Umbau einer Astro-Physics 400 Montierung

Nach einem Beitrag über den Umbau einer AP 400 Montierung und der Verwendung einer TeenAstro Steuerung im Forum Astronomie.de habe ich mich entschlossen, diesen Umbau ebenso durchzuführen und die Montierung mit einer modernen Steuerung und schnellem GOTO zu versehen.

Meine Erfahrungen im Bau der TeenAstro habe ich in einer separaten Bauanleitung beschrieben.


Hier folgen nun meine Erfahrung zum Umbau einer AP 400 mit schnellen Motoren und Riemenantrieb.

Ich habe mich fast vollständig an die Anleitung gehalten und der Umbau ist auch geglückt. Allerdings sollte man über einige handwerkliche/mechanische Fähigkeiten verfügen wie z.B. Umgang mit einer Standbohrmaschine, Fräser und Drehbank, Erfahrung im Gewindeschneiden. Die Modifizierung der Zahnriemenscheiben und des Schneckengehäuses ist meiner Meinung nach nur mit guten Fähigkeiten im Umgang mit einer Drehbank bzw. einer Fräsmaschine möglich. Dies konnte ich durch einen Bekannten durchführen lassen. Mit einer Standbohrmaschine und Fräser funktioniert dies wohl auch, ich würde es nicht empfehlen.


Zur Vollständigkeit nochmal aufgeführt die notwendigen Schritte gem. dem Originalbeitrag.

Riemenantrieb mit 2:1 Untersetzung zusammen mit Nema 17 Motoren mit 400 Schritten pro Umdrehung.

Folgendes wird für den Umbau benötigt:
2x NEMA 17 Motor mit 0.9° Schrittwinkel
2x Schwingungsentkoppler für Motor
2x Zahnriemen T2,5 145mm lang
2x Zahnriemenscheibe mit 14 Zähnen
2x Zahnriemenscheibe mit 28 Zähnen
2x Motorgehäuse (3d Druck)
1x 1/4" Bohrer
1x 5mm Bohrer
1x Gewindeschneider / Kernlichbohrer für M3
4x M3 Madenschraube
4xM3x20mm Zylinderkopfschraube
1x ca 6mm Schaftfräser
Schraubstock für Standbohrmaschine
Standbohrmaschine mit ausreichend hoher Drehzahl für Fräser
Kleine Drehbank für Modifizierung Zahriemenscheiben
Stecker/ Kabel nach Wahl

Folgende Arbeitsschritte sind nötig:

Die 28 Zähne Zahnriemenscheiben müssen mit der Drehbank so bearbeitet werden das diese in das Schneckengehäuse passen. Bei mir musste ich auch die 14 Zähne Scheiben bearbeiten, damit die nicht mit den Schwingungsdämpfer in Berührung kommen.

Die Zahnriemenscheiben mit 14 Zähnen brauchen jeweils 2x M3 Gewinde zur Klemmung auf der Motorwelle. Die große Scheibe braucht keine zusätzlichen Bohrungen, hier wird das original Kupplungssystem weiterverwendet.

Das Schneckengehäuse muss etwas ausgefräst werden. Dies hat überraschend gut mit einer simplen Standbohrmaschine funktioniert. Ein guter Schraubstock ist hier aber Pflicht.
Im Trockenaufbau Prüfen ob der Zahnriemen frei drehen kann, ansonsten nacharbeiten.

Der Zusammenbau ist dann recht einfach. Die Bearbeitungsschritte habe ich in ein paar Bildern zur Erläuterung beigefügt.



Meine Anmerkungen dazu:

Der Schaftfräser ist nicht notwendig, wenn die Arbeiten am Schneckengehäuse mit einer Fräsmaschine durchgeführt werden. Die Zahnriemenscheiben (14 Zähne) mussten mit diversen Bohrern (5,1 - 5,2mm) aufgebohrt werden. Die Antriebswellen der NEMA Motoren sind bei mir etwas dicker als 5mm. Die großen Zahnriemenscheiben mussten mit einem 6,4mm Bohrer aufgebohrt werden.

Die Welle der NEMA Motoren muss evtl. etwas gekürzt werden. Die Länge ist abhängig von den verwendeten Schwingungsentkopplern.



Folgendes wird für den Umbau zusätzlich zur oberen Liste benötigt, wenn dies nicht schon vorhanden ist.

