Selbstbau von zwei Astrographen mit Kohlefasertubus

Die Seite beschreibt den Bau von zwei Newtonteleskopen für die Astrofotografie, die ich CA200 und CA300 nenne.
 Die hierbei dargestellte Herstellungsweise der Kohlefasertuben ist nicht von mir erfunden. Ich danke Werner Stein recht herzlich, der mir am Telefon seine Herstellungsschritte ausführlich erklärt hat. Ich habe sein Verfahren 1:1 übernommen.  Der kleinere CA200 war als Übungstubus gedacht.

Haftungsausschluß:

 Keine Haftung für Nachbauten.
 Der CA200 befindet sich seit 2011 auf der Farm Tivoli in Namibia und kann von Hr. Schreiber gemietet werden.

2 Carbon Astrographen


Die Daten der Teleskope im einzelnen:
 
Name CA200 CA300
Typ Newton Newton
Öffnung 200mm 300mm
Fangspiegel 75mm (38%) 120mm (40%)
Brennweite (mit /ohne Korrektor) 900mm (F/4.5)
1035mm (F/5.2)
1200mm /F/4)
1140mm (F/3.8)
Spiegel Orion UK  Research Grade
Strehl = 0.986
Orion UK Ultra Grade
Strehl = 0.993
Korrektor TeleVue Paracorr
TeleVue STL Paracorr + Spacer
ASA 3KORRW
 3" Wynne Korrektor x 0,95 
OAZ Starlight Instruments Feather Touch 2" JMI 3"
Tubus Carbon Sandwich Carbon Sandwich
Thermische Kontrolle 4Punkte Fangspiegelheizung 1W, 1 Lüfter 75mm 8 Punkte Fangspiegelheizung 2W, 3 Lüfter 50mm
Sucher TS 8x50 Winkelsucher mit aufrechtem Bild TS 8x50 Winkelsucher mit aufrechtem Bild
Gewicht ohne
Sucher und Zub.
17,5kg



200mm Carbon Astrograph - CA200


Orion UK Europa Newton
Ausgangspunkt für den CA200 war mein alter  Europa Newton, ein Modell aus einer früheren Geräteserie von Orion UK.  Der Okularauszug war für Fotografie nicht gut geignet und wurde schon bald, wie hier im Bild zu sehen, gegen einen Feather-Touch ersetzt. Die restliche Mechanik entsprach ebenfalls nicht mehr meinen Bedürfnissen, so daß für den CA200 nahezu alles neu gebaut werden mußte. Bei einem Focaulttest erreichte der Hauptspiegel des Europa Newtons nur 0,7 Lambda P/V  und einen Strehlwert von 0,22, so dass ich auch eine bessere Optik besorgen musste.


Zygo-Analysis
Als Hauptspiegel kam wieder ein Spiegel von Orion UK  zum Einsatz. Die Werte im Prüfprotokoll konnten wir im Focaulttester nachvollziehen (auch bei 90° Drehung des Spiegels). Der als "professional grade" bezogene Spiegel  hat eine HILUX Vergütung, leider stellte sich heraus, das die Verspiegelung oder Vergütung fehlerhaft ausgeführt worden ist. Man sah bei seitlich einfallendem Licht einen ungleichmäßigen Schleier. Der Spiegel wurde deshalb von Orion UK (über Teleskop-Service)  nochmal neu vergütet.


Orion UK Prof Grade Mirror
Ein Schnappschuss des Bildes im Focaulttester (vor der Neuvergütung)


europanewton-form.jpg
Als Form für den Kohlefasertubus diente der Tubus des Europa Newtons. Ein Hartpapiertubus (GEAX) ist als Form besser geeignet, diese Tuben sind exakt rund.



Um den zu erzielenden Tubusdurchmesser etwas zu vergrößern wurden mehrer Langen Pappe herumgewickelt. Den Abschluß bildet eine Trennfolie, welche das Epoxidharz nicht annimmt. Die gesamte Form ist zwischen zwei Holzplatten eingespannt, damit man vernünfig arbeiten kann. Die Stirnseiten der Platten sind mit Trennwachs gestrichen.



Als Laminierharz habe ich das Epoxidharz EP 210-2 und EPH 412-2 von Bacuplast verwendet. Die Komponenten werden bei Raumtemperatur verarbeitet, das Mischungsverhältnis von Harz und Härter sollte so genau wie möglich sein. Mit einer Schaumrolle wird das Harz auf den Tubus und auf das Gewebe aufgetragen. Schutzbrille und Handschuhe sind obligatorisch.




Die unterste Schicht besteht aus 2,5 Lagen Kohlefaser von 200g/m2. Um das Anschleifen nach dem Aushärten zu sparen habe ich ein Abreißgewebe aufgelegt. Es ging tatsächlich wieder ab.



Als Sandwich Kern kommt PVC-Hartschaum vom Typ 60-80 (5mm) von bacuplast zum Einsatz



Damit das Epoxidharz nicht herunterläuft wird es nur für den nächsten Arbeitsschritt mit Aerosilpulver eingedickt.



