WO2017178012A1 - Verfahren zur herstellung von spiegeleinheiten - Google Patents

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WO2017178012A1
WO2017178012A1 PCT/DE2017/100288 DE2017100288W WO2017178012A1 WO 2017178012 A1 WO2017178012 A1 WO 2017178012A1 DE 2017100288 W DE2017100288 W DE 2017100288W WO 2017178012 A1 WO2017178012 A1 WO 2017178012A1
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WO
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mirror
mirror unit
shuttle
desired shape
adhesive
Prior art date
Application number
PCT/DE2017/100288
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English (en)
French (fr)
Inventor
Max Mertins
Original Assignee
Frenell Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S23/82—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors characterised by the material or the construction of the reflector
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S2023/83—Other shapes
    • F24S2023/832—Other shapes curved
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S2023/87—Reflectors layout
    • F24S2023/872—Assemblies of spaced reflective elements on common support, e.g. Fresnel reflectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S25/60—Fixation means, e.g. fasteners, specially adapted for supporting solar heat collector modules
    • F24S2025/601—Fixation means, e.g. fasteners, specially adapted for supporting solar heat collector modules by bonding, e.g. by using adhesives
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers

Definitions

  • the present invention relates to a method for the production of mirror units for use in a Fresnel solar field, in which a mirror disc with the interposition of adhesive on a preassembled mirror support placed and the resulting mirror unit then with the mirror glass in front of a desired shape for shaping contact with the Mirror disk pressed and held at least for a curing time in this position.
  • EP 1 764 565 A1 is a predecessor method to the previously described method.
  • the mirror disk with the desired shape is merely pressed into the adhesive and is awaited until the adhesive has cured.
  • the above-described methods have been successfully used in the past, they have a disadvantage in practical implementation.
  • the displacement of the desired shape with the mirror disc mounted thereon on the respective mirror carrier requires extensive displacement work of a robot arm and takes a certain amount of time. If the adhesive is first applied to the mirror support and the mirror support is brought to its storage location, the adhesive is already slightly dried until the mirror pane can be delivered with the desired shape. This affects the gluing result.
  • the object of the present invention is to optimize known methods for producing mirror units and to carry out both logistical and qualitative improvements to the known methods.
  • an adhesive is first applied to a preassembled mirror support and then a mirror disk is placed thereon and pressed firmly.
  • the mirror carrier is first stored at a mounting position on a movable shuttle. On the mirror carrier located on the shuttle then the adhesive is applied and the mirror disc also immediately placed on the mirror support, but without pressing them directly into the final shape.
  • the application of the adhesive and the placement of the mirror on the mirror support can certainly be done at different positions, which are sequentially departed from the shuttle.
  • the shuttle now moves with the mirror carrier lying on it and the mirror disk again mounted thereon with the interposition of the adhesive to a fixedly mounted desired shape, in the engagement of which the mirror carrier, the adhesive and the mirror glass existing mirror unit is now brought and is connected to the desired shape, that the shape of the desired shape is transferred to the mirror glass by the mirror disk surface with the desired shape is connected and pushes into the adhesive.
  • the mirror unit remains for a curing time, in which the adhesive hardens so far that when removing the mirror unit from the desired shape, the predetermined shape of the mirror plate is at least largely maintained. Meanwhile, the shuttle releases from the mirror unit and is thus available for further transport tasks of other mirror units to other desired forms.
  • the shuttle will be placed below the desired shape and accordingly press the mirror unit from below by lifting against the desired shape and bring into their engagement.
  • the shuttle can be height-adjustable, preferably have a telescopic arrangement or a scissor arm arrangement, with which a lifting of the mirror unit is made possible in the engagement of the desired shape.
  • the shuttle is also advantageously either rail-guided or track-guided, if it is not completely remote-controlled. In the case of tracking, electric signal transmitters are mounted in the ground, which communicate wirelessly with the shuttle.
  • the guides mentioned each serve for an exact positioning below the desired shape and therefore allow a precise alignment of the mirror unit with respect to the same.
  • a solution is also provided in which the mirror unit is placed on the shuttle with the interposition of a trough element.
  • this Trogelement can be raised with the mirror unit to the desired shape and in turn enter into a lock with the desired shape.
  • a such locking can be done in particular mechanically, with particular advantage using an electromagnetic lock.
  • electromagnets can be arranged in the region of the desired shape, which are switched on when approaching the trough element and use ferromagnetic elements in a trough of the trough element in such a way that a mirror unit received in the trough unit is pressed against the desired shape.
  • Vibrate especially if the adhesive is a thixotropic adhesive.
  • the adhesive is a thixotropic adhesive.
  • the present configuration favors a transmission of a vibration on the mirror glass.
  • the desired shape may be associated with a suction pump, which has a plurality of suction cups, which are connected via bellows with the suction pump.
