Umformen von Reflektorspiegeln für solarthermische Anwendungen

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IFU Institut für Umformtechnik Universität Stuttgart

Aus diesem Grund wurde ein Werkzeugkonzept entwickelt, das die Biegung mit einer geringen Streckziehüberlagerung zu einer Parabolform mit einer anschließenden seitlichen Abkantung ermöglicht. Somit wird die Formgenauigkeit der Parabel gewährleistet und gleichzeitig die Steifigkeit des Spiegels erhöht. Zudem kann der seitliche Flansch zur Befestigung an der Trägerstruktur dienen. Durch diese Maßnahmen konnte das verspiegelte Blech sehr dünn gehalten und somit eine Kos-tenersparnis erzielt werden.

Abkanten erfolgt gegen einen Radius an der Matrize

Im Rahmen der Forschungsarbeit wurden zahlreiche Varianten verschiedener Aluminium- und Edelstahlbleche, Polyestertextilien (Mattes & Amman) verschiedener Dicken, Klebstoffe (Collano RS 8500, Albolit der Albonchemie) sowie verschiedene Reflexionsschichten (eloxiertes Aluminium von Alanod, Spiegelfolien und polierte Edelstahloberfläche) verwendet.

Das Umformwerkzeug (Bauteilgröße 400 mm × 150 mm) für ein „akademisches“ Spiegelelement wurde mit einem geführten, auf Federn gelagerten Stempelfuß und einem formgebenden Stempelkopf aus hochfestem Kunststoff ausgestattet. Die geringen Reibungswerte des Kunststoffes tragen zu einer gleichmäßigeren Dehnungsverteilung über den Parabolspiegel bei. Neben dem Stempel sind Abkantbacken angeordnet, die seitlich verschoben und somit an verschiedene Blechdicken angepasst werden können.

Das Abkanten erfolgt gegen einen Radius an der Matrize. Der Blechhalter wird mit zwei Säulen geführt. Die während der Umformung zwischen Stempel, Blechhalter und Matrize komprimierten Abstandstextilien nehmen nach Prozessende wieder nahezu ihre Ausgangsdicke an. Das spiegelnde Deckblech besitzt nach der Umformung nach wie vor eine sehr gute Oberfläche mit den erforderlichen Reflexionsgraden von über 95%. Der Aufbau und die gezielte Unterteilung in Funktionsschichten werden im Folgenden erläutert:

• Trägerblech der Reflexionsoberfläche der Dicke 0,5 mm.
• Stabiles Trägerblech der Dicke 1,3 mm mit einem formgebenden und auch stabilisierenden Flansch, der auch zur Befestigung genutzt werden kann.
• Textil als Abstandshalter zum Ausgleich von Wärme- und Lastdehnungen zwischen dem Trägerblech und der Spiegelschicht.

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