AT515523B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Charakterisierung von Spannungen in einem flächigen, transparenten Gegenstand - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Charakterisierung von Spannungen in einem flächigen, transparenten Gegenstand (2), insbesondere in einer Glasscheibe wie einer Flachglasscheibe, wobei eine Änderung einer Polarisation eines den transparenten Gegenstand (2) durchdringenden Lichtes gemessen wird, wobei das Licht von zumindest einer flächigen Lichtquelle (3) abgestrahlt wird, wobei die Lichtquelle (3) vom transparenten Gegenstand (2) beabstandet ortsfest angeordnet wird, wobei das den transparenten Gegenstand (2) durchdringende Licht von zumindest einer Erfassungseinheit (4) erfasst wird, wobei die Erfassungseinheit (4) in zumindest zwei Achsen ortsfest fixiert wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass beim Erfassen eine gesamte Fläche des transparenten Gegenstandes (2) in einem Schritt aufgenommen und in weiterer Folge dargestellt wird. Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung (1) zur Charakterisierung von Spannungen in einem flächigen, transparenten Gegenstand (2), insbesondere in einer Glasscheibe wie einer Flachglasscheibe, mit welcher eine Änderung einer Polarisation eines den transparenten Gegenstand (2) durchdringenden Lichtes messbar ist. Erfindungsgemäß ist mindestens eine flächige Lichtquelle (3) vorgesehen, welche das Licht abstrahlt, und eine Transporteinrichtung (7) vorgesehen ist, in welcher der transparente Gegenstand (2) an der Lichtquelle (3) vorbeiführbar positioniert ist, wobei die Lichtquelle (3) ortsfest und von der Transporteinrichtung (7) beabstandet angeordnet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (1).

Description

Beschreibung

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR CHARAKTERISIERUNG VON SPANNUNGEN INEINEM FLÄCHIGEN, TRANSPARENTEN GEGENSTAND

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Charakterisierung von Spannungen in einemflächigen, transparenten Gegenstand, insbesondere in einer Glasscheibe wie einer Flachglas¬scheibe, wobei eine Änderung einer Polarisation eines den transparenten Gegenstand durch¬dringenden Lichtes gemessen wird, wobei das den transparenten Gegenstand durchdringendeLicht von zumindest einer Erfassungseinheit erfasst wird, wobei die Erfassungseinheit in zumin¬dest zwei Achsen ortsfest fixiert wird.

[0002] Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Charakterisierung von Spannungen ineinem flächigen, transparenten Gegenstand, insbesondere in einer Glasscheibe wie einerFlachglasscheibe, mit welcher eine Änderung einer Polarisation eines den transparenten Ge¬genstand durchdringenden Lichtes messbar ist.

[0003] Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verwendung einer Vorrichtung der vorstehendgenannten Art.

[0004] Gegenstände aus Glas wie Glasscheiben aus nicht vorgespanntem Flachglas odervorgespannte oder teilvorgespannte Einscheiben-Sicherheitsgläser sind oftmals besondersgroßflächig ausgebildet und werden unter anderem im Fassadenbau als Fensterscheiben oderals Komponenten im Automobilbau genutzt. Aufgrund dieser Nutzungen wird von einem trans¬parenten Gegenstand vor allem eine hohe Bruchfestigkeit gefordert, weil bei einer Zerstörungeines so verbauten Gegenstandes eine Sicherheit von Personen gefährdet sein kann.

[0005] Bei einer Fertigung einer großflächigen Glasscheibe wird diese häufig thermisch oderchemisch behandelt, um gewünschte mechanische Eigenschaften einzustellen. Die so erzeug¬ten Spannungen müssen eine bestimmte Charakteristik aufweisen und flächig homogen sein.Die Fertigung und die thermische Behandlung können jedoch zur Folge haben, dass in derGlasscheibe, beispielsweise einer Flachglasscheibe, mechanische Schwachstellen oder Verän¬derungen der Materialstruktur auftreten. Bei diesen auftretenden Fehlern kann es sich bei¬spielsweise um Schwärzungen, Verbrennungen, Einfallsstellen, Trübungen oder Einschlüssehandeln, welche eine Bruchwahrscheinlichkeit der Glasscheibe erhöhen. Daher sollte auf me¬chanische Schwachstellen hin untersucht und eine Bruchgefahr charakterisiert werden, um dieGlasscheiben für eine Verwendung als geeignet einstufen zu können.

[0006] Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Methoden zur Untersuchung einestransparenten Gegenstandes wie einer Glasscheibe bekannt. Prinzipiell wird dabei zwischenmechanischen und optischen Messverfahren unterschieden. Mechanische Verfahren wie Belas¬tungstests haben den Nachteil, dass diese den transparenten Gegenstand zerstören. Daherkönnen solche Verfahren nur stichprobenweise angewendet werden.

[0007] Soll in einer Produktcharge jeder transparente Gegenstand untersucht, aber auch erhal¬ten bleiben, bieten sich optische Verfahren zur Charakterisierung von Spannungen an. OptischeCharakterisierungsverfahren werden häufig auch bei einer Untersuchung von Glasscheibenangewendet. Dabei wird der bekannte fotoelastische Effekt ausgenutzt. Dieser ist Grundlagedafür, dass sich die Polarisation von polarisiertem Licht beim Durchgang durch einen transpa¬renten Gegenstand wie einer Glasscheibe ändert, wenn dieser mechanische Spannungenaufweist. In der DE 103 10 837 A1 sind beispielsweise ein Verfahren und eine Vorrichtung zurautomatischen und kontaktlosen Messung einer Spannungsdoppelbrechung an transparentenKörpern offenbart, wobei linear polarisiertes Licht durch Spannungen im Körper elliptisch polari¬siert wird.

