DE1133149B

DE1133149B - Knee mount for an astronomical telescope

Info

Publication number: DE1133149B
Application number: DEJ19270A
Authority: DE
Inventors: Alfred Jensch
Original assignee: Jenoptik Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1961-01-06
Filing date: 1961-01-06
Publication date: 1962-07-12

Description

Kniemontierung für ein astronomisches Fernrohr Die Erfindung bezieht sich auf eine Kniemontierung für ein astronomisches Fernrohr, das mit Hilfe des Deklinationszapfens in einem Gehäuse am oberen Ende des Polzapfens gelagert ist, wobei an dem dem Fernrohr abgewandten Teil des Gehäuses ein Gegengewicht befestigt ist, mit dessen Hilfe der Schwerpunkt des gesamten drehbaren Geräteteils auf die Polachse gelegt wird. Dadurch wird einer einseitigen Belastung des den Deklinationszapfen enthaltenden Gehäuses durch das Fernrohr entgegenwirkt.Knee mount for an astronomical telescope The invention relates on a knee mount for an astronomical telescope that can be viewed with the help of the Declination pin is mounted in a housing at the upper end of the pole pin, wherein a counterweight is attached to the part of the housing facing away from the telescope is, with the help of which the center of gravity of the entire rotatable device part is on the Polar axis is placed. This creates a one-sided load on the declination pin containing housing counteracts by the telescope.

Es ist bereits eine in Fig. 1 dargestellte parallaktische Montierung bekannt, bei der am oberen Ende eines entsprechend der geographischen Breite des Aufstellungsortes geneigten Polzapfens 11 rechtwinklig hierzu ein Deklinationszapfen 2 angeordnet ist. Der bei L1 und L., gelagerte Polzapfen 11 trägt an seinem oberen Ende ein Deklinationsachsengehäuse 6, das an einer Seite mit einem Gegengewicht 8 und an der gegenüberliegenden Seite mit einem Fernrohr 1 mit dem Deklinationszapfen 2 versehen ist. Mit S1, S2 und S sind die auf der Deklinationsachse X-X liegenden Schwerpunkte des Fernrohrs, des Gegengewichts und des gesamten um die Polachse Z-Z drehbaren Geräteteils bezeichnet. Abgesehen davon, daß bei Montierung der beschriebenen Anordnung auf einer senkrechten Säule (deutsche Montierung) das Fernrohr nicht völlig um die Polachse drehbar und aus diesem Grunde einer photographischen Registrierung oder einer automatischen Nachführung unter Umständen hinderlich ist, kann eine Unterstützung unter dem Schwerpunkt S des gesamten drehbaren Geräteteils aus Raummangel nicht vorgenommen werden. Die demzufolge auftretenden Durchbiegungen des Polzapfens 11 in Richtung des Lagerdruckes L1 bewirken Fehlanzeigen und Fehlmessungen. Man hat daher mit sehr gutem Erfolg versucht, die Verbiegungen durch Verwendung von Entlastungssystemen zu beheben, jedoch wird dadurch diese parallaktische Montierung sehr aufwendig und kostspielig.It is already an equatorial mount shown in FIG. 1 known, at the top of a corresponding to the latitude of the Installation site inclined pole pin 11 at right angles to this a declination pin 2 is arranged. The pole pin 11 stored at L1 and L. carries on its upper one End of a declination axis housing 6, which on one side with a counterweight 8 and on the opposite side with a telescope 1 with the declination pin 2 is provided. With S1, S2 and S are those lying on the declination axis X-X Centers of gravity of the telescope, the counterweight and everything around the polar axis Z-Z rotatable device part called. Apart from the fact that when mounting the described Arrangement on a vertical column (German mount) the telescope not completely rotatable around the polar axis and for this reason a photographic registration or automatic tracking may be a hindrance, support can be provided not below the center of gravity S of the entire rotatable device part due to lack of space be made. The bending of the pole pin 11 that occurs as a result in the direction of the bearing pressure L1 cause incorrect displays and incorrect measurements. One has therefore tried with very good success the deflections by using relief systems to fix, however, this equatorial mount becomes very complex and expensive.

