DE1039252B

DE1039252B - Storage for telescope mirror

Info

Publication number: DE1039252B
Application number: DEA26247A
Authority: DE
Inventors: Martin John
Original assignee: Askania Werke AG
Current assignee: Askania Werke AG
Priority date: 1956-12-19
Filing date: 1956-12-19
Publication date: 1958-09-18

Description

Lagerung für Fernrohrspiegel Bei größeren astronomischen. Spiegelteleskopen liegt die Notwendigkeit vor, die Spiegel im Fernrohr so zu lagern, daß ihre Deformation vermieden. wird. Derartige störende elastische oder unelastische Verformungen des Spiegelprofils können sowohl durch das Eigengewicht des Spiegelkörpers als auch durch thermische Einflüsse verursacht werden. Da. es - wie man lange weiß - nicht möglich ist, durch Auflage des Spiegelkörpers auf eine ebene Unterlage Verformungen des Spiegelprofils zu verhindern, sind Spiegellagerungen ersonnen worden, bei denen die profilverformenden Einflüsse weitgehend unwirksam gemacht sind.Storage for telescopic mirrors For larger astronomical ones. Reflecting telescopes there is a need to store the mirrors in the telescope in such a way that their deformation avoided. will. Such disruptive elastic or inelastic deformations of the Mirror profile can both by the weight of the mirror body as well caused by thermal influences. There. it - as we have known for a long time - not it is possible to deform by placing the mirror body on a flat surface To prevent the mirror profile, mirror bearings have been devised where the profile-deforming influences are largely rendered ineffective.

So sind beispielsweise in neuerer Zeit auf hydraulischen Prinzipien, beruhende Spiegellager bekanntgeworden, die, jedoch in Anbetracht des notwendigen Aufwandes und unter Berücksichtigung der immer bestehenden Forderung nach einer andauernden zuverlässigen Wirkungsweise als zu kompliziert erscheinen. Darüber hinaus ist es bei vielen Lagerungen nicht ohne weiteres möglich, die Spiegelaufnahme in statisch bestimmter Weise herbeizuführen; denn der Spiegel soll an seiner Rückseite gleichzeitig an. möglichst vielen ausgesuchten Punkten derart unterstützt werden, daß Durchbiegungen der optisch wirksamen Spiegelfläche zwischen den einzelnen Lagerstellen mit Sicherheit einen unschädlichen Betrag annehmen.For example, more recently, hydraulic principles based mirror bearings became known, which, however, in view of the necessary Effort and taking into account the always existing requirement for a long-term reliable mode of operation appear to be too complicated. Furthermore it is not easily possible with many bearings to mount the mirror in to bring about a statically definite way; because the mirror should be on its back at the same time. as many selected points as possible are supported in such a way that that deflections of the optically effective mirror surface between the individual bearing points accept a harmless amount with certainty.

:\Tach einem anderen bekannten Vorschlag wird die Spiegelrückseite durch ein gasförmiges Medium, das unter entsprechendem Druck steht, abgestützt. Die Anwendung dieses Lagerprinzips ist jedoch auf dünne Spiegel gleichmäßiger Dicke beschränkt, wobei der Nachteil eintritt, daß sich die optisch wirksame Spiegelfläche bei horizontal liegender Spiegelachse dennoch verformt. Zur Beseitigung dieser Nachteile sollen nach diesem bekannten Vorschlag besondere gasförmige Stützmedien hoher Wichte herangezogen werden, so daß also eine einwandfreie Funktion der Spiegellagerung über größere Zeiträume nicht mehr gewährleistet erscheint oder doch nur unter Inkaufnahme eines größeren apparativen Aufwandes möglich ist.: \ According to another well-known suggestion, the back of the mirror is supported by a gaseous medium that is under corresponding pressure. However, this bearing principle can be applied to thin mirrors of uniform thickness limited, with the disadvantage that the optically effective mirror surface nevertheless deformed when the mirror axis is horizontal. To eliminate these disadvantages should according to this known proposal special gaseous supporting media of high density are used, so that a perfect function of the mirror bearing no longer appears to be guaranteed over longer periods of time or at least only with acceptance a larger expenditure on equipment is possible.