[0008] Bei einer bekannten optischen Untersuchungsmethode zur Untersuchung einer Glas¬scheibe wird die interne Glasspannung an einem einzelnen Messpunkt gemessen. Dabei wirddie Glasscheibe von einem Laserstrahl angestrahlt und ein von der Glasscheibe reflektiertes

Streulicht gemessen. Eine Vorrichtung hierfür ist allgemein unter Scattered Light Polariscope(SCALP) bekannt und z. B. in der US 3,790,285 A offenbart. Nachteilig dabei ist zu sehen, dassjeder Punkt einer zu untersuchenden Glasscheibe einzeln vermessen werden muss. Soll einegroßflächige Glasscheibe wie beispielsweise ein Einscheiben-Sicherheitsglas auf Spannungencharakterisiert werden, ist dazu ein entsprechender, zumeist nicht akzeptabler Zeitaufwandnotwendig, insbesondere in der laufenden Produktion.

[0009] Bei anderen bekannten Verfahren zur Charakterisierung von Spannungen in einer Glas¬scheibe wird eine Vorrichtung verwendet, welche an der Glasscheibe befestigt wird. Üblicher¬weise wird eine Glasscheibe untersucht, welche schon verbaut ist. Eine solche Vorrichtung miteinem entsprechenden Verfahren ist beispielsweise in der WO 94/08229 A1 offenbart. Wenn¬gleich mit einem derartigen Verfahren auch Glasscheiben im Produktionsprozess untersuchbarsein sollen, ist eine Effizienz zur raschen, großflächigen Untersuchung von Glasscheiben limi¬tiert.

[0010] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mitwelchem es möglich ist, einen transparenten Gegenstand mit großen Abmessungen in mög¬lichst wenigen Schritten zu untersuchen, und welches die Möglichkeit einer sofortigen Visuali-sierbarkeit der Messung bietet.

[0011] Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Artanzugeben, mit welcher es möglich ist, einen großflächigen transparenten Gegenstand direktnach dessen Produktion in einfacher Art und Weise zu untersuchen, und mit welcher eine Mög¬lichkeit einer visuellen Charakterisierung von Spannungen in diesem gegeben ist.

[0012] Weiter ist es Aufgabe der Erfindung, eine Verwendung einer solchen Vorrichtung anzu¬geben.

[0013] Die erste Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Verfahren dereingangs genannten Art beim Erfassen eine gesamte Fläche des transparenten Gegenstandesin einem Schritt aufgenommen und in weiterer Folge dargestellt wird.

[0014] Ein mit der Erfindung erzielter Vorteil ist insbesondere darin zu sehen, dass durch dieflächige Lichtquelle ein großer Teil des transparenten Gegenstandes beleuchtet und in weitererFolge untersucht werden kann. Eine flächige Lichtquelle ist aus dem Stand der Technik bekanntund zeichnet sich dadurch aus, dass ein von dieser abgestrahltes Licht diffus und möglichsthomogen ist. Um eine flächige Lichtquelle zu erzeugen, kann z. B. Licht aus mehreren punkt¬förmigen Lichtquellen gleichmäßig über eine Fläche verteilt werden, beispielsweise mit einemLichtleiter. Aus diesem Grund eignet sich eine flächige Lichtquelle besonders gut, einen flächi¬gen transparenten Gegenstand großflächig zu untersuchen, da der transparente Gegenstandgleichmäßig durchleuchtet werden kann. Als flächige Lichtquelle kann z. B. ein LCD-Bildschirmoder eine LED-Panel eingesetzt werden. Die einzelnen LEDs eines LED-Panels sollen dabei soangeordnet sein, dass das von diesen abgestrahlte Licht über das gesamte LED-Panel homo¬gen verteilt ist. Neben flächigen Lichtquellen sind Punktlichtquellen und Zeilenlichtquellen ausdem Stand der Technik bekannt. Erfindungsgemäß kann auch eine Anordnung vorgesehensein, welche zusätzlich zur flächigen Lichtquelle eine Zeilenlichtquelle umfasst. Änderungeneiner Polarisation von Licht, welches einen transparenten Gegenstand großflächig homogendurchleuchtet, können mit entsprechenden Mitteln sofort sichtbar gemacht werden. Durch diebeabstandete Anordnung von der Lichtquelle und dem transparenten Gegenstand ist eineberührungslose Messung möglich, sodass das Verfahren ohne Weiteres in einem laufendenProduktionsprozess angewendet werden kann.

[0015] Es ist von Vorteil, wenn die zumindest eine Lichtquelle sich über eine Höhe des transpa¬renten Gegenstandes erstreckend angeordnet wird. Dadurch ist sichergestellt, dass weder dieLichtquelle noch der transparente Gegenstand bei einem Charakterisierungsprozess vertikalbewegt werden müssen. Dies ermöglicht es, den zu untersuchenden Gegenstand kontinuierlichan der Lichtquelle vorbeizuführen und damit eine gesamte Fläche desselben in kurzer Zeit zuuntersuchen. Es können auch mehrere Lichtquellen vorgesehen sein, welche vertikal versetzt zueinander angeordnet werden, sodass diese sich über eine gesamte Höhe des transparentenGegenstandes erstrecken. Vorteilhaft kann weiter vorgesehen sein, dass diese auch horizontalversetzt zueinander angeordnet werden, um beim Charakterisierungsprozess mit einer be¬stimmten Anzahl an Lichtquellen eine gesamte Fläche des transparenten Gegenstandes zudurchleuchten.

