DE19854208C2 - Kammer zur visuellen Kontrolle lackierter Substrate - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kammer zur visuellen Kon­ trolle lackierter Substrate.

Die visuelle Wirkung einer lackierten Oberfläche ergibt sich durch das Zusammenspiel verschiedener optischer Eindrücke, wie Glanz, Struktur, Farbton und Helligkeit. Zur Kontrolle des visuellen Eindrucks lackierter Oberflächen sind zahlrei­ che meßtechnische Verfahren bekannt, beispielsweise die Glanzmessung oder Helligkeitsmessung (vgl. H. Kittel, Lehr­ buch der Lacke und Beschichtungen, Band 8/1, Verlag W. A. Colomb, 1980, S. 240 ff und 252 ff, Glasurit-Handbuch Lacke und Farben, Curt R. Vincentz Verlag, München, 1984, S. 220 ff und 239 ff). Die Aussagekraft der erhaltenen Meßwerte ist je­ doch kritisch zu sehen, da die Korrelation mit dem visuellen, physiologischen Eindruck nur bedingt gegeben ist.

Um den physiologischen Eindruck einer Lackierung festzustel­ len, ist daher eine Kontrolle durch das menschliche Auge un­ verzichtbar. Dazu wird die betreffende Lackierung auf ein Prüfblech appliziert und dann dasselbe, z. B. auf dem Boden liegend, unter Laborlicht oder bei Tageslicht betrachtet. Zahlreiche unerwünschte visuelle Effekte einer Lackierung, wie Wolkenbildung, unzureichendes Deckvermögen und Spritzne­ belaufnahmevermögen, Orangehauteffekte oder Glanzschleier, sind auf diese Weise für das Auge jedoch nur unzulänglich wahrnehmbar.

Zum Prüfen von lackierten Substraten, insbesondere fertigen Automobilkarosserien, sind eine Vielzahl von Prüfräumen be­ kannt (DE 21 11 103 A, DE 34 18 317 C1, DE 36 13 137 C1 und DE 38 13 239 C2). All diesen Prüfräumen gemeinsam ist das Grundprinzip, dass Muster auf die im wesentlichen sich bewe­ gende Fahrzeugkarosserie geworfen werden, um Lackierfehler festzustellen. Auch die DE 195 34 145 A beschreibt einen der­ artigen Prüfraum. Diese Prüfräume, durch die die Kraftfahr­ zeugkarosserien kontinuierlich oder intermittierend gefördert werden, dienen in erster Linie dazu, während der Lackierung aufgetretene Fehler und/oder auch Fehler des Rohbaus, wie Dellen etc. festzustellen und möglichst frühzeitig zu behe­ ben.

Aus DE 40 41 166 A1 ist eine Kammer zu visuellen Kontrolle der lackierten Oberfläche großer Körper, wie eines LKW- Führerhauses bekannt. Dabei werden rings um das Prüfobjekt vertikal angeordnete Leuchtstofflampen angeordnet, die durch Blenden und dergleichen gleichmäßig leuchtende Flächen bil­ den, die auf der zu kontrollierenden Oberfläche gespiegelt werden. Damit werden Oberflächenfehler durch eine Verzerrung des Reflexbildes sichtbar gemacht. Nach GB 23 08 656 A wird die lackierte Fahrzeugkarosserie durch eine bogenförmige Be­ leuchtungseinrichtung mit Lichtsensoren hindurchgeführt, um Oberflächenfehler festzustellen. Durch die Beleuchtungsein­ richtung wird ein helles und ein dunkles Lichtmuster auf der lackierten Oberfläche erzeugt, das von den Sensoren erfasst und durch elektrische Datenverarbeitung ausgewertet wird. Auch mit diesen bekannten Einrichtungen ist jedoch ein Groß­ teil unerwünschter visueller Effekte einer Lackierung nur un­ zulänglich feststellbar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unerwünschte Ef­ fekte einer Lackierung umfassend und genau mit dem Auge wahr­ nehmen zu können, d. h. Effekte, die dem aufgetragenen Lack innewohnen und nicht durch Bearbeitungsfehler hervorgerufen werden.

Dies wird erfindungsgemäß mit der im Anspruch 1 gekennzeich­ neten Kammer erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteil­ hafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.

