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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überprüfung einer Oberfläche eines
Gegenstands.
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Die
qualitative Überprüfung von
lackierten Oberflächen,
zum Beispiel solchen von Kraftfahrzeugen, ist für die Produktgüte von besonderer
Bedeutung. Weiterhin muss die Oberfläche von Kraftfahrzeugen, beispielsweise
bei einem Hagelschaden, untersucht werden, um den Schaden quantifizieren
zu können.
Beim Zählen
von Hageldellen kommt erschwerend hinzu, dass die Zählung von äußeren Einflüssen, wie
zum Beispiel der Sauberkeit der Oberfläche oder den Lichtverhältnissen,
beeinflusst wird. Sollen die Beschädigungen der Oberfläche entfernt werden,
z. B. Hageldellen, muss der Schaden auf der Oberfläche ebenfalls
sichtbar gemacht werden, um sicherzustellen, dass alle Schäden beseitigt
werden.
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Aus
der
DE 198 20 536
C1 ist eine Einrichtung zur Überprüfung einer Lackoberfläche eines Kraftfahrzeugs
bekannt. Die Einrichtung umfasst einen Boden, der Leuchtkörper aufweist.
Diese Leuchtkörper
begrenzen Längsseiten
des Kraftfahrzeugs und strahlen es an. Der Boden ist mit Bodenlinien versehen,
die quer zur Fahrzeuglängsrichtung
verlaufen. Diese Bodenlinien spiegeln sich dank der Leuchtkörper als
Linienmuster im Lack der Oberfläche
des Kraftfahrzeugs und dienen zur Feststellung, inwieweit die Oberfläche eine
oder mehrere Unregelmäßigkeiten – Delle,
Welle, Beule – aufweist.
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Aus
der
DE 195 34 145
A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Inspektion
spiegelnder und halbspiegelnder Oberflächen bekannt. Die Vorrichtung
weist einen Stützboden
und einen umgebenden Hintergrund auf, der nichtreflektierend und
lichtabsorbierend ist. Abschnitte des Hintergrunds und/oder des
Bodens sind beleuchtet, entweder indem Licht von hinten durchscheint
oder indem eine etwas reflektierende, jedoch lichtdiffundierende Oberfläche beleuchtet
wird. Die reflektierten Bilder der beleuchteten Abschnitte können am
zu untersuchenden Gegenstand betrachtet werden.
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Aus
der
DE 38 13 239 C2 ist
es bekannt, Prüfleuchten
auf mittels Rollen verfahrbaren Ständern zu montieren.
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In
der
DE 36 13 137 C1 ist
ein Prüfraum
zur Überprüfung der
glänzenden
Oberfläche
von Fahrzeugkarosserien auf Fehler offenbart. Die dabei verwendete
Prüfleuchte
ist im Wesentlichen aus einer Leuchtstoffröhre und einem im Querschnitt
im Wesentlichen trapezförmigen
Reflektor gebildet. Um mit der Prüfleuchte ein möglichst
kontrastreiches und vielfältiges
Hell-Dunkel-Muster erzeugen zu können, ist
der Reflektor im unmittelbaren Bereich hinter der Leuchtstoffröhre matt
geschwärzt
und unterbrochen.
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Die
DE 103 17 078 A1 offenbart
ein Verfahren, bei dem ein in der Umgebung einer Oberfläche erzeugtes
Muster bewegt wird und zu verschiedenen Zeitpunkten ein an der Oberfläche reflektiertes
Bild des Musters aufgenommen wird.
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In
der
DE 100 06 663
B4 ist ein Verfahren zur Erkennung von langwelligen Oberflächenstrukturen auf
einem flächigen
Prüfling
bekannt. Dabei wird ein Muster infraroten Lichtes auf den Prüfling gestrahlt, das
von dem Prüfling
spiegelnd reflektierte Infrarotlichtmuster mit einer Infrarotkamera
aufgenommen und das Lichtmuster nach der Reflektion zur Feststellung
von Oberflächenstrukturen
auf dem Prüfling analysiert.
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Gemäß der
DE 20 2004 014 281
U1 kann ein Rahmen mit einer Kunststofffolienbespannung,
die parallele lichtundurchlässige
Streifen trägt,
an einer Halteeinrichtung befestigt werden, die außerdem Leuchtstoffröhren aufweist,
die eine Stromversorgung benötigen.
