HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Temperieren von Werkstücken, insbesondere von Fahrzeugkarosserien, bei welchem a) die Werkstücke in einem Temperiertunnel temperiert werden und mit einem Trans portsystem gefördert werden; b) mittels eines berührungslosen Temperatursensorsystems mit einer Sensoreinrich tung eine Ist-Temperatur Ti _st des Werkstückes innerhalb eines Referenzbereichs des Werkstücks erfasst wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Temperieren von Werkstücken, insbesondere von Fahrzeugkarosserien, mit a) einem Gehäuse, in dem ein Temperiertunnel untergebracht ist, wobei die Werkstü cke in dem Temperiertunnel mittels eines Temperiersystem temperiert und mittels eines Transportsystems kontinuierlich oder intermittierend gefördert werden; b) einem berührungslosen Temperatursensorsystems mit einer Sensoreinrichtung, mit tels welchem eine Ist-Temperatur Ti _st des Werkstückes innerhalb eines Referenzbe reichs des Werkstücks erfassbar ist.

Außerdem betrifft die Erfindung eine Anlage zum Behandeln, insbesondere zum Be schichten, insbesondere zum Lackieren, von Werkstücken, insbesondere von Fahrzeug- karosserien. 2. Beschreibung des Standes der Technik

Wenn vorliegend von "Temperieren" einer Fahrzeugkarosserie gesprochen ist, so ist hiermit die Herbeiführung einer bestimmten Temperatur der Fahrzeugkarosserie ge- meint, die sie zunächst noch nicht besitzt. Es kann sich um eine Temperaturerhöhung oder eine Temperatun/erringerung handeln. Unter einer "temperierten Luft" wird eine solche verstanden, welche die zur Temperierung der Fahrzeugkarosserie erforderliche Temperatur besitzt. Entsprechendes gilt allgemein für Werkstücke aller Art, insbeson dere in der Automobilindustrie für Fahrzeugräder bzw. Fahrzeugfelgen, Stoßfänger, Außenspiegelgehäuse oder sonstige Anbauteile von Fahrzeugkarosserien. Aber auch Werkstücke anderer Industriebereiche werden bei ihrer Herstellung einer Temperie rung unterzogen.

Ein in der Automobilindustrie häufiger Fall des Temperierens, nämlich des Erwärmens, von Fahrzeugkarosserien ist der Vorgang des Trocknens der Beschichtung einer Fahr- zeugkarosserie, handele es sich dabei nun um einen Lack oder einen Klebstoff oder dergleichen, aber auch das Abtrocknen einer feuchten oder nassen Oberfläche des Werkstücks. Die nachfolgende Beschreibung der Erfindung im Detail erfolgt am Bei spiel eines solchen Trockners.

Wenn vorliegend von "Trocknen" die Rede ist, so sind damit beim Trocknen von Be- Schichtungen insbesondere Vorgänge gemeint, bei denen die Beschichtung der Fahr zeugkarosserie, insbesondere ein Lack, zum Aushärten gebracht werden kann, sei dies nun durch Austreiben von Lösemitteln oder durch Vernetzung der Beschichtungssub stanz.

Bei komplexen Werkstücken wie im Falle von Fahrzeugkarosserien gibt es verschie- dene Bereiche mit unterschiedlichen Massen, die sich bei identischer Verweildauer in einer höher temperierten Tunnelatmosphäre unterschiedlich erwärmen oder in einer kühler temperierten Tunnelatmosphäre unterschiedlich abkühlen. Insbesondere Fahrzeugkarosserien werden in jüngster Zeit in ihrem Aufbau zuneh mend kompliziert, wobei beispielsweise der unterste Bereich, der Schwellerbereich bzw. die Bodengruppe, stark massebehaftet ist und demzufolge eine erhebliche Wär mekapazität besitzt. Bei der Erwärmung der verschiedenen Bereiche der Fahrzeugka- rosserie benötigt es eine nicht unerhebliche Zeit, bis die Wärme diese Bereiche voll ständig durchdrungen hat. Diese Zeit differiert darüber hinaus lokal, je nachdem, wie in dem jeweiligen Bereich gerade die Masseverteilung und die Verteilung der Wärme kapazitäten ist. Die B-Säule oder Bereiche an der Dachreling sind weitere Beispiele für Bereiche einer Fahrzeugkarosserie, die unterschiedliche Wärmekapazitäten vorgeben und unterschiedliche Anforderungen an einen Trockenvorgang stellen. Wenn nun in der Temperiervorrichtung insgesamt die Fahrzeugkarosserie als Ganzes über eine be stimmte Zeitdauer temperiert wird, können derart verschiedene Bereiche oder Teile der Fahrzeugkarosserie folglich unterschiedliche Temperaturen erreichen, bis die Ver weildauer ausreichend lang war, dass alle Bereiche und Teile auf dieselbe Temperatur gebracht sind; dies gilt sowohl für Heiz- als auch für Kühlvorgänge.

Damit es nicht dazu kommt, dass die Temperatur bei Teilen oder Bereichen der Fahr zeugkarosserie unter einer geforderten Mindesttemperatur für einen möglichst opti malen Trockenvorgang oder über einer geforderten Mindesttemperatur für einen möglichst optimalen Kühlvorgang für diese Teile oder Bereiche liegt, wird die Verweil- dauer der zu trocknenden Fahrzeugkarosserie in der Temperiervorrichtung in der Re gel an die längste Zeit angepasst, die der ungünstigste, am stärksten mit Masse behaf tete Bereich der Fahrzeugkarosserie zum Erwärmen oder Abkühlen benötigt.

Daher ist es einerseits wichtig, die Temperatur von derartigen speziellen Bereichen zu überwachen, was mit Hilfe eines eingangs genannten berührungslosen Temperatur- sensorsystems erfolgt. Die Schwierigkeit besteht darin, dass sichergestellt sein muss, dass der gewünschte Bereich des Werkstücks, insbesondere bei Fahrzeugkarosserien, zuverlässig erfasst wird. Andererseits muss für ein reproduzierbares Temperier-Ergebnis sichergestellt sein, dass aufeinanderfolgende Werkstücke zu definierten Zeiten eine bestimmte Position in dem Temperiertunnel einnehmen. Insbesondere bei Batch-Systemen oder Temperier vorrichtungen, bei denen die Werkstücke intermittierend mit Stillstandphasen geför- dert werden, können die massebehafteten Teil im Stillstand des Werkstücks gezielt temperiert werden, wozu aber eine abgestimmte Position des Werkstücks sicherge stellt sein muss.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs ge- nannten Art bereitzustellen, welche diesen Gedanken Rechnung tragen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass c) durch die Sensoreinrichtung ein Sensorfeld mit einer Primär-Sensorsteile bereitge stellt wird, aus welcher eine Temperatur TP an der Primär-Sensorsteile abgeleitet werden kann oder abgeleitet wird; d) das Sensorfeld der Sensoreinrichtung außerdem mit einer Sub-Sensorstelle bereit gestellt wird, aus welcher eine Temperatur Ts an der Sub-Sensorstelle und/oder ein Bild Ps an der Sub-Sensorstelle abgeleitet wird; e) die Temperatur TP an der Primär-Sensorsteile dann als Ist-Temperatur Ti _st des Re ferenzbereichs des Werkstücks registriert wird, wenn ea) sowohl TP als auch Ts eine Schwellentemperatur T _t h _r überschreiten oder unter schreiten; und/oder eb) die Differenz ATPS zwischen der Temperatur TP an der Primär-Sensorsteile und der Temperatur Ts an der Sub-Sensorstelle einen vorgegebenen Schwellen wert T _Ämax unterschreitet oder überschreitet und zumindest eine der beiden Temperaturen TP oder Ts eine Schwellentemperatur T _t h _r unterschreitet; und/oder ec) die Änderung ATs der aus der Sub-Sensorstelle ableitbaren Temperatur Ts pro Zeiteinheit einen vorgegebenen Schwellenwert T _Äm ax/s überschreitet; und/oder ed) das Bild Ps eine vorgegebene Referenzstruktur des Werkstücks und/oder des Transportsystems widerspiegelt; und/oder f) eine aus dem Sensorfeld abgeleitete Temperatur und/oder ein aus dem Sen sorfeld abgeleitetes Bild dazu herangezogen werden, die Position des Werkstü ckes in dem Temperiertunnel zu erfassen und/oder zu überprüfen, wozu das Sen- sorfeld so in dem Temperiertunnel ausgerichtet wird, dass ein oder mehrere der Bedingungen ea), eb), ec) oder ed) dann erfüllt sind, wenn das Werkstück eine zu vor definierte Referenzposition in dem Temperiertunnel erreicht.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es möglich ist, anhand von Temperaturen, die an unterschiedlichen Stellen detektiert werden, zu erkennen, dass ein Sensor bzw. eine Sensorstelle im Raum einen bestimmten Bereich des Werkstücks, den Referenzbereich, abtastet, ohne dass hierzu eine absolute Positionsbestimmung des Werkstücks not wendig ist. Zugleich können diese Daten herangezogen werden, um die Absolutposi tion des Werkstücks zu erkennen und dies zum Datenabgleich der Steuerdaten des Transportsystems zu nutzen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Anordnung der Primär-Sensorsteile und der Sub- Sensorstelle in dem Sensorfeld abhängig von der Beschaffenheit und/oder Geometrie des Werkstücks festgelegt wird. Auf diese Weise können die Sensorstellen und damit die Messstellen in dem Sensorfeld bezogen auf das Werkstück optimiert werden.

