Tragfähigkeit eine Montierung

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xbass

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Hallo zusammen,

Ich frage mich wie man die Tragfähigkeit eine selbstbau Montierung bestimmen kann.
Nur durch Versuch, oder gibt es eine mathematische Variante?

Grüße
Igor
 
Hallo Igor,

klar kann man für Form und Festigkeit der eingesetzten Materialeien, sowie Achsendurchmesser, Lagerabstände u.s.w. schlußendliche eine Festigkeitsprüfung durchführen. Moderne 3D-CAD-Systeme bieten dazu sogar FEM-Berechnungsmodelle an, die eine ganze Baugruppe simulieren.

Damit läßt sich dann prüfen, ab welcher Belastung die Spannung den elastischen Bereich überschreitet und das Material sich dann plastisch, also dauerhaft verformt, bzw. ab welcher Belastung es zum Bruch kommt.

Aber:

Die Tragfähigkeit ist eine subjektive Größe. Was für den einen Sternfreund noch eine akzeptable Stabilität ist, ist für einen anderen völlig untragbar.

In der Praxis wird es sich also folgendermaßen verhalten:

Die Tragkraft wird bei der Konstruktion einer neuen Montierung anhand der Parameter Achsdurchmesser, Lagerabstände, Achsabstände u.s.w. grob abgeschätzt und dann wird der Prototyp gebaut. Dieser wird dann bezüglich Schwingungsverhalten und Tragkraft (visuell, fotografisch) auf empirische Weise geprüft. Entspricht die Stabilität den Vorstellungen paßt alles, ist die Kontruktion zu labil, wird der Schwachpunkt ermittelt und optimiert.

Gruß
Martin
 
Hallo Igor,
klar gibt es eine mathematische Methode um die Steifigkeit einer Montierung zu berechnen. Die Methode heißt FEM.

Tragfähigkeit ist ein Ausdruck aus der Werbetrommel und sagt nichts über die Brauchbarkeit einer Monti aus.

Gruß
Peter
 
Da schließ ich mich an. Ich habe bei meiner Montierung auch ein wenig mit FEM experimentiert, aber die dort ermittelten ergebnisse sind für astronomische Nutzung nur >sehr< eingeschränkt aussagekräftig.
Also mit viel Aufwand und KnowHow lässt sich sicherlich was rechnen, aber dann kann man die Teile auch schon "aus dem Kopf" dimensionieren.

Ich denke wenn du konkrete Fragen zur Konstruktion hast, können hier einige Leute helfen.

Vg Torsten

PS: ich hab zwei Versuche gebraucht...
 
Erstmal vielen Dank für die Tips,

Wie so oft, stehet die Montierung ja schon, mir ging es festzustellen, was ich jetzt überhaupt gebaut habe, ohne zu mein Newton noch x zementsacke zusätzlich an Gewich dazuzuschnallen :-)

Das Problem an der Sache ist das die Montierung sehr unkonvetionel ist und hat weder Schnecken noch die Wellen wie eine übliche Montierung.

Die Basis sind 2 Harmonic drives die ja noch dazu selbsthemmend sind und weichen von der Standard ab.

Rumherum habe ich extrem massiv gebaut und fast an alle Stellen aus vollem gedrehet oder gefräst.
Die deutung manche Begriffe macht mich zu schaffen.

Z.B:
ich verstehe was "Zulässige Axial/Radiallast" ist aber was ist dann die "Statische Tragzahl" (beides in Newton).

oder

"zul. dynam. Kipp- moment" in Newton/Meter ist mir klar aber was sag mir dann die "Kippsteifigkeit" in Nm/arcmin.

Genau so sind mir die Nenndrehmoment am Abtrieb retzelhaft.

Zumindest würde ich gerne ausrechnen wollen, wann mein Motor nichtmehr drehet, ohne die Metalstange irgendwo dazwischen stecken zu müssen um zu sehen wo es bricht.

