DE3004353A1

DE3004353A1 - Flexibler strahlungsenergiereflektor

Info

Publication number: DE3004353A1
Application number: DE19803004353
Authority: DE
Inventors: Pierre Laroche; Joseph Sadoune
Original assignee: BFG Glassgroup GIE
Current assignee: BFG Glassgroup GIE
Priority date: 1979-02-09
Filing date: 1980-02-06
Publication date: 1980-08-21
Also published as: MX6822E; US4337997A; IT1128006B; ES248929U; IT8067152A0; ES8101783A1; FR2454106A1; AU5523280A; BR8000868A; FR2454106B1; ES489132A0; JPS55106402A; ES248929Y; JPS6256482B2; CH639494A5; AU532063B2; IL59301A; BE881515A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf flexible Strahlungsreflektoren und auf Verfahren zur Herstellung derselben.

Flexible Strahlungsreflektoren werden für verschiedene Zwecke benutzt. Sie können beispielsweise bei der Herstellung von gekrümmten Spiegeln für dekorative Zwecke oder zur Erzielung spezieller optischer Effekte verwendet werden. Ein sehr wichtiges Gebiet ist die Herstellung von konkav gekrümmten Reflektoren zum Reflektieren von sichtbaren Lichtstrahlen von künstlichen Lichtquellen oder zum Reflektieren von Solarstrahlung, beispielsweise bei Sonnenheizanlagen.

Es ist bekannt, polierte Metallbleche als flexible Spiegel zu verwenden. Die Verwendung eines polierten Metallbleches ist aus verschiedenen Gründen nicht zufriedenstellend. Ein Grund ist die Anfälligkeit der reflektierenden Oberfläche für mechanische Beschädigungen. Ein anderer Grund besteht darin, daß das Blech bei geringen Temperaturänderungen sich verformen kann.

Um hohe optische Anforderungen zu erfüllen, wäre es besser, beschichtetes Glas zu verwenden. Die Beschichtung weist eine strahlungreflektierende Schicht auf, die durch das Glas hindurch von der Strahlung getroffen wird, übliche Glasspiegel sind im wesentlichen nicht flexibel, und bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von gekrümmten Glasreflektoren wird geschmolzenes Glas in eine Form gegossen, die die gewünschte Kurvenform aufweist, oder flaches Glas wird gebogen, während über eine längere Zeitperiode hinweg es erhitzt wird und/oder während das Glas sich auf einer derart erhöhten Temperatur befindet, daß es die ge-

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wünschte dauernde Krümmung annimmt. Die Krümmung kann beispielsweise durch einen geeignet geformten Formgeber bestimmt werden. Die lichtreflektierende Beschichtung wird auf das gekrümmte Glas, nachdem dieses gebogen ist, aufgebracht, da sonst die optische Schicht leicht beschädigt werden könnte.

Diese bekannten Verfahren zur Herstellung von gekrümmten Glasreflektoren sind sehr teuer in der Massenproduktion und zur Erzielung eines hohen Produktstandards.

Es besteht ein Bedarf an flexiblen Glasreflektoren, die eine Glasscheibe aufweisen, und die aus den Vorteilen, welches dieses Material bieten kann, Nutzen ziehen, und wobei diese Spiegel dennoch ausreichend flexibel sind, damit sie leicht durch eine Biegeoperation gekrümmt werden können, ohne daß das Glas auf eine hohe Temperatur oder überhaupt erhitzt werden muß, wobei die Biegung zu einem Reflektor erfolgt, der eine erforderliche Krümmung aufweist.

Gemäß der Erfindung vjird ein flexibler Strahlungsreflektor geschaffen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Reflektor die Form eines Schichtstoffkörpers oder eines Laminates hat, der eine Glasschicht aufweist, die über ihre gesamte Fläche mit einer Metallschicht verbunden ist, wobei diese Metallschicht oder eine Metallbeschichtung eine Strahlungsreflexionsoberflache bildet, und dadurch, daß die relative Dicke der Glas- und Metallschichten, deren Elastizitätsmodulen und der Wirkungsgrad der Zwischenschichtbindung derart sind, daß die Fläche der Glasschicht, die im folgenden als Rückseite bezeichnet werden soll, und die näher bei der Metallschicht liegt, keinen Zugspannungen

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unterworfen wird, wenn der Schichtstoffkörper innerhalb der elastischen Grenzen des Metalls derart und bis zu einem solchen Grad gebogen wird, daß die Vorderseite der Glasschicht eine Krümmung mit einem Radius von 10 m aufweist.

Wenn ein erfindungsgemäßer Reflektor Biegungskräften ausgesetzt ist, die diesen im vorstehenden Sinne verbiegen, wird die Rückseite der Glasschicht konvex gekrümmt, jedoch durch das Vorhandensein der Metallschicht und der Bindung zwischen diesen beiden Schichten werden Zugbelastungen dieser Rückseite ausgeschaltet oder vermindert. Eine Zugbelastung dieser Rückseite wird wenigstens ausgeschaltet, wenn der Krümmungsradius nicht kleiner als 10 m ist. Dies ist von Bedeutung, weil die Einleitung von Oberflächenzugspannungen in einer Glasscheibe zum Brechen führen können, und zwar insbesondere dann, wenn Blasen in der Glasoberfläche vorhanden sind, die als Spannungserhöher dienen können.

Die erfindungsgemäßen Reflektoren können mit Massenproduktionsverfahren hergestellt werden, und die Reflektoren können dann zu gekrümmten Reflektoren umgewandelt werden, und zwar mit einer großen Genauigkeit bezüglich einer vorbestimmten Krümmung. Ein oder mehrere erfindungsgemäße Reflektoren können in einem vorbestimmten gekrümmten Zustand durch eine Haiterungsvorrichtung gehalten werden, die für diesen Zweck ausgebildet ist.

Die erfindungsgemäßen Reflektoren sind insbesondere zur Herstellung von Solarenergiekonzentratoren geeignet, die aus einer Baugruppe von einzelnen gekrümmten Reflektoren bestehen.

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Eine Krümmung mit einem Radius von 10 m ist für verschiedene Zwecke gut geeignet, beispielsweise für einen Reflektor, der als Sonnenenergiekonzentrator oder als Teil desselben verwendet wird. Es ist jedoch ein wesentlicher Vorteil der Erfindung, daß Reflektoren, die zu einem beträchtlich kleineren Krümmungsradius gebogen werden können, hergestellt werden können. Dies ist durch eine geeignete Wahl der Beziehung zwischen den Produkten der Dicke und der Elastizitätsmodulen der Glas- und Metallschichten und des Wirkungsgrades der Zwischenschichtverbindung möglich.

