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Die Erfindung betrifft einen Inspektionstunnel für die Oberflächeninspektion von Bauteilen, insbesondere von Karosserieteilen eines Kraftfahrzeuges, Rohbaukarossen und/oder kompletten Kraftfahrzeugkarosserien.
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Inspektionstunnel für die visuelle Oberflächeninspektion von Bauteilen, insbesondere von Karosserieteilen eines Kraftfahrzeuges sind aus dem Stand der Technik an sich bekannt und werden vielfach eingesetzt. Ein besonderes Einsatzgebiet ist die Automobilindustrie. Hier werden Inspektionstunnel insbesondere zur Qualitätskontrolle im Nachgang von Lackierarbeiten verwendet. Hinsichtlich ihrer Oberfläche visuell zu überprüfende Bauteile durchlaufen den Inspektionstunnel, wobei sie ausgeleuchtet werden, um Oberflächenunebenheiten, wie beispielsweise Riefen, Kratzer, Beulen, Wellungen, Pickel, Ausbeulungen oder dergleichen, gut sichtbar zu machen.
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Bei den aus dem Stand der Technik vorbekannten Inspektionstunneln kommen sogenannte Leuchtstoffröhrenpaneele zum Einsatz, die deckenseitig des Tunnels angebracht sind. Mittels dieser Leuchtstoffröhrenpaneele ist es möglich, eine extrem helle Ausleuchtung der hinsichtlich ihrer Oberfläche zu überprüfenden Bauteile zu bewirken, um so auch kleinste Ungenauigkeiten in der Oberfläche ausfindig machen zu können.
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Neben Leuchtstoffröhren sind auch andere Lichtquellen aus dem Stand der Technik bekannt geworden. So offenbart beispielsweise die
US 4 254 456 A eine Gasentladungslampe. Diese verfügt zum Zwecke der gesteigerten Lichtausbeute über eine im Besonderen ausgebildete Reflektorkonstruktion. Sie soll insbesondere zur Ausleuchtung von Arbeitsplätzen dienen, da sie hilft, Schattenbildung zu vermeiden. Ferner ist aus der
DE 93 19 537 U1 eine Beleuchtungsvorrichtung bekannt geworden, die über eine Lichtquelle, einen Umlenkreflektor und eine Reflektionsfläche verfügt. Dabei sind die Lichtquelle, der Umlenkreflektor und die Reflektionsfläche miteinander zu einer Baugruppe verbunden.
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Ein Inspektionstunnel mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist aus der
EP 0 947 827 A1 bekannt. Hierbei weist der bekannte Inspektionstunnel eine Mehrzahl von Lichtquellen, zwei Reflektoreneinrichtungen mit relativ zueinander beweglichen Lamellen auf, wobei jedoch jeder Lichtquelle jeweils ein Umlenkreflektor zugeordnet ist, dessen Form in der
EP 0 947 827 A1 weder beschrieben noch in der Zeichnung dargestellt ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Inspektionstunnel für die Oberflächeninspektion von Bauteilen zur Verfügung zu stellen, der mit einem verringerten Energiebedarf betrieben werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Inspektionstunnel mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Der erfindungsgemäße Inspektionstunnel für die Oberflächeninspektion von Bauteilen, insbesondere von Karosserien oder Karosserieteilen eines Kraftfahrzeuges, geht, wie der Stand der Technik, von einer Mehrzahl von Lichtquellen, Umlenkreflektoren und zwei Reflektoreneinrichtungen aus, die jeweils eine Mehrzahl von relativ zueinander bewegbar ausgebildeten Lichtlamellen besitzen, wobei die Reflektoreneinrichtungen mit den Umlenkreflektoren zusammenwirken. Im Unterschied hierzu werden erfindungsgemäß die Umlenkreflektoren als ein einziger zentraler Lichtverteil- und Umlenkreflektor ausgebildet, wobei der zentrale Lichtverteil- und Umlenkreflektor zwei Teilflächen aufweist, die beide jeweils konvex ausgebildet sind. Die erste Teilfläche des Lichtverteil- und Umlenkreflektors wirkt mit der ersten Reflektoreinrichtung und die zweite Teilfläche des Lichtverteil- und Umlenkreflektors mit der zweiten Reflektoreinrichtung zusammen.