  • the suction cups are mechanically coupled to a vibration element, so that the vibration element can set the suction cups into the desired oscillation, wherein the vibration can be transferred to the mirror pane in the case of an adhesive connection between suction cups and mirror disk. Due to the resulting shear forces between mirror glass and adhesive, the adhesive becomes more moldable and the mirror glass can be better placed in the adhesive.
  • the suction cups can be connected to one another via a fixed bearing, and thus jointly excited by the oscillating element to vibrate, so that on the one hand the oscillation is synchronized and thus uniformly transferable to the mirror pane, while on the other hand the generation of the oscillation is simplified.
  • the mirror disc moves, albeit minimally, with respect to the desired shape.
  • the desired shape has a sliding surface on its side facing the mirror pane, which permits a sliding contacting of the mirror pane.
  • the shuttle can detach from the mirror unit or the surrounding trough element and is available for further tasks.
  • a plurality of desired shapes are approached in succession by the shuttle and the shuttle during the curing time of a mirror unit to a desired shape, the other desired shapes loaded with other to be produced mirror units.
  • a shuttle first pick up a first mirror unit from the mounting position and bring it to a first desired shape. There, the first mirror unit is brought into engagement with the first desired shape and thus released from the shuttle.
  • the shuttle will pick up a second mirror unit, this time not from the mounting position, but from another, second desired form, in the engagement of which the second mirror unit was already held during a complete curing time.
  • the shuttle will drive to this second mirror unit, bring it out of engagement with the second desired shape and move to a goods exit, in which the second mirror unit is removed from the manufacturing process.
  • the assembly position, the desired shapes, the outgoing goods and the driveways housed in one or more mobile containers which are detachably interconnected and transportable by means of vehicles, in particular rail vehicles or road vehicles.
  • a temporary factory building can be erected on-site at a power plant construction site by supplying the mobile containers by performing the above-described efficient and space-saving method of manufacturing mirror units. After constructing a power plant, this mobile factory can then be taken to the next construction site, thus saving the on-site construction of such a facility, including the construction costs, the approval process and the building material.
  • FIG. 7 shows a trough element approximating to a desired shape with a mirror unit accommodated therein disengaged from the desired shape in a schematic cross-sectional representation
  • FIG. 8 shows the trough element according to FIG. 7 during a connection with the desired shape in a schematic cross-sectional representation.
  • FIG. 1 schematically shows a factory in which initially a mounting position 10 is shown, in which a shuttle 12 is located.
  • the shuttle 12 is mounted on wheels or rollers and carries a trough 13, in which at the Mounting position 10, a mirror support 41 is inserted.
  • the mirror carrier 41 is first assembled into a complete first mirror unit 40 and then connected to a first desired shape 20.
  • a second mirror unit 50 is already attached and is in its curing time.
  • Figure 2 shows the next step in the process, in which first 41 adhesive 42 has been applied to the mirror support, which is to connect the mirror plate 43 with the mirror support 41. It is a thixotropic adhesive, which can be liquefied by vibrations at least superficially.
  • the mirror plate 43 is placed by means of a robot arm on the mirror support 41 with the interposition of the adhesive 42 and thus completes a first mirror unit 40.
  • Figure 3 shows now the completed first mirror unit 40, but in which the mirror plate 43 does not yet rests in the desired shape.
  • the shuttle 12 is now moved together with the trough element 13 and the first mirror unit 40 received therein under the first nominal shape 20, where the shuttle 12 pushes the trough element 13 in the direction of the first nominal shape 20 upwards.
  • the first target shape 20 is so against the mirror glass
  • the adhesive 42 is displaced in this case and hardens in a position in which the shape of the mirror disk 43 predefined by the first desired shape 20 will be retained after hardening.
  • FIG. 4 now shows the first mirror unit 40, as it has been brought into engagement with the first target shape 20 and the shuttle 12 in a disengaged position, in which the shuttle 12 now from an area below the first target shape 20 in a region below the second Target mold 30 is moved, there to solve the second mirror unit 50 of the second target shape 30.
  • the second mirror unit 50 is now for a complete curing time or has been connected to the second desired shape 30 longer and is thus completely cured, so that the second mirror unit 50 can now be removed from the second desired shape 30.
  • FIG. 5 shows the shuttle 12, which has now removed the second mirror unit 50 together with the surrounding trough element 13 from the second desired shape 30 and now moves in the direction of a goods outlet 11.
  • the second desired shape 30 is now ready for feeding with another, still unshaped mirror unit, which can be prepared next in the mounting position 10.
  • FIG. 6 now shows the shuttle 12 with the now empty tray element 13, from which the finished second mirror unit 50 is removed and discharged from the process.
  • the shuttle 12 is now moved with the empty tray member 13 in the mounting position 10, where another mirror support 41 is inserted into a trough 14 of the trough element 13 and the manufacturing process then starts again in Figure 1, in which case the second target form 30 are approached becomes.
