DE102014018940A1

DE102014018940A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Begutachtung von Oberflächen, insbesondere von Farb- oder Lackoberflächen

Info

Publication number: DE102014018940A1
Application number: DE102014018940.6A
Authority: DE
Inventors: Ewald Schmon; Peter Dettlaff
Original assignee: SATA GmbH and Co KG
Current assignee: SATA GmbH and Co KG
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2016-06-23
Also published as: WO2016102051A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Begutachtung von Oberflächen, insbesondere von Farb- oder Lackoberflächen, unter Verwendung einer Leuchte, die ein möglichst tageslichtähnliches Lichtspektrum erzeugen kann, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Leuchte ein steuer- oder regelbares Lichtspektrum aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Begutachtung von Oberflächen, insbesondere von Farb- oder Lackoberflächen.
In der Regel legen Konsumenten großen Wert auf das optische Erscheinungsbild eines Gegenstands. Besonders bei Ihren Fahrzeugen und Möbeln bevorzugen sie hochwertige Oberflächen. Aneinandergrenzende Bauteile und/oder reparierte Bauteile sollen sich dabei optisch möglichst gleichen. Das wird häufig mit Hilfe einer Beschichtung, vor allem mit einer Farbe oder einem Lack, erreicht.
Insbesondere für Kraftfahrzeugreparaturbetriebe stellt das Anpassen der Farbtöne der reparierten, nach- oder neu zu lackierenden Bauteile an den Oberflächeneindruck (Farbe, Effekt, Struktur etc.) ursprünglichen und angrenzenden Lackoberflächen eine große Herausforderung dar. Zur Begutachtung der Oberflächen werden in der Regel Leuchten (Lampen) eingesetzt, die ein möglichst tageslichtähnliches Lichtspektrum erzeugen, um Metamerien der Farben und einen unterschiedlichen Oberflächeneindruck möglichst auszuschließen.
Für Arbeitsplätze, an denen eine natürliche Farbwiedergabe wichtig ist, wird eine Beleuchtung mittels Tageslichtlampen oder -leuchten empfohlen. Lampen mit kalt-weißem Licht werden in der Regel bevorzugt. Sie geben das Spektrum des Sonnenlichts am Mittag recht genau wieder. Die Farbtemperatur der „tageslichtweißen” Lampen liegt nach DIN EN 12.464 bei 5.300 bis 6.500 Kelvin. Als Tageslicht-Leuchtmittel kommen in der Regel Glühlampen oder Halogenlampen mit einem (blauen) Konversionsfilter zum Einsatz. Ein großer Nachteil der meisten Tageslichtleuchten mit starker Leistung ist ihre oft ausladende Größe. Auch besitzen sie relativ hohe Flackeranteile.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Begutachtung von Oberflächen, insbesondere von Farb- oder Lackoberflächen zu schaffen, die eine zuverlässige optische Beurteilung Erfassung des Zustands der Oberfläche (Farbe, Effekt, Struktur etc.) ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen.
Die erste Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, dass die Leuchte ein steuer- oder regelbares Lichtspektrum aufweist, kann der Anwender bei der Oberflächenbeurteilung zwischen Tagesslicht und dem zur Beurteilung besser geeigneten Farbspektrum umschalten. Damit ist eine wesentlich genauere aussagekräftigere Beurteilungsmöglichkeit gegeben als zuvor bekannt.
In der Praxis können nämlich veränderte Farbspektren, abgestimmt auf den zu beurteilenden Farbton und Oberfläche zu einer Verbesserung der Beurteilungsgenauigkeit der Farbtöne führen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der Vorrichtung sind aus den Ansprüchen 2 bis 9 ersichtlich.
Durch die vorgeschlagene, ggf. auch abschaltbare Helligkeitsregelung können die Beobachtungsverhältnisse konstant gehalten oder können gezielt gesteuert bzw. geregelt werden.
Die Helligkeitsregelung zum zu begutachtenden Objekt hin kann besonders einfach erfolgen, wenn die Leuchte höhenverstellbar ist.
Bei der Beurteilung von Lackoberflächen wird ein Abstand der Leuchte zum Objekt von mindestens 20 cm bis 30 cm, maximal 50 cm empfohlen.
Der weitere Vorschlag, Sensoren zur automatisierten Steuerung bzw. Regelung vorzusehen, gewährleistet einen besonders sicheren Betrieb der Vorrichtung und erleichtert den Anwendern die Arbeit sehr.
Von der Bauart her kann die Leuchte sowohl eine LED-Leuchte, als auch eine Halogenleuchte sein.
LED-Leuchten werden besonders empfohlen, da sie sofort mit voller Kraft leuchten und dennoch energiesparend arbeiten. Dabei erzeugen sie keine große Hitze. Außerdem beinhalten sie keine gesundheitsschädlichen Inhaltsstoffe und müssen deswegen nicht als Sondermüll entsorgt werden.
Ein weiterer Vorteil von LED Leuchten besteht in der möglichen Anpassung verschiedener spektraler Anteile (rot, gelb, blau), um die zur Beurteilung erforderlichen Mischfarben generieren zu können.
Die zweite Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 10 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten des Verfahrens sind aus den Ansprüchen 11 bis 26 ersichtlich.
Vorteilhaft ist es insbesondere, wenn der Anwender wie vorgeschlagen bei der Farbbeurteilung zwischen Tageslicht und dem entsprechend geeigneten Farbspektrum umschaltet.
Durch eine automatisierte ggf. auch abschaltbare Helligkeitsregelung können die Beobachtungsverhältnisse konstant gehalten oder gezielt gesteuert werden.
Durch das weiterhin vorgeschlagene nacheinander Abfahren von verschiedenen Lichtfarben können die einzelnen Farbanteile in der in den Oberflächen sehr gut beurteilt werden, ggf. sogar quantitativ beurteilt werden. Dadurch wird die Farbtonausmischung und Farbtonfindung für den Anwender sicherer und einfacher.
Mittels der vorgeschlagenen Verwendung intelligenter Steueralgorithmen beim erfindungsgemäßen Verfahren könnte die Helligkeit und der Farbton des Prüflichtes automatisch an das zu beurteilende Objekt wie auch an den Farbton gesteuert, angepasst werden. Auch eine automatische oder manuelle Anpassung an den Effekt der Oberfläche ist denkbar und vorteilhaft.
Es wird vorgeschlagen, dass der Anwender bei der Oberflächenbeurteilung zwischen Tagesslicht und einem entsprechend geeigneten Farbspektrum umschalten kann. Das erhöht die Beurteilungsqualität.
Auch sollten verschiedene Lichtfarben Spektralverteilungen nacheinander abgefahren können. Auch das erhöht die Beurteilungsqualität.
Wenn eine LED-Leuchte zur Anwendung kommt, ist dabei sowohl die Kombination mehrerer Einzel-LEDs unterschiedlicher Farben, als auch die Verwendung einer einzelnen LED möglich. Im Handel sind bereits unterschiedliche LEDs mit unterschiedlichen Farbkonfigurationen erhältlich.
LED-Birnen mit einem CRi Index größer 95, vorzugsweise 98 und einer Farbtemperatur von vorzugsweise 5.600 K +/– 300 K, inkl. Stecksockel, Transformatoren und Kühlkörper sowie Einzelteile wie LEDs, Reflektoren, elektronische Schaltkreise, etc. sind im Handel erhältlich und von der Beleuchtung von Museen, Hotels, Lebensmittelindustrie und in der Filmindustrie etc. bekannt.
Die Verwendung von LED-Birnen (einbaufertige Leuchtkörper) mit einer Betriebsspannung 240 V, 4,5 Watt, Lichtleistung ca. 180 lm und einem handelsüblichem Lampensockel Betriebsspannung 240 V, 4,5 Watt, Lichtleistung min. ca. 180 lm, wird erfindungsgemäß zur Begutachtung von Lackoberflächen besonders empfohlen.
Auch empfohlen wird die erfindungsgemäße Verwendung von LEDs, die einen blauen Chip mit rotem und grünem Phosphor enthalten und die mit einer Versorgungsspannung 20 V betrieben werden können, und die mit handelsüblichem Lampensockel GU 10, Betriebsspannung 240 V, 4,5 Watt, Lichtleistung ca. 180 lm, im Handel erhältlich sind.
Die Spannungen ergeben sich aus der Reihenschaltung mehrerer LEDs, in der Regel wird ein step down Wandler eingesetzt, was eine Eingangsspannung von z. B. 7–20 V bei gleicher Leuchtstärke ermöglicht.
Empfohlen wird auch die Verwendung einer sogenannten „Wideblue”-LED mit fokussiertem Lichtstrahl.
Zur Überprüfung von Oberflächen in Werkstätten empfiehlt es sich besonders, die LED-Birnen oder Halogenleuchten in mobilen Handleuchten zu verwenden. Dann können z. B. Fahrzeuge, ohne diese zu bewegen, problemlos vom Überprüfer an allen nötigen Stellen begutachtet werden.
Neben mobilen Handleuchten ist in Abhängigkeit von den individuellen Wünschen und Anforderungen der Einsatz von Leuchtstoffröhren, Standleuchten oder mobilen Decken- oder Wandpaneelen möglich.
Zusammenfassend sind bei der erfindungsgemäßen Verwendung von LEDs folgende Kriterien besonders vorteilhaft:

1.) Standard Lichtstärke von ca. 11.000 lx in einem Spot von ca. 10 cm Durchmesser („spot size”) und einen Gesamtdurchmesser von 30 cm auf der Oberfläche bei einer Distanz zum Objekt von 30 cm.
2.) Erhöhte Lichtstärke (Turbomodus von ca. 16.000 lx bei einer Distanz zum Objekt von 20 cm.
3.) Farbtemperatur 5.600 K +/– 300 K.
4.) Licht annähernd Tageslichtcharakter; sehr großer CRi Index (> 95).
5.) Lichtstärke > 250 lm; Turbomodus > 300 lm.
6.) Lichtstärke dimmbar zwischen 100% und 50% und konstantem Cri; Lichtstufenanzahl mindestens 2 bis 4.
7.) Lichtverteilung: Die Lichtintensität sollte in der Mitte sehr gleichmäßig sein. Die Lichtintensität sollte in der Mitte am größten sein und zur Außenseite des Brennflecks hin abnehmen. Die Lichtintensität sollte nach außen hin sanft abnehmen, und zwar möglichst gleichmäßig.
8.) Energiebedarf max. 4–7 W.
9.) Li-Ionenbetrieb, 6–7 V (Abwärtswandler für 2 bis 4 Zellen 18650, 3,4 Ah).
10.) Dauerbetriebszeit der Leuchte mindestens 30 bis 60 Minuten.
11.) Batteriebetrieb sollte möglich sein. Die Gebrauchsdauer der Batterie sollte länger als zwei Jahre sein.