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Der erfindungsgemäße Inspektionstunnel weist im Unterschied zum nächsten Stand der Technik, bei dem jeder Lichtquelle jeweils ein Umlenkreflektor zugeordnet ist oder bei dem langgestreckte Leuchtstoffröhren vorgesehen sind, die unter großem Energieeinsatz einer möglichst hellen Ausleuchtung der zu überprüfenden Bauteile dienen, als Umlenkreflektor einen einzigen, zentralen Umlenkreflektor mit zwei konvex ausgebildeten Teilflächen auf, die ihrerseits jeweils mit der ersten und der zweiten Reflektoreneinrichtung zusammenwirken. Somit kommen erfindungsgemäß vergleichsweise verbrauchsarme Lichtquellen zum Einsatz, die eine optimale und energiesparende Ausleuchtung des hinsichtlich seiner Oberfläche visuell zu kontrollierenden Bauteils erlauben. Dabei erfolgt die Ausleuchtung mit Bezug auf die zu kontrollierende Oberfläche gleichmäßig mittels quasi-parallelem Licht, so dass trotz einer verringerten Helligkeit gegenüber vorbekannten Systemen auch kleinste Oberflächenungenauigkeiten sehr viel besser sichtbar gemacht werden können. Die Lichtquellen erzeugen vorzugsweise ein dem natürlichen Tageslicht ähnliches Licht. Das von den Lichtquellen erzeugte Licht kann ein dem natürlichen Tageslicht vergleichbares Farbspektrum aufweisen. Vorzugsweise liegt das Farbspektrum temperaturbezogen bei etwa 5300 bis 6500 Kelvin gemessen nach DIN EN 12464. Geeignete Lichtquellen können beispielsweise Glühlampen, Halogenlampen, Halogenmetalldampflampen, Hochdruckentladungslampen aber auch Leuchtstofflampen sowie Kombinationen hiervon aufweisen. Die Lichtquellen können ferner Konversionsfilter umfassen. Vorzugweise haben die Lichtquellen eine Beleuchtungsstärke von jeweils wenigstens etwa 1500 Lux, bevorzugt mehr als etwa 2100 Lux.
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Im Anwendungsfall wird bei dem erfindungsgemäßen Inspektionstunnel das von den Lichtquellen abgegebene Licht vom Lichtverteil- und Umlenkreflektor in zwei Lichtströme aufgeteilt, bevorzugter Weise zu gleichen Teilen. Zu diesem Zweck verfügt der Lichtverteil- und Umlenkreflektor über zwei Teilflächen. Diese beiden Teilflächen sind jeweils konvex ausgebildet und führen zu einem Umlenken des in zwei Lichtströme unterteilten Gesamtlichtstroms in eine erste und eine zweite Richtung.
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Der erfindungsgemäße Inspektionstunnel verfügt des Weiteren über zwei Reflektoreinrichtungen. Dabei ist die erste Reflektoreinrichtung der ersten Teilfläche des Lichtverteil- und Umlenkreflektors und die zweite Reflektoreinrichtung der zweiten Teilfläche des Lichtverteil- und Umlenkreflektors zugeordnet. Insofern wirken die beiden Reflektoreinrichtungen mit dem Lichtverteil- und Umlenkreflektor zusammen.
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Der über die erste Teilfläche vereinzelte und umgelenkte Lichtstrom wird zur ersten Reflektoreinrichtung geführt, wo dann eine Reflektion des Lichtstromes in Richtung auf das auszuleuchtende Bauteil stattfindet. In gleicher Weise kommt es zur Umlenkung des zweiten Lichtstroms mittels der zweiten Reflektoreinrichtung. Im Ergebnis ergibt sich eine bestimmungsgemäße Ausleuchtung des hinsichtlich seiner Oberfläche zu überprüfenden Bauteils.
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Eine jede Reflektoreinrichtung verfügt über eine Mehrzahl von Lichtlamellen. Diese sind bevorzugterweise in ihrer relativen Positionierung zueinander einstellbar ausgebildet. Dies gestattet es, eine optimierte Lichtumlenkung zur Erzielung einer optimierten Ausleuchtung zu erreichen.
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Die Lichtquellen wirken mit ein und demselben zentralen Lichtverteil- und Umlenkreflektor zusammen. Dabei wird das von beiden Lichtquellen abgegebene Licht mittels des zentralen Lichtverteil- und Umlenkreflektors aufgeteilt und bevorzugterweise zu je gleichen Teilen in Richtung der einen wie der anderen Reflektoreinrichtung gelenkt. Hier findet dann in schon vorbeschriebener Weise eine Reflektion in Richtung des auszuleuchtenden Bauteiles statt, wobei mittels der Reflektoreinrichtung eine Quasiparallelisierung des Lichtes erreicht wird.
