Vor ein paar Tagen hatte ich kurz erzählt, wie ich mit der Oberfräse Kreise aus Multiplexplatten ausschneide und dabei am Rande erwähnt, dass ich die runde Multiplex-Platte als Okularablage für das Stativ meiner Super Polaris Montierung verwenden möchte. Gestern während der Übertragung des Spiels Werder - Bielefeld (Endstand 8:1 für Werder!) packte mich plötzlich die Euphorie und ich spendierte der neuen Okularanlage kurzerhand noch einen kleinen Bereich in der Mitte, der zwei 2″ Okulare und vier 1,25″ Okulare aufnehmen kann. Das reicht zwar nicht für alle meine Okulare, ist aber mehr als ich an einem normalen Spechtelabend jemals gebraucht habe.
Okularablagen sind natürlich auch zum Ablegen von Okularen gedacht, meist liegt da aber auch noch eine Menge anderer Krimskrams wie z.B. verschiedene Filter, Zenitspiegel, Rotlicht-Taschenlampe, Kamera- und andere Adapter herum. Die Aufnahme in der Mitte sorgt nun dafür, dass die Okulare ihren festen Platz haben.
Die kleine Multiplex-Platte entstand wie gehabt mit der Oberfräse aus einem kleinen Rest Multiplex, die Löcher von ca. 52mm bzw. ca. 33mm wurden mit einem einfachen kleinen Lochbohrer an der Tischbohrmaschine gesägt.
Ich hatte kurz überlegt, ob ich meine neue Okularablage in RAL 6032 (Signalgrün) streichen soll, weil davon noch ein kleiner Rest vorhanden war. Die Euphorie über Werders Kantersieg ging dann aber doch nicht so weit und ich verwendete lieber ein Gartenmöbelöl, mit dem ich bei anderen Projekten schon gute Erfahrungen gemacht habe. Laut Angabe auf der Dose handelt es sich dabei um ein Naturprodukt, dass nach DIN EN 71/3 auch für Kinderspielzeug geeignet ist. Keine Ahnung, ob man solchen Angaben wirklich trauen kann, zumindest riecht es nicht nach Verdünner, sondern nach Zitronenmelisse.
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Reto vom Blog nachhaltigBeobachtet veranstaltet gerade einen Blog-Karneval zum Thema Praktisches Wissen, an dem ich mich gerne mit einem Beitrag zum aktuellen Leitthema dieses Blogs, der Herstellung von Teleskopspiegeln, beteilige.
Schon Archimedes (287-212 v. Chr.) und Ptolomäus (100-178 n. Chr.) begannen mit ersten Untersuchungen zur Lichtbrechung und Reflexion, aber es dauerte bis ins Jahr 1609, bis mit Galileo zum allerersten Mal ein Mensch ein Fernrohr gen Himmel richtete und seine astronomischen Beobachtungen dokumentierte. Zunächst hatte Galileo sein Fernrohr noch aus Linsen zusammengesetzt, die auf Jahrmärkten als Spielzeug verkauft wurden. Schon bald eignete er sich aber das praktische Wissen der Linsenmacher selbst an, um bessere Fernrohre bauen zu können. Einige Jahre später stellte Nicolaus Zucchius das erste Spiegelteleskop vor, Mitte des 17. Jahrhunderts folgten Gregory, Newton und Cassegrain mit den nach ihnen benannten verbesserten Bauformen für Spiegelteleskope.
Warum erzähle ich das alles? Weil schon damals, Anfang des 17. Jahrhunderts, alle grundlegenden handwerklichen Techniken erfunden waren, die Amateurastronomen auch heute noch einsetzen, um die optischen Komponenten ihrer Geräte herzustellen.
Egal, ob man einen Teleskopspiegel oder die Linse für ein Objektiv schleifen möchte, das Grundprinzip ist sehr einfach. Schleift man zwei Platten gegeneinander und rotiert eine von ihnen dabei auch noch, dann werden sie entweder beide plan (sehr unwahrscheinlich) oder es bildet sich ein erhabener (konvex) und ein hohler (konkav) Kugelabschnitt. Man könnte sagen, den Platten bleibt gar nichts anderes übrig, als diese gewünschte Form eines Kugelabschnitts einzunehmen. Bei jeder anderen Form würden sie nicht mehr perfekt ineinander passen.