Das Sensorfeld der Sensoreinrichtung kann dabei mit Hilfe einer einzigen Sensorein heit oder mit Hilfe mehrerer Sensoreinheiten ausgebildet werden. Als jeweilige Sensoreinheit wird vorzugsweise eine Wärmebildkamera oder ein punkt förmig abtastendes Pyrometer oder ein linienförmig abtastendes Pyrometer verwen det. Besonders bevorzugt ist dabei eine Wärmebildkamera.

Vorteilhaft wird das Verfahren in einer Anlage zum Behandeln der Werkstücke, insbe sondere zum Beschichten, bevorzugt zum Lackieren, der Werkstücke durchgeführt. Zu einem Beschichtungsvorgang gehört stets ein Temperiervorgang in Form eines Trock nens, bei dem die Beschichtung im oben erläuterten Sinne getrocknet wird.

Die oben angegebene Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass c) die Sensoreinrichtung ein Sensorfeld mit einer Primär-Sensorsteile bereitstellt, aus welcher eine Temperatur TP an der Primär-Sensorsteile ableitbar ist; d) die Sensoreinrichtung das Sensorfeld außerdem mit einer Sub-Sensorstelle bereit stellt, aus welcher eine Temperatur Ts an der Sub-Sensorstelle und/oder ein Bild Ps an der Sub-Sensorstelle ableitbar ist; e) eine Steuereinrichtung vorhanden ist, welche derart eingerichtet ist, dass die Tem peratur TP an der Primär-Sensorsteile dann als Ist-Temperatur Ti _st des Referenzbe reichs des Werkstücks registriert wird, wenn ea) sowohl TP als auch Ts eine Schwellentemperatur T _t h _r überschreiten oder unter schreiten; und/oder eb) die Differenz AT _PS zwischen der Temperatur T _P an der Primär-Sensorsteile (74) und der Temperatur Ts an der Sub-Sensorstelle (76) einen vorgegebenen Schwellenwert T _Ämax unterschreitet oder überschreitet und zumindest eine der beiden Temperaturen T _P oder Ts eine Schwellentemperatur T _thr unterschreitet; und/oder ec) die Änderung ATs der aus der Sub-Sensorstelle (76) ableitbaren Temperatur Ts pro Zeiteinheit einen vorgegebenen Schwellenwert T _Äm ax/s überschreitet; und/oder ed) das Bild Ps eine vorgegebene Referenzstruktur des Werkstücks und/oder des Transportsystems widerspiegelt; und/oder f) eine Steuereinrichtung vorhanden ist, welche derart eingerichtet ist, dass eine aus dem Sensorfeld abgeleitete Temperatur und/oder ein aus dem Sensorfeld abge leitetes Bild dazu herangezogen werden kann, die Position des Werkstückes in dem Temperiertunnel zu erfassen und/oder zu überprüfen, wobei das Sensorfeld so in dem Temperiertunnel ausgerichtet ist, dass ein oder mehrere der Bedingun gen ea), eb), ec) oder ed) dann erfüllt sind, wenn das Werkstück eine zuvor defi nierte Referenzposition in dem Temperiertunnel erreicht.

Vorteilhaft ist die Anordnung der Primär-Sensorsteile und der Sub-Sensorstelle in dem Sensorfeld abhängig von der Beschaffenheit und/oder Geometrie des Werkstücks fest gelegt.

Vorzugsweise umfasst die Sensoreinrichtung eine oder mehrere Sensoreinheiten, wel che das Sensorfeld ausbilden. Es ist günstig, wenn eine jeweilige Sensoreinheit eine Wärmebildkamera oder ein punktförmig abtastendes Pyrometer oder ein linienförmig abtastendes Pyrometer ist. Auch hier ist eine Wärmebildkamera bevorzugt.

Bei einer Anlage der eingangs genannten Art wird die oben genannte Aufgabe dadurch gelöst, dass sie eine Temperiervorrichtung mit einigen oder allen der oben erläuterten Merkmale umfasst.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen: Figur 1 einen Querschnitt einer Trockenkabine eines Trockners zum Trocknen von Werkstücken, weicher ein berührungsloses Temperatursensorsystem mit mehreren Sensoreinrichtungen umfasst;

Figur 2 einen Ausschnitt eines Längsschnittes des Trockners von Figur 1 entlang der dortigen gewinkelten Schnittlinie ll-ll; Figur 3 einen Ausschnitt eines Horizontalschnitts des Trockners von Figur 1 entlang der dortigen Schnittlinie lll-lll, wobei nur seitliche Sensoreinheiten gezeigt sind;

Figur 4 verschiedene Phasen A, B, C und D bei der Erfassung der Temperatur des Werkstücks nach einem ersten Detektionskonzept; Figur 5 verschiedene Phasen A, B, C und D bei der Erfassung der Temperatur des Werkstücks nach einem zweiten Detektionskonzept;

Figur 6 perspektivische Ansichten von Varianten A, B und C eines Abschnitts eines abgewandelten Trockners, bei dem Werkstücke quer zur Förderrichtung an geordnet sind. BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Figur 1 zeigt einen Querschnitt einer Temperiervorrichtung 10 in Form eines Trockners 12. Die Temperiervorrichtung 10 hat eine Temperierkabine 14, die bei dem Trockner 12 eine Trockenkabine definiert. Die Temperien/orrichtung 10 gehört zu einer insge- samt mit 16 bezeichneten Anlage zum Behandeln von Werkstücken 18, insbesondere zum Beschichten von Werkstücken 18. Als Beispiel für Werkstücke 18 sind in den Figu ren jeweils Fahrzeugkarosserien 20 zu erkennen. Bei den Werkstücken 18 kann es sich aber auch um andere Werkstücke und insbesondere um Anbau- oder Aufbauteile von Fahrzeugkarosserien 18 wie Stoßfänger, Seitenspiegel oder dergleichen handeln. Die Trockenkabine 14 umfasst ein Kabinengehäuse 22, welches einen Temperiertunnel 24 begrenzt, der bei dem Trockner 12 ein Trockentunnel ist und Seitenwände 26, eine Decke 28 und einen Tunnelboden 30 umfasst.

Der Trockner 12 umfasst außerdem ein nur schematisch angedeutetes Transportsys tem 32, mittels welchem die Werkstücke 18 durch die Temperierkabine 14 transpor- tiert werden und welches für diesen Zweck eine Vielzahl von Transportwagen 34, auf denen die Werkstücke 18 transportiert werden. Die Förderrichtung ist in den Figuren 2 bis 6 durch nicht gesondert bezeichnete Pfeile veranschaulicht.

Das Transportsystem 32 kann ein schienengebundenes Transportsystem sein, bei wel chem die Transportwagen 34 auf einem Schienensystem verfahren werden. Ein solches Schienensystem umfasst beispielsweise eine Tragschiene, auf welcher die Transport wagen 34 fahren und welche am Boden verankert ist. Eine solche somit bodengebun dene Tragschiene kann einspurig oder auch zwei- oder mehrspurig sein.

Alternativ kann das Transportsystem 32 auch als sogenanntes "fahrerloses Transport system" (FTS) und die Transportwagen 34 jeweils freifahrend als sogenanntes "fahrer- loses Transportfahrzeug" (FTF) ausgebildet sein, welche mit einem Fahrwerk auf einem Fahrboden ablaufen und unabhängig voneinander antreibbar und lenkbar sind. Ein Transportwagen 34 umfasst eine Befestigungseinrichtung 36, an welcher ein Werk stück 18 oder ein entsprechender Werkstückträger für Werkstücke 18 befestigt werden kann. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Werkstück 18 unmittelbar ohne einen ergänzenden Werkstückträger von dem Transportwagen 34 aufgenommen. Al- ternativ können die Transportwagen 34 aber auch so konzipiert sein, dass sie einen Werkstückträger aufnehmen, an dem das Werkstück 18 befestigt ist. Im Falle von Fahr zeugkarosserien 20 kommen als derartige Werkstückträger sogenannte Skids zum Ein satz, wie es an und für sich bekannt ist.

Jeder Transportwagen 34 führt jeweils ein eigenes Antriebssystem 38 mit sich, so dass die Transportwagen 34 unabhängig voneinander angetrieben und verfahren werden können. Bei einem FTS ist das eigene Antriebssystem 38 durch nicht eigens gekenn zeichnete Antriebrollen, die auf dem Fahrboden ablaufen, durch einen zugehörigen Antriebsmotor und durch eine nicht eigens gezeigte Steuerung hierfür ausgebildet.

