DE4201274C2 - Vorrichtung zum Messen der Reflexionseigenschaften einer mit einer teilreflektierenden Schicht versehenen Glasscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Reflexionseigenschaften einer mit einer teilreflektierenden Schicht beschichteten Glasscheibe.

Für die Anwendung im Bausektor werden Glasscheiben in großem Maßstab auf einer Seite mit einer teilreflektierenden Schicht versehen. Bei diesen Schichten kann es sich um pyrolytisch aufgebrachte Metalloxidschichten handeln, die beispielsweise am Ende einer Floatglasscheibe kontinuierlich auf das Floatglasband aufgebracht werden. Oder es kann sich um Schichten oder Schichtsysteme handeln, die in einem Vakuumprozeß, beispielsweise nach dem Verfahren der magnetfeldunterstützten reaktiven Kathodenzerstäubung, aufgebracht werden.

Ein wichtiges Kriterium für eine Verglasung mit einer teilreflektierenden Schicht und damit für die Prozeßführung des Beschichtungsprozesses ist der Farbeindruck der Verglasung im reflektierten Licht. Um einen gleichbleibenden Farbeindruck zu gewährleisten, wird unmittelbar nach der Durchführung des Beschichtungsvorgangs eine Kontrollmessung durchgeführt, bei der mit Hilfe eines geeigneten Meßkopfes diffuses Licht aufgestrahlt und das reflektierte Licht analysiert wird.

Eine für die Kontrolle im on-line-Betrieb geeignete Vorrichtung zur photometrischen Messung der Reflexionseigenschaften von vakuumbeschichteten Glasscheiben ist beispielsweise aus der DE 85 28 346 U1 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird das an der beschichteten Glasscheibe reflektierte Licht durch nochmalige Reflexion an einem teildurchlässigen Spiegel auf eine Detektoreinheit abgelenkt, in der zwei gewünschte Wellenlängen herausgefiltert und ihre Intensitäten gemessen werden. Durch die zusätzliche Reflexion an dem teildurchlässigen Spiegel kann eine Verfälschung des Farbeindrucks erfolgen. Mit der bekannten Vorrichtung kann außerdem nur das reflektierte Licht auf jeweils einer Seite der Glasscheibe gemessen werden.

Auch die EP 0 234 492 A2 beschreibt die Anwendung einer optischen Prüfvorrichtung für die Erfassung von Helligkeits- und Farbänderungen bei in Bewegung befindlichen Gegenständen, u. a. auch aus Glas, jedoch insbesondere an Gegenständen aus Holz. Bei dieser bekannten Vorrichtung können die Gegenstände quer zu ihrer Transportrichtung zeilenweise abgetastet werden. Die optische Erfassungsvorrichtung ist dabei so ausgelegt, daß die Lage von Fehlstellen, beispielsweise Fehlstellen in Schnittholz, Sprünge in Kacheln, Farbfehler in Fliesen o. ä., festgestellt und gekennzeichnet oder gespeichert werden kann. Diese Vorrichtung eignet sich nicht für die genaue Untersuchung des Farbeindrucks von mit teilreflektierenden Oberflächenschichten beschichteten Glasscheiben.

Aus der DE-OS 23 18 532 ist eine Vorrichtung zur kontinuierlichen optischen Kontrolle der Oberflächenqualität von Glasscheiben bekannt. Diese Vorrichtung arbeitet nach dem Prinzip des Schattenverfahrens, wobei schräg auf die Glasscheibe einfallendes Licht von der Glasscheibe auf einen Projektionsschirm reflektiert wird. Die Unebenheiten der Glasscheibenoberfläche wirken dabei wie eine Vielzahl von Sammel- bzw. Zerstreuungslinien und ergeben so auf dem Projektionsschirm ein Muster heller und dunkler Streifen. Mit Hilfe dieser Vorrichtung ist keine Beurteilung des Farbeindrucks der Glasscheibe möglich.

