Warum eigentlich Newton-Spiegel auf Punkten lagern

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BigPeng

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Hallo.
Warum lagert man eigentlich Newton-Spiegel auf mehreren Punkten und nicht schlicht und einfach vollflächig plan ?

Wäre doch die bessere Alternative, wenn man keine Temperaturprobleme hat, weil der Dob z.B. in einer Rolldachhütte bereits umgebungsangepasst ist.

Da gibts dann doch kein Durchbiegen - oder ?

Peter
 
Hallo Peter,
weil die Rückseite des Spiegel nie 100% plan ist und Du damit durch undefinierte Auflagepunkte den Spiegel deformieren würdest.
Wenn Du im Web mal nach Plop suchst, kannst Du Dir das näher ansehen, wie die unterschiedlichen Lagerarten Einfluß auf den Spiegel nehmen. Abhängig ist das natürlich auch noch von der Dicke des Spiegels - je dicker, um so weniger Sorgen musst Du Dir um die Lagerung machen.
 
Hallo wurzelwaerk.

weil die Rückseite des Spiegel nie 100% plan ist und Du damit durch undefinierte Auflagepunkte den Spiegel deformieren würdest.

Versteh ich nicht ganz.
Die Frage entstand eigentlich erst, nachdem ich mir PLOP zu Gemüte geführt habe. Ich konnte dort keine vollflächige Auflage eingeben - ist offenbar nicht vorgesehen.

Die definierten Auflagepunkte gelten doch nur in der Horizontalen und theoretisch. Die "Punktmaterialien" wie Filz, Kork usw. sind in sich ja auch niccht homogen und verformen doch den Spiegel je nach Neigung zusätzlich, hinzu kommt die Verformung durch die Schlinge, Halterollen, Wippe oder was auch immer. Und bei einem 20 oder 22-Zöller mit 4 cm Dicke gibt das m.E. Probleme - lese ich zumindest hier bei a.de .

Ist es nicht so, daß die Punkthalterungen nur deshalb notwendig werden, damit das Spiegelmaterial von hinten mehr oder weniger flächig gekühlt bzw. temperiert werden kann ?

Wenn diese Temperierung aber nicht notwendig ist, dann kann doch eine andere Art der Lagerung sinnvoller sein ?

Die Spiegelschleifer parabolisieren doch auch bei planliegendem Material. Dann müsste doch bei einem z.B. durch Kork , Gummi oder PU abgefederten plan liegendem Spiegel zumindest das Verformungsproblem für die horizontale Lage doch beseitigt sein ?

Oder sehe ich das falsch ?

CS
Peter
 
Hi Peter, bei Deinen Plop-Überlegungen denkst Du in die falsche Richtung. Wenn dort beispielsweise von 18 Punkten die Rede ist, dann sind das nicht 18 feste, sondern 18 beweglich gelagerte Auflagepunkte.

Zum besseren Verständnis kannst Du Dir einen Stuhl mit vier Beinen vorstellen. Der wackelt eigentlich immer, wenn auch nur in geringem Maße, weil niemals alle vier Beine exakt gleich lang sind und/oder der Boden 100% eben ist. Von den vier oder mehr Beinen stehen eigentlich immer nur drei Beine exakt auf.

Ein einigermaßen genau gefertigter Stuhl hört erst dann auf zu wackeln, wenn man sich drauf setzt. Er verformt sich dabei unter Last soweit, bis alle vier Beine den Boden berühren. Das gleiche gilt auch für 5- oder mehrbeinige Stühle. Und es gilt sinngemäß auch für die Lagerung eines Spiegels auf mehr als 3 festen Lagerpunkten. Die damit verbundene Verformung des Spiegels soll unterbunden oder zumindest minimiert werden.

Der einzige kinematisch wirklich wackelfreie Stuhl ist der 3-Beiner. Da ist es egal, wie uneben der Boden ist, oder wie unterschiedlich lang die Beine sind. Deshalb sind auch Stative mit 3 und nicht mit 4 Beinen ausgestattet. Und deshalb haben einfache Spiegelzellen auch 3 (nicht ganz punktförmige) Auflagerpunkte.

Natürlich drücken sich die drei Auflagerpunkte in den Spiegel und verformen ihn, was bei kleinen und dicken Spiegeln aber vernachlässigbar gering ist. Zumindest dann, wenn die Position der Auflagerpunkte optimiert ist.

Bei größeren und dünneren Spiegeln sind eine höhere Anzahl von Auflagerpunkten erforderlich. Damit aber nicht die obige Problematik des Aufliegens auf nur drei Punkten eintritt, werden Mehrpunktlagerungen immer in Form von Wippen ausgeführt, die sich selbst an eine wie auch immer geartete nicht exakte Rückseite des Spiegel anschmiegen. Die Wippen können geometrisch so ausgelegt werden, dass alle Auflagerpunkte die gleiche Auflagerlast sehen, unabhängig davon, wie krumm oder eben die Spiegelrückseite ist.

Genau das rechnet Plop, und genau das ist der Grund, warum Plop keine plane Auflage rechnet. Das theoretische Ergebnis eines rückseitig exakt planen Spiegels auf einer ebenfalls exkat planen flächigen Auflage ist trivial: Es stellt sich keine Verformung ein. Da gibt's gar nichts zu rechnen. Sobald aber Abweichungen von der Idealform vorliegen, fehlt es an einem selbsttätigen Geometrie-Ausgleich in Form von Wippen. Und dann hast Du wieder die Stuhlwackel-Problematik. Die kann Plop deswegen nicht rechnen, weil niemand weiß, wo und wie krumm die Spiegelrückseite und die "plane" Auflagefläche ist. Eine beliebig hohe Anzahl von Plop-Auflagerpunkten ist nicht das gleiche wie eine mehr oder weniger ebene Auflagefläche.