Die Energieversorgung jedes Transportwagens 34 kann in an und für sich bekannter Weise durch mitgeführte Akkumulatoren erfolgen. Bei einem schienengebundenen Transportsystem 32 laufen entsprechende Antriebsrollen des Antriebssystems 38 auf dem Schienensystem ab. Die Energieversorgung jedes Transportwagens 34 kann dort auch durch Schleifleitungen an dem Schienensystem erfolgen, wie es an und für sich bekannt ist. Es sind hier nur beispielhaft verschiedene mögliche Transportkonzepte angesprochen. Hien/on abweichend können andere an und für sich bekannte Transportsysteme ein gesetzt werden. Hierzu zählen neben anderen Varianten von bodengebundenen Transportsystemen auch Hängebahnsysteme.

Neben den hier erläuterten Transportwagen 34 mit jeweils eigenem Antriebssystem 36 können gegebenenfalls auch andere Transportwagen vorhanden sein, welche durch ein zentrales Antriebssystem angetrieben werden. Beispielsweise kann ein solches zentrales Antriebssystem durch einen Kettenzug oder dergleichen ausgebildet sein. Die hier erläuterten Transportwagen 34 können entsprechend auch unabhängig von anderen Antriebseinrichtungen angetrieben und verfahren werden.

Bei einer nicht eigens gezeigten Abwandlung umfasst die Temperierkabine 14 einen Zwischenboden, so dass der Kabineninnenraum in einen Temperierraum und einen darunter verlaufenden Fahrraum unterteilt ist. In dem Fahrraum werden dann die Transportwagen 34 bewegt, wobei der Zwischenboden einen Durchgang aufweist, der sich in Längsrichtung der Trockenkabine 14 erstreckt und durch den sich eine Verbin dungsstruktur hindurch erstrecken kann, welche ein im Fahrraum angesiedeltes Fahr werk des Transportwagens 34 mit dessen Befestigungseinrichtung 36 im Temperier- raum koppelt.

Die Trockenkabine 14 umfasst jedenfalls ein Temperiersystem 40, mittels welchem ein Werkstück 18 temperiert werden kann. Hierzu umfasst die Temperierkabine 12 Luft räume 42, die zu beiden Seiten in Längsrichtung neben dem Temperiertunnel 24 im Kabinengehäuse 22 untergebracht sind. Die Lufträume 50 und der Temperiertunnel 24 sind durch vertikale Zwischenwände 44 getrennt, in denen entsprechende Luftdurch lässe 46 vorhanden sind, die mit Strömungsdüsen 48 versehen sind.

Aus den Lufträumen 42 wird in an und für sich bekannter Art und Weise heiße und vorkonditionierte, insbesondere getrocknete Luft durch die Luftdurchlässe 46 in den Temperiertunnel 24 eingeblasen und mit Hilfe der Strömungsdüsen 48 auf die zu tem- perierenden Werkstücke 18 gerichtet. In Strömungsrichtung vor den Luftdurchlässen 46 befindet sich in jedem Luftraum 42 eine Filtereinrichtung in Form einer Filterwand 50 mit Filtermatten 52, durch welche die konditionierte Luft vor dem Einströmen in den Temperiertunnel 24 nochmals gefiltert wird.

Die Strömungsdüsen 48 können beweglich und einstellbar sein und umfassen beim vorliegenden Ausführungsbeispiel Düsen 54, die als Kurzstrahldüsen oder Weitstrahl düsen konzipiert sind. Bei den Kurzstrahldüsen handelt es sich um Düsen mit einer so kurzen Abgabeweite, dass sie die ihnen zugewandte Seite der Fahrzeugkarosserie 20 beaufschlagen können. Derartige Kurzstrahldüsen sind an und für sich bekannt. Ihre Strahlrichtung ist einstellbar, wozu die Luftdurchlässen 46, in denen sich die Kurz strahldüsen 54 befinden, beispielsweise kugelkalottenförmige Begrenzungswänden haben können, wodurch die dazu komplementären Kurzstrahldüsen in ihrer Winkel stellung verstellbar geführt sind. Weitstrahldüsen haben dagegen eine größere Abgabeweite als die Kurzstrahldüsen, wodurch es möglich ist, die aus den Weitstrahldüsen austretende Heißluft durch eine Öffnung in der zugewandten Seitenfläche der Fahrzeugkarosserien 20, beispielsweise durch eine Fensteröffnung oder durch eine geöffnete Tür, auf die Innenfläche der ge genüberliegenden Karosserieseite zu richten, so dass also der Heißluftstrom den ge- samten Innenraum der Fahrzeugkarosserie 20 durchquert. Die Richtung dieser Heißluft kann dabei auch so sein, dass sie vornehmlich auf den unteren, inneren Bereich der Fahrzeugkarosserie 20 gerichtet ist, wo verhältnismäßig viel Masse und daher eine große Wärmekapazität vorhanden ist.

Alternativ oder ergänzend kann das Temperiersystem 48 auch anders wirkende Tem- periereinrichtungen umfassen, beispielsweise konvektive, induktive, Infrarot- oder La- ser-Heizeinrichtungen.

Um nun den Temperiervorgang der Werkstücke 18 in der Temperiervorrichtung 10 zu überwachen und gegebenenfalls abhängig von der Prozesssituation anzupassen, um fasst die Temperiervorrichtung 10 ein berührungsloses Temperatursensorsystem 56, dessen Daten mittels einer Steuervorrichtung 58 erfasst und ausgewertet werden, die nur in Figur 1 und dort lediglich schematisch veranschaulicht ist. Das Temperatur sensorsystem 56 umfasst mindestens eine Sensoreinrichtung 60, mittels welcher eine Ist-Temperatur Ti _st des Werkstücks 18 innerhalb eines Referenzbereichs 62 des Werk stückes 18 erfasst werden kann. In Figur 1 sind beispielhaft vier Sensoreinrichtungen 60.1, 60.2, 60.3 und 60.4 gezeigt, die jeweils die Temperatur Ti _st innerhalb eines der jeweiligen Sensoreinrichtung 60.1, 60.2, 60.3 und 60.4 zugeordneten Referenzbereichs 62.1, 62.2, 62.3 bzw. 62.4 der Fahr zeugkarosserien 20 erfassen. Wie eingangs erläutert ist, ist ein geeigneter Referenzbereich zur Überwachung der Temperatur des zu temperierenden Werkstücks 18 insbesondere ein stark oder stärker massebehafteter Bereich.

Diesem Konzept wird auch bei Fahrzeugkarosserien 20 gefolgt, weshalb die Referenz- bereiche 62.1 und 62.2 an jeweils einem der Schweller 64 der Fahrzeugkarosserien 20 angesiedelt sind. Dagegen befinden sich der Referenzbereich 62.3 an der Dachlinie und der Referenzbereich 62.4 am Dach der Fahrzeugkarosserie 20. Wie in Figur 3 zu erkennen ist, hat die Sensoreinrichtung 60.3 den ihr zugeordneten Referenzbereich 62.3 an der Dachlinie noch nicht erfasst, während die Sensoreinrichtungen 60.1 und 60.2 den jeweils als Referenzbereich 62.1 bzw. 62.2 zugeordneten Schwellerbereich be reits abtasten.

Die Sensoreinrichtung 60.1 für den Referenzbereich 62.1 am Schweller 64 ist außerhalb des Temperiertunnels 24 und bei einem Trockner 12 zumindest außerhalb des Heißbe reichs angeordnet, so dass sie demgegenüber weniger hohen Temperaturen standhal- ten muss. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Sensoreinrichtung 60.1 hier für an der Seitenwand 26 des Kabinengehäuses 22 angeordnet. Wenn eine Sensorein richtung ausreichend gekühlt ist, kann sie bei einem Trockner 12 jedoch auch im Heiß bereich des Temperiertunnels 24 untergebracht sein, was die Sensoreinrichtung 60.2 veranschaulicht, die den Referenzbereich 62.2 am Schweller 64 der Fahrzeugkarosserie 20 erfasst. Die Sensoreinrichtung 60.2 ist am Tunnelboden 30 angeordnet.

Die Sensoreinrichtungen 60.3 und 60.4 sind an einer Seitenwand 26 bzw. an der Decke 28 des Temperiertunnels 24 und bei einem Trockner 12 entsprechend ebenfalls außer halb des Heißbereichs angeordnet.

Wie die Figuren 2 und 3 zeigen sind die Lufträume 42 zu beiden Seiten des Tempe- riertunnels 24 dort durch eine Nische 66 getrennt, wo sich die Sensoreinrichtungen 60.1 und 60.3 an den Seitenwänden 26 befinden. Bei einer alternativen Abwandlung ist zwischen einer Sensoreinrichtung 60 und einer Zwischenwand 44 ein Sensorweg aus- gebildet, welcher den Temperiertunnel 24 derart mit der Sensoreinrichtung 60 verbin det, dass das Sensorfeld 68 einen Bereich des Temperiertunnels 24 erfassen und ab tasten kann. Die kann beispielsweise durch aufeinander abgestimmte Sensorfenster in der Seitenwand 26 und der Zwischenwand 44 oder durch einen Durchgangskanal zwi- sehen Seitenwand 26 und Zwischenwand 44 vorgesehen sein, im einfachsten Fall durch ein Rohr. In diesem Fall kann auf eine entsprechende Nische 60 verzichtet und die Trennwand 44 durchgängig verlaufen, was in Figur 3 durch einen gestrichelten Ab schnitt 44a der Zwischenwand 44 angedeutet ist.