[0016] Es ist weiter vorgesehen, dass das den transparenten Gegenstand durchdringende Lichtvon zumindest einer Erfassungseinheit erfasst wird, wobei die Erfassungseinheit in zumindestzwei Achsen ortsfest fixiert wird. Bei der Erfassungseinheit kann es sich um eine Kamera han¬deln, es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass menschliche Augen die Erfassungseinheitwiedergeben. Optional kann vorgesehen sein, dass die Erfassungseinheit entlang deren opti¬scher Achse bewegbar ist, um einen Abstand zwischen Erfassungseinheit und Lichtquelleverändern zu können. Die Erfassungseinheit erfasst vorzugsweise den gesamten durchleuchte¬ten Bereich des transparenten Gegenstandes. Infolgedessen und in Kombination mit der flächi¬gen Lichtquelle kann dieser Bereich auch sofort visuell dargestellt werden. Das den transparen¬ten Gegenstand durchdringende Licht wird abhängig von Spannungen in diesem unterschied¬lich polarisiert, was erfasst und dargestellt werden kann. Licht, welches von einer flächigenLichtquelle abgestrahlt wird, kann mit einem zweidimensionalen Sensor wie einer Flächenkame¬ra erfasst werden.

[0017] Es hat sich bewährt, dass von der Erfassungseinheit erfasste Daten automatisiert aus¬gewertet werden, um den transparenten Gegenstand zu klassifizieren bzw. allenfalls mit hoherBruchgefahr behaftete Gegenstände bei der Qualitätssicherung auszuscheiden. Vorgesehenkann weiter sein, dass ein gesamter Prozess automatisiert durchgeführt wird. Dabei wird zwi¬schen zwei Prozessdurchführungen unterschieden. Zum einen ist es möglich, einen Prozess insitu durchzuführen, d. h. eine Untersuchung des transparenten Gegenstandes wird in einemGroßlabor durchgeführt, welches Teil eines Betriebes sein kann. Zum anderen kann ein Pro¬zess in line durchgeführt werden. Dabei wird der transparente Gegenstand direkt nach dessenFertigung untersucht.

[0018] Da beim Erfassen eine gesamte Fläche des transparenten Gegenstandes in einemSchritt aufgenommen und in weiterer Folge dargestellt wird, kann ein Auswerteprozess einesCharakterisierungsverfahrens merklich verkürzt werden, da ein Ergebnis mit einer entsprechen¬den optischen Vorrichtung instantan sichtbar wird.

[0019] Mit Vorteil ist vorgesehen, dass von der Lichtquelle zirkular polarisiertes Licht abge¬strahlt wird. Dadurch ist kein zusätzlicher Polarisator notwendig. Beispielsweise kann ein3-D-LCD-Bildschirm mit geeigneter Filtertechnik zirkular polarisiertes Licht abstrahlen. Ein weitererVorteil von zirkular polarisiertem Licht ist die Rotationsinvarianz des transparenten Gegenstan¬des bei diesem Licht, da sich zirkular polarisiertes Licht an keiner Hauptachse des transparen¬ten Gegenstandes ausrichtet. Somit ist der Analyseprozess unabhängig von einer Position destransparenten Gegenstandes, was das Verfahren vereinfacht. Eine exakte Positionierung deszu untersuchenden transparenten Gegenstandes ist in diesem Fall nicht erforderlich. Vielmehrkann dieser in beliebiger Lage an einer Vorrichtung vorbeigeführt werden, wenn eine Untersu¬chung im laufenden Betrieb gewünscht ist.

[0020] Es ist nicht zwingend, kann jedoch vorgesehen sein, dass das Licht der Lichtquelle voneinem Polarisator vorzugsweise zirkular polarisiert wird, wobei der Polarisator zwischen derLichtquelle und dem transparenten Gegenstand positioniert wird. Falls die Lichtquelle nichtzirkular polarisiertes Licht abstrahlt, ist es zweckmäßig, dass ein Polarisator das Licht zirkularpolarisiert, da eine Charakterisierung von Spannungen in einem transparenten Gegenstand mitzirkular polarisiertem Licht rotationsinvariant möglich ist. Stellt z. B. eine LED-Zeile die Licht¬quelle dar, ist diese außenseitig mit einer zirkularen Polarisationsfolie bzw. einer linearen Pola¬risationsfolie und einer Verzögerungsfolie ausgestattet, welche gegebenenfalls miteinanderverbunden sind.

[0021] Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass das vom transparenten Gegenstand austretendeLicht mithilfe eines Analysators analysiert wird, wobei der Analysator zwischen dem transparen- ten Gegenstand und der Erfassungseinheit positioniert wird. Der Analysator kann dabei direktan der Erfassungseinheit positioniert sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Person,welche den transparenten Gegenstand beobachtet, eine Analysatorbrille trägt, um spannungs¬abhängige Eigenschaften der Glasscheibe direkt beobachten zu können. Der gesamte Charak¬terisierungsprozess eines transparenten Gegenstandes kann dann gleichzeitig mit der Messungauch visuell mitverfolgt werden.

[0022] Zweckmäßig ist es, wenn der transparente Gegenstand in einer Transporteinrichtungvorzugsweise stehend positioniert wird, um einen Untersuchungsprozess zu erleichtern undplatzsparend agieren zu können.

[0023] Vorteilhaft ist es, wenn der transparente Gegenstand mit der Transporteinrichtung wäh¬rend der Messung senkrecht zur Lichtquelle bewegt wird bzw. senkrecht zu deren Abstrahlrich¬tung vorbeibewegt wird. Während des Analyseprozesses sind einzelne Teile der Transportein¬richtung zum Vorschub des Gegenstandes und der in dieser positionierte transparente Gegen¬stand die einzigen Teile, welche bewegt werden. Diese Anordnung hat den Vorteil einer ra¬schen Messung, weil der zu untersuchende transparente Gegenstand durch Vorbeiführen ander Messeinrichtung in kurzer Zeit vollflächig erfasst wird. Hierfür ist eine Vorschubgeschwin¬digkeit des Gegenstandes an eine Erstreckung und Aufnahmekapazität der Kamera angepasst,sofern eine solche vorgesehen ist. Es werden so viele Bilder von der Kamera aufgenommen,dass der bewegte Gegenstand durch Überlagerung einzelner Bilder zur Gänze erfassbar ist.

