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Konstuktion einer Säule?

Rainmaker

Mitglied
Hallo,

mein Sternwärtchen wächst ganz langsam weiter und es wird Zeit sich mal um die Konstruktion einer Säule zu kümmern. Leider habe ich damit keine Erfahrung und um Netz auch nicht so richtig viel dazu gefunden, aber vielleicht auch nicht die richtigen Suchworte verwendet.
Geplant ist eigentlich eine Stahlsäule die oben etwas mehr als 20cm Durchmesser haben soll um einen Flansch für meine Rupp aufzunehmen. Die Höhe müsste bei ca. 75cm liegen. Der untere Flansch zum Anschließen an die Betonsäule darf maximal 50cm Durchmesser haben. Meine Überlegung war nun einen Pyramidenstumpf aus 10mm Stahlplatten schweißen zu lassen. Nur was für eine Grundfläche soll die Pyramide haben? Viereckig, sechseckig, achteckig oder gibt es was noch besseres? Eine viereckige Säule hätte sicherlich Vorteile beim Bau, aber welche Nachteile ergeben sich dadurch?
Es wäre nett, wenn ihr mal eure Erfahrungen beim Bau und Einsatz einer Säule schildern könntet.


MfG

Rainmaker
 

raziel28

Mitglied
Hallo,

ich denke, im Grunde würde auch auch ein Rundrohr mit vier Anschweißknoten völlig reichen. Sagen wir mal ein 200er Stahlrohr, 5mm Wandstärke mit Knoten aus 5mm Stahl, die Knoten am Rohr 400mm hoch, das wird schon Bombenfest, wenn sich das Ganze mit mit M8 oder M10 Schwerlastankern am Betonunterbau fixieren lässt.

Schöner wäre natürlich eine Pyramide, klar, aber 10mm Wandstärke? Wieviel Tonnen Teleskopgewicht sollen denn da drauf?
Ich meine, ich bin kein Ingenieur/Statiker um das auf den Punkt durchrechnen zu können, ich habe nur mal ein paar Säulen nach Plänen bauen lassen.
 

Rainmaker

Mitglied
Hallo Toni,

so eine Säule wie du sie beschreibst habe ich schon einmal unter einem SC gesehen. Die Säule war allerdings etwas länger, ca. 140cm, saß auf einer 20mm Bodenplatte und hatte vier Versteifungen die bis auf 300mm gingen. So richtig steif war die nicht. Selbst ohne Gerät konnte man sie mit einem gar nicht so starken Faustschlag deutlich zum Schwingen bringen. Mit Sand gefüllt war es dann etwas besser, aber nicht so richtig überzeugend. Gut, 140cm sind schon ein klein wenig mehr als 80cm, aber dafür möchte ich kein kurzes und leichtes SC, sondern einen Newton mit zwei Meter Brennweite aufstellen.

Die 10mm Materialstärke sind durch zwei Dinge bedingt. Einmal soll die kleine "P200" vom Teleskop Service auch 10mm Wandstärke haben (was aber irgendwie so gar nicht zum Gewicht von 22kg passt), wichtiger ist aber die kostenfreie Verfügbarkeit des Materials. Einem geschenktem Gaul mit 100kg Gewicht würde ich nicht zwingend ins Maul schauen. ;) Weniger Gewicht wäre schön, aber ein paar Euro mehr in der Tasche auch nicht schlecht.


MfG

Rainmaker
 

raziel28

Mitglied
Hi,

na wenn das Material schon da ist und die Zuschnittkosten nicht den Benefit wieder auffressen.

BTW, Säule mit Anschweißknoten, so sah meine letzte Säule in meiner Gartensternwarte aus, als ich sie noch betrieben hatte:

IMG_9770.JPG


Da musste ich aber auch ordentlich Höhe überwieden, da die Wandhöhe vom (umgebauten) Gartenhaus so vorgegeben war, das Gartenhaus stand schon, als ich das Haus,und Grundstück gekauft hatte. Wurscht, es geht ja ums Prinzip, durch die Anschweißknoten bewegt sich die Säule selbst keinen Mikrometer, Schwingung selbst kann nur durch das Metall selbst kommen oder durch unzureichende Befestigung. Hier hatte ich 8 Schwerlastanker im Fundament, 4 Nahe der Säule, 4 am Ende der Platte nahe der Anschweißknoten.

