Gutachten zur Instandsetzung 300-mm-ZEISS-Refraktor Deutsches Museum München Auftragnehmer Fa. -4H-JENA engineering GmbH Auftraggeber Deutsches Museum München
Das Gutachten dient der Sichtung des gegenwärtigen Zustandes des Refraktors und macht Vorschläge zu, aus Sicht der Gutachter, notwendigen Instandsetzungsarbeiten. Dazu haben wir uns bemüht die verwendeten Konstruktionsprinzipien zu ergründen und zu verstehen. Die Instrumente mit der Meyerschen Entlastungsmontierung sind im Detail nicht gleich und sorgen immer für Überraschungen. Die Baugruppen werden sorgfältig bewertet hinsichtlich Funktion, Erhaltungszustand, Sicherheit und möglicher denkmalgerechter Modernisierung. Ein Farbgutachten ist nicht Bestandteil dieses Gutachten. Der Refraktor befindet sich gegenwärtig nicht in einem betriebsfähigen Zustand. Das Gutachten wurde im März 009 angefertigt Gutachter : M. Koch Dipl. Ing. 4H JENA eng. G. Daßler Mechaniker 4H-JENA eng. G. Kühn Dipl. Physiker freier Mitarbeiter bei 4H-JENA eng. Hilfe und Unterstützung, ohne die eine Erstellung der Gutachtens nicht möglich gewesen wäre, erhielten wir von: Gerhard Hartl Deutsches Museum
Vorbemerkung und historische Einordnung Eine Bestellung für den 300-mm-Refraktor wurde vom Deutschen Museum München am 9..9 bei Carl Zeiss Jena ausgelöst. Die Bestellung umfaßte den Refraktor, die Kuppel und die Beobachtungsbühne. Eine Zeichnung aus dem Jahre 95 zeigt einen Entwurf von dem gewünschten Lieferumfang. Der Refraktor ähnelt auf diesem Blatt sehr dem Züricher Gerät aus dem Jahre 905. Es ist noch ein Gewichtsantrieb mit elektrischem Aufzug dargestellt. Die Idee der schraubenförmigen Beobachtungsbühne ist noch nicht dokumentiert. Vermutlich verzögerte sich die Lieferung durch den.weltkrieg und die Inflationszeit bis ins Jahr 95. Zeichnung von Carl Zeiss Jena, Feb. 95 3
Vorbemerkung und historische Einordnung Laut Versand-Anzeige von der Firma Carl Zeiss Jena wurde der Refraktor Nr. 53968 am 4. März 95 zur Auslieferung nach München-Ostbahnhof gebracht. Die Lieferung war in 33 Kisten verpackt und besaß ein Gesamtgewicht von 0553 kg. Der Refraktor 300/5000 kam zur Aufstellung in der Westkuppel des Deutschen Museums. In den ZEISS NOTIZEN Februar 96, H.6 schreibt der damalige Chef der Astroabteilung Herr Dr. Villinger: Deutsches Museum in München [Aufnahme aus ZEISS NOTIZEN 96, H6] Beschriftung am Refraktor-Fundament 4
Vorbemerkung und historische Einordnung Die MEYERsche Entlastungsmontierung war eine vielbeachtete Neuentwicklung von Zeiss um 905. In der Konstruktions-beschreibung heißt es: Den bis jetzt üblichen Montierungen für astronomische Fernrohre haften zum größten Teile Übelstände an, die dem Beobachter mindestens lästig fallen, wenn sie nicht die richtige Ausnutzung des Instrumentes überhaupt in Frage stellen. Es sind dieses die im allgemeinen nicht zu vermeidenden, in verschiedenen Lagen des Instrumentes verschiedenen Durchbiegungen der die Optik tragenden Teile des Instrumentes, und zwar der Rohre, der beiden Axen und der die letzteren tragenden Gabeln und Lagerblöcke. Aus Zeitschrift für Instrumentenkunde, 930, 50. Jahrgang, Heft Fanz Meyer: Über die Entwicklung der astronomischen