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Verfahren zur Herstellung von Kugelkalotten für Hohl-oder Konvexspiegel.
Das Verfahren gemäss der Erfindung bezweckt die Herstellung grosser sphärischer Hohlspiegel, insbesondere für Kinotheater. Es ist jedoch auch geeignet zur Herstellung von Konvexspiegeln.
Es ist bekannt, dass bei Betrachtung eines Bildes in einem Hohlspiegel ein plastischer Eindruck erhalten wird. Die Anwendung dieser Beobachtung zur Bildwiedergabe in der Kinotechnik scheiterte an einer wirtschaftlichen Herstellungsmöglichkeit von Hohlspiegeln, die in ihrer Grösse etwa den heutigen Projektionsflächen in Kinos entsprechen. Es wäre natürlich denkbar, grosse Spiegel so herzustellen. dass man eine roh vorgearbeitete, z. B. geschmiedete oder gedrückte Platte nach Methoden der spanabhebenden Verformung in die Endform bringt und diese dann schleift und poliert. Ein derartiges Herstellungsverfahren ist jedoch wegen der Grösse der zur Herstellung grosser Spiegel erforderlichen Werkzeugmaschinen so kostspielig, dass an eine allgemeinere Verwendung nicht gedacht werden kann.
Anderseits ist es bekannt, Hohlkörper dadurch herzustellen, dass man das Ausgangsmaterial in Blechformen durch Flüssigkeiten oder Gas unter Anordnung besonderer Dichtungen an die Wandungen von Matrizen presst. Hiebei wird der Materialaufwand, der zur Vergrösserung der Oberfläche nötig wird, durch Nachziehen des Materials im Einspannspalt gedeckt. Die Schwierigkeiten der notwendigerweise gleitfähigen Abdichtung beschränken dieses Verfahren jedoch auf wenige Anwendungsgebiete. Ausserdem bedingt die Eigenheit dieses Verfahrens, die gerade durch das Nachziehen des Materials verursacht ist, eine so unregelmässige Spannungsverteilung im Werkstück, dass teilweise, wenn auch für das blosse Auge kaum sichtbare Verzerrungen eintreten. Diese wirken sich jedoch bei grösseren Werkstücken zu für eine Bildwiedergabe unzulässigen und unkorrigierbaren Fehlerstellen aus.
Die für das Einpressen von Hohlkörpern in Matrizen notwendigen massiven Werkzeuge suchte man dann zu umgehen, indem der Zuschnitt ohne Matrize durch hydraulischen Druck frei ausgepresst wurde. Hiebei wurde jedoch wiederum ein Nachgleiten des Randes vorgesehen, so dass praktisch die Gestaltung der Wölbung sich selbst überlassen war und genau fixierte geometrische Formen nicht erhalten werden konnten. Das Verfahren mit nachgleitendem Blechrand, das auch für eckige Blechzuschnitte vorgeschlagen wurde, hat sieh daher in der Praxis nicht eingeführt.
Schliesslich wurde noch versucht, weil bei den bekannten Verfahren die erstrebte Endform ohne Matrize zuverlässig nicht zu erhalten war, auf das genaue Anliegen an die Form zu verzichten und Kalibrierformen zu verwenden, bei denen der sich bildende Körper nur begrenzt und teilweise gelenkt wurde.
Nirgends war es jedoch bisher möglich, an Hand dieser Vorschläge eine Hohlform mit der für einen Spiegel erforderlichen Genauigkeit zu erstellen. Gemäss der Erfindung wird nun so vorgegangen, dass die für die Herstellung der Kugelkalotten verwendeten Blechabschnitte während der Verformung mittels flüssiger oder gasförmiger Druckmittel an den Rändern, z. B. mittels Schrauben, die durch den Rand hindurchgehen, unverrückbar fest eingespannt sind. Hiebei wird zunächst eine aus Blech geschnittene Kreisscheibe über einen Hohlraum gelegt und auf dessen Rand befestigt. Bei grossen Kalotten wird die Presseinrichtung horizontal zu lagern sein, damit überall ein gleicher statischer Druck herrscht. Hierauf wird in den Hohlraum ein flüssiges oder gasförmiges Druckmittel eingelassen, welches einseitig auf die membranartig über den Hohlraum gespannte Blechkreisscheibe wirkt.
Der Druck pflanzt sich in dem Hohlraum nach allen Riehtungen gleichmässig fort. Die Blechkreisseheibe wird daher auf ihrer ganzen
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Fläche völlig gleichmässig von den auftretenden Kräften beansprucht und zunächst elastisch durch- gespannt. Bei weiterer Steigerung des Druckes wird dann die Elastizitätsgrenze überschritten und das
Material dehnt sich in Kugelkalottenform aus. Es erfolgt also eine allmähliche stufenlose Wölbung, wobei die freie Lagerung unter Wegfall jeder Matrize eine ständige Kontrolle der erreichten Wölbungsgrösse durch Wölbungsmesser ermöglicht.
