In den letzten Tagen gab es in der Usenet-Newsgroup de.rec.heimwerken einmal mehr die alte Diskussion darüber, ob man sich als Heimwerker Billigwerkzeug kaufen darf oder ebnen nicht. Meine klare Meinung dazu ist “Kommt drauf an!”
Konkret ging es um den Gewindeschneidsatz, den Aldi-Nord heute zu bieten hatte. Da ich vorhin zufällig an unserer Filiale vorbei kam, sah ich mir diesen Gewindeschneidsatz einmal genauer an. Unter Anderem waren einige Gewindebohrer und Gewindeschneider für Zollgewinde in dem Set enthalten. Ganz besonders war ich an den beiden Stativgewinden 1/4″ - 20 UNC und 3/8″ - 16 UNC interessiert. Die Bezeichnung der enthaltenen Gewinde war für mich etwas ungewohnt aber beide waren offenbar unter der Bezeichnung NC 1/4 und NC 3/8 dabei. Kurz entschlossen kaufte ich mir das Set für einen Preis den ich vor Kurzem für gerade einmal 10 Stativgewindeschrauben bezahlt hatte. Zuhause angekommen probierte ich den Gewindeschneider für das kleine Stativgewinde gleich einmal an einer 6mm Schraube aus:
Naturgemäß sah das Gewinde in dem Bereich, in dem sich vorher das M6 Gewinde befand nur bedingt gut aus.
Obwohl der 6mm Bolzen eigentlich etwas zu dünn für ein 1/4″ (6,35mm) Gewinde ist, sah der untere Teil der Schraube dagegen sehr gut aus. Ich sägte also den vorderen Teil der Schraube ab und erhielt eine wunderbare Schraube für das kleine Stativgewinde.
Der Hersteller gibt als Material für die Schneideisen und Gewindebohrer 9SiCr an. Ich habe keine klare Vorstellung, was das ist, oder wie hart es ist. Nach der Herstellung eines Gewindes sind jedenfalls keine Schäden an den Schneiden Schneideisens erkennbar.
Zuletzt sei noch die spannende Frage beantwortet, ob mit der Bezeichnung NC 1/4 wirklich ein 1/4″ - 20 UNC Gewinde gemeint ist - es scheint so. Die Schraube passt problemlos in alle kleinen Stativgewinde, die ich gerade zur Hand hatte.
Neben den Teilen, die ich in einem solchen Set erwartet hatte (Schneideisen und Gewindebohrer mit jeweils einem passenden Windeisen) enthielt der Gewindeschneidsatz noch ein weiteres kleines Windeisen (ok), einen Schraubenzieher (naja…) und eine Gewindelehre (sehr nützlich). Obwohl ich eigentlich schon einen uralten Gewindeschneidsatz und verschiedene hochwertige mehrteilige Gewindebohrer und Schneideisen mein Eigen nenne, bin ich mit dem Neuzugang in meiner Werkstatt bis jetzt sehr zufrieden.
Weiter unten fragt ein anonymer Leser als Kommentar auf diese Nachricht, ob ich etwas zur optische Konfiguration des geplanten Teleskops schreiben kann. Recht hat er! Ohne diese Information ist das Eine oder Andere hier sicherlich nicht gleich nachvollziehbar. Also, Miranda soll ein Ritchey-Chrétien Cassegrain mit einer Öffnung von 300mm und einer Brennweite von 2400mm (f/8) werden. Der Hauptspiegel soll ein Öffnungsverhältnis von f/2,5 erhalten und der Backfokus soll 254mm (10″) betragen. Hier die genauen technischen Daten:
General parameters for Ritchey-Chrétien
Primary mirror diameter .................. 300.0000 mm
Primary mirror focal length .............. 750.0000 mm (f/2.5)
Primary mirror conic constant ............ -1.0914
Primary mirror sagitta ................... 7.5000 mm
Secondary minimal diameter ............... 95.6190 mm
Secondary diameter ....................... 100.0779 mm
Secondary Radius of curvature ............ 695.4113 mm
Secondary Magnification .................. 3.2000
Secondary mirror conic constant .......... -4.5269
Secondary mirror sagitta ................. 1.8003 mm
System focal length ...................... 2400.0000 mm (f/8.0)
Back focal length ........................ 254.0000 mm
Linear Obstruction ....................... 33.3593 %
Obstructed Area ......................... 11.1284 %
Distance secondary from system focus ..... 764.9524 mm
Distance secondary from prime focus ...... 239.0476 mm
Distance secondary from primary .......... 510.9524 mm
Die Daten wurden mit dem diesem Cassegrain Rechner bestimmt. Für den ausgesprochen schnelle Hauptspiegel sprechen mehrere Gründe. Zum Einen soll das Teleskop möglichst kompakt (kurz) werden, um in Ausnahmefällen noch leicht transportiert werden zu können, zum Andern sprechen auch Gründe der optischen Qualität, wie z.B. die off-axis Spotgröße und die Obstruktion dafür den Hauptspiegel relativ schnell zu machen. Den großen Nachteil der extrem schwierigen Herstellung eines solch schnellen Spiegels mit all seinen Auswirkungen auf die verwendeten Testverfahren habe ich dabei als Herausforderung in Kauf genommen.