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Inspektionstunnel können je nach Ausgestaltung mehrere Meter lang sein, je nach zu prüfendem Bauteil. In der Automobilindustrie sind Inspektionstunnel von sechs Meter Länge, fünfzehn Meter Länge oder gar sechzig Meter Länge im Einsatz. Dabei sind je drei Meter Tunnellänge zwei Lichtquellen, vorzugsweise drei Lichtquellen, ein zentraler Lichtverteil- und Umlenkreflektor sowie zwei deckenseitig des Tunnels angeordnete Reflektoreinrichtungen vorgesehen.
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Der Energieverbrauch der erfindungsgemäßen Einrichtung bei der Verwendung von drei Lichtquellen je drei Meter Tunnellänge beträgt ca. 1,5 KW für eine typische Tunnellänge von sechs Metern. Aus dem Stand der Technik bekannte Leuchtstoffröhrenpaneele weisen einen Energieverbrauch je sechs Meter Tunnellänge von ca. 6,3 KW auf. Damit gestattet die erfindungsgemäße Ausgestaltung einen gegenüber dem Stand der Technik um ca. 75% verringerten Energiebedarf.
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Trotz des verringerten Energiebedarfs gestattet die erfindungsgemäße Ausgestaltung eine Verbesserung im Prüfergebnis. Im Unterschied zum Stand der Technik erfolgt die Ausleuchtung des zu überprüfenden Bauteils nur indirekt. Dies lässt ungewollte Reflektionen und Lichtpunkte auf der Oberfläche des zu überprüfenden Bauteils vermeiden. Darüber hinaus gestattet es das quasi-parallel ausgerichtete Licht auch kleinste Unebenheiten in der Bauteiloberfläche erkennen zu können. Bei von Leuchtstoffrohren imitiertem Licht ist dies trotz vergleichsweiser hoher Helligkeit nicht möglich.
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Der erfindungsgemäße Inspektionstunnel erweist sich insgesamt als überaus vorteilhaft. Im Vergleich zum Stand der Technik ist der Energiebedarf erheblich reduziert. Und dies bei gleichzeitiger Verbesserung des zu erzielenden Prüfergebnisses.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen
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1 in einer schematischen Ansicht einen erfindungsgemäßen Inspektionstunnel;
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2 in einer schematischen Draufsicht von oben einen erfindungsgemäßen Inspektionstunnel und
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3 in einer Frontansicht einen erfindungsgemäßen Inspektionstunnel gemäß einer möglichen Ausbildungsform.
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1 lässt den erfindungsgemäßen Inspektionstunnel 1 in einer schematischen Darstellung erkennen. Deckenseitig des Inspektionstunnels 1 sind zwei Reflektoreinrichtungen 5 und 6 angeordnet. Diese bestehen jeweils aus im Einzelnen nicht näher gezeigten Lamellen, die sich jeweils in Längsrichtung 10 des Tunnels erstrecken. Die Lamellen einer jeden Reflektoreinrichtung 5 bzw. 6 sind vorzugsweise relativ zueinander bewegbar ausgebildet, so dass eine Ausrichtung in wunschgemäßer Weise vorgenommen werden kann.
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Zwischen den beiden Reflektoreinrichtungen 5 und 6 ist eine Lichtquelle 3 angeordnet. In Höhenrichtung des Inspektionstunnels 1 ist unterhalb der Lichtquelle 3 ein Lichtverteil- und Umlenkreflektor 4 ausgebildet, der zwei konvex ausgebildete und der Lichtquelle 3 zugeordnete Teilflächen 8 und 9 bereitstellt.
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Im Verwendungsfall wird das von der Lichtquelle 3 abgegebene Licht vom Lichtverteil- und Umlenkreflektor 4 aufgeteilt, vorzugsweise zu gleichen Teilen, und zwar aufgrund der beiden Teilflächen 8 und 9, die jeweils konvex ausgebildet sind. Dabei wirkt die eine Teilfläche 8 mit der einen Reflektoreinrichtung 5 und die andere Teilfläche 9 mit der anderen Reflektoreinrichtung 6 zusammen, und zwar derart, dass das von der Lichtquelle 3 abgegebene Licht unter Zwischenschaltung des Lichtverteil- und Umlenkreflektors 4 und der beiden Reflektoreinrichtungen 5 und 6 auf die Oberfläche des zu überprüfenden Bauteils 2 gelenkt wird.
