Kyklopas 24" f/4.1

Die mechanischen Komponenten

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Mehr Bilder vom ITV 2001
Aufbau auf dem ITV 2007
First Light war am 22. Mai 2001 auf dem Teleskoptreffen Vogelsberg (ITV). Erster Blick zum Hantel Nebel: WOW!!
  • Scharfer Spiegel, hoher Kontrast, helle Bilder
  • Deutlich mehr Licht als mit 20"
  • Aufbau in 8 Minuten
  • Justierung schnell, einfach und konstant bleibend. Schlingengurt jedoch etwas zu nachgiebig
  • Sehr stabil und windunempfindlich
  • Gute Streulichtabschattung auch ohne Lichtschutztuch 
  • Bewegung etwas schwergängiger als beim 17,5", jedoch völlig ruckfrei. Nachführung auch bei 500-fach problemlos
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Gewichte:
Spiegelbox komplett incl. Höhenlager: 40,9 kg
Hut komplett ohne Okular: 4,0 kg
Wiege: 9,5 kg
Karbonstangen incl. Enden: 2,8 kg
Newton Finder: 1,0 kg
Summe: 58,2 kg

Zur Dimensionierung: Fangspiegel, sichtbares Feld, Hauptmaße, Blenden
(278 KB Excel sheet von Andy, Australia) Hier klicken

 

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Klick auf die Bilder für eine höhere Auflösung

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Hut:  
655 mm Innendurchmesser, 200 mm hoch
Wer hier am langen Hebelarm Gewicht sparen kann, hat schon halb gewonnen. Nach vielen Überlegungen mit aufgesägten Rennradfelgen, Carbonfaserstruktur und Einring-Sandwich-Konsrutuktion habe ich mich doch wieder für das "Zwei Ring Design" mit 30 mm breiten und 15 mm dicken Sperrholzringen entschieden. Statt mit "Kydex Plastik" sind die Ringe mit 2 mm dünnem Flugzeugsperrholz verleimt, das die Steifigkeit der gesamten Struktur wesentlich erhöht. Zur Verminderung der Windangriffsfläche ist dieser Mantel an den Stellen ausgesägt, an denen er nicht als Lichtschutz nötig ist. Der Fokusierer ist ein "Helical Crayford" von KineOptics, preisgünstig, stabil, fein beweglich und mit 200 Gramm unschlagbar leicht. Er ist neben dem Fangspiegel das einzige fertige Kaufteil am gesamten Gerät. 

Das Gewicht des Hutes komplett ausgerüstet aber ohne Okular beträgt 4,0 kg. 

Um eventuellen dummen Fragen gleich vorzubeugen: Nein, einen Rennlenker werde ich nicht als Griff ranbauen!

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Blenden:
Am Hut werden Blenden aus 6 mm Iso Matte mit Druckknöpfen befestigt. Zum Transport können sie einfach zusammengewickelt werden. Die Windangriffsfläche wird damit auf ein Minimum reduziert.
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Oberhalb der Hauptspiegelbox wird eine 28 cm breite Iso Matten Blende mit Klettverschluss um die Stangen gewickelt. Dies verhindert Fremdlichteinfall vom Boden und schützt vor Tau auf dem Hauptspiegel. 

Zur weiteren effektiven Fremdlicht Abschattung ist eine Ringblende aus einem alten Foto Filter Ring mit 45 mm Innendurchmesser im Fokusierer eingebaut. Die Dimensionierung aller Blenden erfolgte entsprechend Andy's Exceltabelle.

Es wird kein Lichtschutz Tuch (Socke) verwendet!!! Trotzdem sehe ich beim Durchblick durch die Okularöffnung weder Himmel noch Boden, sondern nur den Fangspiegel und den sich darin spiegelnden Hauptspiegel.

