Schwingungsverhalten von Betonsäule

Status
Es sind keine weiteren Antworten möglich.
Schnatze

Schnatze

Mitglied
Hallo Astrofreunde!
Kennt sich jemand mit Schwingungsverhalten von Betonsäulen aus?
Meine Gartensternwarte mit drehbarer GFK-Kuppel ist gerade fertig geworden und ich habe bei den ersten Beobachtungen feststellen müssen, dass es nach einer Erschütterung sage und schreibe 40 Sekunden dauert, bis die Schwingung abgeklungen ist und das Objekt im Gesichtsfeld nicht mehr wackelt.

Eine kurze Beschreibung zum Aufbau der Sternwarte:

Für das Säulenfundament habe ich ein Loch von 1m × 1m × 1m gegraben und mit Beton gefüllt. Als Säule habe ich Betonpflanzkübel mit ca. 50 cm Durchmesser übereinandergestapelt und mit Beton (und Eisenlegierung) aufgefüllt. Auf etwa 2,5m Höhe habe ich weitere kleinere Pflanzkübel (ca.30cm Durchm.) gestapelt (ca.1m hoch) und darauf ein 20er KG-Rohr gesetzt (weitere 50cm) und das Ganze mit Beton und Eisen gefüllt. In das KG-Rohr habe ich vier M12er Gewindestangen mit einbetoniert welche an der Halterung für die Skywatcher EQ6-Montierung geschraubt sind. Die Montierung wiederum trägt ein 12" F4 Newton.
Die Gesamthöhe der (abgestuften) Betonsäule beträgt ca. 4m. Sie hat an keiner Stelle Berührung mit dem zweigeschossigen Holzblockhaus. Auch habe ich darauf geachtet, dass die Säule und das Fundament vom gepflasterten Boden entkoppelt sind.
Dass eine gewisse Schwingung nicht zu vermeiden ist, war mir vorher schon klar, aber dass sie so extrem sein würde, hätte ich nicht gedacht. Wenn ich auf dem Holzboden normal laufe, werden keine Schwingungen übertragen. Sobald ich jedoch leicht stampfe fängt das Bild sofort an zu wackeln, trotz Entkoppelung.

Weiss jemand wo das Problem liegen könnte und vor allem kann man nachträglicj Massnahmen treffen um das Schwingungsverhalten deutlich zu reduzieren, ohne gleich die ganze Säule abreißen zu müssen?

Bin für jeden Tipp dankbar.

Sternfreundliche Grüsse
 
Hallo Schnatze (hier könnte auch dein richtiger Name stehen)

Ich habe auch eine EQ6 Montierung auf einer Betonsäule mit 20cm KG Rohr und Pflanzübel als Fuß, aber das ganze ist nur incl. Rohr 1,40 m hoch und steht auf der Garage. Auch ist die größte Optik ein 10" F4,7 Newton, mit dem hat aber meine EQ6 bei stärkerem Wind auch schon ihre Probleme. Dein für die EQ6 zu großer Newton zusammen mit der 4 Meter langen Betonsäule
kann so nicht klappen. Mein Tip, versuche es mit einem 6" oder 8" Newton bei dieser langen Betonsäule. Auch wenn du den Durchmesser deiner Säule verdoppeln würdest, die EQ6 währe mit den 12" immer noch überfordert. Hattest du das ausgehobene Loch mit Styropor ausgelegt, bevor du den Beton eingefüllt hast?