Die dort dargestellte Vorrichtung ist offensichtlich für den stationären oder
quasi stationären
Einsatz gedacht. Über Ösen kann
die Haltevorrichtung an der Decke einer Werkstatt befestigt werden.
Alternativ ist ein fahrbares Unterteil vorgesehen.
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Weiterhin
ist es bekannt, mit einer Lichtquelle einen Lichtstrahl auf die
zu untersuchende Fahrzeugfläche
zu werfen, die den Lichtstrahl wiederum auf eine Projektionsfläche projiziert.
Auf der Projektionsfläche
können
dann die Unregelmäßigkeiten
gezählt
werden. Diese Vorgehensweise benötigt
immer eine zusätzliche,
von der Fahrzeugoberfläche
unabhängige
Projektionsfläche.
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Außerdem ist
es bekannt, eine Leuchte zu verwenden, deren Leuchtfläche mit
einem Gitternetz abgedeckt ist. Dadurch, dass das Gitternetz zwischen
der Leuchte und der zu untersuchenden Oberfläche angeordnet ist, wird das
Gitternetz auf die Oberfläche
projiziert. Unregelmäßigkeiten
in der Oberfläche
verzerren das projizierte Gitternetz. Um die Größe einer Unregelmäßigkeit
zu quantifizieren ist vorgesehen, eine Schablone oder ein Lineal
zu verwenden und manuell die Entfernung zwischen den äußersten
Stellen der Verzerrung des projizierten Gitternetzes zu vermessen.
Diese Vorgehensweise ist umständlich.
Außerdem
ist die Größe des Schadens
schwer in einer nachvollziehbaren Art und Weise dokumentierbar.
Zur Verwendung während der
Reparatur eines Schadens der Oberfläche ist eine solche Leuchte
nicht geeignet. Mit den bisher bekannten Verfahren und Vorrichtung
können
nur Teilflächen
betrachtet und analysiert werden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Einrichtung
zur Darstellung von Unregelmäßigkeiten
einer Oberfläche
bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird auf besonders überraschende
und einfache Art und Weise durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst. Im
Bereich der Linien wird Tageslicht oder Licht einer künstlichen
Lichtquelle abgeschattet und folglich ein Linienmuster auf die Oberfläche geworfen.
In Bereichen, in denen das Linienmuster verzerrt erscheint, kann
auf Unregelmäßigkeiten
geschlossen werden. Durch das Zählen
der Verzerrungen kann ein Schaden quantifiziert werden.
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Vorzugsweise
ist das Gestell frei stehend und/oder selbst tragend. Die Wandung
ist vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu einer zu überprüfenden bzw.
zu reparierenden Oberfläche
angeordnet. Das Gestell steht im Betrieb bzw. zusammengebauten Zustand
vorzugsweise auf dem Boden und weist zu diesem Zweck Lastaufnahmeelemente,
wie beispielsweise entsprechende Füße, Standplatten oder dgl.
auf.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
kann vorgesehen sein, dass die Linien der Linienanordnung regelmäßig angeordnet
sind. Unter einer regelmäßigen Anordnung
im Sinne der Erfindung wird eine äquidistante (gleichmäßig linear)
oder logarithmische Anordnung der Linien verstanden.
