Verfahren und Gerät zur optischen Prüfung von Profilen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Gerät zur optischen Prüfung wenigstens eines Teils des Profils eines längliehen Objektes an einer bestimmten Stelle seiner Länge.
Es ist oft wünschenswert, das Profil eines Objektes derart zu prüfen, dass die Kontur seines Querschnittes an verschiedenen Punkten seiner Länge betrachtet werden kann, ohne dass das Objekt durchschnitten oder sonst beschädigt wird. Eine solche optische Kontrolle ist insbesondere bei Turbinensehaufeln wünschenswert, kann aber auch bei andern Objekten von Nutzen sein. Rein op- tisehe Verfahren für diesen Zweck haben den Vorteil, mechanische Fehler auszuschalten und zu vermeiden, dass das Objekt durch Berührung beschädigt wird. Auf diese Weise können somit auch leicht verletzbare Objekte, z. B. Wachsmuster, kontrolliert bzw. geprüft werden.
Wird ein konisches Objekt optisch auf eine hinter seinem kleineren Ende angeord- n, ete Ebene projiziert, wobei dieses kleinere Ende im Schatten liegt, und der übrige Teil des Objektes beleuchtet wird und durch eine scharfe Linie vom unbeleuchteten Objektteil getrennt ist, so kann das Objekt vom kleineren Ende aus betrachtet werden, so dass wenigstens ein Teil seines Querschnittes auf der Ebene als dunkler'Schatten gegen eine helle e Umgebung erscheint. Wird die beleuchtete mit der dunklen Zone vertauscht, so erscheint der Querschnitt hell gegen den umliegenden Schatten. Es könnten auch beide Zonen beleuchtet werden, aber mit unterschiedlicher Lichtintensität bzw. Farbe, so dass der Querschnitt in der einen Farbe erscheint, umgeben von der andern Farbe.
In jedem Fall erscheint der Querschnitt in'Silhouette gegen einen um- liegenden verschiedenen Hintergrnn. d.
Das optische Prüfgerät nach vorliegender Erfindung ist gekennzeichnet durch eine neben dem Objekt angeordnete Beleuchtangs- vorrichtung, um einen Teil der Qbjektlänge gegenüber dem restlichen Teil des Objektes bis zu einer bestimmten Grenzebene unterschiedlich zu beleuchten, wobei in der genann- ten Grenzebene die zwei verschiedenen Beleuehtungsarten scharf voneinander getrennt sind, so dass das Objekt als Silhouette gegen einen verschieden getonten Hintergrund sicht bar ist.
Zwei Ausführungsbeispiele des erfindungs- gemässen Gerätes zur Durchführung des erfin- dungsgemässen Verfahrens sind in der. Zeich- nung dargestellt, und zwar zeigt :
Fig. 1 als erstes Beispiel ein Prüfgerät für allgemeine Zwecke,
Fig. 2 bis 6 Details desselben,
Fig. 7 als zweites Beispiel ein Werkbank- prüfgerät zum Untersuchen der Vorder-oder Eintrittskanten von Turbinenschaufeln und
Fig. 8 bis 10 Einzelheiten dieses zweiten Beispiels.
Das Gerät nach Fig. 1 bis 6 ist auf einem Tisch 1 montiert. Ein auf letzterem aufrecht angeordneter Halter 2 trägtt die Linse 3, z. B. eine achromatische Linse. Vor der Linse 3 ist eine ringförmige Metallplatte 5 auf einem Träger 4 angeordnet, die eine ebene, genau senkrecht zur optischen Achse der Linse 3 ste hende Fläehe 5a aufweist. Auf letzterer sind vier Beleuchtungskörper'6-6c verschiebbar montiert. Diese Platte 5 und die vier Beleueh- tungskörper sind in einem grösseren Massstab in Fig. 2 gezeigt, in der die Linie X-X die optische Achse der Linse 3 darstellt.
Der Be leuchtungskörper 6 wiederum ist in Fig. 3 in grösserem Massstab in einem Schnitt parallel zur Fläche 5a und in Fig. 4 im Aufriss nach der Achse X-X der Fig. 2 gezeigt.