CS Bernd
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:
Hallo Bernd,

vielen Dank schon mal für den Beitrag.
Nachdem ich den ersten Pflanzkübel auf das Fundament gesetzt habe, habe ich um den Kübel Styroporplatten gelegt. Von aussen hab ich dann Sand aufgefüllt und von innen Beton. Erst dann hab ich beigepflastert, also Schotter, Glasasche und Pflastersteine drauf. Ich war der Meinung das müsste als Entkoppelung reichen. Sand soll ja auch schwingungsdämmend wirken.
Vielleicht ist es einfach die Höhe, also die Proportion von Höhe zu Durchmesser. Meine Idee wäre noch über die Säule ein größeres Metallrohr zu stülpen und mit Quarzsand zu füllen. Könnt das ne Verbesserung bringen?
Also mir gehts nicht darum die Schwingungen ganz abzuschalten, sondern in erster Linie die Dauer des Abklingens zu verkürzen.
Den Skywatcher 12"-Newton hab ich mit der EQ6 als Bundle beim gleichen Händler gekauft, bzw. ist so angeboten worden. Im Rahmen der Beratung bin ich darauf hingewiesen worden, dass die Optik für die Montierung die maximale Belastung darstellt und mit einer Windanfälligkeit zu rechnen ist. Dafür habe ich ja auch meine Schutzhütte mit drehbarer Kuppel. Wenn die Schwingungen erstmal abgeklungen sind, bleibt das Bild auch wackelfrei, solange ich nirgends anstosse. Nervig wäre nur, dass ich bei Astrofotografie mit ner DSLR 40 Sekunden lang die Öffnung abdunkeln muss bis die durch die Kameraauslösung erzeugten Schwingungen abgeklungen sind.
Ich bin mir nicht ganz sicher, aber ich meine die Nachschwingdauer war nicht so gross, als ich das System auf dem Dreibeinstativ aufgebaut hatte.

SG Matthias

P.S.: Das ist übrigens mein richtiger Name, Schnatze ist mein Spitzname, welchen ich als Benutzernamen gewählt habe. Sorry, bin neu im Forum, wenn das so unüblich ist will ich das gerne abändern, wenn es denn noch möglich ist.
 
Hallo Matthias

Klar stellt alleine die Optik die maximale Belastung für die Montierung dar, aber bei Astrofotografie kommen noch
einige Kilos hinzu, DSLR oder CCD, Koma Korrektor für F4, Guiding-Kamera und OAG oder Leitrohr und einige Meter Kabel. Hattest du mit deinem Händler über deinen Wunsch wegen Astrofotografie gesprochen?

Gruß Bernd

PS: Spitzname als Benutzername ist ok, richtiger Name am Textende reicht doch ;)
 
Danke Kai,
ich denke auch, dass die Übertragung der Schwingungen weniger problematisch sind. Wenn ich fotografiere, bin ich alleine in der Sternwarte und ich denke ich kann mich so vorsichtig bewegen, dass nix schwingt. In der nächsten klaren Nacht werde ich die ersten Testaufnahmen machen um zu sehen inwiefern die Nachschwingungen problematisch sind. Über ne Verstärkung kann ich dann immernoch nachdenken. Wäre eine Verstärkung in Form einer Eisenummantelung mit Quarzsandfüllung denn ne gute Idee oder würdest du eher ne Verschalung machen und nur mit Beton verstärken? Ist sicher auch ne Kostenfrage...

@Bernd:
Ja ich hab mit dem Händler über Astrofotografie gesprochen. Ein zusätzliches Leitrohr kommt wegen des Gewichtes nicht in Betracht. Bewährt hätte sich eine kleine Autoguider-Kamera, die an den Sucher geklemmt wird. Also kein Leitrohr und auch kein OAG.
Kürzlich bin ich auf did Atik Infinity CCD-Kamera gestossen. Die macht Bilder eines Deep-Sky-Objektes mit einer Belichtungszeit von zB 5 Sek. beliebig oft hintereinander und summiert das Bild dabei automatisch zusammen (Stacking). Man kann am Monitor live verfolgen, wie sich Kontrast und Details mit der Zeit erhöhen. Hab bei Youtube ein Video dazu gesehen, dass hat mich schon sehr beeindruckt. Hier der Link:

https://youtu.be/JheW2PHKwcY

Eine Nachführkontrolle ist wegen der jeweils kurzen Belichtungszeiten quasi nicht mehr erforderlich. Damit kann man selbst auf den Autoguider verzichten und hätte nur das Gewicht der CCD-Kamera von 340gr. und ggfls. den Koma-Korrektor und Kabel. Ich hab zwar keine Erfahrung mit CCD-Kameras aber ich könnte mir vorstellen, dass der Belichtungsvorgang bei weitem nicht so starke Schwingungen verursacht, wie die Verschlussöffnung und Spiegelklappen einer DSLR.