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Unregelmäßigkeiten
in der Oberfläche
lassen sich besonders einfach erkennen, wenn zumindest einige der
Linien der Linienanordnung parallel angeordnet sind. An Stellen,
an denen die auf die Oberfläche
projizierten Linien einer Unregelmäßigkeit aufweisen, insbesondere
eine gerade Linie nicht mehr als Gerade sondern als gekrümmte Kurve
abgebildet wird, hat die Oberfläche
eine Verformung. Je geringer der Abstand zwischen den Linien gewählt wird,
desto kleiner können
die Verformungen sein, die auf diese Art und Weise erkannt werden
können.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn die Linienanordnung als Gitterstruktur ausgebildet
ist. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit,
das Ausmaß einer
Verformung in zwei Dimensionen zu bestimmen.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass
zumindest einige Linien der Linienanordnung in einem unteren Abschnitt
geradlinig vertikal ausgerichtet sind und in ihrem oberen Bereich
gebogen ausgebildet sind. Durch diese Maßnahme kann es ausreichend
sein, Wandungen nur entlang der Längsseite eines Objekts, beziehungsweise
Fahrzeugs, vorzusehen. Wenn die Wandungen an den Längsseiten
hoch genug sind, insbesondere höher
sind als die Höhe
eines zu untersuchenden Objekts, und in ihrem oberen Bereich gebogene Linien
aufweisen, kann auch ein Linienmuster auf die Oberseite des Objekts,
insbesondere das Dach eines Fahrzeugs, abgebildet werden, so dass
auch dort Unregelmäßigkeiten
in der Oberfläche,
beispielsweise Beulen, Dellen, unsachgemäße Reparaturarbeiten (Spachtelränder) oder
unregelmäßige Lackierungen
(Blasen, Staubeinschlüsse,
Tropfenbildung), erkannt werden können.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Wandung einen Rahmen
aufweist und die Linien in der durch den Rahmen definierten Ebene
angeordnet sind. Dabei kann der Rahmen zumindest drei Rahmenschenkel
aufweisen. An den Rahmenschenkeln kann die Linienanordnung befestigt
werden. Vorzugsweise weist der Rahmen jedoch vier Rahmenschenkel
auf, durch die eine Ebene beziehungsweise Fläche definiert wird, in der
die Linienanordnung angeordnet werden kann.
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Es
kann vorgesehen sein, dass die Wandung lichtundurchlässige Streifen
aufweist, die die Linienanordnung darstellen. Durch die lichtundurchlässigen Streifen
lässt sich
eine Linienanordnung besonders einfach realisieren. Der Bereich
zwischen den lichtundurchlässigen
Streifen kann materialfrei sein.
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Eine
weitere einfache Realisierung der Linienanordnung ergibt sich, wenn
die Wandung einen Träger,
insbesondere eine Stoffbahn, Plane oder dgl., aufweist, der die
Linienanordnung aufweist. Dabei kann die Linienanordnung beispielsweise
in einer anderen Farbe eingewoben sein und somit eine andere Farbe
als der übrige
Träger
aufweisen. Dabei ist die Farbebeziehungsweise der in anderer Farbe
gestaltete Bereichlichtundurchlässig,
um die deutliche Abbildung der Linien auf der Oberfläche sicherzustellen.
Der Träger
bzw. die lichtundurchlässigen
Streifen können
durch einen als Profil ausgebildeten Rahmenschenkel gespannt werden.
Somit vermeidet man, dass durch Zugluft, Faltenbildung, etc., Unregelmäßigkeiten
im Streifenbild entstehen. Dabei kann der Träger oben und unten mit einer
eingenähten
Kunststofflippe versehen sein. Diese wird oben in einen als Profil
ausgebildeten Rahmenschenkel eingeführt, der an dem Gestell eingehängt werden
kann. Unten dient das Profil nur zum Beschweren und damit keine
Wellen entstehen. Es hängt
frei an der Stoffbahn. An diesem unteren Profil könnte auch
eine Vorrichtung angebracht werden, die es ermöglicht, die stirnseitige Wandung
bzw. den Träger
(zusammen mit dem unteren Rahmenschenkel) hochzuziehen, damit das
Auto nach vorne durchfahren kann.
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Eine
bevorzugte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass die Linienanordnung
auf den Träger
gedruckt ist.
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Besondere
Vorteile ergeben sich, wenn das Gestell zumindest drei Wandungen
aufweist. Die Größe des Gestells
ist dabei vorzugsweise so bemessen, dass ein Fahrzeug zwischen zwei
Seitenwandungen passt. Durch die Seitenwandungen werden Linien auf
die Seiten und das Dach des Fahrzeugs projiziert. Eine Stirnwandung
kann Linien auf die Motorhaube projizieren, so dass auch dort Dellen erkannt
werden können.
Die Stirnwandung ist dabei vorteilhafterweise breiter als das zu
untersuchende Fahrzeug und definiert den Abstand der Seitenwandungen.
Die Seitenwandungen sind vorzugsweise länger und höher als ein zu untersuchendes
Fahrzeug. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
kann somit der gesamte Gegenstand analysiert werden, ohne die Vorrichtung
oder den Gegenstand bewegen zu müssen.
