Die parallaktischen Knopf-Montierungen sind für schwere Teleskope gedacht. Es gibt sie in drei verschiedenen Größen, die jedem Anspruch professioneller oder ambitionierter Anwender gerecht werden. Falls Sie also eine Instrumentenmasse zwischen 30 und 200kg bewegen möchten, sollten Sie über die Anschaffung einer Knopf-Montierung nachdenken. Die Firma Astro-Technik-Knopf beliefert astrolumina exklusiv mit dem Modell MK70F, die durch eine gemeinschaftliche Entwicklung entstanden ist. Das Modell MK100F stellt in der astrolumina-Sternwarte für Teleskop-, Zubehör- und CCD-Tests eine extrem solide und präzise Basis dar. Die dort gemachten Erfahrungen fliessen 1:1 in Produktentwicklungen und in die Kundenberatung der Firma ein. Profitieren Sie bei Knopf-Montierungen von der Erfahrung und Fertigkeiten eines ausgebildeten Diplom Ingenieurs und dem Praxiswissen eines versierten Astrofotografen:
Michael Knopf und Michael Breite.

Alle Modelle sind Made in Germany und die Komponenten werden teils maschinell und teils per Hand gefertigt. Alle Größen sind nicht transportabel, also nur für die feste Aufstellung in Ihrer Sternwarte gedacht. Um die aussergewöhnliche Steifigkeit und hohe Tragkraft zu ermöglichen, werden nur höchstwertige Stähle und Lager verwandt. Weiches Aluminium bzw. Aluminium Sandguss wird nicht verwandt - beachten Sie auch hierzu, dass Aluminium nur 1/3-1/2 der Steifigkeit von Stahl hat. Edelstahl bzw. Bronzeguss mit den Eigenschaften eines schlechteren Wärmeausdehnungsverhaltens findet an den diesbezüglich wichtigen Stellen keine Verwendung. Die minimalen Fertigungstoleranzen werden mit modernsten Messtechniken überprüft. Dies ist die Grundvoraussetzung, dass Sie zufrieden sind.
Alle Knopf-Montierungen sind über die Finite-Elemente-Methode (FEM) bzgl. Ihrer Statik und Elastizität optimiert. Michael Knopfs Montierungen unterscheiden sich dadurch z.B. in der Steifigkeit und im Ausschwingverhalten deutlich von den Konkurrenzprodukten.

Die Abbildungen unten zeigen eine MK100-Montierung kurz vor Fertigstellung, hier auf speziellem Kundenwunsch mit Schneckengetrieben in RA (D=280mm) und DE (D=250mm). Diese Sondervariante ist als Option erhältlich, aber nicht sinnvoll, da die jetzt eingebauten Friktionsantriebe eine noch höhere Nachführgenauigkeit gewährleisten.

Zur Verdeutlichung - die MK100F wiegt über 200kg, lässt sich aber notfalls in zwei Teile zerlegen!!

Knopf MK100F mit Hypergraph 340/3000mm
auf Knopf-Montagesäule

Detailansicht des motorischen Antriebs und des Friktionsrades mit montiertem Encoder (in der Montage, ohne Abdeckung)

MK100F in der Fertigung, hier ohne Abdeckungen für den Antrieb. Im Hintergrund ist die Basis einer MK140F zu sehen

Technische Zeichnung einer MK100F in drei verschiedenen Ansichten

 CAD einer MK100F inkl. 200mm-Refraktor und drei Gegengewichten à 10kg

Präzise gefertigte Montierungsrohlinge im Anfangsstadium der Herstellung

Eine MK100F inkl. Zubehör und Säule wird auf einer Europalette für die Auslieferung vorbereitet


PEMPro-Messung und Analyse der Nachführgenauigkeit einer MK70F und 100F
(Details folgen später)

Technische Daten und Beschreibung:
(die Tragkraftangaben beziehen sich auf astrofotografische Anwendungen und sind abhängig von der Teleskoplänge, hier angegeben für Kompaktdesigns wie z.B. Cassegrain-Teleskope)