[0024] Es hat sich bewährt, dass der transparente Gegenstand unmittelbar nach einer Herstel¬lung desselben in der Transporteinrichtung positioniert wird, wonach der transparente Gegen¬stand untersucht wird. Dadurch ist es möglich, eine Qualität eines transparenten Gegenstandeszu prüfen, bevor dieser weiterverwendet wird. Gegebenenfalls kann ein transparenter Gegen¬stand, welcher vorgegebenen Prüfungskriterien nicht entspricht, zu einem frühen Zeitpunktausgeschieden werden, sodass spätere Schadensfälle vermeidbar sind.

[0025] Bevorzugt wird der transparente Gegenstand mit einem Fördermittel geneigt, vorzugs¬weise bis zu 20° geneigt, transportiert. Der transparente Gegenstand kann dann trotz großflä¬chiger Ausbildung in einfacher Weise an der Messeinrichtung vorbeigeführt werden.

[0026] Insbesondere kann der transparente Gegenstand mit bodenseitigen Rollkörpern in derTransporteinrichtung bewegt werden, wobei der transparente Gegenstand mit zumindest einerZeile von Förderkörpern geführt wird. Wird der transparente Gegenstand in geneigter Positiondurch die Transporteinrichtung geführt, ist ein unterstützendes Mittel zur Führung des transpa¬renten Gegenstandes erforderlich. Hierfür ist grundsätzlich eine einzige Zeile mit Förderkörpernausreichend, die am oberen Ende den Gegenstand führt. Vor allem bei besonders großen zuuntersuchenden Gegenständen wird diese aber mit mehreren Zeilen von Förderkörpern geführt,um stabile Verhältnisse während einer Messung sicherstellen zu können.

[0027] Die zweite Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einer Vorrichtungder eingangs genannten Art mindestens eine flächige Lichtquelle vorgesehen ist, welche dasLicht abstrahlt, und eine Transporteinrichtung vorgesehen ist, in welcher der transparente Ge¬genstand an der Lichtquelle vorbeiführbar positioniert ist, wobei die Lichtquelle ortsfest und vonder Transporteinrichtung beabstandet angeordnet ist.

[0028] Die flächige Lichtquelle gewährleistet, dass ein transparenter Gegenstand großflächiguntersucht werden kann. Das Licht einer flächigen Lichtquelle ist diffus und möglichst homogenund beispielsweise aus Licht mehrerer punktförmiger Lichtquellen erzeugbar, welche möglichstgleichmäßig über eine Fläche verteilt sind. Die zumindest eine flächige Lichtquelle erstreckt sichdabei vorzugsweise über eine gesamte Höhe des transparenten Gegenstandes. Gegebenen¬falls können auch mehrere Lichtquellen vorgesehen sein, welche versetzt zueinander angeord¬net sind, um eine gesamte Fläche des transparenten Gegenstandes zu durchleuchten, ohnedass die Lichtquelle oder der transparente Gegenstand vertikal bewegt werden muss. Dertransparente Gegenstand wird in der Transporteinrichtung positioniert, bevor dieser weiterver¬arbeitet wird, um den transparenten Gegenstand gegebenenfalls vor dessen weiterer Verwen- dung auszuscheiden, wenn vorgegebene Qualitätsmerkmale nicht erreicht werden. Die Licht¬quelle ist von der Transporteinrichtung beabstandet angeordnet, um Bildfehler zu vermeidenoder zumindest zu verringern und eine berührungslose Messung zu gewährleisten. Die Trans¬porteinrichtung führt dabei den transparenten Gegenstand horizontal an der Lichtquelle vorbei.

[0029] Günstig ist es, wenn der transparente Gegenstand eine Höhe aufweist und sich dieLichtquelle über die Höhe erstreckt, um sicherzustellen, dass eine gesamte Fläche des transpa¬renten Gegenstandes untersuchbar ist, ohne eine vertikale Position der Lichtquelle oder destransparenten Gegenstandes verändern zu müssen. Es können auch mehrere Lichtquellenvorgesehen sein, welche so angeordnet sind, dass sich diese wiederum über die gesamte Höhedes transparenten Gegenstandes erstrecken.

[0030] Es ist von Vorteil, wenn der transparente Gegenstand stehend in der Transporteinrich¬tung positionierbar und zumindest an einem oberen Ende an der Transporteinrichtung anlegbarist. Diese Anordnung gewährleistet ein platzsparendes Untersuchen des transparenten Gegen¬standes.

[0031] Zweckmäßig ist es, wenn der transparente Gegenstand mit der Transporteinrichtungsenkrecht zur Lichtquelle bewegbar ist. Es können mehrere transparente Gegenstände in einerkurzen Zeit hintereinander in der Transporteinrichtung positioniert sein und in weiterer Folgecharakterisiert werden. Zur Bewegung sind entsprechende Fördermittel vorgesehen.

[0032] Es kann auch eine Erfassungseinheit vorgesehen sein, welche das Licht erfasst, wobeiein Abstand zwischen der Lichtquelle und der Erfassungseinheit variabel einstellbar ist. Bei derErfassungseinheit kann es sich z. B. um eine Kamera handeln oder auch um menschlicheAugen. Bei einem variabel einstellbaren Abstand zwischen Lichtquelle und Erfassungseinheit istes möglich, die Vorrichtung auf verschiedene Abmessungen transparenter Gegenstände einzu¬stellen. Dabei ist die Erfassungseinheit entlang deren optischer Achse bewegbar und in denanderen Achsen ortsfest gelagert.

