16'' f/4.9 Hexadob in Sandwich-Bauweise von Rolf

Bilder+Text von Rolf Stadlmaier, zusammengestellt von Stathis Kafalis

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Hauptspiegel: Durchmesser 16'' / 400 mm, f/ 4,9
Dicke 25 mm, Gewicht 6,15 kg

Fangspiegel: kleine Achse 2,6'' / 66 mm (Antares)

Gitterrohre (6): Durchmesser 25 mm, Wandstärke 1 mm, Länge ca. 1,5 m

Gewichte:
- Hut (ohne Okular und Finder) 1,95 kg
- Spiegelbox (mit Höhenräder, ohne Spiegel) 7,70 kg
- Rockerbox und Grundbrett: 3,85 kg
- Gitterrohre: 1,75 kg

Gesamtgewicht ohne/mit Spiegel: 15,25 kg / 21,40 kg

Obwohl noch nicht ganz einsatzfähig - dem Spiegel fehlt noch die vollendete Parabelform, stellte ich das Teleskop auf dem ITV 2007 erstmals unter freiem Himmel auf.

Bei der Bauweise ließ ich mich durch die Erfahrung mit meinem ersten Dobson-Teleskop, einem 10''-BVC-Monster, leiten, das ich nach den Vorschlägen von Kriege/Berry (The Dobsonian Telescope) gebaut hatte und das entsprechend gewichtig ausfiel - über 27 kg für einen 10''er ist nicht wenig.

Um Gewicht einzusparen aber trotzdem genügend Steifigkeit und Festigkeit zu erreichen, entschied ich mich für die Sandwich-Bauweise - aus meiner Modellfliegerzeit bin ich damit gut vertraut. Ich hoffte auch durch den Einsatz von 6 statt der üblichen 8 Gitterrohrstangen einen Gewichtsvorteil zu erzielen.

Bei 6 Gitterrohren drängt sich die Sechseckform für die Gestaltung der Spiegelbox geradezu auf, und in der Sandwichbauweise bietet sie auch die beste Gewähr für hohe Formsteifigkeit. Die Kombination von runder Form für den Hut und sechseckiger Form für die Spiegelbox, beide verbunden durch die 6 Gitterrohre, erwies sich dann auch als sehr harmonisch und problemlos realisierbar.

An der heute verbreiteten Leichtbauweise mit niedriger Spiegelbox und dem zu einem Ring abgemagerten Hut stört mich persönlich, dass beim Einsatz in der Regel Blenden gegen Störlicht aus irgend einem wabbeligen Material am Hut und über der Spiegelbox irgendwie angebracht werden müssen. Um dies zu vermeiden, habe ich die Länge des oberen Tubusstückes und die Höhe der Spiegelbox großzügig ausgelegt. Bei der Sandwichbauweise bedeutet das kein Gewichtsproblem und die Höhe der Spiegelbox kam der Festlegung des Systemschwerpunktes sehr entgegen.

Für die Sandwichkerne habe ich beim Hutring und bei den Seitenwänden der Spiegelbox normales Styropor, bei den Höhenrädern und bei der Rockerbox Hartschaum aus dem Baumarkt verwendet. Als Beplankung diente 1 mm dünnes Flugzeugsperrholz. Das Zeug ist zwar teuer - ich habe einige Quadratmeter davon verbaut - aber im Verbund mit Styropor oder Hartschaum ist es, wenn es um geringes Gewicht bei hoher Steifigkeit und Festigkeit geht, unübertroffen. Okay, Kohlefaserverbund wäre noch besser gewesen. Alle Klebeverbindungen der Sandwichteile wurden mit Epoxydharz hergestellt.

Der Kern des hier im Rohbau dargestellten Hutringes besteht aus zwei Lagen 30 mm Styropor mit einer Zwischenlage aus leichtem dünnen Glasfasergewebe. Die 60 mm Hutringhöhe bietet eine ausreichend große Fläche für die Verbindung mit dem Tubus, der auch aus 1 mm Flugzeugsperrholz besteht.

Die Seitenteile der Spiegelbox haben einen 10 mm Styroporkern. Wenn sie sorgfältig vorbereitet und zugeschnitten sind, macht der Zusammenbau keine große Mühe. Oben und unten werden die Seitenteile mit Sechseck-Ringen aus je zwei Lagen 12 mm Multiplexsperrholz zusammen gehalten.

