Die Nirosta-Montierung

von Herbert Zellhuber

Mein erstes Teleskop war ein kommerzielles Newton-Spiegelteleskop 114/900 auf einer parallaktischen Montierung. Nach einem Jahr visueller Deep-Sky-Beobachtung verstärkte sich der Wunsch nach einem größeren Fernrohr. Nicht nur aus finanziellen Gründen wollte ich mir den Achtzöller selbst bauen; als Mechaniker und mit einer Drehbank im Keller habe ich gute Möglichkeiten, vieles selbst herzustellen.

Die Konstruktionskriterien waren von mir deutlich abgesteckt: Während der Planungsphase galt es, zuerst nach passendem Material für die Montierung zu suchen. Die gesamte Herstellung sollte nach Möglichkeit mit dem eigenen Werkzeug möglich sein. So kam es, dass ich in einem Schrottcontainer passende Edelstahlrohre und Blechteile fand. Damit ließen sich mit Hilfe meines Schutzgas-Schweißgerätes die Gehäuseteile für die Montierung herstellen. Für die Achslagerung verwendete ich ausgeschlachtete Kegelrollenlager (Radlager) aus einem alten Audi 80, die allerdings schon über 120.000 km gelaufen waren aber keine Verschleißerscheinungen aufwiesen. Den Stahlachsen gab ich einen Durchmesser von 35 mm. Da die Grundmaße nun vorhanden waren, begann ich mit der maßstäblichen Zeichnung. Die Schnittzeichnung bietet eine Übersicht, Bild 1 zeigt die Nirosta-Montierung in ihrem Urzustand 1994.


Zuerst begann ich mit der Herstellung der Gehäuseteile: dem Gehäuse für Polachse (5) und Gehäuse für Deklinationsachse (6). Ich schweißte mit Edelstahlschweißdraht die beiden 5mm dicken Laschen (5a) an das Gehäuse für Polachse (5). Als nächstes schweißte ich ans Gehäuse für Deklinationsachse (6) den Flansch (7) und das Abdeckrohr (8). Ich bin zwar kein besonders erfahrener Schweißer, machte aber die Erfahrung, dass Punkt-für-Punkt-Schweißen das Material weniger verziehen lässt. Hierdurch entstehen zwar keine schönen Schweißraupen, aber als ich die Nähte mit einer Flexscheibe glättete, schaute es gar nicht mehr so schlecht aus. Allerdings sehe ich jetzt, dass das WIG-Schweißverfahren günstiger gewesen wäre (weniger Verzug und schönere Schweißnähte). Die Planseiten der Gehäuseteile wurden nun abgedreht. Die Werkstücke mussten hierzu genau ausgerichtet werden, damit auch die Lager später genau fluchten. Als nächstes bearbeitete ich die vier Lagerhalter (4), in denen der Lageraußenring des Kegelrollenlager sitzt. Die Passungen müssen sehr genau stimmen, damit sich der Lagerring nicht verziehen kann.
Nun drehte ich mir die Polachse (1) und die Deklinationsachse (2). Um auch hier die Lagerflucht zu gewährleisten, wurden die Werkstücke dabei zwischen Spitzen gespannt. Das Lagerpassmaß musste genau eingehalten werden; einerseits muss sich das Lager von Hand aufschieben lassen, andererseits sollte kein unnötiges Spiel vorhanden sein. Nachdem die Gewinde geschnitten, die Nutmuttern (12) und die Grundplatte für Tubus (9) hergestellt waren, konnte das Achsenkreuz zum ersten Mal zusammengeschraubt werden. Das Ganze machte einen recht soliden Eindruck, der mich sogleich zum Weitermachen animierte.