Knopf MK70F:
Achsdurchmesser 70mm, Tragkraft ca. 100kg, Gewicht ca. 100kg
Knopf MK100F:
Achsdurchmesser 100mm, Tragkraft ca. 150kg,
Gewicht ca. 200kg
Knopf MK140F:
Achsdurchmesser 140mm, Tragkraft ca. 300kg
Gewicht ca. 500kg Die Knopf MK100F im Detail:
(wobei sich die MK70F und 140F nur in den Materialgrößen unterscheiden)

Beide Stahlachsen sind gleich dimensioniert. In RA und DE mit Aussendurchmessern von 100mm und Kernbohrungen von 63mm.

Die Achsen sitzen in vorgespannten Präzisions-Kegelrollenlagern in RA und DE, an den Anschlusspunkten mit den Durchmessern innen 100mm, aussen 150mm und Lagerbreiten von 32mm. An den Endpunkten mit den Durchmessern aussen 140mm und innen 90mm. Auch hier betragen die Lagerbreiten 32mm.
Die Lagerungen sind um den Faktor 20 überdimensioniert ausgelegt, um die maximale Steifigkeit zu erzeugen.

Die Gehäuse sind ebenso FEM gerechnet und bestehen aus hochwertigem Stahl. Die Lackierung besteht aus einem 2-Komponentenlack bzw. einer Pulverbeschichtung. Dies garantiert eine stoss- und kratzfeste Oberflächenversiegelung. Die Standardfarbe ist cremeweiss, kann aber auch nach Ihren Wünschen andersfarbig gestaltet werden (gegen Aufpreis). Die Montierungsbasis ist grundsätzlich um 360-Grad in Azimut rotierbar und in Höhe von 0-90-Grad verstellbar. Die Feineinstellung erfolgt über praktische Gewindeverstellungen. Somit wird Ihre Knopf-Montierung an jedem Ort der Erde benutzbar und durch die enormen Verstellmöglchkeiten benötigen Sie auch zu Hause keine exakt ausgenordete Säule!

Die Gegengewichtstange hat eine Dicke von 50mm (MK70F 40mm) und ist aus Edelstahl. Sie wird mit einem speziellen Flansch am Montierungsgehäuse verschraubt und erlaubt die präzise Nachführung zusätzlich angebrachter Optiken.

Im Lieferumfang der MK100F sind vier pulverbeschichtete und zur Montierung farblich passende Gegengewichte zu je 20kg enthalten (MK70F, vier 10kg-Gewichte und MK140F, vier 40kg-Gegengewichte).

Der Antrieb erfolgt über Friktionsräder mit Durchmessern in RA und DE von jeweils 278mm für die grossen und 32mm-Durchmesser für die kleinen Antriebsräder. Das Material ist hier natürlich Edelstahl.
Der enorme Vorteil des Friktionsantriebs der Knopf-Montierungen ist, dass es nur noch einen kleinen periodischen Fehler, wie er bei einem Schneckengetriebe auftritt, gibt. Darüber wird es hier bald genaue PEMPro-Messergebnisse geben. Der periodische Restfehler resultiert aus dem notwendigen Hochpräzisions-Schneckengetriebe zwischen dem Schrittmotor und dem Friktionsgetriebe - sowie aus der begrenzten Genauigkeit der Schneckenlagerung. Der max. Fehler des Schneckengetriebes wird durch die Übersetzung des Friktionsgetriebes weiter minimiert. Die erste Charge MK70F-Montierungen hatte z.B. Restfehler von ca. 3,5 Bogensekunden RMS (+/- 1,75). Wir garantieren einen Fehler, der kleiner als 10 ist. Dieser Fehler ist bei astrofotografischen Anwendungen leicht durch Autoguiding (s.u.) korrigierbar. Kurze Aufnahmebrennweiten brauchen bei korrekter Polausrichtung nicht aktiv korrigiert zu werden.

Referenzmontierungen bei meinen Kunden, in der astrolumina-Sternwarte sowie astrofotografische Ergebnisse.