Die Frage bei Dir ist ja aber eher, wenn Du von einem runden Fundament/Sockel kommst, wäre wohl Achteck das beste Bodenprofil einer Pyramide, wenn Du die Grundfläche gut ausnutzen willst.
 

Rainmaker

Mitglied
Hallo Toni,

so ähnlich sah die Säule, welche mich nicht überzeugte, auch aus. Bei ihr waren die Streben allerdings als Dreiecke und nicht als Streifen ausgeführt und der Flansch für die Montierung saß direkt in der Säule. Die Befestigung auf dem Boden übernahmen ebenfalls Haltebolzen/Schwerlastanker mit 10er 12mm Durchmesser. Also bis auf den Wasseranschluss und den quadratischen Querschnitt deiner Säule eigentlich recht ähnlich.

Die von mir geplante Stahlsäule wird auf einer quadratischen Säule mit einer Seitenlänge von 55cm und einer Höhe von etwas mehr als zwei Meter sitzen. Die Grundfläche der Säule ist also recht begrenzt, da die ja auch noch vier bis acht Schwerlastanker eingebohrt werden müssen und ja nichts seitlich ausbrechen soll. Ich schätze die Grundplatte darf nicht mehr als 50x50 cm groß sein und die Grundfläche der Pyramide nicht mehr als 40x40 cm. Natürlich könnte man die Schrauben auch nach innen verlagern, aber das macht die Montage nicht unbedingt angenehmer.

Das Material ist nicht schon da, zumindest nicht bei mir. Es liegt hinter der Werkstatt des Landwirtschaftlichen Betriebes und wartet auf eine Verwendung. Dünneres Material gibt es dort leider nicht, nur noch 30mm "Panzerplatten". Der Zuschnitt wäre, wie das Schweißen für mich kostenlos. Die Frage ist nun, was die bestmögliche Konstruktion ist und ob es sich lohnt anderes Material zu beschaffen und einen anderen Ansatz zu verfolgen.


MfG

Rainmaker
 

Theguius

Mitglied
Hallo Rainmaker,

ich errichte gerade einen Beobachtungsplatz in meinem Garten und stand auch vor der Frage: Wie gestalte ich die Säule?
Gewählt habe ich ein Stahlrohr Durchmesser 219x6,3 mm. Diese habe in ein Fundament aus Stampfbeton (Estrichbeton erdfeucht) 1m tief gesetzt. Dann habe ich die Säule ausbetoniert und oben den Adapter von Teleskop Austria (Alu und Edelstahl) einbetoniert. Das Rohr habe ich von einer Metallbaufirma zuschneiden und feuerverzinken lassen. Ein Anstrich z.B. mit Hammerit ist noch nötig, damit der Beton nicht mit dem Zink bei Feuchtigkeit reagiert! Alles zusammen wiegt 450 kg, wobei mehr als 300 kg unter Terrain verbaut sind. Das kann man als sehr stabil und schwingungsarm bezeichnen. Einen Flansch habe ich noch anschweißen lassen, so dass ich eine Platte aufsetzen kann (wie ein kleiner Tisch als Ablage Durchmesser 500mm).

Bei deinem vorhandenen Fundament eignet sich die Bauweise auch. An das Rohr käme unterseitig nur ein Flasch mit z.B. sechs Löchern, so dass du mit entsprechenden Ankern in das Fundament gehst. Das Rohr kannst du auch mit Beton ausgiessen und zum Schluss ein Adapter einbetonieren.
Schweiß' keine eckigen Konstruktionen zusammen, der Aufwand wäre viel zu groß. Ein Rohr mit Flansch und fertig. Das Rohr ist Standardware für Metallbauer und kann auf Länge beim Stahlhändler bestellt werden. Den Flansch brennt er dir aus, bohrt ihn und schweißt ihn an (ggf. noch feuerverzinken). Das wars denn schon.