Aufgabe der vorliegend beschriebenen Erfindung ist es, ein nach an sich bekannten mechanisch. wirksamen Prinzipien. aufgebautes Spiegellager zu verbessern, wobei gleichzeitig Spiegel, die ein abnehmbares und zulässiges Verhältnis von Spiegeldurchmesser zu Spiegeldicke aufweisen, unabhängig von der einschränkenden Forderung nach einer konstanten Spiegeldicke, lagerbar sein sollen. Es handelt sich dabei um eine Variante solcher Lager, bei denen der Spiegelkörper an einzelnen geeignet ausgewählten Punkten seiner Rückseite unterstützt wird. Solche Lager resultieren aus den Bemühungen um die Beseitigung jener Unzulänglichkeiten, die bei der einfachen ebenen Auflage des Spiegels eintreten. Zwecks Vermeidung bzw. Reduzierung der in diesem Fall vorhandenen thermischen Einflüsse unterstützte man bekanntlich den Spiegelkörper lediglich an einzelnen diskreten Punkten seiner Rückseite und wurde so bei Beachtung gewisser einfacher Voraussetzungen weitgehend frei von thermisch bedingten Verspannungen des Spiegels.The object of the present invention is to provide an after known each other mechanically. effective principles. to improve built-up mirror bearings, at the same time mirrors that have a removable and permissible ratio of mirror diameter to have mirror thickness, regardless of the restrictive requirement for a constant mirror thickness, should be storable. It is a variant those bearings in which the mirror body is at individual, suitably selected points its back is supported. Such camps result from efforts to the elimination of those shortcomings that were inherent in the simple, flat support of the Enter the mirror. In order to avoid or reduce the existing ones in this case As is well known, the mirror body was only supported by thermal influences individual discreet points on its back and became more certain when observed simple prerequisites largely free of thermally induced stresses of the mirror.

Die ursprünglichen Lager dieser Art wurden weiter vervollkommnet, indem diese »Mehrpunkt«-Lagerung mit ihren noch nicht gänzlich beseitigten. Möglichkeiten zur Spiegelverformung in eine »Einpunkt«-Lagerung verwandelt wurde. Bei derartigen Lagern ruht der Spiegel auf mehreren Unterstützungspunkten, die jedoch unter Verwendung eines Systems von Hebeln und Trageplatten so weit zusammengefaßt werden, daß das gesamte Spiegelgewicht schließlich von einem einzigen Punkt der Fassungsplatte aufgenommen wird. Es entstehen so Anordnungen, in denen die Spiegel- im Instrument nur schwer justierbar sind, so daß in weiterer Verbesserung Spiegellager vorgeschlagen wurden, bei denen der Spielkörper im wesentlichen wieder an drei Stellen seiner Rückseite unterstützt wird, um diese Unterstützungsstellen jedoch gleichmäßig Hebelmechanismen verteilt werden, deren Drehachsen an der Fassungsfläche parallel zur Ebene des Spiegels angeordnet sind, wobei über die Hebel die an den Unterstützungspunkten auftretenden Lagerdrücke mittels Gegengewichte unabhängig von, der Neigung der optischen Achse des Fernrohrs gegen die Horizontalebene kompensiert werden.The original camps of this type were further perfected, by not completely eliminating this "multipoint" bearing with theirs. options was transformed into a "one-point" bearing for mirror deformation. With such The mirror rests on several support points, which, however, are supported a system of levers and support plates are so far summarized that the The entire weight of the mirror was finally absorbed by a single point on the mounting plate will. This creates arrangements in which the mirror in the instrument is difficult are adjustable, so that mirror bearings have been proposed as a further improvement, in which the game body is essentially back in three places on its back is supported to these support points but equally lever mechanisms are distributed whose axes of rotation on the mount surface parallel to the plane of the mirror are arranged, with the levers occurring at the support points Bearing pressures by means of counterweights independent of the inclination of the optical axis of the telescope can be compensated against the horizontal plane.

Die Erfindung geht aus von einer Lagerung für Fernrohrspiegel, insbesondere für schwere Spiegel größeren Durchmessers, bei der der Spiegelkörper an einzelnen geeignet ausgewählten. Punkten seiner Rückseite unterstützt ist und die vom Eigengewicht des Spiegels herrührenden, von der Neigung des Spiegels gegen die Horizontalebene abhängigen, auf die Unterstützungspunkte einwirkenden Kräfte mittels einzelner, den Unterstützungspunkten zugeordneter Kompensationskräfte, die durch ein Gegengewicht erzeugt werden, kompensiert werden.The invention is based on a mounting for telescopic mirrors, in particular for heavy mirrors of larger diameter, where the mirror body is attached to individual appropriately selected. Points its back is supported and that of its own weight of the mirror resulting from the inclination of the mirror against the Horizontal plane dependent, acting on the support points by means of forces individual compensation forces assigned to the support points, which are caused by a counterweight can be generated, compensated.