Grüße
Igor

edit:
Zitat von resuah:
In der Praxis wird es sich also folgendermaßen verhalten:

Die Tragkraft wird bei der Konstruktion einer neuen Montierung anhand der Parameter Achsdurchmesser, Lagerabstände, Achsabstände u.s.w. grob abgeschätzt und dann wird der Prototyp gebaut. Dieser wird dann bezüglich Schwingungsverhalten und Tragkraft (visuell, fotografisch) auf empirische Weise geprüft. Entspricht die Stabilität den Vorstellungen paßt alles, ist die Kontruktion zu labil, wird der Schwachpunkt ermittelt und optimiert.

Gruß
Martin

So habe ich auch gemacht, ich habe gerechnet was ich rechnen könnte und dann das berechnete X 2 den ganzen Rest grob abgeschätzt und wieder X 2.

Jetzt aber zum Schluss doch mit x Zementsäcke testen
:)
 
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Moin,
2 Harmonic Drives?????

Macht mich neugierig; was ist denn das genau?
Etwa eine Godzilla (Industrieroboterhand-Montierung)?
wie das hier:
Godzilla



Gibt es Bilder Deiner Konstruktion?

Gruß Claus
 
Ich würde es nicht mit godzila vergleichen, es sind andere harmonic teile verbaut. Und es ist kein ausgedienter Schweißroboter.
Das Herz meine montierung ist ein Würfel mit 2 harmonic Drives hfus-2uh



Link zur Grafik: http://www.bilder-hochladen.net/files/big/fjy9-5m-85d8.jpg
ich wollte es aber nicht unbedingt vorstellen.


 
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Hallo Igor,

die im Maschinenbau übliche Festigkeitsberechnung führt bei Montierungen ins Leere. Ich sah noch keine Montierung, die unter der Last zusammengebrochen wäre, obwohl sie ein Vielfaches der vom Hersteller genannten Höchstlast tragen mußte. Ich sah aber viele Montierungen, die nur einen geringen Bruchteil der Bruchlast trugen und trotzdem total überlastet waren, indem sie ihren eigentlichen Zweck nicht mehr erfüllten, nämlich beispielsweise als Basis für Astrofotografie zu dienen. Noch lange bevor etwas kaputt geht, ist eine Montierung nicht mehr zu gebrauchen, da zum Beispiel eine präzise, für die Fotografie notwendige Nachführung, aus den verschiedensten Gründen nicht mehr gewährleistet ist. Die von den Herstellern genannten Höchstlasten gelten im Allgemeinen für einen visuellen Einsatz der Montierung, wenn überhaupt. Bei fotografischem Einsatz sind zum Teil erhebliche Abschläge anzusetzen. Eine allgemeine Aussage will ich nicht machen, da die Belastungsgrenze von vielen Einflußfaktoren abhängt, die ich vielleicht gar nicht alle kenne. Außerdem ist die Grenze fließend. Beim experimentellen Ausloten der zulässigen Höchstlast kommt es unter anderem darauf an, wieviel Ausschuß der Anwender zu akzeptieren bereit ist. Ich würde mir einen Versuch, die maschinenbauerische Berechnung der Tragkraft einer Montierung zu versuchen, nicht zumuten.

Viele Grüße

Kurt
 
O.k

Dann brauche ich kein Formel zu suchen um festzustellen wann etwas kaputt gehen würde.
Eine Grenze kann ich aber gut ausrechnen.
Ich denke dass die mechanische Grenze ehe dürch angegebene kippmoment meine RA Getriebe wäre.
Da ich es erstmal ohne Gegengewichte betreiben möchte, ist das Kippmoment von 580 N/m in RA die maximale Wert.
Da der Gewicht aber ehe bei max. 0,3 Meter von RA Achse sich befindet, kann ich die 580 Newton mit 3 multiplizieren und komme auf 1740 N oder 170 Kg.

In DEC habe ich sogut wie kein Kippmoment, da der Tubus ausbalanciert drauf sitzt.