Wenn nur Sensoreinrichtungen 60 innerhalb des Temperiertunnels 24 angeordnet sind, wie dies bei der Sensoreinrichtung 60.2 der Fall ist, kann ebenfalls auf die Ausbil dung von entsprechenden Nischen 66 verzichtet werden.

Nachfolgend wird das Temperatursensorsystems 48 und dessen Betriebsweise anhand der Figuren 4 und 5 näher erläutert, welche das Konzept im Zusammenhang mit der Sensoreinrichtung 60.1 veranschaulichen, die den Referenzbereich 62.1 am Schweller 64 der Fahrzeugkarosserie 20 erfassen soll.

Dennoch wird im Weiteren allgemein wieder die Sensoreinrichtung 60 und der Refe renzbereich 62 ohne konkreten Bezug auf die Sensoreinrichtung 60.1 und den Refe renzbereich 62.1 angesprochen. Die nachfolgenden Erläuterungen gelten sinngemäß für jede vorhandene Sensoreinrichtung 60. Dementsprechend ist der Referenzbereich der Fahrzeugkarosserie am Schweller 64 der Fahrzeugkarosserie 20 in den Figuren 4 und 5 lediglich mit 62 bezeichnet.

Die Sensoreinrichtung 60 stellt ein Sensorfeld 68 bereit, mit welchem der Tempe riertunnel 24 abgetastet werden kann. Die Sensoreinrichtung 60 und deren Sensorfeld 68 sind beim vorliegenden Ausführungsbeispiel stationär, so dass die Werkstücke 18 auf ihrem Weg durch den Temperiertunnel 24 an dem Sensorfeld 68 vorbeigeführt werden. Figur 4, auf welche nun Bezug genommen wird, veranschaulicht dies anhand von vier Phasen A, B, C und D, die durchlaufen werden, wenn eine Fahrzeugkarosserie 20 mit dem Transportsystem 32 durch den Temperiertunnel 24 bewegt wird. Zu betrachten ist allerdings lediglich eine Relativbewegung zwischen dem Werkstück 18 und dem Sensorfeld 68, d.h. bei einem stillstehenden Werkstück 18, beispielsweise in einer Batch-Temperiervorrichtung oder bei einem Taktbetrieb, kann das Sensorfeld 68 an dem Werkstück 18 entlang geführt werden.

Wenn sich ein Werkstück 18 an dem Sensorfeld 68 vorbei bewegt, kann die Tempera tur des Werkstücks 18 an zumindest einer Stelle in dem Bereich des Werkstücks 18 er- mittelt werden, der von dem Sensorfeld 68 abgedeckt wird. Die Temperaturmessung erfolgt in der Praxis mittels Infrarot-Strahlungserkennung, wie es an und für sich be kannt ist.

Die Sensoreinrichtung 60 kann eine einzige Sensoreinheit 70 oder auch mehrere Sen soreinheiten 70 umfassen, welche das Sensorfeld 68 ausbilden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Sensoreinheit 70 eine Wärmebild kamera 72, wobei deren Kamerabild oder aus Ausschnitt des Kamerabildes das Sen sorfeld 68 für die Temperaturmessung definiert. Bei einer Wärmebildkamera 72 kann die Temperatur des Werkstücks 18 im Rahmen der Auflösung der Wärmebildkamera 72 an jeder Stelle in dem Bereich ermittelt werden, der von dem Sensorfeld 68 abge- deckt wird.

Es können aber auch punktförmig abtastende Pyrometer oder linienförmig abtastende Pyrometer, sogenannte Linescanner, verwendet werden. In einem solchen Fall bilden mehrere Sensoreinheiten 70 das Sensorfeld 68, wozu die mehreren Sensoreinheiten 70 entsprechend in definierter Anordnung zu einer Gruppe zusammengefasst sind. Es können auch verschiedene Sensoreinheiten 70 unterschiedlicher Bauart zu einer Sensoreinrichtung 60 kombiniert sein. In jedem Fall definiert das Sensorfeld 68 eine Primär-Sensorsteile 74, aus welcher eine Temperatur T _P an der Primär-Sensorsteile 74 abgeleitet werden kann. Die Primär-Sen- sorstelle 74 ist dabei diejenige Sensorstelle des Sensorfeldes 68, welche den Referenz bereich 62 des Werkstücks 18 abdeckt, dessen Ist-Temperatur Ti _st ermittelt werden soll, wenn sich das Sensorfeld 68 und das Werkstück 18 räumlich relativ zueinander in einer definierten Messanordnung befinden. Phase C in Figur 4 veranschaulicht die Si tuation, in der die Fahrzeugkarosserie 20 und das Sensorfeld 68 in einer solchen Messanordnung positioniert sind. Wie zu erkennen ist, ist dort die Primär-Sensorsteile 74 innerhalb des Referenzbereichs 62 der Fahrzeugkarosserie 20 positioniert. Die Tem- peratur T _P , die dann aus der Sensorantwort an der Primär-Sensorsteile 74 abgeleitet wird, kann dann als Ist-Temperatur Ti _st des Referenzbereichs 62 der Fahrzeugkarosse rie 20 registriert werden.

Die Anordnung der Primär-Sensorsteile 74 und der Sub-Sensorstelle 76 in dem Sen sorfeld 68 wird abhängig von Beschaffenheit und/oder der Geometrie des Werkstücks 18 festgelegt und auf die Beschaffenheit und/oder die Geometrie des Werkstücks 18 abgestimmt, damit die weiter unten erläuterten Bedingungen für eine Temperaturbe stimmung erfüllt werden können.

Bei einer Wärmebildkamera 72 ist die Primär-Sensorsteile 74 ein definierter Pixel oder eine definierte zusammenhängende Gruppe von Pixeln des Kamerabildes. Wenn das Sensorfeld 68 durch mehrere Sensoreinheiten 70 aufgebaut wird, kann beispielsweise eine dieser mehreren Sensoreinheiten 70 die Primär-Sensorsteile 74 festlegen.

Damit die Steuereinrichtung 58 des Temperatursensorsystems 56 erfassen kann, dass die Messanordnung erreicht ist und die aus der Sensorantwort der Primär-Sensorsteile 70 abgeleitete Temperatur T _P als Ist-Temperatur Ti _st des Referenzbereichs 62 registriert werden kann, stellt das Sensorfeld 68 eine von der Primär-Sensorsteile 74 verschie dene Sub-Sensorstelle 76 bereit, aus welcher eine Temperatur Ts an der Sub-Sensor- stelle 76 abgeleitet werden kann. Bei einer Wärmebildkamera 72 ist die Sub-Sensorstelle 76 ein definierter Pixel oder eine definierte zusammenhängende Gruppe von Pixeln des Kamerabildes in einem de finierten Abstand zu dem Pixel bzw. der Pixelgruppe der Primär-Sensorsteile 74. Wenn das Sensorfeld 68 durch mehrere Sensoreinheiten 70 aufgebaut wird, kann eine dieser mehreren Sensoreinheiten 70 die Sub-Sensorstelle 76 festlegen, die nicht bereits die Primär-Sensorsteile 74 vorgibt.

Wenn ein Sensorstelle, im vorliegenden Fall die Sub-Sensorstelle 76m, durch eine Sen soreinheit 70 in Form einer Wärmebildkamera 72 bereitgestellt wird, kann aus dieser Sensorstelle ein Bild Ps an der Sub-Sensorstelle 76 abgeleitet werden. Dies ist auch mit einer nicht wärmeempfindlichen Kamera möglich.

Die aus der Sub-Sensorstelle 76 abgeleitete Temperatur Ts dient der Steuereinrichtung 58 des Temperatursensorsystems 56 als Korrelationstemperatur, aus der sich in Korre lation zu der Temperatur T _P an der Primär-Sensorsteile 74 ableiten lässt, dass die Tem peratur T _P an der Primär-Sensorsteile 74 der Ist-Temperatur Ti _st innerhalb des Refe- renzbereichs 62 des Werkstücks 18 entspricht und als solche registriert werden kann.