In der Zeichnung sind die erforderlichen Einrichtungen zeichnerisch dargestellt. Fig. 1 gibt dabei die Vorrichtung im Schnitt, Fig. 2 in Aufsicht wieder. Hierin bezeichnet a die Materialronde, die auf einen Gegendruckkörper d aufgelegt und mittels eines Gegenflansches c sowie von Schrauben s unverrückbar festgehalten wird. Mittels einer Dichtung f wird ein Heraustreten des Druckmittels während des Pressens in bekannter Weise verhindert. In den zur Materialersparnis zweckmässigerweise gewölbt ausgebildeten
Hohlraum des Gegendruckkörpers wird nun das Druckmittel durch die Öffnung e eingepresst. Im all- gemeinen kommt bei Kaltreckungen Wasser zur Anwendung. An seiner Stelle können jedoch auch andere flüssige Druckmittel, ja sogar gasförmige, u. zw. besonders wenn in der Wärme gearbeitet wird, benutzt werden.
Es empfiehlt sich, beim Arbeiten mit flüssigen Druckmitteln die Vorrichtung nach dem Auf- bringen des Materials zu wenden, so dass die darin enthaltene störende Luft durch die verschliessbare Öffnung o entweichen kann. Die Linien < , a, geben verschiedene Dimensionen an, die je nach Wahl hergestellt werden können. Dabei ist eine Fortsetzung der Drucksteigerung bis zur gewünschten Wölbung möglich, falls das Material genügend Dehnung besitzt. Durch hohes Dehnen werden jedoch die Kristall- körner sichtbar. Es empfiehlt sich daher z. B. bei Metallen von vornherein solches Material zu wählen, das feinkörnige Struktur besitzt.
Die Dehnung soll während einer Operation im allgemeinen nicht bis zur völligen Erschöpfung des Dehnungsvermögens vorgenommen werden, sondern rechtzeitig vorher eine Zwisehenglühung eingeschaltet werden, wobei Vorsorge zu treffen ist, dass eine feinkörnige Struktur erhalten bleibt. Das Erzielen gleichartiger Struktur wird dadurch unterstützt, dass die ganze Oberfläche vollständig gleichartig kalt gereckt ist, wodurch über das ganze Blech gleichartige Rekristallisations- erscheinungen einsetzen.
An Stelle von Schrauben kann auch durch andere Mittel dafür Sorge getragen werden, dass der
Rand der zu verformenden Bleohkreisscheiben während der Verformung völlig fest eingespannt bleibt, so dass die Verformung selbst sich auf einen völlig kreisrunden Zuschnitt erstreckt. In erster Linie kommt für die feste Einspannung noch das Auflöten eines Verstärkungsringes, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, in Frage. Hiebei bedeutet d das verwendete Druckgefäss, in dem die flüssigen oder gasförmigen Druck- mittel zur Wirkung gebracht werden. Darüber gelegt ist die Blechsoheibe a, die mit einem Verstärkungs- ring b versehen ist, der fest auf die Blechscheibe a aufgelötet ist. Die Dichtung verhindert ein Austreten des Druckmittels.
Wichtig ist, dass der Verstärkungsring b eine völlig kreisrunde Ansatzlinie mit der Blech- scheibe a bildet. Diese Linie ist in der Vorrichtung in Punkt g geschnitten. Auf den Verstärkungsring b ist dann noch ein Gegenflansch e gelegt, der mittels Schrauben fest gegen den Rand des Druckgefässes d angepresst wird.
Besonders zweckmässig ist es dabei, den Verstärkungsring b gemäss Fig. 4 keilförmig auszubilden und die Keilfläche gegen den Flansch c abzustützen, der durch Bügelschrauben, Mutterschrauben od. dgl. angepresst wird.
Abgesehen von der Lötung kann man, besonders bei grossen Blechstärken, durch Anordnung abgesetzter Kanten an Druckgefäss und Gegenflansch gemäss Fig. 5 für die feste Einspannung Sorge tragen. Hiebei bedeutet wiederum d das Druckgefäss, a die Blechscheibe, f eine Dichtung, eden Gegen- flansch und I die abgesetzten Kanten. Die Blechseheibe a selbst ist an ihrem Rand entsprechend ver- dickt und passt sich in die zwischen Gegenflansch und Druckgefässrand ausgesparte Höhlung ein. Die
Dichtung ist als Dreiecksdichtung ausgebildet, um ein sehr hartes Ineinanderpressen von Blechplatte, Druckgefäss und Gegenflansch zu erlauben.
Für dünne Blechstärken zeigt Fig. 6 eine Ausführungsform, bei der das Blech über feder-und nut- förmig ausgebildete Flanschen aufgedrückt wird und durch den Gegenflansch während des Druckdehnens eingepresst gehalten wird.
Um ein genaues Ansetzen der Wölbung zu erleichtern, kann bei all den gezeigten Ausführung- formen der Einspannung in die Blechscheiben gegenüber der Ansatzkante g noch eine flache Nut k ein- gedreht werden, wie Fig. 7 zeigt. Die leichte Schwächung des Randes, verbunden mit der Kerbwirkung, erleichtert dann das Abbiegen in der Linie g.
Das Dehnen im kalten Zustande kommt einer Kaltreckung und mithin einer Verfestigung gleich.
Das gleichmässig verteilte Spannungsfeld schützt vor Verziehen und erlaubt es, die Materialstärken sehr dünn zu wählen. Aus diesem Grunde ist nach Möglichkeit stets die letzte Dehnung in kaltem Zustande durchzuführen.
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