Ab wann wird das ganze zu wackelig, müss also durch Beobachtung festgestellt werden.

Da ich aber keine Rutschverbindungen habe, ist die Montierung wie aus einem Stück gemacht. Steif ohne ende.
Also dürfte die fotografische Nutzung recht hoch ausfallen.

Die Motoren sind auch entkoppelt, so spüre ich bei siderische Geschwindigkeit und 128 Mikroschritt überhaupt keine Vibrationen.

Aber ich muss mir erstmal ein bombenfeste Stativ / Säule bauen und hält eben testen.

Grüße
Igor
 
Hallo Igor,

neue Wege zu beschreiten finde ich mutig. Vieleicht ist es noch zu früh nach den den Getriebefehlern zu fragen, denn Schneckenfhler gibt es hier ja nicht. Trotzdem würde mich der aufgezeichnete "HDE" (Harmonic Drive Error) am Stern interessieren.

Hast Du dazu schon Aktivitäten am Laufen? Auf Grund der langen Periodizität dürften die hier schwer oder nur mit Guiding zu kompensieren sein.

Gruß
Porsti
 
Hallo Porsti,

Darauf bin ich auch gespannt.
Um es vernünftig ausrichten zu können und ein richtiges teleskop drauf zu machen, muss ich den Stativ fertig Kriegen.

Die einzige Aussage die ich bisher geben kann ist dass
mit kleine Brennweide (400) und mit 5mm Hyperion die Montierung zu 100% Spielfrei ist. kein Aufsetzer bei Richtungsänderung. Reagiert sofort.

Grüße
Igor
 
Hallo Igor-du wirst trotz der revolutionären Technik[die begeistert] eine "Art" Gegengewicht anbringen müssen,damit das System im Gleichgewicht ist.
Damit ist auch Gewährleistet das alles im wahrsten Sinne des Wortes das Gleichgewicht hergestellt ist und die gesamte Einheit somit auch entlastet wird.
Auch der Antrieb wird es dir danken.

Lieber Gruß Hotte
 
Hallo Hotte,

Ja, falls ich es mit stativ mache wie eq8 dann brauche ich Gegengewichte, sonst riskiere ich das wen jemand dagegen läuft das ganze umkippt.

Aber mit eine einbetonierte Säule, habe ich das Problem nicht.

Was den Motor betrifft ist es nicht so wie bei eine Schnecke.
Ich habe z.B. Den DEC Motor mit 1700 x siderische laufen lassen , und oben versucht mit alle Kraft zu halten und der Motor hat's nicht mal bemerkt, obwohl er an der Grenze war.
Es kann aber sein das man es bei Aufnahme von Fehler sehen kann.

Das wird alles noch getestet.

Irgendwie werde ich die "Tragfähigkeit" und "fototauglichkeit" rausfinden.


Grüße
Igor
 
Hi Igor-da fällt mir nebenbei noch was ein-wenn die Monti so gestaltet wird wie für eine Knicksäule,hättest du eine wundervolle "Doppelmontierung"
Denn Gegengewichte sind eigentlich unerwünscht und nur ein notwendiges Übel.
Guckst du mal unter Knicksäulenmontierung-Ich traue dir das zu-wäre der Multimegahammer.

Hotte
 
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Hallo,

meiner Ansicht lässt sich die Tragfähigkeit einer Montierung nur unzureichend für den Praxiseinsatz berechnen. Allerdings kann man durch statische Steifigkeitsmessungen die verschiedenen Montierungen miteinander recht gut vergleichen. Man spannt die Montierung in eine Fessel, belastet diese dann mit einer gewissen Kraft und misst mit der Messuhr die Nachgiebigkeit. Eine geringe Auslenkung bedeutet demnach auch eine höhere Tragkraft. Allerdings hat man damit noch nicht die dynamische Steifigkeit gemessen. Hat beispielsweise eine gedrungen gebaute Montierung mit wenig Eigengewicht die selbe Steifigkeit wie eine große mit viel Masse, so kann das Schwingungsverhalten jeweils verschieden sein.