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Je zentralem Lichtverteil- und Umlenkreflektor 4 können zwei Lichtquellen 3 und 7 (vgl. 2) oder mehr vorgesehen sein. In diesem Fall wird das Licht der Lichtquellen 3 und 7 als Gesamtlichtstrom von dem Lichtverteil- und Umlenkreflektor 4 in einen ersten Lichtstrom und einen zweiten Lichtstrom unterteilt, wobei der ersten Lichtstrom über die erste Reflektoreinrichtung 5 auf das zu prüfende Bauteil 2 und der zweite Lichtstrom über die zweite Reflektoreinrichtung 6 auf das zu prüfende Bauteil 2 gelenkt wird.
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Der Inspektionstunnel 1 kann mehrere Meter lang sein. Dabei sind bevorzugterweise je Arbeitsabschnitt zwei Lichtquellen 3 und 7 oder auch drei Lichtquellen, ein Lichtverteil- und Umlenkreflektor 4 sowie zwei den Teilflächen 8 und 9 des Lichtverteil- und Umlenkreflektors 4 zugeordnete Reflektoreinrichtungen 5 und 6 vorgesehen. Die Länge eines Arbeitsabschnitts A in Längsrichtung 10 beträgt bevorzugterweise zwei bis drei, am meisten bevorzugt 2,5 Meter.
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Die Darstellung nach 2 lässt zwei aufeinanderfolgende Arbeitsabschnitte A1 und A2 erkennen. Dabei sind pro Arbeitsabschnitt 2, 5 Meter Inspektionstunnellänge vorgesehen, so dass sich einschließlich des erforderlichen Zwischenraums insgesamt eine Inspektionstunnellänge von sechs Metern ergibt. Bei längeren Inspektionstunneln 1 sind entsprechend viele Lichtquellen, Lichtverteil- und Umlenkreflektoren sowie Reflektoreinrichtungen einzusetzen.
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Wie eine Zusammenschau der 1 und 2 erkennen lässt, wird das Bauteil 2 zwecks visueller Oberflächeninspektion am Anfang des Inspektionstunnels 1 aufgegeben, beispielsweise mittels einer entsprechenden Transporteinrichtung, wie zum Beispiel einem Transportband. Bei dem zu überprüfenden Bauteil kann es sich beispielsweise um eine im vorangegangenen Arbeitsschritt lackierte Karosserie eines Kraftfahrzeuges handeln. Diese durchwandert den Inspektionstunnel 1 in Längsrichtung 10. Sie passiert dabei die in Längsrichtung 10 des Inspektionstunnels 1 aufeinander nachfolgenden Lichtquellen, Lichtverteil- und Umlenkreflektoren sowie Reflektoreinrichtungen. Diese sorgen für eine optimierte Ausleuchtung des zu überprüfenden Bauteils 2, so dass auch kleinste Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche des Bauteils 2 ausfindet gemacht werden können.
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In 3 ist eine Ausführungsalternative des erfindungsgemäßen Inspektionstunnels im Detail gezeigt.
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Der Inspektionstunnel 1 nach 3 dient der visuellen Oberflächenkontrolle von Bauteilen 2 in Form von Kraftfahrzeugen. In 3 ist beispielhaft ein PKW dargestellt.
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Wie 3 erkennen lässt, sind die Reflektionseinrichtungen 5 und 6 jeweils im Übergangsbereich zwischen der Seitenwand des Tunnels und dessen Decke angeordnet. Die Reflektoreinrichtungen 5 und 6 verfügen jeweils über ein Traggestell 11, das unter Zwischenordnung von Verstelleinrichtungen 13 von der Tunnelkonstruktion gehalten ist. Die jeweiligen Traggestelle 11 dienen der Aufnahme von Lamellen 12, die in ihrer Gesamtheit die Reflektionsfläche der jeweiligen Reflektoreinrichtung 5 bzw. 6 ausbilden. Die Lamellen 12 sind bevorzugterweise relativ zueinander verdreh- und/oder verschwenkbar ausgebildet. Die dafür vorgesehenen Verstellmechanismen sind der besseren Übersicht wegen in 3 nicht dargestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Inspektionstunnel
- 2
- Bauteil
- 3
- Lichtquelle
- 4
- Lichtverteil- und Umlenkreflektor
- 5
- Reflektoreinrichtung
- 6
- Reflektoreinrichtung
- 7
- weitere Lichtquelle
- 8
- Teilfläche
- 9
- Teilfläche
- 10
- Längsrichtung
- 11
- Traggestell
- 12
- Lamelle
- 13
- Verstelleinrichtung
- A1
- erster Arbeitsabschnitt
- A2
- zweiter Arbeitsabschnitt