Bei einer anderen in Fig. 2 dargestellten, als englische Montierung bekannten parallaktischen Montierung ist der in den Lagern L1 und L2 gelagerte Polzapfen 11 in der Nähe des oberen Lagers L1 mit dem Gegengewicht 8 und nach dem unteren Lager L2 hin auf der entgegengesetzten Seite mit dem Fernrohr 1 versehen, das um die Deklinationsachse X -X mit dem Zapfen 2 im Deklinationsachsengehäuse 6 drehbar gelagert ist. Das Gewicht des Fernrohrs 1 mit dem Schwerpunkt S1 auf der Deklinationsachse X-X und des Gegengewichtes 8 mit dem Schwerpunkt S2 sowie des Polzapfens 11 ist im Schwerpunkt S auf der Polachse Z-Z vereinigt. Diese parallaktische Montierung ist aber wegen des großen Abstandes der Polzapfenlager L1 und L2 sehr empfindlich gegen Durchbiegungen des Polzapfens, die nur unter großem konstruktivem und materiellem Aufwand zu beseitigen sind, und darüber hinaus infolge des großen Abstandes des Gesamtschwerpunktes S vom unteren Polzapfenlager L2 durch leicht auftretende Drehschwingungen sehr anfällig.In another shown in Fig. 2, as an English mount well-known equatorial mount is the pole pin mounted in bearings L1 and L2 11 near the upper bearing L1 with the counterweight 8 and after the lower one Mount L2 on the opposite side with the telescope 1, which is around the declination axis X -X with the pin 2 in the declination axis housing 6 rotatable is stored. The weight of the telescope 1 with the center of gravity S1 on the declination axis X-X and the counterweight 8 with the center of gravity S2 and the pole pin 11 is united in the center of gravity S on the polar axis Z-Z. This equatorial mount but is very sensitive because of the large distance between the pole journal bearings L1 and L2 against deflection of the pole pin, which can only be achieved with great structural and material considerations Effort are to be eliminated, and furthermore due to the large distance of the Overall center of gravity S of the lower pole journal bearing L2 due to slightly occurring torsional vibrations very vulnerable.

Die Erfindung geht von einer sogenannten Kniemontierung aus, bei der im Unterschied zur deutschen Montierung die senkrechte Säule eine der Polhöhe des Aufstellungsortes entsprechende Knickung aufweist, in welcher der Polzapfen gelagert ist. Dem Vorteil dieser Montierung, der allseitigen Beweglichkeit des Fernrohrs über dem Horizont, steht als Nachteil die Biegung des Polzapfens gegenüber, die auftritt, weil der drehbare Geräteteil infolge der endlichen Ausdehnung von Deklinationsachsengehäuse und Polzapfen nicht lotrecht unter dem Schwerpunkt unterstützt werden kann.The invention is based on a so-called knee assembly in which In contrast to the German mount, the vertical column is one of the pole height of the Installation site has corresponding kink in which the pole pin is stored is. The advantage of this mount, the mobility of the telescope in all directions above the horizon, the disadvantage is the curvature of the pole pin occurs because the rotatable device part as a result of the finite expansion of declination axis housing and pole pin cannot be supported perpendicularly under the center of gravity.

Gemäß der Erfindung werden die aufgezeigten Mängel behoben und eine modifizierte, auch für große astronomische Geräte verwendbare Kniemontierung geschaffen, deren konstruktiver und materieller Aufwand verhältnismäßig gering ist und bei der spürbare Durchbiegungen des Polzapfens nicht auftreten, wenn der Schwerpunkt des. Gegengewichts außerhalb der Deklinationsachse liegt und das Gegengewicht in bezug auf die Deklinationsachse in der durch die Polachse und die Deklinationsachse bestimmten Ebene nach dem Polzapfen hin verlagert wird, so daß der Schwerpunkt des gesamten drehbaren Geräteteils in an sich bekannter Weise wenigstens annähernd auf der lotrechten Resultierenden der Lagerdrücke des oberen Polzapfenlagers liegt. Damit ist auch eine einwandfreie Führung des Coude-Strahlenganges und bei Verwendung eines Spektographen die allseitig freie Beweglichkeit des Fernrohrs in seinen Lagern gewährleistet.According to the invention, the identified shortcomings are eliminated and a modified knee mounts that can also be used for large astronomical devices whose design and material effort is relatively low and when noticeable deflections of the pole pin do not occur when the center of gravity of the. Counterweight lies outside the declination axis and the counterweight in relation on the declination axis in the one determined by the polar axis and the declination axis Level is shifted towards the pole pin, so that the center of gravity of the whole rotatable device part in a manner known per se at least nearly lies on the perpendicular resultant of the bearing pressures of the upper pole journal bearing. This also ensures perfect guidance of the Coude beam path and during use a spectograph the freedom of movement of the telescope on all sides in its bearings guaranteed.