Jeder Beleuchtungskörper besteht aus einem Gehäuse 7, enthaltend einen Lampenhalter 8, ein'e Glühlampe 9 und eine optische Vorrichtung, die ein Rohr 10, eine Blende 11, zwei Linsensätze 12 und eine Schrauben- feder 13 aufweist. Die Blende besitzt eine scharfe Kante 116 (Fig. 4), die, wenn das Gehäuse 7 sich in Stelllmg an der Platte 5 befindet, genau parallel zur Fläche 5α liegt, so dass das projizierte Licht scharf in einer Grenzebene abgeschnitten wird, die relativ zur Linse 3 genau festgelegt ist.
Somit wird eine zwischen dieser Ebene und der Linse 3 liegende Zone heller beleuchtet als die auf der andern Seite der Ebene befindliche Zone.
Die optische Einrichtung jeder Beleuchtungs- vorricht. lmg 66c liefert eine beträchtliche Tiefenschärfe, d. h. die scharf definierte Abtrennung wird auch auf einer von einer Be leuchtungsvorrichtnng belichteten Fläche erhalten, wenn der Abstand zwischen, dieser Vorrichtung und Fläche verändert wird. Dies ermöglicht ein Verschieben der Beleuehtungs- vorrichtungen 6-6c auf der Fläche 5a, ohne e dass sie genau in eine besondere Lage relativ zur Aehse XX oder von neuem eingestellt werden. müssen, wenn ein in Prüfung befindliches Objekt verschoben wird. Die Lampe 9 kann z.
B. eine von einer Stromquelle niederer Spannung gespiesene Autoseheinwerfer- birne oder eine kleine Projektionslampe sein.
Jedes Lampengehäuse 7 besitzt eine auf dem Innenrand der Platte 5 aufzusteckende und eine Stellschraube 15 tragende Feder- klammer 7a. Die Feder 7a drüekt die Spitze der Schraube 15 gegen die Rückseite der
Platte 5, so dass die Spitzen von drei vorein gestellten, am Gehäuse 7 montierten Justier schrauben 16 an der Fläche 5a anliegen. Die Klammern 7 üben genügend Reibung aus, um die vier Gehäuse 7 festzuhalten, wenn sie zwecks Einstellung über die Fläche 5a be wegt werd, en.
Anstatt die Lampengehäuse mittels Feder oder Sehraubenklammern oder einer Kombi nation derselben festzuhalten, könnten die Ge häuse auch eine flaelie Rückseite aus magne tischem Material aufweisen, die relativ zur Kante 114 der Blende 11 genau ausgerichtet ist und auf einer als magnetische Spannvor riclitung ausgebildeten Ringplatte 5 fest gehalten werden. Besteht letztere aus magne tischem Material, so könnte die ebene Rüek- seite der Gehäuse 7 auch von. den Polen eines
Dauer- bzw. Elektromagneten gebildet sein.
Am Tisch 1 sind Sehlittenführungen 1a vorgesehen. Zum Einstellen des Abstandes zwischen der Grenzebene der Beleuchtungs- einrichtung und der Linse 3 können der Lin senlialter 2 und der Träger 4 gegeneinander auf den Führungen la versehoben md dann festgeklemmt werd : en.
Vor der Ringplatte 5 auf dem Tisch 1 ist ein Prüfstückhalter 17 (Fig. 5, 6) verstellbar montiert, wie weiter unten besehrieben ist.
Fig. 5 zeigt. den Halter im Aufriss, gesehen von der Vorderseite des ganzen Apparats, während Fig. 6 einen Schnitt nach der Achse
XX oder parallel zu dieser durch die Hal termitte zeigt. Am Halter 17 ist eine untere
Backe 18 abnehmbar befestigt, und eine obere
Backe 19 ist auf einem in Ansät. zen des Hal ters getragenen Scharnierbolzen 20 sehwenk- bar gelagert. Die Backe 19 wird durch An schlag des Kopfes eines Bolzens 21 in der
Klemmstellung festgehalten. Der Bolzen 21 ist im Halter 17 gleitbar und wird von einer
Schraubenfeder 23 abwärtsgedrückt. Zwecks
Freigabe des Prüfstücks kann der Bolzen am Knopf 22 entgegen der Federwirkung angehoben werden.
