DE1039253B

DE1039253B - Frame mounting for astronomical telescopes

Info

Publication number: DE1039253B
Application number: DEA27226A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Christoph Kuehne
Original assignee: Askania Werke AG
Current assignee: Askania Werke AG
Priority date: 1957-05-25
Filing date: 1957-05-25
Publication date: 1958-09-18

Description

Rahmenmontierung für astronomische Fernrohre Für die Aufhängung und Führung astronomischer Instrumente, insbesondere großer Refraktoren und Schmidt-Teleskope, pflegt man heute im wesentlichen drei verschiedene Montierungen zu verwenden, nämlich die Gabelmontierung, die englische Kreuzachsenmontierung und die Rahmenmontierung. Jeder dieser drei Montierungen haften gewisse Vor- und Nachteile an. So wird beispielsweise bei der Gabelmontierung als vorteilhaft empfunden, daß die Stundenachse um 360° beweglich ist, die Führungsfernrohre eines Teleskops bei dieser Montierung gut dem Beobachter zugänglich sind und die gesamte zu bewegende Masse gering ist. Nachteilig jedoch macht sich der geringe Abstand der Lagerpunkte an der Stundenachse bemerkbar. Weitere Nachteile sind in der geringen Steifigkeit der Montierung, der Unsymmetrie des Schwerpunktes gegenüber den Lagern der Stundenachse und in der Unmöglichkeit der Vollkreisdrehung der Deklinationsachse zu erblicken. Bei der englischen Kreuzachsenmontierung ist es wohl möglich, die Deklinationsachse um 360° zu bewegen, jedoch zeichnet sie sich im allgemeinen durch eine schlechte Zugänglichkeit der Führungsfernrohre aus. Daneben ist der Schwerpunkt wieder unsymmetrisch gegenüber den Lagern der Stundenachse angeordnet, und es ergibt sich für die gesamte Montierung eine verhältnismäßig große Bauhöhe, wobei gleichzeitig die Vollkreisdrehung der Stundenachse unmöglich ist. Dagegen ist die Vollkreisdrehung der Deklinationsachse möglich und die ganze Anordnung indifferent gegen Durchbiegungen der Stundenachse.Frame mounting for astronomical telescopes For suspension and Guided tour of astronomical instruments, especially large refractors and Schmidt telescopes, Today one generally uses three different mounts, namely the fork mount, the English cross axis mount and the frame mount. Each of these three mounts has certain advantages and disadvantages. For example When mounting the fork it was found to be advantageous that the hour axis rotated through 360 ° is movable, the telescope guide telescope with this mount is good Observer are accessible and the total mass to be moved is low. Disadvantageous however, the small distance between the bearing points on the hour axis is noticeable. Further disadvantages are the low rigidity of the mount, the asymmetry the center of gravity opposite the camps of the hour axis and in the impossibility the full circle rotation of the declination axis. With the English cross axis mount it is possible to move the declination axis by 360 °, but it draws are generally characterized by poor accessibility to the guide telescopes. In addition, the center of gravity is again asymmetrical in relation to the bearings of the hour axis arranged, and there is a relatively large one for the entire mount Construction height, whereby at the same time the full circle rotation of the hour axis is impossible. In contrast, the full circle rotation of the declination axis is possible and the whole arrangement indifferent to sagging of the hour axis.