  • Figure 7 shows in a closer view in a cross-sectional view of the first target shape 20, to which just the trough element 13 with the therein received in a trough 14 first mirror unit 40, consisting of the mirror support 41, the mirror plate 43 and the interposed adhesive 42 is made ,
  • first mirror unit 40 consisting of the mirror support 41, the mirror plate 43 and the interposed adhesive 42
  • electromagnets 25 are arranged, which are switched on when the trough element 13 approaches and thus attract ferromagnetic latching elements 15 arranged in the edge regions of the trough element 13.
  • the first target shape 20 has a sliding surface 24 which is brought into sliding contact with the mirror disk 43 and which is formed curved as a desired shape.
  • bellows 22 are arranged at the ends of suction cups 21 are attached.
  • a suction pump not shown here in detail can be attached to the suction cups 21. generate pressure, which can connect the mirror plate 43 with the suction cups 21.
  • the suction cups 21 will then come into contact with the mirror disk 43 and then vibrate with the aid of a transducer element which is likewise not shown in more detail, which easily liquefies the thixotropic adhesive 42 superficially. This makes it possible to more easily overcome the resistance of the adhesive 42 in the subsequent deformation.
  • FIG. 8 now shows the first nominal shape 20 and the mirror unit 40, which is in full engagement with the first nominal shape 20 and whose mirror disk 43 is curved due to the shape of the sliding surface 24 of the first nominal shape 20.
  • the vibrations generated at the suction cups 21 are represented in FIG. 8 by the double arrows.
  • the mirror plate 43 now has the predetermined curvature, which is due to the shape of the first nominal shape 20. It is held by means of the trough element 13 into engagement with the first desired shape 20, the ferromagnetic detent elements 15 of which are held in engagement by the electromagnets 25 of the first desired shape 20.

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Spiegeleinheiten zur Verwendung in einem Fresnel-Solarfeld, bei dem eine Spiegelscheibe (43) unter Zwischenlage von Klebemittel (42) auf einem vormontierten Spiegelträger (41) aufgelegt und die so entstehende Spiegeleinheit (40, 50) dann mit der Spiegelscheibe voran in Eingriff einer Sollform (20, 30) zur formgebenden Anlage an die Spiegelscheibe angepresst und für eine Aushärtezeit in dieser Position gehalten wird, wobei ein verfahrbares Shuttle (12) den Spiegelträger samt Spiegeleinheit zu einer von mehreren Sollformen verfahren wird und die Spiegeleinheit unterhalb der Sollform positioniert, woraufhin die Spiegeleinheit und die Sollform in gegenseitigen Eingriff gebracht werden, während der Aushärtezeit verbunden bleiben bis der Klebstoff so weit aushärtet, dass bei einem Entnehmen der Spiegeleinheit von der Sollform die vorgegebene Form der Spiegelscheibe zumindest weitgehend erhalten bleibt, während das Shuttle sich von der Spiegeleinheit löst und hierdurch für weitere Transporte anderer Spiegeleinheiten zu anderen Sollformen zur Verfügung steht.

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG
VON SPIEGELEINHEITEN
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Spiegeleinheiten zur Verwendung in einem Fresnel-Solarfeld, bei dem eine Spiegelscheibe unter Zwischenlage von Klebemittel auf einem vormontierten Spiegelträger aufgelegt und die so entstehende Spiegeleinheit dann mit der Spiegelscheibe voran in Eingriff einer Sollform zur formgebenden Anlage an die Spiegelscheibe angepresst und wenigstens für eine Aushärtezeit in dieser Position gehalten wird.
Ein derartiges Verfahren ist bereits aus der EP 2 482 001 A1 vorbekannt. Das dort beschriebene Verfahren sieht vor, dass zunächst die Spiegelscheibe mit der Sollform verbunden wird und der Verbund aus Spiegelscheibe und Sollform gemeinsam auf einem in einem Regal abgelegten Spiegelträger unter Zwischenlage eines thixotropen Klebemittels platziert wird. Anschließend wird der Spiegelträger in eine mechanische Schwingung versetzt, so dass die entstehenden Scherkräfte in dem Klebemittel dafür sorgen, dass ein Einsinken der Spiegelscheibe mit der Sollform in das Klebemittel ermöglicht wird. Nach einem Aushärten des Klebemittels wird die Sollform entfernt und die Spiegelscheibe wird im Wesentlichen die von der Sollform vorgegebene Form beibehalten. Eine Nachjustierung der Spiegelkrümmung kann hierdurch entfallen, dieses Verfah- ren vereinfacht die Herstellung gekrümmter Spiegel zur Verwendung in einem Solarkraftwerk bereits erheblich.