Fig. 6 zeigt eine mit ihrer Tan nenbaumwurzel eingespannte Turbinenschau- fel 38,
Der Prüfstückhalter 17 besitzt einen Schaft 17a, der abnehmbar und schwenkbar auf dem Teil 24a eines Trägers 24 (Fig. 1) montiert ist. Letzterer kann mittels der übli- chen, über den Handgriff 25 gedrehten Leitspindel auf Vertikalführungen am Träger 26 gehoben und gesenkt werden. Der Träger 26 wiederum ist um eine Vertikalachse 27 am Querschlitten 28 schwenkbar. Letzterer kann auf Querführungen 29a des Hauptschlittens 29 durch Drehen des Griffes 30 verschoben werd, en.
Der Hauptschlitten 29 ist mittels des Handrades 31 auf den Längsführungen Ict verschiebbar. Zwecks Kippens des Halters 17 kann der Teil 24ss mittels des Knopfes 32 um eine Horizontalachse am Träger 24 ver sehwenkt werden, wobei der Verschwenkungs- winkel von einer Skala 33 abgelesen werden kann. Der Prüfstückhalter 17 ist somit auf einer Anzahl vonlSchlittJen montiert, die mittels separater Leitspindeln und Handgriffen ein Verstellen des Halters gegenüber der Linse 3 ermöglichen.
Über dem Prüfstückhalter 17 ist ein durchsichtiger Schirm 36 angeordnet. Der unter diesem befindliche Raum kann durch Vorhänge 37 vor Zutritt von unerwünschtem Fremdlicht abgeschirmt werden. Ein auf dem Tisch 1 hinter der Linse 3 auf einem Längs selilitten 34'montierter Reflektor 315 wirft das von der Linse 3 erhaltene Bild nach vorn auf den Schirm 36.'Zum Prüfen von Turbinenschaufeln bzw. Objekten gleicher Grossenord- nung soll das auf dem Schirm 36 erzeugte Bild mindestens zehnmal vergrössert sein.
Eine weitere gewünsehte örtliche Vergrösse- rung kann durch Verwenden eines Vergrö- sserungsglases vor dem Schirm 36 erhalten werden.
Zum Prüfen einer Turbinenschaufel38 wird diese mit der Wurzel in den Halter 17 eingespannt., so, dass die Schaufelspitze gegen die Linse 3 zeigt. Mittels der beiden Handgriffe 30, 25 und des Knopfes 32 wird der Halter verstellt, bis die Schaufel mehr oder weniger in der optischen Linsenachse X-X liegt. Die vier Lampengehäuse 7 werden über die Platte 5 verschoben, so, dass sie gleichweit von der Achse X-X und wenigstens annä hernd gleichweit voneinander abstehen. Dureh Verschieben des Halters 17 mittels des Handrades 31 wird die Schaufel gegen die Linse 3 geführt, bis ihre Spitze durch die Grenzebene der Lichtabtrennung tritt.
Der der Linse nächstgelegene Schaufelteil wird als beleuch tet gezeigt, während der Rest im. Schatten liegt. Eine Silhouette des Schaufelumrisses erscheint in Licht gegen einen dunkeln Hintergrund auf dem Schirm 36. Die Schaufel wird, zwecks Prfifens ihres Profils, über die ganze Schaufellänge fortlaufend gegen die Linse 3 vorgeschoben.
Die auf denSchirm.36 projizierten Profile können mit richtigen, auf Glas odier auf über den Schirm gestrecktes, durchscheinendes Papier, Film oder anderes Material gezeichneten Profilen verglichen werden. Diese Normalprofile können auf einem Rollvorhang angeordnet sein, der über den Sehirm 3l6 weg- gezogen werden kann. Die'Tiefedes Schattens um den Schaufelumriss soll nicht so gross sein, dass die'Zeichnungslinie nicht mehr sichtbar ist, wenn die Schaufel die Normalgrösse nicht erreicht. Werden die Blenden 11 in den Röhren um 180 verschwenkt, so beleuchten die Lampen dann nur einen Teil der Schaufel auf der von der Linse 3 abgekehrten Seite der Grenzebene.
Das Profil würde dann auf dem Schirm 36 im Schatten gegen einen hellen Hintergrund erscheinen. Auch in diesem Fall soll der'Schatten nicht so dunkel sein, dass die Zeiehmmgslinie nicht mehr sichtbar ist, wenn die Schaufel die Normalgrösse überschreitet.