Aus der DE-OS 16 48 571 und der DE 30 45 336 A1 sind ferner Einrichtungen zum Prüfen von optischen Eigenschaften bewegter Bahnen, insbesondere Papierbahnen bei deren Herstellung, bekannt, bei denen ein Meßkopf an einer Traversiereinrichtung vorgesehen und die Beleuchtungseinrichtung und die lichtempfindlichen Elemente in dem Meßkopf angeordnet sind.

Beschichtete Glasscheiben werden häufig zusammen mit einer unbeschichteten Glasscheibe zu Isolierglasscheiben weiterverarbeitet. Die beschichtete Oberfläche ist dabei in der Regel dem Luftzwischenraum zugewandt. Je nach dem Einsatzzweck einer solchen aus einer beschichteten und einer unbeschichteten Glasscheibe bestehenden Isolierglasscheibe kann die Schicht auf der nach außen gerichteten Glasscheibe oder auf der dem Innenraum zugewandten Glasscheibe angeordnet sein. Soll die Isolierglasscheibe z. B. in erster Linie als Sonnenschutzscheibe dienen, dann ist die teilreflektierende Schicht auf der dem Luftzwischenraum zugewandten Oberfläche der äußeren Glasscheibe angeordnet. Falls andererseits die Isolierglasscheibe in erster Linie als Wärmedämmscheibe mit hohem k-Wert dienen soll, ist die teilreflektierende Schicht auf der dem Luftzwischenraum zugewandten Oberfläche der inneren Glasscheibe angeordnet.

Der Farbeindruck einer teilreflektierenden Schicht wird nicht nur durch die Schicht selbst bestimmt, sondern ist auch davon abhängig, auf welcher Oberfläche einer Glasscheibe die teilreflektierende Schicht angeordnet ist. Bei einer Isolierglasscheibe kommt erschwerend hinzu, daß der Farbeindruck außerdem davon abhängt, ob die Isolierglasscheibe auf der Seite der beschichteten Glasscheibe oder auf der Seite der unbeschichteten Glasscheibe betrachtet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine praxisnahe und für den Einsatz an einer Beschichtungslinie geeignete Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe ohne zusätzlichen Arbeits- oder Zeitaufwand der Farbeindruck einer beschichteten Glasscheibe gemessen werden kann, den diese nach ihrer Verarbeitung zu einer Isolierglasscheibe vermittelt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß bei einem die beschichtete Glasscheibe tragenden Förderer auf beiden Seiten der Glasscheibe jeweils eine die Glasscheiben überspannende Schiene vorgesehen ist, auf denen jeweils ein einen Meßkopf tragender Schlitten verfahrbar ist, daß jeder Meßkopf Licht aussendet und für eine Farbmessung des reflektierten Lichtes den von der Glasscheibe reflektierten Anteil des ausgesandten Lichts wieder erfaßt, und daß an dem der Schicht zugewandten Schlitten mit einem Luftabstand zu der beschichteten Glasscheibe und parallel zu dieser im Meßlicht der beiden Meßköpfe eine unbeschichtete Glasscheibe angeordnet ist.

Hit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die beispielsweise auf einem horizontalen Rollenförderer montiert wird, kann in vollständig automatisierter Weise der Farbeindruck der teilreflektierenden Schicht gemessen werden, den diese nach ihrer Verarbeitung mit einer unbeschichteten Glasscheibe zu einer Isolierglasscheibe vermittelt, und zwar sowohl der Farbeindruck bei Aufsicht auf die unbeschichtete Glasscheibe als auch der Farbeindruck bei Aufsicht auf die beschichtete Glasscheibe. Auf diese Weise ist die Farbbeurteilung der Schicht sowohl bei einer für die Wärmedämmung ausgelegten Isolierglasscheibe als auch bei einer für den Sonnenschutz ausgelegten Isolierglasscheibe gleichzeitig möglich, ohne daß hierfür irgendwelche zusätzlichen Maßnahmen erforderlich sind.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die beiden Meßköpfe derart gegeneinander versetzt angeordnet, daß die Meßergebnisse nicht durch den jeweils gegenüberliegenden Meßkopf beeinflußt werden.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Be­ schreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung an­ hand der Zeichnung.