Mit der erfindungsgemäßen Kammer können beliebige Ein- oder Mehrschichtlackierungen kontrolliert werden. Sie ist jedoch insbesondere zur visuellen Kontrolle von Kraftfahrzeuglackie­ rungen geeignet, bei der im allgemeinen eine Mehrschichtlac­ kierung verwendet wird. Dabei wird auf das Blech eine katho­ dische Tauchlackschicht aufgetragen, die mit einer Spritzfül­ lerschicht beschichtet wird, auf die eine pigmentierte Farb- und/oder effektgebende Basislackschicht aufgespritzt wird, die mit einer meist eingebrannten Klarlackschicht überlac­ kiert ist.

Um eine solche Lackierung zu kontrollieren, wird sie auf eine Prüftafel aus Blech aufgetragen und die Prüftafel an dem ver­ schwenkbaren Halter der erfindungsgemäßen Kammer befestigt. Das Prüfblech kann beispielsweise eine Länge von 30 cm bis 100 cm und eine Breite von 20 cm bis 50 cm aufweisen. Dabei können mehrere Prüfbleche nebeneinander an dem Halter ange­ ordnet werden. Statt Prüfblechen können jedoch auch andere tafelförmige lackierte Substrate, wie ganze Blech- und Kunst­ stoffteile, z. B. die Außenhaut der Tür eines Kraftfahrzeuges an dem Halter befestigt werden, beispielsweise um eine Seri­ enkontrolle durchzuführen.

Die Erfindung geht also davon aus, daß im Gegensatz zum Stand der Technik einzelne Prüftafeln einer visuellen Prüfung un­ terworfen werden, um festzustellen, wie sich unterschiedliche Lacke, wie beispielsweise Basislack zu Decklack, verhalten. Hierbei werden die zu beurteilenden Substrate feststehend an­ geordnet und können nur in ihrer Neigung zum Betrachter und zu den Prüfraumleuchten variiert werden.

Hell-Dunkel-Flächen werden also zur Beurteilung nicht benö­ tigt. Auch ist nicht vorgesehen, bewegte Substrate mit Hilfe der Kammer zu beurteilen.

Die an dem verschwenkbaren Halter befestigten Prüftafeln wer­ den erfindungsgemäß mit wenigstens einer bandförmigen Licht­ quelle beleuchtet.

Wenn die Prüftafeln an dem Halter verschwenkt werden, sind bei bestimmten Schwenk- und damit Betrachtungswinkeln visuel­ le Effekte zu beobachten, die sonst nicht sichtbar sind. Wie sich herausgestellt hat, sind diese Effekte mit dem Auge aber nur bei Verwendung einer bandförmigen Lichtquelle wahrnehm­ bar, während sie mit einer punktförmigen Lichtquelle nicht auftreten.

Da diese Effekte nur bei einem ganz bestimmten Schwenkwinkel auftreten können, ist der Halter vorzugsweise stufenlos ver­ schwenkbar.

Weiterhin sind visuelle Effekte häufig nur bei einer ganz be­ stimmten Lichtstärke der bandförmigen Lichtquelle mit dem Au­ ge wahrnehmbar. Vorzugsweise ist die Lichtstärke der bandför­ migen Lichtquelle daher stufenlos einstellbar, d. h., die Lichtquelle dimmbar. Durch das Dimmen ist insbesondere auch schon eine geringe Wolkenbildung in der lackierten Substrat­ oberfläche wahrnehmbar.

Der Halter ist vorzugsweise an der vorderen Stirnwand der normalerweise rechteckigen, quaderförmigen Kammer angeordnet, während sich die wenigstens eine bandförmige Lichtquelle un­ ter der Decke befindet.

Vorzugsweise werden mehrere bandförmige Lichtquellen in un­ terschiedlichen Abständen von der vorderen Stirnwand an der Decke angeordnet. So kann eine erste bandförmige Lichtquelle in einem Abstand von z. B. 1 m bis 3 m, eine zweite bandförmi­ ge Lichtquelle in einem Abstand von z. B. 2 m bis 4 m und eine dritte bandförmige Lichtquelle in einem Abstand von z. B. 3 m bis 5 m von der vorderen Stirnwand entfernt angeordnet sein, an der sich der Halter mit den Prüftafeln befindet. Der Ab­ stand der bandförmigen Lichtquellen voneinander kann bei­ spielsweise 1 m bis 3 m betragen.

