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Miranda: Grobschliff und Feinschliff des Sekundärspiegels beendet

Heiner — Mon, 17 Sep 2007 06:57:41 +0000

In letzter Zeit war ich leider etwas schreibfaul. Deshalb hier nur die Details meines Fortschritts am Projekt Miranda: Nach jeweils etwa einer Stunde K180 und K320 war der Grobschliff beendet. Mit dem Taschenlampentest lässt sich die Kugelradius zwar nicht sonderlich genau feststellen, die Messung ergab jedenfalls ca. 720mm.

Gestern habe ich nun auch den Feinschliff des Sekundärspiegels mit Aluminiumoxyd 15my, 9my, 5my und 3my ohne Kratzer beendet. Leider ergab ein erneuter Taschenlampentest wieder einen Kugelradius von ca. 720m. Es fehlen also noch gut 25mm an der Zielvorgabe. Bevor ich mit dem Polieren des Sekundärspiegels anfange, werde ich entscheiden, ob ich lieber noch einmal zu K320 zurückkehre, um auch diese 25mm noch herauszuschleifen. Wenn ich richtig rechne, muss ich die Pfeiltiefe um 0,08mm vergrößern um auf den gewünschten Kugelradius von 695,4mm zu kommen, ganz schön viel Glas, wenn man es wegpolieren will.

Miranda: Grobschliff des Sekundärspiegels mit K180

Heiner — Fri, 31 Aug 2007 09:55:41 +0000

Gestern Abend habe ich den Sekundärspiegel noch mal ca. eine Stunde mit Carbo 180 bearbeitet. Wollt ihr zuerst die gute oder lieber erst die schlechte Nachricht hören?

OK, erst die Schlechte: Ich habe schon wieder einen kleinen Chip im Glas. Die gute Nachricht ist, dass sich auch dieser Chip auf der Rückseite befindet und zwar auf der Rückseite des Schleifwerkzeugs. Ich bin wieder nicht ganz sicher, wie ich ihn mir eingefangen habe, wahrscheinlich habe ich das Tool beim Abwaschen in der Wasserwanne gegen den blöderweise darin liegenden Wetzstein gehauen. Ansonsten ist die Oberfläche des Spiegels jetzt vollständig bearbeitet und der gewünschte Kurvenradius von knapp 700mm fast erreicht. Die Form der Oberflächen hat sich in der letzten halben Stunde stark verbessert, ist aber immer noch nicht ganz zufrieden stellend. Deshalb werde ich noch eine weitere Runde mit K180 einlegen.

Das Schleifen dieses Mini-Spiegels ist eine echte Fummelarbeit. Ständig kommen sich meine Finger beim Rotieren des Spiegels gegenseitig in die Quere. Martin Trittelvitz rät Einsteigern in seinem empfehlenswerten Klassiker Spiegelfernrohre – selbst gebaut (das Buch ist glaube ich inzwischen vergriffen, ich habe aber trotzdem mal meinen Ref-Code in den Link eingebaut ) mit einem 6-Zoll Spiegel (ca. 150mm) anzufangen. Ich persönlich würde empfehlen noch zwei oder sogar vier Zoll draufzulegen, zumindest wenn man etwas größere Hände hat.

Miranda: Grobschliff des Sekundärspiegels

Heiner — Mon, 27 Aug 2007 20:22:44 +0000

Eigentlich hatte ich mir für den heutigen Abend vorgenommen, einen sogenannten Opferstock – also einen Poliertisch – zu bauen, um den man beim Polieren herum gehen kann. Als ich jedoch in die Werkstatt kam, lächelte mich mein alter Schleifplatz so herausfordernd an, dass ich nicht widerstehen konnte und stattdessen kurzerhand begann den Sekundärspiegel für das Projekt Miranda zu schleifen.

Wie schon berichtet, soll Miranda ein Cassegrain-Teleskop werden. Diese Kategorie von Teleskopen verwendet einen konvexen (also einen nach außen gewölbten) Sekundärspiegel. Auf dieser Skizze des Strahlengangs eines Cassegrain Teleskops befindet sich der Sekundärspiegel auf der linken Seite.

