DE2821375A1 - Verfahren zur herstellung eines kunststoffreflektors und vorrichtung zu dessen durchfuehrung - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines kunststoffreflektors und vorrichtung zu dessen durchfuehrung

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DE2821375A1
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Description

PHN.8812 Va/AvdV
"Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffreflektors und Vorrichtung zu dessen Durchführung".
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Reflektors zum konvergierenden Reflektieren elektromagnetischer Strahlung, bei dem eine flache oder eine im wesentlichen flache am Umfang eingeklemmte Metallplatte mit Hilfe einer Presse verformt wird, die einen Pressstempel mit einer konvex gekrümmten Oberfläche sowie ein Matrizengegenstück enthält, worauf die verformte Platte mit einem Stützkörper aus Kunststoff versehen wird.
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-Je*- PHN. 881 2 6.12.77
Ein derartiges Verfahren ist u.a. aus der US-PS 3.897.29^ bekannt. Dabei wird eine flache Kupferplatte oder eine flache mit einer Kupferschicht überzogene Kunststoffplatte mit einer Dicke von etwa 3OO bis 6OO /um in einer aus zwei Teilen bestehenden Presse verformt. Der obere Teil der Presse, der eine konvexe Oberfläche aufweist, drückt die flache Platte gegen die konkave Oberfläche der unteren Prssenhälfte. In der Endlage liegt die Platte zwischen den beiden Pressenhälften eingeklemmt. Die konvexe Oberfläche der oberen Pressenhälfte und die konkave Oberfläche der unteren Pressenhälfte bestimmen zusammen die Verformung der Platte. Beide Oberflächen müssen denn auch mit grösster Sorgfalt in bezug auf Formgebung einander angepasst sein. Die verformte Platte wird aus der Presse entfernt und zu einer gesonderten Vorrichtung tibergeführt, um einen Stützkörper für die Platte anzubringen. Dazu wird die verformte Platte über die konvexe Oberfläche einer Lehre angebracht und dannniit einem vorstehenden zylindrischen Kragen versehen, der am freien Ende mit einer Hinterplatte abgeschlossen ist. Das Gebilde von Kragen und Hinterplatte wird von einem aus Segmenten aufgebauten Gehäuse umgeben. Der von der verformten Platte, dem Kragen und der Hinterplatte
oe umschlossene Raum wird mit Polyurethanschaum gefüllt,
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wonach, das aus Segmenten bestehende Gehäuse sowie die Lehre entfernt werden. Der erhaltene Reflektor weist eine "Sandwich"-Struktur auf, die aus verhältnismässig steifen Aussenschichten besteht, zwischen denen sich ein Kunststoffschaumkern befindet.
Dieses bekannte Verfahren erfordert eine Vielzahl von Bearbeitungsschritten und ist dadurch für die Massenherstellung von Reflektoren wenig,geeignet. Das Verfahren ist ausserdem kostspielig und weist weiter den Nachteil auf, dass infolge der Verschiebung einer nicht abgestützten verformten Platte oder Folie Formänderungen auftreten können, die zur Bildung von Sprüngen und Rissen in der verformten Platte führen können, In der offengelegten französischen Patentanmeldung 7-202.433 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Reflektors beschrieben, bei dem eine Metallplatte über einer konvexen Unterlehre angeordnet wird. IEn einiger Entfernung von dieser Platte wird eine zweite Metallplatte konzentrisch zur ersten Platte angeordnet.
Zwischen den beiden konzentrischen Platten und über deren ganzen Umfang wird ein ringförmiger Randteil mit U-PrOfil angebracht, wonach in den von den Platten und dem Randteil umschlossenen Raum ein flüssiger Kunststoff, z.B. Pblyurethanschaum, gegossen wird.
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Die notwendigen Stützen zum Verbinden des Reflektors mit einer Trägerkonstruktion werden in einer besonderen Bearbeitung auf der Oberfläche der Hinterplatte angebracht. Der nacli diesem Verfahren hergestellte Reflektor weist eine "Sandwich"-Struktur auf, bei der zwischen zwei verhältnismässig steifen Aussenschichten ein Kunststoffkern vorhanden ist. Auch dieses bekannte Verfahren ist für Massenherstellung weniger gut geeignet, Das Verfahren ist weiter kostspielig und aufwendig, weil zwei Platten mit grösster Sorgfalt profiliert und weiter genau in bezug aiifeinander positioniert werden müssen. Auch die Nachbearbeitung zum Erhalten der notwendigen Anschlusspunkte bedeutet eine erhebliche und dadurch kostspielige Verlängerung der Verfahrenszeit·.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffreflektors anzugeben, dass einfach und billig ist und zu praktisch gebrauchsfertigen Erzeugnissen führt.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren eingangs erwähnter Art gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass eine Metallfolie mit einer Dicke von 10 bis 100 /um plastisch verformt wird, wobei die Verformung der Folie lediglich durch die konvexe Oberfläche des Pressstempeis bestimmt wird und sich die verformte Folie in ihrer Endlage in einiger
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Entfernung von der Oberfläche des Matrizengegenstücks
befindet, worauf der Raum zwischen der verformten Folie und der Oberfläche der Matrize mit einem flüssigen Kunststoff gefüllt wird und dann nach vollständiger oder teilweiser Härtung des Kunststoffes das erhaltene Gebilde von verformter Folie unt mit dieser verbundener Kunststoffschicht aus der Matrize gelöst wird.