Hierfür gibt es mehrere Ansätze und unterschiedliche Temperatur-Auswertkonzepte der aus der Primär-Sensorsteile 74 und der Sub-Sensorstelle 76 erhaltenen Tempera turinformationen. Nachfolgend werden konkrete Beispiele mit konkreten Temperatur angaben erläutert. Diese basieren auf der folgenden modellhaften Betrachtung: Es sei angenommen, dass jedes Teil und jeder Bereich der Fahrzeugkarosserie 20 eine Oberflächentemperatur von mindestens 100°C erreichen soll. Hierfür wird die Fahr zeugkarosserie 20 aus den Düsen 54 mit Heißluft beaufschlagt, die eine Temperatur von etwa 130°C hat. Die Wände und Strukturen der Temperierkabine 14 um die Fahr zeugkarosserie 20 herum, welche den Temperiertunnel 24 begrenzen, haben in einem solchen Fall ebenfalls eine entsprechende Temperatur von etwa 130°C. Diese Tempe ratur der Wände und Strukturen, welche den Temperiertunnel 24 begrenzen, wird im Weiteren als Hintergrundtemperatur bezeichnet. Vorliegend wird modellhaft davon ausgegangen, dass alle Wände und Strukturen, welche den Temperiertunnel 24 be grenzen, etwa die gleiche Temperatur, hier beispielhaft 130°C, haben. In der Praxis gibt es jedoch abhängig vom Material der Wände und den sonstigen Strukturen unter schiedliche Hintergrundtemperaturen, die um einige °C voneinander abweichen kön- nen. Daher wird vorzugsweise die niedrigste Oberflächentemperatur, die an den

Wände und Strukturen der Temperierkabine 14 im Betrieb gemessen werden kann, als Hintergrundtemperatur definiert.

1. Ansatz 1

In einem ersten Ansatz werden die Primär-Sensorsteile 74 und die Sub-Sensorstelle 76 in dem Sensorfeld 68 derart definiert, dass die Primär-Sensorsteile 74 das Werkstück 18 bei der Relativbewegung von Werkstück 18 und Sensorfeld 68 zeitlich vor der Sub- Sensorstelle 76 erreicht und abtastet, wobei als Ausgangssituation davon ausgegan gen wird, dass das Sensorfeld 68 zuvor keinen Bereich des Werkstücks 18 abdeckt.

Dies bedeutet in den meisten Fällen, dass die Primär-Sensorsteile 74 der Sub-Sensor- stelle 76 in Bewegungsrichtung des Sensorfeldes 68 vorauseilt, wie es in Figur 4 veran schaulicht ist. Abhängig von der Beschaffenheit und/oder der Geometrie eines Werk stückes 18 kann aber auch die Sub-Sensorstelle 76 vorauseilen oder beiden Sensor stellen 74, 76 können vertikal übereinander angeordnet sein.

Figur 4 veranschaulicht diesen Ansatz, wobei Phase D eine Situation zeitlich nach dem Zeitpunkt beschreibt, zu dem das Temperatursensorsystem 56 festgestellt hat, dass die Primär-Sensorsteile 74 dem Referenzbereich 62 der Fahrzeugkarosserie 20 erreicht hat und die gemessene Temperatur TP an der Primär-Sensorsteile 74 als Ist-Temperatur Ti _st des Referenzbereichs 62 registriert ist.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Sub-Sensorstelle 76 so in dem Sen- sorfeld 68 definiert, dass ein mit 78 bezeichnetes Bauteil des Innenbereichs des Rad kastens der Fahrzeugkarosserie 20 als erster Bereich des Werkstücks 18 zu der Sub- Sensorstelle 76 gelangt. Dieser Innenbereich bzw. dort vorhandene Bauteile erreichen in der Regel eine ähnliche Temperatur wie der Schweller 64.

1.1 Erstes Temperatur-Auswertekonzept

Es wird eine Schwellentemperatur T _thr definiert und die Steuereinrichtung 58 ermittelt, ob TP und Ts kleiner als T _thr sind. Ist dies der Fall, wird TP als die Ist-Temperatur Ti _st des Referenzbereichs 62 der Fahrzeugkarosserie 20 registriert. Diese Schwellentemperatur T _thr liegt zwischen der Oberflächentemperatur, welche der Referenzbereich 62 des Werkstücks 18 mindestens erreichen soll und der Hintergrundtemperatur. Damit es keine Überschneidung zwischen der Schwellentemperatur T _thr und der niedrigsten Hin- tergrundtemperatur einer Wand oder einer Struktur kommen kann, wird wie oben an gesprochen die niedrigste Hintergrundtemperatur als Bezugsgröße für die Definition der Schwellentemperatur T _thr herangezogen.

Beispiel:

Es wird T _thr = 115°C definiert; T _thr liegt somit zwischen der hier angenommenen zu er- reichenden Oberflächentemperatur des Werkstücks 18 von 100°C und der angenom menen Hintergrundtemperatur von 130°C.

In Phase A messen sowohl die Primär-Sensorsteile 74 als auch die Sub-Sensorstelle 76 die Hintergrundtemperatur der Tunnelatmosphäre von etwa 130°C. Folglich sind T _P = 130°C und Ts = 130°C und somit sind T _P und Ts größer als Tthr. In Phase B erreicht die Primär-Sensorsteile 74 den Schweller 64 der Fahrzeugkarosserie 20 und zeigt eine Temperatur TP = 100°C an. Die Sub-Sensorstelle 76 erfasst noch im mer die Hintergrundtemperatur und es bleibt Ts = 130°C. Somit ist nur TP kleiner als Tthr, nicht jedoch Ts. Die Steuereinrichtung 58 erkennt dadurch, dass die Primär-Sen- sorstelle 74 den Referenzbereich 62 der Fahrzeugkarosserie 20 noch nicht erreicht hat, sondern noch immer die Hintergrundtemperatur erfasst. In Phase C bleibt die Temperatur Tpan der Primär-Sensorsteile 74 kleiner als T _thr , wäh rend die Sub-Sensorstelle 76 nun zu dem Bauteil 78 gelangt und ebenfalls eine Tem peratur Ts = 100°C anzeigt. Damit sind sowohl T _P als auch Ts kleiner als T _thr und T _P wird als Ist-Temperatur Ti _st des Referenzbereichs 62 der Fahrzeugkarosserie 20 registriert. Dieses Konzept funktioniert auch, wenn der Schweller 64 und das Bauteil 78 verschie dene Temperaturen haben, unabhängig davon, welche höher ist, solange beide eine Temperatur kleiner als T _thr aufweisen.

1.2 Zweites Temperatur-Auswertekonzept

Die Steuereinrichtung 58 berechnet die Differenz AT _PS zwischen der Temperatur T _P an der Primär-Sensorsteile und der Temperatur Ts an der Sub-Sensorstelle. Wenn diese Differenz AT _PS einen vorgegebenen Schwellenwert T _Ämax unterschreitet und zumindest eine der beiden Temperaturen T _P oder Ts eine Schwellentemperatur T _thr unterschreitet, sind die Fahrzeugkarosserie 20 und das Sensorfeld 68 in der oben erörterten definier ten Messanordnung positioniert und die Temperatur T _P an der Primär-Sensorsteile 74 wird als Ist-Temperatur Ti _st des Referenzbereichs 62 der Fahrzeugkarosserie 20 regis triert.

Beispiel:

Als Schwellentemperatur wird T _thr = 115°C definiert; T _thr liegt somit wieder zwischen der hier angenommenen zu erreichenden Oberflächentemperatur des Werkstücks 18 von 100°C und der angenommenen Hintergrundtemperatur von 130°C.

Als Schwellenwert der Differenz AT _PS wird T _Ämax = 20°C definiert.

In Phase A messen sowohl die Primär-Sensorsteile 74 als auch die Sub-Sensorstelle 76 die Hintergrundtemperatur der Wände und Strukturen der Temperierkabine 14 von etwa 130°C. Folglich sind T _P = 130°C und Ts = 130°C. In Phase B erreicht die Primär-Sensorsteile 74 den Schweller 64 der Fahrzeugkarosserie 20 und zeigt eine Temperatur TP = 100°C an. Die Sub-Sensorstelle 76 erfasst noch im mer die Hintergrundtemperatur und es bleibt Ts = 130°C.

Somit ist in Phase B zwar die Bedingung erfüllt, dass zumindest eine der beiden Tem- peraturen TP oder Ts, nämlich TP = 100°C, die Schwellentemperatur T _thr = 115°C unter schreitet. Die Differenz ATP _S ist jedoch ATP _S = 30°C und ist somit größer als T _Äma x (20°C). Die Steuereinrichtung 58 erkennt dadurch, dass die Primär-Sensorsteile 74 den Referenzbereich 62 der Fahrzeugkarosserie 20 noch nicht erreicht hat.

In Phase C bleibt die Temperatur Tpan der Primär-Sensorsteile 74 weitgehend unver- ändert und ist jedenfalls kleiner als T _thr = 115°C, während die Sub-Sensorstelle 76 nun zu dem Bauteil 78 gelangt und ebenfalls eine Temperatur Ts = 100°C anzeigt. Damit ist ATP _S = 0°C und der Schwellenwert T _Ämax = 20°C ist unterschritten.

Die Temperatur TP an der Primär-Sensorsteile 74 wird als Ist-Temperatur Ti _st des Refe renzbereichs 62 der Fahrzeugkarosserie 20 registriert. 1.3 Drittes Temperatur-Auswertekonzept

Die Steuereinrichtung 58 beachtet zunächst nur die Temperatur Ts an der Sub-Sensor stelle 76.