Zur Umgehung von Entlastungssystemen nimmt man neuerdings die hohen Lagerdrücke oft in Kauf und sorgt durch Verwendung von Kugel- und Öldrucklagern für die Verringerung der Lagerreibung. Dadurch werden jedoch die Zapfen, insbesondere der Polzapfen, nicht entlastet, und es ist auch hierbei ein zum Teil beträchtlicher Aufwand sowohl bei der Konstruktion als auch während des späteren Gebrauchs des Gerätes notwendig, um die hohe Beanspruchung des Polzapfens auf Biegung von vornherein zu vermeiden und den Einfluß eventueller Restfehler auf die Messung auszuschalten.In order to bypass relief systems, the high ones have recently been used Bearing pressures are often taken into account and ensured through the use of ball and oil pressure bearings for reducing bearing friction. This, however, the tenons, in particular the pole pin, not relieved, and here, too, it is sometimes a considerable one Effort both in the construction and in the later use of the Device necessary to cope with the high bending stress on the pole pin from the outset to avoid and to eliminate the influence of possible residual errors on the measurement.

Bei astronomischen Großgeräten mit öldruckgelagertem Polzapfen ist es daher von Vorteil, nur das obere Polzapfenlager als Öldrucklager auszubilden und mit Hilfe des Gegengewichtes den Schwerpunkt des drehbaren Geräteteils mit dem Mittelpunkt einer unmittelbar am Deklinationszapfenlager konzentrisch zur Polachse angeordneten, als Auflagefläche für die öldrucklagerung dienenden Kugelzone zusammenfallen zu lassen. Die Lotlinie durch den Schwerpunkt des drehbaren Geräteteils sol hierbei durch das Zentrum des öldrucklagers verlaufen. Dadurch wird einmal der Polzapfen völlig entlastet und zum anderen die Lagerreibung stark vermindert, so daß er nur noch infolge seines Eigengewichtes geringfügige Verbiegungen erleidet. Diese differentiellen Biegungen können durch geringe Verlagerungen des Schwerpunktes des drehbaren Geräteteils gegenüber dem öldrucklager weiter reduziert werden, so daß sie praktisch nicht mehr wirksam sind.In the case of large astronomical devices with an oil pressure bearing, the pole pin is it is therefore advantageous to design only the upper pole journal bearing as an oil pressure bearing and with the help of the counterweight, the center of gravity of the rotatable device part with the Center of a directly on the declination journal bearing concentric to the polar axis arranged, as a support surface for the oil pressure bearing serving ball zone coincide allow. The plumb line through the center of gravity of the rotatable device part is sol here run through the center of the oil pressure bearing. This once becomes the pole pin completely relieved and on the other hand, the bearing friction is greatly reduced, so that he only still suffers from slight bending as a result of its own weight. These differential Bends can be caused by slight shifts in the center of gravity of the rotating device part compared to the oil pressure bearing are further reduced, so that they practically no longer are effective.

Damit das Lot vom Schwerpunkt des drehbaren Geräteteils unabhängig von der geographischen Breite des Aufstellungsortes ohne Änderung der Konstruktion wenigstens annähernd durch das Zentrum des öldrucklagers geht, besteht jedes Kissen der Öldrucklagerung aus mehreren Kanälen, die in Richtung der Polachse aufeinanderfolgend angeordnet sind und wahlweise wirksam werden können.So that the plumb line is independent of the center of gravity of the rotating device part of the geographical latitude of the place of installation without changing the construction goes at least approximately through the center of the oil pressure bearing, each cushion is made The oil pressure bearing consists of several channels that follow one another in the direction of the polar axis are arranged and can optionally be effective.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in Fig. 3 der Zeichnung teilweise in Ansicht und teilweise im Schnitt dargestellt.An embodiment of the subject matter of the invention is shown in Fig. 3 of the drawing is shown partly in view and partly in section.