Das Verfahren nach der Erfindung eignet sich besonders gut zur Anwendung zur Massenherstellung und ergibt Reflektoren mit einer sehr gut reflektierenden Oberfläche und mit günstigen elektromagnetischen Eigenschaften.
Der durch das Verfahren nach der Erfindung erhaltene Reflektor weist ein geringes Gewicht und eine grosse mechanische Festigkeit auf. Mit dem praktisch einschrittigen Verfahren nach der Erfindung lässt sich in einer kontinuierlichen Bearbeitung der ganze Reflektor auf einmal herstellen. Ausserdem bietet das erfindungsgemässe Verfahren die besonders interessante Möglichkeit, zugleich die Hinterseite des Reflektors, d.h. die von der Metallfolie abgekehrte Oberfläche, mit den benötigten Versteifungsrippen und Anschlusspunkten oder Rippen zur Befestigung einer Trägerkonstruktion zu versehen.
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Die obenbeschriebene Metallfolie ist vom
besonderem Interesse zum Erzielen günstiger Ergebnisse. Untersuchungen, die zur Erfindung geführt haben, haben ergeben, dass es einen grossen Unterschied zwischen der vorgenannten Folie und einer vielfach in der Literatur beschriebenen Kunststofffolie gibt, die auf einer oder zwei Seiten mit einer Metallschicht v.ersehen ist. Insbesondere hat sich herausgestellt, dass die Metallschicht der letzteren Kunststoffolie bei Verformung der Folie sehr leicht Sprünge und Risse aufweisen kann. Dies ,trifft nicht für die bei dem Verfahren nach der Erfindung verwendete Metallfolie zu. Dieser für die Herstellung von Reflektoren so wesentliche Unterschied ist darauf zurückzuführen, dass der Zusammenhang in der Metallfolie wegen der kristallinen Struktur viel grosser als in einer Metallschicht ist, die z.B. durch einen Aufdampf-, Aufspritz- oder Aufwachsvorgang auf einem Substrat angebracht ist.
Die oben angegebene flache und über dem Umfang eingeklemmte Metallfolie wird lediglich durch den Pressstempel verformt, wobei .eine sehr genau definierte gewölbte Oberfläche, wie eine parabolische Oberfläche, erhalten wird, die keine Falten oder Risse aufweist. Die Matrize spielt bei der Formgebung der Folie keine
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Rolle und dient nur dazu, zwischen der verformten Folie und der Matrize einen geschlossenen Raum zu erhalten, der mit dem flüssigen Kunststoff gefüllt wird. Da die Matrize bei der Verformung der Folie keine Rolle spielt, ist die Form der Matrizenoberfläche von der des Pressstempels unabhängig. Dies bietet viele interessante Möglichkeiten zur.Erzielung jeder gewünschten Form der Stützschicht.
Ein Beispiel einer bei dem Verfahren nach der Erfindung Verwendeten Metallfolie ist eine Aluminiumfolie.
Besonders geeignet ist eine geglühte Kupferfolie mit einer Dicke von 20 bis $Ö /um. Eine derartige Folie kann ohne Bedenken einer erheblichen plastischen Verformung unterworfen werden, wobei z.B. Eine flache kreisförmige Kupferfolie mit einem Durchmesser von 2 m plastisch zu einer parabolischen Oberfläche verformt wird.
Eine derartige Kupferfolie weist weiter sowohl ein günstiges elastisches als auch ein günstiges thermisches Schrumpfverfhalten auf, was beim Aushärten des flüssigen Kunststoffes, der zwischen die verformte Folie und die Matrize eingeführt wird, vorteilhaft ist.
Zur Förderung der Haftung'der Metallfolie an dem Kunststoff kann die Folie mit einem Haftmittel,
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/ft"
wie z.B. einem Zweikomponentenleim, versehen werden. Eine besonders gute Haftung wird erzielt, wenn die dem Gussharz zugewandte Oberfläche der Folie ratih ist, wobei diese raube Oberfläche auf einfache und zweckmassige Weise mittels eines chemischen Atzvorgangs erhalten werden kann,.
Der bei dem Verfahren nach der Erfindung verwendete Kunststoff ist vorzugsweise ein schaumbildender Kunststoff, mit dem ein Reflektor sehr geringen Gewichtes erhalten werden kann.
Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird ein schaumbildendes Polyurethanharz verwendet. Der Polyurethanschaum haftet sehr gut an der aufgerauhten Oberfläche der Metallfolie. Überraschenderweise ergibt die Kombination einer sehr dünnen Metallfolie mit einer Schützschicht aus Polyurethanschaum einen sehr starren Reflektor grosser mechanischer Festigkeit.