Gruß Andreas
 

Rainmaker

Mitglied
Hallo,

ausgießen und einen Adapter einbetonieren werde ich ganz sicher nicht machen. Einmal lege ich mich damit auf nur eine Montierung fest und der beim Gerätewechsel fällige Einbau einer Säulenverlängerung wird schwierig. Nicht, dass ich jetzt schon einen Gerätewechsel plane, aber irgendwann wird man ja doch älter und vielleicht will man dann was mit einem Einblick am hinteren Ende, z.B. einen 7" Apo und dann gehen die Probleme los. Auch bei der Entfernung der Säule wäre ein ausgegossenes Stahlrohr noch schwerer als die Pyramide aus 10er Platten. Falls zusätzliche Masse zur Dämpfung notwendig sein sollte würde ich wohl auf Schweißsand zurückgreifen, denn der lässt sich etwas einfacher entfernen.
Schweißen würde ich übrigens nicht selbst, das macht die Werkstatt für mich glücklicherweise kostenlos. ;)
Die einzigen Fragen sind nun noch für mich welche Form (und Wandstärke) und was sind die Vorteile der Formen.


MfG

Rainmaker
 

Rainmaker

Mitglied
Hallo Claude,

eine schöne Sternwarte, aber ich denke die Säule ist eine Nummer zu klein. Die Rupp ist etwas schwerer als ein EQ-6. Im Moment werde ich die Tragkraft von vielleicht 60kg nicht ausnutzen, aber wer weiß was später noch kommt und der Tubus hat halt grob zwei Meter Länge und einen entsprechenden Hebel. Ich schätze da komme ich mit einer Bremsscheibe als Bodenplatte nicht mehr so ganz hin. ;)


MfG

Rainmaker
 

raziel28

Mitglied
Hallo,

Ich schätze da komme ich mit einer Bremsscheibe als Bodenplatte nicht mehr so ganz hin.
Gut, es ist zwar so, dass auf die Bremsscheibe die genannte, ich nenne es mal 60kg maximale Arbeitslast, keinesfalls lateral wirken, ein Teil davon aber schon und wenn Gegengewichte schon an der monti hängen, während das Teleskopsetup erst noch montiert werden muss, dann wirken eben schon auch laterale Kräfte auf den Säulenunterbau. Mit gescheiter Verschraubung könnte es zwar mit der Bremsscheibe noch hinhauen, aber ich finde, es bestünde einfach die Gefahr, dass sich die Scheibe mit der Zeit und leichter Verwindung aus der Vernakerung löst. Hier wäre mir Deinen Ausführungen zu Folge klar, aus dem Plattenmaterial eine Scheibe heraus trennen lassen als neue Scheibe wo die Säulenverlängerung drauf kommt.
 

Rainmaker

Mitglied
Hallo,

ich habe bei Baader ein paar Säulen gefunden, welche nur in Kombination mit Montierungen gekauft werden können, obwohl die Preise nicht so ganz günstig sind. Von den Daten her liegt die Säule für "kleinere und mittlere Montierungen" ziemlich genau in dem Gewichts- und Größenbereich in dem sich auch mein Selbstbau mit den etwas zu dicken Platten bewegen würde. Ich werde da mal ein wenig dran herumrechnen um herauszufinden wie stark die einzelnen Platten sind.


MfG

Rainmaker
 

Theguius

Mitglied
Hallo,

um es mal fachlich anzugehen:
Vorschlag
- Säule quadratisch (aus deinem 10mm-Blech)
- Pyramide unten 40cm, oben 23cm (-2x 10mm = innen lichtes Maß 210mm, so wolltest du es)
- Flanschbreite unten 50mm (damit hast als Außenmaß 50cm, auch das wolltest du so)
- 2 Dübel M16 je Seite (8 Stück, z.B. Hilti, HVZ-Verbundanker, Zugkraft 14,8 kN je Stück)

Nun dazu ein wenig zur Statik.
Bei einem Flanschabstand von ca. 45cm und einer „Säulenlänge“ bis zur OK-Montierung von ca. 1,2m kann also folgende Seitenkraft ertragen werden (ohne Sicherheitsfaktor).
2 x 14,8 kN x 0,45m / 1,2m = 11,1kN (das entspricht ca. 1,11 t, reicht das?)

