DE1061840B

DE1061840B - Verfahren zum Herstellen eines Reflektors fuer elektromagnetische Wellen

Info

Publication number: DE1061840B
Application number: DEZ5870A
Authority: DE
Inventors: Milton Brucker
Original assignee: Zenith Plastics Co
Current assignee: Zenith Plastics Co
Priority date: 1956-03-19
Filing date: 1956-11-16
Publication date: 1959-07-23

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Reflektors für elektromagnetische Wellen, insbesondere für die Radartechnik, bei dem eine Kleinstmenge an Metall verwendet wird und trotzdem alle Eigenschaften erhalten werden, die normalerweise Ganzmetalirückstrahler bieten.

Bisher brauchbare Reflektoren waren auf die Verwendung eines Ganzmetallschirmes angewiesen, der entweder in einem Stück gegossen oder durch Metallstäbe, -stangen, -siebe netzförmig ausgebildet war. Solche bekannten Vorrichtungen waren verhältnismäßig schwer und teuer in der Herstellung und Unterhaltung und schließen die vorwiegende, wenn nicht sogar ausschließliche Benutzung von Metall ein. Da große Reflektoren leistungsfähiger als kleine sind, wird das Verhältnis von Gewicht zu Größe im besonderen für Luftfahrtzwecke kritisch. Es ist jedoch, wenn auch in etwas geringerem Maße, für seegängige Fahrzeug ¹C und an Land von Bedeutung.

Es ist Aufgabe der Erfindimg, ein Verfahren zum Herstellen eines brauchbaren Reflektors aus - leicht verfügbaren Kunst- und Faserstoffen mater Verwendung einer Kleinstmenge an Metall zu schaffen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein schalenoder 'schüsseiförmiger Körper aus harzartigem Stoff gebildet wird, daß das Harz aufgehärtet wird, daß die gekrümmte Außenfläche des Harzes sandgestrahlt wird, daß ein Metall gleichmäßig über die sandgestrahlte Fläche gespritzt wird und auf ihr erhärtet, daß die Oberfläche der gespritzten Metallschicht mit einem wärmehärtbaren Harz getränkt wird, daß ein Glasfasergewebe mit dem Harz getränkt und das getränkte Gewebe auf die "getränkte, gespritzte Metallfläche gelegt wird, daß ein zellenförmiges, im wesentlichen starres Element auf die Außenfläche der getränkten Glasfasergewebelage gebracht wird, daß ein zweites Glasfasergewebe mit dem Harz getränkt und über dem zellenförmigen Element verlegt wird, daß eingeschlossene Luft entfernt wird und alle Lagen radial zusammengedrückt werden und das Harz in und zwischen den Lagen ausgehärtet wird, daß die Randkante der entstehenden ausgehärteten Masse entgratet wird, daß ein Glasfaserstoff mit einem wärmehärtbaren Harz getränkt und über der entgrateten Kante angebracht wird und daß schließlich das letztgenannte Harz an Ort und Stelle ausgehärtet wird.

Durch die Erfindung wird infolge des guten Anhaftens der verschiedenen metallischen und nichtmetallischen Teile des Reflektors eine ausreichende Starrheit desselben erzielt.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung verständlich. Es zeigt

Verfahren zum Herstellen eines Reflektors für elektromagnetische Wellen

Anmelder:
Zenith Plastics Company,
Gardena₁ Calif. (V.St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. Η. Ruschke₁ Berlin-Friedenau, Lauterstr. 37,
und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 27,
Patentanwälte

Milton Brucker, Beverly Hills, Calif. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Fig. 1 eine teilweise als Schnitt dargestellte perspektivische Ansicht einer Form und eines Reflektors,

a5 die nach den Lehren der Erfindung aufgebaut sind,

Fig. 2 ein Flußschaubild des Verfahrens nach der Erfindung und ·'

Fig. 3 eine abgebrochen gezeichnete Schnittansioht einer Kante eines fertigen Reflektors, der nach der Erfindung hergestellt ist.

In der Zeichnung, die ein Beispiel veranschaulicht, hat eine FormlO aus Kunststoff eine Basis 11, die sich in irgendeiner geeigneten Weise, etwa auf einem Boden, abstützt und mit einem Verstärkungsrand 12 aus Holz oder Stahl versehen ist. Die obere Fläche 13 der Form ist konvex, so daß sie sich der gewünschten Form der herzustellenden Reflektorfläche anpaßt. Die Form ist außerdem mit einem vorzugsweise ringförmigen Flanschteil 14 zu einem noch zu beschreibenden Zweck versehen.