SG Matthias
 
Hallo Mathias,

bei 4m Höhe und dem kleinen Fundament kann man die von Oben umkippen!

meine Säule 1200x1200m1000 + 600x600 Rundsäule + 700mm Konus darin 1400 mm Stahlrohr, insgesamt nur 1800mm hoch über dem Fundament.
http://www.g2-astronomie.de/phpbb2/userpix/3_Meine_Sule_1.jpg

Die unterschiedlichen Formen brechen mögliche Restschwingungen!
Bei 250 facher Vergrößerung und einem Schlag mit einem 2 Kg Hammer gegen den runden Fuß der Säule, waren im 10 mm Nachführokular nur minimales sehr kurzes Zittern zu erkennen, die aber den Stern nicht aus dem Nachführquadrat brachten.

In deinem Fall bleibt nur ein asymmetrisch geformtes Gewicht, im ersten Drittel oberhalb der Säulenmitte anbringen!
Das Gewicht sollte dem entsprechen, was oberhalb des Sternwartenbodens ist!
Also das Gewicht vom Säulenstück + Montierung und Teleskop, damit kann die Schwingung bis auf ein Drittel reduziert werden.

Auch könnte man einen entsprechenden Betonring, von dort oben an passenden Stahlseilen über Seilrollen im Flaschenzugsystem, bis knapp über dem Boden hängen.
So bekommt man etwas Schwerpunkt wieder nach unten und die Massenträgheit kann die Schwingungen so absorbiert!

Das könnte man mit einem Haltering oben und mit 4 großen Wasserkanister am Seil
frei von der Säule hängend ausprobieren!

Gruß Günter


 
Wenn ich das alles Lese kann ich mir da nix drunter vorstellen. Vielleicht mal ein Bild für die Leute die sich nix drunter vorstellen können. Danke :)

Grad gelesen, EQ6 mit 12" Newton..... noch fragen?
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:
Hallo Andreas,
Fotos werde ich morgen posten.
Wie meinst du das mit 12" Newton und EQ6?

Hallo Günter,
deinen Ansatz finde ich sehr interessant und musste erstmal drüber nachdenken.
Zunächst die Frage: Hast du so etwas schon mal praktisch angewandt, oder hast du nur ein gutes physikalisches Grundwissen und es ist deine Theorie, dass es so klappen müsste?
Wenn ich dich richtig verstanden habe muss im oberen Bereich der Säule nur Gewichte anhängen?
Meine Idee wäre jetzt eine Kette um die Säule zu legen an der Stelle, wo die Verjüngung ist (etwa in 2,50m Höhe). Diese könnte ich mit einem Karabiner verschliessen, das wäre quasi das, was du mit Haltering meinst. Ich nenne es mal Haltekette. Dann nehme ich vier 20er KG-Rohre in jeweils 2m Länge und fülle sie mit Beton. In jedes Rohr betoniere ich ein Stück Kette ein, so dass ich die Rohre mit den Ketten mittels Karabiner in die Haltekette einhängen kann.
Hätte das etwa den Effekt den du meintest?
Wären dann die Schwingungen auf ein Drittel reduziert?

Alternativ hätte ich sonst die Pflasterung um der Säule entfernt und das Fundament oben wieder freigelegt. Dann hätte ich konusförmige bzw. stufenweise Verstärkung anbetoniert, Styropor drum und wieder beipflastern.
Die erstgenannte Variante wäre natürlich weniger aufwendig. Wenn das Gewicht nicht ausreichen sollte, könnte ich ja jederzeit weitere betongefüllte Rohre dazuhängen. Die Ketten müssen natürlich eine entsprechrechende Stärke haben, denke ich.

