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Metallhohlspiegel, der elastisch deformierbar ist Die Erfindung bezieht
sich auf Hohlspiegel, bei denen die Krümmung der spiegelnden Oberfläche nach Wunsch
in bestimmten Grenzen verändert werden kann.
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Es sind bereits Hohlspiegel bekannt, die z. B. aus vier oder mehr
Teilen bestehen, welche von einem geeigneten, von der Rückseite dieser Teile her
angreifenden Stativ getragen werden. Bei diesen zusammengesetzten Hohlspiegeln bleibt
jedoch die Brennweite der einzelnen Spiegel unverändert. Es werden vielmehr bei
derartig zusammengesetzten Hohlspiegeln die Strahlenbündel auf ein gemeinsames Feld
gesammelt.
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Zum anderen hat man bereits versucht, aus sehr dünnem Glas oder auch
einem anderen Stoff einteilige elastische Spiegel herzustellen, deren Brennpunkt
durch eine Veränderung ihres Krümmungsdurchmessers verlegt werden soll. Die Elastizität
des Glases oder auch eines :Metalls ist jedoch durch die gegebene Form eng begrenzt,
so daß nur eine minimale Verlegung des Brennpunktes erreicht werden kann.
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Für größere Veränderungen der Brennweite sind aber diese bekannten
Spiegel nicht geeignet.
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Bei der Erfindung handelt es sich dem Bekannten gegenüber um einen
Metallhohlspiegel, der zum Zwecke stetiger Veränderung seiner Krümmung elastisch
deformierbar ist und sich von den üblichen Arten dadurch unterscheidet, daß seine
spiegelnde Fläche aus Sektoren oder Ringzonen zusammengesetzt ist, die mit ihren
Rändern aufeinanderliegen und sich auf einen festen, ringförmigen Rand stützen.
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Im folgenden ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel beschrieben.
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Abb. i ist ein senkrechter Querschnitt durch die Vorrichtung und Abb.
2 eine Oberansicht, bei der zum besseren Verständnis einige Teile weggelassen sind.
Eine Kugelhaube i, deren Krümmungshalbmesser gleich oder kleiner als der geringste
Krümmungsradius ist, welchen man der spiegelnden Fläche geben will, dient zum Einstellen
dieser Fläche. Die Kugelhaube i kann aus beliebigem elastischen Metall oder anderem
Stoff sein und besitzt einen umgebördelten Rand 2, der durch Umlegen des Metalls
selbst oder durch ein anderes Verfahren verstärkt ist; sie kann durch passende Einschnitte
vervollständigt-oder erleichtert oder auf einfache radiale Arme von kreisförmiger
Ausbildung beschränkt werden. Im Mittelpunkt der Haube ist eine Nabe 3 angeordnet,
die fest an dem Träger 31 sitzt, der den ganzen Apparat hält. Die Nabe hat eine
zylindrische Kammer q. und eine engere Muffe 5, in der ein Gewindezapfen 6 sitzt,
der in der Muffe 5 gleiten, aber sich nicht drehen kann. Ein Handrad mit Innengewinde
7 ist auf den Schraubenzapfen 6 aufgesetzt und stützt sich auf die äußere Fläche
der Muffe 5. Der Zapfen 6 ist am anderen Ende durch eine geeignete Verbindung, z.
B. mit einer Nabe 9, verbunden, von der radiale Arme io aus einem Stoff von höchster
Elastizität und Biegsamkeit ausgehen, die gleichen Winkelabstand voneinander
haben.
Nach dem gezeichneten Beispiel sind vier Arme io angeordnet, die einen Abstand von
go° voneinander haben. In ihrer inneren Ruhestellung liegen sie in der gleichen
Ebene, und sie sind so lang, daß sie den Rand 2 der Haube i überragen. Zwischen
den Armen io und dem Rand 2 sind dünne metallische Bleche ii und i2 eingesetzt,
die nach dem Sektor von go° geschnitten sind. Jeder Sektor hat einen seitlichen
Rand 13, der den anliegenden Rand 14 überdeckt, derart, daß die an den Rändern übereinanderliegenden
Bleche in einer Ebene sich befinden und auf der ganzen Breite der Ränder 13 und
14 aneinanderliegen. Die Bleche ii und 12 haben in ihrer Mitte ein Loch, mit dem
sie genau auf die mittlere Stirnfläche der Nabe g aufliegen. Sie werden entweder
durch die Reibung aneinandergehalten oder durch andere nicht dargestellte Mittel.