Bei der Wahl einer Rahmenmontierung für die Aufhängung und Führung astronomischer Instrumente macht sich vorteilhaft der große Abstand der Lager der Stundenachse, die Symmetrie des Schwerpunktes zwischen den Lagern der Stunden- und der Deklinationsachse sowie die vollkommene Indifferenz gegen Durchbiegungen der Stundenachse und der Deklinationsachse bemerkbar. Als nachteilig wird die schlechte Zugänglichkeit der Führungsfernrohre, die große zu bewegende Masse und die Unmöglichkeit der Vollkreisdrehung der Stunden- und der Deklinationsachse empfunden. Darüber hinaus ist es bei einer Rahmenmontierung unmöglich, mit dem astronomischen Fernrohr Polbeobachtungen vorzunehmen. Der Gabelmontierung und der englischen Kreuzachsenmontierung haftet ferner der Nachteil an, daß eine unvermeidbare Durchbiegung die Lage der optischen Achse des Fernrohrs beeinflußt. Durchbiegungsänderungen während der Nachführung des Instrumentes haben eine scheinbare Auswanderung des Sterns im Gesichtsfeld zur Folge, so daß der Beobachter gezwungen ist, während der Aufnahmedauer laufend das Instrument zu überwachen und dessen Lage zu korrigieren. Eingehende Untersuchungen dieser scheinbaren Auswanderung zeigen, daß die über den Beobachtungsraum Bemittelte maximale Auswanderungsgeschwindigkeit für die Gabelmontierung bei etwa 40°, bei der englischen Kreuzachsenmontierung bei etwa 50° Polhöhe liegt. Es läßt sich unter gewissen Annahmen und Voraussetzungen bei derartigen Montierungen eine Grenzpolhöhe angeben, oberhalb derer eine Gabelmontierung und unterhalb derer eine englische Kreuzachsenmontierung vorzuziehen wäre. Die Rahmenmontierung ist in den letzten Jahren kaum noch verwendet worden. Offensichtlich wiegen die Nachteile der N ichtbeobachtbarkeit des Pols und die Beschränkung in der Deklinationsbewegung so schwer, als daß man an deren Stelle nicht eine Kreuzachsenmontierung gewählt hätte.When choosing a frame mount for suspension and guidance Astronomical instruments are advantageous because of the large distance between the bearings Hour axis, the symmetry of the center of gravity between the bearings of the hour and of the declination axis as well as the complete indifference to deflection of the The hour axis and the declination axis are noticeable. The bad one becomes disadvantageous Accessibility of the guide telescopes, the large mass to be moved and the impossibility the full circle rotation of the hour and declination axes. Furthermore If the frame is mounted, it is impossible to observe the pole with the astronomical telescope to undertake. The fork mount and the English cross axis mount adheres also the disadvantage that an unavoidable bending the position of the optical The axis of the telescope is affected. Changes in deflection during tracking of the instrument have an apparent emigration of the star in the field of view Result, so that the observer is forced to keep the Monitor the instrument and correct its position. In-depth investigations this apparent emigration show that those who were well-to-do over the observation room maximum emigration speed for the fork mount at about 40 °, at the English cross axis mount is at about 50 ° pole height. It can be found under certain assumptions and prerequisites for such mountings a limit pole height indicate above which a fork mount and below which an English one Cross-axis mount would be preferable. The frame assembly is in the last Hardly used for years. Obviously, the disadvantages of non-observability outweigh this of the pole and the restriction in the declination movement so difficult that one would not have chosen a cross-axis mount instead.

Allen genannten Montierungen haftet noch der gemeinsame Nachteil an, daß während der Stundenbewegung die Okulare der Führungsfernrohre verhältnismäßig großeWege zurücklegen. Der Beobachter ist also gezwungen, laufend seinen Standort zu wechseln, ein Umstand, der insbesondere dann als störend empfunden wird, wenn mit dem Fernrohr ein Stern aufgesucht wird oder die Okulare nur über mehr oder weniger schwerfällige Stühle dem Beobachter zugänglich sind.All of the above mounts have the common disadvantage, that during the hour movement the eyepieces of the guide telescopes are relatively to travel long distances. The observer is therefore forced to keep track of his position to change, a circumstance that is particularly annoying when a star is sought with the telescope or the eyepieces only more or less cumbersome chairs are accessible to the observer.