SG Matthias
 
Hallo Mathias,

einfach physikalisches Grundwissen aus beruflicher Praxis!
http://www.g2-astronomie.de/phpbb2/userpix/3_G2_Tipp1_Montierung_1.jpg
1a = Einfacher Gummi Einweckring um den Tubus gelegt und mit Tesaband fixiert, dient zur elastischen Verbindung mit der Nylonschnur.
Was im Kleinen funktioniert geht auch im Großem!

> Beruflich haben wir so an Montagegestellen, für 6m lange Transportwellenpaare, durch eingefügte Gewichte in den Vierkantrohren die Schwingungen beruhigt.
Die bei den großen 5m Nähmaschinen für Matratzen, die mit 250 Nadeln + 1200 x/min oszillierender Bewegung + 59 G Beschleunigung durch das Nähgut trieben, übertragen werden! <


Oberhalb der Mitte der Säule! Bei der Verjüngung, dann unter der Mitte von Dieser unter dem Sternwartenboden!
Ein ausreichendes Gewicht dort ändert die Schwingungsfrequenz und die Amplitude kann schneller abklingen!

Der Ring muss sehr festsitzen und nicht zu schmal sein, um Schwingungen aufzunehmen, die dann über die Stahlseile ( hier besser als Ketten ) an die Gewichte abgegeben werden.
Denen kann man sogar über Rollen + Hebel unterschiedliche Untersetzungen verpassen! Da sind dann auch Auto Stossdämpfer möglich!

Die Massenträgheit dort, kann man noch durch starke Spiralfedern ( min. 2 - 3 X Anhängegewicht ) dazwischen erhöhen.
Damit Schwingungen schneller gebrochen werden und nicht wie bei einer starren Anbindung rückläufige Überlagerungen einbringen!
Neue Symmetrien vermeiden, Seillängen, Hebel usw.

Die Gewichte dürfen die Säule aber nicht wieder berühren!

Schau dir mal die Spannvorrichtungen der Straßenbahn oder Bundesbahn Oberleitungen für den Fahrdraht an, die Gewichte dort verhindern , das sich keine Schwingungen nahe der Eigenfrequenz aufschaukeln können, gleichzeitig dass sich alle Schwingen extrem schnell beruhigen, die Vibrationen der Fahrstrecke, Weichen, Nähte und Wellen im Gleiskörper hervorrufen!


Gruß Günter


 
Zitat von azpicture:
Die Montierung ist einfach zu klein für ein 12" Newton.
Klicke in dieses Feld, um es in vollständiger Größe anzuzeigen.

Hallo Andreas, hab ich auch schon vergeblich versucht zu vermitteln, aber Öffnung ist alles was zählt :smiley61:
Wenn der Händler des Vertrauens sagt, das funktioniert, glaubt uns Amateuren ja doch keiner. Einfach nur zurücklehnen und zugucken. :smiley60:

CS Bernd
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:
Hallo zusammen,

in der Mechanik halte ich es so wie bei der Hochfrequenz,

Will ich hochfrequente Schwingungen zur Masse ( Erdreich ) ableiten,
dann macht man das am besten mit einem Blech, dessen Breite nicht
kleiner ist als ein Drittel der Länge.

Hier im Bericht zum Bau meiner Sternwarte ist zu sehen, wie ich meine
Betonsäule ausgeführt habe. Oberhalb der Betonplatte hat sie einen
Durchmesser von 30 cm bei einer Länge von 60 cm. Die Halterung
für die Montierung ist von astro-mechanik , und macht mir mit sechs
M16 Gewindestangen kein Problem, auch wenn sie noch etwa 20 cm aus dem
Beton herausragen. Man muss sich noch ein wenig Platz lassen, wenn man
mal durch einen Polsucher schauen will.

Hoch hinaus ist sicherlich nicht schlecht, aber in Erdnähe ist alles
unempfindlicher hinsichtlich Erschütterungen und Resonanzen.

Will ich also 2,5 m hoch hinaus, dann ist ein Durchmesser von 1 m nicht
unbedingt Luxus. Und entsprechend das Fundament in der Erde.