Der Antrieb war das nächste Problem: Da ich weiterhin die Objekte über Teilkreise aufsuchen wollte, brauchte ich Schneckenräder mit 72 Zähnen. Bei einer Umdrehung der Schnecke dreht sich das Fernrohr dabei in Deklination um 5° und 20min in Rektaszension. Bringt man nun am Treibrad noch Teilstriche an, so kann man 1/6° bzw. 1min ablesen. Die Transparentfolie mit dem Koordinatengitter im Sky-Atlas und in der Uranometria ist in den selben Werten unterteilt. Leider konnte ich kein Schneckengetriebe mit 72 Zähnen auftreiben und ich war gezwungen, mir ein Zahnrad mit dieser Zähnezahl auf meiner Hobbydrehbank selbst zu fräsen. Die Schnecke (auch selbstgemacht) wird hierbei nur schräg gestellt, also nach der Geradverzahnung ausgerichtet. Es war gedacht, eine Spielfreiheit dieser Einheit durch Federdruck zu erreichen, was sich allerdings in der Praxis nicht bewährte. Das Zahnrad wird zentrisch von der Buchse für Schneckenrad (13) gehalten. Außerdem ist noch eine Rutschkupplung (16) eingebaut: federbelastete Druckbolzen (17) drücken gegen die Druckplatte (15) und es entsteht je nach Federkraft ein Haltemoment. Durch die Klemme (18) kann das Schneckenrad arretiert werden. Bild 2 zeigt das Getriebe.

Da Teilkreise benutzt werden, muss die Polachse zum Pol einigermaßen genau ausgerichtet sein. Dazu dient eine kleine Visiereinrichtung oberhalb des Polgehäuses, mit welcher der Polarstern anvisiert wird.

Jetzt brauchte ich noch die Stange für Gegengewicht (19) und entsprechende Gegengewichte. Nachdem der Träger (11) an die Grundplatte (10) geschweißt war, konnte die Montierung auf das Dreibein geschraubt werden. Das Dreibein ist ein Verbund aus Edelstahlrohren (wieder von Schrott) mit einer großen Ablage für diverses Zubehör aus Edelstahlblech. Die Beine des Dreibeins können in der Höhe leicht verstellt werden und damit den Unebenheiten des Untergrunds angepasst werden. Bild 3 zeigt die fertige Montierung auf dem Dreibein mit dem 8"-Newton.

First Light mit dem Newton 8" f/6 am 9. November 1993

Nachdem die Montierung einsatzbereit war (zuvor wurden selbstverständlich sämtliche gängigen Teile mit Mehrzweckfett geschmiert), ging es an die Erprobung im Alltag. Gelegentlich gab es Kleinigkeiten zu verbessern, z.B. arretierte ich mit einer Passschraube den Träger (11) mit der Lasche (5a), damit sich die Zentralverschraubung nicht mehr lösen konnte. In der Zeichnung ist noch die Ausgleichscheibe (23) eingezeichnet, diese ist nicht unbedingt nötig. Das Vorspannen des Kegelrollenlagers kann allein durch das Anziehen der Nutmutter mit ca. 1 mkp gelöst werden. Allerdings muss die Nutmutter dann durch Verdrehen gesichert werden, z.B. durch eine Madenschraube.

Noch kurz ein paar Hinweise zur Materialbeschaffung: Ich bezog das Material zum größten Teil aus Schrottkisten bzw. waren Reste. Deshalb lagen die Materialkosten für die Montierung unter 100.- DM. Ich rate, bei Drehereien oder anderen metallverarbeitenden Betrieben wegen Resten bzw. Schrott nachzufragen, oft bekommt man Material geschenkt.

1994 besuchte ich erstmals das ITV und stellte mein Instrument vor. Die Tatsache, dass viele Teile aus Edelstahlschrott hergestellt sind, brachte mir prompt den Spitznamen Nirosta ein.

Nach einem Jahr baute ich mir eine motorische Nachführung mit Schrittmotor über Magnetkupplung ein (Bild 4). Die Magnetkupplung war hier nötig, da ich die Objekte weiterhin über Teilkreise aufsuchte. Mit dem Einschalten der Nachführung kuppelte automatisch die Magnetkupplung ein.

Im Jahre 1997 befasste ich mich mit der Praxis der Astrofotografie. Die Montierung muss für Langzeitfotografie schnell und sicher ausgerichtet werden können, dazu benötigt man einen Polsucher. Ich bekam einen für ein paar Mark, da an diesem ein Gewinde beschädigt war. Den Polsucher konnte ich allerdings nicht, wie allgemein üblich, in die Mitte der Polachse befestigen. Deshalb schweißte ich an das Deklinationsgehäuse ein paar Rohre an (siehe Bild 7). Der Polsucher kann mit Schrauben parallel zur Polachse justiert werden.

Um die Montierung schnell und exakt ausrichten zu können, sind am Dreibein Einstellspindeln mit Kontermuttern angebracht.