 

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Spinne:
Zwei 6 mm dicke Alu Ringe zur Aufnahme der Fangspiegelhalterung an die 1,5 mm dicke Alu Arme angreifen, das ist alles. Dieses 300g leichte Gebilde soll einen fast 600 g schweren Fangspiegel vor den gefürchteten Drehschwingungen und Windflattern bewahren? Inspiriert von Jean Texereau, Mel Bartels, Steve Swayze und Gary Wolanski habe ich die Idee der exzentrischen Spinne "weitergesponnen" und die Arme um satte 52 mm parallelverschoben angeordnet. Mit dieser Konfiguration kann mit minimalem Material ein großes Drehmoment abgefangen werden. Bei exzentrischer Anordnung werden nämlich die Bleche auch bei kleinen Drehwinkeln auf Zug beansprucht und nicht nur auf Biegung wie bei zentrischer Anordnung. Die Hinterräder von Rennrädern sind ja schließlich auch nicht radial gespeicht, sondern über Kreuz, um das Antriebsmoment von Kette und Ritzel übertragen zu können. Eine moderate Speichenspannung reicht aus, die Verdrehsteifigkeit und Justierstabilität ist enorm. Somit kann der obere Hutring schmaler ausfallen, ohne sich gleich zu verbiegen. Keine Angst, solange die Arme parallel zu einander stehen, gibt es nach wie vor nur die üblichen 4 Beugungsspeichen am Stern.

Die Verbindung zum Hut erfolgt über 15 x 15 x 2 mm starke Vierkantrohre

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Fangspiegelhalterung:
Ein 55x2 mm Rohr mit gleich eingebautem 6 mm Offset statt der üblichen Zentralschraube. Sehr kompakt und verwindungssteif durch die großen Querschnitte. Gewicht: 180 Gramm. Der 4" Fangspiegel ist mit 3 Blobs "Sikaflex" Silikonkleber direkt auf das diagonale Alublech geklebt. Man kann alternativ "Tesa Power Strips" verwenden. Sie sollen auch sicher kleben, ohne den Spiegel zu verspannen. Die Justierung erfolgt an den  zwei Ringen der Spinne mit jeweils 4 M4 Polyamid Schrauben. Alles lässt sich wunderbar justieren. 

Zwei Polyamid Sicherungsschrauben verhindern das versehentliche herausfallen des Halters bei gelösten Justierschrauben. Der Spiegel ist zusätzlich mit einer Sicherheitsleine, die direkt mit einem Tropfen Epoxy Kleber auf den Spiegel geklebt ist, gesichert (was sich als absolut überflüssig herausgestellt hat, das Silikon hält sehr sicher).

 

secondary_heater.jpg (58716 Byte) Fangspiegelheizung:
Aufgrund der offenen Bauweise habe ich gegen beschlagen des Fangspiegels eine 0,9 Watt Heizung eingebaut. Sie besteht aus 2 in Reihe geschalteten 10 Ohm Leistungswiderständen mit quadratischem Querschnitt, die auf die Rückseite des Fangspiegels an jeweils nur einem Punkt geklebt sind, um den Spiegel nicht zu verspannen. Gegen die Umgebung sind sie mit Alufolie und Klebeband isoliert (die Wärme soll ja in's Glas gehen und nicht sinnlos die Gegend heizen). Die Stromversorgung erfolgt über 2x4 Mignon Batterien, die in das Rohr eingesteckt wurden. Das ist zwar Gewicht am falschen Platz, vermeidet jedoch die lästige Kabelei zur Spiegelbox.
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Hauptspiegelzelle:
Klassische schwimmende 27-Punkt Lagerung mit Schlinge im wesentlichen nach David Kriege, jedoch und komplett aus Alu Schweißkonstruktion mit 30 x 30 x 3 mm Vierkantbalken und 4 mm Seitenblechen. Letztere hätte ich lieber 6-8 mm nehmen sollen. Die Auflagerdreiecke mit 4 mm und die Verbindungsdreiecke mit 6 mm stärke sind ebenfalls echt dünn. Alles wiegt komplett 4,3 kg und soll den 24 Kilo schweren Glasbrocken in Position halten? Ich bin da noch nicht so ganz sicher, ob das gut geht, der raue Einsatz wird es zeigen müssen. In Verbindung mit flachen Auflagermuttern und geringem Justierweg ergibt sich eine "ultra low profile" Spiegelzelle, mit einer Gesamthöhe von 53 mm. Das bringt den Spiegelschwerpunkt nach unten, spart damit weiter Gewicht, erhöht die Steifigkeit und bringt das Okular in gemütlichere Einblickhöhen