Beim Aufbau des Reflektors wird eine Lage₁ aus gründlich mit einem Harz imprägnierten Glasfasergewebe 15 dicht über die obere Fläche des konvexen Teiles 13 der Form sowie auch auf die obere Fläche 16 ihres Flansches 14 gelegt. Das Harz wird vorzugsweise vor dem Auflegen der getränkten Glasfaserfolie 15 auch auf die Formoberfläche 13 und 16 etwa mit einer Bürste, einem Spachtel, durch Spritzen oder von Hand aufgebracht.

Dieses Harz ist am zweckmäßigsten ein ungesättigter Polyester, wie beispielsweise ein im Handel unter dem Warennamen Marco· angebotenes Erzeugnis, wie es den Fachleuten der Kunststofftecnnik allgemein bekannt ist." -

909 578/293

Der Zweck der ersten Gewebelage 15 ist, einen wetterfesten Überzug für die rückstrahlende Seite des Reflektors zu schaffen, den Metallüberzug 17 gegen öl und Korrosion zu schützen und einen Körper zu schaffen, der bei Fertigstellung des Erzeugnisses bequem und leicht von der Form entfernt werden kann. Für einen solchen Zweck wird eine aus Glasfaser gewebte Matte von angenähert 0,254 mm Dicke verwendet.

Die erste Glasfaserlage 15 zusammen mit dem darin und darunter befindlichen, durch Tränkung aufgenommenen Harz wird dann etwa unter einem ultravioletten Strahler ausgehärtet, welcher die Aktivität eventuell vorhandener, lichtaktivierter Katalysatoren unterstützt, wie dies im Rahmen des fachmännischen Könnens liegt, oder es kann ein solches Aushärten in irgendeiner üblichen Weise, etwa in einem Ofen für angenähert 1 Stunde bei etwa 93° C oder bei einer anderen geeigneten Temperatur, vorgenommen werden.

Nach dem Aushärten des harzgetränkten Faserglases wird die unbedeckte obere Fläche der Glasf asermattenfolie 15 einem Sandstrahlarbeitsgang unterworfen. Dieser erzielt eine geeignete Oberfläche für den nächsten Arbeitsgang, der die Aufbringung einer Metallschicht von im wesentlichen gleichmäßiger Stärke über die gesamte konvexe Oberfläche der Form und der Gewebelage 15 mittels eines Metallspritzarbeitsganges umfaßt. Eine Aluminiumscbicht hat sich für diese Zwecke, beispielsweise als Niederschlag von angenähert 0,25 mm Dicke, als zufriedenstellend erwiesen. Zwar können auch andere Metalle verwendet werden, müssen dann aber solche Metalle sein, die keine so hohe Spritztemperatur erfordern, daß die entstehende Wärme des gespritzten Metalls das Harz zerstört oder in anderer Weise nachteilig beeinflußt.

Auf die obere Fläche der Metallschicht 17 wird mit oder ohne Sandstrahlen und ebenfalls vorzugsweise, aber nicht aus notwendigem Grunde, ein Überzug etwa mit der Bürste; dem Spachtel, durch Spritzen oder von Hand als Schicht des erwähnten Harzes aufgebracht, über der in gleichartiger Weise eine Glasfasermattenfolie 18, vorzugsweise aus Glasfasergewebe, verlegt wird. Diese Lage 18 hat sich als zufriedenstellend erwiesen, wenn sie aus drei Schichten eines solchen Glasfasergewebes mit einer Gesamtdicke von etwa 0,77 mm bestand. Es ist aber auch eine einzige Glasfasermattenfolie aus gewebten Glasfasern von angenähert der gleichen Gasamtdicke geeignet.

Über der Lage 18 wird ein Bienenwabenkern 19 angeordnet. Wenn man in diesem Beispiel annimmt, daß der Durchmesser des Reflektors angenähert 2,5 bis 2,75 m betragen soll, hat sich ein Wabenkern von etwa 44 mm Dicke als geeignet erwiesen. Die Wabe selbst besteht aus mit einem Polyesterharz getränkten Glasfasergewebe. Die einzelnen Zellen des Kernes können beispielsweise hexagonal sein und sich stetig von der Innenwandung zu der Außenwandung des Kernes erstrecken. Die Kernwandungen, welche die wabenartigen Kammern begrenzen, sind ungefähr 0,07 mm dick und mit dem Harz getränkt, so daß sie einschließlich des Harzes eine Gesamtdicke von etwa 0,12 mm ergeben.

