DE3510664A1 - Leichtgewichtspiegel - Google Patents

Description

• BESCHREIBUNG DES PATENTS nach § 5 (1) >
• Leichtgewichtspiegel Die Erfindung betrifft einen zu bedampfenden Spiegelträger, der im Sandwichverfahren mit Hilfe einer speziellen Verarbeitungsweise der 1 Werkstoffe Carbonfaser und Epoxydharz lamelliert wird, um sowohl in Großteleskopen als auch für die Raumfahrt Verwendung zu finden.
• Diese Spiegelträger werden bedampft, um Licht in verschiedenen Wellenlängen zu sammeln.
• 2 Es ist bekannt, daß solche Spiegelträger bisher aus ZERODUR (Pa. Schott, Mainz) und DURAN bzw. PYREX (US Firmen) hergestellt werden.
• Sie zeichnen sich insbesondere durch einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten aus.
• 3 (Informationsschriften der Pa. Schott) Diese bisher verwandten Spiegelträger besitzen auf Grund ihres Werkstoffes ein beträchtliches Gewicht und sind zudem in ihrer Herstellung sehr teuer. Insbesondere gilt dies für zuneh-4 mende Spiegeldurchmesser. Ab eines Spiegeldurchmessers von fünf Meter treten vom erkstoff bedingte Schwierigkeiten auf, wodurch die Qualität der Spiegel beeinträchtigt wird.
• Ein solcher tonnenschwerer Spiegel ist über-5 dies ggf. nicht sehr kostengünstig ins All zu transportieren.
• BESCHREIBUNG DES PATENTS nach # 5 (2) Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Astronomische-Spiegel dieser Größenordnung wesentlich gewichtsreduziert und sehr viel 6 kostengünstiger herzustellen.
• Diese Aufgabe wird durch die kerlnzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.
• Die gewerbliche Anwendung liegt in der Produktion solcher Spiegelträger mit verschie-7 denen Durchmessern und deren Verkauf an Interessenten.
• Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein Spiegelträger auf dieser Werkstoffbasis den ob enge-8 nannten Kritikpunkten im wesentlichen sehr viel stärker Rechnung trägt, wobei gleiche Eigenschaften der Spiegelträger vorausgesetzt werden. Mit dieser Technik werden Spiegeldurchmesser größer fünf Meter und ihre Sin-9 satzmöglichkeiten (z.B. im Weltraum) realisierbarer.
• Z.B. liegt das Gewichts- und Kostenverhältnis für einen Spiegelträger mit einem Durchmesser von 1.32 m bei 10 ca. 1:100 für das Gewicht und ca. 1:50 für die Kosten bezogen auf das Verhältnis von neuartiger Werkstoffkombination zu herkömmlicher v!erkstoffverarbeitung.
• BECHREIBUNG DES PATENTS nach # 5 (3) Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung 11 dargestellt und im folgenden näher beschrieben.
• Fig. 1 zeigt den Querschnitt des Spiegelträgers. Hier sind die beiden Paraboloide zu erkennen, von denen der Untere zu bedampfen ist.
• 12 Weiterhin sichtbar auch die Lamellen.
• Fig. 2 zeigt den Längsschnitt durch die Faraboloide, so daß das Netzwerk der in sich verzahnten Lamellen sichtbar wird, wodurch die Paraboloide in ihrer Form stabilisiert und 13 miteinander verbunden werden. Die dadurch entstandenen Kammern sind zu belüften.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE nach # 4 (1) Beichtgewichtspiegel 1. Leichtgewichtspiegel für Großteleskope und die Luft und Raumfahrt, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegelträger 1- im Sandwichverfahren mit Hilfe einer speziellen Verarbeitungsweise der Werkstoffe Crbonfaser und Epoxydharz lamelliert wird.

   2, Leichtgewichtspiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dsß der Spiegelträger 2- mit Parallelcarbonfasergewebe der Fa. Aerotex (Willich) zu gekreuzt gelegten Schichten lamelliert wird. Dieses tamellieren geschieht auf einem ausreichend genauen vorgefertigten Positivkörper,der interferometrisch zu vermessen ist, 3-Auf Grund einer feinen Trennwachsbeschichtung kann der Positivkörper mehrmals verwendet werden Die einzelnen Schichten werden mit einem speziellen Epoxydharz und Härter durchtränkt, die in dem 4- Verhältnis 100:28 miteinander gemischt werden.

   Hierbei ist zu beachten, dß das Harz-Häretr-Gemisch blasenfrei verarbeitet wird.

   3. Leichtgewichtspiegel nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abdruck 5- sich aus sechs gekreuzt gelegten Lagen 230 g Paralelcarbonfasergewebe zusammensetzt und die konvexe'oeite des Spiegelträgers bildet. Ist dieses Teil ausgehärtet und von der Form abgenommen, wird das zu bedampfende Teilst:;ck la-6- melliert (komkave Selte des Spiegelträgers), welche sich wie folgt zusammensetzt: 4. Leichtgewichtspiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten drei gekreuzt gelegten Lagen aus 120 g-Parallelcarbon-7- fasergewebe bestehen, und sich die folgenden PATENTANSPRÜCHE nach § 4 k drei ebenfalls gekreuzt gelegten lagen aus 230 g -Parallelcarbonfasergewebe zusammensetzen, Das Harz-Härter-Gemisch verbindet auch diese homogen.

   Durch Auflage von Abreißgewebe werden überflüs-8- sige Harzanteile aufgesogen. Dieses Gewebe wird nach dem Aushärten wieder entfernt, Damit der Spiegelträger dem Positivkörper ideal entw spricht, muß das zweite Teilstück bis zum Abschluß der Arbeiten auf dem Positivkörper ver-9- verbleiben.

   5. Leichtgewichtspiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im folgenden zwei Zentimeter hohe Lamellen mittels dem Harz-Härter-Gemisch angebracht, die ineinander verzahnt, ein 10- gleichmäßiges Netzwerk bilden (s. Fig. 2).

   Diese Lamellen werden der Spiegelträgerform entsprechend aus einer vorgefertigten Tafel gesägt, die aus fünf Schichten 300 g-Kreuzcarbonfasergewebe lamelliert wird. Bevor nun das andere Teil-11- stück in gleicher Weise angebracht wird, wird dieses ideal schließend an die Lamellen angepaßt. Dies wird ggf. durch Abschleifen der Lamellen erreicht. Die durch die Netstruktur entstandenen Kammern werden durch Löcher 7 ) ei 12- Millimeter Durchmesser an der konvexen Seite des Spiegelträgers belüftet. Dies wird erforderlich, da sich die in den- Kammern verbliebene Luft während des empervorgangs ausdehnt und den Spiegeltriser deformieren würde. Als Abschlußar-13- beiten verbleIben das Schließen des offengebliebenen Randes zwischen den Teilstücken, sowie die Anbringung von vier keilförmigen Halterungen zwecks 3ilrlung -einer ebenen Auflaseflnche auf der konvexen Seite des Spiegelträgers.

   PATENTANSPRÜCHE nach # 4 (3) 14- Dies geschieht mit den gleichen Werkstoffen.

   6, Beichtgewichtspiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nun der Spiegelträger vom Positivkörper entfernt und bei ca. 70°C etwa 90 Minuten getempert wird.

   15 Nach Polieren der konkaven Seite des Spiegelträgers, ist er zu bedampfen.