Die vordere bandförmige Lichtquelle bildet das Vordergrund­ licht in der Kammer. Mit ihr können beispielsweise dunkle Wolken in der Lackierung, insbesondere bei effektreichen Farbtönen gut wahrgenommen werden.

Die hinterste bandförmige Lichtquelle bildet ein Hintergrund­ licht und dient u. a. der Wahrnehmung von Glanzschleiern und Glanzverlusten wie von dunklen Wolken in der Lackierung der zu kontrollierenden Substratoberfläche.

Während die vordere und die hintere bandförmige Lichtquelle planparallel zur Decke angeordnet sind, kann die mittlere bandförmige Lichtquelle zumindest teilweise durch ein Band gebildet sein, das schräg an der Decke angeordnet und auf die lackierte Substratoberfläche am Halter ausgerichtet ist. Mit der mittleren bandförmigen Lichtquelle sind insbesondere hel­ le Wolken in der Lackierung visuell erfaßbar.

Die einzelnen bandförmigen Lichtquellen sind vorzugsweise einzeln dimm- sowie ein- und ausschaltbar.

Der Betrachter befindet sich normalerweise in einem Abstand von mehreren Metern von den Prüfblechen an dem Halter ent­ fernt. Damit der Betrachter den Schwenkwinkel des Halters und die Lichtstärke der bandförmigen Lichtquellen von seinem Standort aus steuern kann, ist vorzugsweise eine Fernbedie­ nung vorgesehen. Zur leichteren Reproduzierbarkeit ist eine Meßskala an der senkrechten Wand vorgesehen, um den Schwenk­ winkel anzuzeigen.

Vorzugsweise ist ferner im Bereich der rückwärtigen Stirnwand der Kammer eine rote bandförmige Lichtquelle vorgesehen, die die Lichtverhältnisse bei einem Sonnenuntergang simuliert. Mit dieser Lichtquelle ist eine extrem empfindliche Erfassung von jeglicher Art von Wolken in der Lackierung möglich.

Die bandförmigen Lichtquellen werden vorzugsweise durch meh­ rere parallele Gasentladungsleuchtstoffröhren, beispielsweise Neonröhren, gebildet. Das einen Sonnenuntergang simulierende rote Licht wird durch eine entsprechende rote Scheibe vor den Leuchtstoffröhren gebildet.

Um diffuse Lichtverhältnisse, insbesondere die Lichtverhält­ nisse bei Zwielicht zu simulieren, kann unter den Lichtquel­ len an der Decke ein helles Textilgewebe gespannt werden, das beispielsweise auf ein Rollo aufwickelbar ist. Das Textilge­ webe kann beispielsweise ein weißes Segeltuchgewebe sein.

Hierbei kann es sinnvoll sein, noch mehrere starke Lichtquel­ len hinter dem Segeltuchgewebe vorzusehen.

Um unerwünschte optische Effekte in der Lackierung zuverläs­ sig erfassen zu können, ist es ferner von Bedeutung, dass die Kammer zumindest bis in Augenhöhe des Betrachters keine hel­ len oder reflektierenden Flächen aufweist. Als besonders vor­ teilhaft hat es sich herausgestellt, die Wände der Kammer grau zu streichen, insbesondere hat sich ein schiefergrau (RAL Nr. 7015) oder die in der VDA Beleuchtungsbox verwende­ ten Farben als geeignete Farbe für die Wände der Kammer er­ wiesen. Vorzugsweise weist die Kammer auch einen grauen Bo­ den, beispielsweise Teppichboden auf. Kleinere Flächen in der Kammer können auch schwarz gehalten sein.

