DE4319453C1 - Vorrichtung zum hydraulischen Aufhängen und Einstellen großer Körper - Google Patents
Vorrichtung zum hydraulischen Aufhängen und Einstellen großer KörperInfo
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Description
Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zum
hydraulischen Aufhängen und Einstellen großer Körper, wie
optisch wirksamer Einrichtungen, beispielsweise Spiegel
oder Linsen von Teleskopen und Reflektoren, bestehend
aus hydraulischen Stellgliedern, Zylindern, Aktuatoren
und verschiedenen Leitungen nach Patent 4241803 . .
Die Vorrichtung kann überall dort angewendet werden, wo
große Körper ohne innere Verspannung aufgehängt werden,
wobei der Betrag und die Richtung der Aufhängekräfte
exakt vorgegeben sein müssen und der Körper zur Justage
in bestimmte Richtungen bewegt oder verspannt wird.
Beim Bau von astronomischen Spiegelteleskopen muß
beispielsweise dafür Sorge getragen werden, daß der
Spiegel in jeder Lage, d. h. unabhängig von der Neigung
seiner Fläche zur Richtung der Schwerkraft, seine Form
unverändert beibehält. Die üblichen Anforderungen an die
Formtreue liegen bei wenigen 10 nm RMS.
Dazu ist eine spezielle Lagerung des Spiegels
erforderlich, die außerdem die Aufgabe hat, Deformationen
vom Spiegel fernzuhalten, die unvermeidbar von der
Trägerstruktur infolge der äußeren Kräfte und
Temperaturschwankungen eingeleitet werden. Bei großen
Teleskopen liegt diese Deformation im Bereich von einigen
hundert Mikrometern, liegen also um mehrere
Größenordnungen über der gewöhnlichen Formtreue.
DE 41 22 015 A1 beschreibt eine Lagerung für den
Primärspiegel eines Teleskopes mit einer
Dreipunktlagerung durch ein axiales Unterstützungssystem,
bei dem man mit einer Drehsicherung, zusammen mit dem
axialen und lateralen Unterstützungssystem, alle sechs
Freiheitsgrade des Spiegels festlegen kann.
Diese Lösung ist für dünne Primärspiegel von Teleskopen
geeignet, bei denen im allgemeinen drei der möglichen
sechs Freiheitsgrade der Bewegung vom
"Axialsupportsystem" abgedeckt werden. Weitere zwei
Freiheitsgrade werden vom "Lateralsupportsystem"
abgedeckt.
Für den sechsten Freiheitsgrad der Bewegung müssen bis
jetzt zusätzliche Befestigungen bzw. hydraulische
Aktuatoren (Aufhängezylinder) vorgesehen werden
(Meier, H.-J.: Support of thin meniscus primary for SOFIA
SPIE Vol. I34O (1990) p. 153; Schneermann u. a.:
ESO VLT III: The Support System of Primary Mirrors SPIE
Vol. 1236 (1990) p. 920).
Um gefährliche interne Verspannungen möglichst zu
vermeiden, sind die Spiegel oder Linsen großer Teleskope
an sehr vielen Hydraulikzylindern (sogenannten
Aktuatoren) aufgehängt. Die Lateralaufhängung eines
Teleskopspiegels besteht in der Regel aus einer Vielzahl
von hydraulischen Membranenzylindern, den sogenannten
Lateralaktuatoren. Durch sie kann der Betrag und die
Richtung der Aufhängekräfte so vorgegeben werden, daß der
Körper an virtuellen Fixpunkten unterstützt wird.
Andererseits muß der Körper aber zur optischen Justage in
bestimmte Richtungen bewegt und unter Umständen verspannt
werden können. Um einen Körper vollständig zu befestigen,
muß man jeden einzelnen der sechs Freiheitsgrade der
Bewegung befestigen. Will man einen Körper in beliebiger
Richtung bewegen, muß man jeden einzelnen Freiheitsgrad
bewegen können. Mit den vorhandenen Lateralaufhängungen
kann ein Körper aber nur in zwei Freiheitsgraden der
möglichen drei lateralen Freiheitsgrade bewegt werden.
