Fangspiegelspinne - Hinweise und Montageanleitung

Gestochen scharfe und nadelfeine Spikes - das verspricht die CNC gefräste Fangspiegelspinne von BACKYARD UNIVERSE!

Spikes an Sternen sind ein charakteristisches Merkmal und fester Bestandteil eines Newton Teleskopes. Die Ursache für die Spikes liegt in der Physik des Lichtes, welches an geometrischen Kanten gebeugt wird. Allgemein bedeutet Beugung die Abweichung von der geradlinigen Ausbreitung des Lichtes hinter geometrischen Hindernissen, welche nicht durch Reflexion oder Brechung verursacht werden. Beugung tritt dabei an allen Ecken und Kanten im Lichtweg auf, unabhängig von ihrer Form.

Die Form einer Kante hat jedoch einen entscheidenden Einfluss auf das entstehende Beugungsbild. Für die charakteristischen Spikes an Sternen sind die geraden Streben der Fangspiegelspinne verantwortlich, aber auch ein in den Tubus ragender Okularauszug kann, mit seinen, für das Licht geraden Kanten, Spikes an Sternen verursachen.

An jeder Kante der Fangspiegelspinne wird das Licht eines Sternes gebeugt. Das Beugungsmuster gerader Kanten entsteht orthogonal (also senkrecht) zur Kante und überlagert sich konstruktiv, sodass das charakteristische Beugungsmuster am Stern (Spikes) entsteht.

Allgemeine Anmerkungen, Hinweise

Ungenau ausgerichtete Streben (wie bspw. bei den Fangspiegelspinnen aus Blech ) werden im Beugungsbild (Spikes) sichtbar! Da die Überlagerung der einzelnen Beugungsmuster nicht mehr exakt erfolgt, wirken die Spikes unscharf und spreizen oft auf.

Auf den beiden oben gezeigten Bildern kann man die Sternabbildung eines original Skywatcher 200PDS sehen (links), sowie die Simulation des Beugungsbildes einer nicht sauber ausgerichteten Fangspiegelspinne (rechts). Wie man in beiden Fällen erkennen kann, spreizen die Spikes etwas auf. Die Justage der einzelnen Blechstreben kann u.U. sehr aufwändig sein und ist meist nicht dauerhaft (insbesondere dann wenn das Teleskop regelmäßig auf- und abgebaut wird), was eine regelmäßige Neu-Justagen des Fangspiegels sowie eine Ausrichtung der Streben notwendig macht.

Genau dieses Problem wird mit der CNC gefrästen Fangspiegelspinne von BACKYARD UNIVERSE zu 100% gelöst. Durch die präzise Fertigung auf modernen CNC Maschinen fluchten die Streben absolut exakt und die Beugung ist nahe am theoretischen Optimum! Das garantiert einen deutlichen Stabilitätsgewinn aber auch gestochen scharfe Spikes.

ALLGEMEINER HINWEIS: Durch die exakte Fertigung der Fangspiegelspinne und die perfekte Überlagerung einzelner Beugungsbilder, fallen Abweichungen im Fokus (insbesondere bei schnelleren Newtons f/4 und schneller) sowie ein tief in den Tubus ragender Okularauszug, auf den die Fangspiegelspinne bei der Montage nicht sauber ausgerichtet wurde, eher auf!

Das ist kein Mangel der Fangspiegelspinne und spricht für die extrem gute Fertigung und die deutlich verbesserten Abbildungseigenschaften des Teleskopes.

In den nachstehenden Abbildungen sind drei typische Fehldarstellungen dargestellt.

Die Fangspiegelspinne wurde nicht exakt auf OAZ ausgerichtet!

Dieser Fehler kann nur auftreten, wenn der OAZ in den Tubus ragt, sodass die deutlich schwächeren Spike vom OAZ zu sichtbar werden. Diesen Effekt kann man nur an sehr hellen Sternen erkennen und ist so schwach, dass er meist nicht auffällt.

HINWEIS: siehe Punkt 4 - Einbau der CNC gefrästen Spinne

Vier zusätzliche Spikes durch einen, in den Tubus ragenden OAZ! Die Spinne wurde zusätzlich um 45° verdreht eingebaut.

HINWEIS: Um derartige Probleme zu vermeiden ist der 45° verdrehte Einbau ist mit unseren Fangspiegelspinnen nur möglich, wenn Ihr entsprechende Löcher zur Befestigung im Tubus bohrt!

