De bouw van een 18 lichtgewicht Boldobson

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "De bouw van een 18 lichtgewicht Boldobson"

Roel van den Broek
6 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 De bouw van een 18 lichtgewicht Boldobson Jurrian Zijl ATM dag der Lage Landen 8 November 2014 Universiteit Gent

2 Inhoud Inleiding Principe van een Boldobson Lichtgewicht construeren Bouwwijze van onderdelen Gebruikers ervaringen Conclusies

3 Inleiding: Waarneem locatie Ede ligt op de Veluwe, een uitgestrekt natuurgebied van bossen en heide met zeer veel goede fietspaden en slechte zandwegen waar je 's avonds niet kan/mag komen met de auto

4 Inleiding: Kijker historie Zelfbouw Obsession F=4.4 D=457 mm Massa: Oculairhoogte : 58 kg 195 cm Mooie telescoop maar... ZWAAR!! Alleen te vervoeren met auto

5 Inleiding: Kijker historie PVC schuim 30x150 Bino f=750 mm D=150 mm achromaat Massa: 12.5 kg Widefield 2.2 graden. Mee te nemen op de fiets naar de heide. Net stevig genoeg. Eerste ervaring met lichtgewicht constructies Na 1.5 jaar waarnemen wil je iets meer detail...

6 Inleiding: Kijker historie Boldobson f=1992 mm D=457 mm Massa 27 kg Oculairhoogte : 173 cm Evt. mee te nemen op een fietskar naar de heide. First light 3 juli 2014

7 Principe van de Boldobson In balans als som van de momenten t.o.v bolcentrum : Zeer groot waarneem comfort omdat de telescoop kan ronddraaien om optische as

8 Principe van de Boldobson Berekening van de momenten Eindeloos de waarden in de excel file invullen en kijken wat voor een invloed het heeft op het eindgewicht. 100 gram extra gewicht aan de uppercage moet gecompenseerd worden met 400 gram contragewicht ==> lichtgewicht constructie is een must

9 Lichtgewicht construeren 1 gewichtsbesparing van 1 kg kan niet, wel 1000 keer 1 gram Juiste keuze materiaal: Composiet i.p.v. MDF/ Berken triplex. Carbon fiber vanes i.p.v. Aluminium/staal. Juiste ontwerpkeuzes maken: Uppercage ring i.p.v Uppercage tube. Hoge spider vanes i.p.v groot lichtschild. Helical focuser i.p.v Crayford focuser. Juiste constructie techniek gebruiken: Dekplaat Dikke sandwich wordt heel stijf. Alleen hardpoints voor bevestiging. Lichtgewicht kern gebruiken. Beide kanten bekleden. Kern dekplaat: sterk materiaal (carbon/glasweefsel) met hoge E-modulus Kern: zacht materiaal (Airex/ Styrofoam) met lage E- modulus

10 Lichtgewicht construeren Sandwich theorie h 1) balk E b S := E I I b h 3 12 S=stijfheid I=traagheidsmoment E= Youngs modulus b=breedte h=hoogte 2) dubbellaags composiet balk t dekplaat (Ef) c kern (Ec) b Ef b t 3 Ef b t ( c t ) 2 Ec b c 3 S := S=stijfheid Ef= Youngs modulus dekplaat Ec=Youngs modulus kern b=breedte t=dikte dekplaat c=dikte kern 3) dekplaat moet ver van neutrale buiglijn zitten om hoge stijfheid te verkrijgen Neutrale lijn x x x Fout!

11 S [Nm^2] Lichtgewicht construeren Keuze van kern materiaal Airex/Styrofoam Ec=0.1 GPa 430gr/m^2 Hout Ec=8 GPa 6000gr/m^2 S=stijfheid Ef= Youngs modulus dekplaat Ec=Youngs modulus kern b=breedte t=dikte dekplaat c=dikte kern Invulwaarden voor deze grafiek t=0.257 mm c=10 mm b=30 mm Ef=200 GPa (carbon) E-modulus kern materiaal [Pa] Dubbelzijdig lamineren hout met carbon: slechts 22 % stijver maar factoren zwaarder!!

12 Lichtgewicht construeren Stijfheid Weefsel doek moet wel strak en glad met de core verlijmd worden, anders worden de bovengenoemde stijfheden niet gehaald!!

13 Lichtgewicht construeren Massa Factor 4.6!!

14 Lichtgewicht construeren Prijs Airex kan gebogen worden als het warm gemaakt wordt, Styrofoam niet. Wanneer er alleen vlakke platen gebruikt worden, voldoet Styrofoam heel goed als kern materiaal! ===> zelfde prijs,stijfheid maar 4.6 x lichter dan triplex

Lichtgewicht construeren Praktijk: Maken van een sandwich

hardpoints Vorm overtrekken op blauwe vuilniszak.

Insmeren met epoxy totdat contouren weer zichtbaar worden.

15 Lichtgewicht construeren Praktijk: Maken van een sandwich Maak de vorm in airex/styrofoam met evt. hardpoints Vorm overtrekken op blauwe vuilniszak. Plastic zak met weefseldoek opspannen op karton. Insmeren met epoxy totdat contouren weer zichtbaar worden. Uitknippen en opplakken op het Airex. In de vacuum zak stoppen en vacumeren. Laten drogen. Randen afwerken.