Auf dem oberen Sechseck-Ring werden die Klemmklötze für die Aufnahme der Gitterrohrstangen verdübelt und verleimt. Für die Aufnahme von Verstärkungen zur Befestigung der Höhenräder müssen dann noch passende Aussparungen in den Seitenteilen vorgesehen werden.

Auch eine 4 mm Aluplatte zur Befestigung und Justierung des Finder-Teleskops wird auf der Innenseite einer Seitenwand eingeharzt.

Die Spiegelzelle ist als 18-Punkt-Floatingsystem ausgeführt. Die Anordnung der Auflagepunkte wurde mit dem Computerprogramm PLOP von Prof. David Lewis (Toronto) berechnet. Hier sind die Einzelteile dargestellt und wie sie sich zusammenfügen.

Hier ist die zusammengebaute Spiegelzelle dargestellt und wie sie auf dem unteren Sechseck-Ring der Spiegelbox gelagert ist. Die drei Ecken der Zelle werden gegen starke Druckfedern gedrückt, was eine spielfreie und feinfühlige Justierung des Hauptspiegels ermöglicht.

Mit der Gurtschlinge zur lateralen Lagerung des Spiegels nach Kriege/Berry habe ich beim 10''er keine guten Erfahrungen gemacht und sie längst durch Rollenlager ersetzt.

So habe ich auch hier zwei feststehende Rollen im Winkel von 45 Grad eingebaut, die die seitlichen Lagerkräfte aufnehmen. Bei sorgfältiger Planung und Ausführung liegt der Spiegelrand mittig auf den Rollen auf. Ich erwarte, dass die Angriffspunkte beim Justieren nur so geringfügig verschoben werden, dass dadurch keine erkennbare Spiegeldeformation auftritt. Die Rollen bestehen aus hochfestem Kunststoff und stammen aus einem Möbeltransportroller.

Die Höhenräder (Durchmesser 700 mm) bestehen aus 30 mm dicken Hartschaumkernen und sind rundum mit 1 mm Flugzeugsperrholz beplankt. Nur für die Befestigung an der Spiegelbox habe ich Verstärkungen aus Multiplexsperrholz vorgesehen, weitere Verstärkungsmaßnahmen waren nicht erforderlich. Ursprünglich hatte ich an eine Querverstrebung der überstehenden Hörner der Höhenräder gedacht, das erwies sich aber als völlig überflüssig. Die Steifigkeit der Verbundbauweise ist wirklich beeindruckend.

Auch die Teile der Rockerbox sind in der gleichen Weise hergestellt: 30 mm Hartschaumkern, alle Außenflächen beplankt mit 1 mm Flugzeugsperrholz. Zum Befestigen der Teflon-Gleitflächen sind im Hartschaumkern Verankerungen aus 6 mm Multiplexsperrholz eingelassen. Auf die Unterseite der Rockerbox ist ein Ring aus 6 mm Multiplexsperrholz aufgeleimt, über den die Auflagekräfte der Azimutlagerung gleichmäßig verteilt werden.

Für das Azimutlager habe ich die Drehzapfenlagerung gewählt. Als Drehzapfen dient dabei ein Teil aus dem Möbelbau. Der 8 mm Zapfen ist mit einer Metallplatte am Grundbrett montiert und wird in eine Kuststoffhülse, die in einer Verstärkung auf der Unterseite der Rockerbox eingelassen ist, eingeführt. Das Lager ist leichtgängig und spielfrei und die Verbindung läßt sich leicht trennen. Damit ist auch schon die Option für das Umsetzen der Rockerbox von Grundbrett auf Nachführplattform gegeben.