Instrumente im Zeisswerk Jena, Bei der Konstruktion der vorliegenden neuen Art von Montierung ist besonders darauf Rücksicht genommen, die Größe der Durchbiegungen auf ein so kleines Maß herabzumindern, daß ihr Einfluß weit geringer als der der Refraktion der Luft wird, gleichzeitig aber eine sehr leichte Bewegbarkeit des Instrumentes sowohl in Rectascension als auch in Declination zu erreichen." Um diese Trennung der Systeme zu bewerkstelligen, führte der Chefkonstrukteur Franz Meyer die beiden Hauptachsen der Montierung hohl aus, außen die Stunden- und Deklinationsachse, innen die entsprechenden Trageachsen", die ohne Berührung mit den Instrumentenachsen die Biegelasten aufnehmen. 5
Vorbemerkung und historische Einordnung Der Oberingenieur Franz Meyer begann seine Tätigkeit 903 bei der Firma Zeiss. Seine Erfahrungen im Teleskopbau hatte er sich bei der Firma C. Hoppe in Berlin bei der Entwicklung und dem Bau des Riesenfernrohres für die Berliner Gewerbeausstellung 896 erworben. Im Laufe seiner Tätigkeit bei Zeiss sind unter seiner Regie von 905 bis 933 fünfzehn Geräte mit der sogenannten MEYERschen Entlastungsmontierung gebaut worden. Die Bauweise war unter seinen Kollegen bei Zeiss nicht ganz unumstritten, so daß bald nach dem Tode von Franz Meyer (+933) diese Bauart aus dem Fertigungsprogramm genommen wurde. Nr. Lieferjahr Sternwarte Optik Montierung 905 Innsbruck Spiegel 400/000 EM II 906 Zürich Refraktor 300/5000 EM III 3 908 Wien, Sternwarte König Astrograph 0/3400 EM III jetzt in Prag 4 90 Neuenburg, Schweiz Astrograph 360/4500 EM III 5 9 Hamburg-Bergedorf Spiegel 000/3000 EM IV 6 9 Zeiss-Werkssternwarte Astrograph 400/500 EM III 7 90 Babelsberg Spiegel 0/8400/4000 EM IV 8 95 Deutsches Museum München Refraktor 300/5000 EM IIa 9 93 Los Angeles Refraktor 300/5000 EM IIa 0 93 Nanking Spiegel 600/3000/0000 EM III 933 Bologna Spiegel 600/00 EM II 933 Uccle (Brüssel) Astrograph 400/000 EM III 3 934 Uccle (Brüssel) Spiegel 000/3000/0000 EM IIIa 4 934 Philadelphia Refraktor 50/3750 EM II 5 935 Vatikan Spiegel 600/400/8000 EM IIIa Von den 5 Instrumenten sind nur noch 3 erhalten bzw. im astronomischen Bildungsbetrieb eingesetzt: Zürich, Los Angeles und München! 6
Begutachtete Teilbereiche und Vorschläge für deren Instandsetzung Refraktor Rohrmontierung, Mechanik... Seite 8 Entlastungssystem Tubus Okularkopf Optik... Seite Objektiv Okulare 3 Sucher... Seite 3 4 Parallaktische Montierung... Seite 4 Säulenfuß Entlastungssystem Stundenachse Deklinationsachse Elektrik, Beleuchtung 5 Erscheinungsbild... Seite 3 6 Antriebeskonzept... Seite 33 Winkelmeßsystem Motor, Anbau 7 Resümee... Seite 37 7
Rohrmontierung, Mechanik Entlastungssystem Der Tubus mit dem Objektiv 300/5000 würde sich durch seine unsymmetrische Befestigung unzulässig stark verbiegen. Deshalb wird zur Vermeidung dieser Deformation ein Entlastungssystem t t verwendet. Der eigentliche Tubus mit dem Objektiv wird id von dem Halter () umschlossen. Dieser Halter wird von der entlasteten Deklinationsachse getragen. Mit dem Joch () ist ein Rohrstutzen (3) fest verbunden. Dieser trägt am vorderen Ende (4) die Entlastungsstangen (5). Die Gewichte (6) entlasten das Objektiv in jeder Stellung des Fernrohres. 6 4 5 6 3 Das Objektiv mit Fassung () wiegt ca. 5 kg und würde das Rohr je nach Stellung des Refraktors durchbiegen. Damit dies verhindert wird, ist bei (3) am äußeren Rohr ein Deklinationsachse Entlastungsgewicht angebracht. Der Drehpunkt (4) ist starr mit der Deklinationachse verbunden. Die Gewichte (5) stabilisieren über die Verbindung (6), auch bei seitlichen Tubuslagen. 8
