DE2903804A1 - Randunterstuetzungssystem fuer teleskopspiegel - Google Patents

Randunterstuetzungssystem fuer teleskopspiegel

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Description

  • Randunterstützungssystem für
  • Teleskopspiegel Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Randunterstützung von Teleskopspiegeln. Solche Vorrichtungen werden bei größeren Teleskopspiegeln notwendig, um Formänderungen des Spiegels durch sein Eigengewicht, welche die Abbildungsgüte beeinträchtigen, herabzusetzen. Dazu wird in den meisten Fällen die senkrecht zur optischen Achse gerichtete Komponente des Spiegelgewichts durch Stützkräfte aufgefangen, die längs des Spiegelrandes verteilt sind, entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich, und deren Vektoren in einer zur Spiegelachse senkrechten Ebene liegen.
  • Seit im Teleskopbau derartige Lagerungssysteme ausgeführt werden, sind die Stützkräfte senkrecht zum Spiegelrand, also als Normalkräfte aufgebracht worden. Während früher nur Druckspannungsverteilungen zur Anwendung kamen, ist nach Entwicklung der modernen Klebetechnik auch die Möglichkeit ausgenutzt worden, durch Ausübung von Zugspannungen über Klebeverbindungen die Spiegeldeformationen weiter zu verringern. Nach dieser Methode sind die Spiegel von zahlreichen modernen Teleskopen gelagert worden. Dabei üben meist mehrere gleichförmig am Spiegelrand verteilte Entlastungseinrichtungen radiale Kräfte auf den Spiegel aus, die in der unteren Hälfte als Druckkräfte und in der oberen Hälfte als Zugkräfte wirken. Durch geeignete konstruktive Maßnahmen wird erreicht, daß diese Normalkräfte einen solchen Verlauf annehmen, daß insgesamt eine kosinusförmige Kräfteverteilung auf den Rand des Spiegels einwirkt, da die Fachwelt annimmt, daß durch eine solche Stützkraftverteilung die Spiegelverformungen minimiert sind.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Randunterstützungssystem für Teleskopspiegel zu schaffen, das im Vergleich zu bekannten Systemen zu verringerten Spiegeldeformationen führt, ohne einen höheren technischen Aufwand zu bedingen.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß gemäß dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches Entlastungssysteme vorgesehen sind, die den Spiegel sowohl durch radiale als auch durch tangential auf seinen Rand einwirkende Kräfte halten.
  • Diese Mittel können wie die bekannten zur Aufbringung von radialen Zugkräften auf den Spiegelrand benutzten Systeme zum Beispiel aus mehreren auf den Spiegelrand geklebten Zwischenstücken bestehen, in die jeweils eine geeignete mit einem Gegengewicht versehene Hebeleinrichtung eingreift.
  • Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß bei geeigneter Wahl des Verhältnisses zwischen radialen und tangentialen von einer Entlastungsvorrichtung auf den Spiegelrand ausgeübten Kräften eine Verringerung der Spiegeldeformation etwa um den Faktor 2 gegenüber bekannten Randunterstützungssystemen eintritt. Das ist besonders dann der Fall, wenn neben den aufgebrachten radialen Kräften mit kosinusförmigen Verlauf über den Spiegelrand tangentiale Kräfte mit sinusförmiger Abhängigkeit vom Azimutwinkel so eingesetzt werden, daß die resultierende Kraft in jedem Angriffspunkt der Richtung nach einer Projektion der Vertikalen in die Spiegelebene parallel ist.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß bei Verwendung astatischer Entlastungssysteme die Masse der Gegengewichte verringert werden kann, da neben den Gewichtskomponenten, die bisher von den radial wirkenden Hebelsystemen aufgenommen wurden, nun auch ein Großteil des Spiegelgewichts von den tangential ausgeübten Stützkräften getragen wird.
