DE102004032047A1

DE102004032047A1 - Verfahren und Vorrichtungen zur Kontrolle / Prüfung von Glas bzw. durchscheinenden Materialien

Info

Publication number: DE102004032047A1
Application number: DE200410032047
Authority: DE
Inventors: Carsten Buhtz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2006-02-09

Abstract

Verfahren und dazugehörige Vorrichtung zum Prüfen von Glas dadurch gekennzeichnet, dass Glas als Lichtleiter wirkt (Totalreflexion), dass eingeleitetes Licht (Sender) an Rissen/Beschädigungen aber reflektiert wird, die Lichtstärke dadurch abnimmt und Risse/Beschädigungen durch Sichtprüfungen besser erkennbar und/oder die Veränderung der Lichtstärke durch einen Empfänger gemessen werden kann (optoelektronischer Koppler).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Glas findet Verwendung in und als Fassade, in und als Dachkonstruktion, als Lärmschutzwand, als Überkopfverglasung, als Vertikalverglasung, als absturzsichernde Verglasung und als begehbares Glas. Aus Glas werden auch lastabtragende Bauteile, wie Stützen oder Träger, hergestellt. Glas kann auch zur Aussteifung von Konstruktionen verwendet werden, z.B. Glasschwerter. Glas wird als Primärtragelement aber auch als Sekundärtragelement eingesetzt.

Damit Glas den Belastungen, z.B. Eigengewicht, Verkehrslasten, Wind und Schneebelastung nach DIN 1055, standhalten kann, darf das Glas nicht beschädigt sein. Glas ist ein sehr spröder Werkstoff, so dass Risse, Beschädigungen z.B. Abplatzungen, zum Versagen des Bauteiles und/oder der Konstruktion führen können, und somit die Aufgabe des Bauteils, z.B. Dach, Fassade, Absturzsicherung, nicht mehr gewährleistet werden kann. Für Konstuktion und Bemessung gelten auch die „Technischen Regeln für die Verwendung von linienförmig gelagerten Verglasungen". Als Überkopfverglasungen dürfen nur Verbund-Sicherheitsgläser VSG verwendet werden, die nach Beschädigung noch eine gewisse Resttragfähigkeit aufweisen und das Herabfallen einzelner Glasstücke verhindern. Glas, bzw. die Bauteile aus Glas, werden einer Sichtprüfung unterzogen. So werden Risse/Beschädigungen erkannt, und dadurch ein Versagen des Bauteils, der Konstruktion verhindert.

Die Sichtprüfung der Gläser erfordert einen hohen Zeitaufwand. Die Risse, Beschädigungen können sehr klein sein. Bedingt durch die Sprödigkeit des Materials, können diese kleinen Risse/Beschädigungen zum Versagen des Bauteils führen. Deshalb muss jedes Glas intensiv geprüft werden. Diese Prüfung können nur fachkundige Personen durchführen. Die Sichtprüfung erfordert ein hohes Maß an Konzentration. Dadurch können Risse/Beschädigungen übersehen werden. Die Sichtprüfung ist gefährlich, weil die Gefahr des Absturzes besteht. Die Personen sind entsprechend zu sichern. Die Kosten der Sichtprüfung sind bedingt durch die oben erwähnten Gründe sehr hoch. Durch die Sichtprüfung und die eventuell benötigten Sicherungsmaßnahmen wird der Gebrauch des Bauteils, der Konstruktion und/oder die Umgebung des Bauteils beeinträchtigt, so müssen z.B. Gerüste aufgestellt werden. Die Gläser werden vor dem Einbau überprüft. Dies behindert den Bauablauf. Durch die Sichtprüfung ist keine kontinuierlich Kontrolle möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine dazugehörige Vorrichtung zu schaffen, die eine bessere Sichtprüfung ermöglicht, bzw. die Sichtprüfung ersetzt. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren und die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruch I gelöst.