Nachdem die Bienenwabe über der Lage 18 mit Vorzug, obwohl nicht notwendigerweise, als kontinuierliche Einheit angeordnet worden ist, wird eine weitere aussteifende Ausfütterung 20 aus mit diesem Harz getränkten Glasfasergewebe über den Kern 19 gelegt. Eine solche Ausfütterung hat sich in Form von angenähert vier Lagen oder Bahnen aus Glasfasergewebe

als zufriedenstellend erwiesen, von denen jede eine angenäherte Dicke von 0,25 mm hat, so daß die gesamte Ausfütterung 20 eine Gesamtdicke von etwa 1 mm besitzt.

Nachdem die Lagen 18, 19 und 20 über der gespritzten Metallschicht 17 verlegt sind, wird die obere Fläche der Form mit einem flexiblen Sack oder einer Haube 21 aus einem Material wie etwa Polyvinylazetat od. dgl. bedeckt, das nicht, wie Gummi, das Aushärten des Harzes hindert und nicht nach einem solchen Aushärten an dem Harz haftet.

Die Haube 21 wird auch über der oberen Fläche der entsprechenden, auf dem Flansch 14 befindlichen Lagen 16 bis 20 und erforderlichenfalls auch über der äußersten Kante 22 des Flansches 12 angeordnet. Jedoch wird vor der Anbringung der Haube 21 ein poröses oder in anderer Weise offenes Rohr 23 um die Form gewunden. Ein solches Rohr kann, die Form einer Spiralfeder oder eine andere Spiralwindungsform haben. Außerdem wird an den Außenkanten des Flansches, wie bei 24 und 25, eine Schicht einer Dichtungsmasse, z. B. Zinkchromat, verwendet, welche die erwünschte Eigenschaft hat, daß sie unter der hierbei auftretenden Wärme, der die Form unterworfen werden soll, nicht fließt.

Die Haube 21 wird an ihrem Platz über der Zinkchromatdichtung gepreßt, die jedoch nicht auf der Innenseite, wie bei 26, zwischen dem Rohr 23 und dem konvexen Teil 13 der Form ausgebildet ist.

Als nächstes wird das Rohr 23 an einen Unterdruck angeschlossen. Der bisher angewandte Unterdruck hat es erforderlich gemacht, das Gewölbe oder den konvexen Teil 27 einem Druck von angenähert 0,6 kg/cm², zu unterwerfen. Während der Unterdruck ausgeübt wird, wird Luft unter dem Gewölbeteil 27 herausgerieben, etwa durch Bürsten, Reiben, Walzen od. dgl., unter Druckanwendung gegen den oberen Teil des Gewölbes, wobei man mit den oberen mittleren Teilen beginnt und zu den Außenkanten in Richtung des Rohres 23 übergeht. Auch wird vorzugsweise gleichzeitig mit dem Reiben und wenigstens, während der Unterdruck weiter wirksam ist, der Teil unter einer Wärme von beispielsweise 37° C etwa 1 Stunde lang in einen Ofen, unter ultraviolettem Licht oder

⁴S auf andere Weise ausgehärtet.

Danach wird der ausgehärtete Teil von der Form durch Abstreifen entfernt, nachdem die flexible Haube 21 abgenommen worden ist. Die gemeinsam mit 28 bezeichneten, den Flansch 14 überdeckenden Kanten werden abgegratet und die auf diese Weise freigelegten rauhen Kanten 29 werden mit zwei Lagen 30-31 aus gewebter Glasfasermattenfolie überdeckt, von denen jede eine Dicke von angenähert 0,25 mm hat, werden mit dem Harz getränkt und beispielsweise unter einer Heizlampe auf angenähert 93° C 1 Stunde lang erwärmt

Ein in der oben beschriebenen Weise hergestellter Reflektor kann beispielsweise einen Durchmesser von angenähert 2,75 m haben. Die Gesamtdicke, die im wesentlichen von Kante zu Kante gleich sein kann, beträgt angenähert 46 mm ohne die zusätzliche Dicke der Kappe 30-31. Die vorliegende Konstruktion ist so vielseitig, daß ein Rückstrahler mit jedem beliebigen Durchmesser, beispielsweise von 50 mm bis 15 m oder sogar 30 m hergestellt werden kann. Die Kurve der Reflektorfläche ist vorzugsweise parabolisch. Das Gewicht eines entsprechenden Stahlgestells von 2,75 m Durchmesser beträgt etwa 158 kg, während das entsprechende Gewicht eines Reflektors desselben Durchmessers, der mit dem Verfahren nach der Erfindung