Wenn eine Änderung ATs der aus der Sub-Sensorstelle 76 ableitbaren Temperatur Ts pro Zeiteinheit einen vorgegebenen Schwellenwert T _Äm ax/s überschreitet, wird die Tem- peratur TP an der Primär-Sensorsteile 74 als Ist-Temperatur Ti _st des Referenzbereichs des Werkstücks registriert.

Beispiel:

Der Schwellenwert T _Äm ax/s wird zu T _Äm ax/s = 100°C s ¹ definiert.

Bei der Festlegung des Schwellenwerts T _Äm ax/s wird vorzugsweise berücksichtigt, mit welcher Frequenz die Temperatur Ts an der Sub-Sensorstelle 76 erfasst wird. Vorliegend wird beispielhaft davon ausgegangen, dass die Temperatur Ts an der Sub- Sensorstelle 76 fünfmal pro Sekunde abgefragt wird. Zwischen zwei Abfragen an der Sub-Sensorstelle 76 liegen somit 0,2 Sekunden.

Wenn die Sub-Sensorstelle 76 in Phase B zu dem Bauteil 78 gelangt, fällt die Tempera- tur Ts schlagartig von 130°C auf 100°C ab, was mögliche Temperaturschwankungen übersteigt, die erfasst werden, solange die Sub-Sensorstelle 76 die Hintergrundtempe ratur oder die Werkstücktemperatur erfasst. Die bedeutet eine Temperaturänderung ATs in Höhe von 30°C pro 0,2 Sekunden, woraus sich rechnerisch eine Temperaturän derung ATs = 150°C s ¹ ergibt. Somit ist die oben genannte Bedingung erfüllt und die Temperatur TP an der Primär- Sensorsteile 74 wird als Ist-Temperatur Ti _st des Referenzbereichs des Werkstücks regis triert. Mit dem Schwellenwert T _Äm ax/s = 100°C s ¹ wäre im Übrigen eine Temperaturän derung von 20°C ausreichend, wenn die Sub-Sensorstelle 76 das Bauteil 87 erreicht, um die Registrierung von Ti _st auszulösen. Wenn die Temperatur T _s an der Sub-Sensorstelle 76 beispielsweise mit doppelter Fre quenz, d.h. alle 0,1 Sekunden, abgefragt würde, wäre der Schwellenwert T _Äm ax/s =

200°C s ¹ , wenn ein Temperatursprung von mindestens 20°C erfasst werden soll. Bei einer Temperaturänderung von 30°C entspricht ATs dann einer Änderung von 30°C pro 0,1 Sekunden, woraus sich rechnerisch einer Temperaturänderung ATs = 300°C s ¹ ergibt; auch in diesem Fall ist natürlich T _Äma x/ _s = 200°C s ¹ überschritten.

Wenn die Fahrzeugkarosserie 20 weiter bewegt wird und die Sub-Sensorstelle 76 ent lang des Schwellers 64 geführt wird, sind dort gegebenenfalls festzustellende Tempe raturänderungen in der Praxis nicht in der Größenordnung, dass die oben genannte Bedingung erfüllt werden kann. 2. Ansatz 2

In einem zweiten Ansatz, der nicht in den Figuren gezeigt ist, werden die Primär-Sen- sorstelle 74 und die Sub-Sensorstelle 76 in dem Sensorfeld 68 derart definiert, dass die Sub-Sensorstelle 76 das Werkstück 18 bei der Relativbewegung von Werkstück 18 und Sensorfeld 68 zeitlich vor der Primär-Sensorsteile 74 verlässt und nicht mehr abtastet, wobei als Ausgangssituation davon ausgegangen wird, dass sowohl die Sub-Sensor- stelle 76 als auch die Primär-Sensorsteile 74 das Werkstück 18 abtasten. Dies ist bei- spielsweise bei der Fahrzeugkarosserie 20 dann der Fall, wenn das Sensorfeld 68 zum Ende des Schwellers 64 gelangt.

In den meisten Fällen läuft für eine solche Messung die Primär-Sensorsteile 74 der Sub-Sensorstelle 76 in Bewegungsrichtung des Sensorfeldes 68 hinterher. Bezogen auf Figur 4 und das hier erläuterte Ausführungsbeispiel sind die Primär-Sensorsteile 74 und die Sub-Sensorstelle 76 vertauscht. Abhängig von der Geometrie eines Werkstü ckes kann aber auch die Primär-Sensorsteile 74 vorauseilen oder beiden Sensorstellen 74, 76 können vertikal übereinander angeordnet sein.

2.1 Viertes Temperatur-Auswertekonzept

Die Steuereinrichtung 58 berechnet die Differenz AT _PS zwischen der Temperatur T _P an der Primär-Sensorsteile und der Temperatur Ts an der Sub-Sensorstelle. Wenn diese Differenz AT _PS einen vorgegebenen Schwellenwert T _Ämax überschreitet und zumindest eine der beiden Temperaturen T _P oder Ts eine Schwellentemperatur T _thr unterschreitet, sind die Fahrzeugkarosserie 20 und das Sensorfeld 68 in einer Messanordnung positi oniert, bei der die Primär-Sensorsteile 74 noch das Werkstück 18 abtastet, die Sub- Sensorstelle 76 jedoch gerade nicht mehr. Die Temperatur T _P an der Primär-Sensor- stelle 74 wird dann als Ist-Temperatur Ti _st des Referenzbereichs 62 der Fahrzeugkaros serie 20 registriert.

Beispiel:

Es werden zum Beispiel dieselben Werte wie bei dem zweiten Auswertekonzept ver- wendet: Als Schwellentemperatur wird T = 115°C definiert; T _thr liegt somit zwischen der hier angenommenen zu erreichenden Oberflächentemperatur des Werkstücks 18 von 100°C und der angenommenen Hintergrundtemperatur von 130°C.

Als Schwellenwert der Differenz ATP _S wird T _Äma x = 20°C definiert. In einer ersten Phase messen sowohl die Primär-Sensorsteile 74 als auch die Sub-Sen- sorstelle 76 die Temperatur des Werkstücks 18 von etwa 100°C. Beide Temperaturen TP und Ts sind somit kleiner als T _thr und die Differenz ATP _S ist kleiner als der vorgege bene Schwellenwert T _Äm ax.

In einer nächsten Phase erreicht die Sub-Sensorstelle 74 das Ende des Schwellers 64 der Fahrzeugkarosserie 20, wandert über den hinteren Radkasten und verlässt das Werkstück 18. Die Sub-Sensorstelle 76 zeigt dann mit Ts = 130° die Hintergrundtem peratur an. Die Primär-Sensorsteile 74 erfasst noch immer die Werkstücktemperatur am Schweller 64 und es bleibt TP = 100°C.

Somit sind in diesem Moment beide Bedingungen erfüllt: Die Differenz ATP _S ist ATP _S = 30°C und überschreitet somit T _Ämax (20°C). Zumindest eine der beiden Temperaturen TP oder Ts, nämlich TP = 100°C, unterschreitet die Schwellentemperatur T _thr = 115°C.

Die Temperatur TP an der Primär-Sensorsteile 74 wird als Ist-Temperatur Ti _st des Refe renzbereichs 62 der Fahrzeugkarosserie 20 registriert.

2.2 Drittes Temperatur-Auswertekonzept bei Ansatz 2 Die Steuereinrichtung 58 beachtet wieder zunächst nur die Temperatur Ts an der Sub- Sensorstelle 76.

Wenn eine Änderung ATs der aus der Sub-Sensorstelle ableitbaren Temperatur Ts pro Zeiteinheit einen vorgegebenen Schwellenwert T _Äm ax/s überschreitet, wird die Tempera tur TP an der Primär-Sensorsteile 74 als Ist-Temperatur Ti _st des Referenzbereichs des Werkstücks registriert. Beispiel:

Der Schwellenwert T _Äm ax/s wird zu T _Äm ax/s = 100°C s ¹ definiert.

Wenn die Sub-Sensorstelle 76 das Werkstück 18 verlässt, steigt die Temperatur Ts schlagartig von 100°C auf 130°C an, was mögliche Temperaturschwankungen über- steigt, die erfasst werden, solange die Sub-Sensorstelle 76 die Werkstücktemperatur oder die Hintergrundtemperatur erfasst.

Somit ist die Bedingung erfüllt und die Temperatur TP an der Primär-Sensorsteile 74 wird als Ist-Temperatur Ti _st des Referenzbereichs des Werkstücks registriert.

3. Bild-Auswertekonzept Nun wird auf Figur 5 Bezug genommen.

Wie dort veranschaulicht ist, wird das Sensorfeld 68 dort in der Weise ausgewertet, dass aus der Sub-Sensorstelle 76 ein Bild Ps an der Sub-Sensorstelle 76 abgeleitet wer den kann.

Um festzustellen, ob die Primär-Sensorsteile 74 des Sensorfeldes 68 den Referenzbe- reich 62 der Fahrzeugkarosserie 20 abtastet, vergleicht die Steuereinrichtung 58 dieses Bild Ps mit einer Referenzstruktur 78 des Werkstückst 18 und/oder des Transportsys tems 32.

