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Die Plattform für den 22" Lowrider ist eine Plattform mit vertikalen Nordsegmenten (VNS).

zu diesem Plattform-Typ erschien ein Artikel in Interstellarum 12/2009

Bedingt durch das höhere Gewicht des 22-Zoll Dobsons (45 kg) im Vergleich zum 14-Zöller (26 kg) musste die Plattform sehr stabil ausgelegt werden. Trotzdem sollte sie so flach wie möglich gebaut werden, um die Einblickhöhe des Lowriders nicht unnötig zu erhöhen. Die Gesamthöhe der Plattform ist 85 mm und sie ersetzt das 25 mm hohe Bodenbrett des Lowriders. Der Einblick erhöht sich somit lediglich um 60 mm. Sozusagen die passende Lowrider-Plattform zum Lowrider-Dobson. 

Im Vergleich zur kleinen Plattform habe ich ein paar Dinge anders konstruiert, um eine noch höhere Stabilität zu erreichen. Zum einen verwende ich für das Südlager ein ganz einfaches Zapfenlager anstelle eines Axiallagers, wodurch das ganze noch einfacher zu bauen ist bei gleichzeitiger Erhöhung der Stabilität.  Für das Nordlager verwende ich senkrechte Segmente (VNS, vertical north segments), was die Tragfähigkeit der Plattform enorm erhöht und die Rollenlager vereinfacht.

Das Bodenbrett besteht aus 12 mm Sperrholz und ist an den Längsseiten leicht versteift.

Der Plattformtisch ist aus 18 mm Sperrholz und ist sowohl längs als auch quer mit 20 mm hohen Sperrholzleisten verstärkt, was die ganze Konstruktion extrem stabil macht.

Das normalerweise übliche Kreissegment als Nordlager ist nur ein Spezialfall der für das Nordlager möglichen Formen, die alle auf einem Kegel liegen. Dieser Kegel wird durch die Polachse und einen Winkel aufgespannt, der etwas größer als die geografische Breite ist (damit das Segment überhaupt unter der waagerechten Tischebene zu liegen kommt). Beim Kreissegment steht die Schnittebene senkrecht zur Polachse. Genauso gut können wir die Schnittebene senkrecht zum Plattformtisch legen und erhalten damit eine Ellipse bzw. eine Hyperbel (siehe Kegelschnitte auf Wikipedia). 

Der Vorteil der Senkrechtstellung des Segments liegt in der direkteren Krafteinleitung in die Bodenplatte und der einfacheren und stabileren Konstruktion von Rollenlager und Antrieb. 

Genaueres zur Planung der Segmente gibt es hier.

Die notwendige Form für VN Segmente kann sicher auch analytisch berechnet werden, was jedoch das Vorstellungsvermögen der meisten von uns (mich eingeschlossen) übersteigt. Im Folgenden werden wir daher die Form der VNS Segmente als einfache Projektion des Kreissegments in eine senkrechte Ebene bestimmen, das Segment dann in zwei Teilsegmente aufteilen und jeweils leicht um eine senkrechte Achse rotieren. Aus dem Kreissegment wird somit ein Ellipsensegment. Für unsere Breiten wäre eigentlich eine Hyperbel die genaue Form, das Ellipsensegment ist aber auf dem kleinen Abrollbereich eine sehr gute Näherung.

Durch die Senkrechstellung wird das Kreissegment (der untere Abschnitt in der Abbildung rechts) vertikal um einen Faktor cos alpha gestaucht, wobei alpha wieder der geografischen Breite entspricht. Aus dem Kreissegment wird somit das Ellipsensegment. Am einfachsten zeichnet man sich den ursprünglichen Kreis in einem Grafikprogramm (zur Not kann das sogar Powerpoint) im Maßstab 1:1, bringt die horizontale Linie an, die die Position der Bezugsebene markiert (wie auf der Abbildung) und markiert den für die Laufflächen benötigten Bereich des Segments. Dann gruppiert man alles zusammen und skaliert es mit dem berechneten Faktor um zum Ellipsensegment.

Das VN Segment wird, wie rechts gezeigt, "mittig" zum Kreissegment am Tisch befestigt, so dass der Abstand der Lauffläche zum Südlager im Mittel dem beim Kreissegment entspricht (der mittlere Teil des Kreissegments, der nicht zur Lauffläche beiträgt, wird hierbei nicht berücksichtigt). 