Die Risse/Beschädigungen können so leichter bei einer Sichtprüfung erkannt werden, bzw. eine Sichtprüfung ersetzen. Eine kontinuierliche Überprüfung/Kontrolle ist nun möglich. Die Kontrolle ist wirtschaftlich. Durch Ersetzen der Sichtkontrolle besteht auch keine Absturzgefahr mehr für die Personen, welche die Sichtprüfung normalerweise durchführen würden. Während der Kontrollen gibt es keine Beeinträchtigungen. Die Kontrolle erfolgt automatisch. Durch das Verfahren und die Vorrichtung werden Risse/Beschädigungen erkannt, es können keine Risse mehr übersehen werden. Das Verfahren bietet eine sichere Kontrolle. Durch diese Erfindung können Gläser automatisch, kontinuierlich, wirtschaftlich, ohne Beeinträchtigung der Umwelt und sicher überprüft werden. Das Verfahren/System kann nachgerüstet werden.

Beispiel: Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtprüfung
Die Erfindung macht sich die Tatsache zu Nutze, dass Glas Licht leitet, Totalreflexion. Glas ist ein homogenes Medium. Durch einen Riss/Beschädigung erfolgt keine Totalreflexion, sondern eine reguläre und/oder diffuse Reflexion, je nachdem wie rauh die Rissflanken sind. In dem Bereich der Schädigung wird also Licht aus dem Glas/aus der Glasscheibe „herausreflektiert". Handelt es sich bei dem Licht um sichtbares Licht, so kann ein Betrachter, der Prüfer, besser und schneller Schäden erkennen. Licht wird z.B. an den Seiten, mindestens an einer Seite, in das Glas, in die Glasscheibe geleitet. Im unbeschädigten Glas wird das Licht durch Totalreflexion durch das Material geleitet. Wird die Glasscheibe beschädigt, z.B. durch Steinschlag, Hagel, wird in diesem Bereich ein Teil des Lichtes aus der Scheibe herausgeleitet (durch Reflexion). 1
An den Seiten, bzw. an mindestens einer Seite, der Glasscheiben werden Lichtquellen befestigt, z.B. miteinander verklebt. Die Lichtquellen können direkt an der Glasscheibe oder an der Auflagerkonstruktion befestigt sein. Die Lichtquellen können auch in das Glas eingelassen sein. Es ist darauf zu achten, dass das Licht in das Glas/in die Glasscheibe gelangen kann. Die Lichtquellen sind vor Witterungseinflüssen zu schützen. Sinnvoll ist die Verwendung von LED's, weil ihre Lebensdauer sehr hoch und ihr Energieverbrauch gering ist. In der Glaskonstruktion können Solarzellen angeordnet werden, welche den Strombedarf der Lichtquellen decken. Um eine bessere Sichtprüfung zu erreichen, können die Farben der Lichtquellen abwechselnd geschaltet werden. Ein Blinken der Lichtquelle verbessert die Sichtprüfung ebenfalls. Diese beiden Maßnahmen sind vor allem bei direkter Sonneneinstrahlung oder Lichtverschmutzung wichtig. Anstelle der Lichtquellen können auch fluoreszierende Stoffe verwendet werden. 2 bis 4
Alternativ kann eine Verbund-Sicherheitsglasscheibe durch eine lichtleitende, bzw. selbstleuchtende Schicht, bzw. Folie ersetzt oder ergänzt werden. 5
Die Glasscheibe kann auch durch eine externe Lichtquelle angeleuchtet werden. Die Oberfläche der unbeschädigten Glasscheibe ist glatt. Die Lichtstrahlen werden alle im gleichen Winkel reflektiert. Durch die unterschiedliche Reflexion der Lichtstrahlen an einer beschädigten Stelle werden die Lichtstrahlen in einem anderen Winkel reflektiert. Die beschädigte Stellen kann so besser wahrgenommen. 6
Beispiel: Verfahren und Vorrichtung zur Ersetzung der Sichtprüfung
Wie oben bereits erwähnt leitet Glas Lichtstrahlen. Die Lichtstahlen der Lichtquelle werden nun an der gegenüberliegenden Seite durch einen Fotowiderstand, Fotodiode oder Fotoelement gemessen. Aus dem Bauteil Glasscheibe wird ein Optoelektronischer Koppler. Die Strahlung (Licht) wird über einen Strahlungssender, z.B. Lichtquelle, LED, IRED, durch das Glas geleitet. Auf der gegenüberliegenden Seite wird die ausgesandte Strahlung durch einen Empfänger, z.B. Fotowiderstand, Fotodiode, Foto-Transistor, Foto-Thyristor, gemessen. Der Empfänger muß der durch den Strahlungssender ausgesandten Strahlung angepaßt sein. Es können mit diesem Verfahren Strahlen sowohl im sichtbaren, als auch im nicht sichtbaren Bereich gewählt werden.
Durch Risse/Beschädigungen wird die weitergeleitet Lichtstärke geringer. Der Empfänger, z.B. der Fotowiderstand, Foto-diode, -Transiszor, -Thyristor reagiert auf die veränderte Lichtstärke. Die Veränderungen können z. B. über Funk in eine Zentrale weitergeleitet werden. Dort wird beurteilt, ob und wann die Scheibe ausgewechselt werden soll.
Der Empfänger wird wie der Sender an der Glasscheibe oder der Auflagerkonstruktion befestigt. 7
Alternativ kann der optoelektronische Koppler auch aus einem Strahlungssender und einem der ausgesandten Stahlung angepaßten Empfänger bestehen, welche durch Lichtleiter oder Glasfaser optisch miteinander verbunden sind. Diese Lichtleiter oder Glasfasern sind in der Glasscheibe eingebettet. Durch einen Riss in der Glasscheibe wird auch der Lichtleiter zerstört. Die Verbindung zwischen Sender und Empfänger wird unterbrochen. Dementsprechend reagiert der Empfänger und sendet z.B. ein Signal.
Es sollte auf jeden Fall darauf geachtet werden, das die Wellenlänge nicht kleiner als 340nm ist.