Rohrmontierung, Mechanik Tubus Das Objektiv mit Fassung wiegt ca. 5 kg und befindet sich genau dort, wo die Entlastungsstangen enden (). Über die Objektivfassung hinweg ist eine Taukappe () zum Schutz vor tropfendem Kondenswasser bzw. Fremdlicht angebracht. Im Inneren des Tubus sind eine Reihe von Blenden (3) zur Reduzierung von Streulicht angeordnet. 3 Die Blenden und die Innenseite des Tubus müßten neu geschwärzt werden. 9
Rohrmontierung, Mechanik Okularkopf 4 3 5 Die Fokussierung ist zweistufig ausgeführt. Die Grobeinstellung erfolgt über Handrad () mittels drei Spindeln (). Die zylindrischen Stangen (3) gewährleisten eine genaue Führung. Die Feinfokussierung (4) wird huckepack auf den Flansch (5) aufgesetzt. Ihre Verstellung erfolgt mittels Zahnstange und Zahntrieb. Die Führungsbahnen sind empfindliche Elemente, sie können abgenutzt oder verschmutzt sein. Eine Überholung ist auf jeden Fall notwendig. 0
Oktik Objektiv Das Objektiv von Carl Zeiss Jena ist seit 95 in Benutzung und wird weiterhin auf lange Zeit gute Dienste leisten. Daten: Typ : E, Achromat Durchmesser : 300 mm Brennweite : 4500 mm lt. Angabe in der Versand-Anzeige v. 95 5000 mm lt. Dr. Villinger in ZEISS-NOTIZEN, 96 Das E-Objektiv ist ein zweiteiliges ili Objektiv aus Silikatgläsernlä der Firma Schott. Als Frontlinse erscheint bei diesem Typ die Negativlinse, also umgekehrt wie beim Fraunhofer-Typ. Das sekundäre Spektrum ist nicht vollständig beseitigt. Trotzdem genügt das Objektiv allen amateurastronomischen Forderungen. Neuere Objektive vom Typ AS, B oder APQ sind besser korrigiert und zeigen farbfreiere Bilder. Das Objektiv ist sicher in den vielen Jahren häufiger ausgebaut worden, um es zu reinigen. Nicht immer sind diese Arbeiten fachmännisch ausgeführt worden, so daß die Justierung gelitten haben kann. Bei einer Instandsetzung sollte das Objektiv einer optischen Prüfung unterzogen werden. Bei vorhandenen Fehlern könnte gegebenfalls eine Korrektur durchgeführt werden.
Oktik Okulare Zu dem Lieferumfang f gehörten neunokulare. Sie gestatteten Vergrößerungen von 40- fach bis 000-fach. Die hohen Vergrößerungen dürften wegen der dabei entstehenden sehr kleinen Austrittspupillen nicht geeignet sein. Außerdem war für terrestische Beobachtung ein für damalige Verhältnisse neues Bildumkehrsystem nach König beigegeben. Bei der Sichtung des Gerätes vor Ort wurde nur ein Okular und ein Sonnenbeobachtungsprisma vorgefunden. Weiteres umfangreiches Zubehör befindet sich im Depot des Deutschen Museums. ( Wurde nicht begutachtet ) Das Objektiv erlaubt es, moderne Okulare mit verbesserter Bildkorrektur zu verwenden. langbrennweitiges Okular Polarisations-Sonnenprisma nach Colzi Im Rahmen der Instandsetzung sollten die Okulare technisch überprüft und gesäubert werden.