Zur Verbesserung derartiger Lageranordnungen, mit denen gleichzeitig eine Möglichkeit zur einfacheren Randabstützung des Spiegels geschaffen werden soll, werden erfindungsgemäß den einzelnen Unterstützungspunkten des Spiegelkörpers in statisch bestimmter Weise Hebelsysteme zugeordnet und diese Systeme zu einem Gesamthebelsystem derart zusammengefaßt, daß die vom Gegengewicht herrührenden Kompensationskräfte den von der Spiegelmasse herrührenden Kräften unabhängig von der Lage des Spiegels das Gleichgewicht halten.To improve such bearing arrangements, with which at the same time a possibility for easier edge support of the mirror is to be created, are according to the invention the individual support points of the mirror body in statically a certain way assigned to lever systems and these systems to an overall lever system summarized in such a way that the compensation forces originating from the counterweight the forces resulting from the mirror mass regardless of the position of the mirror keep your balance.

An Hand der Fig. 1 und 2, denen gleichzeitig weitere in den Ansprüchen gekennzeichnete Erfindungsmerkmale zu entnehmen sind, soll die Erfindung näher erläutert werden.With reference to Figs. 1 and 2, which at the same time more in the claims Characterized features of the invention can be found, the invention is to be explained in more detail will.

In dem Lagerteil 1 (Fig. 1) eines in seinen weiteren Einzelheiten nicht näher dargestellten Spiegelteleskops ist der Spiegelkörper 2 an einzelnen geeignet ausgewählten Punkten sowohl seines Randes, z. B. bei 3, als auch seiner Rückseite, z. B. bei 4 und 5, unterstützt. Die Lagerpunkte 4 und 5 sind über einebrückenartigeAnordnung6 zusammengefaßt und wirken auf den kurzen Hebelarm des zweiarmigen Hebels 7, der um eine parallel zur Spiegelebene liegende Achse 8 drehbar gelagert ist, ein. Das andere Ende des Hebels 7 ist über ein Gelenk mit einer Stange 9 verbunden, die ihrerseits mit einer Platte 10 beweglich verbunden ist. Auf die Platte 10 wirkt bei Neigung des Fernrohrs das in Richtung der optischen Achse bewegliche, z. B. auf einem Kugellager geführte Gegengewicht 11 ein, das die zur Stützung des Spiegelkörpers aufzubringende Kompensationskraft liefert, die über das Hebel- und Gelenksystem auf die einzelnen Lagerpunkte übertragen wird. Gleichzeitige Hebelsysteme sind für die übrigen, nicht näher bezifferten und auch in ihrer Gesamtheit nicht dargestellten Lagerstützen vorgesehen, so daß die auf das Lager drückenden, von der Spiegelmasse herrührenden Kräfte unabhängig von der Neigung des Spiegels gegen die Horizontalebene jederzeit kompensiert werden.In the bearing part 1 (Fig. 1) of a mirror telescope not shown in its further details, the mirror body 2 is at individual suitably selected points both its edge, for. B. at 3, as well as its back, z. B. at 4 and 5, supported. The bearing points 4 and 5 are combined via a bridge-like arrangement 6 and act on the short lever arm of the two-armed lever 7, which is rotatably mounted about an axis 8 lying parallel to the mirror plane. The other end of the lever 7 is connected via a joint to a rod 9, which in turn is movably connected to a plate 10. When the telescope is tilted, the plate 10 which is movable in the direction of the optical axis, e.g. B. a counterweight 11 guided on a ball bearing, which supplies the compensation force to be applied to support the mirror body, which is transmitted to the individual bearing points via the lever and joint system. Simultaneous lever systems are provided for the remaining, unspecified and not shown in their entirety bearing supports, so that the forces exerted on the bearing and originating from the mirror mass are compensated at any time regardless of the inclination of the mirror against the horizontal plane.

