DE3119299C2

DE3119299C2 - Halterung für einen ebenen Spiegel

Info

Publication number: DE3119299C2
Application number: DE19813119299
Authority: DE
Inventors: Peter Ing.(grad.) 8031 Eichenau Hanke
Original assignee: Optische Werke G Rodenstock
Current assignee: Optische Werke G Rodenstock
Priority date: 1981-05-14
Filing date: 1981-05-14
Publication date: 1983-02-03
Also published as: DE3119299A1

Description

1
1,71

-S-J /

wobei

25

/7Ji die Dicke der Klebung,

E der Elastizitätsmodul des Spiegels,

d die Dicke des Spiegels,

R der Abstand Zentrum/Klebung,

f die maximal zulässige Spiegeldeformation, Δτ der Einsatztemperaturbereich,

«r der thermische Ausdehnungskoeffizient der

Trägerplatte,
as der thermische .Ausdehnungskoeffizient des

Spiegels ist

4. Halterung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Verbindungselemente (SX, 3, S2,4) im Abstand voneinander angeordnet sind, von denen das erste (S 1,3) eine Verlagerung des Spiegels (1) und das zweite (S2,4) eine Drehung des Spiegels verhindert

5. Halterung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Verbindungselement (S 1,3) im zentralen Bereich der Spiegelrückseite angeordnet ist

6. Halterung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Verbindungselement (S 2, 4) im Randbereich der Spiegelrückseite angeordnet ist

7. Halterung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Verbindungselement aus einer an der Spiegelrückseite angebrachten Rundscheibe (S 1) und einer Ausnehmung (3) in der Trägerplatte (2) besteht, in die die Rundscheibe (51) eingreift

8. Halterung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Verbindungselement aus einem radial verlaufenden Langloch (4) und einer Rundscheibe (S 2) an der Spiegelrückseite besteht, die in das Langloch (4) eingreift

9. Halterung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rundscheibe (SX) in der Aussparung (3) bzw. die Rundscheibe (52) quer zur Längsachse des Langlochs (4) Spiel in der Größenordnung der zulässigen Verlagerung des Spiegels haben.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Halterung für einen ebenen Spiegel gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.

Die üblicherweise verwendeten Halterungen für ebene Spiegel können in zwei Grundtypen eingeteilt werden: Bei dem einen Typ wird ein Rahmen verwendet, der den Spiegel umgibt und in den der Randbereich des Spiegels eingesetzt ist Bei dem anderen Typ ist an der Rückseite des Spiegels eine aus einem metallischen Werkstoff bestehende Trägerplatte angeklebt so

Halterungen mit rückwärtiger Trägerplatte haben gegenüber Rahmen-Halterungen den Vorteil, daß sie mit einem geringeren Aufwand herstellbar sind, und daß ihr Durchmesser kleiner ist Insbesondere bei Spiegeln mit einem Durchmesser von mehr als ca. 50 mm, deren Dicke so weit reduziert ist daß gerade noch genügende Eigensteifigkeit gegeben ist, ergeben sich jedoch bei Halterungen mit rUckwäriger Trägerplatte Probleme:
Zur Vermeidung von Durchbiegen und/oder einer labilen Halterung des Spiegels sollten möglichst alle Bereiche des Spiegels auf der Trägerplatte abgestützt sein, so daß die Verwendung einer möglichst großen Klebefläche naheliegend erscheint. Bei einer großen Klebefläche werden aber durch den unvermeidbaren Schwund des Klebematerials Deformationen des Spiegels hervorgerufen. Deshalb ist man dazu übergegangen, mehrere Klebungen vorzusehen, die über die Trägerplatte verteilt sind.