Beim Schleifen hatte ich eigentlich durchgehend das Gefühl, dass Spiegel und Schleifwerkzeug sehr gut ineinander passen. Das lässt darauf schließen, dass ihre Form relativ genau der eines Kreisabschnitts entspricht. Spiegelschleifer sprechen in diesem Fall von einer sphärischen Form oder kurz einer Sphäre. Etwas Sorgen bereitete mir nur die Tatsache, dass der bearbeitete Bereich auf dem Spiegel nicht exakt rund, sondern leicht eiförmig ist. Dieses kann auf eine leicht unebene Oberfläche des Rohlings oder, was schlimmer währe, auf eine eiförmige (astigmatische) Form des ausgehöhlten Bereichs hindeuten.
Sicherheitshalber setzte ich heute mein einfaches selbstgebautes Sphärometer ein, um den Dingen etwas näher auf den Grund zu gehen. Die Messung ergab, dass die Form der Vertiefung im Bereich der äußeren ca. 110mm sehr genau sphärisch ist. Die Abweichung beträgt egal wo man misst erheblich weniger als 5 Tausendstel Millimeter, wobei der Radius des Sphärometers 45mm beträgt. Dieser Wert ist besser als ich erwartet hatte. Der innere Bereich ist hingegen noch geringfügig zu tief ausgehöhlt. Er weicht um etwa 2 Hundertstel Millimeter ab. Diese geringen Abweichungen stellt aber zu diesem frühen Zeitpunkt absolut kein Problem dar.
Heute wieder zwei Stunden Grobschliff mit Karbo K80. Vorwiegend 1/3 COC abwechselnd MOT und TOT. Die Pfeiltiefe beträgt jetzt knapp über 7mm. Der bearbeitete Bereich des Spiegels hat an zwei gegenüber liegenden Seiten gleichzeitig den Rand erreicht, im Winkel von 90° dazu hat sich der bearbeitete Berich dem Rand bis auf etwa 5mm genähert. Auf dem Tool gibt es noch einen kleinen zentralen Bereich von ca. 30mm Durchmesser, der noch nicht voll bearbeitet ist.
Heue habe ich 4 Stunden mit K80 geschliffen. MOT; vorwiegend lange Striche mit viel Überhang, aber nicht mehr ganz so extrem viel Überhang wie noch am letzten Wochenende. Zwischendurch auch schon erste Chargen TOT mit langen W-Strichen. Dabei habe ich immer besonderes Augenmerk darauf gelegt, dass die Sphäre schön in die Mitte des Rohlings liegt.
Zwischendurch viele Pausen um der Bundesliga im Radio zu lauschen. Endlich! Endlich ist die Winterpause vorbei. Leider spielt Werder erst morgen. Andererseits habe ich mir aber ja auch vorgenommen, dass ich nur noch Pauli-Fan bin, bis Werder endlich aufhört Werbung für illegale Glücksspiele zu machen. Echt peinlich sowas! Und dann noch diese scheinheiligen Beteuerungen, dass der Schriftzug “we win” (mit gelbem i-Punkt) aber auch überhaupt nichts mit der Firma zu tun hat, mit der sie einen Vertrag über Trikotwerbung abgeschlossen haben. Geht’s noch? Halten die mich jetzt für völlig verblödet?
Ach ja, das hier ist mein Werkstatt-Blog Gut, der geschliffene Bereich berührt jetzt an zwei gegenüber liegenden Stellen fast den Rand, während er in einem Winkel von 90° dazu noch jeweils einen Abstand von ca. 10mm zum Rand hat. Wie schon früher vermutet liegt das daran, dass der Rohling nicht ganz plan ist. Die Pfeilhöhe beträgt knapp 7mm. Da der bearbeitete Bereich etwa einen Durchmesser von 290mm besitzt, habe ich die gewünschte Brennweite von 750mm erreicht.
