DE2318532C3 - Anwendung des Schattenverfahrens zur kontinuierlichen optischen Kontrolle der Oberflächenqualität eines Glasbandes - Google Patents
Anwendung des Schattenverfahrens zur kontinuierlichen optischen Kontrolle der Oberflächenqualität eines GlasbandesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Anwendung des Schattenverfahrens zur kontinuierlichen optischen Kontrolle
der Oberflächenqualität eines Glasbandes.
Bei Floatglas können optische Fehler an der Oberfläche auftreten, die bei Ziehglias und bei geschliffenem
und poliertem Glas in dieser Form nicht bekannt sind. Sie sind bedingt durch die besonderen Eigenarten des
Herstellungsprozesses, bei dem das Glasband auf einer Metallbadoberfläche gebildet wird. Diese spezifischen
Fehler, die man als sehr geringfügige Wellungen der Oberfläche in bestimmten Vorzugsrichtungen ansehen
kann, sind unter der Bezeichnung »Float-Distorsion« bekannt.
Man weiß, daß derartige Fehler sowohl auf der oberen Seite als auch auf der ßadseite, d. h. auf der auf dem
Metallbad aufliegenden Glasoberfläche vorkommen können. Sie haben jeweils eine andere Ursache. Distorsionen auf der Badseite sind in der Regel auf gerichtete
Strömungen im Bad zurückzuführen, während Distorsionen auf der oberen Oberfläche in der Regel dann
auftreten, wenn die Kontaktfläche des Regelschiebers, mit dem der auf das Metallbad auffließende flüssige
Glasstrom begrenzt und reguliert wird, nicht mehr absolut eben ist, sondern infolge mechanischer, thermischer urd/oder chemischer Beanspruchungen beeinträchtigt ist. In diesem Fall werden dem Glasstrom in
seiner Längsrichtung Streifen eingeprägt, die später nich< mehr vollständig ausheilen, sondern zu den beschriebenen Fehlern führen.
Zur kontinuierlichen optischen Kontrolle der Oberflächenqualität eines Glasbandes unmittelbar im Anschluß an seine Herstellung isi es bekannt, das Glasband auf seiner gesamten Breite mit einem quer zur
Bewegungsrichtung des Gldsbandes und schräg auf das Glasband gerichteten Lichtstrahlen zu beleuchten und
die vom Glasband reflektierten Lichtstrahlen unter solchen Winkeln zu beobachten, unter denen das Glas
band wesentlich schmaler erscheint als bei Beobachtungen in normaler Richtung (vgL GB-PS 974 635). Dabei
werden allerdings die Eigenschaften beider Oberflächen erfaßt Denn bekanntlich dringt beim Eintritt der
Lichtstrahlen aus einem optisch dünneren in ein optisch dichteres Medium ein Teil der Lichtstrahlen in das optisch dichtere Medium ein, der dann an der gegenüberliegenden Grenzfläche wieder teilweise reflektiert
wird Während bei Einfallswinkeln bis etwa 60° die In
tensität des an der Rückseite des Glasbandes reflektier
ten Lichtes stark überwiegt, nimmt mit zunehmendem Einfallswinkel die Intensität des an der Vorderseite reflektierten Lichtes zu. Bei einer im Einfallswinkel von
etwa 75° ist das Reflexionsvermögen an beiden Seiten
etwa gleich groß, und oberhalb 80° überwiegt der an der Vorderseite reflektierte Anteil. Der an der Rückseite des Glasbandes reflektierte Anteil läßt sich jedoch
auch bei noch größerem Einfallswinkel nicht völlig ausschalten, so daß sich in jedem Fall die Bilder beider
Die Güte der Oberfläche läßt sich besser im Schattenbild erkennen, das eine weit entfernte Lichtquelle,
die nahezu paralleles Licht aussendet, auf einem Schirm beim Durchfallen durch die Scheibe erzeugt (vgl. Hand
buch der Werkstoffprüfung, 2. Auflage, 3. Band: Die
Prüfung nichtmetallischer Baustoffe, Berlin—Göttingen-Heidelberg 1957, S. 595). Dabei wirken die Unebenheiten wie Sammel- bzw. Zersireuungslinsen und