Claims

hergestellt ist, nur 40 kg wiegt. Gleichzeitig sind aber auch die Kosten des Reflektors nach der Erfindung wesentlich geringer als die Kosten für einen Reflektor aus Stahl. Ein erfindungsgemäß hergestellter Reflektor hat bei 5 einer Untersuchung einen axial gerichteten Sturm von km/h ausgehalten oder bei Drehung eine Durchbiegung von weniger als 3 mm erfahren, wobei er auf einem Normträger angebracht war. Er hat ausgezeichnete wetterfeste Eigenschaften und kann entweder ungeschützt oder unter dem Schutz einer Haube oder eines ähnlichen Schirmes in einem Luftfahrzeug, Seeschiff oder als Teil einer ortsfesten oder beweglichen Anlage verwendet werden. Obgleich eine besonders praktische und bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und beschrieben wurde, können Abweichungen innerhalb des Rahmens der Erfindung gemacht werden. P A T E N T A N S P K C C H E :

1. Verfahren zum Herstellen eines Reflektors für elektromagnetische Wellen, dadurch gekennzeichnet, daß ein schalen- oder schüsseiförmiger Körper aus harzartigem Stoff gebildet wird, daß das Harz ausgehärtet wird, daß die gekrümmte Außenfläche des Harzes sandgestrahlt wird, daß ein Metall gleichmäßig über die sandgestrahlte Fläche gespritzt wird und auf ihr erhärtet, daß die Oberfläche der gespritzten Metallschicht mit einem wärmehärtbaren Harz getränkt wird, daß ein Glasfasergewebe mit dem Harz getränkt und das getränkte Gewebe auf die getränkte, gespritzte Metallfläche gelegt wird, daß ein zellenförmiges, im wesentlichen starres Element auf die Außenfläche der getränkten Glasfasergewebelage gebracht wird, daß ein zweites Glasfasergewebe mit dem Harz getränkt und über dem zellenförmigen Element verlegt wird, daß eingeschlossene Luft entfernt wird und alle Lagen radial zusammengedrückt werden und das Harz in und zwischen den Lagen ausgehärtet wird, daß die Randkante der entstehenden ausgehärteten Masse entgratet wird, daß ein Glasfaserstoff mit einem wärmehärtbaren Harz getränkt und über der entgrateten Kante angebracht wird und daß das letztgenannte Harz an Ort und Stelle ausgehärtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus harzhaltigem Stoff eine Schicht aus Glasfasergewebe umfaßt, das mit einem wärmehärtbaren Harz getränkt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmehärtbare Harz ein ungesättigter Polyester ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorstehend erwähnten Lagen mit einer flexiblen undurchdringlichen Lage eines mit dem Harz verträglichen Materials bedeckt werden und daß die Luft unter Unterdruck rings um den Umfang der schüsseiförmigen Konstruktion entfernt wird, während solche eingeschlossene Luft gänzlich und restliches Harz in Richtung des erwähnten Umfangs und des Unterdrucks herausgedrückt wird.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine gewölbeartige Form gebildet wird, daß die Form auf einem festen Unterbau so angeordnet wird, daß sich der Gewölbeteil oben befindet, daß ein ringförmiger Flansch rings um die Basis des Gewölbeteiles ausgebildet wird, daß eine Lage aus Glasfasergewebe mit einem wärmehärtbaren Harz getränkt und über dem Gewölbe angebracht wird, daß das wärmehärtbare Harz in und auf dem Gewebe ausgehärtet wird, daß die obere ausgehärtete Fläche des Harzes sandgestrahlt wird, daß eine im wesentlichen gleichmäßige Schicht aus aluminiumartigem Metall über die sandgestrahlte Oberfläche gespritzt wird, daß ein zweites Glasfasergewebe mit einem wärmehärtbaren Harz getränkt und darüber verlegt wird, daß über das zweite Glasfasergewebe ein starres Material von wesentlicher Dicke gelegt wird, daß ein drittes Glasfasergewebe mit einem wärmehärtbaren Harz getränkt und darüber verlegt wird, daß darüber eine undurchdringliche flexible Folie gelegt wird, daß ein Unterdruck unter der Folie im wesentlichen vollständig rings um den Gewölbeteil an dem Flansch hergestellt wird, daß das Gewölbe nach unten gegen den Flansch und den Unterdruck gestreift oder gebürstet wird, während das Harz aushärtet, daß der ausgehärtete Reflektor von der Form entfernt wird und seine Kanten abgegratet und fertigbearbeitet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

@ 909 578/293 7.59