In Figur 5 ist als solche Referenzstruktur 78 beispielhaft ein Ausschnitt 80 des Trans portsystems 32 veranschaulicht, wobei dort in Abwandlung zu den vorherigen Figuren ein Skid 82 als Werkstückträger gezeigt ist, wie er bereits oben angesprochen wurde.

In Phase A bewegt sich die Fahrzeugkarosserie 20 auf das Sensorfeld 68 zu, bis die Fahrzeugkarosserie 20 von dem Sensorfeld 68 erfasst wird. In der gezeigten Phase B ist die Fahrzeugkarosserie 20 bereits ein wenig weiter gefördert worden, bis sie schließlich in Phase C eine Position erreicht, in welcher das Bild Ps an der Sub-Sensor- stelle 76 mit der abgespeicherten Referenzstruktur 78 des Werkstücks 18 bzw. des Transportsystems 32 übereinstimmt.

In diesem Moment wird die Temperatur TP an der Primär-Sensorsteile 74 abgeleitet und als Ist-Temperatur des Referenzbereichs 62 der Fahrzeugkarosserie 20 registriert.

Diese Prinzip eines Referenzbildvergleichs kann sowohl genutzt werden, wenn das Sensorfeld 68 die Fahrzeugkarosserie 20 erreicht, als auch, wenn das Sensorfeld 68 die Fahrzeugkarosserie 20 wieder verlässt.

4. Weitere Sensorstellen Wie die Figuren 4 und 5 veranschaulichen, kann das Sensorfeld 68 noch weitere Sen sorstellen bereitstellen, aus denen eine Temperatur an der jeweiligen weiteren Sensor stelle abgeleitet werden kann.

In Figur 4 ist lediglich eine weitere Sensorstelle 84 gekennzeichnet, in Figur 5 sind ei ner erste weitere Sensorstelle 84 und eine zweite weitere Sensorstelle 86 zu hervorge- hoben.

Das Temperatursensorsystem 56 wird vor der Inbetriebnahme der Temperiervorrich tung 10 auf das Werkstück 18 geeicht. Dies kann einerseits in der vorhanden Tempe riervorrichtung erfolgen, andererseits auch allein auf Grund bekannter und abrufbarer Daten über die Beschaffenheit und/oder Geometrie des Werkstücks 18 und des Pro- zessablaufs bei dessen Temperierung durchgeführt werden. Hierbei werden die Sen sorstellen und deren Priorisierung in dem Sensorfeld 68 festgelegt.

Unter Priorisierung wird verstanden, ob die Sensorstelle als Primär-Sensorsteile eine Temperatur eines zugeordneten Referenzbereichs des Werkstücks 18 oder als Sub- Sensorstelle eine Bezugstemperatur ergeben soll, aus der die korrekte Position einer vorhandenen Primär-Sensorsteile abgeleitet werden kann, wie es oben beschrieben ist. Beispielsweise kann die weitere Sensorstelle 84 in Figur 4 als weitere Primär-Sensor- stelle betrachtet werden, die einem weiteren Referenzbereich der Fahrzeugkarosserie 20 zugeordnet ist. In dem in Figur 4 gezeigten konkreten Beispiel ist dieser weitere Re ferenzbereich nur in der Phase C mit 88 bezeichnet und befindet sich am Übergang zwischen dem vorderen Kotflügel und der Vordertüre der Fahrzeugkarosserie 20.

Durch die feste räumliche Beziehung der dann zwei Primär-Sensorsteilen 74 und 84 in nerhalb des Sensorfeldes 68 ist definiert festgelegt, dass die zweite Primär-Sensor- stelle 84 den ihr zugeordneten Referenzbereich 88 erreicht hat und dessen Ist-Tempe ratur wiedergibt, wenn die berücksichtigten Kriterien für die erste Primär-Sensorsteile 74 erfüllt sind.

Die weitere Sensorstelle 84 in Figur 4 kann alternativ als weitere Sub-Sensorstelle be trachtet werden, wobei die an dieser weiteren Sub-Sensorstelle ermittelte Temperatur in der oben beschriebenen Weise zur Überwachung herangezogen werden, ob die Pri- mär-Sensorstelle 74 den Referenzbereich 62 abtastet oder nicht. Bei zwei Sub-Sensor- stellen können die beiden abgeleiteten Temperaturen für unterschiedlichen Auswerte konzepte herangezogen werden, die sich auf diese Weise ergänzen können.

Bei dem in Figur 5 veranschaulichte Auswertekonzept unter Berücksichtigung der Bild information aus der dort ersten Sub-Sensorstelle 76 kann ebenfalls eine weitere Sen sorstelle als weitere Primär-Sensorsteile oder als weitere Sub-Sensorstelle genutzt werden. Wenn die weitere Sensorstelle als Sub-Sensorstelle genutzt wird, kann das Bild-Auswertekonzept durch eine Temperatur-Auswertekonzept in der oben beschrie ben Art unterstützt werden.

Es ist auch möglich, weitere Sensorstellen für eine Bildauswertung bereitzustellen, was nicht eigens gezeigt ist. Allgemein kann jede Stelle innerhalb des Sensorfeldes 68 als Sensorstelle genutzt wer den, aus welcher eine Temperatur oder ein Bild abgeleitet werden kann, die oder das zur Auswertung herangezogen werden kann. Insbesondere bei einer Wärmebildkamera 72 liefert jeder Pixel im Sensorfeld 68 eine Temperaturinformation und kann folglich als Sensorstelle definiert werden, aus wel cher die gemessene Temperatur an dieser Sensorstelle abgeleitet werden kann. Zu gleich liefert eine Wärmebildkamera 72 ein das Sensorfeld 68 abdeckendes Bild der Umgebung bzw. der Hintergrunds, so dass auch an einer oder mehreren beliebig defi nierbaren Sub-Sensorstelle, die in diesem Fall einen Flächenbereich beschreiben, ein Bild an einer jeweiligen Sub-Sensorstelle erfasst werden kann.

5. Positionserfassung/Positionsüberprüfung

Aus dem Sensorfeld 68 abgeleitete Temperaturen und/oder aus dem Sensorgeld 68 abgeleitete Bilder können auch dazu herangezogen werden, die Position des Werkstü ckes 18 in dem Temperiertunnel 24 zu erfassen und/oder zu überprüfen.

Dies kann insbesondere in einer Temperiervorrichtung 10 von Vorteil sein, die als Batch-Vorrichtung konzipiert ist und in der Werkstücke 18 in einer Behandlungsposi tion positioniert werden, in der sie stillstehend temperiert werden. Alternativ kann dies bei einer Temperiervorrichtung 10 von Vorteil sein, welche zwar im Durchlauf betrie ben wird, bei welcher die Werkstücke 18 aber intermittierend, d.h. getaktet, durch den Temperiertunnel 24 gefördert werden und die Werkstücke 18 zumindest einmal wäh rend des Temperierens Stillstehen.

In diesem Fall können die Düsen 54 einen jeweiligen Luftstrahl explizit auf bestimmte Bauteile des Werkstücks 18, bei einer Fahrzeugkarosserie 20 beispielsweise die A-, B- oder C-Säule oder der Schweller 64, abgeben, wenn die Fahrzeugkarosserie 20 eine entsprechende Position relativ zu den Düsen 54 einnimmt.

Aber auch bei einer mit kontinuierlichem Transport der Werkstücke 18 bzw. Fahrzeug karosserien 20 betriebenen Temperiervorrichtung 10 kann eine Positionserfassung vorteilhaft sein. Hier kann die erfasste Position mit der Zeit korreliert werden, wenn definiert festgelegt ist, zu welchem Zeitpunkt ein Werkstück 18 in welcher Position in nerhalb des Temperiertunnels 24 sein sollte. Das Sensorfeld 68 einer Sensoreinrichtung 60 wird hierfür so in dem Temperiertunnel 24 ausgerichtet, dass eine oder mehrere der oben genannten Bedingungen genau zu dem Zeitpunkt erfüllt werden, wenn die Fahrzeugkarosserie 20 eine zuvor definierte Referenzposition erreicht. Diese Referenzposition kann bei einem intermittierenden Transport der Werkstücke 18 oder bei einem Batch-Betrieb eine auf die Düsen 54 ab gestimmte Position sein. Bei einem kontinuierlichen Betrieb kann die Referenzposition eine Position sein, die mit einem bestimmten Zeitpunkt des Temperien/organgs ver knüpft ist.

Bei Erfüllung der Bedingung oder der Bedingungen kann dann einerseits die Tempera- tur TP an der Primär-Sensorsteile 74 als Ist-Temperatur Ti _st des Referenzbereichs 62 re gistriert werden.