ergeben ein Muster heller und dunkler Streifen oder
Bei der Prüfung von durchsichtigen Bahnen, insbesondere Kunststoffbahnen ist es ferner bekannt, linear
polarisiertes Licht zur Fehlerfeststellung zu verwenden (vgl. DT-OS 2 043 876). Die Fehlerstellen verändern
nämlich die Polarisationsrichtung des Lichtes, so daß sie sich mit Hilfe von auf jeder Seite der Bahn angeordneten Polarisationsfiltern feststellen lassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die optische Kontrolle von Floatglas so zu verbessern, daß die
optische Qualität einer oder beider Oberflächen erfaßt werden kann, um rasch sichere Aussagen über die Ursachen des Fehlers machen zu können. Auf diese Weise
soller die Fehler noch im Fabrikationsstadium erkannt werden, damit unverzüglich die entsprechenden Maß
nahmen zur Beseitigung des Fehlers getroffen werden
können.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Anwendung des Schattenverfahrens zur kontinuierlichen optischen
Kontrolle der Oberflächenqualität eines auf seiner ge
samten Breite schräg und quer zu seiner Bewegungs
richtung beleuchteten und in reflektiertem Licht unter solchen Winkeln beobachteten Glasbandes, unter denen es wesentlich schmaler erscheint als bei einer
Beobachtung in normaler Richtung unmittelbar im An-
Schluß an seine Herstellung unter Heranziehung von
parallel zur Glasoberfläche linear polarisiertem, unter Winkeln zwischen 57 und 85° einfallendem Licht.
Dadurch wird erreicht, daß die im Schattenbild sichtbaren Aufhellungen und Verdunklungen, die die in
Längsrichtung des Glasbandes verlaufenden Streifen räumlich zusammengedrängt und deshalb kontrastrei
eher wiedergeben, nur die Oberflächenqualität der beleuchteten Seite des Glasbandes anzeigen.
Aus den Fresnelschen Reflexionsformeln ergibt sich
nämlich, daß bei Verwendung von parallel zur Glasebene linear polarisiertem Licht ein größerer Anteil des
Lichtes an der Eintrittsfläche reflektiert wird. Bei den angegebenen Einfallswinkeln trifft darüber hinaus der
in das Glas eingedrungene Lichtanteil die Grenzfläche
s.tets unter einem Winkel der größer oder gleich dem Totalrefiektionswinkel ist. so daß infolgedessen allenfalls
ein !deiner Bruchteil des Lichtes wieder aus der Eintrittsfläche austritt Auf diese Weise trägt also die
der Lichtquelle abgewandte Oberfläche des Glasbandes nur unwesentlich zur Abbildung bei
Es besteht deshalb die Möglichkeit, die Oberseite und die Unterseite des Glasbildes gleichzeitig durch
getrennte Einrichtungen zu beleuchten, wobei die beiden Bildschirme des Glasbandes angeordnet sind, so
daß sie gleichzeitig überwacht werden können. Dadurcb kann man sofort erkennen, auf welcher Oberfläche
sich die festgestellten Fehler befinden.
Ferner kann das Schattenbild durch Lichtmeßeinrichtungen, insbesondere durch eine sich quer über das
Schattenbild erstreckende Reihe von lichtelektrischen Wandlern, wie Fotowiderständen, Fototransistoren
od. dgl. erfaßt werden, die beim Oberschreiten vorgegebener
Grenzwerte ein Signal geben.
Das Verfahren nach der Erfindung wird nachfolgend an Hand zweier in den Abbildungen dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert Von den Abbildungen zeigt
F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, mit dem die obere Oberfläche erfaßt und
F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel, mit dem die beiden
Oberflächen getrennt erfaßt werden.
Das im Querschnitt dargestellte Glasband 1 wird nach seiner Herstellung im Floatbad auf Transportroilen
2, die in seitlichen Stützen 3 gelagert sind, durch eine Kühlstrecke zu der Schneidstation transportiert.