Parallel verschobene Doppelspikes sind immer ein Anzeichen für eine Defokussierung! Sind die Sterne in den anderen Ecken des Bildes in Ordnung, kann der Grund für die Defokussierung auch eine Sensorverkippung (Tilt) sein.

HINWEIS: Je schneller der Newton, umso sensibler reagiert das System auf eine Sensorverkippung!

Grund hierfür ist die kleiner werdende kritische Fokuszone!

Lange Spikes an hellen Sternen und Spikes, die mitten im Bild auftauchen?

Kurze Antwort: Reflexion!

Insbesondere an sehr hellen Sternen werden die Spikes, die im Normalfall aus gebeugtem Licht bestehen, durch Reflexion deutlich länger als theoretisch möglich! Manchmal tauchen auch mitten im Bild "Geister Spikes" (siehe Bild rechts).

Die Ursache hierfür ist das Licht sehr heller Sterne, das im streifendem Einfall an den Streben der Fangspiegelspinnen reflektiert wird. Dabei ist es egal, ob die Spinne aus Blech gefertigt wurde oder aus gefrästem Aluminium. Je genauer die Spinne gefertigt (ausgerichtet) ist, um so feiner und geradliniger werden diese "Reflexions-Spikes". Die meisten Lacke (außer spezielle Antireflex-Lacke) und eloxierten Oberflächen haben, auch wenn diese sehr matt aussehen, unter streifendem Lichteinfall eine hohe Reflektivität!

In den nachfolgenden Aufnahmen kann man deutlich erkennen, dass die Reflektion abhängig von der Position des Sterns ist und um so deutlicher sichtbar wird, je weiter sich der Stern am Rande des Bildfeldes befindet oder dieses bereits verlassen hat. Im Zentrum des Bildfeldes ist der reflektierte Anteil des Lichtes sehr schwach und überlagert sich mit dem gebeugten Licht. Solange sich der verursachende Stern im Field of View (FOV) befindet, können Reflexionen auftreten.

Beseitigung der Reflexionen

Licht-Reflexionen unter streifendem Einfallswinkel (<2-3°) lassen sich meist nur mit rauen Oberflächen vernünftig beseitigen. Eine einfache, aber sehr effektive Methode ist das Bekleben der Fangspiegelstreben mit Velours. Dabei ist es völlig ausreichend, nur den geraden Teil der Streben, seitlich zu bekleben (siehe Bild).

Wir arbeiten derzeit an einer neuen, optional erhältlichen Beschichtung, die aufgrund ihrer Struktur Reflexionen weitestgehend verhindert.

Wir empfehlen die Streben der Spinne mit selbstklebendem Velour zu bekleben um derartige Reflexionen zu vermeiden!

Montageanleitung

Um zu verhindern, dass der Hauptspiegel während der Montage durch darauf fallende Teile beschädigt wird, empfehlen wir Euch, das Teleskop zur Demontage der alten sowie zur Montage der neuen Fangspiegelspinne auf einer Montierung horizontal auszurichten oder das Teleskop dazu auf eine(n) Werkbank/Tisch zu legen. Ist beides nicht möglich, empfehlen wir Euch den Hauptspiegel auszubauen!

Zur Demontage des Fangspiegels und zur Montage der neuen, CNC gefrästen Fangspiegelspinne wird folgendes Werkzeug benötig

1) Kreuzschraubenzieher zur Demontage des Abschlussringes und des original Fangspiegels

2) 4er Inbussschlüssel zur Montage der neuen Fangspiegelspinne im Tubus und zur Montage des Fangspiegels mit der mitgelieferten M5 Senkkopfschraube

3) 3er Inbusschlüssel zur Kollimation mit den mitgelieferten Stiftschrauben

4) Messschieber

1 ) Demontage des Abschlussringes

Um die neue Fangspiegelspinne montieren zu können, muss der Abschlussring entfernt werden. Dieser ist beim Skywacher 200PDS über sechs M5 Schrauben (Kreuzschlitz) am Tubus befestigt.

Bei den kleineren Skywatcher Modellen wie dem 150PDS oder 130PDS ist der Abschlussring mit nur vier Schrauben befestigt.

Entfernt alle sechs (vier) Schrauben und zieht den Abschlussring nach vorne ab.

2) Ausbau des Fangspiegels

Bevor wir die alte Fangspiegelspinne entfernen, bauen wir zunächst den Fangspiegel aus. Prinzipiell kann dieser Schritt auch übersprungen werden und der Fangspiegel nach der Demontage der alten Fangspiegelspinne von dieser entfernt werden! Da die alte Blechspinne aber nicht sehr formstabil und die Gefahr groß ist, dass der Fangspiegel Schaden nimmt, empfehlen wir diesen vorher zu entnehmen.