Ein weiteres, ähnliches Verfahren ist aus der EP 1 764 565 A1 bekannt, wobei es sich um ein Vorgängerverfahren zu dem vorher beschriebenen Verfahren handelt. Im Gegensatz zu dem erstgenannten Verfahren wird hier die Spiegelscheibe mit der Sollform lediglich in das Klebemittel hineingedrückt und bis zur Aushärtung des Klebemittels zugewartet. Trotzdem die vorbeschriebenen Verfahren in der Vergangenheit bereits erfolgreich eingesetzt werden konnten, haben sie jedoch einen Nachteil in der praktischen Umsetzung. Das Versetzen der Sollform mit der darauf befestigten Spiegelscheibe auf dem jeweiligen Spiegelträger benötigt umfangreiche Versetzungsarbeiten eines Schwenkarm roboters und dauert eine gewisse Zeit. Wenn auf dem Spiegelträger zunächst das Klebemittel aufgebracht wird und der Spiegelträger an seine Lagerstelle verbracht ist, ist das Klebemittel bereits leicht angetrocknet, bis die Spiegelscheibe mit der Sollform angeliefert werden kann. Dies beeinträchtigt das Klebeergebnis. Ferner ist es erforderlich, die relativ schweren Sollformen mit den daran befestigten Spiegelscheiben in die einzelnen Regale zu befördern, in denen die Spiegelträger vorgehalten werden. Auch hierfür wird einiges an Aufwand und Zeit investiert, was die Effizienz des Herstellungsverfahrens reduziert. Schließlich ist auch ein relativ großer Raum erforderlich, um eine Verschwen- kung der großen Sollformen ermöglichen zu können, so dass in der Praxis die Herstellung von Spiegeleinheiten in eigens dafür vorgehaltenen Fabrikhallen erfolgt. Allerdings ist es dadurch erforderlich, die Spiegeleinheiten jeweils zu der Kraftwerksbaustelle zu befördern, was einen logistischen Aufwand verursacht. Die Alternative besteht darin, eine derartige Fabrik direkt vor Ort an der Kraftwerksbaustelle zu errichten, was wiederum einen deutlichen logistischen und finanziellen Invest bedeutet. Dies vor allem vor dem Hintergrund, dass nach der Errichtung des Kraftwerks die Fabrik vor Ort nicht mehr benötigt wird.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, bekannte Verfahren zur Herstellung von Spiegeleinheiten zu optimieren und sowohl logistische als auch qualitative Verbesserungen an den bekannten Verfahren vorzunehmen.
Dies gelingt durch ein Verfahren zur Herstellung von Spiegeleinheiten gemäß den Merkmalen des Anspruchs erste Weitere, sinnvolle Ausgestaltungen eines derartigen Verfahrens können den Unteransprüchen entnommen werden.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ähnlich wie bei den Verfahren gemäß dem Stand der Technik auf einen vormontierten Spiegelträger zunächst ein Klebemittel aufgebracht und dann eine Spiegelscheibe darauf platziert und festgedrückt wird. Im Unterschied zu den bekannten Verfahren wird jedoch zunächst der Spiegelträger an einer Montageposition auf einem verfahrbaren Shuttle aufgelagert. Auf den auf dem Shuttle befindlichen Spiegelträger wird dann das Klebemittel aufgebracht und die Spiegelscheibe ebenfalls sogleich auf den Spiegelträger aufgelegt, ohne diese jedoch direkt in die endgültige Form zu pressen. Das Aufbringen des Klebemittels sowie das Auflegen der Spiegelscheibe auf den Spiegelträger kann durchaus an unterschiedlichen Positionen erfolgen, die nacheinander von dem Shuttle abgefahren werden.
Dadurch, dass direkt nach dem Aufbringen des Klebemittels auch die Spiegelscheibe aufgelegt wird, ist ein Antrocknen des Klebemittels in dem Umfang, wie es im Stand der Technik bekannt ist, vermieden. An den Kontaktflächen, welche die Spiegelscheibe direkt von vornherein kontaktieren, entfällt dieses Antrocknen und die Haltbarkeit der Klebeverbindung wird verbessert.
Mit dem aufliegenden Spiegelträger und der wiederum darauf unter Zwischenlage des Klebemittels gelagerten Spiegelscheibe verfährt nunmehr das Shuttle zu einer ortsfest gelagerten Sollform, in deren Eingriff die aus dem Spiegelträger, dem Klebemittel und der Spiegelscheibe bestehende Spiegeleinheit nunmehr gebracht wird und derart mit der Sollform verbunden wird, dass die Form der Sollform auf die Spiegelscheibe übertragen wird, indem die Spiegelscheibe flächig mit der Sollform verbunden wird und sich in das Klebemittel hineindrückt.
In dieser Position verbleibt die Spiegeleinheit für eine Aushärtezeit, in welcher der Klebstoff soweit aushärtet, dass bei einem Entnehmen der Spiegeleinheit von der Sollform die vorgegebene Form der Spiegelscheibe zumindest weitgehend erhalten bleibt. Währenddessen löst sich das Shuttle von der Spiegelein- heit und steht damit für weitere Transportaufgaben anderer Spiegeleinheiten zu anderen Sollformen zur Verfügung.