Zur Behebung derjenigen Nachteile, die sich aus der Nichtbeobachtbarkeit des Pols und der Beschränkung der Deklinationsbewegung des Fernrohrs ergeben, ist deshalb bereits eineRahmenmontierung vorgeschlagen worden, bei der die Deklinationsachse des Fernrohrs im Abstand von der Stundenachse derart angeordnet ist, daß beide Achsen keinen gemeinsamen Schnittpunkt aufweisen, wobei derAbstand der beiden Achsen voneinander so ausgewählt wurde, daß die Achse des Fernrohrs in Richtung des Pols parallel zur Stundenachse ausgerichtet werden konnte.To remedy the disadvantages resulting from the unobservability of the pole and the limitation of the declination movement of the telescope therefore a frame mounting has already been proposed in which the declination axis of the telescope at a distance from the hour axis like this arranged is that both axes do not have a common point of intersection, where the distance of the two axes has been selected so that the axis of the telescope is in Direction of the pole could be aligned parallel to the hour axis.

Die vorliegend beschriebene Erfindung befaßt sich mit einer zweckmäßigen konstruktiven Ausbildung solcher Fernrohre; denn es ist zur einwandfreien Bedienung solcher Instrumente notwendig, daß das Fernrohr in jeder Lage eine Gleichgewichtsstellung einnimmt. Es sollen also in bezug auf die Drehachsen des Fernrohrs keinerlei Drehmomente wirksam werden. Es ist hierzu nicht neu, am Rahmen der 1@-loiitierung bzw. am Fernrohr selbst Gegengewichte vorzusehen, die die durch das Fernrohr beispielsweise bezüglich der Stundenachse verursachten Drehmomente kompensieren. Bei großen Refraktoren oder Schmidt-Teleskopen tritt dabei das Problem auf, am Rahmen der Montierung Gegengewichte anzuordnen, deren Gewicht in der Größenordnung mehrerer Tonnen liegt. Hierdurch wird der Rahmen der Montierung, der ohnehin das etwa um drei- bis viermal schwerere Fernrohr aufnehmen muß, in unzulässiger Weise beansprucht, so daß Durchbiegungen des Rahmens auftreten können, die die Stundenachse des Teleskops verlagern. Um derartige schädliche Einflüsse möglichst klein zu halten, wird gemäß der Erfindung eine Rahmenmontierung für astronomische Fernrohre, insbesondere für große Refraktoren und Schmidt-Teleskope, bei der die Deklinationsachse des Fernrohrs im Abstand von der Stundenachse derart angeordnet ist, daß beide Achsen keinen gemeinsamen Schnittpunkt aufweisen, und bei der am Rahmen der Montierung zur Kompensation von durch das Fernrohr hervorgerufenen Drehmomenten ein Gegengewicht vorgesehen ist, vorgeschlagen, die sich dadurch kennzeichnet, daß das das Drehmoment kompensierende Gegengewicht in zwei Gegengewichte aufgeteilt ist, die jeweils am Rahmen in der unmittelbaren Nähe der Lagerstellen der Stundenachse angeordnet sind.The presently described invention is concerned with a useful one constructive training of such telescopes; because it is for perfect operation Such instruments are necessary for the telescope to be in a position of equilibrium in every position occupies. There should therefore be no torques whatsoever with respect to the axes of rotation of the telescope be effective. It is not new to this, on the frame of the 1 @ orientation or on the telescope even to provide counterweights, for example with respect to the through the telescope Compensate the torques caused by the hour axis. With large refractors or Schmidt telescopes have the problem of having counterweights on the frame of the mount to be arranged, the weight of which is in the order of several tons. Through this becomes the frame of the mount, which is three to four times heavier anyway Telescope must record, stressed in an impermissible manner, so that deflections of the frame that shift the hour axis of the telescope. To such To keep harmful influences as small as possible, a frame assembly is according to the invention for astronomical telescopes, especially for large refractors and Schmidt telescopes, where the declination axis of the telescope is at a distance from the hour axis in such a way is arranged so that both axes do not have a common point of intersection, and with the one on the frame of the mount to compensate for those caused by the telescope Torques a counterweight is provided, proposed, which is characterized by that the torque compensating counterweight is divided into two counterweights each on the frame in the immediate vicinity of the bearings of the hour axis are arranged.