HINWEIS: Bei den kleineren Modellen (insbesondere beim 130PDS) kann das schwierig werden! Hier muss die alte Spinne u.U. samt Fangspiegel ausgebaut werden!

a) Lösen der drei Kollimationsschrauben

b) Fangspiegel mit einer Hand festhalten und mit der anderen die Halteschraube entfernen

c) Fangspiegel vorsichtig entnehmen und zur Seite legen.

HINWEIS: An dieser Stelle bitte auch die Druckfeder entnehmen, welche zwischen Fangspiegelspinne und Spiegelhalter sitzt. Diese wird später wieder benötigt!

3) Ausbau der alten Spinne

Auch der Ausbau der alten Fangspiegelspinne ist denkbar einfach. Dazu müsst Ihr nur die vier Rändelmuttern komplett abschrauben und könnt dann die Blechspinne nach vorne entnehmen.

Wenn Ihr das Teil dann in den Händen habt merkt Ihr vielleicht auch, wie instabil so eine Blechspinne eigentlich ist!

4) Einbau der CNC gefrästen Spinne

Aus praktischen Gründen möchten wir noch darauf hinweisen, dass es insbesondere bei den kleineren Skywatcher Modellen (150PDS/Quattro, 130PDS) sinnvoll sein kann, vor der Montage der Spinne zuerst den Fangspiegel auf der Fangspiegelspinne zu montieren, (Punkt 5: Einbau des Fangspiegels) da eine spätere Montage des Fangspiegels aufgrund der Platzverhältnisse schwierig werden kann!

ALLGEMEINER HINWEIS: Wenn Ihr den Tubus mit Velours ausgekleidet oder das Innere vielleicht mit einer Antireflexfarbe beschichtet habt, kann es sein, dass die Fangspiegelspinne recht schwer in den Tubus rutscht. Unsere Fangspiegelspinnen werden so gefertigt, dass diese auch in den original Tuben nicht zu locker sitzen. In der Regel kann die Fangspiegelspinne auch bei einer Velours-Auskleidung ohne größeren Kraftaufwand montiert werden! Da aber auch der Innendurchmesser der Tuben, aufgrund von Fertigungstoleranzen, leicht variieren kann, ist es in manchen Fällen notwendig das Velours zu entfernen!

Bitte verwendet keinen Hammer oder ähnliches um die Spinne in den Tubus zu klopfen! Wenn Ihr mal klopfen müsst, dann legt unbedingt ein Stück Holz unter und klopft nur im Bereich des äußeren Rings! Niemals an den Streben!!!

4.1 Ausrichtung der Spinne im Tubus

Bitte achtet beim Einbau der Fangspiegelspinne darauf, dass diese im Tubus richtig ausrichtet und Vorder- bzw. Rückseite nicht vertauscht werden.

1) Auf Vorderseite und Rückseite achten!!!

Die Zentralbohrung in der neuen Fangspiegelspinne hat auf der einen Seite (Rückseite, ist dem Hauptspiegel zugewandt) eine 2mm tiefe Tasche mit einem Durchmesser von 12mm, in der später die Feder für den Fangspiegelhalter geführt wird.

Die Vorderseite, also dem Abschlussring zugewandte Seite, hat eine etwas tiefere Bohrung mit einer 45° Fase (siehe Bild) mit der die Befestigungsschraube zentriert wird.

Bitte achtet darauf, dass Ihr Vorder- und Rückseite nicht vertauscht!!!

2) Ausrichtung der Bohrungen für die Justageschrauben

Damit Ihr später keine Probleme mit der Kollimation bekommt, solltet Ihr die Spinne wie oben dargestellt einbauen.

Achtet bitte darauf, dass die beiden, parallel zu den Fangspiegelstreben positionierten Löcher für die Justage Schrauben, parallel zum Okularauszug verlaufen. Der Hintergrund ist recht einfach! Bei der späteren Kollimation kann so der Fangspiegel mit der hinteren Justage Schraube, einfach zum OAZ gekippt werden. (Rote Linie = virtuelle Kippachse)

3) Ausrichtung der Fangspiegelspinne zum OAZ

Um die o.g. Doppelspikes durch eine ungenau zum OAZ ausgerichtete Fangspiegelspinne zu verhindern, geht Ihr wie folgt vor!

