da nichts drin, aber nach meinem Empfinden taugt ein Sandbett zwar zur Dämpfung von Schwingungen, nicht aber dazu, eine Säule darauf aufzustellen. Ich meine, eine solche Aufstellung ist zeitlich nicht stabil. Wenn man Sand Erschütterungen aussetzt, dürften die Sandkörner aufeinander herumrutschen und Positionen so einnehmen, daß sie dichter gepackt sind. Es ist ja jede Menge Luft zwischen den Körnern. Ich kann mir vorstellen, daß der Sand in einem Eimer etwas zusammen sackt, wenn man ihn auf einen Vibrator stellt. Bei einer Maschine mag es gehen, denn da ist das Sandfundament großflächig und es dürfte egal sein, wenn sich das Ganze auf einer Seite um einen Millimeter mehr senkt als auf der anderen. Bei einer Säule mit kleiner Standfläche ist das tödlich. Ich würde das also nicht machen.

In meinem Buch werden zwei Fälle von Schwingungen untersucht. Eimal geht es um Bodenschwingungen und zwar solche, bei denen der Stativfuß horizontal schwingt. Dagegen ist leider kein Kraut gewachsen, denn um zu erreichen, daß oben am System wenig von den Schwingungen ankommt, bräuchte man eine Säule mit sehr geringer Biegesteifigkeit und müßte zudem oben eine große Masse draufpacken. Da könnte das untere Säulenende hin und her schwingen und die schwere Masse würde diese Schwingungen nur in unbedeutender Weise mitmachen. Ein solches System wäre aber zu nichts zu gebrauchen, denn wenn man hier, bei unbewegtem Boden, die Masse oben anstößt, würde diese lange Zeit mit niederer Frequenz schwingen und das ist nicht akzeptabel.

Um ordentliche Gebrauchseigenschaften zu erhalten braucht man genau das Gegenteil, nämlich eine Säule mit möglichst hoher Biegesteifigkeit und mit möglichtst kleinen Massen oben drauf. Daher eine super stabile Säule mit leichter aber stabiler Montierung und ein leichtes Teleskop. Daher rät der Autor des Buches lediglich, die Säule an einem möglichst schwingungsfreien Ort aufzustellen.

Da du eine extrem lange Säule planst, habe ich mir mal die Statik einer Säule angeschaut. Ich habe angenommen, ich hätte eine Säule von 1 m Höhe und 10 cm Durchmesser und wäre damit zufrieden. Ich habe gerechnet was passiert, wenn ich die Säule 2 m hoch mache. Dann ist die Biegesteifigkeit nur noch 1/8 des ursprünglichen Werts und somit unerwünscht. Ich kann das ausgleichen, indem ich die Säule dicker mache. Sie müßte 16,8 cm dick werden, um gleich biegesteif zu sein, wie zuvor. Bei drei Meter Säulenhöhe müßte der Durchmesser auf 22,8 cm erhöht werden und bei 4 m Höhe auf 28,3 cm. Was die Verdrehsteifigkeit angeht, gewinnt man bei dieser Neudimensionierung sogar ganz wesentlich. Die 2 m Säule mit 16,8 cm Durchmesser ist 4 mal so verdrehsteif, wie die ursprüngliche 1 m Säule. Bei der 3 m Säule ist die Verbesserung 9 fach und bei der 4 m Säule 16 fach.

Die Idee mit der kegelstumpfförmigen oder pyramidenstumpfförmigen Säule ist gut, aber man darf keine Wunder erwarten. Um gegenüber einer runden Säule wieder die gleiche Biegesteifigkeit zu erhalten, muß sie am Fuß etwas dicker werden. So wie ich es auf die Schnelle überblicke, spart man aber im oberen und dünneren Teil etwas mehr an Gewicht ein, als man unten zusätzlich benötigt.

Ich hoffe, du kommst mit meinem Geschreibsel zurecht, sonst melde Dich.

Grüße

Kurt
 
@Kurt
Vielen Dank für Dein "Geschreibsel". Es ist sehr aufschlußreich.
Eine Frage hätte ich allerdings noch. Wenn ich Deine "Referenzsäule" von 10 cm Durchmesser auf 20cm Durchmesser vergrößere. Verdoppeln sich dann auch die Durchmesser für die längeren Säulen? Falls nicht, gibt es eine durchschaubare Formel für die Berechnung, oder muß ich dazu erst ein Semester Statik studieren ;-)???