Mit der erfindungsgemäßen Kammer können unerwünschte visuelle Effekte in einer lackierten Substratoberfläche, insbesondere einer Fahrzeuglackierung sicher und genau wahrgenommen wer­ den, insbesondere eine Wolkenbildung, und zwar sowohl die Hell- wie die Dunkelwolkenbildung. Weiterhin ist beispiels­ weise ein unzureichendes Deckvermögen ebenso genau erfaßbar wie ein unzureichendes Spritznebelaufnahmevermögen, d. h., bei Basislacken, die durch einen ersten, elektrostatischen Auf­ trag und einen zweiten, pneumatischen Auftrag mit der Spritz­ pistole gebildet werden, eine unzureichende Aufnahme des zweiten Auftrags auf dem ersten Auftrag. Weiterhin können im Vergleich mit zwei verschiedenen Klarlacksystemen auf densel­ ben Basislack Rücklöseeffekte des Klarlacksystems auf den Ba­ sislack ermittelt werden.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeich­ nung beispielhaft näher erläutert.

Darin zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Kammer zur visuellen Lackierungskon­ trolle; und

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Halters in der Kam­ mer für die lackierten Substrate.

Gemäß Fig. 1 ist in einer Kammer 1 an der vorderen Stirnwand 2 in Augenhöhe 3 eines nicht näher dargestellten Betrachters ein Halter 4 um eine waagrechte Achse 5 verschwenkbar ange­ lenkt. An dem Halter 4 sind Prüfbleche 6 befestigt, die mit der zu kontrollierenden Lackierung, beispielsweise Fahrzeu­ glackierungen aus einem Basilack/Einbrennlack- Zweischichtsystem versehen sind.

An der Decke 7 der Kammer 1 sind mehrere voneinander beab­ standete bandförmige Lichtquellen 8 bzw. 9 vorgesehen, und dazwischen eine mittlere bandförmige Lichtquelle 10. Die bandförmigen Lichtquellen 8, 9 und 10, die parallel zur Schwenkachse 5 des Halters 4 verlaufen, bestehen jeweils aus mehreren parallelen Leuchtstoffröhren 12. Während die Leucht­ stoffröhren 12 der vorderen Lichtquelle 8 und der hinteren Lichtquelle 9 planparallel zur Decke 7 angeordnet sind, sind die Leuchtstoffröhren 12 der mittleren Lichtquelle 10 zum Teil schräg zur Decke 7 (unter einem Winkel von ca. 45°) an­ geordnet und mit einer Blende 13 versehen. Demgegenüber kön­ nen die Leuchtstoffröhren 12 der vorderen Lichtquelle 8 und der hinteren Lichtquelle 9 sowie die Leuchtstoffröhren 12 der mittleren Lichtquelle 10, die hinter den Leuchtstoffröhren 12 innerhalb der Blende 13 angeordnet sind, ihr Licht nach unten sowie nach vorne und hinten im wesentlichen unbegrenzt ab­ strahlen.

An der Rückwand 14 der Kammer 1 ist eine weitere Rotlicht ab­ strahlende bandförmige Lichtquelle 16, z. B. durch Vorsehen einer roten Scheibe 15, angeordnet, mit der ein Sonnenunter­ gang simuliert werden kann.

Der Halter 4 mit den Prüfblechen 6 ist um einen Winkel α ver­ schwenkbar, der i. a. größer als 0° und kleiner als 90°, bei­ spielsweise zwischen 25° und 75°, zur Betrachtungsrichtung 17 ist.

Wie in Fig. 1 und 2 angedeutet, ist zur Verschwenkung des Halters 4 um seine Schwenkachse 5 ein längenverstellbares Glied, und zwar ein teleskopierbares Rohr 18 vorgesehen, das einerseits bei 19 an der Vorderwand 2 und andererseits bei 20 an dem Halter 4 im Abstand von dessen Schwenkachse 5 drehbar angelenkt ist, und zwar mit zur Drehachse 5 parallelen Dreh­ achsen 19, 20.

Die Längenverstellbarkeit des teleskopierbaren Rohres 18 kann beispielsweise durch einen Elektromotor erfolgen, der eine nicht näher dargestellte Gewindespindel antreibt.

Um die Prüfbleche 6 oder das sonstige lackierte tafelförmige Substrat zu befestigen, weist der Halter 4 eine tischförmige Aufnahme 21 auf, die mit Nuten 22 versehen ist, in die die Prüfbleche 6 mit ihrer unteren Kante steckbar sind. Die obere Kante der Prüfbleche 6 wird von einem Winkelprofil 23 am Hal­ ter 4 übergriffen. Das teleskopierbare Rohr 18 ist im vorde­ ren Bereich bevorzugt unten an der Aufnahme 21 angelenkt.