[0033] Es hat sich bewährt, dass zwischen dem transparenten Gegenstand und der Erfas¬sungseinheit ein Analysator und zwischen der Lichtquelle und dem transparenten Gegenstandoptional ein Polarisator angeordnet ist. Wenn von der Lichtquelle zirkular polarisiertes Lichtabgestrahlt wird, ist es nicht notwendig, einen Polarisator anzuordnen. Zirkular polarisiertesLicht richtet sich an keiner der Hauptachsen des transparenten Gegenstandes aus, sodass eskeine Rolle spielt, wie der transparente Gegenstand in der Transporteinrichtung positioniert ist.Einzig ein Winkel zwischen dem transparenten Gegenstand, der Lichtquelle und der Erfas¬sungseinheit sollte unverändert bleiben, da eine Verkippung des transparenten GegenstandesEinfluss auf eine Spannungsmessung hat. Wird der transparente Gegenstand sowie das dentransparenten Gegenstand durchdringende Licht visuell erfasst, ist es möglich, dass die Person,welche den transparenten Gegenstand und das Licht erfasst, eine Analysatorbrille trägt.Dadurch sind Spannungen im transparenten Gegenstand für ein Bedienpersonal mitverfolgbar.

[0034] Zum Transport des transparenten Gegenstandes können Fördermittel vorgesehen sein,die sich zum geneigten Transport, vorzugsweise bis zu 20° geneigten Transport, des transpa¬renten Gegenstandes eignen und entsprechend ausgebildet sind. Hierfür kann die Trans¬porteinrichtung insbesondere bodenseitige Rollkörper und zumindest eine darüber angeordneteZeile von Förderkörpern zur Führung des transparenten Gegenstandes umfassen. Der zu un¬tersuchende Gegenstand wird dann durch die aktiv angetriebenen bodenseitigen Rollkörpervorwärts bewegt und gleichzeitig durch die zumindest eine darüber angeordnete Zeile mit För¬derkörpern unterstützt. Die Förderkörper können ebenfalls angetrieben werden, sind jedochbevorzugt einer einfachen Ausbildung wegen passiv, also nicht aktiv angetrieben und als Bürs¬ten ausgeführt.

[0035] Eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt bei einer großflächigenAnalyse von Spannungen in einer Glasscheibe.

[0036] Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus dem nach¬folgend dargestellten Ausführungsbeispiel. In den Zeichnungen, auf welche dabei Bezug ge- nommen wird, zeigen: [0037] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Draufsicht; [0038] Fig. 2 Teile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer stirnseitigen Ansicht; [0039] Fig. 3 eine Transporteinrichtung in stirnseitiger Ansicht; [0040] Fig. 4 die Transporteinrichtung gemäß Fig. 3 in einer Seitenansicht.

[0041] Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1. Die Vorrichtung 1 dient dazu, eineÄnderung einer Polarisation eines einen transparenten Gegenstand 2 durchdringenden Lichteszu messen und dadurch Spannung im transparenten Gegenstand 2 zu charakterisieren. Beimtransparenten Gegenstand 2 kann es sich um einen großflächigen transparenten Gegenstand 2, insbesondere eine Glasscheibe, z. B. Flachglas, ein Einscheiben-Sicherheitsglas oder einVerbundglas handeln. Die Glasscheibe kann auch leicht gebogen ausgebildet sein. Außer ausGlas kann der transparente Gegenstand 2 z. B. auch aus einem transparenten Kunststoff wiePolymethylmethacrylat (PMMA) oder Polycarbonat (PC) hergestellt sein.

[0042] Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 umfasst bevorzugt eine einzige flächige Lichtquelle 3. In Fig. 1 sind zwei flächige Lichtquellen 3 dargestellt, welche den transparenten Gegenstand2 großflächig durchleuchten. Eine optische Achse der Lichtquelle 3 ist dabei optimalerweisesenkrecht zum transparenten Gegenstand 2 angeordnet. Weiter umfasst die erfindungsgemäßeVorrichtung 1 eine Transporteinrichtung 7, in welcher der transparente Gegenstand 2 stehendpositioniert ist. Der transparente Gegenstand 2 ist dabei zumindest an einem oberen Ende ander Transporteinrichtung 7 fixierbar, wobei diese senkrecht zur Lichtquelle 3 bewegbar ist. DieVorrichtung 1 umfasst des Weiteren eine Erfassungseinheit 4, welche das durch den transpa¬renten Gegenstand 2 durchdringende Licht und im transparenten Gegenstand 2 erfasst. Bevor¬zugt ist vorgesehen, dass eine Anzahl an Erfassungseinheiten 4 gleich der Anzahl der Licht¬quellen 3 ist. Eine optische Achse der Erfassungseinheit 4 ist bevorzugt senkrecht zum transpa¬renten Gegenstand 2 angeordnet. Um eine Änderung einer Polarisation eines den transparen¬ten Gegenstand 2 durchdringenden Lichtes zu messen, ist es notwendig, dass dieses vor des¬sen Durchgang durch den transparenten Gegenstand 2 polarisiert wird. Dazu ist zwischen derLichtquelle 3 und dem transparenten Gegenstand 2 ein Polarisator 5 angeordnet. Zwischendem transparenten Gegenstand 2 und der Erfassungseinheit 4 ist ein Analysator 6 angeordnet,um die Änderung der Polarisation des Lichtes quantitativ zu messen.