Wegen der oft auftretenden hohen Luftfeuchtigkeit in unseren Breiten schien mir der Einbau einer Fangspiegelheizung zwingend notwendig. Dazu habe ich einen Widerstandsdraht (Konstantan 63 Ohm/m, ca. 1 W /12 V) als Heizdraht auf eine Trägerplatte aus 1 mm dünnem Leiterplattenmaterial so aufgespannt, dass die Wärmeeinwirkung möglichst gleichmäßig auf den Fangspiegel übertragen wird. Die Heizplatte wird bei der Befestigung des Fangspiegels mit drei Silikonblobs an seiner Halterung so zwischen die beiden Teilen eingefügt, dass die Drahtwindungen in engen Kontakt mit der Spiegelrückseite treten. Die Stromzuführung erfolgt einerseits über die fest angeklemmte Spinne und andererseits über einen im Bedarfsfall lose verbundenen dünnen Kupferlackdraht, dessen Störwirkung im Strahlengang des Teleskops vernachlässigbar klein ist - wenigstens im Verhältnis zur Störwirkung eines Taubelags auf dem Fangspiegel.
Mir gefällt die technisch bestechende Lösung der Fangspiegelhalterung mittels Spanndrähten. Die Halterung ist nahezu masselos und wirkt sich kaum störend im Strahlengang des Teleskops aus. Hier macht die Bezeichnung "Spinne" auch noch richtig Sinn. Meine Version ist relativ einfach, es gibt da viel verzwicktere Lösungen der Drahtführung bei anderen Teleskopebauern. Allerdings musste ich später erkennen, dass es bei meiner Ausführung notwendig ist, die Drähte am Haltepunkt außen am Hutring fest zu fixieren. Ursprünglich hatte ich sie nur durch ein Loch im Spannbolzen geführt und darauf vertraut, dass die Zugspannung zur Fixierung ausreicht. Dem war aber nicht so: Durch Zug oder Druck auf die Halterung in Richtung der optischen Achse des Teleskops konnte sich die Halterung und damit der Fangspiegel in dieser Richtung verschieben. Deshalb werden die Drähte jetzt nach dem Ausrichten und Spannen der Halterung an den Spannbolzen mit Schrauben eingeklemmt, wie aus der Abbildung ersichtlich.

Die relativ hoch gebaute Spiegelbox kann, obwohl sie unten offen ist, doch dazu führen, dass sich mangels Luftaustausch eine optisch störende Layerschicht über der Spiegel-oberfläche bildet. Um dem entgegenwirken zu können, habe ich eine mechanische

Querlüftung vorgesehen. In die Seitenteile der Spiegelbox sind in Höhe der Spiegel-oberfläche insgesamt vier Ventilatoren (Computerzubehör) eingebaut. Sie sind so angeordnet und werden so betrieben, dass ein kontinuierlich veränderbarer Luftstrom über die Spiegeloberfläche streichen kann. Aus Richtung der beiden nach unten weisenden Seitenflächen wird die Luft zugeführt, in Richtung der beiden nach oben weisenden Seitenflächen wird sie abgeführt.

Die erforderliche Elektronik für die Regelung der Ventilatoren und zur Bereitstellung von geregelten Kleinspannungen 3 V und 6 V habe ich in einem kleinen Gehäuse an der Außenseite der Spiegelbox untergebracht. Die Kleinspannungen und natürlich 12 V für die Fangspiegelheizung brauche ich gelegentlich oben am Hut in der Nähe des Okulars. Dazu werden die beiden Schalkästchen über ein steckbares Anschlusskabel verbunden. Als Spannungsquelle dient die Fahrzeugbatterie oder ein externer 12 V Akku mit entsprechender Leistung.

Für die kraftschlüssige Verbindung der Gitterrohrstangen mit Spiegelbox und Hut habe ich die aus meiner Sicht einfach herzustellenden Klemmklötze gewählt. Unten an der Spiegelbox geht das auch ganz einfach und schnell: Stangen in die geöffneten Klemmen einstecken und Schnellspanner (Fahrradzubehör) anziehen.

Oben am Hut wird die Sache schon schwieriger, deshalb musste ich hier auch nachbessern. Nachdem ich die beweglichen Teile der oberen Klemmen mit einer Führung und Halteschraube und die Stangen am oberen Ende mit einer Art Schlüsselloch versehen habe, geht der Aufbau schon viel leichter. Andere Teleskopebauer haben da viel bessere Lösungen ersonnen - ich muss halt noch etwas üben.

Als Fokussierer kommt der bewährte und preiswerte Helical Crayford Focuser HC-2 von KineOptics zum Einsatz. Mit einem eingesteckten Nagler-Okular macht er einen prächtigen Eindruck.

Die erste Bewährungsprobe hat das Teleskop insofern bereits bestanden, als ich feststellen konnte, dass der Schwerpunkt stimmt und das Bewegungsverhalten dank der großen Höhenräder (Durchmesserverhältnis Rad/Spiegel = 1,75) über die Höhenachse in einem weiten Bereich (mit und ohne 500 g Nagler) ausgeglichen ist.

Jetzt sehe ich dem Firstlight mit großen Erwartung entgegen, was meine Bemühungen, den fast fertigen Spiegel zu einem exellenten Spiegel zu machen, sicher beflügeln wird.

25.06.2007 Rolf Stadelmaier

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