Die relative Dicke der Glas- und Metallschichten müssen unter Berücksichtigung der Elastizitätsmodulen des Glases und Metalles geeignet sein, wobei der Wirkungsgrad der Zwischenschichtverbindung und der Krümmungsradius, auf den der Schichtstoffkörper gebogen werden soll, berücksichtigt werden. Je höher der Elastizitätsmodul des Metalles in Bezug auf den des Glases ist, umso geringer kann das Dickenverhältnis t /t gewählt werden, wobei t die Dicke der Metallschicht ist und t die Dicke der Glasschicht. Unter

dem Wirkungsgrad der Zwischenschichtverbindung ist der Wirkungsgrad gemeint, mit dem Spannungen vom Metall auf das Glas übertragen werden können, wenn der Schichtstoffkörper gebogen wird. Eine ideale Bindung mit einem Wirkungsgrad von 100% ist eine derartige, die dazu führt, daß sich der Schichtstoffkörper bezüglich des Spannungsverteilungsprofils in seiner Dicke wie eine monolithische Struktur verhält. Um sicherzustellen, daß die Rückseite des Glases lediglich Kompressionsspannungen ausgesetzt ist, sollte der Schichtstoffkörper die folgende Bedingung erfüllen: t ·Ε > t .E , wobei t und t die Dicken der Metall- und Glasschichten sind, wie oben dargelegt, und E und E deren Elastizitätsmodulen, wobei der Größenunterschied zwischen den beiden

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Werten t »E_m und t .E unter Berücksichtigung des Ausmaßes, in welchem der Schichtstoffkörper gebogen werden soll, ausreichend ist, um einen unvollständigen oder nicht hundertprozentigen Wirkungsgrad der Bindung zu ermöglichen.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung können die relativen Dicken der Glas- und Metallschichten deren Elastizitätsmodulen und der Wirkungsgrad der Zwischenschichtbindung derart gewählt werden, daß der Reflektor gebogen werden kann, um den Krümmungsradius der Vorderseite der Glasschicht auf 1 m zu bringen und vorzugsweise auf 30 cm oder weniger, ohne daß die Rückseite der Glasschicht Zugspannungen unterworfen wird. Reflektoren mit Krümmungsradien zwischen 1 m und 10 m können bei der Herstellung von Sonnenenergiekonzentratoren verwendet werden. Reflektoren mit einer konkaven Krümmung mit einem Krümmungsradius von 30 cm oder weniger, beispielsweise 15 cm oder sogar unter 10 cm, sind für verschiedene Zwecke erforderlich, beispielsweise als Fokussierungsreflektoren für Fotodioden.

Vorzugsweise werden die relativen Dicken der Glas- und Metallschichten, deren Elastizitätsmodulen und der Wirkungsgrad der Zwischenschichtverbindung derart gewählt, daß nicht nur die Vorderseite sondern auch die Rückseite der Glasschicht Kompressionsspannungen unterworfen werden, wenn der Schichtstoffkörper in einem ausreichenden Maß gebogen wird, um den Krümmungsradius der konkaven Krümmung der Vorderseite der Glasschicht auf 10 m zu bringen. Wenn die Rückseite der Glasschicht unter Kompressionsspannungen gehalten werden kann, so bildet dies einen ganz erheblichen Sicherheitsfaktor, der gegen Brechen des Glases schützt.

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Vorzugsweise gilt die Bedingung t .E ^ 1.1 χ t .E . Wenn diese Bedingung eingehalten wird, ist es möglich, durch Verwendung verschiedener kommerziell erhältlicher Bindemittel eine Zwischenschichtbindung mit einem ausreichenden Wirkungsgrad herzustellen, um Kompressionsspannungen in der Rückseite des Glases während des Biegens des Schichtstoffkörpers aus kleine Krümmungsradien zu erhalten.

Vorzugsweise liegt die Dickenabmessung des Schichtstoffkörpers zwischen 1,0 mm und 4,0 mm. Derartige Schichtstoffkörper weisen in vorteilhafter Weise ein geringes Gewicht auf und haben einen sehr geringen Widerstand gegen Biegung.

Die Glasschichtkann ungetempert oder getempert, beispielsweise chemisch getempert, sein.

Vorzugsweise liegt die Dicke der Glasschicht zwischen 0,6 mm und 1,0 mm. Derartige Glasschichten oder Scheiben können sehr leicht gebogen werden. Glasschichten einer Dicke unter etwa 0,6 mm können leicht während der Verbindung mit der Metallschicht brechen. Glasschichten, deren Dicken in dem besagten Bereich liegen, sind sehr gut für Sonnenenergiereflektoren geeignet, wobei eine strahlungsenergiereflektierende Beschichtung auf der Rückseite der Glasschicht aufgebracht werden kann, weil diese Glasschicht sehr wenig Sonnenenergie absorbiert.

Vorzugsweise hat die Metallschicht eine Dicke von weniger als 3,0 mm, und der Dickenbereich liegt insbesondere im Bereich zwischen 0,3 bis 2,5 mm. Derartige Metallschichten sind deshalb bevorzugt, weil sie leicht gebogen werden können.

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Vorteilhafterweise kann die Metallschicht aus Stahl bestehen. Eine Stahlschicht hat einen hohen Elastizitätsmodul, der es ermöglicht, daß eine dünnere Schicht verwendet werden kann, um gegebene Biegungscharakteristiken des Schichtstoffkörpers zu erzielen. Vorzugsweise ist die Stahlschicht galvanisiert. Galvanisierter Stahl ist insbesondere, wenn er gebondert ist, ein sehr geeignetes Material hinsichtlich der Kosten und der Möglichkeit, mit Glas verbunden zu werden und ferner hinsichtlich seiner Korrosionsbeständigkeit.

Andere Metalle, die als Metallschicht verwendet werden können, sind Aluminium, rostfreier Stahl und Messing.

Als Bindeschicht oder Bindeschichten können beispielsweise ein oder mehrere filmbildende Polymere verwendet werden, die als Blatt, beispielsweise dünne Folie, aufgebracht werden können und die Schichtstoffkörperschicht dadurch zusammenhalten, daß die Baugruppe einer Wärme- und Druckbehandlung ausgesetzt wird.

Ein besonders geeignetes Bindemittel ist Polyvinylbutyral. Dieses Material kann verwendet werden und ermöglicht sehr feste Metall-Glasbindungen, und diese Bindungen sind innerhalb eines großen Temperaturbereiches und unter sich ändernden Umweltbedingungen haltbar.

Andere geeignete Bindemittel umfassen die Klasse von Epoxyharzen, beispielsweise die Klebstoffe, die unter dem Handelsnamen "Araldite" im Handel erhältlich sind. Wenn Epoxyharze verwendet werden, ist es vorteilhaft, ein Gemisch von Epoxyharzen unterschiedlicher Molekulargewichte zu verwenden.

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um eine vorteilhafte Kombination einer hohen Bindefestigkeit mit einer ausreichenden Elastizität der Bindeschicht zu erreichen, damit eine geringe parallele relative Verschiebung der verbundenen Flächen von Metall- und Glasschichten stattfinden kann, beispielsweise infolge der Biegung des Schichtstoffkörpers oder unterschiedlicher thermischer Ausdehnungen dieser Schichten.

Andere geeignete Kategorien von Bindemitteln umfassen Klebstoffe auf Silikonbasis, Polyurethanklebstoffe und Heißkleber.

Die Verwendung von Heißklebern bringt zahlreiche Vorteile mit sich. Unter diesen befindet sich die Einfachheit, mit der diese gehandhabt und aufgebracht werden können, um Bindeschichten von vorbestimmter Dicke und Gleichförmigkeit zu erzielen. Bei großer Produktionsgeschwindigkeit können reproduzierbare Ergebnisse erzielt werden. Es ist einfach, eine Heißkleberzusammensetzung auszuwählen, die eine erwünschte Kombination von Eigenschaften aufweist. Die Heißkleberzusammensetzung kann derart gewählt werden, daß eine gute Bindungsfestigkeit mit einem hohen Grad von Feuchtigkeitsundurchlässigkeit kombiniert werden kann. Die Verwendung von Heißklebern trägt zur Senkung der Produktionskosten bei. Dies ist wegen der relativ niedrigen Kosten der Kleber selbst möglich und wegen der Leichtigkeit, mit der die Bindung mit einfachsten Einrichtungen und geringem Platzbedarf hergestellt werden kann.

