Richtfest für das VTF

Anfang November 2017 wurde die Tragestruktur für das Visible Tunable Filter (VTF) in das große Labor in der Jacob-Burckhardt-Straße 1 (JB1) eingebaut. Aufgabe der komplexen Stahlkonstruktion ist es, die optischen Komponenten des VTF aufzunehmen. Die Tragestruktur erstreckt sich im Labor über 2 Etagen, sie ist insgesamt 5 m hoch mit einem Gesamtgewicht von rund 2 Tonnen. Nach der Fertigstellung des VTF in Freiburg wird das Instrument wieder demontiert, verpackt, und an das Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST) auf der Hawaii-Insel Maui transportiert.

Mitglieder des VTF Teams und weitere KIS Mitarbeiter aus der JB1 beim „Richtfest“ für die VTF-Tragestruktur im VTF Labor.

CAD Darstellung der VTF Tragestruktur in der Einbaulage im Labor der JB1. Der Durchbruch verbindet das UG mit dem EG. Die grau dargestellten Teile sind ein Nachbau des DKIST Labors, in das das VTF später eingebaut wird. Rot ist der sogenannte „base frame“ des VTF, der Grundrahmen, an dem der obere und untere Teil des VTF Rahmens montiert sind und der die Verbindung zu den grün dargestellten Träger auf der DKIST Struktur bilden, d.h. der mechanischen Schnittstelle zwischen VTF und DKIST. Das braun dargestellte Modul ist das größte und mit rund 700 kg schwerste Einzelmodul der VTF Tragestruktur. Gelb angedeutet ist der spätere Lichtweg im Instrument. Die Einspeisung erfolgt rechts über dem kleinen Podest, wo später eine große Linse stehen wird.

Anlieferung von Teilen der VTF Tragestruktur vor dem Gebäude in der Jacob-Burckhardt-Str. 1 in dem das VTF Labor untergebracht ist. Das VTF Labor liegt hinter den erleuchteten Fenstern im EG.

Mit Hilfe des Autokrans werden die Teile vor den Eingang der JB1 gebracht. Von dort mussten sie auf vorgerichteten Gestellen und Rollen von Hand in das Labor im EG durch 3 Türen eingebracht werden. Dazu mussten die Türen teilweise demontiert werden.

Im Labor mussten die Module mit Hilfe eins Krans und Seilwinden in die richtige Einbaulage gedreht und ausgerichtet werden und dann verschraubt werden. Dabei musste alles auf die zuvor eingestellten Tragepunkte passen.

Vor dem Einbau der Tragestruktur: Mitarbeiter des VTF Teams beim genauen Ausrichten der Schnittstellen („Clamps“) zwischen der nachgebauten Labor-Struktur und dem VTF Tragegestell.

Die fertig aufgebaute VTF Tragestruktur in der oberen Ebene des Labors.

Die fertig aufgebaute VTF Tragestruktur im unteren Teil des Labors. Die weißen Träger im Vordergrund gehören zum Nachbau des DKIST Labors.

Geschafft!

In Hawaii wird das VTF auf der drehbaren Instrumentenplattform des DKIST aufgebaut. Aufgrund seiner Höhe, wird das VTF in den Bereich unterhalb des Laborbodens ragen und dessen Stahlkonstruktion durchdringen. Um sicher zu stellen, dass unser Instrument auf Maui an der vorgesehenen Position aufgebaut werden kann, haben wir in Freiburg den entsprechenden Teil des DKIST-Labors originalgetreu nachgebaut.

Die VTF Tragestruktur besteht aus 4 Modulen, die über Flansche verschraubt sind. Dabei wurde die exakte Ausrichtung untereinander mit Hilfe von Passstiften fixiert und kann so später in Hawaii wieder mit hoher Genauigkeit reproduziert werden. Der zentrale Rahmen (in der 3D Zeichnung in Rot dargestellt) wurde nach dem Schweißen auf einer Portalfräßmaschine überarbeitet um sicher zu stellen, dass die Schnittstellen zum Optiklabor auf besser als 0.1 mm genau sind. Im Ganzen weicht das Metallgestell um maximal 2mm von den definierten Maßen ab – ein hervorragender Wert.

Das Stahlgestell wurde nach den Vorgaben des VTF-Teams bei der Fa. Winterhalter und Maurer in Malterdingen bei Freiburg gefertigt, die Herstellung wurde von VTF Technikern begleite. Schon beim Design der einzelnen Module musste berücksichtigt werden, dass sowohl in Freiburg als auch später am DKIST auf Maui alles „durch die Türen“ und in das „Loch im Labor“ passen muss. Unter den beengten Verhältnissen in der JB1 ging es beim Einbau buchstäblich um Millimeter.

Eine Wichtige Vorbereitung von VTF Technikern vor dem Einbau war die millimetergenaue Ausrichtung der 7 Auflagepunkte im Freiburger Labor. Außerdem wurde eine Kopie des zentralen Rahmens angefertigt, mit dem Anfang 2018 am DKIST auf Maui die 7 Auflagepunkte in der gleichen Weise justiert werden. Damit ist sichergestellt, dass wir das fertige VTF problemlos werden einbauen können.