Die spezielle Verbindung der Platte 10 und de` Gegengewichts 11 ergibt sich aus der in vielen Fällen vorhandenen Notwendigkeit, dem Betrachter von der Rückseite des Lagers her durch den Spiegelkörper hindurch Zugang für Justierzwecke zu verschaffen. Es ist deshalb das Gewicht 11 zentrisch durchbohrt. Dieses Vorgehen ist - wenn auch zweckmäßig -jedoch ohne Bedeutung für die Funktion der Lagerung. Die auch senkrecht zur optischen Achse des Fernrohrs bewegliche Platte 10 bringt jedoch den Vorteil, daß statische Überbestimmungen, die aus kleinen Fehlabmessungen der Hebelsysteme oder einer nicht in die optische Achse fallenden Führung des Gewichts 11 herrühren können und die zu ungleichmäßigen Kräfteverteilungen auf die einzelnen Lagerpunkte Anlaß geben, sicher vermieden werden.The special connection between the plate 10 and the counterweight 11 results from the need, which is present in many cases, to provide the viewer from the rear of the bearing through the mirror body with access for adjustment purposes. It is therefore the weight 11 pierced centrally. This procedure is - albeit expedient - but irrelevant for the function of the bearing. The plate 10 , which can also be moved perpendicular to the optical axis of the telescope, has the advantage that static over-determinations, which can result from small incorrect dimensions of the lever systems or a guide of the weight 11 that does not fall into the optical axis, and which can lead to uneven distribution of forces on the individual bearing points give, sure to be avoided.

Es ist einzusehen, da.ß die dem Erfindungsvorschlag entsprechende Lagerung in zahlreichen Variationen ausgeführt werden kann.It can be seen that the corresponding to the proposed invention Storage can be carried out in numerous variations.

Es kann z. B. in weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens der Spiegel nicht nur an seiner Rückseite, sondern auch an seinem Umfang über Hebelsysteme abgestützt werden. So wirkt die bei entsprechender Lage des Fernrohrs auf die Stütze 3 einwirkende Kraft auf das Hebelsystem 12 ein, das um ein Kugelgelenk 13 beweglich ist. Der Hebelarm 12 steht über einen Ringkörper 14 mit dem Gegengewicht 11 in beweglicher Verbindung, wobei der Ringkörper 14 in seiner Mitte den durchbohrten Zapfen 15 trägt, auf dem das Gegengewicht 11 mittels eines Kugellagers praktisch reibungsfrei geführt ist. In gleicher Weise wirken die übrigen Randstützen des Spiegels über gleichartige Hebelsysteme, die rotationssymmetrisch um die optische Achse verteilt sind, auf den Ringkörper 14, so daß in dieser Anordnung das Gegengewicht 11 nicht nur zur Kompensation der bei der entsprechenden Fernrohrlage auf der Spiegelrückseite wirksam werdenden Kräfte, sondern gleichzeitig zur Kompensation der in Richtung eines Spiegeldurchmessers auftretenden Lagerdrücke dient.It can e.g. B. in a further development of the inventive concept of the mirror not only supported on its back, but also on its circumference via lever systems will. Thus, when the telescope is in the appropriate position, the one acting on the support 3 acts Force on the lever system 12, which is movable about a ball joint 13. The lever arm 12 is movably connected to the counterweight 11 via an annular body 14, wherein the ring body 14 carries in its center the pierced pin 15 on which the counterweight 11 is guided practically without friction by means of a ball bearing. The other edge supports of the mirror act in the same way via similar ones Lever systems that are distributed rotationally symmetrically around the optical axis the ring body 14, so that in this arrangement the counterweight 11 not only for Compensation is effective for the corresponding telescope position on the rear of the mirror forces, but at the same time to compensate for the direction of a mirror diameter occurring bearing pressures is used.

Es ergibt sich hierdurch bei einem gemäß der Erfindung ausgebildeten Lager eine nicht unwesentliche Reduzierung der zur Kompensation aller Lagerdrücke notwendigen Massen, wobei der gesamte Spiegelkörper in jeder Fernrohrlage leicht justierbar ist und gleichzeitig ohne besonderen Kraftaufwand ständig in seiner Sollage gehalten, werden kann.This results in a designed according to the invention Bearing a not insignificant reduction in to compensate for all bearing pressures necessary masses, whereby the entire mirror body is light in every telescope position is adjustable and at the same time constantly in its target position without any special effort can be held.

Die Fig. 2 zeigt eine zweckmäßige, die Zusammenfassung verschiedener Lagerpunkte betreffende Weiterbildung des Ausführungsbeispieles der Fig. 1.Fig. 2 shows an expedient, the summary of various Further development of the exemplary embodiment in FIG. 1 relating to bearing points.

