Baubeschreibung für die Nirosta-Montierung
von Herbert Zellhuber
Nachdem ich die Nirosta-Montierung mit 35-mm-Achsen gebaut hatte, befasste ich mich schon bald mit der Konstruktion einer ähnlichen Montierung mit 50-mm-Achsen. Diese sollte dann ein Newton-Teleskop mit 12" tragen können. Also entstand erstmal eine technische Zeichnung. Beim ITV 1996 hatte ich die Nirosta-Montierung dabei und wurde gefragt, ob es eine Zeichnung von dieser Montierung gibt, um diese nachbauen zu können. Für die Montierung mit 35er Achsen hatte ich zwar Bleistiftzeichnungen, mit denen aber nur ich als Konstrukteur etwas anfangen könnte. Zeichnungen für die Montierung mit 50-mm-Achsen waren aber vorhanden und konnten kopiert werden. Ich schrieb noch etwas Text dazu und fertig war die Baubeschreibung. Mit der Zeit wurde der Text erweitert und so habe ich um die 20 Kopien an verschiedene Leuten verschickt.
Im Jahr 2000 begann ich dann mit dem Bau der Nirosta-II-Montierung mit 50-mm-Achsen. Allerdings wurde das Pol- und Deklinationsgehäuse aus Aluminium gebaut, damit ist eine präzise Lagerflucht gegeben. Polgelenk und Polblock bestehen ebenfalls aus Aluminium und sind steifer geworden. Auch die Verbindung der Getriebehalteplatten zu den Gehäuseteilen ist verbessert worden. Die Konstruktion der Nirosta-II-Montierung hat sich mittlerweile gut bewährt. Allerdings wollte ich nun keine weitere Zeichnung mitsamt Baubeschreibung mehr schreiben. Erstens macht das fast schon so viel Arbeit wie die Herstellung der gesamten Montierung und zweitens muss die Zeichnung eh neu angefertigt werden, wenn z.B. ein anderes Schneckengetriebe oder ein Kegelrollenlager mit anderen Abmessungen eingebaut wird.
Auch wenn ich das Pol- und Deklinationsgehäuse nicht mehr aus Edelstahlrohr herstellen würde, möchte ich die Baubeschreibung für die Nirosta-Montierung weiterhin veröffentlichen. So sind die Konstruktionsdetails der Nirosta-Montierung mit 35-mm-Achsen leichter zu erkennen. Außerdem dient die Baubeschreibung weiterhin als »Anschauungsobjekt« für Montierungs-Konstrukteure. So kann man z.B. auch leichter abschätzen, ob die eigenen handwerklichen Fähigkeiten, der Maschinenpark und das Werkzeug ausreichen, sich auf den Bau einer solchen Montierung einzulassen.
Die Schnittzeichnung bietet eine Übersicht, hierbei ist die Montierung auf eine Säule Ø 115 mm montiert, die auf 50° steht.
Diese Montierung mit spielfrei einstellbaren Kegelrollenlagern kann noch mit einer relativ kleinen Drehbank (100-mm-Backenfutter, 500 mm Spitzenweite, 100 mm Spitzenhöhe) hergestellt werden. Die Drehbank muss allerdings eine Gewindeschneideinrichtung haben. Auch eine Plandrehscheibe mit ca. 190 mm Durchmesser sollte vorhanden sein. Eine elektrische Bohrmaschine mit Bohrständer und diverse Gewindebohrer sind Voraussetzung, ebenso wie das übliche Mechanikerwerkzeug. Bei der Bearbeitung von Edelstahl empfiehlt es sich, Hartmetalldrehstähle zu verwenden. Für ein paar Teile wäre eine Fräsmaschine von Vorteil, diese wenigen Arbeitsgänge kann man auch einer mechanischen Werkstätte machen lassen. Es sind nur wenige Schweißarbeiten nötig, diese können von einer Schlosserei durchgeführt werden. Vorneweg gleich ein Tipp zum Schweißen: Besteht die Möglichkeit, die Schweißarbeiten mit einem MIG-Schweißgerät durchzuführen, so ist dies den anderen Schweißtechniken vorzuziehen. Bei diesen Schweißungen entsteht weniger Verzug und die Schweißnähte schauen auch in der Regel besser aus.
Vor Baubeginn sollte man sich zuerst das Schneckengetriebe besorgen. Oft werden diese andere Stärken aufweisen als die in meiner Zeichnung angegebenen 8 mm. Ein Schneckenrad mit größerem Durchmesser bringt zusätzlich Vorteile. Bei einem anderen Maß als 8 mm müssen folgende Maße geändert werden:
Polachse 1: 13 mm und 202,4 mm
Deklinationsachse 2: 13 mm und 228,4 mm
Schneckenrad 14: 8 mm
Schneckenradbuchse 13: 14 mm
Falls Schrittmotore mit Untersetzungsgetriebe angebaut werden, sollte man sich diese Teile unbedingt vor Baubeginn besorgen. Beim Anbau dieser Teile oder wenn ein größeres Schneckenrad eingebaut wird, müssen auch ein paar Maße der Getriebehalteplatte 20 geändert werden. Wenn das Maß 82 mm der Getriebehalteplatte 20 verlängert wird, kann diese möglicherweise an der Säule anstehen. Ich empfehle dann, an der Polachse 1 die Maße 128 mm und 202,4 mm und am Gehäuse für Polachse 5 die Maße 23 mm (unterstrichen) und 136,8 mm zu ändern. Bei Änderungen der genannten Maße empfiehlt es sich auf jeden Fall, eine weitere Zeichnung im Maßstab 1:1 anzufertigen. Die Polachse sollte man allerdings nicht unnötig lang bauen, sie wäre dann schwingungsanfälliger.
Die Grundplatte 10 wurde nicht weiter bemaßt. Die Anpassung ist individuell verschieden; es sollte deshalb schon vorher entschieden werden, ob die Montierung fest auf einer Säule steht oder transportiert wird.
Erst wenn Sie sich absolut sicher sind, dass alle Maße stimmen, sollte mit dem Fertigen der Teile begonnen werden! Hier die technischen Zeichnungen:
Polachse 1 Material: Stahl
Mit Zentrierbohrer 2,5 zentrieren und zwischen Spitzen drehen, Lagerpassmaß Ø 41: 0,01 bis 0,02 mm weniger als die Bohrung - Lager nicht aufpressen! Man muss sie von Hand aufschieben können. Lassen Sie sich nicht durch das Maß 202,4 (Gesamtlänge) irritieren, es ergibt sich nur aus den Reihenmaßen. Ist die Welle etwas länger oder kürzer, so ist dies unerheblich.
Deklinationsachse 2 Material: Stahl
Es gilt dasselbe wie bei der Polachse 1. Wenn kein Gewindebohrer und Schneideisen M 16x1,5 zur Verfügung steht, geht auch ein M 16 oder M 14.
Kegelrollenlager 3 4 Stück
Die Kegelrollenlager kann man bei einer VW-Werkstatt bestellen, eins kostete damals ca. 50.- DM. Es ist aus einem Getriebe von einem Audi 80 - Bj.1975 - 55 PS (diese Lager sind aber auch in neueren Fahrzeugen eingebaut)
Vergleichen Sie folgende Maße:
Außendurchmesser Außenring: 68 mm
Höhe Außenring: 13,4 mm
Innendurchmesser Innenring: 41 mm
Höhe Innenring: 18,2 mm
Legen Sie den Innenring auf eine ebene Platte und setzen Sie den Außenring auf. Mit der Schieblehre messen Sie die Höhe vom Innenring (18,2 mm) und den Abstand Platte - Außenring (das richtige Maß wäre ca. 17,7 mm). Sie sehen, dass der Innenring ca. 0,5 mm übersteht. Weicht dieses Maß auch um 0,2 mm ab, so ist dies unerheblich. Weiteres erfahren Sie unter Ausgleichscheibe 23.
Lagerhalter 4 4 Stück Material: Stahl, besser Edelstahl
Das Maß Ø 68 ist ein Passmaß, der Lageraußenring sollte spielfrei im Lagerhalter 4 eingebaut sein. Keinesfalls mit Gewalt einpressen, das Lager kann sich sonst verziehen. Die Bohrungen Ø 3 mm nicht vergessen, sonst kann der Lagerring nicht mehr ausgetrieben werden. Das Maß Ø 72 ist ebenfalls ein Passmaß, der Lagerhalter 4 sollte sich mit dem Gummihammer noch leicht auf das Gehäuse für Polachse 5 bzw. das Gehäuse für Deklinationsachse 6 aufpressen lassen. Entweder Sie drehen diesen Durchmesser bei allen vier Teilen exakt gleich, oder passen die Gehäusebohrung dem jeweiligen Lagerhalter an. Markieren Sie dann auch den Lagerhalter zur dazugehörigen Bohrung. Zwei Lagerhalter werden an die Getriebehalteplatte 20 montiert. Weiteres unter Getriebehalteplatte 20. Bei den beiden anderen Lagerhaltern sollte die 10 mm breite Fläche im Ø 76 mm mit Klarlack (Zapponlack) lackiert werden, dass keine hässlichen Rostflecke entstehen. Man kann aber auch den Außendurchmesser auf 75,5 mm drehen, ein Edelstahlrohr mit Ø 76 mm innen auf 75,47 mm ausdrehen und auf den Lagerhalter aufpressen. Die eleganteste Lösung wäre allerdings, diese zwei Teile aus Edelstahl herzustellen.
Gehäuse für Polachse 5 Material: Edelstahlrohr Außendurchmesser 76 mm, Innendurchmesser 71 mm
Das Rohr sollte im Durchmesser einigermaßen rund sein (max. 0,3 mm unrund), ansonsten muss man es im Schraubstock etwas ausrichten. Abdrehen sollte man es erst nach dem Schweißen. Zuerst müssen aber die beiden Laschen 5a, die Träger 11 und die Buchse 11a hergestellt werden. Die beiden Laschen 5a, die Träger 11 und die Buchse 11a werden dann mit der Schraube M 22 - 90 mm lang zusammengeschraubt und die Laschen 5a mit Edelstahlschweißdraht an das Gehäuse für Polachse 5 geschweißt. Ich bin zwar kein erfahrener Schweißer, machte aber die Erfahrung, dass Punkt-für-Punkt-Schweißen das Material weniger verziehen lässt. Hierdurch entstehen zwar keine schönen Schweißraupen, wenn man diese Nähte mit einer Flexscheibe glättet, schaut es gar nicht mehr so schlecht aus. Schon zu Anfang erwähnte ich das WIG-Schweißverfahren, das den anderen Techniken hier vorzuziehen ist (weniger Verzug, schönere Schweißnähte).
Beim Lösen der Schraube wird man möglicherweise bemerken, dass sich die Laschen etwas auseinanderziehen. Im Schraubstock kann man sie vorsichtig ausrichten. Nun kontrollieren Sie nochmals das Rohr an den beiden Enden, wo es ausgedreht wird, ob es max. 0,3 mm unrund ist. Beachten Sie beim Drehen, dass die Planflächen zueinander möglichst parallel werden. Richten Sie das Rohr deshalb in der Drehbank möglichst genau mit der Messuhr aus.
Lasche 5a 2 Stück Material: Edelstahlblech 6 mm dick
Das Blech wird ausgesägt, maßhaltig gefeilt und entgratet. Falls kein 22er Bohrer vorhanden ist, kann man es auch mit der Plandrehscheibe ausdrehen.
Gehäuse für Deklinationsachse 6 Material: Edelstahlrohr Außendurchmesser 76 mm, Innendurchmesser 71 mm
Das Rohr sollte nicht mehr als 0.3 mm unrund sein, ansonsten muss man es ausrichten. Abgedreht wird das Teil erst, nachdem der Flansch 7 angeschweißt wurde. Den Flansch schraubt man mit der Lehre 29zum zentrieren mit einer M 5-Schraube an und schweißt mit Edelstahlschweißdraht Punkt-für-Punkt und jedesmal gegenseitig versetzt. 12 gute Punkte dürften genügen (auch hier gilt wieder, dass das WIG-Schweißen günstiger ist. Anstatt der Punkt-für-Punkt-Schweißung kann die Schweißnaht ganz durchgezogen werden).
Flansch 7 Material: Stahl
Den Radius 38 mm kann man grob vorfräsen. Der Rest wird ausgefeilt. Der Flansch muss exakt rechtwinklig zur Gehäuseachse angepasst werden.
Abdeckrohr 8 Material: Edelstahlrohr Außendurchmesser 76 mm, Innendurchmesser 71 mm
Die Lehre 29 zentriert hierbei das Abdeckrohr, wobei am Abdeckrohr der Radius 38 mm ausgefeilt wird. Die Länge des Rohrs feilt man nach der oberen Planfläche der Lehre (3,5 mm oberhalb vom Flansch). Das Abdeckrohr braucht nur mit einigen leichten Schweißpunkten befestigt sein. Ganz herum sollte man nicht schweißen wegen weiterer Verzuggefahr.
Grundplatte für Tubus 9 Material: Aluminiumplatte 20 mm Maße: 90×180 mm
Das Gewinde M 41×1 mit dem Absatz Ø 64 mm / 3,5 mm tief wird auf der Drehbank mit Hilfe der Plandrehscheibe gedreht. In die Platte werden später die Bohrungen oder die Gewinde für die Fernrohrhalterung gebohrt.
Grundplatte 10
Das Gehäuse für Polachse 5 wird mit den Trägern 11 und der Buchse 11a verschraubt. Dann werden der Träger 11 mit der Grundplatte 10 verschweißt. Der Ø 115 bezieht sich hierbei auf eine Edelstahlsäule. Da nicht jeder seine Montierung auf eine solche Säule stellen wird, werden auch die jeweiligen Anschlüsse verschieden sein. Bei den meisten wird sogar die Grundplatte andere Maße aufweisen. Ich verzichtete deshalb auf eine nähere Bemaßung.
Träger 11 2 Stück Material: Edelstahlblech 6 mm dick
Es gilt dasselbe wie bei Lasche 5a
Buchse 11a Material: Edelstahl oder Aluminium
Nutmutter 12 2 Stück Material: Stahl
Die Nuten kann man mit einem 6-mm-Fräser herstellen oder ausfeilen. Zum Anziehen der Mutter braucht man einen 60er Hakenschlüssel
Schneckenradbuchse13 2 Stück Material: Stahl
Ø 34 und 41 ist jeweils ein Passmaß (0,02 - 0,03 mm Spiel). Fertigen Sie dieses Werkstück in einem Arbeitsgang, also ohne es umzuspannen, damit halten Sie den Radial- und Axialschlag möglichst gering.
Schneckenrad 14 2 Stück Material: Messing
Dieses Teil wird man in den seltensten Fällen selbst herstellen können. Man lässt sie entweder einer Firma mit entsprechenden Einrichtungen machen oder kauft sie mit der passenden Schnecke. Noch ein Tipp: falls Sie ein Schneckenrad aus irgendeinem Altgerät verwenden wollen, sollten Sie auf jeden Fall prüfen, ob die Zähne nicht eingelaufen bzw. verschlissen sind. Ein exaktes Nachführen wird sonst ziemlich schwierig. Manchmal sind an alten Schneckenrädern die Zähne nur an einer Seite eingelaufen; die andere Seite wurde kaum belastet und ist deshalb noch zu gebrauchen.