In aller Regel wird das Shuttle unterhalb der Sollform platziert werden und demgemäß die Spiegeleinheit von unten her durch Anheben gegen die Sollform drücken und in deren Eingriff bringen. Hierzu kann das Shuttle höhenverstellbar sein, vorzugsweise eine Teleskopanordnung oder eine Scherenarmanordnung aufweisen, mit denen ein Anheben der Spiegeleinheit in den Eingriff der Sollform ermöglicht wird. Das Shuttle ist ferner mit Vorteil entweder schienengeführt oder spurgeführt, sofern es nicht vollständig ferngelenkt ist. Im Falle der Spurführung sind im Boden elektrische Signalgeber montiert, die drahtlos mit dem Shuttle kommunizieren. Die genannten Führungen dienen jeweils zu einer exakten Positionierung unterhalb der Sollform und ermöglichen daher eine präzise Ausrichtung der Spiegeleinheit bezüglich derselben.
Zunächst einmal ist es möglich, die Spiegeleinheit als solche in den Eingriff der Sollform zu bringen und selbst mit dieser in der Eingriffsposition zu verbinden. Ebenfalls vorgesehen ist jedoch eine Lösung, in welcher die Spiegeleinheit un- ter Zwischenlage eines Trogelements auf dem Shuttle aufgesetzt wird. In diesem Fall kann dieses Trogelement mit der Spiegeleinheit zu der Sollform angehoben werden und ihrerseits eine Verriegelung mit der Sollform eingehen. Eine solche Verriegelung kann insbesondere mechanisch, mit besonderem Vorteil unter Verwendung einer elektromagnetischen Verriegelung erfolgen. Hierzu können beispielsweise im Bereich der Sollform Elektromagneten angeordnet sein, die bei einer Annäherung des Trogelements eingeschaltet werden und ferromagnetische Elemente in einer Trogmulde des Trogelements derart zu sich heranziehen, dass eine in der Trogmulde aufgenommene Spiegeleinheit gegen die Sollform gepresst wird.
Auch ist es möglich, die Spiegelscheibe während und/oder nach der Herstellung des gegenseitigen Eingriffs zwischen Sollform und Spiegeleinheit in eine
Schwingung zu versetzen, insbesondere dann, wenn es sich bei dem Klebemittel um ein thixotropes Klebemittel handelt. Im Gegensatz zum Stand der Technik wird hierbei davon abgesehen, den Spiegelträger in Schwingung zu versetzen, da die vorliegende Konfiguration eine Übertragung einer Schwingung auf die Spiegelscheibe begünstigt.
Im Einzelnen kann hierzu der Sollform eine Saugpumpe zugeordnet sein, welche eine Mehrzahl von Saugnäpfen aufweist, die über Faltenbalge mit der Saugpumpe verbunden sind. Die Saugnäpfe sind hierzu mit einem Schwinger- element mechanisch gekoppelt, so dass das Schwingerelement die Saugnäpfe in die gewünschte Schwingung versetzen kann, wobei die Schwingung bei einer Haftverbindung zwischen Saugnäpfen und Spiegelscheibe auf die Spiegelscheibe übertragen werden kann. Aufgrund der entstehenden Scherkräfte zwischen Spiegelscheibe und Klebemittel wird das Klebemittel formbarer und die Spiegelscheibe kann besser in dem Klebemittel platziert werden.
Die Saugnäpfe können im Einzelnen untereinander über ein Festlager verbunden sein, und damit gemeinsam von dem Schwingerelement zu einer Schwingung angeregt werden, so dass zum einen die Schwingung synchronisiert und damit gleichmäßig auf die Spiegelscheibe übertragbar ist, während andererseits auch die Erzeugung der Schwingung vereinfacht wird. Während der Schwingung bewegt sich die Spiegelscheibe, wenngleich nur minimal, gegenüber der Sollform. Um eine Beschädigung der Spiegelscheibe zu vermeiden weist die Sollform an ihrer der Spiegelscheibe zugewandten Seite eine Gleitoberfläche auf, welche eine gleitende Kontaktierung der Spiegelschei- be erlaubt.
Hat das Shuttle eine Spiegeleinheit mit einer Sollform verbunden, so kann es sich von der Spiegeleinheit oder dem diese umgebenden Trogelement lösen und steht für weitere Aufgaben zur Verfügung. Insbesondere ist im vorliegenden Verfahren vorgesehen, dass mehrere Sollformen nacheinander von dem Shuttle angefahren werden und das Shuttle während der Aushärtezeit einer Spiegeleinheit an einer Sollform die übrigen Sollformen mit weiteren zu fertigenden Spiegeleinheiten beschickt. Hierzu kann zunächst ein Shuttle eine erste Spiegeleinheit von der Montageposition abholen und zu einer ersten Sollform bringen. Dort wird die erste Spiegeleinheit in Eingriff der ersten Sollform gebracht und damit von dem Shuttle gelöst. Sodann wird das Shuttle eine zweite Spiegeleinheit abholen, diesmal jedoch nicht von der Montageposition, sondern von einer anderen, zweiten Soll- form, in deren Eingriff die zweite Spiegeleinheit zuvor bereits während einer vollständigen Aushärtezeit gehalten war. Das Shuttle wird zu dieser zweiten Spiegeleinheit fahren, sie aus dem Eingriff der zweiten Sollform bringen und zu einem Warenausgang verfahren, bei dem die zweite Spiegeleinheit aus dem Herstellungsverfahren ausgeschleust wird.