Gruß
Horst



 
Ok Leute,
der 12 Zöller ist jetzt nun mal da und die Rückgabefrist ist abgelaufen. Visuell habe ich bislang keine Probleme, wie es mit der Astrofotografie klappt muss ich erstmal testen, bin da noch am Anfang und hatte da noch keine Gelegenheit.
Wenns denn wirklich ein Eierlauf wird, hab ich noch einen 8" Newton F4 von Vixen, damit sollte es dann klappen, oder?
Zu gegebener Zeit werde ich ohnehin mal beide Optiken auf der EQ6 hinsichtlich Schwingungen testen. Dann sehe ich ja, ob es eher ein Problem der Säule ist oder der Überladung der Montierung.
Übrigens weiss ich nicht, wie ich Bilder posten kann. Oder brauch ich ne Dropbox oder so etwas, und kopiere dann den Url in den Text? Das hab ich grad nicht eingerichtet.

SG Matthias
 
Hallo zusammen,
hab hier jetzt ein paar Fotos:

https://drive.google.com/folder/d/0B6xveVyUofn_YnlXVE8tMURrNWs/edit

Bin mir nicht sicher aber ich kann mir vorstellen, dass die M12er Gewindestangen zu lang, zu dünn und zu wenige sind.
Hab mich übrigens geirrt, das ist kein 20er KG-Rohr, sondern nur ein 15er. Könnte es sein, dass wenn ich ein 20er drüber stülpen und bis zur Montageplatte vollbetonieren würde die Schwingungen schon allein dann deutlich geringer ausfallen?

Gruss Matthias
 
Hallo Matthias,

Vor dem Schütten von noch mehr Beton an der falschen Stelle solltest du herausfinden was da alles schwingt. Die große Optik auf der Montierung haben ja schon einige hier als Problem vermutet, Säule/Sockel haben aber auch recht problematische Proportionen.

Du könntest zuerstmal versuchen die Säule selber auszutesten. Nimm die riesige Optik runter, vielleicht sogar die Montierung und befestige eine möglichst kleine kompakte Optik drauf, die dann zB horizontal auf eine Landmarke schaut. Dann klopfe aus verschiedenen Richtungen oben gegen die Säule und schau wie stark und wie lange das wackelt. Wenn da noch alles sehr gut aussieht, dann könntest du die kleine Optik auf der Montierung auf die Säule setzen und das Experiment wiederholen. Und dann nochmal mit der großen Optik.

Das kann dir helfen, die Beiträge der einzelnen Komponenten zu verstehen. Falls die Säule allein schon die Probleme macht dann must du gut überlegen was du tust. Einfach nur noch mehr Masse oberirdisch dranzuhängen hilft nicht unbedingt, da solltest du schon eine fundierte Idee haben wie du genau dein Problem angehst.
Von den Bildern her ist im Raum unter der Kuppel viel Platz, da könntest du einfach mal ein paar Holzbalken diagonal gegen die Säule stemmen um sowohl Steifigkeit als auch Dämpfung zu verbessern, vielleicht wirkt sich das schon positiv aus.

Grüße, Martin
 
Hallo Mathias,

Du könntest doch mit den Programmen das Schwingungsverhalten testen, die das Achspendeln beim Nachführen über Sternfotos messen + anzeigen!
Hier aber dann bei ruhendem Antrieb, nur über einen bestimmten Zeitintervall entsprechend skaliert.
Das Vor und Nach jeder Massnahme zur Schwingungsberuhigung.

Wir hatten dazu in unserer Firma Körperschallsensoren die 3 Achsen erfassten.
Das in meinen Beitrag oben mit Gewichten über der Säulenmitte, ist ja alles auch über Wellenausbreitung berechenbar.
Dafür lassen sich aber nicht immer alle Parameter genau genug erfassen, um die Positionen der Gewichte endgültig zu ermitteln. Materialbeschaffenheit / Verhalten von Beton und Steinen, und Fertigungsprozesse usw.
So mussten wir auch immer am Objekt nachjustieren, um die Gewichte durch nur leichtes verschieben, nach großen Amplituden schlagartig fasst gegen Null zukommen!