3 Sucher Am Refraktor befindet sich ein Sucher-Fernrohr 80/840 Die Optik des Suchers wurde nicht untersucht. Der Okularauszug sollte überholt werden. Die gesamte Oberfläche des Okulars ist von Handschweiß stark angegriffen und bedarf einer gründlichen Überholung. 3
4 Parallaktische Montierung Säulenfuß Das ganze bewegte Gewicht (ca. 6000kg) des Refraktors ruht auf dem Stützgelenk im Säulenfuß. Auf dem Säulenfuß ist die Lagerstelle () für die Stundenachse befestigt. Außerdem befindet sich im Säulenfuß der Stundenantrieb. Das Handrad () gestattet eine Grobverstellung der Stundenachse. Im unteren Teil des Säulenfußes sind eine Azimut- () und eine Polhöhenfeineinstellung (3) vorhanden, womit die astronomische Ausrichtung vorgenommen werden kann. 3 4 4
4 Parallaktische Montierung Entlastungssystem Zum Zwecke der Entlastung wurden Stunden- und Deklinationsachse hohl ausgeführt. Durch diese hohlen Achsen sind massive Stahlachsen gesteckt, die die Last der optischen Teile und der Gegengewichte tragen. Die Stahlachsen sind im Schnittpunkt von Stunden- und Deklinationsachse gelenkig verbunden. Ansonsten berühren sie die Geräteachsen nicht. 3 Die gelbe Linie () symbolisiert die tragende Stundenachse. Sie trägt am oberen Ende im Schnittpunkt von Stunden- und Deklinationsachse ein Lager () für die tragende Deklinationsachse. Auf der hohlen Deklinationsachse sitzt ein Bock (3), der das hintere Ende des Tubus umfaßt. Die tragende Stundenachse ist in einem Stützlager, welches sich in der Mitte der Säule befindet, gehalten. Ein großes Gegengewicht, welches unter dem Fußboden (s. S. 6 ) aufgehängt ist, hält die tragende Stundenachse im Gleichgewicht. Bei einer Demontage würde das alte verharzte Fett vollständig entfernt werden und durch ein neues ersetzt werden können. Nach ca. 80 Jahren Gebrauch sollten auch die Hohlräume des Achsensystems begutachtet werden. Es könnte sich dort Korrosion gebildet haben. 5
4 Parallaktische Montierung Stundenachse, Lagerung 7 6 3 5 4 Die hohle Stundenachse () ist unten bei (3) und oben bei () im Gehäuse (5) gelagert. Das Gehäuse ist mit dem Säulenfuß fest verbunden. Die Stundennachführung erfolgt über das Stundenschneckenrad (6). Bei (4) ist das Stützlager im Säulenfuß zu erkennen. Die tragende Stundenachse trägt bei (7) die Deklinationsachse. Das Gegengewicht (8) hängt unter dem Fußboden am Fundamentsockel. Die Lager () und (3) sind Gleitlager, die gewartet werden müssen. 8 6
4 Parallaktische Montierung Stundenachse, Antrieb Für die Stundenachse sind vier Bewegungsmöglichkeiten vorgesehen: Grobantrieb vom Säulenfuß aus per Handrad rechts und links an dem Säulenfuß Grobantrieb vom Okular aus per Handrad, Ritzel wird mit Schnurzug eingekuppelt und bewegt dann mittels des großen Zahnkranzes die Stundenachse Feineinstellung mit Feinbewegungsschraube ohne toten Gang von Carl Zeiss Bedienung vom Okularkopf aus möglich Nachführung mit Schneckenradgetriebe, elektrisches Zeissuhrwerk mit Fein- und Grob- bewegungen im Säulenfuß 7
4 Parallaktische Montierung Stundenachse, Antrieb Nachführung, Motor und Getriebe 4 3 Die Nachführung des Instrumentes geschieht durch einen elektrischen Antrieb (). Dieser Antrieb ersetzt die früher verwendeten Gewichte. Der Motor wird durch den nachgeschalteten astatischen Regulator () gesteuert. Der Motor wird von Hause aus etwas zu schnell eingestellt. Der Regulator schließt bei zu schnellem Lauf einen Kontakt, wodurch ein Vorwiderstand (3) für den Motor zugeschaltet wird. Der Widerstand d it ist so bemessen, daß nun der Lauf zu langsam wird. Der Kontakt öffnet wieder - der Motor wird schneller. Das Schließen und Öffnen geschieht so schnell, daß von einem richtigen Ein- und Ausschalten gar nicht mehr gesprochen werden kann. Die Funktion des Antriebes wird wesentlich durch das lange Übertragungs-Gestänge (4) beeinflusst. Ein moderner Getriebemotor, der direkt das Sh Schneckenradgetriebe ib treibt, würde die Genauigkeit und Sicherheit der Nachführung verbessern. Das Antriebsaggregat kann an seinem Ort verbleiben. Für den modernen Antrieb wird ein anderer Platz vorgeschlagen. 8
4 Parallaktische Montierung Stundenachse, Antrieb Nachführung, Schneckenradgetriebe 3 Das Schneckenrad () wird von zwei diametral angeordneten Schnecken ()(3), welche durch eine gemeinsame Welle (4) verbunden sind, angetrieben. Diese Welle (4) ist in ihrer Längsrichtung nicht begrenzt gelagert. Die beiden rechts- und linksgängigen Schnecken bilden in Achsrichtung ihr eigenes Widerlager. Dies hat den Vorteil, daß jede Schnecke auf das Stundenrad () genau die gleichen Kräfte überträgt. Außerdem werden Fehler im Stundenrad halbiert. 6 5 4 Die Übertragung der Bewegung vom Regulator auf die Welle (4) geschieht durch das Gestänge (5) bei (6) mittels Kegelradgetriebe. 9
4 Parallaktische Montierung Stundenachse, Antrieb Nachführung, Schneckenradgetriebe Die Ritzel, die Schnecken und die Schneckenräder sind wahrscheinlich noch alle in Ordnung. Das alte Fett, welches teilweise verharzt ist, muß entfernt und durch neues Fett ersetzt werden. Dagegen müßten die Lagerstellen und die Wellenverbindungen nachgebessert werden. 0
4 Parallaktische Montierung Stundenachse, Antrieb Feineinstellung Stunde 6 4 Die Feineinstellung kann nur betätigt werden, wenn die Klemmung () fest ist. Mit der Betätigung des Knaufes () wird mittels Kegelradgetriebe (3), mittels Kettenzügen (4)(5) und mittels der Feinbewegungsschraube ohne toten Gang die Stundenachse gegenüber (6) dem Stundenschneckenrad gedreht. 5 3 Der Klemmring wurde vor einiger Zeit vollständig erneuert. Aber auch die Ketten und die Kettenräder, die Gelenke und die Wellenverbinder bedürfen einer Überholung.