Polyurethanschaum ist besonders geeignet zur Anwendung im Kombination mit der vorgenannten Kupferfolie. Dabei wird die Schwindung des Polyurethanschaums infolge der Aushärtung bei höherer Temperatur und der anschliessenden Abkühlung auf Zimmertemperatur sehr gut von der elastischen und thermischen Schwindung
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der Kupferfolie ausgeglichen. Dies sei an Hand eines praktischen Beispiels veranschaulicht. Infolge Aushärtung bei einer Temperatur von etwa 180 C und anschliessender Abkühlung auf Zimmertemperatur findet bei Polyurethanschaum eine,Schwindung von etwa 0,65 Ί0 statt. Die verformte Kupferfolie weist eine elastische Windung von 0,2 °fo und eine
ο thermische Schwindung bei Abkühlung von 180 C auf
Zimmertemperatur von 0,25 $> auf. Der Unterschied zwischen der1 Schwindung des P ο lyur e thans chaum s und der der Kupferfolie beträgt 0,2 'fo . Der infolge dieses Unterschiedes auf die Kupferfolie ausgeübte Druck beträgt etwa 1 $ der Spannung, bei der sich die Kupferfolie plastisch verformt. Ein derartiger geringer -> Druck kann ohne Probleme, also ohne irgendwelche weitere Verformung, von der Kupferfolie dauernd ausgeglichen werden.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens mit einer Presse, die einen konvex gekrümmten Pressstempel und eine Matrize aufweist. Gemässder Erfindung ist diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet,dass zwischen dem Pressstempel in seiner Arbeitsstellung und der Matrize ein freier Raum verbleibt, dessen Dicke grosser als die der zu verformenden Folie ist.
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Bei einer bevorzugten der Vorrichtung nach der Erfindung, weist die Matrize eine konkav gekrümmte Oberfläche auf, die der konvexen Oberfläche des Pressstempels entspricht.
) Die zwischen die Matrize und die verformte
Folie eingeführte Kunststoffschicht weist dabei über die ganzen Abmessungen des Reflektors eine gleiche Dicke auf, so dass bei thermischer Schwindung (infolge Aushärtung) die Spannungen in'der Kunststoffschicht überall gleich sind.
Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung ist die Oberfläche der Matrize mit Vertiefungen oder Rillen versehen, wobei im fertigen Reflektor die Stützschicht auf der von der Folie abgekehrten Seite Erhöhungen oder Rippen aufweist, die den genannten Vertiefungen oder Rillen entsprechen.
Wie oben erwähnt wurde, kann auf diese einfache Weise der Reflektor mit Versteifungsrippen oder mit Montagestreifen zur Befestigung einer Tragkonstruktion versehen werden.
Beim Verfahren nach der Erfindung wird von
einer am Umfang, d.h. am Rande, eingeklemmten Metallfolie ausgegangen. Die Einklemmung kann auf übliche Weise,
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wie z.B. zwischen zwei ringförmigen Elementen, die durch Bolzen gegeneinander gedrückt werden, erfolgen. Das Gebilde von ringförmigen Elementen kann z.B. lösbar in einer ringförmigen Aussparung befestigt werden, die in einem flachen Randteil auf der Stirnseite der Matrize angebracht ist. Die zwischen den ringförmigen Elementen festgekelmte flache Folie erstreckt sich dann über die konkave Oberfläche der Matrize.
Bei einer günstigen Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung ist der Pressstempel mit einem Klemmring der im Anspruch erwähnten Art versehen. Hierbei stösst bei Verschiebung des Pressstempels mit dem mit ihm verbundenen Klemmring in Richtung auf die Matrize der Klemmring gegen den flachen Randteil einer über die Matrize flachgezogenen Folie. Dieser flache Randteil der Folie wird dabei von einem flachen Randteil der Matrize abgestützt.
Bei weiterer Verschiebung des Pressstempels werden die federnden oder teleskopisch bewegbaren Elemente komprimiert, wobei der Abstand zwischen dem Pressstempel und der Folie abnimmt und die Folie verformt wird, bis die Abstützungen völlig komprimirt sind In dieser Endlage befindet sich die verformte Folie in einiger Entfernung von der konkaven Oberfläche
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der Matrize. In den Raum zwischen der Folie und der konkaven Oberfläche der Matrize wird dann ein flüssiger Kunststoff, wie des vorgenannte Poly— urethanharz, gingespritzt, der bei erhöhter Temperatur ausgehärtet wird. Der Pressstempel wird zusammen mit dem Klemmring zurückgezogen, wodurch der erhaltene Reflektor aus der Matrize gelöst werden kann. Schliesslich wird der flache nicht mit einer Stützschicht versehene Randteil der Folie durch Abschneiden entfernt.
Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung ist der Pressstempel in seinem Randteil mit einer kreisförmigen Erhöhung oder Rille versehen.
Dadurch wird erreicht, dass bei Verformung der Metallfolie und auch beim Einspritzen des Kunststoffes eine kreisförmige Nut in die Folieiioberflache gepresst wird. Längs dieser Nut kann die Folie lecfoht durchgeschnitten werden, so dass der nicht mit einer Stützschicht versehene Teil der Folie entfernt werden kann. Ausserdem ergibt sich der Vorteil, dass beim Losschneiden der Folienrand in Richtung auf die Stützschicht gebogen wird, wodurch beim Hantieren des erhaltenen Reflektors die Möglichkeit des Eiiireissens
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des Randes der Kupferfolie oder der Bildung eines gebördelten Folienrandes minimal ist.
Eine besondere interessante Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung ist dadurch > gekennzeichnet, dass bei Verwendung <§iner Me~tallfolie mit einer Mittelöffnung der mittlere Teil der Oberfläche des Pressstempels mit einer Aussparung mit einem im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt versehen ist, in der ein mit dem Pressstenvpel verbundener mittlerer Stift angebracht ist, -dessen Durchmesser kleiner als der der Öffnung in der Metallfolie ist und der nach Verformung der Folie durch den Pressstempel über die Öffnung in der Metallfolie an der Oberfläche der Matrize anliegt, so dass beim Anbringen des flüssigen Kunststoffes zwischen der verformten Folie und der Oberfläche der Matrize über die Öffnung in der Folie auch der Raum zwischen dem mittleren Stift und den Wänden der Aussparung mit flüssigem Kunststoff gefüllt wird, wodurch ein Reflektor mit einer mittleren Öffnung entsteht, die sich bis in eine auf der Seite der Kupferfolie gebildete Nabe erstreckt.