Die Geometrie der Zelle wurde nach dem Programm Graphical PLOP von David Lewis optimiert. Es berechnet die Spiegeldeformationen nach der "Finite Elemente Methode" und ermittelt so die Geometrie mit der geringsten Spiegeldurchbiegung. Vor allem für große dünne Spiegel ergeben sich deutlichere Abweichungen zu der Methode nach "Punkte gleicher Last" von Dave Chandler / David Kriege. Eine 18- Punkt Lagerung hatte nach PLOP auch noch ausgereicht, aber da war der Angstfaktor doch stärker. Eine "astatische Lagerung" nach Frédéric Gea habe ich trotz ihrer Vorteile, die sie haben soll, ebenfalls wieder verworfen

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Spiegelbox:
Aus 12 mm Sperrholz und 260 mm hoch! Ich transportierte die Bretter auf dem Fahrrad und konnte kaum glauben, dass das, was ich da im Rucksack hatte, das Kernstück eines 24- Zöllers sein soll. Der Trick liegt in möglichst weit ausladenden Dreiecksverseifungen in den Ecken, sie bringen Stabilität in die Struktur. 

Hinten sind die Versteifungen mit 25 mm Rohren als Tragegriffe nach ICS Birkmaier Patent ausgeführt (danke Martin für diesen genialen Einfall). Mit einem Tragegurt an den Griffen kann ich die 37 Kilo schwere Box hochkant quasi wie eine überdimensionierte Damenhandtasche durch Türen und Flure schleppen. Vornehme Damen tragen schließlich ihren Schminkspiegel auch immer in dem Handtässchen über ihrer Schulter! 

stangen_verbindung_focuser.jpg (38158 Byte) Stangen:
Klassisches 8 Stangen "Truss Tube Design" aber aus 32 x 1 mm Carbonfaser Rohr von Carbon-Vertrieb statt dem üblichem Alu.

Carbonfaserstangen haben wesentliche Vorteile:

  • Leicht: 1,6 g/cm^3 gegenüber 2,7 bei Alu
  • Verwindungssteif: E-modul von ca. 120 kN/mm^2 (Alu hat 70, Stahl 210)
  • Sind schon schwarz (sehen echt cool aus)
  • Fühlen sich nicht kalt an, also keine weitere Ummantelung nötig

Einziger aber enorm schwerwiegender Nachteil: Der Spaß hat knappe 1.000 DM gekostet, das ist gut 5 Mal so teuer wie mit Aluminium.

stangen_gelenk.jpg (22017 Byte) Stangen Gelenke oben:
Die Rohre sind paarweise mit 3 mm starken Winkelprofilen über eine M4 Schraube und Polyamid Unterlegscheiben als Drehgelenk verbunden. Das ist stabiler als separate Stangen, da hier ein geschlossenes Kraftdreieck entsteht und kein zusätzliches Moment an den Hutring übertragen wird. Geschlitzte Bohrungen nehmen den M5 Bolzen am Hut auf. Geklemmt wird ebenfalls paarweise mittels Mountainbike Sattelstützen Schnellspannern. Vier Mal klack, statt 8 Mal elende Schrauberei, das ist es doch oder? Die Praxis sieht leider nicht so gut aus, so muss man ganz schön "popeln" bis der "Nippel durch die Lasche" geht. Dieser Punkt gefällt mir also noch gar nicht.
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Klemmblöcke untern:
Schön leicht und klein aus Holz, wieder nur 4 Mal "Klack" statt 8 Mal "Schraub", stabilisieren sie auch noch die Spiegelbox in den Ecken, genau dort, wo die Kräfte eingeleitet werden. Einziges Problem: Wie kriegt man mit einer einfachen Ständerbohrmaschine eine 5 cm tiefe 32 mm Bohrung im 8 Grad Winkel zur Seite und 1 Grad nach außen???? Mir ist es nicht gelungen und so guckten die Stangen in alle möglichen Himmelsrichtungen, nur nicht dorthin, wo sie hin sollen. So und jetzt friemel einer mal nachts im Dunkeln in 2,50m Höhe den Hut in diese rumirrenden Stangenpole!