Um die Leistungsfähigkeit der Knopf-Montierungen unter Beweis zu stellen, folgen hier mit der Zeit Praxis- und Bildberichte.

Notwendiges Zubehör:

Für alle Modelle können kundenspezifische Wunsch-Antriebe realisiert werden. Ich habe für Sie allerdings auch einen passenden Antriebssatz zur Verfügung, der sich schon vielfach bewährt hat.

SECM4- bzw. 8-Schrittmotor inkl. Getriebe

SECM4- bzw. 8-Motor-Bemaßung
(klick für Vergrößerung)

Getriebe-Bemaßung
(klick für Vergrößerung)

Motoren und Getriebe:
SECM4- (MK70F) bzw. 8- (MK100F und 140F) Schrittmotoren mit einstufigen 8:1 bzw. 5:1 Planetengetrieben. Diese Motoren sind sehr gut für den erforderlichen Mikroschrittbetrieb geeignet.
Die speziell für den Mikroschrittbetrieb konstruierten SECM-Motoren laufen besonders gleichmäßig. Damit besteht die Möglichkeit die Getriebeübersetzung stark zu verkleinern und hohe Positionier- Geschwindigkeiten erreichen.
Um keine Positionierungenauigkeiten einfliessen zu lassen, habe ich mich für Getriebe entschieden, die ein um den Faktor 5 geringeres Getriebespiel haben, als die der qualitativ sehr hochwertigen ESCAP-Schrittmotoren.
Das maximale Drehmoment beträgt 2,8Nm an den Wellen der MK70F und 5,0Nm an den MK100F- und 140F-Montierungen - in Verbindung mit der FS-2-Steuerung. Somit steht genügend Kraft zur Verfügung.
Die max. Positioniergeschwindigkeit beträgt ca. 550fach (2,3°/Sekunde), in Verbindung mit der 30-Voltversion der FS-2-Steuerung.
Wenn Sie eine Knopf-Montierung inkl. Motoren und Getriebe bestellen, dann werden diese selbstverständlich für Sie eingebaut und justiert.

Zu den präzisen SECM-Motoren benötigen Sie eine moderne und leistungsfähige Schrittmotor-steuerung. Hier empfiehlt sich die FS-2-Elektronik von Dipl.-Ing. Michael Koch.

Ebenso Made in Germany, intuitiv zu bedienen und mit modernster Technik, z.B.:
-Mikroschrittbetrieb
-frei programmierbar
-diverse Nachführgeschwindigkeiten
-gespeicherte Referenzobjekte
-automatisches Schwenken zu Objekten (GoTo)
-serielle Schnittstelle zum PC
-völlig fernbedienbar, z.B. über The Sky oder Guide
-Autoguiderschnittstellen SBIG, Starlight-Xpress und Pictor kompatibel
-Winkel-Encoder-Anschlüsse
-Besucher-Modus
-ebenso verwendbar an vielen anderen Montierungen, die mit Schrittmotoren ausgerüstet sind.

Die Steuerung arbeitet mit Spannungen zwischen 12 und 30 Volt. Je höher Sie die Spannung wählen, desto grössere maximale Schwenkgeschwindigkeiten erzeugen Sie. Z.B. ca. 550fach mit Knopf-Montierungen MK70F, in Verbindung mit einer 30-Volt-FS-2.
Zum Betrieb benötigen Sie ein optionales 12, 24 oder 30 Volt Netzteil (3A).

Ich benutze die FS-2-Steuerung schon seit vielen Jahren und bin immer wieder von den Möglichkeiten und der Einfachheit der Bedienung fasziniert. Der eingebaute Speicherbaustein lässt sich problemlos ein-/ausbauen. Durch Software-Updates können Sie sich immer auf den neuesten Stand der Entwicklung bringen.
Zudem gibt es weitere Features, die der Hersteller kostenlos zur Verfügung stellt. Z.B. können Sie die Speicherparameter Ihrer FS-2 mit einem kleinen Hilfsprogramm auf einen PC laden, dort abspeichern, aber auch verändern. Somit verwalten Sie ganz einfach verschiedene Montierungen/Montierungsparameter mit einer einzigen FS-2-Steuerung