Sowohl der Rohling als auch das Schleifwerkzeug für den Sekundärspiegel bestehen aus Borosilikat-Glas. Die Scheiben haben jeweils einen Durchmesser von 115mm und eine Dicke von 15mm. Eigentlich bin ich im Gegensatz zu einigen anderen Spiegelschleifern ein großer Freund von Granit-Schleifwerkzeugen. Im Falle dieses konvexen Sekundärspiegels möchte ich mir aber die Möglichkeit offen halten, das Schleifwerkzeug später als Referenz zum Prüfen des Spiegels zu verwenden.

Nachdem ich entschieden hatte, welcher der fast identischen Rohlinge zum Schleifwerkzeug degradiert werden soll und welche Flächen jeweils geschliffen werden sollen, schliff ich zunächst wieder mit dem Wetzstein eine Fase in den Rand der Scheiben. Leider war mir beim Grobschliff des Hauptspiegels das Karbo 60 und Karbo 80 ausgegangen, deshalb begann ich den Grobschliff mit Karbo 180. Nach etwa 90 Minuten erreichte der geschliffene Bereich beim konkaven Schleifwerkzeug rundum gleichmäßig den Rand. Beim konvexen Spiegel blieb noch ein kleiner zentraler Bereich mit einem Durchmesser von etwa 35 Millimeter unbearbeitet.

Der Sekundärspiegel soll ein Kurvenradius von 695,4mm erhalten. Bei einem Durchmesser des Spiegels von 115mm ergibt sich daraus eine Pfeilhöhe von knapp 2,4mm. Daran fehlt im Moment leider noch fast ein Millimeter.

Miranda: Grobschliff K320

Heiner — Mon, 26 Feb 2007 05:37:56 +0000

Gehört das Karbo K320 jetzt noch zum Grobschliff oder ist das schon der Feinschliff? Ich weiß es nicht. Für mich fängt der Feinschliff immer an, wenn ich vom schwarzen Karbo (Siliziumkarbid) zum weißen Aluminiumoxyd wechsle, also firmiert das K320 hier weiter unter Grobschliff.Gestern habe ich noch einmal eine gute Stunde mit K320 geschliffen. Um die Brennweite nicht weiter zu verkürzen habe ich dabei vorwiegend mit etwas längeren Strichen und oben liegendem Tool (TOT) geschliffen. Ein kurzer Test zeigte danach, dass diese Strichführung erfolgreich war, der Kugelradius hat sich um ca. 10mm erhöht und beträgt jetzt ca. 1500mm. Damit liegt er gut im Bereich meiner gesteckten Ziele.

Der einzige nennenswerte Vorfall ereignete sich schon, bevor ich überhaupt mit dem Schleifen begonnen hatte – ich fand auf der Rückseite des Spiegels einen kleinen Aussprung (Chip). Eigentlich ist das schon beunruhigend genug, was aber noch schlimmer ist, ich habe keine Ahnung, wie der da hingekommen ist. Eigentlich kann ich mir kaum vorstellen, dass er am Vorabend schon da war, aber leider kann ich es nicht ganz genau sagen. Nach etwas Überlegen bin ich zu dem Schluss gekommen, dass der Chip entweder beim Abwaschen des Spiegels unter dem Wasserhahn (eher unwahrscheinlich) oder beim Transport aus dem Haus in die Werkstatt entstanden sein muss. Auf alle Fälle muss ich in Zukunft vorsichtiger mit dem Spiegel umgehen!

Obwohl es sich wirklich nur um einen relativ kleinen Chip handelt habe ich die Kanten sicherheitshalber etwas mit dem Wetzstein bearbeitet um zu verhindern, dass es an dieser Stelle zu weiteren Aussprüngen kommt.

Bei dem Glas des Spiegels handelt es sich übrigens nicht, wie man vermuten könnte, um grünes Flaschenglas, sondern um Borosilikatglas mit neutraler Farbe. Die grüne Farbe auf diesen Bildern stammt von einem grünen Handtuch, dass hier unter dem Spiegel liegt.

Miranda: Grobschliff K180, K320

Heiner — Sat, 24 Feb 2007 13:14:43 +0000

Heute war ich brutto gut 6 Stunden in der Werkstatt, von denen ich allerdings nur etwa 3 Stunden effektiv geschliffen habe, weil dauernd Leute zu Besuch kamen. Mal abgesehen von dem kritischen Kommentaren (“Die Kanäle sind ja total schief”, “Wenn du da ‘ne Bohrmaschine dran hängst, geht das doch viel schneller”, …) ist sowas aber ja auch immer sehr nett.