Bis zu diesem Punkt der Beschreibung sind die Blenden 11 als undurchlässig angenommen worden aber sie könnten beispiels- weise gefärbte, durchsichtige Folien sein, so dass ein Teil der Schaufel, anstatt im Schatten, in einer vom Schaufelrest unterschied- lichen Färbe beleuchtet würde. Ein solches Vorgehen hat sich bis jetzt in der Praxis als nicht sehr vorteilhaft erwiesen. Die besten Ergebnisse wurden durch. eine Anordnung erhalten,die einen dunkeln Schatten auf einem hellen Hintergrund erzeugt, in Verbindung mit Hilfsmitteln zum Belichten des ganzen Schirmes 36, um den Schatten gerade genügend aufzuhellen, so dass die Zeich uungslinien sichtbar werden.
Bei einem für diesen Zweck bevorzugten bekannten Verfahren wird eine Lampe niedriger Leistung verwendet, um den Schirm 36 von rückwärts zu beleuchten, wodurch ein diffuses, farbiges Licht erhalten wird, das mittels eines bequem montierten Schalters gesteuert werden kann.
Weist das Objekt eine Oberfläche auf, die nicht genügend Licht reflektiert oder das Licht nicht genügend diffundiert, so kann diese mit einem weissen Überzug versehen wer- den, der entweder nicht dick genug ist, um das Profil nennenswert zu ändern, oder eine genau bekannte Dicke aufweist.
Die Einfachheit des beschriebenen Gerätes ermöglicht, falls erwünscht, eine Anordnung, bei der die Linse und Beleuchtungsvorrich- tween nebeneinander dupliziert sind, um so zwei Schaufeln oder andere Objekte in der richtigen gegenseitigen Lage zu tragen. Dies ermöglicht die Projektion zweier Bilder, nämlich eines vom Prüfstüekprofil und eines vom entsprechenden Profil eines Normmusters, auf einen in Quadrate eingeteilten Schirm doppelter Grösse, entweder nebenoder übereinander zu Vergleichszwecken.
Ist das zu untersuchende Objekt lang und zugespitzt, so liegt ein breites Lichtband am Objekt. So kann bei der gezeigten Anordnung der Blende 11 ein kleiner Schatten in der Mitte der Lichtsilhouette des Querschnitts erscheinen, der aber den Operateur nicht stört, da der Querschnitt immer noch in Silhouette und nicht als eine Linie erscheint.
Werden zum Vergleich Zeichnungen verwendet, so sind das gewöhnlich Querschnitte normal zur Schaufelachse. Wird ein dickes Objekt durch Kippen mittels des Knopfes 32 betrachtet, oder ist der Kippwinkel beträchtlich, so können beim Untersuchen des projizierten Profils besondere Hauptprofilzeichnungen verwendet werden, bei denen die Verdrehung des Profils beim Kippen durch einen vorbestimmten Winkel kompensiert ist. Bei einer Doppelanordnung können das Objekt und ein Hauptmuster durch den gleichen Winkel gekippt und miteinander verglichen werden. Das beschriebene Verfahren ermöglicht in einigen Fällen die Prüfung von Objekten mit an den Enden über das Profil vorstehenden Teilen, z. B.
Schaufeln mit Fuss-und Kopfplatten. Durch Kippen des Gegenstandes kann die Oberund dann die Unterseite des einen Schaufelendes von angenähert der Mitte bis zu dem der Linse abgekehrten Ende betrachtet werden, worauf dann das andere Ende beobach- tet werden kann, indem die Schaufel im Halter umgekehrt wird.
Ein solches Vorgehen ist besonders nütz lich beim Untersuchen der Ein-und Aus trittskanten von Turbinenschaufeln, da durch genügendes Kippen das eine Ende zur Pro jektionslinse und über deren Ebene hinaus bewegt werden kann. Die Linse kann somit eine kleine Brennweite aufweisen, die ganze Länge des Apparates verkürzt und die Schirmbeleuchtungsintensität ohne Verminderung der Vergrösserung verbessert werden.
Das ist das Prinzip des zweiten Beispiels nach Fig. 7 bis 10, bei dem überdies ein breites Lichtband nur auf einen Teil des Ob jektumfangs gerichtet wird, z. B. auf die Region einer Kante der Turbinenschaufel.
