14" ultradünner Spiegel

14" f/4.5 Ultradünner Spiegel

Der entscheidende Schritt zu einem Ultraleicht Dobson der auch noch schnell auskühlt ist ein dünner Spiegel. Wie dünn kann es werden? Ich probierte es an einen 360 mm Schott Borosilikat Rohling mit ganzen 20.6 mm Randdicke (bei f/4,5 sind es in der Mitte noch 15,6 mm) und 4,0 kg Gewicht. Der Rohling zeigte keine internen Spannungen im Polarisationstest zwischen dem LCD Bildschirm eines Notebooks und einem Polfilter. Gleich vorweg, es ist nicht ratsam, so eine dünne Pizza schleifen zu wollen, die zusätzlichen Durchbiegungs- Probleme beim Bearbeiten und Messen sind beträchtlich. Ich wollte hiermit zeigen, was die Grenzen des Machbaren sind, und nicht was für den normalen Schleifamateur sinnvoll ist.

Das Aushöhlen habe ich, ähnlich wie Kurt Schreckling und Roland Herrmann in To flex or not to flex .. beschrieben haben, mit einen Winkelschleifer, den ich von einem Kumpel geliehen bekommen habe (danke Volker), und bin damit auf den Rohling los. Ich habe lediglich eine normale 3 mm dicke Schruppscheibe für Stein und später einen Schleiftopf für Stein für 12,50 Euro benutzt. Diamantbesetzte Topfscheiben gehen auch, sind aber teurer. Korund Scheiben für Metall funktionieren dagegen nicht!. Der Rohling wurde in eine Wanne mit Wasser bis ca. 5 mm über Oberkante Rohling gelegt - Staubmaske auf, Schutzbrille auf, Gummihandschuhe an, Ohrenstropfer rein und wwwwwinnnng . Es sprizte ein wenig, aber dafür kein Staub! Alles freihand und frei Auge die Flex hin und her geschwungen ohne Schablone, nur ab und zu drehen und Pfeilhöhe gemessen. 1 cm Rand habe ich ausgelassen, um mir keine Muschelbrüche einzufangen. Wem das Freihandflexen nicht so zusagt, siehe die Holzschablonenführung + Rohlingrotator a lá Robert Nowak, oder Harry, oder die Radius Fräsmaschine von Wolfgang.

Spätere Versuche zeigten, dass es nicht nötig ist, das Glas mit Wasser zu kühlen, trockenes schleifen funktioniert ebenfalls. Jedoch erzeugt es eine Menge Staub, daher muss man im Freien arbeiten und mit dem Wind im Rücken. Das einatmen von Glasstaub gilt es unbedingt zu vermeiden, eine gut dichtende Staummaske ist absolutes muss!

Warnung: Beim Arbeiten mit dem Winkelschleifer können Bruchstücke vom Glas oder Werkzeug mit hoher Geschwindkigkeit weggeschleudert werden! Daher ist Schutzkleidung unbedingt erforderlich. Die Drehzahl darf auf keinen Fall höher sein, als für die jeweilige Schleifscheibe oder Schleiftopf zugelassen ist, sonst kann das Werkzeug aufgrund der zu hohen Fliehkräfte auseinanderbrechen. Meine Flex ist drehzahlregelbar. Ich stelle sie auf eine sicherere Drehzahl von 3-6.000 U/min ein. Beim Nassschleifen mit FI-Schater arbeiten!

Zwischendurch wurde mittels einer Aluschiene an verschiedenen Stellen die Pfeiltiefe kontrolliert. Die Zahlen auf dem Rohling (auf dem Bild ist ein 16" f/5 mit 25 mm Dicke zu sehen) zeigen, wo wieviel Glas noch weg muss. Es empfielt sich, etwas Material noch dran zu lassen und erst mit der Hand und Schleifwerkzeug auf das Endmaß zu schleifen.

Die Oberfläche sieht zwar dannach aus wie ein Rübenacker, aber mit dem 25 cm Duran Tool und Karbo 80 war konnte es in relativ kurzer Zeit ausgeglichen werden.

Von anfangs 4,75 kg sind noch 4,0 kg übrig bei 5 mm Pfeilhöhe. Die Scherbe ist jetzt am Rand 20 mm "dick". Kaum zu glauben, dass so was dünnes gehen soll.

Der Rest ist im Wasser und auf dem Balkon verteilt - eine tierische Sauerei! Mit der Hand und Karbo 60 hätte ich sicher 14-16 Stunden mit Vollgas dafür schruppen müssen.

Der Feinschliff erfolgte mit dem 25 cm Duran Tool (TOT). Die Karbofolge war K180, K320, K600, Alox 9m, Alox 5m. Bei den feinen Körnungen deformierte sich der Spiegel unter zu hohem Arbeitsdruck zu sehr, wodurch sich das Tool etwas verkantete und Kratzer in's Glas pflügte. Ich musste zurück zum K320 und danach mit sanftem oder gar kein Druck schleifen.

Die Rückseite des Spiegels wurde ebenfalls mit K 180 und anschließend mit K320 gegen eine andere Scheibe angeschliffen, um auch geringe Unebenheiten auszugleichen. Auch wurde dabei auf gleiche Randdicke (kein Keilfehler) rundherum geachtet. Asymmetrien oder ein nennenswerter Keilfehler im Glas würde sich beim späteren Polieren in ungleichmäßiger Durchbiegung und daraus folgendem Astigmatismus äußern (siehe hierzu auch Borofloat Pizza planschleifen).