Zunächst habe ich noch ca. eine Stunde mit Karbo K180 abwechselnd MOT/TOT vorwiegend 1/3 Striche COC geschliffen. Danach hatte ich das Gefühl, dass ich mit K180 nichts mehr verbessern kann und habe wieder den gesamten Arbeitsplatz und alle Werkzeuge gründlich gereinigt, alle Putzlappen ausgetauscht, Pullover und Hose gewechselt usw. um dann noch etwa zwei Stunden mit Karbo K320 und der selben Strichführung weiter zu machen.

Ein zwischenzeitlicher Bleistifttest zeigte eine schön gleichmäßige Sphäre. Der Taschenlampentest ergab heute Abend einen Kugelradius von 1490mm. Morgen werde ich also etwas mehr TOT mit etwas längeren Stichen schleifen um mir den Zentimeter im Kugelradius wieder zurück zu holen. Der Spiegel ist jetzt schon sehr schön glatt, zeigt aber noch vereinzelte kleine Pits. Ich traue mich inzwischen schon nicht mehr den Bohrer aufzulegen, um die Pfeiltiefe direkt zu messen, allerdings ist der Taschenlampentest inzwischen sicher reproduzierbar und dürfte daher das richtige Ergebnis zeigen.

Miranda: Bundesliga und Bier

Heiner — Sat, 17 Feb 2007 21:43:17 +0000

Mit einem gewissen Stolz kann ich vermelden, dass mich der Blog Duese5 gestern zur Blog-Empfehlung des Tages gekürt hat. Unter Anderem schreibt Farlion in seiner Review:

Was ich aber bislang in der Hobby-Werkstatt lesen konnte lässt mich erahnen, dass ich Grobmotoriker persönlich besser die Finger davon lassen sollte.

Da muss ich natürlich klar widersprechen. Eigentlich zähle ich mich selbst auch eher zu den Grobmotorikern. Zumindest in der Phase, in der ich jetzt noch bin, ist Spiegelschleifen durchaus eine Angelegenheit, die das eine oder andere Trimmgerät überflüssig macht. Ich würde also sagen, wir sehen uns beim nächsten Teleskoptreffen

Ich bin heute Strohwitwer, deshalb habe ich es mir beim Schleifen in der Werkstatt noch etwas gemütlicher gemacht als sonst:

Dabei ist neben einigen anderen Arbeiten in der Werkstatt effektiv so ca. eine Stunde Spiegelschleifen mit vorwiegend 1/3 Strichen COC abwechselnd MOT und TOT heraus gekommen. Der Spiegel macht weiterhin einen wunderbar sphärischen Eindruck. Ich denke, ich kann bald zur nächsten Körnung wechseln.

Wenn ich hier dauernd schreibe, dass ich 1/3 Striche soundso gemacht habe, dann muss man dazu sagen, dass ich bei meinen Strichen nie genau einem solchen Schema folge. Ich versuche mutwillig auch schon in diesem Stadium zwischendurch chaotische Stiche, Schleifen und Kringel einzubauen. Dabei verfolge ich (mehr oder weniger aufmerksam) das Schleifgeräusch und markiere die Stellen seitlich auf dem Spiegel, die sich nicht ganz sphärisch anhören oder anfühlen. Wie ich schon früher angedeutet hatte, lasse ich beim Schleifen das oben liegende Werkstück viel rotieren und drehe auch das unten liegende Werkstück in regelmäßigen Abständen. Ich denke bei dieser Vorgehensweise bleibt dem Spiegel auch ohne feinmotorische Eingriffe nichts anderes übrig als super sphärisch zu werden

Miranda: Grobschliff K180

Heiner — Sat, 17 Feb 2007 12:42:54 +0000

Eben habe ich den Grobschliff bei meinem Spiegel etwa 45 Minuten lang mit Karbo K180 (abwechselnd MOT/TOT vorwiegend mit 1/3 Strichen COC) fortgesetzt. Im Grunde sieht es so aus, als sei ich mit dem K180 schon durch. Allerdings musste ich die ganze Zeit darüber nachdenken, dass es bei den feineren Körnungen schwierig werden dürfte den gewünschten Kugelradius zu erreichen, wenn meine Messung einen Fehler enthält. Ich werde deshalb jetzt noch einmal den Taschenlampentest wiederholen – Vorsicht ist die Mutter der Porzellankiste!