Für den dritten lateralen Freiheitsgrad der Bewegung
müssen zusätzliche Befestigungen bzw. hydraulische
Aktuatoren (Aufhängezylinder) vorgesehen werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum
hydraulischen Aufhängen und Einstellen großer Körper, wie
optischer Einrichtungen, beispielsweise Spiegel oder
Linsen, zu entwickeln, ohne daß zusätzliche Befestigungen
für den sechsten Freiheitsgrad ihrer Bewegung notwendig
sind, wobei zusätzliche Spannungen nicht auftreten dürfen
und der aufgehängte Körper sehr präzise in alle
Richtungen justiert werden kann. Thermische Ausdehnungen
sollen kompensiert werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des
Patentanspruches gelöst.
Erfindungsgemäß werden drei hydraulische Stellglieder,
zwei gegeneinandergeschaltete Zylinder, die mit einer
starren Kolbenstange verbunden sein können und von denen
jeweils eine Kammer mit einem Ausgleichsgefäß verbunden
sind und vier Gruppen von miteinander verbundenen
Aufhängezylindern durch Druckleitungen so
zusammengeschaltet, daß sich vier geschlossene und ein
offenes System für die hydraulische Flüssigkeit, die Öl
sein kann, ergeben.
Nachfolgend ist diese Zusammenschaltung anhand von
Figuren und einem Beispiel beschrieben.
Die Figuren zeigen:
Fig. 1 erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Bewegung
des fiktiven Punktes D in Y-Richtung,
Fig. 2 erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Bewegung
der fiktiven Punkte D und E in X-Richtung.
Die Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung, an
deren Aufhängezylindern, die vier Gruppen 60, 70, 80, 90
bilden, ein großer Körper, beispielsweise ein Spiegel,
aufgehangen ist, von dessen Fläche nur die fiktiven
Punkte D und E gezeigt sind, mit einer Bewegung des
fiktiven Punktes D in Y-Richtung.
Durch das Bewegen des hydraulischen Stellgliedes 2 wird
Öl in die Kammern 61, 91 aller Aufhängezylinder 90, 60
gedrückt, die als Membranenzylinder ausgeführt sind und
aus deren gegenüberliegenden Kammern 6, 9, die
untereinander durch Leitungen verbunden sind, wird Öl in
die Kammern 4 und 5 der miteinander starr durch Kolben
verbundenen Zylinder 40 und 50 gedrückt, die ebenfalls
als Membranenzylinder ausgeführt sind, wodurch die
gegenüberliegenden Kammern 41 und 51 Öl in das
Ausgleichsgefäß 100 drücken, welches die Kompensation des
hydrostatischen Druckes bei Neigung des Spiegels
ermöglicht.
Über diese Verrohrung wird - abgesehen vom
hydrostatischen Druck - gleicher Druck in allen Volumina
und allen Kammern erzwungen, solange das System sich in
quasi statischem Zustand befindet, das heißt, die
Stellbewegungen so langsam sind, daß
Massenträgheitskräfte vernachlässigt werden können.
Die hydrostatischen Stellglieder 1 und 3 und somit die
Aufhängezylinder der Gruppen 70 und 80 sind bei der
gezeigten Bewegung des fiktiven Punktes D in Y-Richtung
nicht aktiv.
In Fig. 2 wird durch das Verstellen des hydraulischen
Stellgliedes 1 eine Bewegung der fiktiven Punkte D und E
in X-Richtung erreicht, in dem durch das hydraulische
Stellglied 1 in die untereinander verbundenen Kammern 6
und 7 der Aufhängezylindergruppen 60 und 70 und die
Kammern 4 eines der miteinander mittels starrer Kolben
verbundenen Zylinder 40 und 50 gedrückt, wodurch Öl aus
den jeweils verbundenen Kammern 61, 71, 41 in die Kammern
91, 81 und über deren gegenüberliegenden Kammern 8, 9 und
die der gegeneinandergeschalteten Zylinder 40, 50 auf das
Ausgleichsgefäß 100 wirken.