Ich erkannte schnell, dass ein großes Schneckenrad bei der Fotografie seine Vorteile hat. Ich hatte im Keller schon längere Zeit einige Schneckenräder rumliegen, die ich mal aus Schrottgeräten ausgeschlachtet hatte. Die Zahnflanken waren zwar kaum eingelaufen, aber dummerweise hatten diese Räder eine Ausfräsung und ich musste ein Segment aus einem anderen Schneckenrad einpassen (siehe Bild 6).

In Deklination baute ich zusätzlich einen spielfreien, federbelasteten Tangentialarm ein, um damit feinste Korrekturen mit dem Handtaster vornehmen zu können (Bild 8). Ebenso wurde die Rutschkupplung umgebaut. Sie ist nun stufenlos einstellbar. Außerdem versteifte ich die Rohrschellen für das Newton-Teleskop 200/1200 und entfernte die Laufgewichte, die sich doch nicht so gut bewährten. Das Aufsuchen der Objekte über Teilkreise wurde mittlerweile aufgegeben, ich bevorzuge nun den Starhop mit Computer-Aufsuchkarten.

Die Montierung mit dem Polsucher usw. - statt des Polsucher-Fernrohrs ist hier eine mittig durchbohrte Peilvorrichtung eingesetzt.

Der federbelastete Tangentialarm in Deklination, der mit einer Spindel über das große Zahnrad verstellt wird. Oben im Blechgehäuse ist die Elektronik für den Schrittmotor untergebracht.

Mittlerweile kann ich die Nirosta-Montierung auch auf die Säule stellen und mit der gleichen elektronischen Steuerung betreiben wie die Nirosta-II-Montierung.

Gelegentlich gestellte Fragen

Frage 1: Welches Fett wird für die Montierung verwendet und wie kann man feststellen, ob ein Fett für diese Anwendung geeignet ist?
Bei dieser Montierung nehme ich Mehrzweckfett, wie es im Kfz-Bereich üblich ist. In der Regel haben solche Fette eine ausreichende Qualität. Das Fett darf bei niedrigen Temperaturen nicht zu steif werden. Um die Viskosität verschiedener Fette zu testen, führte ich folgenden Versuch durch: Ich nahm eine Edelstahlstange im Ø 8mm, solche Stangen sind sehr genau geschliffen. In meiner Schrottkiste fand ich einige Messingbuchsen im Innendurchmesser 8mm. Diese Buchsen fettete ich und schob sie auf die Stange. Durch Drehen der Buchsen konnte ich die Viskosität von Mehrzweckfett, spezielles Wälzlagerfett und MoS2 (Schmierfett für Gleichlaufgelenke im Kfz-Bereich) vergleichen. Dabei stellte ich fest, dass sich das Mehrzweckfett ähnlich dem Wälzlagerfett verhält; das MoS2 war hierbei ein wenig steifer. Nun legte ich die Stange ins Gefrierfach und ließ sie auf -15°C abkühlen. Das Mehrzweckfett verhielt sich wieder ähnlich dem Wälzlagerfett, beide Fette wurden durch die Abkühlung etwas steifer; das MoS2 war hierbei wieder ein wenig steifer als die beiden anderen.

Frage 2: Wie genau muss die Lagerflucht bei Kegelrollenlager eingehalten werden?
Im SKF-Hauptkatalog ist zu lesen, dass bei Kegelrollenlager eine Schiefstellung bis zu 4 Winkelminuten erlaubt sind - bei geringer Belstung und niedriger Drehzahl sind sogar auch größere Schiefstellungen möglich.
Ich habe die Lagerflucht an der Nirosta-Montierung noch nicht ausgemessen, bin mir aber ziemlich sicher, dass sie nicht hundertprozentig stimmt. Irgendwie scheinen sich Kegelrollenlager aber tolerant gegen leichte Unregelmäßigkeiten zu verhalten. Ich fotografierte schon recht viel mit dieser Montierung, ein nachteiliges Verhalten der Lager konnte ich bislang nicht feststellen.

Baubeschreibung mit technischen Zeichnungen für die Nirosta-Montierung mit 50mm-Achsen
Erster Nachbau der Nirosta-Montierung mit 50mm-Achsen von Karl und Michael Kaut

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