Claims

Verfahren und dazugehörige Vorrichtung zum Prüfen von Glas dadurch gekennzeichnet, dass Glas als Lichtleiter wirkt (Totalreflexion), dass eingeleitetes Licht (Sender) an Rissen/Beschädigungen aber reflektiert wird, die Lichtstärke dadurch abnimmt und Risse/Beschädigungen durch Sichtprüfungen besser erkennbar und/oder die Veränderung der Lichtstärke durch einen Empfänger gemessen werden kann (optoelektronischer Koppler).
Verfahren und dazugehörige Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass Lichtquelle/Sender an mindestens einer Seite der Scheibe befestigt und/oder eingelassen sind.
Verfahren und dazugehörige Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle ein fluoreszierendes Material sein kann.
Verfahren und dazugehörige Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Einleitung des Lichtes über lichtleitende/selbstleuchtende in der Glasscheibe eingebettete Folien/Schichten in das Glas eingeleitet wird.
Verfahren und dazugehörige Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass das Glas von einer externen Lichtquelle bestrahlt wird.
Verfahren und dazugehörige Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass andere Lichtleiter mit diesem Verfahren überprüft werden können
Verfahren und dazugehörige Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass sowohl sichtbares, als auch nicht sichtbares Licht verwendet werden kann.
Verfahren und dazugehörige Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass auch Schallwellen verwendet werden können.
Verfahren und dazugehörige Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass auch Wärmewellen verwendet werden können.
Verfahren und dazugehörige Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolle des Glases kontinuierlich und automatisch erfolgt.
Verfahren und dazugehörige Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass nicht die gesamte Glasscheibe als Lichtleiter wirkt.
Verfahren und dazugehörige Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass in die Scheibe eingebettete Lichtleiter Risse/Beschädigungen überprüfen.