Beim Apparat nach Fig. 7 sind die Vor derhaube 39 mit den Vorhängen 37 und die wegnehmbare hintere Hülle 40 auf dem Tisch 41 angeordnet. Ein senkrecht auf dem Tisch stehender Halter 42 trägt die geneigte Linse 43, die eine kleine Brennweite aufweist. Vor der Linse und auf Füssen 44 auf dem Tisch 41 ruhend befindet sich die schräg in bezug auf die Horizontale angeordnete Metallring- platte 45, auf deren ebener Hinterseite 45a Beleuchtungsvorriehtungen 46 verschiebbar montiert sind.
Der Prüstückhalter 57 besteht aus einer Einspannvorriehtung nach den Fig. 5 und 6, die auf dem Tisch 41 gegen über der Linse 43 verschiebbar und gegen über der geneigten optischen Linsenachse um eine Achse quer zum Tisch kippbar ist, wie schon mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben, aber die Bewegungen des Prüfstückhalters auf-und abwärts und über den Tisch sind nicht ausschlaggebend. Der auf dem Träger 54 auf dem Tisch 41 hinter der Linse montierte Reflektor 55 reflektiert das von der Linse erhaltene Bild auf den Schirm 56 vor dem Halter 57, und der Schirm kann durch die offene Vorderseite der Haube 39 betrach- tet werden.
Fig. 8 zeigt im Detail die Beleuchtungs- und optischen Mittel, ohne den Vorder sehirm 56 und den Halter 57. Zweeks klarerer Übersieht wurde der Linsenträger 42 von der Ringplatte 45 weggerückt. Fig. 9 zeigt die Beleuchtungsvorrichtung in Richtung des Pfeils IX in Fig. 7 und 8, während Fig. 10 ein vergrössertes Detail der Blende zeigt.
Die Ringplatte 45 besitzt einen Bogensehlitz 45b, in welchem die Gewindebolzen 48a der Klammern 48 verstellt werden kön- nen. Letztere besitzen flache Hinterseiten, die an der Fläche 45a anliegen und können durch Anziehen der Muttern 49 auf den Bolzen 48a festgeklemmt werden. Die Beleuch- tungsvorrichtung 46 besteht aus dem Ge- häuse 47, das dem Gehäuse 7 des ersten Beispiels entspricht (aber ohne Klammern 7s), der rohrförmigen optischen Vorrichtung 50, deren Inhalt (Lampe und Linsen) gleich demjenigen im Gehäuse 7 und in der Röhre 1. der Fig. 3 ist.
Die Blende 51 besteht in diesem Beispiel, wie aus Fig. 10 ersichtlich, aus der Kappe am Ende der Röhre 50 und weist einen breiten Schlitz 51a auf, durch den ein breites Lichtband auf die zu untersuchende Turbinenschaufel fällt. Da nur die Region der einen Schaufelkante beleuchtet werden soll, genügen zwei Beleuchtungsvorriehtungen, die in Fig. 9 mit 46 und 46a bezeichnet sind. In einigen Fällen genügt eine einzige Beleuchtungsvorrichtung. Halls erwünscht, kann eine dritte zugeführt werden, da diese Vorrichtungen durch Lösen der
Muttern 49 leicht abgenommen werden kön- nen. In Fig. 8 ist eine Schaufel 38 ohne Hal ter gezeigt und das Lichtband ist auf dieser angedeutet.
Durch Verschieben des Haltes, wie bereits in bezug auf Fig. 1 beschrieben, kann die Schaufel fortschreitend durch die Ringplatte 45 gegen die Linse 43 bewegt werden, bis, falls erforderlich, die Schaufel- spitze unter der Linse ankommt. Das Bild auf dem Schirm 56 ist eine helle Silhouette der einen Schaufelkante gegen einen dunkle- ren Hintergrund oder umgekehrt.
Beim zweiten Beispiel ist die Beleuch- tung-Grenzebene durch die nächst der Fläche 45a gelegene Kante des Blendenschlitzes 51a bestimmt, und das kontrollierte Profil ist der äusserste Rand der hellen Silhouette. Ist der Schaufelwinkel zur optischen Achse genü- gend gross, so dass das Bild von der Kantenform auf eine Normalebene zur Schaufel- achse beträchtlich abweicht, so wird das Bild mit einer Zeichnung der Kante auf dem Schirm verglichen, wie sie auf der geneigten Ebene erscheinen sollte.
Method and device for the optical inspection of profiles.
The invention relates to a method and device for the optical inspection of at least part of the profile of an elongated object at a specific point along its length.