Der Heißkleber ist vorzugsweise einer, der bei einer Temperatur von 150 oder weniger, vorzugsweise zwischen 60 und 120° C schmilzt.

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Heißkleberzusammensetzungen weisen ein elastomeres oder thermoplastisches Material auf, welches leicht bei einem Fluid mit geringer Viskosität schmilzt. Um verfestigte Bindungsschichten von ausreichender Festigkeit und Kohäsionsvermögen zu schaffen, wird ein derartiger leicht schmelzbarer Bestandteil mit einem Polymermaterial von höherem Molekulargewicht gemischt. Ein sehr vorteilhafter Abgleich der Eigenschaften kann dadurch erzielt werden, daß man einen Heißkleber herstellt, der eine Kombination von Harzen von unterschiedlichen Schmelzindices enthält.

Beispiele relativ leicht schmelzender Substanzen, die bei Heißklebern verwendet werden können, sind verschiedene natürliche und synthetische Harze und Wachse, wie beispielsweise Terpenharze, Kohlenwasserstoffharze, Polyterpene, Phenolformaldehydharze, Alkyde, Cumaron-Terpentin und Terpentinderivate und mineralische Wachse, pflanzliche Wachse und Erdölwachse.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird eine Heißkleberzusammensetzung verwendet, die einen oder mehrere Klebrigmacher enthält, ausgewählt aus der Gruppe Terpen und Phenolharze und mikrokristalline Wachse. Sehr gute Ergebnisse werden mit Styrol und niedrigmolekularen Homologen erzielt.

Beispiele synthetischer polymerer Materialien mit höherem Molekulargewicht, die zur Verstärkung oder Verfestigung des Heißklebers verwendet werden können und die manchmal als Rückgrat des Klebers bezeichnet werden, sind Polyvinylacetat, Polyäthylen, Polyisobutylen (Butylkautschuk) Polystyrol und Styrolcopolymere, Äthylcellulose, Polyamide von dimerisierten Fettsäuren und Diamine und Butylmethacrylat.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Heißkleber verwendet, der ein oder mehrere Elastomere oder Thermoplaste enthält, und zwar ausgewählt aus der Gruppe Butylkautschuk und Äthylen/Vinylacetatcopolymere.

Der Heißkleber kann andere Bestandteile enthalten, um gewünschte Eigenschaften zu erzielen, wie es beispielsweise in der deutschen Patentschrift 2 713 351 beschrieben wird. Beispiele von Kategorien, zu den solche zusätzlichen Bestandteile gehören, sind Plastifizierer, thermische Stabilisierer und Füllstoffe.

Plastifizierer verbessern die Klebbenetzung der Oberflächen. Stabilisierer werden verwendet, um die thermische Stabilität zu verbessern. Füllstoffe sind im wesentlichen chemisch inert und können zur Veränderung der physikalischen Eigenschaften des Klebers verwendet werden.

Vorzugsweise beträgt die Dicke der oder jeder Heißkleberschicht, wenn dieser verwendet wird, weniger als 150 Mikron. Hier wird die Ausnützung einer wichtigen Eigenschaft von Heißklebern möglich, nämlich der Fähigkeit, sehr gute Verbindungen herzustellen, auch wenn sehr dünne Schichten verwendet werden, und diese dünne Schichten haben nur eine ganz kleine Oberfläche, die der Umgebungsatmosphäre ausgesetzt wird.

Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen wird ein Heißkleber verwendet, dessen Wasserwiderstand kleiner ist als 0,5 und insbesondere kleiner als 0,1 g H„O pro m Oberfläche innerhalb 24 Stunden pro mm Dicke und pro cm Quecksilbersäule.

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Die Erfindung umfaßt auch Reflektoren, wie sie im Vorstehenden beschrieben wurden, wobei die Glas- und Metallschichten mittels eines Klebers auf Acrylharzbasis verbunden sind.

Die Erfindung umfaßt ferner Reflektoren, wie sie im Vorstehenden beschrieben worden sind, wobei die Glas- und Metallschichten mittels einer Polyvinylchlorid-Bindeschicht verbunden sind.

Bei einigen Ausführungsformen der Erfindung sind die Metall- und Glasschichten mittels zweier oder mehrerer verschiedener Bindemittel verbunden. Beispielsweise umfaßt die Erfindung Reflektoren, in denen die Schichten mittels zwei oder mehrerer Bindemittelschichten verschiedener Zusammensetzung verbunden sind. Bei bestimmten Produkten dieser Kategorie sind die Schichten mittels einer mit Klebstoff beschichteten thermoplastischen Folie verbunden, die zwischen die Glas- und Metallschichten vor dem Zusammensetzen des Schichtkörpers angeordnet wird, wobei normalerweise Wärme und Druck verwendet werden. Ein Beispiel, welches sehr gute Ergebnisse für die Bindungsfunktion mit sich bringt, ist eine Polyesterfolie, die eine Beschichtung aus einem Klebstoff auf Acrylharzbasis auf beiden Seiten trägt. Diese doppelt beschichteten Folien sind im Handel erhältlich. Geeignete Folien sind beispielsweise die, die unter dem Handelsnamen "Macbond 2800" und "Macbond 2132" verkauft werden.

Die Bindeschicht oder Bindeschichten eines erfindungsgemäßen Reflektors können eine Verstärkung enthalten, beispielsweise eine FaserverStärkung, die aus Glas- oder Polyamidfasern zusammengesetzt ist. Die Verstärkung kann harzimprägniert sein.

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Die eigentliche Verbindungsstufe bei der Herstellung des Reflektors kann auf Calanderrollen durchgeführt werden oder mittels einer Presse. Um Lufteinschlüsse oder Einschlüsse anderer Gase zwischen den Schichten auszuschließen, kann die Verbindung unter Wärme und Druck innerhalb einer Kammer erfolgen, in der die Baugruppe aus Schichten und Bindemitteln einem vorbestimmten Ablauf von Wärme- und Druckänderungen ausgesetzt wird. Die Ränder der Baugruppe können mit einer Saugvorrichtung verbunden werden, durch die Saugkräfte auf die Zwischenschichtbereiche ausgeübt werden, um die Evakuierung von Gasen zu beschleunigen. Die Ausübung einer derartigen Saugkraft kann in zeitlich abgestimmter Beziehung zu vorbestimmten Wärme- oder Druckbedingungen beim Erhitzen und Pressen innerhalb der Kammer gesteuert werden. Derartige Verbindungstechniken sind an sich bei der Herstellung anderer Schichtstoffkörper, insbesondere bei der Herstellung von Glas-Glasschichtstoffkörpern, bekannt, und hierzu wird auf die britische Patentschrift 1 368 7 85 verwiesen.

Die Strahlungsreflektierende Oberfläche wird durch eine Beschichtung auf der Glasschicht ausgebildet. Bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen, ist die Beschichtung auf der Rückseite der Glasschicht aufgebracht. Die Metallschicht wirkt dann als Schutz für diese Beschichtung. Vorzugsweise weist der Reflektor zwischen der reflektierenden Beschichtung und der Metallschicht eine oder mehrere Schutzschichten für die optische Beschichtung auf, beispielsweise eine Schicht einer Schutzfarbe und eine Lackschicht, wie sie bei der Herstellung von üblichen Glasspiegeln verwendet wird.