An dieser Stelle wiederholt sich das zuvor Gesagte nochmals, indem nunmehr eine dritte Spiegeleinheit von der Montageposition abgeholt und wiederum zu der zweiten Sollform verbracht wird, wo sie wiederum für eine Aushärtezeit in Eingriff der zweiten Sollform bleibt.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung des vorstehend beschriebenen Verfahrens sind die Montageposition, die Sollformen, der Warenausgang und die Ver- fahrwege dazwischen in einem oder mehreren mobilen Containern untergebracht, welche lösbar miteinander verbunden und mithilfe von Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen oder Straßenfahrzeugen, transportierbar sind. Hierdurch kann vor Ort an einer Kraftwerksbaustelle durch ein Anliefern der mobilen Container ein temporäres Fabrikgebäude errichtet werden, indem das vorstehend beschriebene, effiziente und raumsparende Verfahren zur Herstellung von Spiegeleinheiten durchgeführt werden kann. Nach der Konstruktion eines Kraftwerks kann dann diese mobile Fabrik zur nächsten Baustelle mitgenommen werden und spart somit die Errichtung einer derartigen Anlage vor Ort, inklusive der Baukosten, des Genehmigungsvorgangs und des Baumaterials.
Die vorstehend beschriebene Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen
Figuren 1 bis 6 den erfindungsgemäßen Herstellungsprozess in
sechs Schritten, jeweils in schematischer Darstellung, sowie
Figur 7 ein sich an eine Sollform annäherndes Trogelement mit einer darin aufgenommenen Spiegeleinheit außer Eingriff der Sollform in einer schematischen Querschnittsdarstellung, sowie
Figur 8 das Trogelement gemäß Figur 7 während einer Verbindung mit der Sollform in einer schematischen Querschnittsdarstellung.
Figur 1 zeigt schematisch eine Fabrik, in welcher zunächst eine Montageposition 10 gezeigt ist, in der sich ein Shuttle 12 befindet. Das Shuttle 12 ist auf Rädern oder Rollen gelagert und trägt ein Trogelement 13, in welchem an der Montageposition 10 ein Spiegelträger 41 eingelegt ist. Der Spiegelträger 41 wird zunächst zu einer vollständigen ersten Spiegeleinheit 40 zusammengesetzt und dann mit einer ersten Sollform 20 verbunden. An einer zweiten Sollform 30 ist eine zweite Spiegeleinheit 50 bereits befestigt und befindet sich in ihrer Aushärtezeit.
Figur 2 zeigt den nächsten Schritt im Verfahren, bei dem zunächst auf dem Spiegelträger 41 Klebemittel 42 aufgebracht worden ist, welches die Spiegelscheibe 43 mit dem Spiegelträger 41 verbinden soll. Es handelt sich hierbei um ein thixotropes Klebemittel, welches durch Schwingungen zumindest oberflächlich verflüssigt werden kann. Die Spiegelscheibe 43 wird mithilfe eines Roboterarms auf den Spiegelträger 41 unter Zwischenlage des Klebemittels 42 aufgesetzt und vervollständigt somit eine erste Spiegeleinheit 40. Figur 3 zeigt nunmehr die vervollständigte erste Spiegeleinheit 40, bei der jedoch die Spiegelscheibe 43 noch nicht in der gewünschten Form aufliegt. Das Shuttle 12 wird nunmehr zusammen mit dem Trogelement 13 und der darin aufgenommenen ersten Spiegeleinheit 40 unter die erste Sollform 20 gefahren, wo das Shuttle 12 das Trogelement 13 in Richtung der ersten Sollform 20 nach oben ausrückt. Hierbei wird die erste Sollform 20 so gegen die Spiegelscheibe
43 der ersten Spiegeleinheit 40 gedrückt, dass die Form der Sollform 20 sich auf die Spiegelscheibe 43 überträgt. Das Klebemittel 42 wird hierbei verdrängt und härtet in einer Position aus, in welcher die von der ersten Sollform 20 vorgegebene Form der Spiegelscheibe 43 nach der Aushärtung erhalten bleiben wird.