In der Zeichnung ist ein senkrechter Schnitt quer durch einen Rollenförderer dargestellt, an dem die erfindungs­ gemäße Vorrichtung angeordnet ist.

Der Rollenförderer umfaßt senkrechte Stützen 1 und hori­ zontale Träger 2, auf denen Lager 3 für die Transportwel­ len 4 angeordnet sind. Auf den Transportwellen 4 sind in Abständen Ringe 5 aus elastischem Material angeordnet, auf denen die Glasscheiben 6 aufliegen und durch Reibungsschluß weitertransportiert werden. Die Transport­ wellen 4 werden durch einen gemeinsamen nicht dargestell­ ten Antrieb zum Transport der Glasscheiben in Drehung versetzt.

Die zu untersuchende Glasscheibe 6 ist auf ihrer oberen Seite mit einem teilreflektierenden Belag 7 versehen. Bei dem Belag 7 handelt es sich insbesondere um einen mit Hilfe der magnetfeldunterstützten Kathodenzerstäubung aufgebrachten mehrschichtigen Belag, beispielsweise mit dem grundsätzlichen Aufbau Metalloxid-Silber-Metall-Me­ talloxid.

Quer zur Transportbahn des Rollenförderers, das heißt parallel zu den Transportwellen 4, ist oberhalb und un­ terhalb der Transportebene jeweils eine Schiene 10 bzw. 11 angeordnet. Auf der oberen Schiene 10 ist ein Schlit­ ten 12 längs der Schiene 10 verfahrbar gelagert. Entspre­ chend ist auf der unteren Schiene 11 ein Schlitten 13 quer zur Transportbahn verfahrbar gelagert. Der Schlitten 12 wird durch eine Spindel 14 oder durch einen Zahnriemen in Bewegung versetzt, und der untere Schlitten 13 in ent­ sprechender Weise durch eine Spindel 15 oder einen Zahn­ riemen. Die Spindeln 14 und 15 werden ihrerseits über Ke­ gelradgetriebe 16, Wellen 17 bzw. 18, ein Getriebe 19 und einen Elektromotor 20 in Drehung versetzt. Das Getriebe 19 ist so ausgelegt, daß die Wellen 17 und 18, und dementsprechend die Schlitten 12 und 13, über die Spin­ deln 14 und 15 bzw. Zahnriemen einzeln oder gemeinsam synchron angetrieben werden können.

Der obere Schlitten 12 ist mit einer Halterung 22 verse­ hen, die einen Meßkopf 23 trägt. Ebenfalls ist an der Halterung 22 eine Glasscheibe 24 in paralleler Ausrich­ tung zu der Glasscheibe 6 fest angeordnet, und zwar in einem Abstand A, der dem Luftzwischenraum bei einer Iso­ lierglasscheibe entspricht. Die Glasscheibe 24 weist keine Oberflächenbeschichtung auf und entspricht der unbeschichteten Glasscheibe einer Isolierglasscheibe.

Der untere Schlitten 13 trägt ebenfalls über eine Halte­ rung 26 einen Meßkopf 27, der seinerseits in seinem Auf­ bau und seiner Arbeitsweise dem Meßkopf 23 entspricht. Die optische Achse der beiden Meßköpfe 23 und 27 ist senkrecht auf die Glasscheibe 6 ausgerichtet. Die beiden Meßköpfe 23 und 27 sind seitlich versetzt zueinander an­ geordnet, so daß das jeweils von einem Meßkopf ausge­ sandte und nach Reflexion wieder erfaßte Licht nicht durch den gegenüberliegenden Meßkopf gestört wird. Dementsprechend ist die an der Halterung 22 des oberen Schlittens 12 angeordnete Glasscheibe 24 in Richtung auf die optische Achse des unteren Meßkopfes 27 so weit verlängert, daß die von dem Meßkopf 27 ausgehende Strah­ lung auf diese Glasscheibe 24 auftrifft.