Nachgezogen ist eigentlich nicht die richtige Beschreibung. Ich hatte bisher nur den Hauch einer Fase gezogen, weil ich mit dem Schliff noch gar nicht am Rand angekommen bin. (Anfänger sollten sich daran kein Beispiel nehmen, sondern den Rohling lieber gleich mit einer richtigen Fase versehen!) Jetzt, kurz bevor ich mit dem Schliff den Rand erreiche, musste ich endlich eine vernünftige Fase ziehen. In einer Schleifaktion von ca. 30 Minuten schliff ich also mit einem Schleifstein aus Carborundum (einem sogenannten Wetzstein) eine ca. 1,5mm breite Fase in den Spiegelrand. Möglicher Weise muss ich sie im Verlauf des Grobschliffs noch einmal nachziehen.Nachdem ich das Schleiftool gestern an den Seiten stark abgetragen hatte, war auch dessen Kante scharf wie ein Rasiermesser. Es währe nicht schlimm für das Tool, wenn dort ein kleines Stück ausbrechen würde, aber es könnte fatale Folgen für den Spiegel haben, wenn ein solcher Ausbruch zwischen Tool und Spiegel geraten würde. Deshalb schliff ich auch gleich noch eine neue Fase in den Rand des Tools.
Kurz etwas zu meiner Strichführung. In Stellafanes Guide to Strokes nennen sie die Strichführung, die ich hier zum Aushöhlen des Rohlings verwendet habe den Chordal Stroke. Koraytaylan nennt ihn Kiris Hareketi und hat dazu eine Animation bei YouTube hoch geladen:
Ich nenne sie “lange Striche mit viel Überhang und Druck auf die Kante” Diese Strichführung dient dazu den Rohling auszuhöhlen. Der Spiegelrohling befindet sich über dem Tool (MOT) und man schleift sozusagen mit dem Zentrum des Rohlings gegen den Rand des Tools. Dabei wird das Tool zunehmend konvex, während der Rohling gleichzeitig zunehmend konkav wird. Ich persönlich rotiere sowohl den Spiegel als auch das Tool auch in dieser Phase schon sehr viel. Dann bleibt den beiden gar nichts anderes übrig als die einzig mögliche gemeinsame Krümmungsfigur einzunehmen - nämlich die Form eines Kugelabschnitts.
Da das Tool noch stark zurück geblieben war, habe ich es heute zunächst außen etwas mit den Winkelschleifer bearbeitet. Mit der Topfscheibe, die ich verwende ist das recht mühsam. Vermutlich währe es besser gewesen eine von den teuren diamantbesetzten Topfscheiben zu nehmen.
Eine Stunde Grobschliff; Karbo K60; MOT; lange Striche mit viel Überhang und Druck auf die Kante des Tools.
Nach einer Stunde war die Pfeilhöhe weiterhin bei knapp 5mm. Der zentrale unbearbeitete Bereich des Spiegels ist aber auf ca. 35mm Durchmesser gesunken. Soweit ich es einschätzen kann ist der Keilfehler weitgehend behoben. Dass der Rand des bearbeiteten Bereichs nicht rundum den gleichen Abstand zum Rand des Spiegels hat scheint darauf zurück zu führen sein, dass der Rohling nicht ganz plan ist. Der unbearbeitete Berich des Spiegels ist ca. 14mm bis 21mm breit. Die Mitte des bearbeiteten Bereich ist ca. 3,5mm exzentrisch. Beim Tool sind lediglich die äußeren 70mm bearbeitet, ein Bereich mit 160mm Durchmesser in der Mitte ist noch unbearbeitet.
Ich werde jetzt in erster Linie auf eine Vergrößerung der Pfeiltiefe hin arbeiten.
30 Minuten Grobschliff; Karbo K60; MOT; lange Striche mit viel Überhang und Druck auf die Kante des Tools.
Die Pfeiltiefe beträgt 5mm, der bearbeitete Bereich hat die Mitte erreicht. Der unbearbeitete Rand ist ca. 13mm bis 20mm breit Die Kurve fühlt sich beim Schleifen sehr sphärisch an, das Bild des bearbeiteten Bereichs sieht dagegen astigmatisch aus. Ich vermute weiter, das liegt daran, dass der Rohling nicht ganz plan ist. Werde das später mit dem Sphärometer nachmessen.