Mit 1 ist ein Fernrohr bezeichnet, dessen Schwerpunkt in S1 liegt und das mit einem Hohlzapfen 2, dem Deklinationzapfen, in den beiden Lagern 3 und 4 um die Deklinationsachse X-X drehbar gelagert ist. Der Eingabe der Drehbewegung des Fernrohrs um die Deklinationsachse dient ein auf dem Deklinationszapfen 2 angebrachtes, von nicht dargestellten Mitteln angetriebenes Zahnrad 5. Die beiden Lager 3 und 4 befinden sich in einem Gehäuse 6 mit dem Schwerpunkt S3; an dessen dem Fernrohr abgewandten Ende über einen Arm 7 ein Gegengewicht 8 so angebracht ist, daß die Achse Y-Y des Arms mit der Deklinationsachse X-X einen von Null verschiedenen Winkel einschließt. Der gemeinsame Schwerpunkt des Arms 7 und des Gegengewichts 8 liegt in S2. Am unteren Teil des Gehäuses 6 ist eine Kugelzone 9 und an dieser ein konzentrisch zur Polachse Z-Z, mit seinem unteren Ende in einem Lager 10 gelagerter Zapfen 11 befestigt, dessen Drehung mit Hilfe nicht dargestellter Antriebsmittel über ein konzentrisch zur Polachse Z-Z gelagertes Zahnrad 12 eingeleitet wird. Mit dem oberen Ende ist dieser Zapfen 11 mit der Kugelzone 9 auf einem aus mehreren Kanälen 13, 14, und 15 bestehenden Öldruckkissen 16 gelagert, dessen Träger 17 sich ebenso wie das Lager 10 auf einem Fundament 18 befindet.1 with a telescope is referred to, the center of gravity is in S1 and which is rotatably mounted with a hollow pin 2, the declination pin, in the two bearings 3 and 4 about the declination axis XX. The input of the rotary movement of the telescope about the declination axis is provided by a gear 5 mounted on the declination pin 2 and driven by means not shown. The two bearings 3 and 4 are located in a housing 6 with the center of gravity S3; at the end of which is remote from the telescope a counterweight 8 is attached via an arm 7 so that the axis YY of the arm forms an angle other than zero with the axis of declination XX. The common center of gravity of the arm 7 and the counterweight 8 lies in S2. On the lower part of the housing 6 there is a spherical zone 9 and on this a pin 11 mounted concentrically to the polar axis ZZ, with its lower end mounted in a bearing 10, the rotation of which is initiated with the aid of drive means (not shown) via a gear 12 mounted concentrically to the polar axis ZZ . The upper end of this pin 11 with the spherical zone 9 is mounted on an oil pressure cushion 16 consisting of several channels 13, 14 and 15, the carrier 17 of which, like the bearing 10, is located on a foundation 18.

Das Fernrohr 1 mit der optischen Achse 0-O enthält einen zentrisch durchbrochenen Hauptspiegel 19 und zwei Fangspiegel 20 und 21, von denen der konvex ausgebildete Spiegel 20 senkrecht zur optischen Achse 0-O steht und der eben ausgebildete Spiegel 21 mit der optischen Achse 0-O einen Winkel von 45° einschließt. Ein weiterer ebener Spiegel 22 ist in dem Gehäuse 6 so angeordnet, daß seine spiegelnde Fläche parallel zu der des Spiegels 21 liegt. Bei der dargestellten Anordnung der optischen Glieder wird die Beobachtung eines Sternes im Coude-Strahlengang vorgenommen. Die in das Fernrohr eintretenden Lichtstrahlen werden hierbei vom Hauptspiegel 19 über die beiden Spiegel 20 und 21 durch den hohlen Deklinationszapfen 2 auf den Spiegel 22 reflektiert, der sie durch den hohlen Polzapfen 11 einem nicht dargestellten Okular zuführt, das sich in einem im Fundament 18 vorgesehenen, durch eine Tür 23 erreichbaren Raum 24 befindet. In diesem Raum können auch Geräte zur Untersuchung von Sternspektren aufgestellt sein.The telescope 1 with the optical axis 0-O contains a centric openwork main mirror 19 and two secondary mirrors 20 and 21, of which the convex formed mirror 20 is perpendicular to the optical axis O-O and the plane formed Mirror 21 encloses an angle of 45 ° with the optical axis 0-O. Another plane mirror 22 is arranged in the housing 6 so that its reflective surface is parallel to that of the mirror 21. In the illustrated arrangement of the optical Limbs, the observation of a star in the Coude beam path is made. the In the telescope entering light rays are here from the main mirror 19 over the two mirrors 20 and 21 through the hollow declination pin 2 on the mirror 22 reflected, which it through the hollow pole pin 11 is a not shown The eyepiece is fed through a door 23 in a provided in the foundation 18 reachable room 24 is located. Examination devices can also be found in this room be set up by star spectra.