Alle weiteren Möglichkeiten, die fiktiven Punkte D und E
in Y- und/oder X-Richtung zu verschieben, kann der
Fachmann durch ein kombiniertes Verstellen der
hydraulischen Stellglieder 1, 2 und 3 erreichen.
Claims (1)
- Vorrichtung zum hydraulischen Aufhängen und Einstellen großer Körper wie optisch wirksamer Einrichtungen, beispielsweise Spiegel oder Linsen von Teleskopen und Reflektoren, bestehend aus hydraulischen Stellgliedern Zylindern, Aktuatoren und verbindenden Leitungen nach Patent DE 42 41 803 C1, dadurch gekennzeichnet, daß
- - von drei hydraulischen Stellgliedern (1, 2, 3) ein hydraulisches Stellglied (1) mit einer Kammer (4) eines (40) von zwei gegeneinandergeschalteten Zylindern (40, 50) und jeweils der einen Kammer (6, 7) von zwei Gruppen mit miteinander verbundenen Aufhängezylindern (60, 70),
- - die beiden anderen hydraulischen Stellglieder (2, 3) mit jeweils einer anderen Kammer (61, 71, 81, 91) der in vier Gruppen angeordneten und miteinander verbundenen Aufhängezylindern (60, 70, 80, 90) verbunden sind,
- - wobei die andere Kammer (8, 9) von zwei Gruppen von Aufhängezylindern (80, 90) mit einer Kammer (5) eines (50) von zwei gegeneinandergeschalteten Zylindern (40, 50),
- - und die zweiten Kammern (41, 51) der gegeneinandergeschalteten Zylinder (40, 50) mit einem druckkompensierenden Ausgleichsgefäß (100) verbunden sind.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19934319453 DE4319453C1 (de) | 1992-12-11 | 1993-06-11 | Vorrichtung zum hydraulischen Aufhängen und Einstellen großer Körper |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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DE19934319453 DE4319453C1 (de) | 1992-12-11 | 1993-06-11 | Vorrichtung zum hydraulischen Aufhängen und Einstellen großer Körper |
Publications (1)
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DE4319453C1 true DE4319453C1 (de) | 1994-09-29 |
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ID=25921229
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934319453 Expired - Fee Related DE4319453C1 (de) | 1992-12-11 | 1993-06-11 | Vorrichtung zum hydraulischen Aufhängen und Einstellen großer Körper |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4319453C1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998014817A1 (de) * | 1996-09-30 | 1998-04-09 | Carl Zeiss | Thermalkompensation für eine hydraulische lagerzelle, ihr einsatz in einer laterallagerung und geeignete lagerzelle |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4122015A1 (de) * | 1990-07-10 | 1992-01-16 | Zeiss Carl Fa | Spiegellagerung fuer den primaerspiegel eines teleskops |
-
1993
- 1993-06-11 DE DE19934319453 patent/DE4319453C1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4122015A1 (de) * | 1990-07-10 | 1992-01-16 | Zeiss Carl Fa | Spiegellagerung fuer den primaerspiegel eines teleskops |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
MEIER, H.J.: Support for thin meniscus primary forSOFIA, SPIE, Vol. 1340(1990), page 153 * |
SCHNEERMANN u.a.: ESO VLT III: The Support System of Primary Mirrors, SPIE, Vol. 1236(1990), page 920 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998014817A1 (de) * | 1996-09-30 | 1998-04-09 | Carl Zeiss | Thermalkompensation für eine hydraulische lagerzelle, ihr einsatz in einer laterallagerung und geeignete lagerzelle |
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