Die in dem Reflektor und in der Nabe
vorhandene Öffnung wird dazu benutzt, auf geeignete und zweckmässige Weise den Reflektor auszurichten.
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Dazu sei bemerkt, dass im Brennpunkt des Reflektors, wie z.B. im Brennpunkt eines parabolischen Reflektors, die reflektierte Strahlung aufgefangen und in einem sogenannten Antennenhorn weiter verarbeitet wird. Unter Ausrichten des Reflektors ist hier die genaue Positionierung des Homes oder eines anderen die elektromagnetische Strahlung verarbeitenden Instruments im Brennpunkt zu verstellen. Die vorgenannte Öffnung in dem Reflektor und in der Nabe bildet einen auf den Brennpunkt gerichteten und die optische Achse des Reflektors umfassenden Führungskanal zur Positionierung des Homes. Diese Positionierung kann z.B. auf optischem Wege dadurch erfolgen, dass ein Lichtstrahl über den Kanal und von dem Kanal begrenzt in einem mit dem Horn verbundenen lichtempfindlichen Element, wie einer Photozelle, aufgefangen wird, das in der berechneten Brennweite des Reflektors angeordnet ist. Bei optimaler Beleuchtung der Photozelle befindet sich das Horn mit der Zelle auf der optischen Achse des Reflektors und kann anschliessend das Horn in dem auf diese Weise definierten Brennpunkt fixiert werden.
Es ist zu bevorzugen, auf mechanischem Wege den Brennpunkt zu bestimmen und darin das Horn anzuordnen. Dazu wird durch die Öffnung ein Richtstab geführt,auf dem die berechnete Brennweite mit Hilfe
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einer Markierung angegebenisfc.Der Stab erstreckt sich über die Öffnung entlang der optischen Achse des Reflektors, so dass, wenn sich die Markierung in der durch die Kupferfolie definierten reflektierenden Fläche des Reflektors befindet', das Ende des Stabes genau in dem Brennpunkt liegt. Die Öffnung in dem Reflektor und in der Nabe wird während der Herstellung des Reflektors durch eine Aussenoberflache des mit dem Pressstempel verbundenen mittleren Stiftes definiert.
Bei einer Weiterbildung der Vorrichtung nach der Erfindung verläuft mindestens eine Erzeugende der Oberfläche des mittleren Stiftes parallel zu optischen Achse des erhaltenen Reflektors.
Die verbleibende Oberfläche des Stiftes braucht nicht zu der optischen Achse parallel zu sein, sondern kann z.B. einen kegeligen Verlauf aufweisen, wodurch sich der Stift leichter aus dem eingespritzten gehärteten Kunststoff lösen lässt.
Eine andere günstige Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mitte der Matrize mit einer Erhöhung oder einem Anschlag versehen ist, die oder der an dem von der Matrize abgekehrten Ende mit einer im wesentlichen kreisförmigen und mit Offnungen versehenen
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Druckplatte versehen ist, deren Durchmesser grosser als der Durchmesser der Öffnung in der Metallfolie ist, wobei nach Verformung der Folie durch den Pressstempel der mittlere Stift in dem Pressstempel an dem mittleren Teil der mit der Erhöhung in Verbindung stehenden Druckplatte anliegt und weiter der Rand der Drudcplatte den an die Öffnung in der Metallfolie grenzenden Teil der Folie gegen den Presstempel drückt, so dass beim Füllen des Raumes zwischen der verformten Folie und der Matrizenoberfläche mit flüssigem Kunststoff zugleich über die Offnungen in der Druckplatte der Raum zwischen dem mittleren Stift und den Wänden der Aussparung in dem Pressstempel mit flüssigem Kunststoff gefüllt wird.
Durch diese Massnahme wird erreicht, dass beim Einspritzen kein Kunststoff zwischen den Pressstempel und den mittels der Andruckplatte fest gegen den Pressstempel gedrückten,Teil der Folie, der an die Öffnung in der Folie grenzt, gelangen kann.
Bei einer weiteren interessanten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung ist in der Aussparung des Pressstempels in einiger Entfernung rings um den mittleren Stift ein lösbares ringförmiges Einsatzelement angebracht, dessen
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Innenoberfläche einen in Längsrichtung verlaufenden Schlitz aufweist, in dem ein mit einer Öffnung versehenes lösbares Einsatzstück angeordnet ist, das beim Entfernen des PressStempels nach Verformung ) der Kupferfolie und Füllen des Raumes zwischen der Folie und der Matrize mit dem flüssigen Kunststoff zusammen mit dem Pressstempel entfernt wird.
Das EinsatzelemEnt wird also nicht entfernt, sondern befindet sich nach Entfernung des Pressstempels auf der Aussenoberflache der Nabe, über die Öffnung in dem Einsatzelement kann ein Loch in die Wand der Nabe gebohrt und dann, gegebenenfalls nach Entfernung des Einsatzelements, über dieses Loch z.B. ein Klemmbolzen angebracht werden, mit dem der vorgenannte Richtstab gegen denjenigen Teil der Innenwand der Nabe gedrückt wird, der zu der optischen Achse des Reflektors parallel liegt.
Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform wird in der Öffnung des Einsatzelements eine Schraube mit Zylinderhülse angebracht, die sich bis zummittleren Stift in der Aussparung erstreckt. Nachdem der Raum zwischen der Folie und der Matrize vollgespritzt worden ist, wobei also auch die Nabe gebildet wird, wird dei- Pressstempel entfernt.
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Vie oben erwähnt wurde, befindet sich das Einsateel «stent auf der Vftnd der Nabe. Nun wird die Schraub· entfernt, webel eine von der Zylinderhül·· umgaben· Öffnung In der Nabenwand frei wird. Nun kattn das Iineat«s*leeieint von der Nabenwand entfernt und kann mittels einer in der Öffnung angebrachten Schraube der Richtetab gegen die Innanoberfllohe dar £··>■ gedrückt wad auf diese Veise fixiert werden. Di» aaeh der trfiadung hergestellten Reflektoren weise« eine gross· Formgenaulgkeit auf. Bei eine« ftefl*kterduroh«ess*r r·* etwa 1 M wird eine Fersigenauisjkeit erhalten, «Tie, aufcfcit dem "Root siean square*^Verfahren bereehaet, kleiner al· 0,3 nm let. Dae "Root mean square*-Verfahren basiert auf der Formel . : .
in der η die GeeaMtaneahl von Messungen, x, » der gemessene Vert und χ * der theoretische V«rt ist. Der Iflrkungsgrad ein·· Reflektors bei einer «lektronagMi·tisch·» 8trahlungsfrequens von 12 OHe 1st höher als ·7«λ Der kttergieverlust »el 12 OHe beträgt nur 0,1 dB. Bei 30 ·Β 1st der Wirkungsgrad, des Reflektors tf £ Und beträgt der Energieverlust 0,7 dB. Der Reflektor, derimch der Erfindung hergsstelit 1st, ·igelet eich *o§mt
IOtlU/O7lt
BAD ORIGINAL
ΡΗΝ·ββ12 6.12.77
Anwendung bei Frequenzen von 50 GHz, wobei der Wirkungsgrad 68 Ji und der Energie verlust nur 1,7 dB beträgt.
Die Erfindung wird nunmehr an Hand -* der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Ez ζ ei gen t
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen bei
dem Verfahren verwendeten Pressstempel und eine Matrize, wobei die folie noch nicht verformt istj Fig. 2 «inen Querschnitt durch Pressstempel und Matrix·, wobei »wischen der Matrize und der verformten Folie flüssiger Kunststoff voranden ist}
Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Detail des Preasstempels,
Fig. k ebenfalls einen Querschnitt durch ein anderes Detail des Pressstempels und der Matrize, und
Fig. 5 einen Querschnitt durch einen nach der Erfindung erhaltenen Reflektor.
In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Pressstempel, ^O der in der mit einem Pfeil angegebenen Richtung verschoben wird. Der Pressstempel ist z.B. aus Stahl oder aus mit Epoxy verkleidetem Beton hergestellt und weist eine konvexe parabolische Oberfläche 2 auf. Sin flacher Randteil 3 dea Pressstempel« ist mit einer ringförmigen Nut k versehen.
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ΊΑϊί
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Die parabolische Oberfläche ist welter mit einer ringförmigen Rille 5 versehen. In der Mitte der parabolischen Oberfläche befindet sich eine Aussparung 6, in der ein mittlerer, z.B. aus Stahl hergestellter und mit dem Pressstempel 1 verbundener Stift 7 angeordnet ist. Der Stift 7 weist eine kegelige Oberfläche auf und ist derart angeordnet, dass eine Erzeugende {in Fig. 1 der rechte Vandteil dee Stiftes 7) parallel au der mit einer gestrichelten Linie angedeuteten Parabelachse der parabolischen Oberfläche 2 verläuft. Die Stirnfläche des Stiftes 7 iet Mit einer Druckplatte 8 versehen, wie in Fig. 3 näher veranschaulicht ist.
Die Matrize 9, die ebenfalls aus Stahl oder Epoxybeton hergestellt ist, weiet eine lconkave parabolische Oberfläche 10 auf, die der parabolischen Oberfläche 2 des PressStempels 1 entspricht. Ein flacher Randteil 11 der Matrize 9 enthält eine ringförmige Nut 12, in der ein Satz von Ringen 13 angeordnet ist. Zwischen den Ringen des Sarzes 13 ist eine flache Kupferfolie Ik festgeklemmt. Die parabolische Oberfläche weist eine Anzahl von Vertiefungen oder Rillen I5 in Form konzentrischer Kanäle auf. Aus a er dem sind radiale Vertiefungen T6 vorgesehen. Jn der Mitte der parabolischen Oberfläche ist ein aus dieser Oberfläche herausragender stähleimer
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Stift 17 angeordnet. Sb «ei bemerkt, dass die Druckplatt· β nicht an dem vorgenannten. Stift 7 befestigt au werden braucht, sondern auch an dem Stahletift 17 befestigt sein kann. Die Folie Ik veist eine mittlere Öffnung 18 auf, deren Durchmesser dem der Aussparung 6 entspricht.