Bei dem Querschnitt am Säulenfuß mit 40cm x 40cm und Wanddicke 10mm hast du ein Widerstandsmoment von 1956cm³.
Daraus folgt eine Spannung = 11,1kN x1,2m / 1956cm³ = 6,8 N/mm² < 235 N/mm² bei Stahl S235JR (ohne Sicherheitsfaktor).

Wie du siehst ist deine Säule mit großem Fuß mehr als überdimensioniert. Das Augenmerk liegt auf der Verankerung.
Und jetzt verstehst du sicher warum ich meine Säule in ein Fundament eingelassen habe.

Viel wichtiger ist jedoch die Gebrauchstauglichkeit. In diesem Fall die Verformung bzw. Schwingungsanfälligkeit. Aber ich kann dir versichern, da schwingt nichts. Es sei denn, du lässt rohe Kräfte walten.

Gruß Andreas
 

Rainmaker

Mitglied
Hallo Andreas,

das so eine Säule eine kleine Panzersperre ist war mir schon klar. Natürlich ginge die Wandstärke auch etwas geringer. ;) Einbetonieren ist natürlich die wohl beste Lösung, aber das war von mir wegen der späteren Austauschbarkeit nicht gewünscht, deshalb die von mir gewählte große Bodenfläche um über Vergussmasse und Haltebolzen eine brauchbare Verbindung zum Fundament herzustellen.
Die Seitenkraft war übrigens nicht der Grund den Querschnitt zu groß zu wählen. Mir ging es eher darum eine etwas bessere Dämpfung von Schwingungen zu bekommen. Eigentlich müsste man dann wohl auch noch Guss verwenden, aber wo kommt man da günstig ran und wer kann das verarbeiten ...

Von wegen Rohr habe ich schon letzte Woche mal einen Bekannten angesprochen, der beim örtlichen Stahlhandel arbeitet. Natürlich haben die keine Rohre, sondern nur so was wie Baustahl auf Lager. Irgendwie überrascht mich das nicht, hier in der Gegend scheint man nichts brauchbares zu bekommen. Na jedenfalls will sich mein Bekannter mal darum kümmern was sich an Rohren mit größerem Durchmesser und Wandstärke bestellen ließe. Mal abwarten was dabei herauskommt. Viel Hoffnung habe ich aber ehrlich gesagt nicht.


MfG

Rainmaker
 

Rudi

Mitglied
Hallo,
ich habe immer wieder sehr stabile Säulen gesehen, die trotzdem nicht besonders schwingungsfrei waren. Das Problem ist, wie Andreas schon bemerkte, die Verankerung zum Fundament. Die Schwachstelle sind die Schwerlastanker, die nicht in Zugrichtung zu den Knotenblechen verlaufen. Dann schwingt halt die Grundplatte!

Dort wo die Anker gesetzt werden, sollte man eine Verstärkung anschweißen (wie eine sehr dicke Beilagscheibe) und direkt daran die Knotenbleche. Dann verlaufen die Kräfte geradewegs von der Säule zu den Knotenblechen ins Fundament.

Noch eine Verbesserung: Statt Schwerlastdübeln, Klebeanker verwenden. Die Kontaktfläche zum Beton wird ungleich größer.