4 Parallaktische Montierung Stundenachse, Antrieb Grobeinstellung Stunde Generell kann die Grobeinstellung nur bei gelöster Stundenklemme betätigt werden. Mit den Handrädern () zu beiden Seiten der Säule wird über die Schnecke () das Schneckenrad (3) gedreht. Das Schneckenrad nimmt mittels eines Mitnehmersystems die Stundenachse mit. Je nach Drehrichtung verkeilen sich die Mitnehmer (4) auf der Stundenachse. Bei Drehrichtungswechsel legen sich die Mitnehmer mit der anderen Seite an, dadurch ist ein erheblicher Totgang vorhanden. Der Ring (5) mit seiner Spannvorrichtung (6) dient nicht zur Kraftübertragung. 3 6 7 4 8 5 Die Funktion der Grobeinstellung von der Säule aus ist nicht mehr gewährleistet. Die Spannvorrichtung (6) ist vergewaltigt worden. Sie darf nur leicht angezogen sein! Der Ring (5) soll sich auf der Scheibe (7) bewegen lassen, deshalb auch die Aussparungen (8).
4 Parallaktische Montierung Stundenachse, Antrieb Grobeinstellung Stunde Generell kann die Grobeinstellung nur bei gelöster Stundenklemme betätigt werden. Auch vom Okularkopf aus ist es möglich, das Gerät in Stunde mittels Handrad () grob zu bewegen. An dem Stundenteilkreis ist ein Zahnkranz () angearbeitet. In diesen greift ein Ritzel (3) ein. Das Ritzel ist durch Ketten (4) und Winkelgetriebe (5) mit dem Handrad verbunden. Mit Hilfe eines Schnurzuges kann der Antrieb an- bzw. abgeschaltet werden. Die Kupplung dazu befindet sich in dem Gehäuse (6). 7 4 5 6 3 Das Gehäuse (6) besteht aus Gußeisen und ist bei (7) fast rundum gerissen. Damit ist die Funktion des Antriebes nicht mehr gewährleistet. 3
4 Parallaktische Montierung Stundenachse, Antrieb Grobeinstellung Stunde An dem großen Zahnkranz unter dem Stundenteilkreis müssen in den 80er-Jahren massive Schäden () entstanden sein, so daß man sich entschloß, einen neuen Kranz () anzufertigen, der unter das originale Zahnrad angebracht wurde. Da man das Gerät nicht demontieren wollte, wurde der neue Zahnkranz geteilt ausgeführt und erst am Gerät wurden die beiden Teile bei (3) verschweißt. 3 Durch die Einführung des neuen Zahnkranzes mußte auch das Ritzel (3, S. 3) verändert werden. Die Maßnahmen waren notwendig, um den Betrieb des Gerätes zu gewährleisten. Zwei Schwachstellen sind zu benennen: Die Scherkräfte auf das Gehäuse (6, S. 3) haben sich vergrößert, da die Kraftübertragung an einem längeren Hebelarm stattfindet. Der neue Zahnkranz ist jetzt aus Stahl und nicht aus Guß, welches sicher eine höhere Stabilität gewährleistet. Durch die Zweiteilung und durch die Materialpaarung (Stahl, Gußeisen) kommt es zu Deformationen des Zahnkranzes, so daß sich stellenweise der Eingriff des Ritzels verschlechtert, wodurch zusätzliche Kräfte auf die Lagerstelle wirken. 4
4 Parallaktische Montierung Stundenachse, Klemmung Die Stundenachsenklemmung verbindet das Schneckenrad () mit der Stundenachse, die oben als Gabel () ausgebildet it ist. Auf der Gabel sitzt die Deklinationsachse. Der Klemmring (3) wird durch eine Schraube (4) zusammengezogen. Die Betätigung (5) erfolgt vom Okularkopf aus. Die Kraftübertragung erfolgt in gleicher Weise wie bei der Stunden- 3 feinbewegung mit Ketten (6) und Winkelgetrieben. 5 6 4 7 999 mußte eine Reparatur an der Klemmung ausgeführt werden. Die Klemmschraube und das Widerlager (7) waren defekt. 5