[0043] Sollen Spannungen in einem transparenten Gegenstand 2, insbesondere in einer Glas¬scheibe wie einer Flachglasscheibe, charakterisiert werden, ist es zweckmäßig, dass einehierfür notwendige Untersuchung vor einer Weiterverarbeitung des transparenten Gegenstan¬des 2 durchgeführt wird, um einen transparenten Gegenstand 2 auszuscheiden, welcher vorge¬gebenen Qualitätsmerkmalen nicht genügt. Dazu wird der transparente Gegenstand 2, der eineHöhe H aufweist, stehend in der Transporteinrichtung 7 positioniert und zumindest an einemoberen Ende an der Transporteinrichtung 7 angelegt. Der transparente Gegenstand 2 wirdvorzugsweise leicht geneigt in der Transporteinrichtung 7 positioniert, um diesen ohne auf¬wendige Sicherung an der Messeinrichtung vorbeiführen zu können. Ein Neigungswinkel αbeträgt in der Regel maximal 20°. Die Transporteinrichtung 7 ist hierfür entsprechend ausge¬legt. Für optimale Messbedingungen sollte das Licht der Lichtquelle 3 überwiegend senkrechtauf den transparenten Gegenstand 2 treffen. Dazu kann die Lichtquelle 3 dem Neigungswinkelα entsprechend ausgerichtet angeordnet werden, wenngleich sich bei geringen Neigungswin¬keln α zuverlässige Messergebnisse auch erreichen lassen, wenn die Neigung des transparen¬ten Gegenstandes 2 weniger als 10° beträgt.

[0044] Es ist grundsätzlich vorgesehen, dass der transparente Gegenstand 2 direkt nach des¬sen Produktion bzw. Bearbeitung in der Transporteinrichtung 7 positioniert wird. Mit der Trans¬porteinrichtung 7 kann der transparente Gegenstand 2 entlang einer Längsachse der Trans¬porteinrichtung 7 bewegt werden. Die Transporteinrichtung 7 ist zur Bewegung des transparen¬ten Gegenstandes 2 mit Fördermittel ausgebildet. Als Fördermittel können Rollen oder einFörderband eingesetzt werden, welche den transparenten Gegenstand 2 an der Messeinrich- tung vorbeiführen.

[0045] Am Untersuchungsstandort wird der transparente Gegenstand 2 von Licht angestrahltbzw. durchdrungen, welches von zumindest einer flächigen Lichtquelle 3 abgestrahlt wird. Dieflächige Lichtquelle 3 hat den Vorteil, dass durch diese ein großer Bereich des transparentenGegenstandes 2 bzw. die gesamte Fläche des transparenten Gegenstandes 2 in einem Schrittuntersucht und visuell mitverfolgt werden kann. Unter einer flächigen Lichtquelle 3 ist eineLichtquelle 3 zu verstehen, welche diffuses und homogenes Licht abstrahlt. Um eine flächigeLichtquelle 3 zu erzeugen, kann z. B. Licht aus mehreren punktförmigen Lichtquellen möglichstgleichmäßig über eine Fläche verteilt werden, beispielsweise mit einem Lichtleiter wie einerflachen Platte aus Acrylglas. Eine Ausführungsvariante der Vorrichtung 1 umfasst einen 3-D-LCD-Monitor als Lichtquelle 3. Diese Art der Lichtquelle 3 zeichnet sich insbesondere dadurchaus, dass diese zirkular polarisiertes Licht aussendet, welches homogen verteilt ist. Zirkularpolarisiertes Licht ist bezüglich einer Rotation des transparenten Gegenstandes 2 invariant, dasheißt, es spielt keine Rolle, mit welcher Seite der transparente Gegenstand 2 in der Trans¬porteinrichtung 7 positioniert wird. Eine weitere Ausführungsvariante der Vorrichtung 1 umfasstein LCD-Panel als Lichtquelle 3. Dabei wird der transparente Gegenstand 2 zeilenweise unter¬sucht. Von einem LCD-Panel abgestrahltes Licht ist unpolarisiert. Dieses muss mit dem Polari¬sator 5 polarisiert werden, welcher zwischen der Lichtquelle 3 und dem transparenten Gegen¬stand 2 positioniert ist. Vorzugsweise wird dazu eine zirkulare Polarisationsfolie bzw. eine linea¬re Polarisationsfolie und eine Verzögerungsfolie verwendet, welche gegebenenfalls miteinanderverbunden und direkt auf das LCD-Panel anbringbar sind. Um das Licht, welches aus demtransparenten Gegenstand 2 austritt bzw. eine Änderung einer Polarisation des Lichtes analy¬sieren zu können, ist es notwendig, einen Analysator 6 nach dem transparenten Gegenstand 2anzuordnen.

[0046] Für einen weiteren Charakterisierungsprozess ist es notwendig, das Licht zu erfassen,was mit der zumindest einen Erfassungseinheit 4 erfolgt. Die Erfassungseinheit 4 kann z. B.eine Kamera sein. Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, dass zusätzlich oder anstattder Erfassungseinheit 4 eine Person das durch den transparenten Gegenstand 2 durchdringen¬de Licht erfasst. Die Person trägt dabei eine Polarisationsbrille. Somit sind Spannungen imtransparenten Gegenstand 2 sofort sichtbar. Günstig ist es, wenn eine Anzahl an Erfassungs¬einheiten 4 gleich einer Anzahl an Lichtquellen 3 ist.

[0047] Erfindungsgemäß ist auch eine Anordnung denkbar, bei welcher zusätzlich zur flächigenLichtquelle 3 eine Zeilenlichtquelle vorgesehen ist, welche entweder abwechselnd oder zugleichmit der flächigen Lichtquelle in Betrieb ist. Sind zwei flächige Lichtquellen 3 vorgesehen, kanndie Zeilenlichtquelle mit Vorteil zwischen diesen angeordnet sein. Die Zeilenlichtquelle ist bei¬spielsweise durch eine LED-Zeile darstellbar und deren Licht nur mit einem Zeilensensor wieeiner Zeilenkamera erfassbar. Das Licht der LED-Zeile muss wiederum vor Eintritt in den trans¬parenten Gegenstand 2 vorzugsweise zirkular polarisiert werden. Bei einem ausschließlichenBetrieb der Zeilenlichtquelle ist die Messung nicht visuell mitverfolgbar, hat jedoch eine höhereGenauigkeit. Werden beide verschiedenen Lichtquellen gleichzeitig in Betrieb genommen, kanndie Messung visuell mitverfolgt werden und gleichzeitig mit hoher Auflösung und somit Genau¬igkeit erfolgen. Dazu ist es jedoch notwendig, dass sich das Licht beider Lichtquellen 3 nichtgegenseitig beeinflusst. Das kann beispielsweise mit einer gegenseitigen Abschirmung erfol¬gen.

