DE19619021A1

DE19619021A1 - Verfahren zur Herstellung eines Parabolspiegels

Info

Publication number: DE19619021A1
Application number: DE19619021A
Authority: DE
Inventors: Hellmuth Costard
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-05-10
Filing date: 1996-05-10
Publication date: 1997-11-13

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Para bolspiegels, der parallel einfallende Strahlen in einem Brennpunkt konzen triert, wobei eine ebene Spiegelscheibe durch Belastung und dadurch be wirkte elastische Verformung in eine annähernd paraboloide Form gebracht wird und durch Aufkleben eines ringförmigen Rahmens in dieser Form fixiert wird.

Ein Verfahren dieser Art ist bekannt aus der DE 43 32 237 A1. Bei dem bekannten Verfahren wird die mit der ebenen Spiegelscheibe in Berührung kommende Kontaktfläche des Rahmens mit Klebstoff bestrichen und die Spiegelplatte auf den Rahmen aufgelegt und mittig so belastet, daß die Spiegelplatte eine Durchbiegung erhält, die etwa der gewünschten Brenn weite entspricht und nach Aushärten des Klebstoffes die Belastung entfernt wird. Bei diesem Verfahren erhält der Spiegel zwar eine annähernd parabo loide Form, jedoch wird wegen der Abweichungen von der Paraboloidform der Brennpunkt relativ großflächig. Das bedeutet, daß die parallel einfallen den Sonnenstrahlen, beispielsweise bei einer Brennweite von 4 m, auf eine Kreisfläche mit einem Durchmesser von 20 cm konzentriert wird.

Entsprechende Verfahren zur Herstellung eines Hohlspiegels sind auch aus der US-PS 4 243 301 und der DE-OS 24 57 458 bekannt. Mit Hilfe dieser bekannten Verfahren ist es zwar möglich, Hohlspiegel mit geringem Eigen gewicht preiswert und mit einfachen Mitteln herzustellen, jedoch haben diese Spiegel den Nachteil, daß sie von einer idealen Paraboloidfläche abweichen und ihr Brennpunkt deshalb relativ großflächig ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Parabolspiegels zu finden, das mit einfachen Mitteln durchzuführen ist und mit dessen Hilfe leichte und parallel einfallende Strahlen stärker konzentrierende Hohlspiegel geschaffen werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Spiegelschei be mit ihrem Mittelpunkt auf den Mittelpunkt einer konvex gekrümmten Paraboloidfläche aufgelegt und mit dem äußeren ringförmigen Rahmen gegen die Paraboloidfläche gedrückt wird und in dieser, an die Paraboloid fläche sich anschmiegenden Lage der Rahmen sowie mindestens ein im Durchmesser um mindestens 20% kleinerer Fixierring konzentrisch zum Mittelpunkt aufgeklebt wird.

Nach Aushärten des Klebstoffes ist die entsprechend der Paraboloidfläche gewölbte Spiegelscheibe durch den aufgeklebten ringförmigen Rahmen und durch mindestens einen, vorzugsweise aber zwei oder drei, aufgeklebte Fixierringe so in der von der Paraboloidfläche bestimmten Form fixiert, daß der Parabolspiegel beispielsweise bei einem Durchmesser von 60 cm und einer Brennweite von 3 m einfallendes Sonnenlicht auf eine Brennpunkt fläche konzentriert, deren Durchmesser bei 2 bis 5 cm liegt.

Der ringförmige Rahmen sowie die Fixierringe bestehen zweckmäßigerweise aus Stahl- oder Aluminium-Hohlprofilen. Die Kontaktflächen des Rahmens und der Fixierringe sind zweckmäßigerweise 10 mm breit. Die Zahl der Fixierringe ist abhängig von der Größe des Spiegeldurchmessers. Bei einem Durchmesser von etwa 60 cm empfehlen sich zwei Fixierringe mit einem Durchmesser von 40 cm und 20 cm.

Bei einem Spiegeldurchmesser von 80 cm sind drei Fixierringe in entspre chenden Abstufungen zweckmäßig, und bei einem Spiegeldurchmesser von 100 cm sind vier Fixierringe vorteilhaft.

Als Spiegelscheibe wird zweckmäßigerweise eine verspiegelte Silikatglas scheibe verwendet mit einer Dicke von etwa 3 mm, wobei die Rückseite des Spiegels bzw. die spiegelnde Schicht durch einen Kunststofflack geschützt ist.

Der ringförmige Rahmen sowie die Fixierringe sind vorteilhafterweise an ihren Kontaktflächen ihren Durchmessern entsprechend so abgeschrägt, daß sie tangential zur Parabelform der Paraboloidfläche stehen. Die dabei noch verbleibende Abweichung wird durch den aushärtenden klebenden Kunst stoff ausgefüllt. Es ist aber auch möglich, die Kontaktflächen des Rahmens und der Fixierringe so zu bearbeiten, daß sie die ihrem Durchmesser ent sprechende Paraboloidform haben.

Es ist vorteilhaft, wenn der Rahmen einen die Kante der Spiegelscheibe umfassenden Kragen aufweist und der Spalt zwischen dieser Kante und dem Kragen mit klebendem Kunststoff ausgefüllt ist. Auf diese Weise ist der Spiegelrand gegen mechanische oder sonstige Belastungen geschützt.

Die Abmessungen des äußeren Rahmens sowie der Fixierringe rechtwinklig zur Ebene der unverformten Spiegelscheibe sind so bemessen, daß die Rückseiten des Rahmens und der Fixierringe nach Fertigstellung des Para bolspiegels in einer Ebene liegen. Das bedeutet, daß die inneren Ringe flacher sind als die jeweils äußeren Ringe.