Figur 4 zeigt nunmehr die erste Spiegeleinheit 40, wie sie in Eingriff mit der ersten Sollform 20 gebracht worden ist und das Shuttle 12 in einer ausgerückten Position, in welcher das Shuttle 12 nunmehr von einem Bereich unterhalb der ersten Sollform 20 in einen Bereich unterhalb der zweiten Sollform 30 verfahren wird, um dort die zweite Spiegeleinheit 50 von der zweiten Sollform 30 zu lösen. Die zweite Spiegeleinheit 50 ist nunmehr für eine vollständige Aushärtezeit oder länger mit der zweiten Sollform 30 verbunden gewesen und ist somit vollständig ausgehärtet, so dass die zweite Spiegeleinheit 50 nunmehr von der zweiten Sollform 30 abgenommen werden kann. Figur 5 zeigt das Shuttle 12, welches nunmehr die zweite Spiegeleinheit 50 zusammen mit dem diese umgebenden Trogelement 13 von der zweiten Sollform 30 abgenommen hat und nun in Richtung eines Warenausgangs 1 1 verfährt. Die zweite Sollform 30 ist nunmehr bereit für eine Beschickung mit einer weiteren, noch ungeformten Spiegeleinheit, die als nächstes in der Montageposition 10 hergestellt werden kann.
Figur 6 zeigt nunmehr das Shuttle 12 mit dem nunmehr leeren Trogelement 13, aus dem die fertig hergestellte zweite Spiegeleinheit 50 entnommen und aus dem Prozess ausgeschleust wird. Das Shuttle 12 wird nunmehr mit dem leeren Trogelement 13 in die Montageposition 10 gefahren, wo ein weiterer Spiegelträger 41 in eine Trogmulde 14 des Trogelements 13 eingelegt wird und der Herstellungsvorgang anschließend bei Figur 1 erneut startet, wobei in diesem Fall die zweite Sollform 30 angefahren werden wird. Figur 7 zeigt in einer näheren Betrachtung in einer Querschnittsdarstellung die erste Sollform 20, an welche sich gerade das Trogelement 13 mit der darin in einer Trogmulde 14 aufgenommenen ersten Spiegeleinheit 40, bestehend aus dem Spiegelträger 41 , der Spiegelscheibe 43 und dem dazwischen eingebrachten Klebemittel 42 besteht. Im Randbereich der ersten Sollform 20 sind Elekt- romagneten 25 angeordnet, welche bei einer Annäherung des Trogelements 13 eingeschaltet werden und damit in den Randbereichen des Trogelements 13 angeordnete ferromagnetische Rastelemente 15 anziehen. Gleichzeitig weist die erste Sollform 20 eine Gleitoberfläche 24 auf, welche in Gleitkontakt mit der Spiegelscheibe 43 gebracht wird und welche als Sollform gekrümmt gebildet ist. In Ausnehmungen 23 der Gleitoberfläche 24 sind Faltenbalge 22 angeordnet, an deren Enden Saugnäpfe 21 befestigt sind. Über die Faltenbalge 22 kann eine hier nicht näher gezeigte Saugpumpe an den Saugnäpfen 21 einen Unter- druck erzeugen, welcher die Spiegelscheibe 43 mit den Saugnäpfen 21 verbinden lässt. Während der Annäherung werden also zunächst die Saugnäpfe 21 mit der Spiegelscheibe 43 in Kontakt geraten und dann mithilfe eines ebenfalls nicht näher gezeigten Schwingerelements in eine Schwingung versetzt, welche das thixotrope Klebemittel 42 oberflächlich leicht verflüssigt. Hierdurch ist es möglich, bei der anschließenden Verformung den Widerstand des Klebemittels 42 leichter zu überwinden.
Figur 8 zeigt nunmehr die erste Sollform 20 und die in vollem Eingriff der ersten Sollform 20 befindliche Spiegeleinheit 40, deren Spiegelscheibe 43 aufgrund der Formgebung der Gleitoberfläche 24 der ersten Sollform 20 gekrümmt ist. Die an den Saugnäpfen 21 erzeugten Schwingungen werden in der Figur 8 durch die Doppelpfeile repräsentiert. Die Spiegelscheibe 43 weist nunmehr die vorgegebene Krümmung auf, welche durch die Formgebung der ersten Sollform 20 bedingt ist. Sie wird mithilfe des Trogelements 13 in Eingriff der ersten Sollform 20 gehalten, dessen ferromagnetische Rastelemente 15 von den Elektromagneten 25 der ersten Sollform 20 in Eingriff gehalten werden.
Vorstehend beschrieben ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Spiegeleinheiten zur Verwendung in einem Fresnel-Solarfeld, bei dem die Arbeitsabläufe eine schnelle und effiziente Herstellung der Spiegeleinheiten auf sehr kleinem Raum erlauben.