Bei der Bewegung des Pressstempels in der
mit Pfeilen angegebenen Richtung wird die Kupferfoli· 14 plastisch verformt und in der Endlage völlig an der parabolischen Oberfläche 2 des Preeestempels 1 anliegen. In der Endlage, die in Fig. 2 dargestellt ist, ist der obere Ring des Satzes von Ringen 13 in die Nut k des Pressstempels 1 aufgenommen und liegt weiter der Stift 7 mit der Druckplatte 8 an der Stirnfläche des Stiftes 17 *n. Zwischen der verformten Folie 14 und
der parabolischen Oberfläche 10 der Matrize 9 befindet sich ein Raum 191 dessen Dicke dem Abstand entspricht, über den der Stift 17 Über die Oberfläche 10 hinausragt. Die Druckplatte 8 wird, wenn sie gegen den Btift 17 stösst, verformt werden, wobei der Klemmrand der Druckplatte 8, wi· anhand der Beschreibung der Fig.3 näher erläutert werden wird, den rings um die Öffnung 18 liegenden Teil der Folie 14 gegen die parabolische Oberfläche 2 des Pressstempels 1 drückt.
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Der Raum I9 wird dann mit schaumbildendem Polyurethanharz über einen in der Matrize angebrachten Zufuhrkanal 20 vollgespritzt. Das flüssige Urethanharz fliesst über die Offnungen 21 der Druckplatte 8 ausserdem in den ringförmigen Raum 22 zwischen dem Stift 7 und den Wandteilen der Aussparung 6. Beim Füllen mit Urethanharz wird die Folie lh fest gegen die Oberfläche des Pressstempels 1 gedrückt und wird von der Rille 5 des Pressstempels 1 eine ringförmige Falte oder ein ringförmiger Schnitt in die Folienoberfläche gepresst werden. Nach Aufschäumung und Härtung bei I70 C des Polyurethanliarzes wird der Pressstempel entfernt, die Kupferfolie entlang der vorgenannten Falte losgeschnitten und der erhaltene in Fig. 5 dargestellte Reflektor aus der Matrize gelöst.
In Fig. 5 ist mit 23 ein Reflektor
bezeichnet, der eine parabolisch gekrümmte Kupferfolie Zh und eine mit dieser verbundene Stützschicht 25 aus Polyurethanschaum enthält. Die Stützschicht ist mit konzentrischen Versteifungsrippen 26 versehen.
In der Mitte des Reflektors liegt eine Nabe 27, die mit diesem Reflektor verbunden ist und senkrecht auf der parabolischen Oberfläche des Reflektors steht und mit einer mittleren Öffnung 28 versehen ist, die
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die optische Achse 29 des Reflektors umfasst. Die Nabe 27 ist ebenfalls aus Polyurethanschaum hergestellt. Die Öffnung 28 der Nabe 27 steht über eine Öffnung in der Druckplatte 30 mi* einer Öffnung in der Reflektorwand in Verbindung. Die Jnnenoberfläche der Nabe 27 weist einen kegeligen Verlauf auf und umfasst eine Erzeugende (in der Figur den rechten Wandteil der Nabe 27), die genau parallel zur optischen Achse 29 verläuft. Zum Ausrichten des Reflektors wird ein nicht dargestellter, mit einer Markierung versehener Stab durch die Offnungen 28,31 geführt. Dieser Stab kann mittels eines Klemmbolzens 32 in dem linken Wandteil der Nabe 27 gegen die rechte Innen"-oberfläche der Nabe 27 gedrückt werden. Der Stab umfasst die optische Achse, so dass mit Hilfe der mit einer Markierung bezeichneten Brennweite der Brennpunkt einfach festgestellt werden kann. "
Fig. 3 zeigt ein Detail einer günstigen
Ausführungsform des Pressstempels. Es handelt sich dabei um eine geänderte Ausführungsform des mittleren die Aussparung umfassenden Teiles des Pressstempels. In Fig. 3 ist das genannte Detail in der Situation dargestellt, in der der Pressstempel in bezug auf die Matrize die äusserste Arbeitsstellung erreicht hat.
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In Fig. 3 ist mit 33 ein Pressstempel mit einer parabolischen Oberfläche ^k bezeichnet. Im Pressstempel 33 ist eine kegelige Aussparung 35 vorgesehen, die auf der Seite der parabolischen Oberfläche ringförmig verbreitert ist. In diesen ringförmigen Teil ist ein ringförmiges Einsatzelement 37 mit einer im wesentlihhen kegeligen Innenoberfläche 38 aufgenommen.
Das Einsatzelement 37 ist mit einem Schlitz versehen, in den ein Einsatzelement 4o aufgenommen ist.
Das Einsatzelement ist mit einer Öffnung 41 versehen, in der eine Schraube 42 angebracht ist. Die Schraube erstreckt sich in der Aussparung 35 bis zu einem in den Aussparungen 35»3^ zentral angeordneten und mit dem Pressstempel verbundenen Stahlstift 43· Der Stahlstift 43 ist kegelig gestaltet und ist derart angeordnet, dass eine Erzeugende (rechts in Fig.3) parallel zu Parabelachse 44 verläuft. Die Schraube 42 wirkt mit einer mit Innengewinde versehenen Zylinderhülse 45 zusammen.
Auf der parabolischen Oberfläche 34 des Pressstempels 33 befindet sich eine Kupferfolie 46, die eine mittlere Öffnung aufweist, deren Durchmesser zwischen dem der Innenoberfläche und dem der Aussenoberflache des Einsatzelements 37 liegt.