Nachtrag: Wieder messe ich mit dem Taschenlampentest im Krümmungsmittelpunkt einen Kugelradius von ziemlich genau 1500mm. Eine kurze Kontrolle der Oberfläche mit den Fadenzähler zeigt noch etliche übrig gebliebene Pits von der 80er Körnung. Ich werde jetzt also zunächst noch eine gewisse Zeit lang mit Karbo K180 weiser schleifen.

Überprüfen meiner Messgeräte

Heiner — Sun, 11 Feb 2007 12:52:09 +0000

Auch die wiederholte Messung der Pfeiltiefe an meinem neuen Teleskopspiegel ergab einen Wert von 7,3mm. Da der Taschenlampentest einen Kugelradius von 1500mm ergab, müsste die Pfeiltiefe aber bei ca. 7,52mm liegen. Deshalb möchte ich sicherheitshalber einmal systematisch meine Messgeräte und -verfahren überprüfen.

Sphärometer: Ich habe mein Sphärometer bisher nie verwendet um damit direkt die Pfeiltiefe zu bestimmen. Um festzustellen, ob ein Spiegel sphärisch ist genügt es, an verschieden Stellen zu messen. Ein sphärischer Spiegel muss an allen Stellen das selbe Ergebnis zeigen. Um die absolute Pfeiltiefe ermitteln zu können, muss das Sphärometer zunächst an einer vollkommenen Planfläche kalibriert werden. Diese Kalibrierung machte ich an der Rückseite des Spiegels. Anschließend stellte ich an der konkaven Seite des Spiegels eine Pfeiltiefe von 0,74mm fest. Nach der Formel zum Berechnen des Kugelradius in diesem Sphärometer-Artikel…

s = (r² + (h_s – h₀)) / (2 * (h_s – h₀))

…ergibt sich mit meinen gefundenen Werten…

r = 48mm
h_s = 0,74mm
h₀ = 0mm

ein Kugelradius von ca. 1557mm.

((48²) +(0.74 – 0)) / (2 * (0,74 – 0)) = 1557,25676

Das Ergebnis (Brennweite 778,6mm) bestätigt in etwa den vorher berechneten Wert (773mm), allerdings hatte ich mein Sphärometer nie für direkte Messungen vorgesehen und bin deshalb nicht sicher, ob die “Beinchen” wirklich mit hoher Genauigkeit in einem Radius von 48mm angeordnet sind. Deshalb möchte ich lieber auch noch ein paar weitere Fehlermöglichkeiten ausschließen.

Lineal: Zur Messung der Pfeiltiefe wird ein Lineal über den konkaven Spiegel gelegt und anschließend der Abstand vom Lineal zur Oberfläche des Spiegels gemessen. Eine Fehlerquelle könnte also sein, dass das Lineal nicht völlig gerade ist. Messungen mit verschiedenen Linealen (Stahl-Anschlagwinkel, Wasserwaage, verschiedene Zeichen-Lineale usw.) ergab aber vergleichbare Werte für die Pfeiltiefe. Ich kann das Lineal daher wohl als Fehlerquelle ausschließen.

Bohrer: Ich messe die Pfeiltiefe, indem ich einen Bohrer mit geeignetem Durchmesser zwischen Spiegeloberfläche und Lineal schiebe und dann mit der Fühlerlehre den verbleibenden Abstand prüfe. Es könnte also sein, dass der hier verwendete 7mm Bohrer nicht genau 7mm dick ist. Eine Messung mit der Mikrometerschraube ergab einen Durchmesser von 6,96mm, die Schieblehre zeigt 6,95mm. Ich hatte die Messschraube gerade in der letzten Woche an einigen Werkstücken mit bekannten Dimensionen und der Fühlerlehre getestet, deshalb halte ich das Ergebnis für plausibel.

Messverfahren: Das Verfahren des Unterschiebens eines Bohrers könnte einen systematischen Fehler produzieren. Der Bohrer kann aufgrund der konkaven Oberfläche des Spiegels nicht ganz genau waagerecht zwischen Spiegel und Lineal geschoben werden. Da die Messung allerdings direkt am Ende des Bohrerschafts durchgeführt wird, kann dieser Fehler eigentlich keinen signifikanten Einfluss haben.