It is often desirable to check the profile of an object in such a way that the contour of its cross-section can be viewed at various points along its length without the object being cut through or otherwise damaged. Such an optical control is particularly desirable for turbine blades, but can also be useful for other objects. Purely optical methods for this purpose have the advantage of eliminating mechanical errors and avoiding damage to the object through contact. In this way, easily vulnerable objects such. B. wax samples, checked or checked.
If a conical object is projected optically onto a plane behind its smaller end, this smaller end being in the shadow, and the remaining part of the object being illuminated and separated from the unlit object part by a sharp line, the object can viewed from the smaller end, so that at least part of its cross-section appears on the plane as a dark shadow against a light environment. If the illuminated and dark zones are exchanged, the cross-section appears light against the surrounding shadow. Both zones could also be illuminated, but with different light intensities or colors, so that the cross-section appears in one color, surrounded by the other color.
In any case, the cross-section in the silhouette appears against a surrounding different background. d.
The optical test device according to the present invention is characterized by a lighting device arranged next to the object in order to illuminate part of the object length differently from the remaining part of the object up to a certain limit plane, the two different types of illumination being sharp in the limit plane mentioned are separated from each other so that the object is visible as a silhouette against a differently toned background.
Two embodiments of the device according to the invention for carrying out the method according to the invention are shown in FIG. Drawing shown, namely shows:
Fig. 1, as a first example, a general purpose tester
Fig. 2 to 6 details of the same,
7, as a second example, a workbench testing device for examining the leading or leading edges of turbine blades and
Figures 8-10 show details of this second example.
The device according to FIGS. 1 to 6 is mounted on a table 1. A holder 2 arranged upright on the latter carries the lens 3, e.g. B. an achromatic lens. In front of the lens 3, an annular metal plate 5 is arranged on a carrier 4, which has a flat, exactly perpendicular to the optical axis of the lens 3 ste existing area 5a. Four lighting fixtures'6-6c are slidably mounted on the latter. This plate 5 and the four lighting bodies are shown on a larger scale in FIG. 2, in which the line X-X represents the optical axis of the lens 3.
The lighting body 6 is in turn shown in Fig. 3 on a larger scale in a section parallel to the surface 5a and in Fig. 4 in elevation along the axis X-X of FIG.
Each lighting fixture consists of a housing 7 containing a lamp holder 8, an incandescent lamp 9 and an optical device which has a tube 10, a diaphragm 11, two sets of lenses 12 and a helical spring 13. The bezel has a sharp edge 116 (Fig. 4) which, when the housing 7 is in position on the plate 5, is exactly parallel to the surface 5? lies so that the projected light is cut off sharply in a boundary plane which is precisely defined relative to the lens 3.
Thus, a zone lying between this plane and the lens 3 is illuminated more brightly than the zone located on the other side of the plane.
The optical equipment of every lighting device. lmg 66c provides a considerable depth of field; H. the sharply defined separation is also obtained on a surface exposed by a lighting device when the distance between this device and surface is changed. This enables the lighting devices 6-6c to be displaced on the surface 5a without them being precisely set in a particular position relative to the axis XX or again. must if an object under examination is moved. The lamp 9 can, for.
B. be a car headlight bulb fed by a low voltage power source or a small projection lamp.
Each lamp housing 7 has a spring clip 7a which is to be slipped onto the inner edge of the plate 5 and which carries an adjusting screw 15. The spring 7a presses the tip of the screw 15 against the back of the
Plate 5, so that the tips of three pre-set screws 16 mounted on the housing 7 rest against the surface 5a. The brackets 7 exert enough friction to hold the four housings 7 in place when they are moved across the surface 5a for adjustment.
Instead of holding the lamp housing by means of springs or very screw clips or a combination of the same, the housing could also have a flat back made of magnetic material, which is precisely aligned relative to the edge 114 of the cover 11 and fixed on a ring plate 5 designed as a magnetic clamping device being held. If the latter consists of magnetic material, the flat back of the housing 7 could also be from. the Poles one
Permanent or electromagnet be formed.
At the table 1, slide guides 1a are provided. To set the distance between the boundary plane of the lighting device and the lens 3, the lens 3 and the carrier 4 can be offset against one another on the guides 1 a and then clamped.
A test piece holder 17 (FIGS. 5, 6) is adjustably mounted in front of the ring plate 5 on the table 1, as will be described below.