Vorgeschlagen wird weiterhin, ein elektronisches Board zur Kontrolle der Hitzeentwicklung und zur Spannungskontrolle zu verwenden.
Abweichungen der als besonders vorteilhaft angegebenen Daten in Höhe sind möglich. In der Regel sind Abweichungen von bis zu +/–50% tolerierbar.
In Abhängigkeit von den individuellen Gegebenheiten, Erfordernissen und Verfügbarkeiten können die angegebenen Bauteile selbstverständlich durch andere Bauteile ersetzt werden.
Sämtliche offenbarten und von der Offenbarung ohne weiteres umfassten Merkmale sind als erfindungswesentlich anzusehen, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN 12.464 [0004]

Claims

Vorrichtung zur Begutachtung von Oberflächen, insbesondere von Farb- oder Lackoberflächen, unter Verwendung einer Leuchte, die ein möglichst tageslichtähnliches Lichtspektrum erzeugen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchte ein steuer- oder regelbares Lichtspektrum aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchte ein steuer- oder regelbares Farbspektrum aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchte eine variable Helligkeitssteuerung bzw. -regelung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchte höhenverstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Mittel zur manuellen Steuerung bzw. Regelung bzw. Verstellung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor zur automatisierten Steuerung bzw. Regelung bzw. Verstellung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass intelligente Steueralgorithmen vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine LED-Leuchte vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Halogenleuchte vorgesehen ist.
Verfahren zur Begutachtung von Oberflächen, insbesondere von Farb- oder Lackoberflächen, unter Verwendung einer Leuchte, die ein möglichst tageslichtähnliches Lichtspektrum erzeugen kann, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leuchte mit einem steuer- oder regelbaren Lichtspektrum verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leuchte mit einem steuer- oder regelbaren Farbspektrum verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leuchte mit einer variablen Helligkeitssteuerung bzw. -regelung verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine höhenverstellbare Leuchte verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Mittel zur manuellen Steuerung bzw. Regelung bzw. Verstellung verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass intelligente Steueralgorithmen verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine LED-Leuchte verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Halogenleuchte verwendet wird.
Verfahren nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anwender bei der Oberflächenbeurteilung zwischen Tagesslicht und einem entsprechend geeigneten Farbspektrum umschalten kann.
Verfahren nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Lichtfarben nacheinander abgefahren werden.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzige Einzel-LED verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine LED verwendet wird, die einen blauen Chip mit rotem und grünem Phosphor enthält und die mit einer Versorgungsspannung 20 V betrieben werden kann.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine „Wideblue”-LED mit fokussiertem Lichtstrahl verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass Einzel-LEDs unterschiedlicher Farbe verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendete LED folgende Kriterien bei möglichen Abweichungen von +/–50% erfüllt: 1.) Lichtstärke 11.000 lx mit einem Durchmesser von 10 cm und einem Gesamtdurchmesser von 30 cm auf der Oberfläche bei einer Distanz zum Objekt von 30 cm. 2.) Lichtstärke 16.000 lx bei einer Distanz zum Objekt von 20 cm. 3.) Farbtemperatur 5.600 K +/– 300 K 4.) Licht annähernd Tageslichtcharakter; sehr großer CRi Index (> 95 auf allen Ebenen) 5.) Lichtstärke > 250 lm; Turbomodus (dunkel) > 300 lm 6.) Lichtstärke dimmbar zwischen 100% und 50% und konstantem Cri; Lichtstufenanzahl mindestens 2 bis 4 7.) Lichtverteilung und Lichtintesität: In der Mitte sehr gleichmäßig. Lichtintensität in der Mitte am größten und zur Außenseite des Brennflecks hin abnehmend. Lichtintensität nach außen hin sanft abnehmend; Abnahme möglichst gleichmäßig. 8.) Energiebedarf max. 4–7 W 9.) Li-Ionenbetrieb, 6–7 V (Abwärtswandler für 2 bis 4 Zellen 18650, 3,4 Ah). 10.) Dauerbetriebszeit der Leuchte mindestens 30 bis 60 Minuten. 11.) Batteriebetrieb und Netzbetrieb möglich.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektronisches Board zur Kontrolle der Hitzeentwicklung, Temperatur und zur Spannungskontrolle verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Leuchte eine in mobile Handleuchte verwendet wird.