Fazit: Ich gehe einmal davon aus, dass meine Messmethoden in Ordnung sind, und dass der Fehler eher beim Taschenlampentest liegt. Trotzdem werde ich die Pfeiltiefe erst mal nicht weiter vergrößern und der Brennweite in Zukunft noch etwas mehr Aufmerksamkeit widmen.

Beachtlich, übrigens, was sich so alles auf dem Flur ansammelt, wenn ein ATMler dort einen Nachmittag mit einem Spiegel spielt

Miranda: Taschenlampentest

Heiner — Sun, 11 Feb 2007 11:43:32 +0000

Die Werkstatt ist heute kalt und ein wenig ungastlich, deshalb habe ich mich entschlossen erst einmal ein paar genauere Messungen an meinem neuen Spiegel vorzunehmen.

Sphäre: Die Sphäre fühlte sich ja schon beim Schleifen sehr gut an. Sicherheitshalber prüfte ich Spiegel und Tool trotzdem noch einmal mit dem Sphärometer und konnte feststellen, dass sie im Rahmen der Messgenauigkeit meines Sphärometers von einigen wenige tausendstel Millimeter perfekt ist.

Brennweite: Zur Bestätigung der von mir in der letzten Woche aus der Pfeiltiefe errechneten Brennweite von 773mm machte ich anschließend einen Taschenlampen-Test. Der Spiegel reflektiert im aktuellen Zustand mit seiner seidig matten Oberfläche nicht ausreichend gut, um den Taschenlampen-Test durchzuführen, deshalb wurde er für den Test vorsichtig mit einer dünnen Schicht Speiseöl überzogen.

Leider funktionierte der klassische Taschenlampentest mit einem parallelen Strahlenbündel aus einer Taschenlampe mit Reflektor bei diesem sehr schnellen Spiegel nicht zufriedenstellend. Ein weiterer Test mit einer Punktlichtquelle im Krümmungsmittelpunkt funktionierte hingegen sehr gut. Leider war das Ergebnis dann etwas Besorgnis erregend. Der Krümmungsmittelpunkt liegt bei ca. 1500mm was eine Brennweite des Spiegels von 750mm nahe legt. Da eine so große Differenz zum berechneten Wert (773mm) eigentlich nicht erklärbar ist möchte ich nun zunächst einmal die Pfeiltiefe mit hoher Genauigkeit bestimmen. (Das hat auch den entscheidenden Vorteil, dass ich jetzt nicht in die kalte Werkstatt muss

Miranda: Grobschliff K180

Heiner — Mon, 05 Feb 2007 08:02:00 +0000

Gestern während des Endspiels der Handball-Weltmeisterschaft habe an einigen Stellen die Fase etwas nachgezogen und dann den Grobschliff mit einigen Chargen K180 fortgesetzt. Wie jedesmal, wenn ich von K80 auf K180 wechsle kommt mir das neue Schleifmittel furchterregend fein vor. Schon nach der ersten Charge verändert sich die Oberfläche von Spiegel und Tool dramatisch von samtig hin zu seidig. Das ehemals laute knirschende Schleifgeräusch geht in ein angenehmes Schaben über. Die Vorstellung, dass sich jetzt ein Korn von den vorangegangenen Körnungen zwischen Spiegel und Tool verirren könnte, ist etwas gruselig

Zwischendurch machte ich einen ersten Bleistifttest. Eigentlich trifft der englische Name für diesen Test (Sharpie Test) hier viel eher zu, denn ich benutzte einen Permanent-Marker um die Linien auf den Spiegel zu malen. Leider wollte sich meine kleine Digiknipse nicht überreden lassen auf die nach einigen Minuten gleichmäßig angetragenen Linien zu fokussieren, aber der Test fiel zu meiner vollen Zufriedenheit aus, der Spiegel ist sehr schön sphärisch.

Die Pfeiltiefe beträgt ca. 7,3mm (gemessen mit einem 7mm Bohrer und meiner neuen Fühlerlehre Das entspricht einer Brennweite von etwa 773 mm.

Das Endspiel der Handball-Weltmeisterschaft wurde übrigens von der deutschen Mannschaft mit einer überragenden Leistung gegen die Polen gewonnen, Werder konnte da leider nicht mithalten und verlor die Tabellenführung an seinen gestrigen Gegner Schalke. Das Spiel endete 0:2.