Bei diesen Halterungen treten zwar aufgrund der jeweils relativ kleinen Klebeflächen jeder einzelnen Klebung keine Deformationen des Spiegels durch den Schwund des Klebematerials auf. Um ein Aufschwingen des Spiegels bei dynamischen Belastungen zu unterbinden, müssen die Klebungen eine hohe Schersteifigkeit aufweisen. Deshalb führen die Unterschiede in der thermischen Ausdehnung zwischen dem metallischen Werkstoff der Trägerplatte und dem Glas des Spiegels bereits bei geringen Temperaturabweichungen von der Aushärttemperatur <ies Klebers zu einer Biegedeformation des Spiegels.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Halterung gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 derart weiterzubilden, daß der Spiegel in einem großen Temperaturbereich lagestabil und praktisch deformationsfrei gehalten werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Die elastischen Klebungen nehmen die Ausdehnungsunterschiede zwischen Spiegel und Trägerplatte im gesamten Einsatztemperaturbereich auf, so daß der Spiegel nicht in unzulässiger Weise deformiert wird. Durch die formschlüssigen Elemente mit Spiel werden größere Bewegungen des Spiegels in der Spiegelebene, wie sie aufgrund der Elastizität der Klebungen auftreten könnten, unterbunden.

Das Spiel der Elemente schwächt in Verbindung mit

3 4

den elastischen Klepaigan stoßartigs Belastungen eic ohne daß der Spiegel in unzulässiger Weise durch die

ab, so daß das Risiko einer Beschädigung des Spiegels thermischen Ausdehnungsunterschiede verbogen wird,

verringert wird Damit wird der Spiegel trotz der Für diese Abschätzung wird angenommen, daß der

»weichen« Abstützungen durch die Klebungen lagesta- Spiegel entlang der Linie E-F in Fig. i sowie an der

bil und sicher gehalten. 5 Stelle //3 eingespannt ist. Mit dieser Annahme ergibt

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sich als Zusammenhang zwischen Durchbiegung /"und

der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. wirkender Schubkraft F:

Beispielsweise ergibt eine Schersteifigkeit der Klebungen gemäß Anspruch J eine maximale Abstützung j = 1»71' ^ . ρ ,^. des Spiegels bei gerade noch zulässiger Deformation io E - d¹ des Spiegels. Die gekennzeichnete Beziehung erlaubt
beispielsweise bei vorgegebenem Klebewerkstoff und Hierbei ist: damit vorgegebenem Schubmodul G die Berechnung
der Fläche A der einzelnen Klebungen. E der Elastizitätsmodul des Spiegelglases,

Die Ausbildung der Verbindungselemente gemäß 15 d die Dicke des Spiegels,

Anspruch 7 bzw. 8 ergibt nicht nur eine einfache und R der Abstand Spiegelzentrum/HZ. kostengünstige Gestaltung der Verbindungselemente,

sondern ermöglicht auch, daß sich der Spiegel in Bei einer Temperaturänderung ΔΤ gegenüber der

Richtung der Spiegelnormalen entsprechend der ther- Aushärtetemperatur des Klebers ist die Differenz AR

mischen Ausdehnung der Klebungen verlagern kann, so 20 der thermischen Ausdehnungen:

daß keine Kräfte in dieser Richtung den Spiegel AR=R ■ ATftx—a. ) (2\

deformieren können: andererseits ist eine geringfügige ' ' ' * '

Verlagerung des Spiegels in Richtung der Svuegelnor- Hierbei ist: malen meist unbeachtlich.

Die Erfindung wird nachstehend exemplarisch an 25 ar der thermische Ausdehnungskoeffizient der

einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Trägerplatte,

Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt «s dec-thermische Ausdehnungskoeffizient des Spie-

Fig. 1 eine Aufsicht auf die erfindungsgemäße gelglases. Trägerplatte,

Fig.2 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße 30 Soll diese Ausdehnungsdifferenz zu keiner Verbie- Halterung bei der Linie A-Bm F i g. 1 und gung des Spiegels führen, muß die Klebung HZ mit der

Fig.3 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Dicke mum den Winkel Halterung bei der Linie C-D in F ig. 1. .