BEZUGSZEICHEN LISTE Montageposition
Warenausgang
Shuttle
Trogelement
Trogmulde
ferromagnetisches Rastelement
erste Sollform
Saugnapf
Faltenbalg
Ausnehmung
Gleitoberfläche
Elektromagnet
zweite Sollform
erste Spiegeleinheit
Spiegelträger
Klebemittel
Spiegelscheibe
zweite Spiegeleinheit

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
Verfahren zur Herstellung von Spiegeleinheiten zur Verwendung in einem Fresnel-Solarfeld, bei dem eine Spiegelscheibe (43) unter Zwischenlage von Klebemittel (42) auf einem vormontierten Spiegelträger (41 ) aufgelegt und die so entstehende Spiegeleinheit (40, 50) dann mit der Spiegelscheibe (43) voran in Eingriff einer Sollform (20, 30) zur formgebenden Anlage an die Spiegelscheibe (43) angepresst und für eine Aushärtezeit in dieser Position gehalten wird,
dadurch gekennzeichnet, dass der vormontierte Spiegelträger (41 ) zunächst an einer Montageposition (10) auf einem verfahrbaren Shuttle (12) aufgelagert wird, wobei das Shuttle (12) nach dem Auftragen des Klebemittels (42) auf den Spiegelträger (41 ) und dem Auflegen der Spiegelscheibe (43) darauf zu einer von mehreren Sollformen (20, 30) verfahren wird und die Spiegeleinheit (40, 50) unterhalb der Sollform (20, 30) positioniert, woraufhin die Spiegeleinheit (40, 50) und die Sollform (20, 30) in gegenseitigen Eingriff gebracht werden, während der Aushärtezeit verbunden bleiben bis der Klebstoff so weit aushärtet, dass bei einem Entnehmen der Spiegeleinheit (40, 50) von der Sollform (20, 30) die vorgegebene Form der Spiegelscheibe (43) zumindest weitgehend erhalten bleibt, während das Shuttle (12) sich von der Spiegeleinheit (40, 50) löst und hierdurch für weitere Transporte anderer Spiegeleinheiten (40, 50) zu anderen Sollformen (20, 30) zur Verfügung steht.
Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegeleinheit (40, 50) auf dem Shuttle (12) höhenverstellbar, vorzugsweise über eine Teleskop- oder Scherenarmanordnung, gelagert und nach der Positionierung unterhalb der Sollform (20, 30) in deren Eingriff ausgerückt wird.
3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Shuttle (12) schienen- oder spurgeführt auf einem Verfahr- weg verfahrbar ist.
4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegeleinheit (40) unter Zwischenlage eines die Spiegeleinheit (40) in einer Trogmulde (14) aufnehmenden Trogelements (13) auf das Shuttle (12) aufgesetzt wird, wobei das Trogelement (13) mechanisch, vorzugsweise mittels einer elektromagnetischen Verriegelung, unter Zwischenlage der Spiegeleinheit (40) mit der Sollform verbunden wird.
5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Klebemittel (42) um einen thixotropen Klebstoff handelt und die Spiegelscheibe (43) während und/oder nach der Herstellung des gegenseitigen Eingriffs von Sollform (20) und Spiegeleinheit (40) zur Schwingung angeregt wird.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollform (20) eine Saugpumpe zugeordnet ist, welche über wenigstens einen Faltenbalg (22) mit wenigstens einem Saugnapf (21 ) verbunden ist, wobei der wenigstens eine Saugnapf (21 ) von einem Schwingelement zu einer Schwingung angeregt wird.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, das der Sollform (20) mehrere Saugnäpfe (21 ) zugeordnet sind, welche untereinander über ein Festlager verbunden sind und gemeinsam von einem Schwingelement zu einer Schwingung angeregt werden.
8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollform (20) an ihrer der Spiegelscheibe (43) zugewandten Seite eine Gleitoberfläche (24) zur gleitenden Kontaktierung der Spiegelscheibe (43) aufweist.
9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sollformen (20, 30) nacheinander von dem Shuttle (12) angefahren werden und das Shuttle (12) während der Aushär- tezeit einer Spiegeleinheit (40, 50) an einer Sollform (20, 30) andere Sollformen (30, 20) mit anderen Spiegeleinheiten (50, 40) beschickt.
10. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Shuttle (12) jeweils eine erste Spiegeleinheit (40) von der Montageposition (10) abholt, zu einer ersten Sollform (20) verfährt und mit dieser in gegenseitigen Eingriff bringt und nach seinem Freiwerden eine zweite Spiegeleinheit (50), deren Aushärtezeit bereits verstrichen ist, von einer zweiten Sollform (30) abholt, außer deren Eingriff bringt und zu einem Warenausgang (1 1 ) verfährt.
1 1 . Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Shuttle (12) nach dem Verbringen der zweiten Spiegeleinheit (50) zum Warenausgang (1 1 ) eine dritte Spiegeleinheit von der Montageposition (10) abholt und in Eingriff der zweiten Sollform (30) bringt.
12. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Montageposition (10), die Sollformen (20, 30), der Warenausgang (1 1 ) und die Verfahrwege dazwischen in mobilen Containern angeordnet sind, welche lösbar miteinander verbunden und mithilfe von Straßen- und/oder Schienenfahrzeugen transportierbar sind.
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