Gegengewichte

[jsteinberg]

Hallo,
Es geht um die Anordnung von Gegengewichten.
Was ist vorteilhafter für das Schwingungsverhalten;
leichte Gewichte am grossen Hebelarm oder schweres
Gegengewicht nahe am Achsenkreuz?
Rein gefühlsmässig würde ich das schwere Gewicht nehmen,
aber wissen tu ich nix..

 

[Julian]

mhmm keine ahnung, aber rein gefühlsmäßig würde ich sagen, das große gewicht weg vom achsenkreuz, mehr träge masse am längeren hebel, das zammelt nicht so rum und fängt nicht so leicht an zu schwingen ... imho....

 

[spatz1]

Hallo,

Normalerweise nimmt man das schwerere Gewicht, man kommt dann näher ans Achsenkreuz ran und die Sache wird kompakter und gedrungener --> Weniger und kürzere Schwingungen.

Manche schwören auch auf die Doppellösung: Ein Gewicht außen, eines in der Mitte bis Innen an der Gegengewichtstange, das soll ebenfalls Schwingungen gut abwürgen.

Am schlechtesten soll lange, dünne Gegengewichtsstange und kleines Gewicht ganz außen sein. Bis auf "dünne Gegengewichtsstange" hab ich das allerdings auch so seit Jahren im Einsatz und noch nie Probleme gehabt. Ist aber wohl auch eine Frage der Grundstabilität der Montierung. (Belastung, Größe, Stativ/Säule, etc.).

Wenn man die Wahl hat: Schwer und nach Innen...

 

[jsteinberg]

Hallo,
Es geht nicht um's Zappeln,ich denk mal wenn das
Gewicht still steht,dann zappelt es irgendwo anders...
Vielmehr ist es eine Prinzipfrage,wo man die Massen
anbringt,wenn statisch kein Problem ist.

 

[jsteinberg]

Hallo,
Im Moment hab ich 30 kg an einem Prototyp einer Montierung,
wenn man das Instrument nun in den Rutschkupplungen dreht,
hat man durch die Schwungmasse das Gefühl,man
müsste "bremsen" beim Anhalten.Da kam mir der Gedanke
die Masse um 10 kg zu erhöhen und näher an den Drehpunkt
zu befestigen (statisch ist kein Problem).
Die Rutschkupplungen will ich auf keinen Fall strammer
einstellen um Beschädigungen am Antrieb zu vermeiden
Die Biegemomente bleiben ja gleich,aber wie es sich
dynamisch verhält kann ich nur gefühlsmässig beurteilen.
Ich hab im Web mehrere Grossrefraktoren gesehen,da ist das
Gegengewicht auch sehr massiv und nahe der RA-Achse.
So treten bei Selbstbauten Fragen auf,über die man sonst
nicht weiter nachdenkt,aber es gibt viele Ecken die man
optimieren kann.
Damit wird die bei Handelsmontierungen die angegebene
Instrumentenlast zu einem wagen Begriff....

 

[ssl]

Hallo jsteinberg,

die Eigenfrequenz (Resonanzfrequenz) eines Stabs mit einer
Masse daran hängt von folgenden Größen ab:

- Masse des Gewichts: je größer, umso niedriger die Eigenfrequenz
- Länge des Hebelarm: je länger, umso niedriger die Eigenfrequenz
- Steifigkeit des Stabs (vgl. Gummi <--> Stahl / bzw. Querschnitt des Stabs):
je steifer, umso höher die Eigenfrequenz

Nun musst du das System so wählen, dass die Montierung ihre
beste Dämpfung bei der Eigenfreqenz des Stabs hat. Oder
dafür sogen, dass die Eigenfrequenz so hoch (zB > 100Hz)
oder niedrig ist, so dass sie nicht mehr störend wirkt ...
ich wusste mal, wie man sowas berechnet, das habe ich aber
leider alles schon wieder vergessen <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/frown.gif" alt="" />


Stefan

 

[spatz1]

Hallo,

Das Problem mit dem dynamischen Lastwechsel ist in der Tat eines, z.B. wenn man beim "slewen" die Bremse reinhauen muß. Ich mußte neulich meine Ci700 mit ESCAPs mal aus voller Fahrt (4°/sec) abbremsen, weil sie in die falsche Richtung lief...da schwingt das aber nicht schlecht nach.

Bei sowas macht des dann schon Sinn, die Massen möglichst innen anzubringen.