  • Im folgenden wird der Erfindungsgedanke anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.
  • Fig. 1 zeigt schematisch ein bekanntes Randunterstützungssystem, das mit radialen Stützkräften arbeitet, die kosinusförmigen Verlauf besitzen; Fig. 2 zeigt ein Randunterstützungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung, das zusätzlich tangentiale Randkräfte einsetzt; Fig. 3 zeigt das Ausführungsbeispiel eines Hebelsystems, mit dem sowohl radiale als auch tangentiale Kräfte auf den Rand eines Teleskopspiegels ausgeübt werden können; Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch den Kopf des Hebels entlang der Linie IV-IV in Fig. 3; Fig. 5 zeigt den für einen Spiegel beispielhaft berechneten radiusabhängigen Verlauf seiner achsialen Deformation bei Verwendung eines konventionellen und eines erfindungsgemäßen Randunterstützungssystems.
  • In Fig. 1 ist ein Spiegel 1 skizziert, der so geschwenkt ist, daß seine optische Achse waagerecht verläuft. Die auf seinen Rand gerichteten Pfeile stellen die von einer konventionellen Randunterstützung auf den Spiegelrand ausgeübten Radialkräfte dar. Das Unterstützungssystem ist so ausgelegt, daß die Kräfte Nr a) eine kosinusförmige Abhängigkeit von dem Winkels besitzen, der durch die Vertikale und die Kraftrichtung definiert ist; und b) die Vektorsumme aller Kräfte zum Spiegelgewicht addiert Null ergibt.
  • Werden die skizzierten Stützkräfte Nr durch Gegengewichte über Hebel aufgebracht, so gilt für die Masse Mg der verwendeten Gegengewichte M = 2M5 (1) 9 Dabei ist M die Masse des Spiegels und V das übersetzungsverhältnis des 5 verwendeten Hebelsystems.
  • In Fig. 2 ist der gleiche Spiegel 1 mit einem Randunterstützungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung skizziert, das neben den radialen Stützkräften Nr tangential auf den Rand wirkende Kräfte NJ ausübt.
  • Die Summe der Beträge aller radialen Kräfte mit kosinusförmiger Winkelabhängigkeit ist in dieser Ausführungsform gleich der Summe der Beträge aller tangentialen Kräfte mit sinusförmiger Winkelabhängigkeit, so daß sich gleichmäßig über den Rand verteilte resultierende Stützkräfte ergeben, die vertikal gerichtet sind und in ihrer Summe das Spiegelgewicht kompensieren.
  • Diese resultierenden vertikalen Stützkräfte können durch Gegengewichte aufgebracht werden, für die gilt Mg' = Ms (2) g V Ein Vergleich mit Gleichung (1) zeigt, daß bei gleicher Hebellänge nur die halbe Masse der Gegengewichte benötigt wird.
  • Es ist nun erforderlich, das verwendete astatische Hebelsystem zur Lagerung des Spiegels so auszubilden, daß die Hebel um 2 Raumachsen schwenkbar sind.
  • Denn im allgemeinen wird ein solcher Teleskopspiegel nicht in fixierter Position verwendet, sondern ist bei freier Wahl der Beobachtungsrichtung ebenfalls um 2 Achsen drehbar, von denen meist keine vertikal ausgerichtet ist.
  • Fig. 3 zeigt in Verbindung mit Fig. 4 ein Beispiel der technischen Realisierung eines Randunterstützungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung, das in allen Stellungen des Spiegels 1 dessen Gewichtskomponente senkrecht zu seiner optischen Achse durch radiale und tangentiale Randkräfte kompensiert, ohne für die optischen Eigenschaften des Spiegels höchst nachteilige Kräfte in Richtung der optischen Achse des Spiegels auf seinen Rand auszuüben.