Fig. 5 shows. the holder in elevation, seen from the front of the entire apparatus, while FIG. 6 is a section along the axis
XX or parallel to this through the middle of the holder. On the holder 17 is a lower one
Jaw 18 removably attached, and an upper
Cheek 19 is in seed on one. The hinge pin 20 carried by the holder is mounted such that it can pivot. The jaw 19 is hit by the head of a bolt 21 in the
Clamped position held. The bolt 21 is slidable in the holder 17 and is of a
Coil spring 23 pushed down. For the purpose of
When the test piece is released, the bolt on the button 22 can be raised against the spring action.
6 shows a turbine blade 38 clamped with its tannin tree root,
The test piece holder 17 has a shaft 17a which is detachably and pivotably mounted on the part 24a of a carrier 24 (FIG. 1). The latter can be raised and lowered on vertical guides on the carrier 26 by means of the usual lead screw rotated via the handle 25. The carrier 26, in turn, is pivotable about a vertical axis 27 on the cross slide 28. The latter can be moved on transverse guides 29a of the main slide 29 by turning the handle 30.
The main slide 29 is displaceable on the longitudinal guides Ict by means of the hand wheel 31. For the purpose of tilting the holder 17, the part 24ss can be pivoted about a horizontal axis on the carrier 24 by means of the button 32, with the pivoting angle being readable from a scale 33. The test piece holder 17 is thus mounted on a number of slides which enable the holder to be adjusted relative to the lens 3 by means of separate lead screws and handles.
A transparent screen 36 is arranged above the test piece holder 17. The space below this can be shielded from unwanted external light by curtains 37. A reflector 315 mounted on the table 1 behind the lens 3 on a longitudinal slide 34 'throws the image obtained from the lens 3 forward onto the screen 36. To check turbine blades or objects of the same size, this should be done on the screen 36 generated image must be enlarged at least ten times.
A further desired local magnification can be obtained by using a magnifying glass in front of the screen 36.
To test a turbine blade 38, the root of the blade is clamped in the holder 17 so that the blade tip points towards the lens 3. The holder is adjusted by means of the two handles 30, 25 and the button 32 until the shovel is more or less in the optical lens axis X-X. The four lamp housings 7 are shifted over the plate 5 so that they protrude equidistant from the axis X-X and at least approximately equidistant from one another. By moving the holder 17 by means of the handwheel 31, the shovel is guided against the lens 3 until its tip passes through the boundary plane of the light separation.
The part of the blade closest to the lens is shown as illuminated, while the rest of the blade is shown in the. Shadow lies. A silhouette of the blade outline appears in light against a dark background on the screen 36. The blade is continuously advanced over the entire blade length against the lens 3 for the purpose of checking its profile.
The profiles projected on the screen 36 can be compared with real profiles drawn on glass or on translucent paper, film or other material stretched across the screen. These normal profiles can be arranged on a roller curtain, which can be pulled away over the screen 316. The depth of the shadow around the blade outline should not be so great that the drawing line is no longer visible when the blade does not reach the normal size. If the diaphragms 11 are pivoted through 180 in the tubes, the lamps then only illuminate a part of the blade on the side of the boundary plane facing away from the lens 3.
The profile would then appear on screen 36 in shadow against a light background. In this case, too, the shadow should not be so dark that the drawing line is no longer visible when the shovel exceeds the normal size.
Up to this point in the description, the screens 11 have been assumed to be impermeable, but they could, for example, be colored, transparent foils, so that part of the blade, instead of being shaded, would be illuminated in a color different from the remaining blade. Such a procedure has so far not proven to be very advantageous in practice. The best results have been through. Obtain an arrangement that creates a dark shadow on a light background, in conjunction with tools for exposing the entire screen 36 to brighten the shadow just enough that the drawing lines are visible.
In a known method preferred for this purpose, a low power lamp is used to illuminate the screen 36 from behind, thereby providing a diffuse, colored light which can be controlled by means of a conveniently mounted switch.
If the object has a surface that does not reflect enough light or the light does not diffuse enough, this can be provided with a white coating that is either not thick enough to change the profile significantly, or a precisely known thickness having.
The simplicity of the apparatus described allows, if desired, an arrangement in which the lens and lighting device are duplicated side by side so as to carry two shovels or other objects in the correct mutual position. This enables two images to be projected, namely one from the test piece profile and one from the corresponding profile of a standard sample, onto a screen of double size divided into squares, either next to or on top of one another for comparison purposes.