Gruß Günter
 
Also an dieser Stelle schon mal vielen Dank für die Beiträge!

In der letzten Nacht habe ich erste astrofotografische Tests machen können. Bei Belichtungszeiten bis ca. 15 Sek. sind die Sterne auf den Aufnahmen mit der EOS 40D noch punktförmig. Daraus schliesse ich erstmal, dass die Kameraauslösung keine Schwingungen verursacht. Die Monti ist sicher nicht exakt genordet und bei längeren Belichtungen sieht man Strichspuren, die allerdings kurvenhaft also nicht geradlinig sind.
Ich denke dass dies darauf hindeutet, dass doch während der Belichtung Windböen angegriffen haben. Oder kann so ein Muster auch von ungenauer Nachführung kommen? Bin davon ausgegangen, dass die Striche dann immer gerade sein müssten.
Liege ich mit meinen Überlegungen da richtig?
Die EOS steuere ich übrigens vom PC aus mit EOS Utility. Mit Live-View fokussiere ich die Sterne. Ich hab übrigens mal an den Gewindestangen leicht gezogen und herumgedrückt. In Live-View-Fenster war sofort eine deutliche Bewegung zu sehen. Irgendwie hab ich mittlerweile das Gefühl, dass die Gewindestangen der Hauptübeltäter sind.
Martin, ich werde dass mal so durchtesten wie du beschrieben hast. Das bisschen Beton was ich für die Verstärkung der Säule oben benötige um die Gewindestangen verschwinden zu lassen wäre auf jeden Fall kein grosser Kosten- und Arbeitsaufwand und f?einen Versuch wert, denke ich. Schlechter kann es ja dadurch auch nicht werden, oder?

CS Matthias
 
So da bin ich wieder nach etwas längerer Zeit. Ich habe die entsprechenden Tests gemacht und bin zu dem Ergebnis gekommen, dass sowohl die Säule als auch die Montierung Einfluss auf das Schwingungsverhalten hatten.
Ich machs kurz: hab Nägel mit Köpfen gemacht und hab die Säule mit weiteren 1,4t Beton (ohne Wasser gerechnet) verstärkt und konusförmig nach oben verjüngt. Im Ergebnis sind die Schwingungen deutlich reduziert. Sie sind nicht ganz weg, aber nun im akzeptablen Rahmen. Vor allem die Nachschwingdauer hat sich auf nur wenige Sekunden verkürzt. Auch die Windanfälligkeit hat sich deutlich verbessert. Natürlich ist mein 8 Zöller für die EQ6 besser geeignet, dennoch habe ich meinen 12 Zöller wieder drauf gepackt und bin soweit zufrieden.
Hab mir jetzt die Atik Infinity bestellt und bin dann auf die ersten Ergebnisse gespannt.
Hier noch mal der Link zu den Bildern von der Säule:

https://drive.google.com/folder/d/0B6xveVyUofn_YnlXVE8tMURrNWs/edit

Grüße und CS
Matthias
 
Hallo Mathias,

freut mich das Du eine befriedigende Lösung für deine Säule gefunden hast!

Für die kleinen Schwingungen gibt es noch einen einfachen aber funktionierenden Tipp:

http://www.g2-astronomie.de/phpbb2/userpix/3_G2_Tipp1_Montierung_1.jpg
so ähnlich könntest Du ein 2 - 5 Kg Gewicht vom 12" Tubus durch eine Ringöse an der Säule etlang nach unten laufen lassen!


Gruß Günter





 
Hallo Günter,
danke für den Tipp.
Das könnte ich in der Tat mal ausprobieren. Würde das denn meine Montiering nicht zusätzlich belasten und müsste ich zum Ausbalancieren noch entsprechendes Gewicht auf die Gegengewichtstange packen?

Gruss Matthias
 
Hallo Mathias,

einfach mit einer Wasserflasche ausprobieren, das für dich nötige Gewicht austesten und dann in die Gesamtbalance mit einbeziehen!

Gruß Günter
 
Status
Es sind keine weiteren Antworten möglich.
Zurück
Oben