Durch die vorgeschlagene Ausbildung der Montierung wird erreicht, daß einmal der Rahmen in seinen Mittelpartien von den relativ großen Massen entlastet und somit gleichzeitig eine einfachere Konstruktion des Rahmen selbst möglich wird. Bemißt man darüber hinaus die beiden Gegengewichte so, daß die durch sie in bezug auf die Stundenachse des Fernrohrs erzeugten Drehmomente gleich groß sind, so werden weiterhin Torsionen des Rahmens selbst vermieden, die wiederum zu Verlagerungen der Stunden-und der Deklinationsachse führen können.The proposed design of the mount achieves that once the frame is relieved of the relatively large masses in its central parts and thus at the same time a simpler construction of the frame itself becomes possible. In addition, if the two counterweights are measured in such a way that they relate to torques generated on the hour axis of the telescope are equal, so will Furthermore, torsions of the frame itself are avoided, which in turn leads to misalignments the hour and declination axes.

Bei einer diesem Erfindungsvorschlag entsprechenden Montierung werden alle Vorteile der bekannten Rahmenmontierungen, insbesondere der große Lagerabstand der Stundenachse, die Symmetrie bezüglich aller Lagerpunkte und die Indifferenz gegenüber Durchbiegungen beibehalten, dabei deren Nachteile, insbesondere der der Unmöglichkeit der Polbeobachtung vermieden.In a mount corresponding to this proposed invention all the advantages of the known frame mounts, especially the large bearing spacing the hour axis, the symmetry with respect to all bearing points and the indifference retained against deflections, while their disadvantages, in particular that of the Impossibility of pole observation avoided.

An Hand des in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels soll der Erfindungsvorschlag näher erläutert werden.With reference to the embodiment shown in FIGS the invention proposal is to be explained in more detail.

Fig.l zeigt die dem Erfindungsvorschlag entsprechende Rahmenmontierung in einer Seitenansicht; Fig.2 zeigt die Rahmenmontierung in der Draufsicht.Fig.l shows the frame assembly corresponding to the proposal of the invention in a side view; Fig. 2 shows the frame assembly in plan view.