Windeisen/Gewindeeisen
Gewindeschneider M3
Bohrer 2mm, 2,5mm 5mm, 5,1mm, 6,4mm

Handbohrer z.B. Bohrungen für Gewinde in den Zahnriemenscheiben mit 14 Zähnen. Mit einer Standbohrmaschine geht das auch. Mit einem Handbohrer habe ich mehr Kontrolle.
Druckluft z.B. aus der Dose
Schneideöl zum Bohren + Gewindeschneiden
Messchieber/Schieblehre
Feile
Metallsäge

Dateien für 3D-Druck der Gehäuse.
AP400 Gehäuseabdeckung
AP400 Motorgehäuse

Zusatzarbeiten:

Folgende Arbeiten waren zusätzlich notwendig.

Die Motorachsen der NEMA Motoren wurden gekürzt. Evtl. nicht notwendig. Dies ist abhängig wie die Motoren mittels der Schwingungsentkoppler eingebaut sind.
Der Rand der großen Zahnriemenscheibe (28 Zähne) um ca. 1 mm im Durchmesser abgefeilt. Beim Einbau wurde festgestellt, das die große Zahnriemenscheibe nicht frei bewegbar ist.

Schrauben für Motorbefestigung -> PC-Schrauben
Schrauben für Motorbefestigung mussten gekürzt werden.

Kleine Zahnriemenscheibe wurde an der Aussenseite zum Gehäuse abgefeilt.


Motoreinstellungen für eine TeenAstro:


Gear = Getriebeübersetzungsfaktor:   192 x Übersetzungsfaktor -> 14 zu 28 -> also 2
Steps = 400
Microstep = 16
Low Current = langsam Betrieb
High Current = Goto


Motor 1 -> Rekt.
Direct Rotation
Ratio = 384
Steps = 400
Microstep = 16
Backlash = Todo
Low Current = 800mA
High Current = 2000mA

Motor 2 -> Dekl.
Reversed Rotation
Ratio = 384
Steps = 400
Microstep = 16
Backlash = Todo
Low Current = 800mA
High Current = 2000mA

Einstellungen für

Overload Limit = Todo bzw. Standardeinstellung
Meridian Limit = Todo bzw. Standardeinstellung
Under Pole = Todo bzw. Standardeinstellung

Acceleration = 4.0
Max Slew = bis max. 1000x möglich
Guide Rate = 1.00

Motorkabel;

Hier die Belegung für die Kabel. Ich habe die Kabel selber hergestellt.

9-PIN-D.Sub                 Motor

PIN 1                            PIN 1
PIN 3                            PIN 2
PIN 4                            PIN 3
PIN 5                            PIN 4



Bilder/Videos des Umbau/Einbaus:


Originalantrieb




Originalzustand Gehäuse für die Schnecke



Große Zahnriemenscheibe eingebaut.

Zahnriemenscheibe

NEMA Motor mit Antriebszahnriemenscheiben und Schwingungsentkoppler

Videos mit kleinem Refraktor bzw. ohne


Ergebnis:

Der Umbau hat funktioniert. Die Montierung kann mit schnellem Goto betrieben werden. Beim Einbau der Motoren muss auf folgendes geachtet werden.

Die Zahnriemen müssen stark gespannt werden, da sonst der Motor beim Goto hängt bzw. der Riemen beim Goto durchrutscht.

Die Push-Schraube, die die große Zahnriemenscheibe (28-Zähne) auf die Schneckenwelle drückt muss sehr stramm sitzen, damit die Motorendrehung übertragen werden kann.

Die kleine Zahnriemenscheibe (14-Zähne) muss sehr fest auf die Motorwelle geschraubt werden, am besten mit 2 x M3-Madenschrauben.


Am Ende habe ich den Antrieb mit meinem Setup nicht einsetzen können/wollen, da mein Equipment zu schwer (15 - 18 Kilo) und kopflastig ist und das Goto damit immer wieder hängt. Trotz langsamem Anfahren bzw. mehr Strom für die Motoren. Daher habe ich den Antrieb meiner Montierung wieder zurückgebaut. Dabei muss die Schneckenwelle eingestellt werden. Anleitung zum Einstellen.

Ich habe 2 NEMA Motoren, 2 Motorenkabel, 2 Zahnriemen, Zahnriemenscheiben + Gehäuse noch übrig. Diese stehen zum Verkauf.