30 Minuten Grobschliff; Karbo K60; MOT; lange Striche mit viel Überhang und Druck auf die Kante des Tools.
Pfeiltiefe größer als 5mm; unbearbeiteter Rand 11mm bis 20mm breit.
30 Minuten Grobschliff; Karbo K60; MOT; lange Striche mit viel Überhang und Druck auf die Kante des Tools.
Pfeiltiefe knapp 5,5mm. Der bearbeitete Bereich ist weiter etwas exzentrisch, ich muss da etwas gegensteuern.
30 Minuten Grobschliff; Karbo K60; MOT; lange Striche mit viel Überhang und Druck auf die Kante des Tools.
Pfeiltiefe 5,5mm; Exzentrizität 3mm; der unbearbeitete Rand ist weiterhin 11mm bis 20mm breit.
30 Minuten Grobschliff; Karbo K60; MOT; lange Striche mit viel Überhang und Druck auf die Kante des Tools.
Pfeiltiefe knapp 6mm; Exzentrizität 2mm; unbearbeiteter Rand zwischen 10 und 19mm breit.
Ein Kilogramm K60 ist aufgebraucht Ich konnte aus dem Schlamm etwa 300g des Schleifmittels recyclen. Solle ich auf der Hälfte des K80 merken, dass es knapp wird, werde ich dieses Mittel verbrauchen.
Es scheint auf den ersten Blick so als sei bei 19mm unbearbeitetem Rand noch sehr viel Arbeit zu tun, aber ich bin sicher, dass sich die bearbeitete Fläche sich sehr schnell zum Rand hin ausbreitet, sobald ich aufhöre so extrem auf Tiefe zu arbeiten. Vorher muss ich mich allerdings unbedingt erst noch einmal um die Fase kümmern.
In Vorbereitung auf den Wechsel zu Karbo K80 habe ich alle Gerätschaften und den Arbeitsplatz gründlich gereinigt, einige Lappen entsorgt.
20 Minuten Fase an Rand von Spiegel, Tool und den Schlämmkanälen angebracht
Erst einmal habe ich den Spiegel und das Tool rundum mit einer Fase versehen. Da ich den Rand im Moment noch gar nicht bearbeite, habe ich es jedoch erst einmal noch bei ca. einem Millimeter belassen. Dann habe ich auch die Ränder der Schlämmkanäle im Tool kurz bearbeitet, damit von dort nichts auf den Spiegel bröselt und tiefe Kratzer verursacht.
Eine Stunde Grobschliff; Karbo K60; MOT; vorwiegend längstmögliche Striche mit größtmöglichem Überhang und hohem Druck auf die Kante des Tools
Beim Schleifen klapperte der Spiegel zunächst noch etwas auf dem Tool, weil die beiden Kurven noch nicht gut zusammen passten. Nach etwa 10 Minuten wurde es jedoch besser und ich konnte mich darauf konzentrieren die Mitte des Spiegels gegen den Rand des Tools arbeiten zu lassen. Mit der Zeit stellte sich heraus, dass beim Vorschleifen mit dem Winkelschleifer der Bereich um die 50%-Zones des Spiegels etwas zurück geblieben war und jetzt besonders bearbeitet wurde. Auch nach einer Stunde sind in der Mitte des Spiegels noch nicht alle Riefen des Vorschleifens verschwunden. Die Pfeiltiefe beträgt weiterhin knapp 5mm, was einer Brennweite von ca. 1130mm entspricht.
Schleifen bis es funkt
So etwas habe ich bisher noch nicht gesehen! Beim Schleifen haben sich heute zwischen Tool und Spiegel mehrfach Funken gebildet! (Ich würde es auch nicht glauben, wenn ich es nicht selbst gesehen hätte Ich habe keine Ahnung, was das war, aber es ließ sich problemlos reproduzieren. Möglicherweise so eine Art Feuerstein-Effekt? Ich habe extra einmal das Licht ausgemacht und konnte diese Funken unter dem Glas leicht mutwillig erzeugen, indem ich mit sehr hohem Druck auf die Kante des Tools schliff. Sollte jemand eine Idee haben, wie es dazu kommt, bei welchen Temperaturen es dazu kommt, welche Temperaturen dabei entstehen usw. bitte ich um einen Kommentar!