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Bei
einer Ausführungsform
kann eine Dachwandung vorgesehen sein. Dadurch kann ein Linienmuster
auf im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Oberflächen projiziert
werden, insbesondere auf ein Dach eines Fahrzeugs. Wenn eine Dachwandung verwendet
wird, können
die Seitenteile niedriger ausgeführt
werden und müssen
die Linien der Seitenwandungen nicht in ihrem oberen Bereich gekrümmt sein.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann eine Stirnwandung vorgesehen sein, die öffenbar oder abnehmbar ist.
Dadurch kann ein Fahrzeug in der gleichen Richtung aus der Vorrichtung
fahren, wie es hinein fährt.
Es kann eine Art Durchgangsverkehr realisiert werden.
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Wenn
die Vorrichtungsteile lösbar
miteinander verbindbar sind, kann die Vorrichtung einfach demontiert
werden. Dadurch kann die Vorrichtung einfach an unterschiedlichen
Einsatzstellen aufgebaut werden. Bei Nichtgebrauch kann sie Platz
sparend aufbewahrt werden. Außerdem
lässt sich
die Vorrichtung im demontierten Zustand einfacher transportieren.
Die Vorrichtung ist vorzugsweise als Baukastensystem realisiert
und lässt
sich bei Bedarf aus ihren Einzelteilen schnell und unkompliziert
aufbauen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche
Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale
können
je einzeln für
sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante
der Erfindung verwirklicht sein.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird
nachfolgend mit Bezug zu den Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigt:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Überprüfung einer Oberfläche eines Körpers;
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2 einen
Ausschnitt einer Oberfläche,
auf die ein Linienmuster projiziert ist, wobei sich im Bereich der
Projektion eine Unregelmäßigkeit,
insbesondere eine Delle, befindet.
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In
der 1 ist eine Vorrichtung 1 gezeigt, welche
ein Gestell 2 aufweist, das im Ausführungsbeispiel drei Wandungen 3–5 aufweist.
Durch jeweils vier Rahmenschenkel 6 wird ein Rahmen für eine Wandung 3–5 realisiert,
wobei der Rahmen eine Ebene aufspannt, in der eine Linienanordnung 7 angeordnet
ist. Im Ausführungsbeispiel
besteht die Linienanordnung 7 aus einer mit Linien bedruckten
Stoffbahn. In einem unteren Bereich 9 sind die Linien 8 geradlinig
ausgebildet und verlaufen parallel zueinander. In einem oberen Bereich 10 sind
die Linien 8 gekrümmt
ausgebildet. Es ist zu erkennen, dass die Wandungen 3–5 deutlich
höher sind
als ein zu überprüfender Gegenstand 11,
der im Ausführungsbeispiel
als Fahrzeug ausgebildet ist. Durch die gekrümmten Linien 8 im
oberen Bereich 10, der deutlich höher angeordnet ist als die
oberste Begrenzung des Gegenstands 11, wird eine Linienanordnung
auf die horizontalen Oberflächen 12,
beispielsweise das Dach des Fahrzeugs, projiziert.
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Die
Wandungen 3–5 und
damit das gesamte Gestell 2 stehen auf einem Boden 13.
Zur Abstützung sind
als Standfüße ausgebildete
Lastaufnahmeelemente 14 vorgesehen.
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Die
Stirnwandung 4 ist öffenbar,
so dass das Fahrzeug in Vorwärtsfahrtrichtung
aus der Vorrichtung 1 herausfahren kann, nachdem der Schaden
an den Oberflächen
des Fahrzeugs analysiert beziehungsweise behoben wurde.
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Die
Seitenwandungen 3, 5 sind so weit voneinander
beabstandet, dass ein genügend
großer Zwischenraum
zwischen dem Fahrzeug und den Seitenwandungen 3, 5 verbleibt,
so dass sich eine Person problemlos im Bereich zwischen dem Gegenstand 11 und
den Seitenwandungen 3, 5 bewegen und dort arbeiten
kann.
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In
der 2 ist ein Ausschnitt einer Oberfläche 20 des
Gegenstands 11 gezeigt, wobei die Oberfläche 20 an
der Stelle 21 eine Delle aufweist, was dadurch erkannt
wird, dass die projizierte Linienanordnung 7' an dieser Stelle keine parallelen
geraden Linien aufweist, sondern die Linien gebogen sind.