4 Parallaktische Montierung Deklinationsachse, Lagerung 3 4 4 Die Deklinationsachse ist wie die Stundenachse zweigliedrig aufgebaut. Die Last wird von der inneren Achse () getragen. Durch die äußere hohle Deklinationsachse () wird der entlastete Optiktubus geführt. Beide Achsen berühren sich nur in der Mitte bei (3), wo die tragende Achse verstärkt ist. Die Gabel (4) wird von der Stundenachse mitgenommen und führt die äußere Deklinationsachse. Zwischen der inneren und der äußeren Deklinationsachse i befinden sich ihhohlräume, in denen Korrosion entstanden sein kann. 6
4 Parallaktische Montierung Deklinationsachse, Antrieb Die Deklinationsachse kann grob und fein per Hand bewegt werden. Eine motorische Bewegung ist nicht vorgesehen. 3 Für die Grobbewegung steht das Handrad () zur Verfügung. Die Kraftübertragung geschieht mittels der Kette () und des Schneckenradgetriebes (3). Bei der Benutzung der Grobbewegung muß die Klemme Deklination gelöst sein. Mit dem Knauf (4) wird die Feinbewegung betätigt. Hierbei muß die Klemme angezogen sein. 4 7
4 Parallaktische Montierung Deklinationsachse, Antrieb Feineinstellung Deklination 3 4 Die Betätigung der Feinbewegung Deklination erfolgt mit Knauf () am Okularkopf. Wieder wird die Schraube ohne toten Gang () verwendet, um eine Bewegung auf den Hebel (3) zu übertragen. Die Hebelkonstruktion umschließt die Deklinationsachse und kann auf ihr bei (4) geklemmt werden. Die Wellenverbindungen und die Kardane bedürfen einer Überholung, sie besitzen Lose. Eine sensible Einstellung ist nicht mehr möglich. 8
4 Parallaktische Montierung Elektrik, Kabelführung Für die Beleuchtungen an den Teilkreisen, für das Pointieren der Stunden- und der Kuppelnachführung während der Beobachtung sind eine Anzahl von elektrischen Zuführungen zu den beweglichen Teilen notwendig. Dafür ist am unteren Ende der Stundenachse ein Schleifring () vorgesehen. Die Kabel werden dann in einer Nut in der Stundenachse bis zum Achsenkreuz () geführt. Die Leitungen, die am Rohr benötigt werden, sind jetzt als Schleppkabel (3) ausgebildet. 3 Der Schleifring ist vermutlich nicht mehr original. Bei einer Instandsetzung ist zu empfehlen, diesen durch moderne Technik zu ersetzen. Die gesamte Kabelführung entspricht nicht dem eines musealen Erscheinungsbildes und sollte dezenter ausgeführt werden. 9
4 Parallaktische Montierung Elektrik, Teilkreisbeleuchtung Beleuchtung für Stundenteilkreis Beleuchtung für Deklinationsteilkreis Beleuchtung für Stundenteilkreis (Säule) Ost und West Die Beleuchtungseinrichtungen für die Teilkreisablesungen sind überholungsbedürftig, besonders die elektrischen Zuleitungen sind zu erneuern. 30
5 Erscheinungsbild Obwohl die letzten Farbanstriche fachmännisch ausgeführt wurden, sind schon eine ganze Reihe von Schadstellen sichtbar. In welchem Zustand sich die Flächen und die Bauelemente, e e e, die de seit der Herstellung e nicht wieder zugänglich g waren, aussehen, e entzieht sich unserer Kenntnis. Da wir an ähnlichen Geräte aus gleicher Zeit Erfahrungen gesammelt haben, wissen wir, daß es im Innern furchtbar aussehen kann. Bei () ist das Stützlager des Urania-Refraktors Zürich zu sehen. Manch eine Kugel war vollständig zermahlen. Ein fachgerechtes Erscheinungsbild läßt sich nur erreichen, wenn die Oberflächenbehandlung im vollständig zerlegten Zustand durchgeführt wird. Deshalb empfehlen wir eine komplette Demontage. Dabei kann auch die Sichtung und Behandlung der Innenflächen durchgeführt werden. Ein Beispiel einer soliden Oberflächenbehandlung im Detail zeigt das Bild vom älteren Bruder in Zürich. Die farbliche Gestaltung wurde auf Grundlage eines Farbgutachtens durchgeführt. Die Baugruppen wurden dezent farblich abgestuft. Wodurch die Schönheit des Instrumentes mit all seinen technischen Raffinessen wieder hervortritt. Stützlager 300-mm-Zeiss-Refraktor der Urania Zürich, 007 von Firma 4H-JENA engineering instandgesetzt 3