Die Aufgabe des Spiegelschleifers besteht nun darin, den Schleifvorgang so zu beeinflussen, dass die (Glas-) Platte, die später zu einer Linse oder einem Spiegel werden soll, exakt die gewünschte Wölbung erhält. Er wird sich dieser Wölbung zunächst mit sehr grobem Schleifmittel nähern und dann langsam zu immer feineren Schleifmitteln übergehen. Nach Abschluss des Feinschliffs soll die Abweichung von der Idealform nur noch wenige Mikrometer (oder sogar weniger) betragen.
Leider ist es damit aber noch lange nicht getan. Die Oberfläche des Hauptspiegels eines guten Spiegelteleskops darf maximal um ein Achtel der Wellenlänge des beobachteten Lichtes von der Idealform abweichen! Für ein Teleskop, mit dem sichtbares Licht beobachtet werden soll, bedeutet das, dass die maximale Abweichung von der Idealform etwa 50 Nanometer betragen darf. Nanometer! Nur zur Erinnerung: tausend Nanometer sind ein Mikrometer und tausend Mikrometer sind ein Millimeter! Dazu kommt, dass sich kaum ein Spiegelschleifer darauf einlässt, es schon bein einem “guten” Spiegel zu belassen. Für einen exzellenten Spiegel gelten logischerweise entsprechend engere Toleranzen.
Gut, aber auch für diese Aufgaben gibt es altbewährte Techniken - das Polieren. Dafür wird das Schleifwerkzeug mit einer Haut aus Pech überzogen. Mit Hilfe von speziellen Poliermitteln wird der Spiegel nun so lange bearbeitet, bis die Oberfläche glatter ist als ein Kinderpopo und den gewünschten Anforderungen an die Form einspricht.
Man kann sich vorstellen, dass es schwierig ist, während der Politur festzustellen, wie groß die Abweichung von der Idealform tatsächlich ist. Mit dem Zollstock kommt man da nicht wirklich weiter. Wo Galileo noch auf das Prinzip “Versuch und Irrtum” angewiesen war, stehen seit Mitte des 19. Jahrhunderts insbesondere durch das Schneidenverfahren nach Foucault (ja genau, der mit dem Pendel) bewährte Testmethoden zur Verfügung.
Um zum Thema des Blog-Karnevals zurück zu kommen: Ohne die praktischen und theoretischen Arbeiten vergangener Generationen währe es heute für Amateure sicher nicht möglich, astronomische Teleskope in der Qualität zu bauen, wie es fast schon üblich geworden ist. Wie es so schön heißt, wir heutigen Schiegelschleifer sind Zwerge, die auf den Schultern von Giganten stehen. Noch vor wenigen Jahren wurde der Selbstbau eines 6-Zoll (150mm) Teleskops für Einsteiger als absolut obere Grenze angesehen. Durch die verbesserte Kommunikation der wenigen Spiegelschleifer über Webseiten und Diskussionsforen ist es heute nicht ungewöhnlich, mit 10-Zoll (250mm) oder sogar mehr anzufangen.
Und ganz zuletzt noch die Frage: Warum tut man sich sowas überhaupt an? Tja, wieso spielt man Fußball oder sammelt Briefmarken, ich weiß es nicht. Ein Aspekt ist, dass man ein Teleskop in vergleichbarer Qualität nur schwer käuflich erwerben kann. Dazu kommt natürlich auch, dass es ein ziemlich erhebendes Gefühl ist, sich mit einem selbst gebauten Teleskop Photonen anzusehen, die den Quasar 3C273 vor 2,5 Milliarden Jahren verlassen haben - einer Zeit, als hier bei uns auf der Erde gerade das erste Leben entstand.