 

[jsteinberg]

Hallo,
Ich werde mich einfach an's Optimum rantasten,es ist
anscheinend sehr schwierig so was zu berechnen.
Was Vibrationen anbelangt,so darf ich keine harmonische
vom Gesamtsystem treffen,sonst werden die deutlich
spürbar.(sagt der Pysikprof. meiner Tochter)

 

[jsteinberg]

Hallo,
Hab mir heute noch 2 Gewichte von 5kg hergestellt und
so die Masse auf 40 kg erhöht,so kann ich fast bis zum
Dekli-Gehäuse ranrücken.Morgen wird experimentiert <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/ooo.gif" alt="" />
Wenn es positiv ausgeht,kürze ich auch noch das freie
Ende der Gegengewichtsstange (wenn schon,denn schon).
Wenn's bloss nicht so ungemütlich kalt wäre <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/wink.gif" alt="" />

 

[Pteng]

Hi,

meine Gedanken dazu:

du hast eine Resonanzfrequenz der Montierung, die sich allerdings durch die Beladung ändert.

Du hast eine Resonanzfrequenz des Teleskops und eine des Gewichtes mit Stange.

Ich könnte mir denken, daß es sehr wichtig iat:

1. Das System Teleskop + Gewicht + Stange darf nicht in der Resonanzfrequenz der Monti liegen

2. Die Resonanzfrequenz des Teleskops darf nicht imk Bereich der resonanzfrequenz des Gwewichts+stange liegen.

Wenn diese Überlegungen nicht vollkommener Kappes sind, dann müßte bei einem schnell schwingenden Teleskop das Gewicht nach außen und bei einem langsam schwingenden nach innen, damit sich die Systeme gegenseitig bedämpfen.

Theoretisch wird es funktionieren, aber wie das praktisch funkt weiss ich nicht!

 

[jsteinberg]

Hi,
Die Vibrationen sind nicht mal soo das Problem,aber die
Schwungmasse.Das ist,was auch Spatz 1 meint,das Widdersetzen beim Beschleunigen u.Verzögern.Bei einem
Schwungrad legt man ja viel Masse nach aussen,doch ich
will diesen Effekt vermeiden.Daher mein "Gefühl"dass mehr
Masse nahe dem Drehpunkt weniger Bewegungsenergie speichert,da die Umfangsgeschwindigkeit abnimmt.Wenn beides
aber linear passiert,ist nichts gewonnen.Dynamik ist was
undurchsichtiges.Im Moment zerren 30 kg in 70 cm vom
Drehpunkt an den Ankerschrauben.
Mit den harmonischen sollte man auf Kriegsfuss stehen,
das hab ich oben geschrieben,aber man weiss beim Versuch
nie wo man landet im Frequenzsalat....

 

[ssl]

Hallo jsteinberg,

die Kraft beim Anfahren bzw. Abbremsen der Montierung lässt
sich folgendermaßen berechen:
<pre><font class="small">code:</font><hr>
l = 0,3m; m= 70kg
T = (3600 * 24)s
t = 100ms ... Abbremszeit

v = 2 * Pi * l / T = 0,0000218 m/s
a = v/t = 0,000218 m/s^2
F = m*a = 0,0152 N --> entspricht Gewicht von 1,5 Gramm *LOL*
</pre><hr>

Durch die Kraft F wird der Stab in Schwingung vesetzt! Das
ist doch absolut lächerlich, wenn man bedenkt, dass der
Stab locker 70kg (46000x mehr) trägt.

Man könnte jetzt noch berechnen, wie weit sich der Stab bei
einer Last von 0,015 N durchbiegt (= maximale Auslenkung
der Schwingung):
<pre><font class="small">code:</font><hr>

Durchbiegung für Stab:
f = 1/3 * F * l^3 /(E*I)

Annahme Stab:
Stahl: E = 2,1*10^7 N/cm^2
d = 1 cm; Kreis

I = Pi / 4 * (d/2)^4 = 0,049 cm^4

f = 0,000132 cm

ergibt auf 70cm einen Winkel von:
0,000108° -> 0°0'0"39
</pre><hr>

Um diesen Betrag wird die gesamte Montierung ausgelenkt,
wenn der Stab schwingt (Annahme alles reibungsfrei) ... und
nun vergleich bitte diesen Wert mal mit der Auflösung
deines Teleskopes <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/grin.gif" alt="" />

Setz doch einfach mal in die Gleichung einen Stab mit 2cm
oder größer als Durchmesser ein, dann erledigt sich das ganze Problem.