Wenn Ihr unter einem flachen Winkel von vorne in das Teleskop schaut, könnt Ihr erkennen, ob die im Hauptspiegel zu sehenden Streben der neune Spinne parallel zur Oberkannte des OAZ erscheinen! Ist dies nicht der Fall, müsst Ihr die Spinne drehen, bis die Streben parallel erscheinen.

HINWEIS: Dieser Schritt ist nur notwendig, wenn der OAZ in den Tubus ragt!

4) Nachdem die neue Fangspiegelspinne in den Tubus geschoben und wie oben beschrieben ausgerichtet wurde, sollten die Befestigungsbohrungen der Fangspiegelspinne in etwa mittig in den Montagebohrungen (der alten Spinne) im Tubus zu erkennen sein.

Jetzt dreht Ihr die vier Bundschrauben locker ein. Nicht fest ziehen! Bevor Ihr die Schrauben fest anzieht solltet Ihr die Fangspiegelspinne noch parallel zum Tubusende ausrichten.

HINWEIS: Aufgrund von Fertigungstoleranzen beim Tubusbau kann es sein, dass die Bohrungen der Fangspiegelspinne nicht bei allen Löchern mittig erscheinen! Das ist nicht schlimm!

Variante 1: Zieht die Spinne etwas aus dem Tubus, sodass alle Bundschrauben an der Montagebohrung anliegen. Danach könnt Ihr die Schrauben anziehen oder mit Variante 2 fortfahren und eine Feinausrichtung durchführen.

Variante 2: Messt den Abstand zwischen Spinne und Tubus Vorderkante mit dem Messschieber und richtet die Spinne so aus, dass es überall passt.

HINWEIS: Es kommt hier nicht auf 100tel Millimeter an! +/- 0,5mm reichen hier vollkommen aus! Es ist hilfreich, wenn Ihr die erste Messung direkt neben einer Schraube macht und diese vor der Messung fest anzieht. Dann könnt Ihr die anderen Schrauben leichter auf das ermittelte "Soll-Maß" ausrichten.

Im letzten Schritt montiert Ihr den Abschlussring.

Bitte achtet darauf, dass dieser einen Ausschnitt für die Tubusfalz hat und nur in einer Position in den Tubus passt (siehe Bild).

5) Einbau des Fangspiegels

Um den Fangspiegel zu montieren steckt Ihr zunächst die mitgelieferte Montageschraube (M5x30mm) in die Zentralbohrung der Fangspiegelspinne.

Danach schiebt Ihr die Druckfeder von hinten über die Befestigungsschraube.

An dieser Stelle solltet Ihr auch die Gewindestifte zur Einstellung der Kollimation in die Fangspiegelspinne eindrehen. Wir empfehlen die Stifte zur Montage des Fangspiegels soweit einzuschrauben, dass diese hinten ca. 5mm aus der Spinne herausschauen.

Im nächsten Schritt nehmt Ihr den Fangspiegelhalter und fixiert diesen mit der Befestigungsschraube an der Fangspiegelspinne. Bitte achtet darauf, dass die Druckfeder dabei nicht versehentlich von der Schraube rutscht und in den Tubus fällt!

HINWEIS: Montiert Ihr den Fangspiegel bevor Ihr die Spinne in den Tubus einsetzt, achtet bitte schonmal grob auf die Ausrichtung des Fangspiegels (siehe Punkt 4.1: Ausrichtung der Spinne im Tubus)

OPTIONAL: Die im Lieferumfang enthaltene Edelstahlscheibe kann optional mit einer dünnen Schicht Silikon auf den Fangspiegelhalter geklebt werden. Dies hat zur Folge, dass die Justage Schrauben nicht mehr im weichen Aluminium fressen, was die Kollimations- Eigenschaften dauerhaft verbessert.

Damit die Scheibe besser haftet, sollte der Fangspiegelhalter etwas angeraut und etwaige Unebenheiten vor dem Verkleben geglättet werden. Es empfiehlt sich auch die Klebefläche und die Scheibe zuvor mit etwas Alkohol zu entfetten.

Geschafft!!! Jetzt Könnt Ihr Euer Teleskop wie gewohnt kollimieren...

Ich hoffe, dass der Einbau bei Dir ohne Probleme funktioniert hat. Bei Fragen zur Fangspiegelspinne oder zur Montage kannst Du mich gerne kontaktieren.

Viel Spaß mit der neuen Fangspiegelspinne von Backyard Universe :-)

Clear skies,

Michael