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Computer sind blöd, dass weiß jeder. Manchmal sind aber auch Rasentrecker (oder deren Besitzer) ziemlich blöd. Unser Wheel Horse zum Beispiel blieb vor ein paar Tagen plötzlich auf offener Strecke stehen und sagte keinen Mucks mehr. Ein paar schnelle Tests machten schnell klar, dass im Zylinder kein Benzin ankommt. Kein Problem dachte ich mir, baute den Vergaser aus und reinigte alle Düsen. Anschließend baute ich den Vergaser fröhlich wieder ein und der Rasentrecker sprang immer noch nicht an. Spritzte man etwas Sprit in den Ansaugstutzen sprang er dagegen sofort an. Also überprüfte ich noch einmal den Kraftstofffilter, aber der war natürlich nicht schuld. Gut, Vergaser wieder raus, überlegen was da sonst noch verstopft sein könnte, alles noch mal sauber machen und wieder rein. Der Rasentrecker läuft immer noch nicht.
Eigentlich dachte ich, dass ich einigermaßen verstehe, wie so ein Vergaser funktioniert. Immerhin hatte ich zu seiner Zeit ein Kreidler Moped, dem man durch kleine Tuning-Maßnahmen am Vergaser beachtliche Leistungssteigerungen entlocken konnte. Gut, hier war offenbar Hopfen und Malz verloren. Also baute ich den Vergaser zum dritten Mal aus und begab mich damit zu einem alten Kumpel und Mofarennfahrer, um der Sache näher auf den Grund zu gehen. Natürlich dauerte es nicht allzu lange, bis er den Fehler gefunden hatte.
Der Lauson-Power Vergaser unseres Wheel Horse Ranger 700 (Baujahr 1973, 34 Jahre alt) scheint etwas anders aufgebaut zu sein, als die alten deutschen Bing-Vergaser, die ich kenne. In der Aufnahme der Schwimmernadel befindet sich ein winziger Durchlass, den ich blöderweise übersehen hatte. Genau dieses kleine Loch hatte sich nun aber zugesetzt. Auf dem Bild (unten) kann man den unscheinbaren Durchlass etwas oberhalb des Dichtungsrings wage erkennen. Etwas Gefummel mit einer Nähnadel reichte, um das Wheel Horse wieder zu alter Kraft zu verhelfen.
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Amateurastronomen, die ihre Teleskope selbst bauen, brauchen ständig irgendwelche Kreise oder Ringe aus ihrem Leib- und Magen-Material - Multiplex Birke. Da auch ich gerade wieder eine solche runde Platte als Okularablage für ein Stativ brauchte, hier mal eine Beschreibung, wie ich solche Kreise mit der Oberfräse aus Multiplex fräse.
Ich verwende die Oberfräse, weil es ziemlich schwierig ist, die Schnitte mit der Stichsäge genau senkrecht zur Oberfläche der Platte hin zu bekommen. Das Sägeblatt der Stichsäge neigt immer etwas dazu, sich zu einer Seite hin selbstständig zu machen (zu verlaufen), weil es von unten nicht geführt wird. Andererseits ist es mit der Oberfräse schwierig ins volle Holz zu schneiden. Dieses gilt besonders für die relativ harten Multiplexplatten. Es ist durchaus schon vorgekommen, dass der Fräser bei einer solchen Aktion abbricht und in der Gegend herumfliegt! Deshalb zeichne ich den gewünschten Kreis zunächst an und schneide ihn in einem Abstand von wenigen Millimetern mit der Stichsäge vor.
Für den eigentlichen Fräsvorgang benutze ich einen Fräszirkel. Im aktuellen Fall meiner geplanten Okularablage war der Radius des mitgelieferten Zirkels zu klein. Deshalb musste ich ihn zunächst verlängern.
Der verbleibende Rand wird nun mit der Oberfräse weggefräst. Dabei muss man unbedingt darauf achten, dass dass der Fräser im Gegenlauf arbeitet. Er muss sich also so drehen, dass er sich nicht in das unbearbeitete Holz fressen kann. Im Fall meiner Fräse, die sich (von oben gesehen) rechts herum dreht bedeutet das, dass man links herum (gegen den Uhrzeigersinn) fräsen muss.
Zum Abschluss wird das Werkstück etwas mit dem Schwingschleifer bearbeitet und kann getestet werden. Ob ich noch einen Multiplexring als Rand anbringen muss, wird sich bei den nächsten Beobachtungsabenden zeigen. Normalerweise schiebe ich die Okulare im Dunkeln nicht auf der Ablage hin und her, deshalb denke ich, dass ich darauf verzichten kann.