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Die Erfindung umfaßt ferner Reflektoren, bei denen die Glasschicht eine lichtreflektierende Beschichtung auf ihrer Vorderseite trägt. Diese vorderseitige Beschichtung kann beispielsweise nach der Verbindung der Glasschicht mit der Metallschicht aufgebracht werden. Bei einem derartigen Reflektor schützt die Metallschicht nicht die reflektierende Beschichtung, sondern dient lediglich als Träger für die Glasschicht.

Die reflektierende Beschichtung ist vorzugsweise eine Silberschicht, und dies bringt den Vorteil mit sich, daß ein sehr, hohes Lichtreflexionsvermogen erzielt wird. Dieses hohe Reflexionsvermögen ist insbesondere bei Sonnenenergiereflektoren von Bedeutung.

Als Alternative zum Silber können andere Metalle für die reflektierende Beschichtung verwendet werden, beispielsweise Metalle,die einen besseren Widerstand gegen die chemische Einwirkung der Atmosphäre aufweisen.

Als Alternative zur Verwendung einer reflektierenden Beschichtung des Glases kann der erfindungsgemäße Reflektor eine Metallschicht aufweisen, welche eine reflektierende Innenseite hat, wobei diese Fläche durch die Glasschicht abgedeckt ist.

Vorzugsweise weist die Metallschicht derartige Abmessungen auf und ist relativ zur Glasschicht derart angeordnet, daß wenigstens zwei gegenüberliegende Ränder der Metallschicht über die entsprechenden gegenüberliegenden Kanten der Glasschicht herausragen. Diese vorspringenden Metallschichtränder bewirken einen Schutz der entsprechenden Kanten des Glases gegen eine mechanische Beschädigung, die beispiels-

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weise beim Stoß gegen ein anderes Objekt auftreten könnte. Kräfte zur Einführung einer Krümmung oder einer zusätzlichen Krümmung in den Schichtstoffkörper können dann auf die vorspringenden Ränder der Metallage oder Metallschicht ausgeübt werden.

Diese vorspringenden Ränder können Schutzstoffe aufnehmen, wie beispielsweise Leim.

Vorzugsweise sind gegenüberliegende Kanten der Glasschicht abgestützt oder verstärkt, um das Bindemittel von Scherkräften zu entlasten, die zu einer Ablösung führen könnten, wenn der Schichtstoffkörper gebogen wird. Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen sind diese Kanten durch Gegenlagen abgestützt, beispielsweise aus Metall oder aus einem elastisch verformbaren Material, die an diesen Kanten der Glasplatte befestigt sind. Beispielsweise können derartige Abstützungen an einer Seite der Metallschicht an den vorspringenden Rändern befestigt werden, oder die Abstützungen können zwischen den Glasschichtkanten und Kantenstreifen eingesetzt sein, die an gegenüberliegenden Kanten des Schichtstoffkörpers befestigt sind.

Ein erfindungsgemäßer Schichtstoffkörper kann von Natur aus flach sein oder er kann eine geringe natürliche Krümmung haben, wie sie manchmal auftritt, wenn der Schichtstoff körper aus flachen Metall- und Glasscheiben hergestellt wird, die sehr dünn sind.

Die Erfindung umfaßt einen gekrümmten Reflektor, der einen erfindungsgemäßen Schichtstoffkörper aufweist, wobei der Schichtstoffkörper im gebogenen Zustand gegen die elastischen Rückstellkräfte im Schichtstoffkörper durch eine

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Halterung gehalten wird, wobei die Vorderseite der Glasschicht konkav ist.

Vorzugsweise hält die Halterungsvorrichtung den Schichtstoff körper im gebogenen Zustand durch Kräfte, die vollständig oder teilweise durch die gegenüberliegenden Kantenflächen der Glasscheibe oder Glasschicht übertragen werden. Diese Zusammenwirkung zwischen dem Schichtstoffkörper und der Halterungsvorrichtung ist sehr vorteilhaft, um jede Neigung der elastischen Rückstellkräfte auszuschalten, eine Delaminierung zu erzeugen. Gute Ergebnisse werden erzielt, wenn sich die Halterungsvorrichtung über die gegenüberliegenden Kanten des Schichtstoffkörpers erstreckt, die parallel mit einer Krümmungsachse des Schichtstoffkörpers verlaufen, und diese Vorrichtung wirkt elastischen Rückstellkräften im Schichtstoffkörper dadurch entgegen, daß sie direkt gegen die entsprechenden Kanten der Glasschicht drückt oder gegen diese Kanten und die entsprechenden Kanten der Metallschicht. Vorzugsweise sind die Ränder der Metallschicht, die diese Kanten aufweisen, so ausgebildet, daß sie sich über die entsprechenden Kanten der Glasschicht hinaus erstrecken.

Bei bestimmten sehr vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung weisen die Halterungsvorrichtung und der Schichtstoffkörper zusammenwirkende Stütz- oder Halterungs- oder Anschlagelemente auf, über die die elastischen Rückstellkräfte im Schichtstoffkörper auf die Halterungsvorrichtung übertragen wird, um den Schichtstoffkörper im gekrümmten Zustand zu halten,und die Anschläge oder Widerlagen am Schichtstoffkörper und/oder an der Halterungsvorrichtung sind durch Schrauben einstellbar, um die Krümmung des Schichtstoffkörpers einzustellen.

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Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung weist die Halterungsvorrichtung mehrere Halterungsstellen auf, und an jeder ist ein Schichtstoffkörper eingebaut und wird im gekrümmten Zustand gehalten, so daß die einzelnen Schichtstoffkörper Bestandteile eines großen gekrümmten Reflektors bilden.

Vorzugsweise besteht die Halterungsvorrichtung für den Schichtstoffkörper aus Metall, jedoch können auch andere Materialien verwendet werden, wenn dafür gesorgt wird, daß die Vorrichtung die erforderliche Festigkeit und Starrheit aufweist.

Die Kräfte zur elastischen Verbiegung des Schichtstoffkörpers können gegen gegenüberliegende Seiten des Schichtstoffkörpers in Richtungen im allgemeinen senkrecht zu seiner Ebene ausgeübt werden, beispielsweise im Fall eines rechteckigen Schichtstoffkörpers, wobei die Kräfte gegen ein Paar gegenüberliegende Ränder an einer Seite des Schichtstoffkörpers und gegen das andere Paar gegenüberliegender Ränder an der gegenüberliegenden Seite des Schichtstoffkörpers ausgeübt werden. Die Kräfte, die in dieser Weise ausgeübt werden, wirken einer Trennung der Glas- und Metallschichten entgegen. Als Alternative kann der Schichtstoffkörper auch dadurch elastisch verbogen werden, daß Kräfte gegeneinander an zwei gegenüberliegenden Kanten oder Rändern des Schichtstoffkörpers oder der Glasplatte ausgeübt werden. Im Fall eines kreisförmigen Schichtstoffkörpers kann eine sphärische Krümmung dadurch durchgeführt werden, daß am Umfang radial nach innen gerichtete Kräfte ausgeübt werden oder dadurch, daß an der ümfangszone des Schichtstoffkörpers und in der Mitte entgegengesetzte Kräfte ausgeübt werden.

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Die Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Herstellung eines gekrümmten Strahlungsenergiereflektors, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Glasschicht mit einer Metallschicht verbunden wird, um einen Schichtstoffkörper herzustellen, der eine strahlenreflektierende Oberfläche hat, die durch die Metallschicht gebildet wird, oder durch eine Beschichtung, wobei Kräfte aufgebracht werden, um dem Schichtstoffkörper eine Krümmung zu erteilen, und zwar derart, daß die Vorderseite des Glases, d. h. diejenige Seite, die von der Metallschicht entfernt liegt, konkav wird, wobei dann der gekrümmte Schichtstoffkörper in eine Halterungsvorrichtung eingebaut wird, die den Schichtstoffkörper gegen die elastischen Rückstellkräfte im Schichtstoff körper im gekrümmten Zustand hält.