Wie in den Figuren dargestellt, sind ein Oberflächen- „ _ -^

Spiegel 1 aus Glas und eine aus einem metallischen 35 m Werkstoff gefertigte Trägerplatte 2 durch Klebungen

HX, H2, HZ verbunden, die um 120° zueinander in geschert werden.

bezug auf das Spiegelzentrum 5 versetzt und am Rand Hat das Klebematerial einen Schubmodul G und die

der Trägerplatte 2 angeordnet sind. Im Zentrum 5 der Klebung eine Fläche A, so ist für diese Scherung die

Trägerplatte befindet sich eine Ausnehmung bzw. eine 40 Schubkraft ^erforderlich: Bohrung 3 und an ihrem Rand ein radial angeordnetes p_ q . λ . Langloch 4. An dem Spiegel 1 angebrachte Rundschei- ' * " (3)

ben 51 und 52 greifen mit geringfügigem Spiel in die Aus den Beziehungen (I)-(3) kann beispielsweise die

Bohrung 3 bzw. das Langloch 4 ein. Die Rundscheiben maximale Schersteifigkeit G ■ A berechnet werden, bei

51 bzw. 52 sind an dem Spiegel 1 mittels Klebungen 45 der im Arbeitstemperaturbereich die Verbiegung des

H4 bzw. H5 befestigt Die Klebungen H 4 und H5 Spiegels im tolerierbaren Bereich /bleibt: haben eine wesentlich höhere Sehe-steifigkeit als die

Klebungen Hl-HZ. η ■ A =— ■ "Ί ^E (JY _f

Die Rundscheibe 51 verhindert in Verbindung mit 1,71 T(a_T-as) \R/

der Bohrung 3 eine unzulässige Verlagerung des so

Spiegelzentrums 5 parallel zur Trägerplatte. Bei der vorstehenden Abschätzung ist angenommen

Der Eingriff zwischen der Rundscheibe 52 und der worden, daß der Spiegel längs der Linie E-F Seitenwand des Langlochs 4 unterbindet eine Drehung eingespannt ist Dies bedeutet, daß die bei einer Drei' des Spiegels. Da sich die Rundscheibe 52 im Langloch 4 oder Mehr-Punktabstützung auftretenden Tangentialradial unbehindert bewegen kann, entstehen durch die 55 spannungen vernachlässigt sind. Durch diese Tangenthermischen Ausdthnungsunterschiede von Spiegel 1 tialspannungen ist bei gleichem Biegemoment FdIl die und Trägerplatte 2 am Ort der Rundscheibe 52 keine Verbiegung F des Spiegels geringer, so daß die den Spiegel verbiegenden Kräfte. Beziehungen (1) bis (4) für den realen Fall Abschätzun-

Ferner befinden sich an der Trägerplatte Justierele- gen mit ausreichender Sicherheit sind, mente Gl, G2, G3, von denen das Justierelement G3 60 Die beschriebene erfindungsgemäße Spiegelhalte-

in F i g. 2 im einzelnen gezeigt ist Da die Justierelemen- rung erlaubt eine deformationsfreie und lagestabile

tr in bekannter Weise aufgebaut sind, soll auf sie nicht Halterung eines großflächigen ebenen Spiegels und

näher eingegangen werden. ermöglicht eine weitgehende Entkopplung der Spiegels

Im folgende!) soll abgeschätzt werden, welche von auf die Halterung wirkenden dynamischen BeIa-Schersteifigkeit die Klebungen H 1 — H3 haben dürfen, 65 stungen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Halterung für einen Spiegel, bei der eine Trägerplatte mit der Rückseite des Spiegels durch s über die Trägerplatte verteilte Klebungen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß dauerelastische Klebungen (HX, H2, H3) und formschlüssige Verbindungselemente (SX, 3, S2, 4) mit Spiel vorgesehen sind, die über dieses Spiel hinausgehende Bewegungen des Spiegels (1) in der Spiegelebene verhindern.

2. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebungen (HX, H% HZ) lediglich eine Seher-Elastizität aufweisen. '

3. Halterung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schersteifigkeit jeder Klebung (HX, H2, H3), d.h. das Produkt aus Schubmodul G und Klebefläche A folgende Bedingung erfüllt: .