[0048] Prinzipiell kann es auch möglich sein, gekrümmte bzw. gebogene transparente Gegen¬stände 2 zu untersuchen. Günstig kann es dabei sein, wenn ein Abstand zwischen dem trans¬parenten Gegenstand 2 und der Lichtquelle 3 sowie zwischen dem transparenten Gegenstand2 und der Erfassungseinheit 4 über die gesamte Fläche des transparenten Gegenstandes 2konstant ist. Weiter müssen die optische Achse der Erfassungseinheit 4 und eine optischeAchse der Lichtquelle 3 senkrecht zum transparenten Gegenstand ausgerichtet sein. Um dieseVoraussetzungen zu erfüllen, kann es notwendig sein, dass die Erfassungseinheit 4 und/oderdie Lichtquelle 3 dem transparenten Gegenstand 2 bzw. dessen Krümmung nachgeführt wer¬den müssen.

[0049] Fig. 2 zeigt Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in einer stirnseitigen Ansicht.Der transparente Gegenstand 2 weist dabei eine Höhe H auf. Zwei flächige Lichtquellen 3 sindversetzt zueinander angeordnet, um die gesamte Fläche eines transparenten Gegenstandes 2auf Spannungen zu untersuchen. Zweckmäßig ist es, dass sich die Lichtquellen 3 über diegesamte Höhe H erstrecken, um den transparenten Gegenstand 2 bei Vorbeiführen zur Gänzedurchleuchten zu können. Falls nur eine Lichtquelle 3 vorgesehen ist, wird diese so angeordnet,dass diese sich über die gesamte Höhe H des transparenten Gegenstandes 2 erstreckt. Sindzwei Lichtquellen 3 vorgesehen, wie in Fig. 2 dargestellt, werden diese bevorzugt vertikal ver¬setzt zueinander angeordnet, um eine vertikale Bewegung des transparenten Gegenstandes 2oder der Lichtquellen 3 zu vermeiden. Günstig ist es, wenn diese zugleich horizontal versetztzueinander angeordnet werden, sodass beim Charakterisierungsprozess eines großflächigentransparenten Gegenstandes 2 eine minimale Anzahl an Lichtquellen 3 notwendig ist. Bevor¬zugt ist vorgesehen, dass die Messeinrichtung abgedunkelt ist, um einen Einfluss von Umge¬bungslicht so gering wie möglich zu halten.

[0050] In Fig. 3 ist eine Transporteinrichtung 7 dargestellt, die sich insbesondere zur kontinuier¬lichen Führung des transparenten Gegenstandes 2 eignet. Die Transporteinrichtung 7 weistbodenseitig eine Reihe von Rollkörpern 71 auf, die vertikal positioniert und mit einem Antriebverbunden sind. Über der Reihe der Rollkörper 71 sind mehrere Zeilen 73 von Förderkörpern72 angeordnet. Die Förderkörper 72 dienen für den transparenten Gegenstand 2 als Führungs¬elemente und sind bevorzugt als Bürsten ausgebildet. Die Zeilen 73 der Förderkörper 72 liegenin einer Ebene, die von den Rollkörpern 71 ausgehend um den Neigungswinkel a, vorzugswei¬se maximal bis zu 10°, nach hinten geneigt sind, wie dies in Fig. 4 ersichtlich ist. Die Zeilen 73sind in einem unteren Bereich, der an die Rollkörper 71 anschließt, enger angeordnet als ineinem oberen Bereich, da im unteren Bereich ein höheres Gewicht an Förderkörpern 72 ein¬wirkt als im oberen Bereich.

[0051] Im laufenden Betrieb wird ein zu untersuchender Gegenstand 2 in der Transporteinrich¬tung 7 positioniert und durch die angetriebenen Rollkörper 71 in geneigter Anordnung an derMesseinrichtung vorbeigeführt. Durch die flächigen Lichtquellen 3 kann eine gesamte Flächedes transparenten Gegenstandes 2 in kurzer Zeit auf Spannungen geprüft werden. Um optimaleMessbedingungen zu schaffen, kann eine Aussparung in den einzelnen Zeilen 73 vorgesehensein, sodass die Zeilen 73 eine Messung nicht stören. In Fig. 3 ist die Aussparung gezeigt, inwelcher zwei vertikal versetzte Lichtquellen 3 angeordnet sind. Die Rollkörper 71 und eineoberste Zeile 73 mit Förderkörpern 72 weisen keine Aussparung auf. An diesen wird der in Fig.3 nicht dargestellte transparente Gegenstand 2 auch am Messplatz selbst geführt bzw. stabilgehalten. Alternativ wäre es denkbar, dass keine Aussparung vorgesehen ist und Störungen,welche durch die einzelnen Zeilen 73 erzeugt werden, mittels einer Software korrigierbar sind.Weiter wird die Messeinrichtung z. B. durch eine Einhausung abgedunkelt. Beim Hineinführendes transparenten Gegenstandes 1 in diese werden die Förderkörper 72 zur Seite gebogen, umein Eindringen von Licht in die Messeinrichtung während des Vorbeiführens des transparentenGegenstandes 2 zu vermeiden.

