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planung und bau eines dobsons

 

 

Teil 3: Die Mirror-Box

Spiegelzelle

Für das Design der Spiegelzelle gibt es das Programm Plop von David Lewis und Toshimi Taki, welches die Verformung des Spiegels in der Zelle mit finiten Elementen berechnet und zu minimieren versucht. Die neueste Version berücksichtigt auch die Querkräfte bei geneigtem Teleskop. Ich habe bisher vor allem 6-Punkt-Zellen (z.B. für die dicken 16" GSO Spiegel) bzw. 18-Punkt-Zellen (für meinen 14" und den 22" Spiegel) gebaut. Rechnungen zur Laterallagerung kann man auf der Webseite von Robert Houdart machen.

Meine erste richtige Spiegelzelle war eine vom Kriege-Berry Typ in dem der Spiegel innerhalb der Spiegelzelle justiert wird und der Spiegel lateral durch eine Schlinge gehalten wird. 

Dieser Typ hat meines Erachtens (mindestens) zwei gravierende Nachteile. Zum einen wird die Position des Spiegels innerhalb der Zelle beim Justieren verändert, womit die Position des Spiegels zur Laterallagerung nicht mehr optimal ist bzw. bei einer Schlingenlagerung Kräfte quer zur Spiegelebene eingeleitet werden können.  Zum anderen ist der Spiegel mit einer Schlingenlagerung nicht seitlich fixiert. Dadurch kann sich der Spiegel in der Zelle verschieben, womit die Kollimation komplett flöten geht. 
Ein wesentlich besseres Konzept beinhaltet eine Spiegelzelle, in der der Spiegel fixiert ist und die gesamte Zelle bei der Kollimation bewegt wird. Ich verwende hierzu eine Dreieckskonstruktion, die man sowohl aus Stahl schweißen kann (wie oben) oder aus Alu mit Knotenblechen nieten kann (wie unten). Die Wippen für 6- und 18-Punkt Lagerung befestige ich seitlich an den Dreiecksseiten. Sie können, wie bei Ulli Vedder, auch in die Dreiecksholme integriert werden. 

Für die Kollimation der Spiegelzelle ist es ausreichend, wenn nur zwei Ecken justierbar gelagert sind und die dritte Ecke in gewissem Maße schwenkbar mit der Spiegelbox verbunden ist. 

Vor dem Zusammenbau der Zelle werden alle notwendigen Löcher in die Bauteile gebohrt.

Für den Zusammenbau einer Alu-Zelle ist es dann sinnvoll, die Elemente auf einem Brett zu fixieren. Dann können die Löcher für die Knotenbleche gebohrt werden. Die Knotenbleche werden dann mit UHU plus endfest aufgeklebt, mit 4mm Blindnieten vernietet und der Kleber im Ofen für 10min bei 180° gehärtet (erst die eine Seite, dann die andere). Das ergibt eine superstabile Verbindung.

Eine Möglichkeit eines justierbaren Aufhängungspunktes ist rechts gezeigt, basierend auf einer Spiegelzelle von Ulli Vedder.

Bei diesem Typ wird die Spiegelzelle über eine Gewindestange kollimiert, welche in einer Halterung an der Spiegelbox drehbar fixiert ist. Da das Führungsgewinde an der Spiegelzelle in der Position präzise passen muss, ist es sinnvoll, die Aufhängung über eine kurze Stahlplatte zu machen, die über zwei Schrauben exakt eingestellt werden kann. Bei der Kollimation wird die Spiegelzelle relativ zur Aufhängung leicht verkippt, was bei dem kurzen Gewinde jedoch kein Problem  für die Gewindeführung (Verklemmen) darstellt.
Eine einfachere Alternative für kleinere Spiegel ist rechts gezeigt. Hier wird eine lange Gewindestange drehbar an der Spiegelzelle fixiert. Diese wird durch einen Gewindeeinsatz (Rampa-Einsatz, rechts unten) in einem Holzklotz an der Spiegelbox durchgeführt. Wenn man die Stange oben durch die Spiegelblende weiterführt, kann man die Zelle auch bequem von oben justieren. Wichtig ist, dass der Abstand zwischen Zelle und Gewindemuffe möglichst kurz bleibt.

Für eine gute drehbare Lagerung sind dünne Passscheiben sehr hilfreich (besser als Unterlegscheiben). 