Bei der Durchführung dieses Verfahrens wird die Seite des Glases, die im folgenden als Rückseite bezeichnet wird, und die mit der Metallschicht verbunden ist, konvex gekrümmt, jedoch wird durch das Vorhandensein der Metallschicht und der Verbindung zwischen den beiden Schichten die Zugspannung in dieser Schicht ausgeschaltet oder vermindert. Dies ist von Bedeutung, weil durch das Einleiten von Oberflächenzugspannungen in das Glas ein Brechen erfolgen kann, und zwar insbesondere dann, wenn Blasen in der Glasoberfläche vorhanden sind, die als Spannungsverstärker wirksam sein können. Wenn die Metallschicht in richtiger Weise ausgewählt und wirksam mit dem Glas verbunden ist, kann der Schichtstoffkörper bis zu einem beträchtlichen Grad gebogen werden, ohne daß das Glas bricht, und zwar auch dann, wenn man nicht getempertes Glas verwendet oder ein Glas, welches keine speziellen Oberflächenbehandlungen zur Entfernung von Oberflächenfehler erhalten hat.

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Das erfindungsgemäße Verfahren ist für eine Massenproduktion geeignet, und es kann eine Vielzahl von Spiegeln hergestellt werden, die mit hoher Genauigkeit eine vorbestimmte Krümmung aufweisen.

Vorzugsweise wird der Schichtstoffkörper mit einem Krümmungsradius von 10 m oder weniger gehalten und insbesondere von weniger als 1 m.

Vorzugsweise trägt die Glasschicht, die bei der Durchführung des Verfahrens verwendet wird, eine strahlungsenergiereflektierende Beschichtung aus Silber oder einem anderen Material auf der Seite, die durch die Metallschicht bedeckt wird.

Bei der Durchführung des Verfahrens werden die relativen Dicken der Glas- und Metallschichten, deren Elastizitätsmodulen und der Wirkungsgrad der Zwischenschichtverbindung derart ausgewählt, daß die Rückseite der Glasschicht beim Verbiegen des Schichtstoffkörpers keinen Zugspannungen ausgesetzt ist, und insbesondere sind diese Parameter derart gewählt, daß sowohl die Vorderseite als auch die Rückseite der Glasschicht beim Biegen Kompressionsspannungen ausgesetzt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 eine Schnittansicht eines flachen Reflektors,

Fig. 2 eine Einzelheit einer abgeänderten Ausführungsform des in Fig. 1 dargestellten Reflektors,

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Fig. 3 eine Schnittansicht eines gekrümmten Reflektors,

Fig. 4 und 5 Schnittansichten von Teilen zweier weiterer gekrümmter Reflektoren,

Fig. 6 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines gekrümmten Reflektors und

Fig. 7 eine Schnittansicht eines Teiles eines flachen Reflektors.

Der in Fig. 1 dargestellte Reflektor weist eine Glasschicht 1 auf, die auf ihrer Rückseite eine Silberbeschichtung 2 trägt, die einen hohen Anteil des Lichtes reflektiert, welches über die Glasplatte auf diese Schicht fällt. Eine Schutzschicht 3, dabei kann es sich um eine Einzelschicht oder um eine Mehrfachschicht handeln, ist auf die Silberschicht 2 aufgetragen. Die beschichtete Glasplatte ist mit einer Metallschicht 4 über eine Bindemittelschicht 5 verbunden.

In bestimmten Ausführungsformen ist die Metallschicht dünner als die Glasschicht. Die Metallschicht kann eine Dicke haben, die etwas größer ist als ein Drittel der Dicke der Glasschicht. Trotzdem kann der Schichtstoffkörper verbogen werden, um der Frontseite 6 des Glases eine konkave Krümmung zu erteilen mit einem Radius von 10m, ohne daß die Rückseite der Glasschicht Zugspannungen ausgesetzt wird. Vorzugsweise sind die Dicken und die Elastizitätsmodulen der Schichten und der Wirkungsgrad der Verbindung zwischen diesen derart gewählt, daß die neutrale Biegungsebene (neutrale Faser), ,das sind die Ebenen in der Dicke des Schicht-

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stoffkörpers, in dem die Zug- und Kompressionsspannungen abgeglichen sind, innerhalb der Dickenabmessung der Metallschicht liegt.

Wie Fig. 2 zeigt, kann ein derartiger Reflektor eine Metallschicht 7 aufweisen, die größer ist als die Glasschicht 8, so daß die Ränder der Metallschicht über die Kanten des Glases hervorragen, und diese Ränder können eine Wulst oder Raupe des überschüssigen Bindemittels gegen die Kanten der Glasschicht halten, um einen besseren Widerstand gegen den Eintritt von Feuchtigkeit zwischen die Schicht zu erzielen. Um einen gekrümmten Reflektor herzustellen, wir nach der Herstellung eines flachen oder im wesentlichen flachen Schichtstoffkörpers, wie er in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, dieser gebogen, um den erforderlichen Radius einer konkaven Krümmung der Vorderseite der Glasschicht zu erteilen. Während sich der Schichtstoff körper in einem derartigen gebogenen Zustand befindet, wird dieser in einer Haltevorrichtung gehalten, welche den Schichtstoffkörper gegen die elastischen Rückstellkräfte in diesem in einem gebogenen Zustand hält.

Bei dem in den Fig. 1 oder 2 dargestellten Schichtstoffkörper vermindert die Metallschicht die Ausbildung von Zugspannungen der Hinterseite der Glasschicht während des Verblegens oder schaltet diese sogar aus, und zwar in Abhängigkeit vom Biegungsgrad.

Eine einfache Form einer Halterungsvorrichtung weist einen Rahmen 10 (Fig. 3) auf, und dieser Rahmen hat eine Falznut 11, welche entgegengesetzte Kanten des gekrümmten Schichtstoffkörpers 12 aufnimmt. Die elastischen Rückstellkräfte drücken die gegenüberliegenden Kanten des Schichtstoff körpers gegen gegenüberliegende Seiten des Rahmens,

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und dieser hat eine entsprechende Größe, um sicherzustellen, daß in diesem Zustand der Schichtstoffkörper die erforderliche vorbestimmte zylindrische Krümmung aufweist.

Fig. 4 zeigt einen Reflektor, der eine Schraubeneinstellung aufweist, mit der die Reflektorkrümmung eingestellt werden kann. Der Reflektor weist einen Schichtstoffkörper 3 auf, der, wie in Fig. 2 dargestellt, ausgebildet ist, und eine Halterungsvorrichtung 14, die durch einen Metallrahmen gebildet wird. Neben jeder von zwei gegenüberliegenden Kanten des Schichtstoffkörpers ist ein Stützglied mit der Metallschicht 15 durch Schweißen oder Löten verbunden. In der Fig. 4 ist eines der Stützglieder 16 dargestellt. Jedes Stützglied weist eine Gewindebohrung auf, welche eine Einstellschraube 17 aufnimmt. Der Rahmen weist Flansche 18 auf, gegen welche die Enden der Bolzen 17 anliegen und dadurch den Schichtstoffkörper im gekrümmten Zustand halten. Die Krümmung der Schichtstoffkörper kann durch Drehen der Schrauben eingestellt werden, und diese Schrauben können im eingestellten Zustand durch Muttern festgehalten werden. Der Aufbau des Schichtstoffkörpers ist derart, daß er zu einem Radius gekrümmt werden kann, der' wesentlich geringer ist als 10 m, ohne daß die Rückseite der Glasplatte Zugspannungen ausgesetzt wird.