Herbert
www.zellix.de
 
Hallo Herbert,

deine zellix.de Seite und deine Arbeit habe ich längst vor der Bau meine Montierung mehrmals durchgelesen :-)

So sind mir alle deine Versuche mehr als bekannt.

Ich muss mir eigentlich nur noch eine Messuhr besorgen, dies habe ich mehrmals schon bestellen wollen aber irgendwie kommt immer was dazwischen.

Vor allem sind mir deine Testversuche im Stativbau sehr hilfreich.

Danke dir dafür.

Grüße
Igor
 
Hallo,

die Steifigkeit zu bestimmen, ob durch Rechnung oder Versuch, ist nur die eine Seite der Veranstaltung. Was, aber sind die Kriterien, an denen ich das System messe?
Hier scheiden sich die Geister!

Gruß
Porsti
 
Hallo Porsti,

bisher hat sich noch niemand die Mühe gemacht, Testkriterien zur Beurteilung von Montierungen auszuarbeiten. Möchte das jemand machen, so müssen ihm aber auch die Messmethoden in der Mechanik gut vertraut sein. Ich würde mich z.B. schon riesig freuen, wenn jemand in seinem Testbericht nicht nur schreibt, dass der Okularauszug wackelt, sondern eine Messuhr ansetzt und den Ausschlag bei einer bestimmten Kraft angibt. Das ist auch von jedem – auch dem Hersteller – in der Praxis gut nachvollziehbar. Leider hat sich diese Messmethode aber noch zu wenig herumgesprochen. Das verwundet mich auch nicht besonders, denn in metallverarbeitenden Fachkundebüchern kann man darüber nichts oder nur sehr wenig nachlesen. Schade, denn das wäre ja eigentlich die Grundlage für jede mechanische Konstruktion. So ist es mit einfachen Mitteln möglich, einer Tischfräse zu einer wesentlich höheren Steifigkeit zu verhelfen, was ich auf www.zellix.de/stabi.htm (ganz unten) mit der Stütze darstelle. Mit solchem Grundlagenwissen ist vieles in der Mechanik besser zu verstehen und zu beurteilen. Besonders an einer Tischfräsmaschine ist das Wirken der dynamischen Steifigkeit leicht zu sehen (und hören!) wenn die Maschine zu rattern beginnt bzw. in Schwingungen gerät. So gesehen kann man eine Werkzeugmaschine durchaus mit einer Montierung vergleichen.

Viele Grüße,
Herbert
www.zellix.de
 
Hallo Herbert,

bisher hat sich noch niemand die Mühe gemacht, Testkriterien zur Beurteilung von Montierungen auszuarbeiten

Ja, das ist schon klar. Aber das Problem ist nicht so einfach wie im Maschinen- oder Brückenbau. Was für den Einen noch tolerabel ist, sieht ein Anderer als no-go an. Das Ziel in der Astronomie ist offenbar 0-Durchbiegung und 0-Schwingung. Das ist aber nicht erreichbar. Deshalb gibts auch keine tolerierbaren Kriterien zum testen, leider.
Viele haben das schon erlebt, alles war eingerichtet zum fotografieren und plötzlich kam Wind auf. Die bombenstabile Monti zitterte wie ein Lämmerschwanz. Das Federn um den 0-Punkt einer Konstruktion ist ganz schnell zu erreichen und nur schwer abzustellen. Die beste Lösung liegt hierbei in der Aussperrung des Windes durch Verwendung einer Astrohütte o.ä.
Das Tilgerpendel für Montierungen ist noch nicht erfunden.
Das Ermitteln von objektiven Werten ist nur der Anfang des Problems und eigentlich nur zum Vergleich der Montis untereinander sinnvoll.