Wie trickst man die Toleranzen aus? Hier der Trick: Ich habe kurze 30 x 1 mm Alustummel in die Carbon Rohre mit Epoxykleber geklebt und sie mit einer Lage Packklebeband umwickelt. Anschließend habe ich das komplette Teleskop aufgebaut, es gerade ausgerichtet und so an der Wand fixiert. Dann habe ich den Zwischenraum zwischen 30 mm Alustummel und 32 mm Holzbohrung mithilfe einer Spritze mit Epoxy ausgegossen. Nach dem Aushärten des Epoxys zog ich die Stangen wieder raus und schlitzte die Blöcke. Ergebnis: De Stangen passen "saugend schmatzend" in die neuen epoxy verkleideten Holzblöcke und alle Stangen stehen ganz genau ausgerichtet, ha!

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Höhenlager:
Bernd Schatzmann's Sichellager sind nicht nur schick, sondern auch leicht und stabil. Meine haben 740 mm Durchmesser 36 mm Dicke. Sie sind aus zwei Hälften, die innen ausgefräst wurden zusammengeleimt und wiegen dadurch zusammen nur 3,8 kg inklusive Schrauben. Sie werden mit M8 Handhebeln und Einschlagmuffen an der Spiegelbox befestigt und können somit zum Transport abgenommen und in die Spiegelbox gelegt werden. Nur ohne abstehende "Segelohren" gehen 24 Zoll in kleine Autos. 
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Wiege:
Inspiriert von Greg Babcock's 24" habe ich eine in der Mitte offene Sandwich Konstruktion gewählt, in der der Spiegel mit den Justierschrauben in der Mitte durchschwingen kann. Die Wiege kann dadurch noch flacher gehalten werden, der Spiegel schwebt in 45° Stellung gerade mal 6 cm über der Erde!

Das dreiecksförmige Bodenbrett ist 12 mm stark und hat 3 seitliche Führungsrädchen, die den zentralen Drehzapfen ersetzen.

Der Boden besteht aus einem 24 mm "Gerippe", das zwischen einem 6,5 mm und einem 3 mm Brett geleimt wird. Die Seiten bestehen ebenfalls aus einem 3 / 24 / 3 mm Sandwich und sind lediglich 13 cm hoch. Die Hohlräume wurden nach dem Verleimen mit 2 Komponenten Montageschaum ausgeschäumt. Ein aus Leisten zusammengesetztes Sandwich ist sicher billiger und einfacher herzustellen als mein "aus dem Vollen" geschnittener Kern, diese Methode hat sich jedoch als extrem stabil und leicht herausgestellt.

Die voll ausgerüstete Wiege wiegt 9,5 kg und ist 20 cm hoch. 

alt_bearing_laminate.jpg (35761 Byte) Lagermaterial:
Nach der Spiegelqualität das wichtigste am ganzen Dobson! Als Gegenpart zum Teflon habe ich gold eloxiertes Alu Strukturblech verwendet. Durch das höhere Teleskopgewicht ist es etwas schwergängiger als der 17,5", lässt sich jedoch sehr gut dosieren, kein Kleben, kein über's Ziel hinausschießen. 

Inzwischen gibt es auch "Glasbord" auch in Deutschland bei hydewa zu kaufen. Der kleinere Hebelarm am Azimut bei zenitnahem Beobachten erfordert möglichst leichte und ruckfreie Bewegung und da ist jenes Glassboard aus den USA meiner Meinung nach das beste, was man dem Teflon bieten kann, da es haltbarer ist als das eloxierte Alu.

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Der 4" f/4 Newton Finder 
Er wiegt nur 1 Kilo, ist justierbar nahe dem Schwerpunkt befestigt und hat das gleiche Einblickverhalten wie das Hauptinstrument. So entfällt das lästige "Übersetzen" der spiegelverkehrten Bilder. Der findet in Verbindung mit dem Quick Finder wirklich alles. Ich benutze es auch häufig als "Rich Field Telescope" um damit durch die Milchstraße zu schlendern, oder um bei hoher Vergrößerung das Objekt wieder in die Mitte zu holen. Der Spiegel ist natürlich selbst geschliffen. Fangspieglbefestigung siehe Bild von vorne und Bild von hinten.  

Die Befestigung an die Spiegelbox erfolgt durch eine M5 Rändelschraube, die in eine Alu Schlüssellochplatte eingefädelt wird. Drei Druckschrauben drücken gegen die Aluplatte des Finders zum justieren. Siehe Bild 1, Bild 2 und Bild 3.

Weiter Beispiele siehe Newton Finder

autotransport.jpg (51795 Byte) Transport:
24 Zoll in einem VW Polo oder im Toyota Yaris

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