Stefan

 

[jsteinberg]

hallo,
Heute habe ich die Masse um 14 kg erhöht und dem Drehpunkt
genähert,die Zusatzmasse ist auf zwei um 90°zur
Gegengewichtsachse angebrachten Zusatzstangen befestigt.
(Bilden ein Kreuz um das Gewicht nicht wieder auf der
Achse zu verteilen)
Was soll ich sagen,man erkennt die Montierung nicht mehr
wieder.Wenn man das Teleskop mit der Hand dreht und loslässt,bleibt es sofort stehen,vorher musste man es
"anhalten".
Ich konnte heute kein Bild von der Montierung machen,
werde das aber nachholen.

 

[Godzilla]

Ich habe zwar Harmonic Drives die sich ganz anders verhalten wie Schneckenantriebe gewissermassen Stoßgedämpft siehe im Beitrag von gestern: M42 Foto mit Erklärung
Da ich diese Erkenntnisse erst die letzte Zeit gesammelt habe halte ich das für sehr wichtig. Bei mir hängen 80kg an einem ziemlich langen Arm die Resonanz ist sehr niedrig.
Da beim Autoguiden die Korrekturen mit der niedrigsten Nachführgeschwindigkeit gemacht werden ist mir aufgefallen daß wenn die Nachführgeschwindigkeit zu hoch ist dieser Stoßdämpfereffekt nachlässt und der "Schubs" der Korrekturbewegung bei hoher Aggressiveness zum leichten Überschwingen führt. Sind alle Parameter gut gewählt, dann flutscht es nur so ohne ein geringstes Schwingen.
Dies hat mich nun auf die Idee gabracht daß ich finde die Schneckenräder durfen keinesfalls starr mit der RA- Welle verbunden sein, sondern mittels Gummipuffer verschraubt. Die Gummipuffer müssen dann auf die Gesamtmasse abgestimmt sein. Dann nehmen diese die Energie das "Anschubsens" erst auf und geben sie dann wieder ab. So kommt es nicht mehr zu einem Schwingen des Teleskops. Glaubt mir, das klappt unglaublich gut. PS ich habe immer etwas Last auf dem Teleskop also nicht 100% ausbalanciert.
Gruß Andreas

 

[jsteinberg]

Hallo,
Nach dem Konzentrieren der Gewichte zum Drehpunkt hin
läuft alles sehr gut.Bin nun beim Einscheinern durch die
Wolkenlücken.
Mit SECM4 Motoren 1/40 steht das Teleskop bei 32x beim
Loslassen wie angenagelt.
Wahrscheinlich ist es die Sache mit dem blinden Huhn,
das auch ein Korn findet <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/wink.gif" alt="" /> ,aber ich scheine auf Anhieb
die richtige Kombination Gewicht/Hebelarme/Eigenfrequenzen
getroffen zu haben.
Durchm.Achsen 75mm/Durchm.Gegengewichtsstange 45mm,
Duchm.Schneckenraeder 260/220mm,Newton 16" mit 4 Blenden,
Leitrohr;Refraktor 90/1000 mm
Hartpapiertubus von Gerd Neumann,Steuerung Dynostar
von Boxdörfer,
und erstmal 1 Lüfter saugend quer über den Spiegel,
drehbares Tubusoberteil.
Bewegte Masse 90kg,Montierung 85kg mit Shockfast ins
Fundament vergossen.Bleibt noch die Verkleidung des
Ra-Getriebes.
Bauzeit ca 2 Monate,Unternehmungsdrang erstmal gesättigt!

Link zur Grafik: http://webplaza.pt.lu/jean2/neww.jpg

 

[jsteinberg]

Hallo,
Hab jetzt die ganze Nacht alle erdenklichen Fahrten mit
dem Instrument gemacht,es geht nun pefekt.
Gegengewichtlast ist quasi gleich Instrumentenlast.
Der Autoguider läuft auch ohne Auffälligkeiten.
Auf jeden Fall war das nun sehr interessant,da alles
hier geschriebene quasi in "Echtzeit" umgesetzt wurde.

 

[jsteinberg]

Hallo,
Das geht jetzt perfekt.
Daraus ergibt sich für mich:je symetrischer die Gewichtsverteilung um die Drehachse ist,desto besser.
Das würde heissen;Instrumentengewicht gleich Gegengew.
wären ideal wenn die Statik stimmt.
Du schreibst:

Wenn diese Überlegungen nicht vollkommener Kappes sind, dann müßte bei einem schnell schwingenden Teleskop das Gewicht nach außen und bei einem langsam schwingenden nach innen, damit sich die Systeme gegenseitig bedämpfen.