@Johann,
mein Wohnort ist ein Dorf mit ca. 3000 Einwohnern. Neben der Straße an der mein Haus liegt (Wohngebiet mit ca. 30 Häusern) ist die nächste "Hauptstraße" ca. 80m entfernt. Allerdings kannst Du die Autos auf der "Hauptstrasse" zu Astronomie-Uhrzeiten (Sonnenbeobachtungen ausgenommen) pro Stunde an einer Hand abzählen.
Ich denke das wird nicht mein größtes Problem...
Trotzdem vielen Dank für Deine Info!

Guido
 
Re: Beobachtungsplattform ins Hausdach integrieren

Hallo Guido,

die Berechnung ist einfach. Die Auslenkung eines einseitig eingespannten Trägers (und als solchen habe ich die Säule betrachtet) bei einem Kraftangriff senkrecht zur Trägerachse ist proportional zur freien Länge hoch drei. Also Länge mal 2 ergibt Auslenkung (2x2x2) mal 8.

Das muß ich durch ein 8faches Flächenträgheitsmoment der Säule ausgleichen. Dieses ändert sich bei quadratischen und runden Querschnitten mit der vierten Potenz. Der Faktor, um den ich die Dicke verändern muß erhalte ich, indem ich die vierte Wurzel aus 8 ziehe. Du kannst auch auf dem Taschenrechner die normale Qudratwurzel aus 8 ziehen und aus dem Ergebnis nochmals die Wurzel.

Beispiel: Wurzel 8 ist etwa 2.83, wurzel 2.83 etwa 1.68. Probe: 1.68x1.68x1.68x1.68 ergibt fast genau 8.

Eine ursprünglich 10 cm dicke Säule muß 16.8 cm dick werden.
Eine ursprünglich 20 cm dicke Säule muß 33.6 cm dick werden usw.

Das gilt nicht nur für die Verlängerung um den Faktor 2. Man kann die Berechnung analog mit beliebigen "krummen" Zahlenwerten durchführen.

Das alles macht natürlich nur dann Sinn, wenn man die Säule am Einspannpunkt (Säulenfuß) als absolut starr eingespannt betrachten kann. Sollte die Betondecke auf der die Säule befestigt wird nicht sehr steif sein und sich unter einer schräg gedrückten Säule verwölben, kommen naturlich horizontale Verschiebungen am oberen Säulenende hinzu. Diese wären dann proportional zur Säulenlänge (bei jeweils gleicher Kraft). Wie groß diese Einflüsse bei Dir sein könnten kann ich nicht beurteilen, da ich die Decke und ihren Unterbau nicht kenne. Jedenfalls wäre es sehr schädlich, wenn es eine Decke wäre, die von Personen betreten wird.

Falls ich Dich falsch verstanden habe und Du die Säule von 10 cm auf 20 cm dicker machst bei gleicher Länge, Dann versechzehnfacht sich die Biegesteifigkeit (2x2x2x2 gleich 16, vierte Potenz für das Flächenträgheitsmoment).

Viele Grüße


Kurt
 
@Johann,

Wenn ich mir überlege, dass an jedem Observatorium egal ob ESO, Mauna Kea oder Mt. Palomar während der Beobachtung dutzende von Menschen unterwegs sind, und die mit Ihren Multimirror, 5 oder 6m Spiegeln Vergrößerungen fahren, von den ich nur träumen kann, dann bin ich der Überzeugung, daß sich meine Freundin ruhig mal im Bett rumdrehen kann, wenn ich beobachte!
Ansonsten müßten ja alle die eine Dachsternwarte betreiben, und das sind hier ja anscheinend nicht nur ´ne Handvoll, diese Probleme haben und zur Beobachtung lieber in den Garten gehen.

Jetzt mal Spass bei Seite! Hat jemand von Euch der eine Dachsternwarte oder etwas ähnliches betreibt auch die Probleme von denen Johann spricht. Wenn ich Euch sage, meine ich diejenigen mit Instrumenten bis 16"! ("Amateuere" mit Meter-Spiegeln und großer sind nicht mein Maßstab! ;-)))

Guido
 
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