If the object to be examined is long and pointed, there is a wide band of light on the object. With the arrangement of the diaphragm 11 shown, a small shadow can appear in the middle of the light silhouette of the cross-section, but this does not disturb the surgeon, since the cross-section still appears in silhouette and not as a line.
If drawings are used for comparison, these are usually cross-sections normal to the blade axis. If a thick object is viewed by tilting the knob 32, or if the tilt angle is considerable, special main profile drawings can be used when examining the projected profile, in which the twisting of the profile during tilting is compensated for by a predetermined angle. In a double arrangement, the object and a main pattern can be tilted through the same angle and compared with one another. In some cases, the method described enables the inspection of objects with parts protruding beyond the profile at the ends, e.g. B.
Buckets with foot and head plates. By tilting the object, the top and then the bottom of one end of the scoop can be viewed from approximately the middle to the end facing away from the lens, whereupon the other end can be observed by inverting the scoop in the holder.
Such a procedure is particularly useful when examining the inlet and outlet edges of turbine blades, since one end can be moved to the projection lens and beyond its plane by tilting it sufficiently. The lens can thus have a small focal length, the entire length of the apparatus can be shortened and the screen illumination intensity can be improved without reducing the magnification.
That is the principle of the second example according to FIGS. 7 to 10, in which, moreover, a wide band of light is directed only to part of the object scope, eg. B. on the region of an edge of the turbine blade.
In the apparatus of FIG. 7, the front of the hood 39 with the curtains 37 and the removable rear cover 40 are arranged on the table 41. A holder 42 standing vertically on the table carries the inclined lens 43, which has a small focal length. In front of the lens and resting on feet 44 on the table 41 is the metal ring plate 45, which is arranged obliquely with respect to the horizontal and on the flat rear side 45a of which lighting devices 46 are slidably mounted.
The test piece holder 57 consists of a clamping device according to FIGS. 5 and 6, which can be displaced on the table 41 relative to the lens 43 and tilted about an axis transverse to the table relative to the inclined optical lens axis, as already with reference to FIG. 1 described, but the movements of the specimen holder up and down and over the table are not decisive. The reflector 55 mounted on the support 54 on the table 41 behind the lens reflects the image obtained from the lens onto the screen 56 in front of the holder 57, and the screen can be viewed through the open front of the hood 39.
Fig. 8 shows in detail the lighting and optical means, without the front screen 56 and the holder 57. For a clearer view, the lens carrier 42 has been moved away from the ring plate 45. 9 shows the lighting device in the direction of the arrow IX in FIGS. 7 and 8, while FIG. 10 shows an enlarged detail of the diaphragm.
The ring plate 45 has an arcuate slot 45b in which the threaded bolts 48a of the clamps 48 can be adjusted. The latter have flat backs that lie against surface 45a and can be clamped onto bolts 48a by tightening nuts 49. The lighting device 46 consists of the housing 47, which corresponds to the housing 7 of the first example (but without brackets 7s), the tubular optical device 50, the contents of which (lamp and lenses) are the same as those in the housing 7 and in the tube 1. of Fig. 3 is.
In this example, as can be seen from FIG. 10, the diaphragm 51 consists of the cap at the end of the tube 50 and has a wide slot 51a through which a wide band of light falls on the turbine blade to be examined. Since only the region of the one blade edge is to be illuminated, two lighting devices, which are designated in FIG. 9 with 46 and 46a, are sufficient. In some cases, a single lighting device is sufficient. If desired, a third can be added as these devices can be opened by loosening the
Nuts 49 can easily be removed. In Fig. 8, a shovel 38 is shown without Hal ter and the light band is indicated on this.
By moving the holder, as already described with reference to FIG. 1, the shovel can be moved progressively through the ring plate 45 against the lens 43 until, if necessary, the shovel tip arrives under the lens. The image on the screen 56 is a light silhouette of one blade edge against a darker background or vice versa.
In the second example, the illumination boundary plane is determined by the edge of the diaphragm slit 51a located closest to the surface 45a, and the controlled profile is the outermost edge of the light silhouette. If the blade angle to the optical axis is large enough so that the image deviates considerably from the edge shape on a plane normal to the blade axis, the image is compared with a drawing of the edge on the screen as it should appear on the inclined plane .