Passende Materialstärken für einen 16" GSO Spiegel sind zum Beispiel 20x20x2mm Alu für das Zellendreieck, 15x15x1.5 mm oder 20x10x1.5 mm für die Wippen, M6 für die Lager der Wippen und M8 für die Aufhängung der Zelle.

Für die Montage der Rampa-Einsätze (hier M8) bohrt man zunächst in der Stärke des Innengewindes (hier 8mm) durch (rechts). Dann weitet man über die Länge des Einsatzes auf den Kerndurchmesser des Einsatzes (hier 12mm) auf (links). Dann noch kurz mit dem Senker eine Fase anbohren.
Um ein gerades Einschrauben des Einsatzes zu gewährleisten, schraubt man den Einsatz auf eine (lange) M8 Schraube auf und dreht dann den Einsatz in das Holz ein. 
Dann schraubt man die Schraube aus und fertig.  

 

Laterallagerung

Seitlich sollte der Spiegel in der Schwerelinie unterstützt werden. Die Stützpunkte der Laterallager sollte beidseitig unter 45° zur Senkrechten angreifen bei einfachen Laterallagern oder symmetrisch zu diesen beiden Punkten bei der Verwendung von Wippen. 

Hilfreich bei der Planung ist hier Robert Houdarts Mirror Edge Calculator. Um Stahl-Glas-Kontakt zu vermeiden, können die Kugellager mit Schrumpfschlauch ummantelt sein oder eine Lauffläche auf den Spiegel geklebt werden. 

Rechts ist eine Laterallagerung über Wippen gezeigt.
Hier eine einfache aber effektive Laterallagerung über zwei Kugellager.

In beiden Fällen ist die Höhe des Lagers einstellbar. Beim Lager rechts geschieht dies über ein Langloch, in dem das Kugellager verschraubt ist. 

 

Spiegelbox

Eine Spiegelbox muss in erster Linie steif sein, da durch sie der Gitterrohrtubus mit dem Spiegel verbunden ist. 

Mit sinnvoll angebrachten Versteifungen kann  eine Spiegelbox auch aus dünnerem Sperrholz ausreichend stabil sein. Die Spiegelbox rechts (für 16") oder die meines 22" Dobsons sind aus 12mm Sperrholz mit Versteifungen aus 9mm Sperrholz. 

Sinnvolle Versteifungen finden sich am Übergang von den Stangen zur Spiegelbox. Die in die Ecken eingeleimten Doppelklemmen sorgen für eine solide Kraftübertragung ohne Deformation der Seiten der Spiegelbox. 

Eine komplette Ringblende oberhalb des Hauptspiegels sowie zwei weitere Versteifungen auf der Unterseite ergeben einen stabilen Rahmen für den Einbau der Spiegelzelle.

Die Spiegelbox kann auf der Vorderseite unten angeschrägt werden, um ein Anecken mit der Rockerbox beim Schwenken zu vermeiden und die Bauhöhe zu minimieren.

Die Aussparung der Spiegelblende kann als Deckel recycelt werden. Am besten geht das, wenn man die Aussparung mit einem dünnen Fräser oder der Stichsäge macht, da dadurch die Schnittbreite geringer ist. Das Einstichloch kann man durch mehrere nebeneinander gesetzte 2mm Bohrungen machen. Die Haltebrettchen am Rand sind einfach aufgeleimt.

 

Einfache Eckverbindung

Man kann die Spiegelbox leicht ganz ohne Schrauben herstellen, indem man eine einfache Spundung macht, die leicht auf der Kreissäge hergestellt werden kann. Die Teile werden dann nur noch geleimt.
Hier die Einzelteile der Spiegelbox-Wände mit den Falzen und Nuten für die Aufnahme der Spiegelblende und der Verstärkungsbretter für die Unterseite.
Nach dem Verleimen wird die Box mit Schraubzwingen fixiert (auf rechtwinkligen Zusammenbau achten!).

 

Einbau der Spiegelzelle

Nach dem Trocknen der Verleimung kann die genaue Position der Halteblöcke für die Spiegelzelle ermittelt werden.
Diese werden dann in die Spiegelbox eingeleimt. Am hinteren Block wird die Spiegelzelle verschraubt (nicht kollimierbar), während durch die beiden vorderen Blöcke die Kollimationsschrauben gehen.
Dann können die Versteifungsbretter an die Unterseite der Spiegelbox geleimt werden.
Schließlich werden die Klemmblöcke für die Stangen eingeleimt.
Fertig.

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