Bedienungsanleitung der
FS-2-Schrittmotorsteuerung,
als PDF-Datei:

Koch FS-2-Handkontrollbox

Koch FS-2-Schrittmotorsteuerung Vorderseite

Koch FS-2-Schrittmotorsteuerung Rückseite

Voltcraft Netzteil 0-30Volt 3A

Optischer Inkrementalencoder

Optischer Inkrementalencoder Bemaßung
(klick für Vergrößerung)

Selbstjustierende Aufhängevorrichtung inkl. Encoder mit Acetal-Reibrad auf KM100F-Friktionsrad

Die Positioniergenauigkeiten der MK70, 100 bzw 140 Montierungen sind durch die Auflösung der Schrittmotoren für die meisten Anwendungen genau genug. Im Mittel erreichen diese in der Praxis Werte um 2-4 Bogenminuten RMS, bei Standardschwenks im Bereich von ein paar dutzend Grad. So platzieren Sie Ihre Wunschobjekte selbst auf kleinsten CCD-Chips.
Weitere Ungenauigkeiten fliessen durch die Höhendifferenz (Refraktion) der Objekte, Durchbiegungen, Einnordungsfehler usw. ein. Eine Echtzeitkorrektur durch eine intelligente Fernrohrsteuerung würde hier helfen - allerdings mit größerem Aufwand.
Für eine permanente Erfassung der Koordinaten empfehle ich optische Inkremental-Encoder - dies wird notwendige sein, wenn Sie evtl. in Zukunft Ihre Montierung mit optionalen Achsklemmungen ausstatten wollen - diese Lösung ist allerdings im Moment nicht vorgesehen. Alle Knopf-Montierungen und die FS-2-Schrittmotorsteuerung sind für den Encodereinsatz vorbereitet. Die Positioniergenauigkeit erreicht mit den von mir angebotenen Encodersätzen theoretisch Werte von 5 Bogenminuten. Der quadratische Mittelwert liegt in der Praxis </= 5 Bogenminute RMS. Selbstverständlich sind die Encoderachsen kugelgelagert - dadurch ist der mechanische Widerstand mit 0,0005Nm am geringsten.

Technisch Daten:
Auflösung 4096
Linien 1024
Durchmesser 30,0mm
Wellendurchmesser 6,0mm
Betriebsspannung 5V
 

Weiteres nützliches Zubehör:

Für die Nachführkontrolle (Autoguiding) sehr langbrennweitiger fotografischer Systeme, empfehle ich die Verwendung einer sehr präzisen CCD-Kamera, dem DSI-Pro oder DSI-ProII. Mit ihm sind Sie in der Lage, geringste Nachführtoleranzen subpixelgenau zu kompensieren. Dazu gehören Restfehler, die nicht durch die Montierung selber verursacht werden, wie z.B. eine fehlerhafte Polausrichtung, Refraktionseffekte usw. Diese können mit einem Autoguider bis zu einem gewissen Grad (Bildfelddrehung) korrigiert werden.

In Verbindung mit der FS-2-Steuerung benötigen Sie eine Zusatzsoftware, MSB AstroArt 3.0, die Sie auch gleichzeitig für die Steuerung anderer Kameras bzw. für die Bildbearbeitung Ihrer Astrofotos verwenden können.

Der DSI-Pro (II) ist sehr einfach in der Handhabung - fragen Sie mich nach den Details und den Möglichkeiten zur Adaption an Ihrer Knopf-Montierung und an Ihrem Leitrohr bzw. Off-Axis-System.

Preis:
€ 529,- (DSI-Pro)
€ 169,- (MSB AstroArt 3.0)
 

Weitere Knopf-Montierungen-Praxisberichte, neue Fotos und technische Messungen ergänze ich mit der Zeit. Schauen Sie einfach einmal öfters herein. Zudem sind Sie jederzeit eingeladen, mit mir über die Vorteile dieser aussergewöhnlichen Montierungen zu diskutieren.