Der in Fig. 4 dargestellte Reflektor kann ein Teil eines Strahlungsenergiekonzentrators sein, der aus einer Vielzahl derartiger Reflektoren besteht, die in einem entsprechenden gekrümmten Zustand gehalten werden. Beispielsweise kann der Rahmen 14 ein Teil eines großen Rahmenaufbaus 20 sein, von dem ein Teil in gebrochenen Linien dargestellt ist. Dieser Rahmenaufbau weist eine Vielzahl von gleichen

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Halterungsstellen auf, so daß eine Vielzahl derartiger Schichtstoffkörper im gekrümmten Zustand durch den Rahmenaufbau gehalten werden kann.

Es sei nunmehr auf Fig. 5 Bezug genommen. Der gekrümmte Reflektor weist einen Schichtstoffkörper auf, der eine Metallplatte 21 hat, eine Bindemittelschicht 22 und einen Spiegel, der eine Glasschicht 23 hat, die auf ihrer Rückseite eine lichtreflektierende Beschichtung trägt. Weiter sind eine oder mehrere Schutzschichten zwischen dieser lichtreflektierenden Beschichtung und der Bindemittelschicht 22 vorgesehen. Diese lichtreflektierenden und schützenden Beschichtungen sind zusammen mit 24 bezeichnet.

Der Schichtstoffkörper hat eine langgestreckte rechteckige Form. Die Glas- und Metallschichten haben die gleiche Breite, jedoch ist die Metallschicht langer als die Glasschicht, und diese Schichten sind derart miteinander verbunden, daß die Randteile der Metallschicht an den gegenüberliegenden Enden des Schichtstoffkörpers über die entsprechenden Eckenflächen der Glasschicht hinausragen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform eines Schichtstoffkörpers ist eine solche, bei der die Metallschicht eine galvanisierte Stahlschicht ist, die mit der beschichteten Glasschicht mittels einer Bindemittelschicht 22 verbunden ist, die aus Polyvinylbutyral besteht.

Der Schichtstoffkörper wird in diesem Zustand durch eine Halterung gehalten, die eine Rückwand 25 aufweist und Endhalterungen 26, die einen Flansch 27 haben, der sich über die vorspringenden Randabschnitte der Stahlschicht 21 hinweg erstreckt, und die gegen die entsprechenden Eckenkanten der Glasschicht 23 anliegen, um zu verhindern, daß unter

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der Einwirkung der elastischen Rückstellkräfte im Schichtstoffkörper der Schichtstoffkörper eine flache Form einnimmt. Die Seite der Rückwand 25, die am Schichtstoffkörper anliegt, weist eine Krümmung auf, die der dem Schichtstoff körper erteilten entspricht, so daß die Stahlplatte über die gesamte Länge gegen diese Wand anliegt. Die Endhalterungen 26 weisen eine Beschichtung 28 aus Kunststoff oder synthetischem Kautschuk auf, um eine Beschädigung der Glasschicht zu verhindern. Es ist ein Spiel zwischen den Kanten der Metallschicht und der Endhalterungen 26 vorhanden, damit sich diese Schicht thermisch ausdehnen kann. Dieser Aufbau eignet sich sehr gut für einen Sonnenenergiekonzentrator, der eine Vielzahl von einzelnen gekrümmten Reflektoren aufweist, von denen jeder so zusammengesetzt und aufgebaut ist, wie es Fig. 5 zeigt.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten gekrümmten Reflektor wird ein erfindungsgemäßer Schichtstoffkörper verwendet, und es ist eine Glasschicht 29 vorgesehen, die auf einer Seite eine nicht dargestellte lichtreflektierende Beschichtung trägt, und diese Schicht ist an dieser Seite mit einer Metallschicht 30 durch eine Bindemittelschicht 31 verbunden. An gegenüberliegenden Enden des Schichtstoffkörpers erstrecken sich die Ränder der Metallschicht über die entsprechenden Kanten der Glasschicht hinaus. Vor dem Biegen des Schichtstoffkörpers ist ein Halterungs- oder Anschlagelement 32 an jedem Rand derart befestigt, daß die gegenüberliegenden Kanten der Glasschicht abgestützt sind. Derartige Anschlagoder Halterungselemente können Metallelemente sein, die an die Metallschicht angelötet, angeschweißt oder angeklebt sein können. Wenn der Schichtstoffkörper gebogen ist, entlasten diese Anschläge vollständig oder teilweise die Bindemittelschicht von Scherungsbeanspruchungen, die sich aus

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den elastischen Rückstellkräften im Glas ergeben könnten. Der Schichtstoffkörper wird im gekrümmten Zustand durch eine Halterung gehalten, die ähnlich aufgebaut ist wie in Fig. 5 gezeigt, und die eine Rückseite 33 und Endeinspanneinrichtungen 34 aufweist, die sich über die Randabschnitte der Metallschicht erstrecken.

Fig. 7 zeigt einen Schichtstoffkörper, bei dem eine Glasschicht 35, die eine nicht dargestellte lichtreflektierende Beschichtung auf ihrer Innenseite trägt, mittels einer Bindemittelschicht 36 mit einer Metallschicht 37 verbunden ist, die sich über die Kante der Glasschicht an gegenüberliegenden Rändern des Schichtstoffkörpers hinaus erstreckt. An jedem vorspringenden Rand der Metallschicht ist ein Anschlagelement 38 in Form eines Streifens aus einem elastomeren Material angeordnet, und diese Ränder des Schichtstoff körpers werden durch Metallprofile 39, beim dargestellten Beispiel ein Ü-Profil, eingeschlossen. Diese U-Profile können durch Einspannkräfte festgehalten werden oder durch Klebstoffe oder in anderer Weise. Wenn der Schichtstoffkörper in einer derartigen Richtung verbogen wird, daß eine konkave Krümmung der freiliegenden Oberfläche der Glasplatte um eine Achse erteilt wird, die parallel zu den gegenüberliegenden Profilen 39 verläuft, entlasten die Halterungselemente 38, die fest gegen benachbarte Kanten der Glasschicht anliegen, die Bindemittelschicht und Scherspannungen in einem größeren oder kleineren Ausmaß. Bei einer abgeänderten Ausführungsform des in Fig. dargestellten Schichtstoffkörpers weist die Metallschicht eine polierte innere Oberfläche auf, welche die lichtreflektierende Oberfläche des Laminates bildet, und es ist keine lichtreflektierende Beschichtung auf der Glasschicht vorgesehen.

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Verschiedene konstruktive Alternative zu den dargestellten können verwendet werden. Beispielsweise kann eine Reflektorhalterung vorgesehen sein, die ein gekrümmtes Profil oder eine Form hat, welche der dem Reflektor erteilten Krümmung entspricht, wobei der Reflektor an dieser Halterung durch Klebstoffe befestigt ist.

Beispiel 1

Ein Schichtstoffkörper, wie in Fig. 1 dargestellt, wurde dadurch hergestellt, daß eine Schicht 1 aus gewöhnlichem ungetempertem Glas mit einer Dicke von 0,75 mm mit einer Metallschicht 4 verbunden wurde, die aus galvanisiertem Stahl besteht und eine Dicke von 0,67 mm hat. Vor der Verbindung wurde die Glasplatte mit einer lichtreflektierenden Schicht 2 aus Silber und einer Schutzschicht 3 versehen, die aus einer Kupferschicht besteht und einer Schicht aus Schutzfarbe, wie es bei der Spiegelherstellung üblich ist.