Es handelt sich hier um eine Anordnung, bei der für die Spiegelrückseite achtzehn Lagerpunkte vorgesehen sind. Je drei der Lagerstützen sind auf einer starren. Trageplatte, z. B. 20 und 21, angeordnet, die ihrerseits paarweise auf einer Traverse, z. B. 23, ruhen. Die Traverse 23 ist an den kurzen Hebelarm eines Hebels 24, der entsprechend. der Anordnung der Fig. l um eine zur Spiegelachse parallel liegende Achse 25 drehbar gelagert ist, aasgelenkt. Dabei wirken die sechs den Platten 20 und 21 angehörenden Lagerstützen in ihrer Gesamtheit über das beschriebene, in sich bewegliche System auf den Hebel 24 ein. Die restlichen zwölf Lagerstützen sind gleichartig zusammengefaßt, so daß schließlich wieder wie in Fig. 1 die Kompensation mittels eines einzigen Gegengewichts erfolgen kann. Die Randabstützung des Spiegels ist in einer der Fig. 1 entsprechenden Weise ausgeführt.This is an arrangement in which eighteen bearing points are provided for the rear of the mirror. Three of the bearing supports are on a rigid one. Support plate, e.g. B. 20 and 21 arranged, which in turn in pairs on a traverse, z. B. 23, rest. The traverse 23 is on the short lever arm of a lever 24, which accordingly. the arrangement of Fig. 1 is rotatably mounted about an axis 25 lying parallel to the mirror axis, aasgelenken. The six bearing supports belonging to the plates 20 and 21 act in their entirety on the lever 24 via the described, inherently movable system. The remaining twelve bearing supports are grouped together in the same way, so that finally, as in FIG. 1, compensation can be effected by means of a single counterweight. The edge support of the mirror is designed in a manner corresponding to FIG.

Das in den Fig. 1 und 2 beschriebene, den Spiegel 2 abstützende Hebelsystem ist so ausgebildet, daß die Abstützung in statisch bestimmter Weise erfolgt, wodurch jegliche im Hebel- bzw. Gelenksystem zu suchenden Verspannungsmöglichkeiten am Spiegel vermieden werden.The lever system described in FIGS. 1 and 2 supporting the mirror 2 is designed so that the support takes place in a statically specific manner, whereby any tension possibilities to be sought in the lever or joint system on the mirror be avoided.

Es ist ersichtlich, daß man bei der Ausführung des Erfindungsvorschlages nicht an das in den Fig.1 und 2 beschriebene Vorgehen gebunden ist, vielmehr kann man z. B. die Anzahl der Lagerpunkte in. entsprechender Weise erhöhen oder den Vorschlag in anderen konstruktiven Varianten, die ihrerseits den unterschiedlichen Anforderungen genügen können. realisieren.It can be seen that when carrying out the inventive proposal is not bound to the procedure described in FIGS. 1 and 2, but can one z. B. increase the number of storage points in. Corresponding manner or the proposal in other design variants, which in turn meet the different requirements can suffice. realize.

Claims

PATENT APPROACH: 1. Storage for telescopic mirrors, especially for Heavy mirrors of larger diameter, in which the mirror body is selected Points its back is supported and the weight of the mirror itself originating from the inclination of the mirror relative to the horizontal plane " Forces acting on the support points by means of individual support points assigned compensation forces, generated by a counterweight are, are compensated, characterized in that the individual support points of the mirror body are assigned in a statically specific manner and lever systems these systems are combined to form an overall lever system in such a way that the from Compensation forces originating from the counterweight are those originating from the mirror mass Forces independent of. balance with the position of the mirror.

2. Storage according to claim 1, wherein the mirror body both at points on its rear side and its edge is also supported by lever systems, characterized in that the Counterweight both to compensate for in the direction of the optical axis on the Support points acting forces as well as those forces acting on occur at the edge bearing points.

3. Storage according to claim 2, characterized in that that the compensation forces are generated by a weight on a to optical axis of the telescope parallel axis is movably guided.

4. Storage according to claim 3, characterized in that this is preferably done by using Ball bearings movably guided counterweight is mounted on a pin, the part of an annular body on which the lever systems serving to support the edge with their free lever arms are movably mounted.

5. Storage according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that three of the mirror mounting provided supports summarized on a support plate in a manner known per se to which the compensation weight comes from. Forces via the lever or Act on the joint system. Publications considered: German patent specification No. 878 870; French patent specification No. 987 988.