Zum Polieren nahm ich ein 5 Kilo schweres 30 cm Gipstool mit 28° Pech von Piering und als Poliermittel das Ceroxyd CERI 3000 von Pieplow und Brandt. Nach 8 Stunden "sportlichem Polieren" auf einem Stück Teppichboden und einer planen Unterlage (siehe Bild) mit Tool On Top und ständigem Drehen des Spiegels auf der Unterlage war der Spiegel blank und frei von Astigmatismus (laut Sterntest am künstlichen Stern im Krümmungsmittelpunkt). Dieses ständige drehen des Spiegels auf der Unterlage halte ich für ein absolutes Muss, um Astigmatismus bei den Dünnen zu vermeiden. Jede Unterlage hat gewisse Unebenheiten und auch wenn diese noch so gering sind, wenn sie immer an derselben Stelle des Spiegels drücken, drücken sie sich bis zur Oberfläche des Spiegels durch. Auch beim Polieren auf einem automatischen Drehteller muss der Spiegel immer wieder gegenüber diesem verdreht werden!

Was mir beim Polieren auffiel, war ein zentrales Hochplateau, das ich mir nicht erklären konnte, bis ich darauf kam, dass es an der Durchbiegung des dünnen Glases unter dem schweren Tool liegen musste. Ich legte einen 0,3 mm dicken Karton unter den zentralen Teil des Teppichs und siehe da, nach einer halben Stunde war der Berg weg und der Spiegel knall sphärisch. Das klingt ein Bisschen nach der Prinzessin mit der Erbse unter ihrer Matratze, aber es ist kein Witz, so empfindlich kann Glas reagieren.

Den Hauptteil des Parabolisierens machte ich mit W- und tangentialen Strichen TOT mit einem am Rand sternförmig angeknabbertem 15 cm Tool, beendete jedoch mit dem großen Tool, um eine hohe Oberflächenglätte zu erreichen. Es verging einige Zeit, bis ich die Durchbiegungs- Effekte beim parabolisieren und Messen im Griff hatte. Wichtig ist auch im Parabolisierstadium eine plane Unterlage und darauf eine gleichmäßig dicke Matte oder Teppichboden (siehe Bild) auf der der Spiegel beim Bearbeiten ständig gedreht wird. Ich variierte die Richtung der Strichführung ständig (vor und zurück - links rechts - schräg diagonal), um Asymmetrien zu vermeiden (siehe hiezu auch 32" polieren). Bei wenig Erfahrung mit dünnen Spiegeln empfiehlt es sich, auch während der Parabolisierung auf Astigmatismus am künstlichen oder echten Stern zu testen, da man nicht davon ausgehen kann, dass alles automatisch symmetrisch wird.

Zum Messen habe ich den Spiegel einfach senkrecht auf 2 Kanthölzer gestellt (Siehe Bild Couder Maske). Am knall sphärischen Spiegel (und nur dort) konnte man sehen, wie die Deformationen von den Stoppern ausgehend ca. 2-3cm in die Fläche reinragten. Zusätzlich war das Überhängen des Spiegels (Potato Chip Effect) als schwaches Ying Yang Schatten Muster im Foucault zu sehen. Auf den Astigmatismus Test am Stern habe ich in diesem Stadium teils aus Hochmut teils aus Faulheit verzichtet. Schließlich habe ich mir eingeredet, dass ich ja sowieso nur die neutrale Zone in der Waagerechten vermesse und die wird durch den Potatochip ja nur insgesamt leicht gestreckt, die Radiendifferenzen zwischen den einzelnen Zonen (und damit die Korrektur) bleiben aber erhalten - so zumindest meine "hoch wissenschaftliche" Theorie. Toll, wie schön man sich Theorien zurechtbasteln kann, wenn man keine andere Wahl hat, nicht wahr ?

Nach den gelernten Kunstgriffen musste irgendwann mein dünner Pizzateller schließlich doch klein beigeben und die Parabel war drin (siehe Foucaultbild). Mit der 6 Zonen Couder Maske ermittelte ich folgende Foucault Test Ergebnisse (60 KB Excel sheet oder 20KB .gif Bild). Auch wenn die Wahrheit nicht ganz so rosig aussieht, der vorläufige Sterntest sah recht überzeugend aus - und vor allem war keinerlei Astigmatismus sichtbar.

4 Kilo für 14 Zoll Optik - das ist so richtig nach meinem Geschmack! Eswird jetzt aber eine ganze Zeit dauern, es schwirren aber schon einige "ultraleichten Gedanken" im Kopf herum. Ich träume schon davon, im australischen Outback den Eta Carina Nebel mit der 14 Zoll Photonendusche auf die Netzhaut zu kriegen. Schnelle Temperaturwechsel wird er jedenfalls auch ohne Lüfter souverän meistern.

Update: Der Bau der Mechanik wurde nie verwirklicht, es existieren nur Skizzen. Ich hatte jedoch 2 dieser Spiegel gemacht. Der zweite wurde von Jörg in einen sehr schönen Ultraleicht- Reisedobson verbaut.

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