Gruß
Rudi
 

Theguius

Mitglied
Hallo zusammen,

ich muß da mal korrigierend eingreifen. Aber die Grundplatte schwingt definitiv nicht!
Solch eine Säule ist ein Feder-Masse-System. Die Säule ist die Feder. Sie hat eine Federkennlinie. Und sie hat eine Masse bzw. an ihrem Ende befindet sich eine Masse. Ohne Kräfte schwingt erst mal nichts. Bringt man eine Kraft auf (in Verbindung mit einem Weg, also Auslenkung oder Verbiegung der Säule) wird Energie in das System eigetragen. Ist der Energieeintrag abrupt (also z.B. ein Impuls), schwingt das System. Die Auslenkung nennt man Amplitude und die Schwingungsanzahl pro Zeit Frequenz. (Warum schreibe ich das wie ein Oberlehrer?) Je steifer die Feder ist, desto größer wird die Frequenz und umso kleiner die Amplitude. Nun sollte jeder verstanden haben, was gestalterisch zu tun ist.

Die Lagerung der Säule muß biegesteif erfolgen. Am besten ist die Einspannung (Säule einbetoniert). Alternativ kann man auf großem Fuß (hoher Querschnitt) mit Dübeln zu werke gehen, wobei sich Verbundanker (mit Mörtel) am besten eignen.
Ich hatte in meinem Betrag oben bereits von Verbundankern geschrieben.

Fakt ist aber auch eines. Man kann stabil bauen wie man will. Jedes System schwingt. Hängt man den M-GEN nach dem Start der Aufnahmen an meine oben beschriebene Säule, passiert nichts. Die eingetragene Energie ist zu gering, als das es zu einer Auslenkung kommt. Stellt man aber mal ein Glas Wasser auf den Montierungsadapter und schlägt mit einem Gummihammer an die Säule, dann sieht man an der Wasseroberfläche die Wirkung der Energie. (Aber welcher Astronom klopft mit einem Hammer an seine Säule während der Beobachtung?)

Gruß Andreas
 

Theguius

Mitglied
Hallo Claude,

ich wollte unbedingt noch sagen, dass ich die Gestalt deiner Sternwarte affengeil finde.

Das Tonnendach mit den beiden, nach links und rechts abrollenden Elementen ist nicht nur eine sehr ansprechende und harmonische Lösung. Es ist auch technisch hervorragend. Beide Hälften heben sich in ihren Kräften auf. Das kann man mit einem Seil- und Umlenkrollensystem sehr gut lösen, so dass am Ende nur eine einfache Winde (von Hand oder elektrisch) benötigt wird.
Auch frei liegende Schienen gibt es nicht, die im Winter vereisen könnten.

Sollte ich jemals eine Sternwarte bauen, ich glaube so müsste sie aussehen. Einfach toll. Danke für die Inspiration.

Gruß Andreas
 

RoudenLeiw

Mitglied
Hallo Claude,

ich wollte unbedingt noch sagen, dass ich die Gestalt deiner Sternwarte affengeil finde.

Das Tonnendach mit den beiden, nach links und rechts abrollenden Elementen ist nicht nur eine sehr ansprechende und harmonische Lösung. Es ist auch technisch hervorragend. Beide Hälften heben sich in ihren Kräften auf. Das kann man mit einem Seil- und Umlenkrollensystem sehr gut lösen, so dass am Ende nur eine einfache Winde (von Hand oder elektrisch) benötigt wird.
Auch frei liegende Schienen gibt es nicht, die im Winter vereisen könnten.

Sollte ich jemals eine Sternwarte bauen, ich glaube so müsste sie aussehen. Einfach toll. Danke für die Inspiration.

Gruß Andreas
Hi Andreas,
Danke dir ! Ja da sind kleine Rolladenmotoren installiert . Wird mit Fernbedienung geoeffnet . Bin auch sehr zufrieden mit der Warte. Danke fuer dein Feedback Andreas
Gruesse
Claude
 

TjMike

Mitglied
Ich teile auch mal meine Erfahrungen beim Stativbau weil es bei mir gerade Aktuell ist.
Verwendet wurde ein 25mm Stahlrohr :LOL: (Außendurchmesser 219mm),
weil halt beim Schrotthändler gerade zur Verfügung war.
Dann 60/60 Formrohr mit 4mm Wandstärke und 60/30 Formrohr auch 4mm Wandstärke.
Als Montagerohr kam ein 4mm Rohr zum Einsatz welches ich Aufgetrennt habe.
Materialkosten samt Schraubfundament und Lack 300€ Plus Kleinmaterial wie Schrauben und den netten Nachbarn der mir alles geschweißt hat.
Es fehlt jetzt noch der Adapter wo ich die Entwürfe bereits an JD-Astronomie geschickt habe.
Hier mal ein paar Eindrücke.