Das eingedickten Epoxidharz wird mit der Spachtel auf die unterste Lage aufgetragen, dann wird der PVC Hartschaum herumgewickelt und mit mehreren Lagen Packetklebeband fixiert. Das Packetband muß den Hartschaum fest und gleichmäßig auf die unterste Lage pressen. An der Nahtstelle sollte immer eine kleine Fuge entstehen, diese wird anschließend zugespachtelt. Die Spachtelmasse habe ich aus Epoxidharz und GlasMicroballoons hergestellt.



Die oberere Schicht bilden wieder 2,5 Lagen Kohlefaser, die auf den Hartschaumkern laminiert wurden. Das Harz wurde dazu nicht eingedickt.



Der Tubus war nur sehr schwer aus der Form zu kriegen, dies wurde beim CA300 verbessert. Das Loch für den Okularauszug wurde mit der Stichsäge herausgesägt. Der Tubus wurde mit zweimal mit glänzendem Klarlack gestrichen. Kleine Unebenheiten an der Übelappungskante der Kohlefaserbahnen wurden mit Nasschleifpapier geglättet. Die Innenseite des Carbontubus ist hochreflektiv, sie wurde zweimal mit der Antireflexfarbe von Astrogeräte Berger gestrichen. Experimente mit schwarzem Velour führten zu keinem befriedigendem Ergebnis.



Die Multiplex-Rohrschellen wurden mit einer einfachen Oberfräse hergestellt.



Taukontrolle ist ein wichtiger Punkt an meinem Beobachtungsplatz, eine Fangspiegelheizung ist Pflicht. Dazu wurden vier Heizwiderstände mit kleinen Klebepunkten auf die Spiegelrückseite platziert. In der Mitte sitzt noch ein Temperatursensor für spätere Anwendungen.



Eine qualitativ hochwertige Fangspiegelspinne habe ich von Horst Becker bezogen. Der Spiegel wurde mit Aquariumsilikon festgeklebt.





300mm Carbon Astrograph - CA300


Den Ausgangspunkt für den CA300 bildete ein Orion UK SPX300 Newton von Teleskop-Service. Das Gerät kam in zwei Packeten, in einem war der Hauptspiegel mit Fassung, im anderen der Rest. Man muß den Hauptspiegel also selbst einbauen, was aber kein Problem darstellt. Das Gerät wurde anschließend komplett in Einzelteile zerlegt. Der Hauptspiegel wurde als Version "Orion Ultra Grade" bestellt. Das mitgeliefert Testprotokoll soll dies beweisenl. Das Protokoll bezieht sich auf eine Seriennummer, welche auf das Teleskop verweißt. Einen direkten Bezug zum Spiegel gibt es nicht.



Die  Zelle des 300mm Spiegels macht einen guten Eindruck. Die masive Rückplatte wurde entfernt, da sie bei einem stabilen Tubus nicht gebraucht wird. 



Als Form für den Kohlefasertubus diente wieder der Orion Metalltubus. Um die Form leichter als beim CA200 entfernen zu können wurde der Tubus aufgesägt und mit einer Holzleiste (nicht im Bild) wieder verschraubt. Nach dem Aushärten wurden die Schrauben von innen gelöst und das Tubusblech von innen weggebogen.



In die Stoßfuge des Hartschaumkerns wurden beim CA300 Steuerkabel eingelegt. Ein Kabel führt zur Fangspiegelheizung und dem Fangspiegeltemperatursensor, die beiden restlichen Kabel sind für zukünftige Zwecke.



Der fertige Tubus nach Aufbringen der zweiten Kohlefaserschicht (3 Lagen a 200g/m2). Die Oberfläche und das Finish sind beim CA300 nicht so schön geworden wie beim kleinen Bruder. Der Grund hierfür ist das schwierigen Handling der langen Kohlefaserbahnen. Am besten ist man zu dieser Arbeit zu zweit.


Der 120mm große Fangspiegel und seine Halterung. Bei der Spinne wurde auf möglichst große Stabilität geachtet. Die drei Justierschrauben sind weit außen angebracht, die Streben der Spinne sind spannungsfrei am Tubus montiert. Die Innenseite des Tubus ist wie auch beim CA200 mit der "Berger" Farbe gestrichen.


Die thermische Kontrolle übernehmen drei Lüfter, die Temperatursensoren für die Außenluft und die Spiegeltemperatur sind für zukünftige Anwendungen. Zwischen dem Teleskopinnenraum und der Rückseite gibt es keine Verbindung, der Grund dafür ist, daß ich die Verschmutzung durch von den Lüftern hineingezogenem Staub und Dreck höher bewerte als die schnellere Auskühlung.


Der große 3" Zoll Auszug von JMI ist nötig, damit der ASA-Korrektor seinen Platz findet.



Das noch unfertige Gerät beim pre-firstlight. Als Montierung dient eine Vixen Atlux Montierung (altes Modell), die von Bernd Koch auf  Escap Schrittmotoren umgebaut wurde. Das Steuergerät (Atluxstar) wurde von mir selbst gebaut.





Links zu den Lieferanten::

http://www.orionoptics.co.uk/
http://www.teleskopservice.de/
http://www.bacuplast.de/
http://www.astrosysteme.at/
http://www.drehen-und-mehr.de/
http://www.astrogeraete-berger.de/index.html