Als Ersatz für eine Dreipunktzelle könnt man tatsächlich eine ebene Auflage in Betracht ziehen. Aus obigen Überlegungen ergibt sich, dass die nicht ganz perfekte Spiegelrückseite auf der nicht ganz perfekten Auflage sowiewo auf drei Punkten aufliegt. Das Problem hierbei ist nur, dass niemand weiß, wo genau diese drei (oder im Verfomten Zustand mehrere) Punkte liegen. Es bleibt dem Zufall überlassen, ob sich dadurch eine Verbesserung gegenüber der optimierten Dreipunktzelle einstellt.

Dies gilt umso mehr bei thermischer Verformung der "ebenen" Auflage. Der Spiegel ist ja klemmfrei gelagert und behält bei Temperaturänderungen (nach Temperaturanpassung) seine Form bei. Er wird einfach nur kleiner oder größer. Die "ebene" Auflage muss aber irgendwie in der Spiegelzelle befestigt sein. Selbst wenn sie für eine bestimmte Temperatur hinreichend eben ist, wird sie es bei einer abweichenden Temperatur mit Sicherheit nicht bleiben. Und dann hast Du keine Idee mehr, wo der Spiegel eigentlich aufliegt.

Das ganze wird auch nicht dadurch entschärft, dass Du eine weiche Auflage wie Styropor oder Kork wählst. Man hat dann zwar keine punktförmigen Auflagen mehr. Es ändert aber nichts am Prinzip, dass es Stellen mit lokal erhöhter Flächenpressung und eben auch niedrigerer Flächenpressung geben wird. Mag sein, dass dies für kleine und dickere Spiegel ausreicht. Der damit einhergehende unbestimmte Spannungszustand löst bei mir allerdings Unbehagen aus.

Ganz sicher ist aber die "ebene" Auflagefläche kein Ersatz für die Lagerung von dünnen und großen Spiegeln. Bei einer 18-Punkt-Zelle hast Du die Last gleichmäßig auf alle 18 Lagerpunkte verteilt. Um dies zu überbieten, müsstest Du nicht nur eine ebene Auflagefläche haben. Du müsstest auch sicherstellen, dass diese ebene Auflagerfläche auch unter allen Bedingungen eben bleibt. Und ich melde mal Zweifel an, dass Dir dies gelingen wird.
 
Hallo Peter,

die Punkte gelten nicht nur in der Horizontalen, sondern auch im verkippten Zustand - näherungsweise. Voraussetzung ist, dass der Spiegel seitlich in Schwerpunktshöhe gelagert wird (naja, nicht exakt, theoretisch liegt das Optimum leicht daneben, was man - glaube ich - vernachlässigen kann).

Nur näherungsweise, denn durch die gebogene Form gibt es eine Tendenz hin zum Potatoe-Chip-Effekt, deswegen liegt das Optimum der seitlichen Lagerung nicht auf Schwerpunktshöhe, sondern leicht darunter (?).

Das folgende bitte ich zu überprüfen, es ist eine Vermutung meinerseits.

Den Potatoe-Chip-Effekt vernachlässigt, bleibt dann das Muster der Auflagepunkte erhalten. Wenn Du es genau willst, dann muss allerdings bei Plop die Option "Brennweite variabel" aus sein, denn die stützt sich wie die FE-Sim auf das Verhältnis von Steifigkeit und Glasdichte d.h. Gewicht, und in geneigter Lage ist ja der axiale Kraftanteil geringer.

Auch das kann man aber, denke ich, vernachlässigen, solange man nicht Fokusstabilität über einen 90°-Schwenk erwartet... wobei in meinem Fall mit dünnem Spiegel die Fokusänderung selbst unterhalb des Schärfebereichs lag.

In vertikaler Spiegellage wird die Durchbiegung vom Potatoe-Chip-Effekt dominiert, da der axiale Kraftanteil verschwindet.

Gruß, Henning

Ps: die Schlinge hat das Problem, dass sie wieder eine flächige Auflage (diesmal seitlich) bietet, und das Maximum der Kraftübertragung kaum kontrolliert werden kann. Deswegen sind auch seitliche Haltepunkte besser (die außerdem seitlich Stabilität geben, aber eine minimale vertikale Bewegung nicht behindern dürfen!!). Diese Bedingung erfüllen z.B. seitliche Kugellager (blank, Stahl auf Glas), oder die Klaviersaitenlagerung (wo der Draht mit seiner Spitze von der Seite gegen den Spiegel drückt).
 
Hallo,

schaut Euch doch mal die conical face Mirrors von Robert Royce an.

Conical Mirror

Keine komplizierte Zelle mehr, alles reduziert sich auf eine justierbare Platte. Keine Halteklammern die Difraktiosnerscheinungen produzieren, der Spiegel sitzt fest und rutscht nicht mehr hin und her, dadurch keine Dejustage.

Genial einfach, einfach genial !!

Meiner kommt die Tage.

Grüße

Richard
 
Hallo Richard,
über diese Spiegel bin ich auch schon öfter gestolpert, habe bisher aber wenig Reviews gefunden und keine Aussagen zur optischen Qualität.
Es wäre ja super, wenn Du Deine Erfahrungen damit dann hier mal "breittreten" könntest - bin neugierig.
Vielleicht kann man daraus ja auch ein kompaktes Reisescope bauen?
 
Hi,

schau doch mal hier vorbei:

Mischas Homepage

Das sagt schon alles über diese Spiegel.

Ich bekomme auch den 12,5" F4,5. Den stecke ich auch in einen Carbon Tubus und werde berichten. Das Projekt geht langsam zu Ende. Werde damit auch nur fotografieren.

Grüße

Richard
 
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