5 Erscheinungsbild Die Gravur der Teilkreise müßte wieder kontrastreich ausgelegt g werden. An vielen Stellen schützt der Farbanstrich nicht mehr vor weiterer Korrosion. Für das Erscheinungsbild ist die Aufarbeitung der Messingteile unerläßlich. 3
6 Antriebskonzept Winkelmeßsystem Werden moderne Antriebe bei der Instandsetzung verlangt, dann werden elektronische Winkelmeßsysteme zur Regelung benötigt. Wichtig ist die richtige Auswahl dieser Systeme bezüglich Genauigkeit und Einbaubarkeit. Die Genauigkeit wird ganz wesentlich von dem Rundlauffehler der Lagerung, des Lagerspiels und der Exzentrizität von Meßflansch zu Drehachse bestimmt. Die in Betracht kommenden Systeme erreichen prinzipiell eine Genauigkeit von Winkelsekunden.. Stundenachse: Wir schlagen vor, einen Hohlachsengeber zu verwenden, der an der unteren Lagerstelle () der Stundenachse () angebracht wird. 3 Auf den vorhandenen Teilkreis (3) wird der Meßflansch (grün) zentrisch aufgesetzt. Dieser wird wie der Teilkreis von der hohlen Stundenachse () gedreht. Der Abtastkopf (blau) sollte unmittelbar daneben an dem Lagerflansch () befestigt werden. 33
6 Antriebskonzept Winkelmeßsystem. Deklinationsachse: Auch hier sollte ein Hohlachsengeber verwendet werden. Der Meßflansch wird innen an die bewegliche Noniusscheibe ib () angebracht, während der Abtastkopftk an dem feststehenden Teilkreis () befestigt werden muß. Leider läßt sich hier nur ein Abtastkopf verwenden. Bei der Demontage der Deklinationsachse könnte sich eventuell noch eine bessere Anbaumöglichkeit für das Meßsystem ergeben. 34
6 Antriebskonzept Motor Bei einer eventuellen Modernisierung der Antriebe sollte Servomotoren mit Getriebe und Encoder zum Einsatz kommen. Wir schlagen eine Steuerungsanlage inklusive Software vor, wie Sie auch bei der Modernisierung des Goerz Reflektors verwendet wird.. Stundenachse: Der Motor () sollte, wie bei dem Züricher Refraktor, unter dem Stundenteilkreis an der Säule angebracht werden. Auf die Welle (), die beide Schnecken verbindet, wurde hier eine Zahnriemenscheibe aufgesetzt. Ein Zahnriemen (3) überträgt die Bewegung vom Motor zur Welle. 3 Mit dem Motor sollten die Nachführ- und die Pointingbewegungen ausgeführt werden. 35
6 Antriebskonzept Motor. Deklinationsachse: Die Schneckenwelle () könnte nach hinten oder nach vorne verlängert und über eine magnetische Kupplung () mit dem Motor (3) verbunden werden. Die magnetische Kupplung ist notwendig, damit die Handpositionierung möglich bleibt. Die Kupplung wird automatisch bei elektrischer Positionierung zugeschaltet, sonst ist sie gelöst. 3 Mit dem Motor können die Feineinstellungen und die Pointingbewegungen ausgeführt werden 36
7 Resümee Bei der Beurteilung der vorgefundenen Defekte am Refraktor können die Kriegseinwirkungen nicht außer acht gelassen werden. Die starken Beschädigungen an der Kuppel, die im Bild zu erkennen sind, lassen vermuten, dass der Refraktor gewaltige Erschütterungen erleiden musste. Er befand sich ungeschützt in der Kuppel. Wahrscheinlich waren lediglich Okular und Objektiv abgebaut. Bedenkt man, dass die grazile Konstruktion in vielen Teilen in Gußeisen ausgeführt wurde und an langen Hebeln gewaltige Massen hängen, die wie eine Abrissbirne