[0052] Gegenüber dem Stand der Technik bieten das erfindungsgemäße Verfahren und dieerfindungsgemäße Vorrichtung 1 somit im Besonderen den Vorteil der großflächigen Charakte¬risierung von Spannungen in einem transparenten Gegenstand 2. Dabei können Spannungeninstantan während des Charakterisierungsprozesses visualisiert werden, da der transparenteGegenstand 2 von Licht einer flächigen Lichtquelle 3 durchdrungen wird. Der gesamte Prozesskann zeitnah an einer Produktion bzw. Bearbeitung eines transparenten Gegenstandes 2durchgeführt werden und ist dadurch gegenüber dem Stand der Technik zeit- und kostenspa¬rend. Das visuelle Mitverfolgen einer Messung ist weiter dazu geeignet, Kunden bzw. Käufereines transparenten Gegenstandes 2 von dessen Qualität zu überzeugen.

Claims (20)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Charakterisierung von Spannungen in einem flächigen, transparenten Ge¬genstand (2), insbesondere in einer Glasscheibe wie einer Flachglasscheibe, wobei eineÄnderung einer Polarisation eines den transparenten Gegenstand (2) durchdringendenLichtes gemessen wird, wobei das Licht von zumindest einer flächigen Lichtquelle (3) ab¬gestrahlt wird, wobei die Lichtquelle (3) vom transparenten Gegenstand (2) beabstandetortsfest angeordnet wird, wobei das den transparenten Gegenstand (2) durchdringendeLicht von zumindest einer Erfassungseinheit (4) erfasst wird, wobei die Erfassungseinheit(4) in zumindest zwei Achsen ortsfest fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass beim Er¬fassen eine gesamte Fläche des transparenten Gegenstandes (2) in einem Schritt aufge¬nommen und in weiterer Folge dargestellt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Lichtquel¬le (3) sich über eine Höhe (H) des transparenten Gegenstandes erstreckend angeordnetwird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass von der Erfassungs¬einheit (4) erfasste Daten automatisiert ausgewertet werden, um den transparenten Ge¬genstand (2) zu klassifizieren.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass von derLichtquelle (3) zirkular polarisiertes Licht abgestrahlt wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtder Lichtquelle (3) von einem Polarisator (5) vorzugsweise zirkular polarisiert wird, wobeider Polarisator (5) zwischen der Lichtquelle (3) und dem transparenten Gegenstand (2) po¬sitioniert wird.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das vomtransparenten Gegenstand (2) austretende Licht mithilfe eines Analysators (6) analysiertwird, wobei der Analysator (6) zwischen dem transparenten Gegenstand (2) und der Erfas¬sungseinheit (4) positioniert wird.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der trans¬parente Gegenstand (2) in einer Transporteinrichtung (7) vorzugsweise stehend positioniertwird.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der transparente Gegen¬stand mit der Transporteinrichtung (7) während der Messung senkrecht zur Lichtquelle (3)bewegt wird.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der transparenteGegenstand (2) unmittelbar nach einer Herstellung desselben in der Transporteinrichtung(7) positioniert wird, wonach der transparente Gegenstand (2) untersucht wird.
10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der trans¬parente Gegenstand (2) mit einem Fördermittel geneigt, vorzugsweise bis zu 20° geneigt,transportiert wird.
11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der trans¬parente Gegenstand (2) mit bodenseitigen Rollkörpern (71) in der Transporteinrichtung (7)bewegt wird, wobei der transparente Gegenstand mit zumindest einer Zeile (73) von För¬derkörpern (72) geführt wird.
12. 12. Vorrichtung (1) zur Charakterisierung von Spannungen in einem flächigen, transparentenGegenstand (2), insbesondere in einer Glasscheibe wie einer Flachglasscheibe, mit wel¬cher eine Änderung einer Polarisation eines den transparenten Gegenstand (2) durchdrin¬genden Lichtes messbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine flächigeLichtquelle (3) vorgesehen ist, welche das Licht abstrahlt, und eine Transporteinrichtung(7) vorgesehen ist, in welcher der transparente Gegenstand (2) an der Lichtquelle (3) vor¬ beiführbar positioniert ist, wobei die Lichtquelle (3) ortsfest und von der Transporteinrich¬tung (7) beabstandet angeordnet ist.
13. 13. Vorrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der transparente Ge¬genstand (2) eine Höhe (H) aufweist und sich die Lichtquelle über die Höhe (H) erstreckt.
14. 14. Vorrichtung (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der transpa¬rente Gegenstand (2) stehend in der Transporteinrichtung (7) positionierbar und zumindestan einem oberen Ende an der Transporteinrichtung (7) anlegbar ist.
15. 15. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass dertransparente Gegenstand (2) mit der Transporteinrichtung (7) während der Messung senk¬recht zur Lichtquelle (3) bewegbar ist.
16. 16. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eineErfassungseinheit (4) vorgesehen ist, welche das Licht erfasst, wobei ein Abstand zwi¬schen der Lichtquelle (3) und der Erfassungseinheit (4) variabel einstellbar ist.
17. 17. Vorrichtung (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem trans¬parenten Gegenstand (2) und der Erfassungseinheit (4) ein Analysator (6) und zwischender Lichtquelle (3) und dem transparenten Gegenstand (2) optional ein Polarisator (5) an¬geordnet ist.
18. 18. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dassFördermittel vorgesehen sind, die zum geneigten Transport, vorzugsweise bis zu 20° ge¬neigten Transport, des transparenten Gegenstandes (2) ausgebildet sind.
19. 19. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass dieTransporteinrichtung (7) bodenseitige Rollkörper (71) und zumindest eine darüber ange¬ordnete Zeile (73) von Förderkörpern (72) zur Führung des transparenten Gegenstandes(2) umfasst.
20. 20. Verwendung einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 19 zur großflächigenAnalyse von Spannungen in einer Glasscheibe. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen