Dreibein kontra Säule

von Herbert Zellhuber

Für die Nirosta-Montierung baute ich damals ein Dreibein aus Edelstahlrohren Ø 30mm mit einer großen Ablage (Bild 1 rechts). Die Montierung wird mittig mit dem Dreibein verschraubt. Um die Montierung zur Astrofotografie schnell und genau ausrichten zu können, sind unten drei Spindelschrauben mit Kontermuttern angebracht.
Für die Nirosta-II-Montierung konstruierte ich eine Säule, ebenfalls aus Edelstahl (Bild 1 links). Der Grund, warum ich mich diesmal für eine Säule entschied, war folgender: Beim Dreibein stößt leider gelegentlich der 8"-Tubus an, egal wie auch immer man das Dreibein ausrichtet. Mit der Säule kann ohne Einschränkungen der komplette Himmel angefahren werden. An die Säule Ø 115mm sind unten drei 60mm-Vierkantrohre angeschweißt. Sie hat ebenfalls eine Mittenverschraubung und drei Spindeln zum genauen Ausrichten.

Mit beiden Konstruktionen bin ich eigentlich recht zufieden. Mittlerweile interessierte mich jedoch, welche der beiden sich vom Schwingungsverhalten besser verhalten. Dazu gibt es eine einfache Methode zum Testen: Ich montierte den Achtzöller, richtete ihn auf eine Baumgruppe oberhalb eines Hügels aus und beobachtete durch ein Fadenkreuzokular. Ich nahm eine Stoppuhr zur linken Hand und klopfte mit der rechten Hand von oben zwischen beiden Rohrschellen - also am Schwerpunkt - gegen den Tubus. Beim Blick durchs Fadenkreuzokular ermittelte ich die Zeit, bis der Tubus ausgeschwungen war (siehe Bild 2). Anhand einer Messreihe mit jeweils zehn Versuchen stellte ich fest, dass der Tubus beim Dreibein durchschnittlich in 2 Sekunden ausgeschwungen war, wobei es bei der Säule 4 Sekunden dauerte.

Ich stellte mir die Frage, warum wohl das Dreibein vom Schwingungsverhalten besser abschneidet. Deshalb dachte ich mir eine Methode aus, mit der ich die Steifigkeit von Säule und Dreibein ausmessen konnte. Auf der Seite Kann man Stabilität messen? versuche ich ich mit ein paar kleinen Experimenten das Prinzip der Steifigkeitsmessung dem Laien näher zu bringen.


Das Dreibein und die Säule weisen eine gewisse Verdrehsteifigkeit auf, zusätzlich sind sie einem seitlichen Kippmoment ausgesetzt. Wenn das Fernrohr mit Montierung und Ausgleichgewichten aufgesetzt ist, wirkt zusätzlich eine Druckbelastung. Diese Belastungen lassen sich messen. So kann man die Verdrehsteifigkeit feststellen, in dem man mit beiden Händen den Polblock umfasst und diesen zu drehen versucht (Bild 3). Es wird dort also ein gewisses Drehmoment erzeugt. Den Grad der Verdrehung kann man mit einer Messuhr feststellen. Hierzu montierte ich ein Blech zwischen Montierung und Dreibein bzw. Säule und die Messuhr befestigte ich auf ein Fotostativ. Ein genaueres Messergebnis ist möglich, wenn man wie auf Bild 4 vorgeht. Hier wird gleichmäßig mit beiden Fingern das Drehmoment erzeugt. Als Messergebnis konnte ich folgendes festhalten: Bei der Säule schlug die Messuhr 0,02mm aus - beim Dreibein 0,08mm. Es ist somit ersichtlich, dass die Säule um ein vierfaches verdrehsteifer ist.

Nun machte ich mich ans Messen der Kippfestigkeit: Wie auf Bild 5 gezeigt, liegt dieses Mal die Messuhr am Polblock an. Durch Daumendruck gegen den Polblock ist ein Ausschlagen der Messuhr feststellbar. Genauer kann das Messergebnis mit einer Federwaage ermittelt werden. Mit 15 N drückte ich gegen den Polblock. Das Ergebnis war, dass bei der Säule 0,015mm und beim Dreibein 0,005mm gemessen wurde. Hiermit stand fest, dass das Dreibein eine dreimal höhere Kippfestigkeit besitzt.

Als weiteres interessierte mich, wie beide sich bei Druckbelastung verhalten. Dazu baute ich die Montierung ab und durch Druck von oben mit beiden Daumen simulierte ich ein Gewicht von 15 kg (was ich mittels einer Personenwaage verglich). Das Dreibein gab 0,005mm nach und die Säule immerhin 0,03mm - also ist die Drucksteifigkeit bei der Säule um ein sechsfaches geringer.

Fazit:
Wie man an den Vergleichsmessungen erkennen kann, ist die Kippfestigkeit bei der Säule dreimal geringer als beim Dreibein. Vor allem diese ist dafür verantwortlich, dass bei der Säule das Ausschwingen doppelt so lange dauert. Aber auch die sechsmal geringere Drucksteifigkeit zeigt, dass die Säule gegenüber dem Dreibein im Nachteil ist. Die viermal höhere Verdrehsteifigkeit der Säule konnte diesen Vorteil beim Schwingungsverhalten nicht ausspielen.

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