wirken, wundert man sich, dass an dem Instrument kein größerer Schaden entstanden ist. Vielleicht sind zunächst auch erst Haarrisse entstanden, die sich, wie z.b. bei dem Grobantrieb Stunde (s. S. 3/4), erst Jahre später verstärkt haben und zur Geltung kamen. Bei der Restaurierung des Bamberg-Refraktors, der bei der Zerstörung des Uraniagebäudes ebenfalls Beschädigungen erlitten hatte, wurden erst 995 bei der Entfernung der Farbe Haarrisse im Mittelstück des Tubus entdeckt. Das Mittelstück musste aus Sicherheitsgründen neu gegossen werden. So kann auch der anfänglich harmlose Defekt an der Stundenklemme (s. S. 5) sich nach und nach zu dem Bruch entwickelt haben. Es ist nicht auszuschließen, dass tragende Teile kriegsbedingte Schäden aufweisen. 37
7 Resümee Am oberen Ende () der tragenden Stundenachse sind zwei Gewichte () befestigt. Diese Gewichte umschließen die Deklinationsachse, berühren diese aber nicht, weil sonst s das Meyersche e Entlastunsprinzip sp p verletzt e sein würde. Der Befund zeigt aber, daß bei (3) und (4) eine Schweißverbindung zwischen der Stundengabel (5) und der tragenden Stundenachse (6) hergestellt wurde. Damit ist die einwandfreie Funktion der entlasteten Nachführung nicht mehr gewährleistet. 5 6 4 3 Die Verbindung muß wieder unterbrochen werden! 38
7 Resümee Das Gutachten umfasst die Gerätetechnik des 300-mm-Zeiss-Refraktors aus dem Jahre 95. Der Refraktor dient dem Deutschen Museum als Hauptbeobachtungsinstrument. Seit Anbeginn bis vor wenigen Monaten wurde das Instrument fast ununterbrochen für volksbildende Demonstrationen genutzt. Der Refraktor mußte stillgelegt werden, da der Stundengrobantrieb (s. S. 3) nicht mehr gebrauchsfähig ist. Die wichtigsten Grundfunktionen der parallaktischen Montierung, die Drehung um die beiden Achsen mit dem raffinierten Meyerschen-Entlastungssystem, sind mechanisch noch im Originalzustand. Die Funktion des Entlastungssystems ist durch die auf Seite 38 dargestellte Tatsache nicht mehr gewährleistet. Die Rohrmontierung mit dem Objektiv und der Biegekompensation sind in gutem Zustand. Dagegen ist die Fokussiereinheit des Okularkopfes vom langen Gebrauch verschlissen. Die Handantriebe Deklination (grob, fein) und Stunde (fein) sind im Originalzustand erhalten. Die Zahnräder, die Schnecken und die Schneckenräder sind wahrscheinlich weiterhin nutzbar, tb aber viele Lagerstellen und Wellenverbindungen sind abgenutzt. t Das gesamte Nachführsystem (Motor, Regulator, Schnecken, Schneckenräder, Gestänge) ist noch original und ist auch noch funktionstüchtig. Wollte man es erhalten, sollten die kardanischen Gelenke, die Lagerbuchsen und Wellenverbindungen erneuert werden. Wir empfehlen aber einen modernen Antrieb, der direkter an das Stundenschneckenradgetriebe angesetzt werden könnte. Die elektrische Installation ist, bedingt durch die mehrfachen Umbauten, in einem überholungsbedürftigen g Zustand. Die Herstellung der ursprünglichen Kabelführung durch die Stundenachse, einschließlich die Ersetzung des alten Schleifrings, wäre für das Erscheinungsbild sehr förderlich. Bei einer Modernisierung der Antriebstechnik kann die elektrische Sicherheit durch Verwendung von Niederspannungen erhöht werden. Korrosion in den zahlreichen Hohlräumen des Gerätes kann erst bei vollständiger Demontage eingeschätzt werden. Erst eine Oberflächenbehandlung aller Teile, bezüglich Material und Funktion in demontiertem Zustand, gäbe dem Refraktor die frühere Schönheit und Solidität wieder. 39