Die Bleche ii und 12 überdecken so die ganze Haube i mit deren Rand 2. Sie sind
entspannt, eben und aus einem Stoff gebaut, der äußerst elastisch und biegsam ist.
Sie haben eine äußere polierte Oberfläche und eine starke Reflektionskraft und können
z. B. aus Silberstahl oder ähnlichem Material sein.
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Auch die Arme io haben eine äußere polierte Oberfläche von starker
Reflektion. Zwischen der Nabe g, der Arme io und der Nabe 3 der Kugelhaube ist eine
Schraubenfeder 15 angeordnet, deren Ende in der Kammer 4 der Nabe 3 liegt
und die den Zapfen 6 umgibt, während ihr anderes Ende gegen die Nabe g drückt.
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Die Wirkungsweise des Hohlspiegels ist folgende: Anfangs liegen die
elastischen Arme io und die Bleche 1i, 12 darüber eben gegen den Rand 2 der Kugelhaube
i an, und sie sind in der Mitte durch die Nabe g gehalten, welche von dem Zapfen
6 und durch Zurückschrauben des Handrades 7 und die Wirkung der Feder 15 getragen
wird. In dieser natürlichen Stellung ist der Krümmungsradius der spiegelnden Fläche
unendlich und ihr Brennpunkt unendlich weit entfernt. Wenn man jetzt das Handrad
auf den Gewindezapfen 6 herabschraubt, wird dieser gegen die Nabe 3 gedrückt und
die Feder 15 zusammengepreßt, so daß die Arme io sich mit ihren äußeren Enden auf
den Rand 2 der Kugelhaube i stützen, wobei sie sich durch= biegen entsprechend dem
Elastizitätsmodul des Stoffes, aus dem sie bestehen, und dem Abstand ihrer Stützpunkte.
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In entsprechender Weise nehmen die Bleche i i und 12 zugleich eine
konkave Form an, wobei die Ränder 13 auf den Rändern 14 gleiten. Die Krümmung, welche
die Arme io annehmen, ist praktisch bei jeder Stellung der Nabe g nicht sehr verschieden
von einer kreisförmigen, und die mittlere gekrümmte Fläche der Bleche ist nicht
sehr verschieden von der einer Kugelfläche. Es ergibt sich daraus, daß jede gebildete
konkave Spiegelfläche einen Brennpunkt F haben wird, der nicht wesentlich von dem
mathematischen Brennpunkt abweicht. Man wird praktisch die Konzentration der Licht-
und Wärmestrahlen, die von der Spiegelfläche ausgehen, in einem gewünschten Punkte
erreichen. Aus diesen Umständen wird man ersehen, daß man beim Nähern der Nabe g
an die Nabe 3 durch Herabschrauben des Handrades 7 auf dem Zapfen 6 oder durch ihre
Entfernung beim Zurückschrauben des Handrades und durch die Wirkung der Feder z5
die Brennpunktzone F aus dem Unendlichen bis zu einem Punkte in der Nähe des Apparates
bringen kann. Dieser Punkt ist bestimmt durch die Maximalverstellung, die die Nabe
g gegen die Nabe 3 der Kugelhaube i einnehmen kann, und durch den Maximaldurchmesser
der Bleche in der anfänglichen ebenen Lage.
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Um Spiegel mit konvexer Fläche von veränderlicher Krümmung zu bauen,
genügt es, einen entsprechenden Stützpunkt am Rande 2 der Kugelhaube i auf der Seite
der spiegelnden Fläche anzubringen, indem man im Mittelpunkt dieser letzteren einen
Druck zum Krümmen der elastischen spiegelnden Bleche nach außen ausübt. Die Vorrichtung
läßt sich auch in der Weise ausbilden, daß sowohl alle Krümmungen nach innen wie
nach außen von einem Maximum der Konkavität bis zu einem Minimum der Konvexität
erhalten werden können.
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Die spiegelnden Bleche können auch in kleinere Sektoren als von rechten
Winkeln geteilt werden, wobei sich dann ihre Anzahl entsprechend vermehrt; dabei
liegen ihre Ränder wieder übereinander. Auch die elastischen Arme können in größerer
Anzahl als vier angeordnet werden, wobei sie in gleichem Winkelabstand bleiben;
sie können auf der nicht spiegelnden Fläche der Bleche liegen, sie sind dann so
vereinigt, daß sie auf letzteren gleiten mittels passender Lager oder anderer Mittel.
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Die elastischen Bleche können auch in ringförmige Abschnitte geteilt
sein, die in Reihen an den Rändern übereinanderliegen.