Gehäuse 6, Arm 7 und Gegengewicht 8 sind fest miteinander verbunden, während das Fernrohr 1 demgegenüber drehbar ist. Da jedoch der Schwerpunkt S1 des Fernrohrs auf der Deklinationsachse X-X liegt und bei Fernrohrdrehungen um die Deklinationsachse seine Lage im Raum nicht ändert, kann der gesamte drehbare Geräteteil hinsichtlich der gegenseitigen Lage der Schwerpunkte S1, S2 und S3 als starres System angesehen werden, dessen Gesamtschwerpunkt S unveränderlich auf der Polachse Z-Z liegt. Infolge der Anordnung und Größe des Gegengewichtes 8 kommt der Schwerpunkt S des gesamten drehbaren Geräteteils lotrecht über einem der Öldruckkanäle zu liegen, der damit unabhängig von den Drehungen um die Deklinationsachse X-X und um die Polachse Z-Z die Last des Fernrohrs 1, des Gehäuses 6 und des Gegengewichtes 8 aufnimmt und den Polzapfen 11 völlig entlastet, so daß im letzteren durch das Gewicht des gesamten drehbaren Geräteteils kein Biegemoment auftritt.Housing 6, arm 7 and counterweight 8 are firmly connected to one another, while the telescope 1 is rotatable in contrast. However, since the center of gravity S1 of the Telescope lies on the declination axis X-X and when the telescope is rotated around the declination axis its position in space does not change, the entire rotatable device part can with regard to the mutual position of the centers of gravity S1, S2 and S3 is viewed as a rigid system whose overall center of gravity S is invariably on the polar axis Z-Z. As a result the arrangement and size of the counterweight 8 is the center of gravity S of the whole rotatable part of the device to lie vertically over one of the oil pressure channels, the so independent of the rotations around the declination axis X-X and around the polar axis Z-Z takes up the load of the telescope 1, the housing 6 and the counterweight 8 and the Pole pin 11 completely relieved, so that in the latter by the weight of the whole rotatable device part no bending moment occurs.

An Stelle des einen öldruckkissens 16 können auch mehrere in einzelne Kanäle aufgeteilte Kissen zur Anwendung kommen.Instead of the one oil pressure pad 16, several can also be combined individually Channel split pillows are used.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Knee mounting for an astronomical telescope, which is stored with the declination pin in a housing at the upper end of the pole pin is, with a counterweight attached to the part of the housing facing away from the telescope is, with the help of which the center of gravity of the entire rotatable device part is on the Polar axis is placed, characterized in that the center of gravity of the counterweight lies outside the declination axis and the counterweight with respect to the declination axis in the plane determined by the polar axis and the declination axis after the pole spigot is shifted towards so that the center of gravity of the entire rotatable device part in at least as is known per se approximately on the vertical Resultant of the bearing pressures of the upper pole journal bearing is.

2. Knee assembly according to claim 1 with an oil pressure bearing pole pin, characterized by a concentric Spherical zone arranged in relation to the polar axis on the housing, the center of which is the center of gravity of the rotatable device part collapses.

3. knee assembly according to claim 1, characterized characterized in that the plumb line containing the center of gravity of the rotatable part runs through the center of the oil pressure bearing.

4. knee assembly according to claim 1, characterized in that the oil pressure bearing has several channels that are arranged one after the other in the direction of the polar axis. Considered References: U.S. Patent Nos. 2,948,189, 2,711,589, 1118,564; Zeiss company magazine, No. 32 (1959), p. 26; Zeitschrift für Instrumentenkunde, 50 (1930), pp. 76, 67, 64; McDonald Observatory, No. 1 (1938), pp. 40/41.