Gemäß Fig. 1 ist das astronomische Fernrohr 1 im Rahmen 3 gelagert. Die Deklinationsachse 2 des Instrumentes wird vom Rahmen 3 aufgenommen. Die Verbindungslinie der Lagerstellen des Rahmens 3 bildet die Stundenachse 4 des Instrumentes, die von den Stützpfeilern 5 und 5' aufgenommen wird. Am Rahmen 3 sind in der Nähe der Lagerstellen der Stundenachse 4 die Gegengewichte 6 und 7 befestigt. Aus dieser Anordnung der Gegengewichte ergibt sich, daß die Mitte der Montierung frei von störenden Montierungsteilen gehalten wird, so daß die Führungsfernrohre 8 und 9 des Teleskops dem Beobachter frei zugänglich sind.According to FIG. 1, the astronomical telescope 1 is mounted in the frame 3. The declination axis 2 of the instrument is taken up by the frame 3. The connecting line of the bearings of the frame 3 forms the hour axis 4 of the instrument, which of the pillars 5 and 5 'is added. On the frame 3 are near the bearings the hour axis 4 the counterweights 6 and 7 attached. From this arrangement of the Counterweights ensure that the center of the mount is free of interfering mounting parts is held so that the guide telescopes 8 and 9 of the telescope to the observer are freely accessible.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die Okulare 8' und 9' der Führungsfernrohre so angeordnet, daß sie einen sehr kleinen Abstand von der Stundenachse aufweisen. Dadurch wird der Weg, den die Okulare während der Nachführung, d. h. bei Variation des Stundenwinkels t und des Deklinationswinkels a zurückzulegen, klein und der Beobachter braucht seinen Standort am Instrument kaum zu wechseln. Bei der vorliegenden Montierung existiert eine optimale geometrische Anordnung der Okulare. Zur Erläuterung dieser Anordnung dient die Fig.3. Ist PO=h der Abstand der Deklinationsachse 11 von der Stundenachse 10 und bezeichnen A und B die Orte der Okulare in der Stellung a = 0, t = 0 und bezeichnet ferner b den Abstand eines Okulars von PO, c den Abstand von A bzw. B von der Stundenachse 10, dann nimmt die während einer Bewegung des Fernrohrs im Bereich - alt = a = -I- n/2, - n/2 = t= -i- -z/2 von A bzw. B überstrichene Fläche ein Minimum an, wenn die folgende Bedingung erfüllt ist: In der Fig. 3 ist die von den Okularen A und B überstrichene Fläche bei Variation des Stundenwinkels und des Deklinationswinkels dargestellt.In a further embodiment of the invention, the eyepieces 8 'and 9' of the guide telescopes are arranged so that they have a very small distance from the hour axis. This is the path that the eyepieces during the tracking, ie t at varying the hour angle and declination angle to cover a small and the observer needs his location on the instrument hard to change. With the present mount there is an optimal geometric arrangement of the eyepieces. FIG. 3 serves to explain this arrangement. If PO = h is the distance of the declination axis 11 from the hour axis 10 and A and B denote the locations of the eyepieces in the position a = 0, t = 0 and furthermore b denotes the distance of an eyepiece from PO, c the distance from A and B from the hour axis 10, then the area covered by A or B during a movement of the telescope in the range - alt = a = -I- n / 2, - n / 2 = t = -i- -z / 2 Minimum if the following condition is met: In FIG. 3, the area swept by the eyepieces A and B is shown with variation of the hour angle and the angle of declination.

Es ist ersichtlich, daß eine solche Anordnung der Okulare 8' und 9' nicht nur bei einer Rahmenmontierung, die dem vorliegenden Erfindungsvorschlag entspricht, sinnvoll ist, sondern daß vielmehr eine entsprechende Anordnung der Okulare auch bei den bisher üblichen Rahmenmontierungen durchgeführt werden kann.It can be seen that such an arrangement of the eyepieces 8 'and 9' not only for a frame assembly that corresponds to the present invention proposal, makes sense, but that rather a corresponding arrangement of the eyepieces as well can be carried out with the previously usual frame assemblies.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Frame mounting for astronomical telescopes, especially for large refractors and Schmidt telescopes with the declination axis of the telescope is arranged at a distance from the hour axis in such a way that both axes do not have a common point of intersection, and the one on the frame of the mount a counterweight to compensate for torques caused by the telescope is provided, characterized in that the torque compensating counterweight is divided into two counterweights, each on the frame in the immediate Are arranged near the bearings of the hour axis.

2. Frame assembly after Claim 1, in particular frame assembly, in which the distance between the hour and the axis of declination is at least so large that the optical axis of the telescope is adjustable at least in the direction of the pole parallel to the hour axis, thereby characterized in that the counterweights (6, 7) are dimensioned so that the through them with respect to the hour axis (4) generated torques are equal.

3. Frame mounting, in particular mounting according to one of claims 1 and 2, characterized in that the eyepieces of the guide telescopes (8, 9) of the instrument are arranged in the vicinity of the hour axis which can be umnittelbaren. 4. Frame mounting according to claim 3, characterized in that the distance (h) of the hours from the declination axis (10, 11) and also the distances (c) of the eyepieces of the guide telescopes (8, 9) from the hour axis (10) are selected in this way that the area swept by the eyepieces when the declination angle and the hour angle are varied assumes a minimum in accordance with the condition where b is the distance of an eyepiece from the distance of the mentioned axes (10, 11) . Publications considered: Särtryck ur Popular Astronomisk Tidskrift 1949, No. 3-4, p.

4, 3.