Gruß
Porsti
 
Hallo Porsti,

der Wind ist eigentlich ein guter Indikator, um die Grenzen einer Fernrohr- und Montierungskombination auszuloten. Die Windstärke kann man nämlich objektiv messen. Natürlich ist es auch hier wieder das persönliche Empfinden, wann die Grenze des zumutbaren Zitterns erreicht ist. Man wird auch schnell erkennen, dass die Angabe der Tragfähigkeit allein nicht alles ist. Ein langes Fernrohr wird leichter in Schwingungen geraten als ein Kurzes bei gleichem Gewicht.

Was ich übrigens schon lange beobachte: Die Verbindung zwischen Montierung und Fernrohr spielt eine tragende Rolle, das viele unterschätzen. Die Montierung würde durchaus geeignet sein, aber die Rohrschellen und deren Befestigung sollte in vielen Fällen steifer gebaut sein - besonders bei der Fotografie. Auch bei meinem 200/1200-Newton habe ich das bei der Steifigkeitsmessung - siehe www.zellix.de/steif.htm - schon als Schwachpunkt feststellen müssen. Bevor man also an eine „schwerere“ Montierung denkt, sollte man erst die anderen Schwachstellen ausmessen und nach besten Möglichkeiten optimieren. Dazu sind statische Steifigkeitsmessungen mit der Messuhr nach wie vor gut geeignet.

Viele Grüße,
Herbert
www.zellix.de
 
Hallo zusammen,

ich habe jetzt die Montierung provisorisch auf mein getunten Astro-5 Stativ dran gemacht um die selbstgebaute Steuerung testen zu können.

Die einzigen Stellen wo sich etwas mit Gewalt biegen lässt, ist oben der Schellen Bereich und unten die Verbindung über eine zentrale Schraube zu Stativ.

Ich denke wenn ich ein Stativ ala EQ-8 baue, und ober die 3" Prismenschiene benutze (zur Zeit nur GP Level Schiene mit Adapter auf 3") , dann wird es schon recht fest da stehen.


oder direkt bei Youtube: http://www.youtube.com/watch?v=oaMuCeNIGZU&feature=youtu.be
Video ist im HD, die Bewegungen sind mit 1100 x Siderische Geschwindigkeit.

Grüße
Igor
 
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Hallo Igor,

habe mir das Video angeschaut. Ich dachte, in die Harmonic Drives wären Motoren integriert. Also wieder was gelernt.
Ansonsten gibts ein doppeltes "gefällt mir", von meiner Wenigkeit!
:/ :/
Gruß
Porsti
 
Hallo Porsti,

Zitat von porsti55:
Das Ziel in der Astronomie ist offenbar 0-Durchbiegung und 0-Schwingung. Das ist aber nicht erreichbar. Deshalb gibts auch keine tolerierbaren Kriterien zum testen, leider.
Das stimmt so nicht ganz. In der Langzeitfotografie (Deep-Sky) geht es darum, daß die Abweichungen durch die Montierung merklich kleiner sind als das Abbild eines Sterns für den Betrachter. Letzteres hängt ab von Luftunruhe, Teleskopabmessungen (Öffnung, Brennweite), Sensoreigenschaften und Darstellung des erhaltenen Bildes.

Visuell sind die Verhältnisse ähnlich, nur integriert das Auge keine Fehler, sondern der Beobachter wird dabei beeinträchtigt, sich auf das Bild zu konzentrieren. Wackelt es z.B. zu sehr, wird das Fokussieren schwierig.