Weil der Parabolspiegel unter Spannung steht und die Fixierringe sowie der verwendete Klebstoff eine, wenn auch sehr geringe Nachgiebigkeit auf weisen, kann es zweckmäßig sein, die Paraboloidfläche für eine kürzere Brennweite zu formen als die erforderliche Brennweite des Parabolspiegels, wobei das Maß der Abweisung so bemessen ist, daß die nach Entlastung des ringförmigen Rahmens unter der Spannung der Spiegelscheibe erfolgende Rückfederung kompensiert wird.

In der folgenden Beschreibung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine ebene Spiegelscheibe 1, auf die ein ringförmiger Rahmen 2 sowie Fixierringe 5 und 6 aufliegen. Die Spiegelscheibe 1 liegt ihrerseits mit ihrem Mittelpunkt auf dem Mittelpunkt einer Paraboloidfläche 4 auf, die auf einem Tisch 9 befestigt ist. Die Paraboloidfläche 4 hat eine für die jeweils gewünschte Brennweite erforderliche Form. Die Kontaktflächen 7 des ringförmigen Rahmens 2 sowie der Fixierringe 5 und 6 sind mit einem aushärtbaren Klebstoff bestrichen.

Auf den ringförmigen Rahmen 2 ist ein Druckring 10 aufgelegt, mit dessen Hilfe die Spiegelscheibe 1 so auf die Paraboloidfläche 4 aufgedrückt wird, daß sie sich bündig an diese Fläche anschmiegt. Durch Aushärten der Klebstoffschichten an den Kontaktflächen des Rahmens 2 sowie der Fi xierringe 5 und 6 wird der Parabolspiegel in der vom Druckring 10 er zwungenen Form fixiert.

Die Fixierringe 5 und 6 liegen aufgrund ihres Eigengewichts auf der er zwungenen Paraboloidform der Spiegelscheibe auf und fixieren diese Form durch Aushärten des Klebstoffs zwischen Fixierring und Spiegelscheibe. Der Rahmen 2 ist mit einem die Kante der Spiegelscheibe 1 schützenden Kragen 8 versehen. Der Spalt zwischen der Kante der Spiegelscheibe 1 und dem Kragen 8 wird mit aushärtbarem Klebstoff oder einem elastischen Dichtmittel ausgefüllt.

Der Druckring 10 kann beispielsweise mit Hilfe von Gewichten, die auf ein Druckkreuz 11 drücken, belastet werden. Es ist aber auch möglich, den Druckring 10 mittels Schraubzwingen gegen den Tisch 9 zu ziehen.

Die so hergestellten Parabolspiegel eignen sich insbesondere zur Nutzung der Sonnenenergie, indem das konzentrierte Sonnenlicht auf Solarzellen oder Wärmetauscher gerichtet wird.

Bezugszeichenliste

1 Spiegelscheibe
2 ringförmiger Rahmen
3 Mittelpunkt
4 Paraboloidfläche
5 Fixierring
6 Fixierring
7 Kontaktfläche
8 Kragen
9 Tisch
10 Druckring
11 Druckkreuz

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Parabolspiegels, der parallel einfallende Strahlen in einem Brennpunkt konzentriert, wobei eine ebene Spiegelscheibe (1) durch Belastung und dadurch bewirkte elastische Verformung in eine annähernd paraboloide Form gebracht wird und durch Aufkleben eines ringförmigen Rahmens (2) in dieser Form fixiert wird, dadurch gekenn zeichnet, daß die Spiegelscheibe (1) mit ihrem Mittelpunkt (3) auf den Mittelpunkt einer konvex gekrümmten Paraboloidfläche (4) aufgelegt und mit dem äußeren ringförmigen Rahmen (2) gegen die Paraboloidfläche (4) gedrückt wird und in dieser, an die Paraboloidfläche (4) sich anschmiegen den Lage der Rahmen (2) sowie mindestens ein im Durchmesser um minde stens 20% kleinerer Fixierring (5) konzentrisch zum Mittelpunkt (3) aufge klebt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringför mige Rahmen (2) sowie die Fixierringe (5, 6) an ihren Kontaktflächen (7) ihren Durchmessern entsprechend so abgeschrägt sind, daß sie tangential zur Parabelform der Paraboloidfläche (4) stehen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakt flächen (7) des Rahmens (2) und der Fixierringe (5, 6) die ihrem Durch messer entsprechende Paraboloidform aufweisen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (2) einen die Kante der Spiegelscheibe (1) umfassenden Kragen (8) aufweist und der Spalt zwischen dieser Kante und dem Kragen (8) mit klebendem Kunststoff (9) ausgefüllt ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen des Rahmens (2) und der Fixierringe (5, 6) recht winklig zur Ebene der unverformten Spiegelscheibe (1) so bemessen sind, daß die Rückseiten des ringförmigen Rahmens (2) und der Ringe (5, 6) nach Fertigstellen des Parabolspiegels in einer Ebene liegen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Paraboloidfläche (4) für eine kürzere Brennweite geformt ist als die erforderliche Brennweite des Parabolspiegels, wobei das Maß der Abwei chung so bemessen ist, daß die nach Entlastung des ringförmigen Rahmens (2) unter der Spannung der Spiegelscheibe (1) erfolgende Auffederung kompensiert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelscheibe (1) mit einer auf der Rückseite einer Glasscheibe aufgebrachten Spiegelschicht versehen ist, die durch eine Schutzschicht aus Kunststoff abgedeckt ist.