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Dei- Stahlstift 43 ist auf der Stirnfläche mit einer mit Offnungen 47 versehenen Druckplatte 48 versehen, von der ein kreisförmiger Kleminrand 49 die Folie 46 gegen die ijarabolische Oberfläche "}h drückt. > Die Matrize 50 mit einer konkaven pax-a-
bolischen Oberfläche 51 ist zentral, d.h. an der Stelle, an der die optische Achse 52 die parabolische Oberfläche 51 schneidet, mit einem Stahlstift 53 versehen, dessen Durchmesser etwas grosser als der des Stahlstiftes ist. In der Endlage des Pressstempels 33 liegt die Stirnfläche des Stiftes 53 an dem mittleren Teil der Druckplatte 48 an. ¥enn der Stifi> 43 mit der Druckplatte gegen den Stift 53 stösst, findet eine Verformung der Druckplatte 48 statt, wodurch dessen Klemmrand 49 fest gegen die Folie 46 gedruckt wird.
Beim Ausfüllen des Raumes $k zwischen dem Pressstempel 33 und der Matrize 50 mit Polyurethanharz wird über Offnungen 47 in der Druckplatte 48 zugleich der ringförmige Raum 55 zwischen dem Einsatzelement 37 und dem
Stahlstift 43 gefüllt. Nach Aufschäumung und Härtung des Harzes wird der Pressstempel 33 mit dem Stahlstift und dem Einsatzelement 37 entfernt. Das Einsatzelement bleibt beim Entfernen des Pressstempels zurück. Nachdem die Schraube 42 lostgedreht worden ist, kann das Einsatzelement 30 entfernt werden.
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PHN.881Z
6.J2.77
Der erlialtene Reflektor wird aus der
Matrize gelöst und entspricht dem in Fig.5 gezeigten Reflektor, mit der Massgabe, dass im linken Wandteil der Nabe 27 (Fig.5) die vorgenannte Z}rl inderhülse k$ (in Fig. 5 nicht dargestellt) vorhanden ist.
In Fig. h ist eine andere Ausführungsform einer Konstruktion zur Einklernmung der Kupferfolie
im Schnitt dargestellt.
Ih Fig. h bezeichnet 56 einen Presstempel, der eine parabolische Oberfläche 57 sowie einen flachen Randteil 58 enthält. Im flachen Randteil 58 ist eine ringförmige Aussparung 59 vorgesehen, in der ein
aus Aluminiiim hergestelltes ringförmiges Druckelement angeordnet ist, das mittels einer Feder 61 mit einem Nocken 62 des Pressstempels 56 verbunden ist.
Das ringförmige Druckelement 60 ist mit einer Rille versehen. Die parabolische Oberfläche ist mit einer
ringdörmigen Erhöhung oder Rippe 6k versehen.
Die Matrize 65 enthält eine parabolische
Oberfläche 66 sowie einen flachen Randteil 67. An der Grenze zwischen der parabolischen Oberfläche und dem flachen Randteil enthält die Matrize eine Vertiefung oder Rille 68. Der flache Randteil 67 der Matrize 65 ist mit einer Aussparung 69 versehen, in die ein
Aluminiumklemmring ψ5aufgenommen ist. Mittels des
unter Federdruck stehenden Druckelements 60 wird ein
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flacher Randteil 71 einer über die parabolische Oberfläche des Pressstempels verformten Kupferfolie 72 fest gegen den Klemmring JO gedrückt. Die Rille des Elements 60 fördert die Einklemmung. In der Endlage des Presssteinpels 56 in bezug auf die Matrize 65, welche Lage in Fig. k dargestellt ist, ist das Druckelement optimal komprimiert und befindet sich innerhalb der Aussparung 59· In der nicht dargestellten Anfangslage des Pressstempels 56 ist die Feder 61 entspannt und erstreckt sich bis jenseits der parabolischen Oberfläche 57 des Pressstempels 56. Bei Verschiebung des Pressstempels 56 in bezug auf die Matrize 65 wird das Element 60 den Randtil 7I der flach über die Matrize angeordneten Folie 72 gegen den Klemmring 70 drücken, bevor eine Verformung der Folie J2 durch den Pressstempel 56 stattfindet. Bei weiterer Verschiebung des Presstempels 56 in Richtung auf die Matrize wird die auf diese Weise eingeklemmte Folie verformt, wobei bei fortgesetzter Verformung die Einklemmung der Folie durch die Zunahme des Druckes der Feder 61 verstärkt wird.
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Claims (1)

  1. PHN.8812 6.12.77
    282Ί375
    PATENTANSPRÜCHE:
    ίΐ.I - Verfahren zur Herstellung eines Reflektors zum konvergierenden RefJ.ektieren elektromagnetischer Strahlung, bei dem eine flache oder eine im wesentlichen flache am Umfang eingeklemmte Metallplatte mit Hilfe einer Presse verformt wird, die einen Pressstempel mit einer konvex gekrümmten Oberfläche sowie ein Matrizengegenstück enthält, worauf die verforinte Platte mit einem Stützkörper.aus Kunststoff versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Metallfolie mit einer •Dicke von 10-100 /u plastisch verformt wird, wobei die Verformung der Folie lediglich durch die konvexe Oberfläche des Pressstempels bestimmt wird und sich die verforinte Folie in ihrer Endlage in einiger Entfernung von der Oberfläche des Matrizengegenstücks befindet, worauf der Raum zwischen der verformten Folie und der Oberfläche der Matrize mit einem flüssigen Kunststoff ausgefüllt wird und da nach vollständiger oder teilweiser Aushärtung des Kunststoffes das erhaltene Gebilde von verformter Folie und mit dieser verbundener Kunststoffschicht aus der Matrize gelöst wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-y zeichnet, dass als Metallfolie eine geglühte Kupferfolie mit einer Dicke von 20 bis 50 /um verwendet wird.