73 m Totaal massa : 27 kg Lowrider design 6 punts spiegelcel

16 Bouwwijze Algemene kenmerken Spiegeldiameter : 457 mm Brandpuntsafstand : 1992 mm Hoogte oculair in zenit : 1.73 m Totaal massa : 27 kg Lowrider design 6 punts spiegelcel 20x1 mm alu truss buizen vangspiegelverwarming 2 ventilatoren voor koeling 6x30 zoeker

17 Bouwwijze Rocker 16 inch fietsvelg met pootjes. Teflon blokjes op pootjes. Afstand tussen steunpunten 33.5 cm. Daardoor laagste stand 5 graden. Massa 465 gram.

18 Bouwwijze Bol Locaties: Rivieren en Kanalen Bolhelften zagen Eerste laag glasweefsel Boldiameter: 650 mm Wanddikte: 6 mm Materiaal: PMMA (plexiglas) 24 segmenten maken

19 Bouwwijze Bol Locaties: Zee Segmenten In de vacuumzak 2e laag klaar! Massa van de bol: 5.5 kg Moeilijk onderdeel om te maken

Helical focuser gebruikt voor 200gr gewichtsbesparing. Massa 745 gram (excl. vangspiegel, oculair en zoeker).

20 Bouwwijze Cage &Trusses Upper Cage volledig van lichtgewicht materiaal (Airex,carbon). Drie lagen glasweefsel doek bij focuser segment. Lowrider design omdat trusses dan 3 cm korter worden. Helical focuser gebruikt voor 200gr gewichtsbesparing. Massa 745 gram (excl. vangspiegel, oculair en zoeker). Aluminium buizen 20x1 mm. Klemsysteem gekopieerd van Albert Highe. Stijf genoeg in combinatie met Cage. Carbon trusses zijn lichter maar erg duur

Glasweefsel toegevoegd voor goede bevochtiging. Dikte 1.

21 Bouwwijze Spiegelhouder Sandwich: glasweefsel-carbon-honingraat-carbon-glasweefsel. Glasweefsel toegevoegd voor goede bevochtiging. Dikte 1.5 mm. Massa 114 gram. Extra hoge spider vanes die ook dienen als klein lichtschild.

22 Bouwwijze Spiegelcel & rand ondersteuning Standaard 6 punts spiegelcel Afgevijlde hoeken om in de bol te passen Berekend met PLOP RMS 3.88 nm Collimeerbaar aan de achterkant Massa 1420 gram Steunpunten op 22.5 en 67.5 graden t.o.v verticaal Wiffle tree principe RMS 5.88 horizon

23 Bouwwijze koeling Koeling is beperkt mogelijk door weinig ruimte. 2 ventilatoren blazen lucht door halve maan gaten. Toerental regelbaar tot 4500 rpm. Een accu kan geplaatst worden dat tevens dient als contragewicht.

Eerste gebruikers ervaringen Ongekend waarneemcomfort door draaien om optische as en het ontbreken van een opstapje. Transporteren van deze Boldobson is een makkelijker.

24 Eerste gebruikers ervaringen Ongekend waarneemcomfort door draaien om optische as en het ontbreken van een opstapje. Transporteren van deze Boldobson is een makkelijker. Collimeren door bol gaat goed alhoewel het zoeken van het inbusgat soms lastig is. Stijfheid trusses is goed en binnen 4 sec. is alles uit getrild. Koeling is beperkt mogelijk, met ventilatoren aan is de telescoop na 40 minuten op temperatuur.

25 Conclusies Een lichtgewicht 18 Boldobson kan gemaakt worden met composiet materialen. Om dit te bereiken is de juiste toepassing van de sandwich theorie en vacuüm techniek nodig om de maximale verhouding stijfheid/massa te verkrijgen. Vooral het composiet materiaal Styrofoam-glasweefsel biedt perspectieven voor de ATM-er: + Bijna zelfde prijs als berkentriplex + Zelfde stijfheid als berkentriplex + Ruim een factor 4 lichter

26 Einde

27 Appendix 1 Formules voor stijfheidsberekening van enkelzijdig en dubbelzijdig laminaat b c 3 S_enkel := Ec c 2 Ec 2 Ef t c Ef t 2 2 c b t 3 b c Ef b t 12 2 ( c Ec Ef t) 2 12 t c 2 c 2 Ec 2 Ef t c Ef t ( c Ec Ef t) Ef b t 3 Ef b t ( c t) 2 Ec b c 3 S_dubbel := S=stijfheid Ef= Youngs modulus dekplaat Ec=Youngs modulus kern b=breedte t=dikte dekplaat c=dikte kern dekplaat (Ef) t dekplaat (Ef) t kern (Ec) kern (Ec) b b Dubbelzijdig laminaat Enkelzijdig laminaat

28 Appendix 2 vergelijkingsoverzicht van enkelzijdig en dubbelzijdig laminaat van carbondoek en glasweefsel Te zwak Te duur Optimaal

Vergelijkbare documenten

14 inch Dobson. enkele technische details. paul.hellings@groept.be

14 inch Dobson. enkele technische details. paul.hellings@groept.be 14 inch Dobson enkele technische details paul.hellings@groept.be 1 ENIGE TECHNISCHE DETAILS Hoe bepaalde onderdelen gemaakt werden of aan elkaar bevestigd werden. Secundaire kooi Bestaat uit twee houten