Ferner ist an dem Halter 4 ein hakenförmiger Exzenter 24 vor­ gesehen, der von hinten an den Prüfblechen 6 angreift, um sie gegen den Winkel 23 zu drücken und damit zu fixieren. Der Ex­ zenter 24, der um eine zur Schwenkachse 5 des Halters 4 pa­ rallele Achse 25 am Halter 4 verschwenkbar gelagert und mit einem Handgriff 26 betätigbar ist, kann zugleich als Einrich­ tung zum Biegen der Prüfbleche 6 oder sonstigen tafelförmigen Substrate am Halter 4 dienen, deren Lackierung vom Betrachter visuell überprüft wird. Zusätzlich zu dem verschwenkbaren Halter 4 befindet sich unter ihm am Boden der Kammer 1 noch eine Aufnahme 27, um lackierte Substrate unter einem festen Winkel von 45° zur Horizontalen betrachten zu können. Hiermit kann bei Metallic-Lack der Effekt von Dunkelwolken ermittelt werden.

Claims (18)

1. Kammer zur visuellen Kontrolle lackierter Substrate mit

• - einem in Augenhöhe des Betrachters (3) angeordneten Halter (4) für das lackierte Substrat, der stufenlos um eine waagerechte Achse (5) verschwenkbar ist und
• - mindestens einer bandförmigen Lichtquelle (8, 9, 10, 16) zur Beleuchtung der lackierten Substratoberfläche, die parallel zur Schwenkachse (5) des Halters (4) an­ geordnet ist.

2. Kammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (4) an einer Stirnwand (2) der Kammer (1) und die wenigstens eine bandförmige Lichtquelle (8, 9, 10) an der Decke (7) der Kammer (1) angeordnet sind.

3. Kammer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Kammerwände (2, 14, 31) eine graue Farbe aufweisen.

4. Kammer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Lichtstärke der wenigstens einen bandförmigen Lichtquelle (5, 9, 10, 16) stufenlos ein­ stellbar ist.

5. Kammer nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die stufenlose Einstellung des Schwenkwinkels (α) des Halters (4) und/oder die Lichtstärke der wenigstens einen bandförmigen Lichtquelle (8, 9, 10, 16) vom Stand­ ort des Betrachters (3) aus betätigbar ist.

6. Kammer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die wenigstens eine bandförmige Licht­ quelle (8, 9, 10, 16) durch mehrere parallele Gasentla­ dungsleuchtstoffröhren (12) gebildet wird.

7. Kammer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, dass wenigstens eine bandförmige Lichtquel­ le (10) zum Halter (4) hin schräg angeordnet ist.

8. Kammer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, dass mindestens drei hintereinander ange­ ordnete bandförmige Lichtquellen (8, 9, 10) vorgesehen sind.

9. Kammer nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Halter (4) hin schräg angeordnete Lichtquel­ le durch die mittlere Lichtquelle (10) gebildet wird.

10. Kammer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die von dem Halter (4) am weitesten weg angeordnete bandförmige Lichtquelle (16) als rote Lichtquelle ausgebildet ist.

11. Kammer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die rote bandförmige Lichtquelle (16) an der Rückwand (14) der Kammer (1) angeordnet ist.

12. Kammer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, dass ein die wenigstens eine bandförmige Lichtquelle (8, 9, 10) abdeckbares helles Gewebe vorgese­ hen ist.

13. Kammer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rollo zum Aufwickeln des Gewebes vorgesehen ist.

14. Kammer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Substrat (6) mit seinen gegenüber­ liegenden Kanten am Halter (4) fixierbar ist.

15. Kammer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (4) zur Aufnahme der Kanten des Substrats (6) Nu­ ten (25) aufweist.

16. Kammer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Halter (4) einen Exzenter (27) zum Fixieren des Substrats (6) aufweist.

17. Kammer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (25) zugleich eine Einrichtung zum Biegen des Substrats (6) bildet.

18. Kammer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, dass zur Verschwenkung des Halters (4) um seine Schwenkachse (5) ein längenverstellbares Glied (18) vorgesehen ist, das einerseits an der Stirnwand, (2) der Kammer (1) und andererseits im Abstand von der Schwenk­ achse (5) am Halter (4) angelenkt ist.