Dort wird das kontinuierliche Glasband 1 in große Glastafeln unterteilt Die Breite des Glasbandes 1
schwankt je nach der Dicke des Glasbandes zwischen 2,5 und 3,5 m.
Vor der Schneidstation wird an geeigneter Stelle die Kontrolle des Glasbandes nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren vorgenommen. Mit Hilfe einer Beleuchtungseinrichtung 4 wird das Glasband 1 auf seiner ganzen
Breite unter einem spitzen Winkel bestrahlt Die Beleuchtungseinrichtung 4 ist eine OuecksilBerhochdrucklampe
mit kleinem BTennfleck. Der öffnungswinkel des Gehäuses ist so-eingestelh, daß gerade die gesamte
Breite des Glasbandes 1 erfaßt wird. Der Einfallswinkel au der Achse des Lichtbündels zur Oberfläche
des Glasbandes beträgt etwa 80°, die Einfallswinkel λι und «3 an den Kanten 83 bzw. 72°. Vor der Beleuchtungseinrichtung
4 ist ein Polarisationsfilter 6 angeordnet durch das die Lichtstrahlen senkrecht zur Einfallsebene,
d. h. parallel zur Glasoberfläche, linear polarisiert
werden.
Im Strahlengang des reflektierten Lichtes ist der Bildschirm 5 in etwa senkrechter oder leicht auf das
Glasband zu geneigter Stellung angeordnet. Das Schattenbild des Glasbandes wird auf eine Breite von etwa
1 m zusammengedrückt wodurch die Fehler starker hervortreten, und außerdem die gesamte Glasbandbreite
bequem von einer einzigen Person überblickt werden kann.
Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform des neuen Verfahrens wird das Glasband 10 auf seiner
Oberseite von der Beleuchtungseinrichtung 14 und auf seiner Unterseite von der Beleuchtungseinrichtung 24
bestrahlt Auf der gegenüberliegenden Seite des Glasbandes sind die Bildschirme 15 und 25 angeordnet. Die
Einrichtungen 14, 15 und 24, 25 sind symmetrisch zur Ebene des Glasbandes 10 angeordnet. Infolgedessen
können die beiden Bildschirme 15 und 25 von ein und derselben Person überwacht werden. Vor den Beleuchtungseinrichtungen
14 und 24 ist jeweils ein Polarisationsfilter 16 bzw. 26 angeordnet, das dafür sorgt, daß
die Lichtstrahlenbündel senkrecht zur Einfallsebene, d. h. parallel zur Glasoberfläche, linear polarisiert sind.
Auf diese Weise entsteht auf dem Bildschirm 15 ein Schattenbild, das im wesentlichen die Oberflächenstruktur
der oberen Oberfläche des Glasbandes wiedergibt, während das Schattenbild auf dem Bildschirm 25
die Oberflächenstruktur der unteren Oberfläche des Glasbandes wiedergibt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Anwendung des Schattenverfahrens zur kontinuierlichen optischen Kontrolle der Oberflächenquafität eines auf seiner gesamten Breite schräg und
quer zu seiner Bewegungsrichtung beleuchteten und in reflektiertem Licht unter solchen Winkeln
beobachteten Glasbandes, unter denen es wesentlich schmaler erscheint als bei einer Beobachtung in
normaler Richtung unmittelbar im Anschluß an seine Herstellung unter Heranziehung von parallel zur
Glasoberfläche linear polarisiertem, unter Winkeln zwischen 57 und 85° einfallendem Licht
2. Anwendung nach Anspruch 1, bei der die Oberseite und die Unterseite des Glasbandes gleichzeitig
durch getrennte Einrichtungen beleuchtet werden, wobei die beiden Bildschirme auf derselben Seite
des Glasbandes angeordne· sind, so daß sie gleichzeitig überwacht werden können.
3. Anwendung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der das Schattenbild durch Lichtmeßeinrichtungen insbesondere durch eine sich quer über das
Schattenbild erstreckende Reihe von lichtelektrischen Wandlern, wie Fotowiderständen, Fototransistoren od. dgl. erfaßt wird, die beim Überschreiten
vorgegebener Grenzwerte ein Signal geben.
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Family Applications (1)
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-
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Also Published As
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