Das beschichtete Glas und die Metallschicht wurden durch eine Schicht aus einem Epoxykleber verbunden, der von der Firma Ciba unter dem Handelsnamen "Araldite" vertrieben wird. Es wurde gefunden, daß der Schichtstoffkörper innerhalb der elastischen Grenzen des Metalles verbogen werden konnte, um der Vorderseite des Glases eine konkave Krümmung zu erteilen mit einem Krümmungsradius von 18,5 cm, ohne daß das Glas brach. Eine fortgesetzte Verbiegung über die elastische Grenze hinaus führte zu einem Brechen des Glases, wenn der Krümmungsradius einen Wert von 12,5 cm erreichte. Schichtstoffkörper, die auf diese Weise hergestellt wurden, werden verwendet, um gekrümmte Spiegel herzustellen, indem diese Schichtstoffkörper im gebogenen Zustand in Halterungen montiert werden, welche die Schichtstoffkörper gegen deren elastische Rückstellkräfte im gebogenen Zustand halten.

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Beispiel 2

Es wurden Schichtstoffkörper, wie in Fig. 1 dargestellt, hergestellt, wobei eine Glasschicht von 0,8 mm Dicke verwendet wurde und galvanisierter Stahl wurde als Metallschicht verwendet und ein Heißkleber, um die Metallschicht mit dem beschichteten Glas zu verbinden. Die Kleberschicht hatte eine Dicke von 40 mm, und zwar ein Heißkleber, der Äthylen/Vinylacetat enthält. Für einen Schichtstoff körper wies die Glasschicht eine Dicke von 1 mm auf. Es wurde gefunden, daß der Schichtstoffkörper auf einen Krümmungsradius von 18 cm verbogen werden konnte. Als Alternative zu dem Bindemittel kann ein Heißkleber verwendet werden, der Butylkautschuk und Wachs enthält.

Ein sehr guter Schichtstoffkörper wurde hergestellt, der ohne Brechen des Glases gebogen werden konnte, wobei Glas- und galvanisierte Stahlschichten, wie oben beschrieben, verwendet wurde und ein Heißkleber, der die folgende Zusammensetzung hatte:

Gewichtsteile

EVA 607 Äthylen/Vinylacetat 40

Copolymer der Firma Union Carbide Corporation

DyIt Polyäthylen der Firma

Union Carbide Corporation

CKM 2400 Phenolharzklebrigmacher 15

der Firma Union Carbide Corporation

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Gewichtsteile

Klyrvel 90

Plastifizier- und Klebrigmacher auf Kohlenwasserstoffbasis der Firma Velsicol Chemical Corporation

7,5

Piccolyte A 115

Klebstoff auf Polyterpenbasis der Firma Pennsylvania Ind.Chem.Corporation

12,5

Be.Square 130-195

Mikrokristalliner Wachs der Firma Bareco Division of Petrolite Corporation

20

Antioxidant 3 30

der Firma Äthyl Corporation 0,1

Beispiel 3

Es wurden zwei Schichtstoffkörper A und B hergestellt und jeder wies eine Glasschicht auf, die mit einer galvanisierten Stahlschicht oder -platte verbunden war. Der Schichtstoffkörper A hatte eine Glasschicht mit 0,8 mm Dicke, die mittels eines Heißklebers (Äthylen/Vinylacetat) mit einer Stahlschicht verbunden war, die ebenfalls 0,8 mm dick war. Der Schichtstoffkörper B weist eine Glasschicht mit einer Dicke von 0,75 mm auf und diese war mittels eines Klebers aus Epoxyharz mit einer galvanisierten Stahlplatte verbunden, die 0,75 mm dick war, wobei dieser Kleber im Handel unter dem Namen "Araldite" erhältlich ist.

Die beiden Schichtstoffkörper wurden gebogen, um ihren Widerstand gegen Brechen festzustellen. Es wurde gefunden, daß der Schichtstoffkörper A durch Zerreißen der Bindemittel-

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schicht bei einer Krümmung von 21 cm unbrauchbar wurde. Im Gegensatz hierzu blieb der Schichtstoffkörper B während des Biegens bis zu einem Krümmungsradius von 11,7 cm unbeschädigt.

Beispiel 4

Es wurde ein gekrümmter Reflektor, wie in Fig. 5 dargestellt, hergestellt, wobei eine galvanisierte Stahlschicht 21 vorgesehen war. Diese Stahlschicht war mit einem Spiegel verbunden, der eine chemisch getemperte Glasscheibe mit einer Dicke von 0,8 mm aufwies. Auf diese getemperte Glasscheibe wurde eine Beschichtung aus Silber und einer Schutzschicht aufgebracht, wie es bei der Spiegelherstellung üblich ist. Die galvanisierte Stahlschicht war 0,8 mm dick, und der Spiegel wurde unter Zwischenlegung einer Polyvinylbutyralfolie von 0,76 mm Dicke aufgesetzt, und dann wurde Wärme und Druck aufgebracht, damit der Spiegel über seine gesamte Fläche mit der Stahlschicht verbunden werden konnte. Das Produkt t .E des fertigen Schichtstoff-

m m

körpers war größer als 1,1 χ t .E . Der Schichtstoffkörper wurde dann gebunden, um einen Sonnenenergiekonzentrator herzustellen. Er wurde gebogen, um der Vorderseite der Glasschicht einen Krümmungsradius von 1,8 m zu erteilen und wurde in diesem Zustand durch eine Halterungsvorrichtung gehalten, wie sie in der Figur gezeigt ist. Im gebogenen Zustand des Schichtstoffkörpers war die Glasschicht frei von Zugspannungen. Falls erforderlich, ist es ebenfalls möglich, auf dem gleichen Weg gekrümmte Sonnenenergiekonzentratoren herzustellen, die Krümmungsradien zwischen 50 cm und 3 m aufweisen, wobei ähnliche Schichtstoffkörper verwendet werden, die Glasschichten zwischen 0,6 und 1,2 mm Dicke haben.

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Claims

MUI-I-KH-HOI?ίθ · IHOITFK I, · SCHi)X ■ II MKTIC L· PAT K N TA JiWAlTE DR. WOLFGANG MÜLLER-BORi (PATENTANWALT VON 1927 - 1975) DR. PAUL DEUFEL. DIPL-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN. DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL. DIPL.-PHYS. ZUGELASSfNE VERTRETER BCIM EUROPÄISCH!- N PATENTAMT MANDATAIRES AGRiiS l'R^S L1Of-MCF ruHOI'l'f N ΟΓϋ UREVKTS Hl/Gei.-B 1417 - f« ,τι. ;?jn BFG GLASSGROUP, Paris / Frankreich Flexibler Strahlungsenergiereflektor Patentansprüche

1. Flexibler Strahlungsenergiereflektor, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor die Form eines Schichtstoffkörpers oder Laminates hat, der eine Glasschicht aufweist, die über ihre gesamte Fläche mit einer Metallschicht verbunden ist, daß die Metallschicht oder eine Beschichtung eine strahlungreflektierende Oberfläche bildet, daß die relativen Dicken der Glas- und Metallschichten, deren Elastizitätsmodulen und der Wirkungsgrad der Schichtverbindung derart gewählt sind, daß diejenige Seite der Glasschicht, die im folgenden als Rückseite bezeichnet werden soll und die näher bei der Metallschicht liegt, nicht Zugspannungen ausgesetzt wird, wenn der Schichtkörper innerhalb

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MÜNCHEN 86. SIEBERTSTR. 4 · POB 860720 · KABEL: MUEBOPAT - TEL. (089) 47 4005 · TELECOPIER XEROX 400 ■ TELEX 5-24

der elastischen Grenze des Metalls derart gebogen wird, daß die Vorderseite der Glasschicht eine konkave Krümmung mit einem Radius von 10 m erhält.

2. Reflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die relativen Dicken der Glas- und Metallschichten, deren Elastizitätsmodul und der Wirkungsgrad der Verbindung derart gewählt sind, daß der Reflektor ausreichend gebogen werden kann, um den Krümmungsradius der Vorderseite der Glasschicht auf einen Wert von 1 m zu bringen, ohne daß die Rückseite der Glasschicht Zugspannungen ausgesetzt wird.

3. Reflektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmung derart ist, daß der Krümmungsradius auf 30 cm vermindert wird, ohne daß die Rückseite Zugspannungen ausgesetzt wird.

4. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die relativen Dicken der Glas- und Metallschichten, deren Elastizitätsmodul und der Wirkungsgrad der Verbindung derart sind, daß nicht nur die Vorderseite sondern auch die Rückseite der Glasschicht Kompressionsspannungen ausgesetzt wird, wenn der Schichtstoffkörper derart verbogen wird, daß der konkave Krümmungsradius der Vorderseite auf 10 m vermindert wird.

5. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche> dadurch gekennzeichnet, daß die Parameter derart gewählt werden, daß folgende Beziehung gilt t .E^- 1.1 χ t .E , wobei t und t die Dicken der Metall- und Glasschichten sind und

E und E die Elastizitätsmodule der Metall- und der Glasm g

schicht.

6. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadadurch gekennzeichnet, daß dieser zwischen 1,0 und 4,0 mm dick ist.

7. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasschicht eine Dicke zwischen 0,6 und 1 nun hat.

8. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht eine Dicke von weniger als 3,0 nun hat.

9. Reflektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht eine Dicke von 0,3 bis 2,5 nun hat.

10. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht aus Stahl besteht.

11. Reflektor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet; daß die Metallschicht aus galvanisiertem Stahl besteht.

12. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metall- und Glasschichten mittels eines Klebers verbunden sind, der aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: Heißschmelzkleber, EpoxyharzkleberfPolyvinylbutyraIkleber, Polyurethankleber, Acrylharzkleber und Polyvinylchloridkleber .

13. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Glas- und Metallschichten mittels einer thermoplastischen Folie, beispielsweise eine Polyesterfolie, verbunden sind, die eine Klebstoffbeschichtung, beispielsweise einen Acrylharzklebstoff, auf jeder Seite trägt.

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14. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine strahlungreflektierende Beschich-

tung von Glasschicht getragen wird.

15. Reflektor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung auf der Rückseite der Glasschicht aufgebracht ist.

16. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasschicht eine reflektierende Beschichtung aus Silber trägt.

17. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht derartige Abmessungen hat und so relativ zur Glasschicht angeordnet ist, daß wenigstens zwei gegenüberliegende Ränder der Metallschicht über die entsprechenden gegenüberliegenden Kanten der Glasschicht hervorragen.

18. Reflektor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die vorspringenden Ränder eine Schutzbeschichtung für die Kantenflächen der Glasschicht tragen.

19. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Kanten der Glasschicht abgestützt sind, um das Bindemittel von Scherkräften freizuhalten, wenn der Schichtstoffkörper gebogen wird.

20. Reflektor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Kanten der Glasscheibe durch Anschläge abgestützt sind, die auf einer Seite der Metallschicht an den vorspringenden Rändern befestigt sind.

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21. Reflektor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Kanten der Glasschicht durch Anschläge abgestützt sind, die zwischen diesen Kanten und Eckstreifen angeordnet sind, die an gegenüberliegenden Kanten des Schichtstoffkörpers angeordnet sind.

22. Gekrümmter Reflektor, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Schichtstoffkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche enthält, daß dieser Schichtstoffkörper im gebogenen Zustand gegen die elastischen Rückstellkräfte im Schichtstoffkörper durch eine Halterungsvorrichtung derart gehalten wird, daß die Vorderseite des Glases konkav ist.

23. Gekrümmter Reflektor nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungsvorrichtung den Schichtstoffkörper im gebogenen Zustand durch Kräfte hält, die vollständig oder teilweise über gegenüberliegende Kanten der Glasschicht aufgebracht werden.

24. Gekrümmter Reflektor nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Halterungsvorrichtung über gegenüberliegende Kanten des Schichtstoffkörpers erstrecken, die parallel mit Krümmungsachsen des Schichtstoffkörpers sind und daß diese Vorrichtung den elastischen Rückstellkräften im Schichtstoffkörper dadurch entgegenwirkt, daß sie direkt oder über Lageelemente gegen entsprechende Kanten der Glasschicht anliegt oder gegen diese Kanten und die entsprechenden Kanten der Metallschicht.

25. Gekrümmter Reflektor nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der Metallschicht, die diese Kanten enthalten, sich über die entsprechenden Kanten der Glasschicht hinaus erstrecken.

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26. Gekrümmter Reflektor nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung und der Schichtstoff körper zusammenwirkende Halterungselemente aufweisen, über die die Rückstellkräfte im Schichtstoffkörper auf die Halterungsvorrichtung übertragen werden, um den Schichtstoff körper im gekrümmten Zustand zu halten, wobei die Halterungselemente am Schichtstoffkörper und/oder an der Halterung svor richtung durch Verschraubung einstellbar sind, um die Krümmung des Schichtstoffkörpers einstellen zu können.

27. Gekrümmter Reflektor nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Schichtstoffkörpern in Halterungen eingebaut und im gekrümmten Zustand gehalten werden, so daß die einzelnen Schichtstoffkörper Teile eines großen gekrümmten Reflektors bilden.

28. Verfahren zur Herstellung eines gekrümmten Strahlenreflektors nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasschicht mit einer Metallschicht verbunden wird, um einen Schichtstoffkörper herzustellen, der eine strahlenreflektierende Oberfläche aufweist, die durch die Metallschicht verbunden wird oder durch eine Beschichtung, daß Kräfte aufgebracht werden, um den Schichtstoffkörper derart zu krümmen, daß die Vorderseite des Glases eine konkave Form annimmt und daß der gekrümmte Schichtstoff körper in eine Halterungsvorrichtung eingebaut wird, die den Schichtstoffkörper im gekrümmten Zustand gegen die elastischen Rückstellkräfte hält.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasschicht eine strahlenreflektierende Beschichtung auf der Seite trägt, die durch die Metallschicht bedeckt wird.

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30. Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß die relativen Dicken der Glas- und Metallschichten, deren Elastizitätsmodulen und der Wirkungsgrad der Schichtenverbindung derart gewählt werden, daß die Rückseite der Glasscheibe durch das Biegen des Schichtstoffkörpers keinen Zugspannungen ausgesetzt wird.

31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die relativen Dicken der Glas- und Metallschichten, deren Elastizitätsmodulen und der Wirkungsgrad der Schichtverbindung derart ist, daß sowohl die Vorderseite als auch die Rückseite der Glasschicht durch das Verbiegen des Schichtstoffkörpers KompressionsSpannungen ausgesetzt ist.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtstoffkörper einen Krümmungsradius von 10 m oder weniger erhält.

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