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    ORIGINAL INSPECTED
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    3. Vei-fahren nach. Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein schaumbildender Kunststoff vexnwendet wird.
    k. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch
    gekennzeichnet, dass als Kunststoff ein sclaaumbildendes thermohärtendes Polyurethanharz verwendet
    5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Presse, die einen konvex gekrümmten Pressstempel und eine Matrize aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Pressstempel (l; 33j 56) in seiner Arbeitsstellung und der Matrize (9; 50; 65) ein freier Raum (19; 5^) verbleibt, dessen Dicke grosser als die der zu verformenden Folie (i4; 46; 72) ist.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (9j 5Oj 65) eine konkav gekrümmte Oberfläche aufweist, die der konvexen Oberfläche des Pressstempels (1; 33j 5&) entspricht.
    7· Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Matrize (9) mit Vertiefungen oder Rillen (15; 16) versehen ist, wobei im fertigen Reflektor (23) die Stützschicht (25) auf der von der Folie (2^) abgekehrten
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    Seite Erhöhungen oder Rappen (26) aufweist, die den vorgenannten Vertiefungen oder Rillen entsprechen.
    8. Vorrichtung nach einen der Ansprüche 5
    bis 7j dadurch gekennzeichnet, dass der Pressstempel (56) mit einem Klemmring (60) versehen ist, der mittels teleskopisch bewegbarer oder federnder Elemente (6i) mit dem Pressstempel verbunden ist, wobei vor der Verformung der Folie (72) der Klemmring von dem Pressstempel gegen einen flachen Randteil (71) der Folie, der von einem flachen Randteil (67; 70) der Matrize (65) abgestützt wird, gedrückt wird.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass der Pressstempel (i) in seinem Randteil (3) mit einer kreisförmigen Erhöhung oder Rille (5) versehen ist.
    10.. Vorrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung einer Metallfolie (lh) mit einer Mittelöffnung (18) der mittlei-e Teil der Oberfläche (2) des Pressstempels (·1) mit einer Aussparung (6) mit einem im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt versehen ist, in der ein mit dem Pressstempel verbundener mittlerer Stift (7) angebracht ist, dessen Durchmesser kleiner als der der Öffnung in dex-Metallfolie ist und der nach Verformung der Folie durch
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    den Pressstempel über die Öffnung in der Metallfolie an der Oberfläche (io) der Matrize (9) anliegt, so dass beim Anbringen des flüssigen Kunststoffes zwischen der verformten Folie und der Oberfläche der Matrize über die Öffnung in der Folie zugleich der Raum zwischen dem mittleren Stift und den Wänden der Aussparung mit flüssigem Kunststoff gefüllt wird, wodurch ein Reflektor (23) mit einer mittleren Öffnung (28) entsteht, die sich bis in einer auf der Seite der Kupferfolie (24) erhaltene Nabe (27) erstreckt.
    11. Vorrichtung nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Erzeugende der Oberfläche des mittleren Stiftes (7) parallel zur optischen Achse (29) des erhaltenen Reflektors (23) verläuft.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitte der Matrize (9t 50) mit einer Erhöhung oder einem Anschlag (17; 53) versehen ist, die oder der an dem von der Matrize abgekehrten Ende mit einer im wesentlichen kreisförmigen und mit Offnungen (47) versehenen Druckplatte (8;48) versehen ist, deren Durchmesser grosser als der der Öffnung (18) in der Metallfolie (14; 46) ist, wobei nach Verformung dor Folie durch den Pressstempel
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    (1; 33) der mittlere Stift (7; 43) in dem Pressstempel an dem mittleren Teil der mit der Erhöhung in Verbindung stehenden Druckplatte anliegt, und dass weiter der Rand der Druckplatte den an die Öffnung in der Metallfolie grenzenden Teil (49) der Folie gegen den Pressstempel drückt, so dass beim Füllen des Raumes (19> 54) zwischen der verformten Folie und der Matrizenoberfläche mit flüssigem Kunststoff zugleich über die Offnungen in der Druckplatte der Raum zwischen dem mittleren Stift und den Wänden der Aussparung (6; 55) in dem Pressstempel mit flüssigem Kunststoff gefüllt wird.
    13· Vorrichtung nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Aussparung (55) des Pressstempels (33) in einiger Entfernung rings um den mittleren Stift (43)ein lösbares ringförmiges Einsatzelement (37) angebracht ist, dessen Innenoberfläche einen sich in Längsrichtung erstreckenden Schlitz (39) enthält, in dem ein mit einer Öffnung (44) versehenes lösbares Einsatzelement (4o) angeordnet ist, das beim Entfernen der Pressform nach Verformung der Kupferfolie (46) und Füllen des Raumes (54) zwisnhen Folie und Matrize (50) mit flüssigem Kunststoff zusammen mit dem Pressstempel entfernt wird.
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    14. Vorrichtung nach. Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Öffnung (44) des Einsatz-( elements (4o) eine mit einer Zyliiiderhülse (k'j) versehene Schraube (4-2) angebracht ist, die sich bis zum mittleren Stift (43) in. der Aussparung (55) erstreckt.
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DE2821375A 1977-05-20 1978-05-16 Verfahren zur Herstellung einer Parabolantenne für Mikrowellen und Vorrichtung zu dessen Durchführung Expired DE2821375C2 (de)

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