  • Am Spiegelkörper 1 sind Tragstücke 2 angeklebt, die aus einem Material bestehen, das ähnliche Eigenschaften wie der Spiegel besitzt. Die Kräftübertragung auf dieses Tragstück erfolgt über eine flache Schale 3, die einerseits mittels eines aus 2 Hälften bestehenden Ringes 4 das Tragstück 2 umfaßt und somit formschlüssig mit ihm verbunden ist, andererseits mittels einer eingeschraubten Gewindehülse 5 den Kugelkopf eines Stiftes 6 umschließt.
  • Dieser Stift ist in den Querbolzen 7 eingeschraubt, der im Kopf 8 des Entlastungshebels 9 um die zur Zeichenebene senkrechte Achse drehbar gelagert ist. Ein weiterer in den Kopf eingesteckter Querbolzen 12 ist um eine der ersten Achse gleichgerichtete Achse drehbar; der Abstand beider Achsen ist a.
  • In den Querbolzen 12 ist ein Achskörper 10 eingeschraubt, der gegenüber dem Lagerbock 11 um die Achse B drehbar ist. Somit ist der an den Kopf 8 angeschraubte Hebel 9 mit dem daran befestigten Gegengewicht 13 um die Achse B und eine dazu senkrechte Achse C durch den Punkt x schwenkbar und vermag radiale und tangentiale Kräfte auf den Spiegelrand auszuüben.
  • Das übersetzungsverhältnis des Hebels V = ba ist bezüglich beider Schwenkachsen gleich, dadurch wird in jeder Stellung des Spiegels eine dem Betrage nach nur von dem Neigungswinkel 0 seiner optischen Achse gegen die Vertikale abhängende immer in Richtung der Projektion der Vertikalen in die Spiegelebene wirkende Gegenkraft auf den Spiegelrand ausgeübt. Zur Kompensation des Gesamtgewichts sind mehrere über den Rand des Spiegels verteilte astatische Entlastungseinrichtungen notwendig. Diese können beispielsweise äquidistant um den Spiegelumfang verteilt so an der Spiegelfassung befestigt sein, daß die Achsen B der n Hebel jeweils radial auf den Spiegelrand gerichtet sind.
  • Damit wird eine Zuordnung der durch die Hebel übertragenen, von den Achsen B und C in 2 Komponenten zerlegten Kraft der Gegengewichte zu den Randkräften Nr und Ni erreicht. In jeder Stellung des Spiegels erlaubt die freie Drehbarkeit der Hebel 9 bezüglich B das Aufbringen von Tangentialkräften = = A . sinkt . cos O (3) freie Drehbarkeit bezüglich C das Aufbringen von Radialkräften Nr = A . cos t cos O (4) Dabei ist der Winkel zwischen der optischen Achse des Spiegels und der Vertikalen und A eine Konstante, die sich aus n = der Anzahl der Hebel, und g = Erdbeschleunigungen, in Verbindung mit (1) zu M .b.g A = 9 (5) n.a berechnet.
  • In Fig. 5 ist die mit der Erfindung erzielbare Verringerung der Spiegeldeformation im Vergleich mit einem konventionellen Randunterstützungssystem anhand eines numerisch berechneten Beispiels dargestellt.
  • Der für die Beeinträchtigung der optischen Abbildung maßgebliche Formänderungsanteil W(r p) senkrecht zur optischen Spiegelfläche ist jeweils für einen Spiegel ohne Mittelloch mit gängigen Daten (Öffnungszahl: 2,5; Verhältnis von Durchmesser zu Mittendicke: 8,9; Querdehnungsziffer des Spiegelmaterials: 0,21) nach der Schalentheorie berechnet und besitzt (für beide in Fig. 1 und 2 skizzierten Systeme) die Form: W g ) =S W wobei S eine Konstante mit der Dimension einer Länge ist, die nur von den Spiegeldaten abhängt.
  • In den Teil von W y) der seine Radialabhängigkeit beschreibt, W(r) geht die Stützkraftverteilung ein. Dieser Teil ist in Fig. 5 gegen den Radius r des Spiegels aufgetragen.
  • Die Kurve A gibt den Verlauf von W(r) für das konventionelle System gemäß Fig. 1 an, während Kurve B einem in Fig. 2 skizzierten Randunterstützungssystem entspricht. Bei nur leichterÄnderung des Biegeverlaufs ist die Formänderung der Spiegelschale bei einem Randunterstützungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung gegenüber zur Zeit verwendeten Systemen nur etwa halb so groß.
  • Leerseite