Bei den Meßköpfen 23 und 27 kann es sich grundsätzlich um jeden geeigneten Meßkopf handeln, der in der Lage ist, diffuses Licht auf die Glasscheibe aufzustrahlen und den reflektierten Anteil aufzufangen. Für diesen Zweck ge­ eignete Meßköpfe werden beispielsweise von der Firma DA­ TACOLOR angeboten. Das von den Glasscheiben reflektierte und von dem jeweiligen Meßkopf 23, 27 aufgefangene Licht wird jeweils über ein Lichtleitkabel 28 zu einer entspre­ chenden Auswerteinheit, nämlich einem Spektrometer, ge­ leitet.

In Abhängigkeit von dem Isolierglastyp, für den die be­ schichtete Glasscheibe 6 vorgesehen ist, wird entweder der oberhalb der Glasscheibe 6 befindliche Meßkopf 23 oder der unterhalb der Glasscheibe 6 befindliche Meßkopf 27 aktiviert. Während also bei Aktivierung des oberen Meßkopfes 23 der Fall erfaßt wird, in dem die Glasscheibe 6 zu einer Isolierglasscheibe mit Wärmedämmeigenschaften verarbeitet werden soll, wird durch Aktivierung des unte­ ren Meßkopfes 27 der Fall erfaßt, in dem die Glasscheibe 6 zu einer Sonnenschutzscheibe weiterverarbeitet wird. Selbstverständlich können auch beide Meßköpfe gleichzei­ tig oder nacheinander aktiviert werden, so daß die ent­ sprechenden kolorimetrischen Werte für beide Anwendungs­ fälle auf diese Weise erfaßt werden können.

Die Messungen erfolgen programmgesteuert während einer kurzzeitigen Unterbrechung der traversierenden Bewegung der Schlitten, das heißt bei kurzzeitigem Stillstand der Meßköpfe. Sowohl die Anzahl der Messungen als auch der Ort der Messung sind frei wählbar. Die in dem jeweiligen Spektrometer ausgewerteten Signale werden auf einem Bild­ schirm sichtbar gemacht und werden durch einen Drucker dokumentiert.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Messen der Reflexionseigenschaften einer mit einer teilreflektierenden Schicht beschichteten Glasscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem die beschichtete Glasscheibe (6) tragenden Förderer auf beiden Seiten der Glasscheibe (6) jeweils eine die Glasscheibe (6) überspannende Schiene (10, 11) vorgesehen ist, auf der jeweils ein einen Meßkopf (23, 27) tragender Schlitten verfahrbar ist, daß jeder Meßkopf (23, 27) Licht aussendet und für eine Farbmessung des reflektierten Lichtes den von der Glasscheibe (6) reflektierten Anteil des ausgesandten Lichts wieder erfaßt, und daß an dem der Schicht (7) zugewandten Schlitten (12) mit einem Luftabstand (A) zu der beschichteten Glasscheibe (6) und parallel zu dieser im Meßlicht der beiden Meßköpfe (23, 27) eine unbeschichtete Glasscheibe (24) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Meßköpfe (23, 27) derart gegeneinander versetzt angeordnet sind, daß die Meßergebnisse nicht durch den gegenüberliegenden Meßkopf beeinflußt werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schlitten (12, 13) synchron quer über die Glasscheibe (6) verfahrbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Auswertung der reflektierten Strahlung ein außerhalb des Förderers stationär angeordnetes Spektrometer vorgesehen ist, und daß zur Weiterleitung des reflektierten Lichtes von dem Meßkopf (23, 27) zum Spektrometer ein flexibles Lichtleitkabel (28) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie an einem hinter einer Magnetron-Beschichtungsanlage angeordneten, die Glasscheiben (6) nach dem Verlassen der Beschichtungsanlage weitertransportierenden Rollenförderer angeordnet ist.