20191011_125112.jpg 20191011_125122.jpg 20191011_144846.jpg 20191012_150109.jpg
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Bingoin

Mitglied
Hallo zusammen,

habe mir vor ein paar Jahren mal eine Achtkant-Pyramide als Säule gebaut. Wie oben bereits erwähnt, etwas aufwändiger als ein
einfaches Rohr. War damals auch dadurch motiviert, das Material (3mm dick) und Zuschnitt (Wasserstrahlschneiden) für lau war,
also hatte ich einfach mal drauf los konstruiert...
Aufgrund des hohen Gewichtes habe ich das Teil dann draussen, direkt "vor Ort" zusammen geschweißt. Grundplatte ist ca. 800 x 800 x 20 und mit einbetoniert, die Säule selbst 1470 hoch (glaube ich...).

Zwecks Steigerung der Stabilität hat das Teil zunächst ein Innenskelett verpasst bekommen:

IMG_0901_0.JPG


Hier mal ein Detail des Innenskeletts (die Teile sind noch nicht in exakter Position und auch nicht verschweisst):

IMG_0902_0.JPG


Zusammengeschweißt und lackiert siehts dann so aus:

IMG_0970_0.JPG


Durch den Flansch habe ich dann ein Gemisch aus Sand und feinem Kies eingefüllt (hatte beides noch zufällig in den Mengen
gehabt, die für die Säule gerade gereicht haben...):

IMG_0973_0.JPG


Dabei permanent den Kugelvibrator laufen lassen (mit Druckluft / Kompressor betrieben), der die Säule in Schwingung versetzt
und den körnigen Inhalt dabei richtig verdichtet hat. Zusätzlich rieselte auch gleich alles besser durch das Innenskelett und hat
keine "toten" Hohlräume hinterlassen:

IMG_1177_0.JPG


Dann die Einfüllöffnungen stramm mit Gummistöpseln verschlossen:

IMG_1279_0.JPG


Deckel drauf:

IMG_1280_0.JPG


... und anschließend den Nivelliermechanismus (eigentlich nicht nötig, wie ich später mal im blauen Forum erfahren habe) und
den Flansch für meine Losmandy G11 darauf geschraubt:

IMG_1286_0.JPG


Fertig. Das Dingen ist stabil und schwingt nur dann kurz an, wenn man kräftig mit dem Kunststoffhammer davor haut. Ansonsten.,
im normalen Betrieb, absolut praxistauglich.


Gruß + CS
Jürgen
IMG_0901_0.JPGIMG_0902_0.JPGIMG_0970_0.JPGIMG_0973_0.JPGIMG_1177_0.JPGIMG_1279_0.JPGIMG_1280_0.JPGIMG_1286_0.JPG
 

Rainmaker

Mitglied
Hallo,

kaum ist man ein paar Tage weg um sich vom Sturm vom Gipfel wehen zu lassen, da kommen jede Menge Vorschläge rein. Ich sollte häufiger wegfahren. ;)
Das Design von Jürgen gefällt mir recht gut, besonders da er mich mit dem Wasserstrahlschneiden auf eine ganz dumme Idee gebracht hat. Ich schätze wenn ich meine Säule habe wird mich jemand wegen der vielen Arbeit abgrundtief hassen. ;)


MfG

Rainmaker
 

H_Hermelingmeier

Mitglied der VdS-Regionalgruppe Astronomie-West
Hallo Rainmaker,
die Konstruktion meiner Säule kannst du auf meiner Webseite unter >Sternwarte > Dachsternwarte sehen. Das ist ein Rohr mit 120 mm Durchmesser und 5 mm Wandung. Die Säule ist außerdem mit Sand gefüllt.
Ich bin damit sein Jahren sehr zufrieden.
 
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