Grüße

fquadrat
 
Hallo Herbert,auch auf meiner Seite weise ich auch Selbstbauer immer wieder darauf hin,wie extrem wichtig die Verbindung-Montierung-Teleskop ist.Dieser Punkt wird oftmals vernachlässigt oder bleibt unbeachtet.Viele Befestigungsschellen sind tatsächlich völlig unbrauchbar.Bei einer breiten Auflagefläche kann das Teleskop seitlich mit Stützen gesichert werden.Deshalb:
Die Auflage sollte grosszügig ausgeführt werden,das setzt wiederum im idealfall auch einen möglichst grossen Achsdurchmesser der Monti voraus,auf dem die Auflage kippelfrei befestigt werden kann.
Zudem wird meist noch einiges an Zubehör auf dem Tubus-wie Sucher,Kamera befestigt,was letztendlich dazu führt,das alles fotografisch und visuell unbrauchbar wird.
Vielleicht sollte man bei gekauften Montis zumindest auf der schmalen Auflage eine breite Befestigung anbringen mit seitlicher abstützung.
Liebe Grüße
Hotte
Beispiel einer Befestigung ist hier auch zu sehen:


http://astronomer.jimdo.com/
 
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Hallo,

meiner Ansicht hätte allein die Angabe der maximalen Tragkraft einer Montierung keine besonders große Aussagekraft. Wesentlich anschaulicher wäre es, die Verbiegungen am ganzen System bei einer gewissen Belastung anzugeben. Es wird also die Nachgiebigkeit vom Dreibein oder Säule - die Verbindung zur Montierung - die Montierung selbst - die Verbindung zu den Rohrschellen und die Rohrschellen mit dem Tubus gemessen. Das zeigt sofort auch Schwachstellen auf, wie mangelnde Steifigkeit der Rohrschellen. Findet im ganzen System keine messbare Verbiegung statt, kann man von einer uneingeschränkten Tauglichkeit für die Fotografie ausgehen (wenn man den Wind mal außer Acht lässt). Findet im System eine gewisse Verbiegung statt, wird man aber trotzdem noch fotografieren können. Wann die Grenze der Belastung erreicht ist, wird auch wieder subjektiv empfunden werden. Der eine wird eine Verbiegung um 0,02 mm schon als obere Grenze empfinden, während ein anderer trotz einer Verbiegung des Systems von 0,05 mm noch einwandfreie Bilder machen konnte.

Viele Grüße,
Herbert
www.zellix.de

 
Hallo Herbert das hast du -wie übrigens immer-sehr praxisnah erläutert.Aber bei einigen kaufmontierungen sind diese Schwachstellen schon "teilweise eingebaut" und werden mitgeliefert.Das ist natürlich eine Preisfrage-man kann eben nicht erwarten,das günstige Montis alle Erwartungen erfüllen können.Die Tragkraft ist daher-wie du bereits erwähnt hast nicht der ausschlaggebende Faktor.Sämtliche Verbindungen sind der Wackelfaktor.
Ein Selbstbau ist daher eine gute Alternative.
Um diesen "Misständen"- die du erwähnst- auszuweichen sollten folgende Bedingungen beim Selbstbau beachtet werden,auch wenn einige Leser anderer Meinung sind.
1.Leichtbau anstreben[Alu gibt es auch in einer harten Legierung]
2.Hohlachsen verwenden.
3.Möglichst großer Querschnitt der Achsen.
4.Alle Verbindungen sollten großflächig sein.
5.Säule mit seitlichen hohen Streben.
6.das wichtigste:kurze Hebel anwenden-das betrifft Monti UND Teleskop.
7.Und ebenfalls ganz wichtig:Die Polhöhenjustage muss verwindungs uns wackelfrei ausgeführt werden.

Werden diese Grundsätze beachtet,wird man auch mit einem guten Ergebnis belohnt.

Gruß Hotte

http://astronomer.jimdo.com/
 
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Hallo Hotte,

du hast das völlig richtig erkannt. Das Gesamtsystem soll zusammen eine hohe Steifigkeit bei wenig Masse haben. So kann ein günstiges Schwingungsverhalten erreicht werden. Die Angabe der Tragkraft ist ein schwammiger Begriff, wogegen die Nachgiebigkeit bei einer gewissen Krafteinwirkung gemessen werden kann.

Viele Grüße,
Herbert
www.zellix.de
 
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