Druckplatte 15 2 Stück Material: Stahl
Axialspiel 0,1 mm In die Bohrung Ø 4,1 mm greift der Mitnehmer 18 ein.
Rutschkupplung 16 (für Deklinationsachse) / Rutschkupplung 16a (für Polachse) Material: Aluminium
Die Rutschkupplung ist stufenlos einstellbar. Funktionsweise: Durch das Anziehen der Druckschraube 25 bzw. der Druckmutter 26 überträgt sich der Druck über die Federn 27 (1 und 2) und den Zwischenstücken 27 auf die drei Druckbolzen 17 und weiter auf die Druckplatte 15, die das Schneckenrad 14 gegen die Schneckenradbuchse 13 andrückt und dadurch ein Reibmoment bewirkt. Die Bohrungen Ø 6 mm werden am besten mit einer Reibahle 6 H7 hergestellt. Die Nuten werden mit einem 6-mm-Fräser gefertigt. Festgeschraubt wird die Rutschkupplung 16/16a mit einem 60er Hakenschlüssel.
Druckbolzen 17 6 Stück Material: Edelstahl (ohne Abbildung)
Durchmesser 6 mm; Länge 21,5 mm Das Spiel sollte nur ein paar Hundertstel Millimeter betragen
Mitnehmer 18 2 Stück Material: Edelstahl (ohne Abbildung)
Ø 4 mm; Länge 27,5 mm Er wird in die Bohrung "M" (Ø 4 mm) der Rutschkupplung 16/16a eingepresst.
Stange für Gegengewicht 19 Material: Edelstahlwelle Ø 30 mm ca. 300 mm lang (ohne Abbildung)
Auf einer Seite wird ein 30 mm tiefes Gewinde M 16×1,5 (bzw. M 16 oder M 14, siehe auch Deklinationsachse 2) gebohrt. Damit wird später die Stange für Gegengewicht 19 mit der Deklinationsachse 2 verschraubt. Für die Druckmutter 26 muss ein ca. 40 mm langes Außengewinde M 30×1 geschnitten werden.
Getriebehalteplatte 20 2 Stück Material: Aluminiumplatte 10 mm dick
Die Bohrung Ø 76 mm dreht man mit Hilfe der Plandrehscheibe aus, dass sie 0.01 bis 0.02 mm enger als der Ø des Lagerhalters 4 ist. Der Lagerhalter wird dann eingepresst. Falls der Lageraußenring vom Kegelrollenlager nun zu schwer reingeht, müssen Sie in der Drehmaschine die Bohrung mit Schmirgelpapier etwas aufweiten. Die Getriebehalteplatte 20 wird zusätzlich mit 3 Winkeln 28 mit dem Gehäuse für Polachse 5 bzw. mit dem Gehäuse für Deklinationsachse 6 verschraubt. Die beiden Bohrungen 5,5 mm im Abstand von 42 mm können erst gebohrt werden, wenn die Schnecke 22 im Lagerbock 21 und das Schneckenrad 14 montiert ist. Mit 6 Schrauben M 3 wird das Blechgehäuse angeschraubt. Ein solches Gehäuse kann man sich aus 1-mm-Aluminiumblech oder aus 0,7-mm-Edelstahlblech herstellen.
Lagerbock 21 2 Stück Material: Messing
Die Bohrungen Ø 10 mm müssen exakt fluchten und dürfen nur wenige 1/100 mm Spiel zur Welle haben. Am besten wird dieses Teil in einer Fräsmaschine hergestellt. Das Axialspiel der Schnecke sollte ebenfalls möglichst gering sein. Das Maß 32 mm in Klammern muss zuvor ausgemessen werden. Bauen Sie hierzu die Montierung zusammen und messen mit der Schieblehre den Abstand von der Getriebehalteplatte zur Mitte des Schneckenrads aus.