Andererseits kann bei einem intermittierenden Betrieb oder einem Batch-Betrieb die Steuereinrichtung 58 ein Steuersignal an das Transportsystem 32 ausgeben, so dass eine weitere Förderbewegung der Fahrzeugkarosserie 20 eingestellt wird. Umgekehrt kann auch eine Kalibrierung des Transportsystems 32 erfolgen. Hierzu kann beispielsweise die Steuereinrichtung 58 mit dem Transportsystem 32 bzw. des sen, hier nicht eigens gekennzeichneten, Steuersystem kommunizieren. Das Transport system 32 umfasst in an und für sich bekannter Art und Weise eine Steuersensorik, mit welcher die Position des Werkstücks 18 erfasst wird. Anhand der Daten wird der Trans- port des Werkstücks 18 koordiniert.

Wenn das Transportsystem 32 bei einem intermittierenden Betrieb oder einem Batch- Betrieb anhand der ihm zur Verfügung stehenden Daten feststellt, dass das Werkstück 18 seine Behandlungsposition erreicht hat, unterbricht es eine weitere Bewegung des Werkstücks 18. Das Steuersystem des Transportsystems 32 kann nun ein hierfür ste- hendes Signal an die Steuereinrichtung 58 des Temperatursensorsystems 56 liefern.

Wenn die Position korrekt ist, sind auch bei dem Temperatursensorsystem 56 die Be dingungen für die Datenauswertung erfüllt. Wenn das Werkstück 18 vor der exakten Position im Temperiertunnel 24 gestoppt wird, sind die Bedingungen des Temperatursensorsystems 56 nicht erfüllt und es kann eine Rückmeldung oder Fehlermeldung geben, dass das Werkstück 18 hinter seiner Zielposition zurückbleibt. Ebenso ist es möglich, zu unterbinden, dass das Werkstück 18 über die gewünschte Position hinaus gefördert wird, indem das Sensorfeld 68 und die Auswertealgorithmen des Temperatursensorsystems 56 so abgestimmt werden, dass die Bedingungen für die Registrierung der Ist-Temperatur Ti _st in dem Moment erfüllt werden, wenn das Werkstück 18 seine Behandlungsposition erreicht hat. In diesem Moment kann die Steuereinrichtung 58 des Temperatursensorsystems 56 eine Rückmeldung an das Transportsystem 32 liefern, welches einerseits die weitere Bewegung des Werkstücke 18 beenden und andererseits seine Positionsdaten kalibrieren kann.

Bei einem kontinuierlichen Transport der Werkstücke 18 kann der Zeitpunkt der Erfül lung der Bedingung(en) mit den Zeit-/Positionsdaten des Transportsystems 32 vergli- chen werden, sofern solche Daten vorhanden sind.

6. Weitere Abwandlungen

Wie oben angesprochen wurde, ist es notwendig, dass den Sensoreinheiten 60 ein Sensorweg zur Verfügung steht, damit das Sensorfeld 68 den Temperiertunnel 24 er fassen und abtasten kann. Figur 6 zeigt hierfür weitere Möglichkeiten auf, die am Bei- spiel einer abgewandelten Temperien/orrichtung 10 für Fahrzeugkarosserien 20 veran schaulicht sind, bei welcher die Fahrzeugkarosserien 20 mit ihrer Längsachse quer zur Transportrichtung angeordnet sind.

Variante A zeigt wieder ein Sensorfenster in der Seitenwand 26, wie es in der Nische 66 in Figur 3 gezeigt ist. Wenn kein Druckraum 42 und/oder keine Zwischenwand 44 vorhanden ist, kann ein einfacher optischer Durchgang in der Seitenwand 26 ausrei chen. Bei der Variante A ist der Referenzbereich am oberen Rand der Heckfensteröff nung der Fahrzeugkarosserie 20 angesiedelt. Variante B zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem der Sensorweg einen Druck raum 42 durchkreuzen muss, wobei der Druckraum 42 bei diesem Ausführungsbeispiel nur nahe dem Boden 30 angesiedelt ist und sich nicht über die gesamte Höhe des Temperiertunnels 24 erstreckt. Dennoch kann auf diese Weise bei einer Fahrzeugka- rosserie ein Referenzbereich 62 am Schweller 64 erfasst und abgetastet werden. Ein Durchgangskanal, wie er weiter oben bereits angesprochen ist, trägt das Bezugszei chen 90.

Variante C zeigt noch die Alternative auf, dass der Sensorweg auch nicht geradlinig verlaufen kann; dort ist ein gewinkelter Sensorweg mit 92 bezeichnet. Insbesondere bei optischen Sensoreinheiten 60 kommen hierfür Spiegelumlenkungen und optische Teiler wie Prismen und dergleichen in Frage.

Wenn bei dieser Variante ein Referenzbereich 62 am Schweller 64 der Fahrzeugkaros serie 20 erfasst werden soll, kommt insbesondere das oben zu Ansatz 2 erläuterte vierte Temperatur-Auswertekonzept zu Tragen. Bei der Bewegung der Fahrzeugkaros- serie 20 in Transportrichtung gelangt dort zunächst die Dachkante und die B-Säule in das Sensorfenster 68, dass die Registrierung der Ist-Temperatur des Referenzbereichs 62 dann erfolgt, wenn die vorauseilende Sub-Sensorstelle 76 die Fahrzeugkarosserie 20 verlässt.

Insbesondere dann, wenn das Werkstück 18 in der Temperiervorrichtung 10 erwärmt wird, ist die Sensoreinheit 70 bzw. sind die Sensoreinheiten 70 einzeln oder als Sensor gruppe mit einer Klimatisierungsvorrichtung 94 gekoppelt ist, wie sie aus der DE 10 2017 110 901 A1 bekannt ist und welche lediglich in Figur 3 veranschaulicht ist.

Dies ist unabhängig davon, ob eine Sensoreinheit 70 innerhalb oder außerhalb des Temperiertunnels 24 angeordnet ist. In Figur 3 ist eine Variante schematisch gezeigt, bei der die Sensoreinheit 70 in einem Schutzgehäuse 96 untergebracht, das mit einer Kühleinrichtung 98 gekoppelt ist. In der Praxis wird die Sensoreinheit 70 durch ein Kühlfluid, vorzugsweise ein Kühlgas, ge kühlt. Bevorzugt können als Kühleinrichtung 98 Luft-Wasser-Kühler, Wirbelstrom -/Vor- texkühler, Pulsrohrkühler oder Wärmerohrkühler eingesetzt werden, wie es in der DE 10 2017 110 901 A1 erläutert ist. Ein geeignetes Schutzgehäuse 96 hat seinerseits ein Sichtfenster, das von Verunreini gungen befreit bleiben muss, um eine zuverlässige Sensorik zu gewährleisten. Zu die sem Zweck kann dem Sichtfenster ein Spülgas zugeführt werden, um sich dort nieder schlagende Tröpfchen oder Partikel von Umgebungsverunreinigungen mitzureißen und abzuführen. Dabei kann das Kühlgas nach dem Wärmeaustausch an dem zu küh- lenden Bauteil als Spülgas zu dem Sichtfenster geleitet werden.

Grundsätzlich können die oben erläuterten Konzepte mit nur einer einzigen Sensorein richtung 60 umgesetzt werden. Wenn mehrere Sensoreinrichtungen 60 vorhanden sein, können deren Daten kombiniert werden und insbesondere mehrere Ist-Tempera turen T i _st - 1 , T i _st -2, T i _st -3, T i _st -4 usw. fürjede vorhandene Sensoreinrichtung 60.1, 60.2, 60.3, 60.4 usw. registriert werden und/oder die Positionserfassung durchgeführt wer den, wenn jeweilige Bedingungen, die fürjede vorhandene Sensoreinrichtung 60.1, 60.2, 60.3, 60.4 usw. gesondert festgelegt werden können, erfüllt sind.

Die von dem Temperatursensorsystem 56 erhaltenen Daten können darüber hinaus in Echtzeit an eine Produktionsüberwachung übermittelt und dort visualisiert werden, bei einer Wärmebildkamera 72 kann beispielsweise eine Art Live-Video mit den Tempera turdaten und Positionsinformationen übertragen werden.

Unabhängig von der Art, wie die Ist-Temperatur Ti _st des Referenzbereichs 62 des Werkstücks 18 erhalten wird, kann ein Alarmsignal erzeugt werden, wenn die Tempe ratur T i _st von einem vorgegebenen Toleranzbereich abweicht und ein schlechtes Be- handlungsergebnis für das Werkstück 18 zu befürchten ist. Eine Unterbrechung der Behandlung bzw. eine Anpassung der Behandlungs- und insbesondere der Temperier parameter kann dann manuell oder automatisiert erfolgen. Wenn Ti _st beispielsweise beim Erwärmen eine untere Grenztemperatur unterschreitet und folglich zu kalt ist, kann das Temperiersystem 40 derart angesteuert werden, dass die Lufttemperatur er höht wird und das Werkstück 18 noch eine ergänzende Zeitspanne in dem Tempe riertunnel 24 verweilt. Allgemein ausgedrückt kann durch die oben erläuterten Sys teme eine automatisierte Produktions- und Qualitätsüberwachung etabliert werden, durch welche in Echtzeit auf Abweichungen im Produktions- bzw. im Temperierpro zess reagiert werden kann.