Weiterhin wurde das Ellipsensegment geteilt (und der nicht benötigte mittlere Teil entfernt) und die beiden Teile so um eine vertikale Achse gedreht, dass sie senkrecht zur Verbindungslinie zum Südlager stehen. Hierdurch wird die Größe der Querbewegung der Segmente relativ zu den Rollenlagern beim Schwenken der Plattform verringert. Um diese Drehung um einen Winkel beta zu berücksichtigen, sollten die Segmente horizontal um einen Faktor 1/cos beta gestreckt werden. Nach diesen beiden Umformungen kann man das Segment schließlich als Schablone ausdrucken (eine Seite des Segments reicht aus und passt gut auf DIN A4). 

Im Gegensatz zum Kreissegment haben beim VNS nicht mehr alle Punkte der Lauffläche exakt den gleichen Abstand zum Südlager. Mit ein bisschen Hirnakrobatik kann man sich klarmachen, dass dadurch die Nachführgeschwindigkeit positionsabhängig wird. In der Praxis ist diese Abweichung jedoch unter +/- 1% der Sterngeschwindigkeit.

Die Laufflächen der VNS-Segmente bleiben während des Schwenkens der Plattform nicht genau senkrecht auf den Rollenlagern, sondern  verkippen leicht. Deshalb ist es vorteilhaft, die Segmente relativ dünn zu machen. Um die nötige Stabilität zu gewährleisten, sind die Segmente deshalb aus Metall und über Winkelprofile von unten und von vorne an der Stirnseite des Tisches verschraubt. Die Segmente wurden mit Schablonen und Stichsäge aus 5 mm Alu ausgesägt und die Kurve der Lauffläche mit einer Feile möglichst genau in Form gebracht. Die Laufflächen wurden zudem etwas gerundet um auch beim leichten Verkippen der Segmente während der Abrollbewegung glatt abzulaufen.

Wichtig: Mehrere Leute, die die Segmente aus Stahl gemacht haben, hatten Probleme mit Durchrutschen. Dies kann am erheblich niedrigeren Reibungskoeffizienten von Stahl auf Stahl im Vergleich zu Alu auf Stahl liegen. Mit den Alu-Segmenten (auf Stahlwelle) hatte ich keine Probleme. Gut bewährt hat sich AlMgSi0.5, welches auf Stahl einen guten Reibungskoeffizienten hat und trotzdem noch hart genug ist. Bei sehr harten Alulegierungen neigen die Segmente zum Durchrutschen, bei sehr weichen Legierungen kommt es langfristig zu Verschleiß der Laufflächen. 

Das linke Rollenlager besteht aus einem Rohrabschnitt, in das passende Kugellager eingepresst wurden. Das rechte Lager ist gleichzeitig die Antriebseinheit (siehe weiter unten).

Der Plattform für meinen 14-Zöller habe ich mittlerweile auch senkrechte Nordsegmente verpasst. Sie bestehen aus 3 mm starken Aluwinkelprofilen, die von unten an den Plattformtisch geschraubt sind.

Das Südlager lässt sich vereinfachen, indem man von einem Axiallager weggeht und ein einfaches Zapfenlager verwendet. Zusammen mit den Segmenten des Nordlagers bleibt die Polachse weiterhin exakt definiert. 

Ein Zapfenlager lässt sich leicht herstellen aus einem senkrecht stehenden Zapfen (z.B. abgerundete Schraube oder Schraube mit Hutmutter), der in einem Konus läuft. Alles in allem extrem stabil und sehr einfach und flach zu bauen. Der Konus wurde hier mit einem Senkbohrer in eine 8mm Aluplatte gebohrt. Ein darüber geschraubtes Aluprofil mit weitem Loch verhindert, dass der Zapfen versehentlich aus dem  Konus springt. 

Durch die Senkrechtstellung der Nordsegmente werden die Rollenlager und der Antrieb vereinfacht. 

Der Motor ist wieder ein RB35 1:600 Getriebemotor (Conrad) und treibt über ein 1:20 Schneckengetriebe (ebenfalls Conrad) eine in Gleitlagern geführte Silberstahlwelle an. Diese Stahlwelle dient als Reibungsantrieb. Bedingt durch die direkte Kraftübertragung vom Dobson auf die Welle und das höhere Gewicht des Dobsons ist die Friktion zwischen Welle und Segment groß genug, dass kein Schlupf entsteht. Alternativ (wie rechts gezeigt) kann man auch den Durchmesser der Antriebsachse zum Beispiel durch einen Aluhülse vergrößern.

Mehr zum Antrieb und zur Elektronik gibt es auf einer eigenen Seite hier.

Hier gibt es fertige Pläne für die beiden hier gezeigten VNS Plattformen