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Regelmäßige Leser dieses Blogs werden sich vielleicht erinnern, dass ich mit handelsüblichen Pflanzschaufeln bisher nicht so richtig gut klar gekommen bin und mir deshalb im Frühjahr selbst eine solche gebaut habe. Heute beim obligatorischen Hören der Bundesliga-Übertragung in meiner Werkstatt hatte ich etwas Zeit. Der Beton für ein geplantes Werkzeug, dass ich für mein Teleskop-Projekt brauche, war noch nicht ausgehärtet (ich werde darüber berichten, wenn es fertig ist). Also habe ich mich mal etwas mit einem Schwachpunkt meiner Pflanzschaufel beschäftigt, auf den ich schon bei der Vorstellung hingewiesen hatte.
Nach einer Saison im Garten kann ich sagen, dass die Schaufel im Großen und Ganzen sehr gut funktioniert. Sie hat sich dabei sich insbesondere als außerordentlich stabil erwiesen. Das einzige Problem ist, dass sie nicht so gut geeignet ist, wenn man sie in einen sehr harten Boden drücken muss. Der obere Rand des Griffs ist einfach zu hart und der Druck wird nicht vernünftig auf die Handfläche verteilt.
Als Lösung habe ich einen abgerundeten Holzpfropfen vorgesehen. Zunächst sägte ich also den Pfropfen mit einem zum Glück zufällig genau passenden Lochbohrer aus einem Stückchen Dachlatte (Fichte) heraus. Der Holzring im Hintergrund ist übrigens nur eine Spielerei. Ich bin noch nicht ganz sicher, ob das ein Eierbecher oder ein Teelicht-Halter ist 
Natürlich sollen die Kanten des Pfropfens abgerundet werden. In Ermangelung einer Drechselmaschine steckte ich den Pfropfen auf einen etwas übergroßen Bohrer und spannte ihn in das Bohrfutter meiner Tischbohrmaschine. Bei laufender Maschine feilte ich dann die Kante des Pfropfens vorsichtig rund (bitte nicht zuhause nachmachen, ist wahrscheinlich nicht ganz ungefährlich). Nachdem ich den abgerundeten Pfropfen noch etwas mit dem Schwabbel nachbearbeitet hatte, setzte ich ihn in den Griff der Schaufel ein und fixierte ihn mit einer Schraube. Eine erste kleine Umgrabe-Aktion zeigte, dass die Schaufel nun perfekt an meine Bedürfnisse angepasst ist. Das letzte Bild zeigt die fertige Schaufel neben meiner eigentlichen heutigen Bastelarbeit. Spekulationen, was das mal werden soll, werden noch entgegen genommen
Nachtrag: Auflösung des Rätzels: hier
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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.
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Ich bin schon seit einiger Zeit ein großer Fan der Google Buch-Suche. Gelegentlich habe ich mir sogar schon die non-virtuelle Version eines Buchs gekauft, nachdem ich es vorher dort einsehen konnte. Seit neuestem bietet Google Booksearch nun die Möglichkeit eine persönliche virtuelle Bibliothek anzulegen.
In meiner eigenen Booksearch-Bibliothek habe ich nun mal eine Reihe von wichtigen Büchern zum Thema Optik und Teleskop-Selbstbau zusammengestellt, die ich immer wieder gerne als Informationsquelle nutze. Nun kann ich also sogar nur in diesen ausgewählten Werken suchen - sehr nützlich!
Weblink:
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Langfristig möchte ich mir ein kleines apochromatisches Objektiv für ein Grab’n Go Teleskop und als Sucherteleskop für den Cassegrain zulegen. Deshalb klappere ich gelegentlich verschiedene Internetseiten mit Gebraucht- und Sonderangeboten ab. Eben blieb mir dabei nun aber doch etwas die Spucke weg. APM bietet ein 150mm f/15 AS Halb-Apo Objektiv von Zeiss Jena an. Das alleine ist ja schon eine Besonderheit. Richtig besonders ist allerdings der Preis von 9.999.999.00 Euro. Jungejunge, für eine solche Summe würde ich mich glatt überreden lassen ein Objektiv in vergleichbarer Qualität zu schleifen…
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