Ist das nicht paradox?Bei schnellschwingendem System
das Gewicht nach aussen,so macht man das Ganze zu einem
langsamschwingendem,bei dem man das Gewicht wiederum nach
innen legen soll?UPPS <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/shocked.gif" alt="" />
Nun geht's an's Aufräumen,hier ist die reinste
Baustelle... <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/shocked.gif" alt="" /> <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/smirk.gif" alt="" />

 

[Godzilla]

Es gibt sie doch noch die Verrückten....
Herzlichen Glückwunsch und Respekt. In der kurzen Bauzeit. Hast Du von Deiner Frau eine Lebensgroße Schablone geschnitten und immer bei den Fotos der Geräte daneben gestellt oder siehst Du sie auch noch ab und zu im hellen? ( Ist nicht bös gemeint, ich kenn das von mir wenn in so jurzer Zeit so viel bewegt wird dann hat man kaum Zeit zum Essen )

mit Shockfast ins
Fundament vergossen

Shokfast was ist das hört sich gut an?

Bewegte Masse 90kg

Mit Gegengewichten ? Wieso ist der 16er so leicht geworden?

Übrigens hab ich heute morgen die neueste SUW gelesen und da steht ein Bericht über eine Montierung von Carl Zeiss Jena drin die in den 60er Jahren patentiert wurde. Dabei ist das Gegengewicht irgendwie abgewinkelt. Das hab ich noch nicht so ganz begriffen. Vieleicht weiß da jemand was.
Grüße aus dem Westerwald

 

[Pteng]

Hi,

Ist das nicht paradox?Bei schnellschwingendem System
das Gewicht nach aussen,so macht man das Ganze zu einem
langsamschwingendem,bei dem man das Gewicht wiederum nach
innen legen soll?UPPS

Eben nicht.....
Das schnellschwingende System wird durch das langsamschwingende bedämpft und umgekehrt.
Anders und sehr ungünstign wäre es, wenn beide Systeme schnellschwingend sind...dann geht die Post ab!

Sowas mit verschiedenen Resonanzfrequenzen macht man z. B. im Maschinenbau seit Jahrzehnen um Maschinenbetten zu "beruhigen" und das funktioniert hervorragend!

Aber wie gesagt: Bei Montierungen alles Theorie, was einen Erfolg aber keineswegs ausschließt <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/smile.gif" alt="" />

 

[jsteinberg]

Hallo,
Das freut mich,es gibt noch Leidensgenossen.
Man vergisst tatsächlich manchmal zu essen <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/shocked.gif" alt="" /> <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/laugh.gif" alt="" />
Schockfast ist ein Zweikomponentengiessharz das im
Maschinenbau verwendet wird.Man richtet die Maschinenteile
mit Druckschrauben aus und untergiesst sie mit diesem
Harz.Es härtet ohne Schwund aus und ist nach 48 Std
hart wie Beton und kann auch nur noch mit Hammer und
Meissel wieder entfernt werden.Ankerschrauben fest
und fertig.
Das geringe Gewicht kommt vom Tubus.Dieses Material ist
einfach Top.Und nicht mal sehr teuer.
Wenn die Dekli-achse torsionssteif ist,kann man am
Gewichtskreuz das Teleskop balancieren.
Das abgewinkelte Gegengewicht hat einen weiteren Vorteil;
z.B.beim Newton würde eine schwere Kamera den Tubus
vorne nach unten ziehen,und insgesamt Tubusseitig schwerer
machen,mit diesem Gewicht gleicht man beides auf einmal
aus;durch den Winkel wird Gesamtgewicht und Kopflastigkeit
mit einer einfachen Verstellung des Gewichtes erreicht.
Der Winkel ist genau auf den Hebelarm der Zusatzinstrumente
abgestimmt,sehr klever.

 

[jsteinberg]

Hallo,
So sieht mein RA-Antrieb aus.
Schneckenrad Durchm.260 mm,Dicke 18 mm,Mat.Alu (6061 T6)
Schnecke Durchm 25.4 mm,Steigung 8 Gänge/Zoll (3.175 mm)
entspricht etwa Modul 1. Mat.Messing.

Link zur Grafik: http://webplaza.pt.lu/jean2/rad.jpg

Link zur Grafik: http://webplaza.pt.lu/jean2/rad1.jpg
Kraftübertragung über Rutschkupplung,über einstellbaren
Federdruck veränderbar.
Die Federspanng wird über ein Kugeldrucklager auf das
Schneckenrad übertragen und gegen einen Flansch mit
Teflonring gedrückt.
Flexible Kupplung zum Motor (SECM4)
Alle Teile sind selbstgefräst.(Schneckenrad mit Gewindebohrer 1"/8 G NC)