Claims (5)

  1. Patentai brüche 1. Randunterstützungssystem für Teleskopspiegel zur Kompensation der Gewichtskomponenten des Spiegels senkrecht zur optischen Achse, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die den Spiegel durch radial als auch durch tangential auf seinen Rand einwirkende Kräfte tragen.
  2. 2. Randunterstützungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die jeweilige Stelle des Spiegelrandes einwirkenden radialen und tangentialen Kräfte so gewählt sind, daß die resultierende Kraft parallel zur Projektion der Vertikalen in die Spiegelebene verläuft.
  3. 3. Randunterstützungssystem nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Gewichtskompensation aus mehreren am Rand des Spiegels äquidistant angeordneten Hebeln (9) bestehen, welche die erforderliche Kraft auf den Spiegel (1) über an den Spiegelrand geklebte Zwischenstükke (2) übertragen.
  4. 4. Randuntersützungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Hebel (9) um 2 in der gleichen Ebene liegende zueinander senkrechte Achsen (B,C) schwenkbar sind.
  5. 5. Randunterstützungssystem nach Anspruch 3-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbringung der Hebelkraft durch Zusatzgewichte (13) erfolgt, die an den Hebeln (9) befestigt sind.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2544509A1 (fr) * 1983-04-13 1984-10-19 Zeiss Carl Fa Systeme de soutenement des bords pour miroir de telescope
DE3444265A1 (de) * 1984-12-05 1986-06-05 Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim Unterstuetzungssystem fuer teleskopspiegel
US4681408A (en) * 1986-04-28 1987-07-21 The Perkin-Elmer Corporation Adjustable mount for large mirrors
US4721376A (en) * 1986-08-29 1988-01-26 The Perkin-Elmer Corporation Non-reactive fluid connection device for cooled mirrors
US4726671A (en) * 1986-06-19 1988-02-23 The Perkin-Elmer Corporation High resonance adjustable mirror mount
EP0349825A2 (de) * 1988-07-02 1990-01-10 Dornier Gmbh Einrichtung zur entlasteten Lagerung von hochpräzisen Schwenkbaren Reflektoren oder Spiegeln für Teleskope
US6593585B1 (en) 1999-11-30 2003-07-15 Asml Netherlands B.V. Lithographic projection apparatus with positioning system for use with reflectors

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3345526B2 (ja) * 1995-05-01 2002-11-18 三菱電機株式会社 物体駆動制御装置および物体駆動制御方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2414266A1 (de) * 1974-03-25 1975-10-09 Zeiss Carl Fa Vorrichtung zur radialen zug-druck- entlastung grosser teleskopspiegel

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2414266A1 (de) * 1974-03-25 1975-10-09 Zeiss Carl Fa Vorrichtung zur radialen zug-druck- entlastung grosser teleskopspiegel

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2544509A1 (fr) * 1983-04-13 1984-10-19 Zeiss Carl Fa Systeme de soutenement des bords pour miroir de telescope
DE3313324A1 (de) * 1983-04-13 1984-10-25 Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim Randunterstuetzungssystem fuer teleskopspiegel
DE3444265A1 (de) * 1984-12-05 1986-06-05 Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim Unterstuetzungssystem fuer teleskopspiegel
US4681408A (en) * 1986-04-28 1987-07-21 The Perkin-Elmer Corporation Adjustable mount for large mirrors
EP0256212A1 (de) * 1986-04-28 1988-02-24 Svg Lithography Systems, Inc. Justierbare Halterung für grosse Spiegel
US4726671A (en) * 1986-06-19 1988-02-23 The Perkin-Elmer Corporation High resonance adjustable mirror mount
US4721376A (en) * 1986-08-29 1988-01-26 The Perkin-Elmer Corporation Non-reactive fluid connection device for cooled mirrors
EP0349825A2 (de) * 1988-07-02 1990-01-10 Dornier Gmbh Einrichtung zur entlasteten Lagerung von hochpräzisen Schwenkbaren Reflektoren oder Spiegeln für Teleskope
EP0349825A3 (de) * 1988-07-02 1991-03-27 Dornier Gmbh Einrichtung zur entlasteten Lagerung von hochpräzisen Schwenkbaren Reflektoren oder Spiegeln für Teleskope
US6593585B1 (en) 1999-11-30 2003-07-15 Asml Netherlands B.V. Lithographic projection apparatus with positioning system for use with reflectors
US6765218B2 (en) 1999-11-30 2004-07-20 Asml Netherlands B.V. Lithographic projection apparatus with positioning system for use with reflectors

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