Ergebnis
Es wurde hauptsächlich der Bereich zwischen der 80% Zone und der 40% Zone bearbeitet. Der Rand ist noch nicht angegriffen, die Mitte zeigt noch deutliche Spuren des Vorschleifens. Es gibt einen leichten Keilfehler, der unbearbeitete Rand ist zwischen ca. 10mm und ca. 25mm breit.
Das Tool wurde in erster Linie zwischen der 100% Zone und der 80% Zone bearbeitet. In der Mitte fehlen noch mehrere Millimeter. Ich überlege, ob ich das Tool noch einmal mit dem Winkelschleifer bearbeiten soll.
Heute kam das Paket mit den bestellten Schleif- und Poliermitteln von Stathis an. Deshalb musste ich mich schnell entscheiden, ob ich den Rohling noch einmal mit dem Winkelschleifer bearbeiten will, oder nicht. Ich entschied mich für die weniger arbeitsintensive Variante mit dem Elektrowerkzeug
Um nicht wie beim ersten Versuch die gesamte Werkstatt einzusauen, habe ich meine Gerätschaften dieses mal draußen vor der Werkstatt aufgebaut. Der Spiegelrohling liegt wieder in der alten Fettpfanne und ist wenige Millimeter von Wasser bedeckt. Es kann nicht eindringlich genug darauf hingewiesen werden, dass Glasstaub ähnlich wie Asbeststaub ein Karzinogen ist. Man sollte deshalb beim Schneiden und Schleifen von Glas dringend einen geeigneten Atemschutz verwenden. Ich nehme dafür dann meist eine handelsübliche umluftabhängige Atemschutzmaske. Da mir das Teil, dass ich heute zur Verfügung hatte, zu viel Luft an der Seite zum Gesicht hin durch ließ, benutzte ich zusätzlich nach alter Motorradfahrer-Manier ein Taschentuch darüber.
Bei der von mir gewählten Methode mit einigen wenigen Millimeter Wasser über dem Rohling entsteht glücklicherweise nur sehr wenig Glasstaub. Wenn die Wasserschicht dünn genug ist, dann ich auch der Winkelschleifer nicht gefährdet nass zu werden. Andererseits fließt das Wasser schnell genug zur Schleifstelle nach, damit der entstehende Glasstaub im Wasser gefangen wird.
Manche Spiegelschleifer schleifen ihre Rohlinge so weit elektrisch vor, dass die gewünschte Pfeiltiefe schon fast erreicht ist. So weit wollte ich keinesfalls gehen. Ich schliff also immer einige Minuten, um dann zwischendurch immer wieder die Pfeiltiefe und die Form der Kurve zu überprüfen. Bei etwa 6mm Pfeiltiefe wollte ich spätestens aufhören. Den Bereich ca. 20mm un den Rand ließ ich ganz unbearbeitet. Die Form der Kurve kann man grob prüfen, indem man die Tiefe bei der %0% Zone und bei der 71% Zone misst. Bei der 50% Zone soll die Pfeiltiefe 3/4 der Pfeiltiefe im Zentrum betragen, bei der 71% Zone soll sie 1/2 der Pfeiltiefe im Zentrum betragen.
Nach etwa 30 Minuten war eine Pfeiltiefe von knapp 5mm erreicht und der Orkan Kyrill schicke einen seiner letzen Ausläufer mit starkem Regen. Obwohl meine Füße auch so schon nass waren, wollte ich im Regen nicht weiter machen und erklärte die Schleifaktion an dieser Stelle für beendet.
Es gibt unterschiedliche Methoden die Pfeiltiefe zu messen. Ich lege einfach ein Lineal (hier z.B. eine gerade Wasserwaage) über den Spiegel und testete, ob ich Bohrer mit einem bestimmten Durchmesser darunter schieben kann. Wenn man die Pfeiltiefe genauer benötigt kann man zusätzlich Fühlerlehren verwenden. Auf dem Bild sieht man zum Beispiel, dass der 4mm Bohrer schon leicht unter den Rohling geschoben werden kann, während der 5mm Bohrer noch gerade eben scheitert.
Hier kannst Du mitlesen, woran ich in meiner Freizeit gerade so herum bastle. Im Moment ist es zum Beispiel vorwiegend das Projekt Miranda - ein 12" Ritchey Chrétien Cassegrain Teleskop.
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