Schnecke 22 2 Stück Material: Stahl
Länge: 32 mm Ø 19 mm. Die Welle im Ø 10 mm ist aus Edelstahl. Die Bohrung sollte zur Welle möglichst wenig Spiel haben um Höhenschlag zu vermeiden. Die Schnecke wird mit der Welle mit 2 Madenschrauben M 3 befestigt.
Ausgleichscheibe 23 2 Stück Material: Stahl
Außendurchmesser: 47 mm Innendurchmesser: 41 mm
Die Dicke der Scheibe messen Sie wie folgt aus: Pol- bzw. Deklinationsachse montieren und mit Nutmutter 1,5 mkp vorspannen. Nun messen Sie mit einer Schieblehre vom Wellenende bis zur Nutmutter. Dann bauen Sie die Welle wieder aus, setzen den Lagerinnenring ein, drehen die Nutmutter auf und messen wieder vom Wellenende bis zur Nutmutter. Der Differenzbetrag bestimmt die Stärke der Ausgleichscheibe.
Hinweis: Die Ausgleichscheibe 23 kann auch ganz weggelassen werden. Dann sollte aber ein Gewinde M 3 seitlich in die Nutmutter 12 geschnitten werden, damit man mit einer Madenschraube die Mutter gegen Verdrehung sichern kann.
Passchraube 24 2 Stück
Diese M 5-Schrauben sichern die Verschraubung von Lasche 5 und Träger 11. Wenn man den Pol ausgerichtet hat, durchbohrt man die Lasche und den Träger, schneidet das Gewinde und setzt die Schrauben ein - man kann auch mehrere Bohrungen für verschiedene Breiten bohren.
Druckschraube 25 Material: Edelstahl
Das Maß (15) muss bei einem größeren Blechgehäuse entsprechend verlängert werden. Der Bolzen Ø 6 mm wird eingepresst.
Druckmutter 26 Material: Edelstahl
Bei einem größeren Blechgehäuse muss die Druckmutter 26 entsprechend verlängert werden (siehe Zeichnung Druckmutter 26a Maß x). Der Bolzen Ø 6 mm wird eingepresst.
27 Feder 1 2 Stück Material: Edelstahlblech 3 mm dick
27 Feder 2 2 Stück Material: Edelstahlblech 3 mm dick
Die Bohrungen Ø 4 mm sind für das Zwischenstück 27, die Bohrung Ø 4,1 mm ist für den Mitnehmer.
Zwischenstück 27 6 Stück Material: Edelstahl
Winkel 28 6 Stück Material: Edelstahl
Lehre 29 Material: Stahl
Die Lehre 29 wird zum Zentrieren des Abdeckrohrs 8 verwendet. Zusätzlich wird der Flansch 7 zum Schweißen zentriert. Das Maß 71 muss dem Innendurchmesser vom Abdeckrohr 8 angepasst werden (Ø ca. 0,1 mm kleiner)
Alle gängigen Teile und die Kegelrollenlager müssen mit Mehrzweckfett geschmiert werden. Auch die blanken Teile aus Stahl müssen eingefettet sein, damit kein Rost ansetzen kann.
Hinweise zur Materialbeschaffung: Ich bezog das Material zum größten Teil aus Schrottkisten bzw. waren Reste. Deshalb konnte ich die Materialkosten für die Montierung unter 100.- DM halten. Ich rate, bei Drehereien oder anderen metallverarbeitenden Betrieben wegen Resten bzw. Schrott nachzufragen, oft bekommt man Material sogar geschenkt. Schrittmotore kann man sich aus alten Computerlaufwerken ausbauen, die Schaltungen dafür bieten verschiedene Elektronikversandhäuser an (auch als Bausatz). Untersetzungsgetriebe kann man sich aus diversen Altgeräten ausschlachten oder können vom Modellbau bezogen werden.
Wie ich schon Anfangs sagte, würde ich die Gehäuseteile nicht mehr aus Edelstahlrohr herstellen. Deshalb gebe ich
Tipps zur Herstellung eines Montierungsgehäuses aus Aluminium-Vierkantmaterial.
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