Appareil optique de projection de profils
Le présent brevet a pour objet un appareil optique de projection de profils, permettant de projeter simultanément sur un écran les profils d'au moins deux sections planes d'un corps à trois dimensions, de contour complexe, notamment d'une aube de turbine, comprenant un dispositif d'éclairage matérialisant sur ledit corps les profils d'au moins deux sections à examiner, un réflecteur comprenant un support et plusieurs miroirs plans destinés à former dans le plan de l'une des sections une image virtuelle du profil de l'autre section, et un objectif susceptible d'être mis au point sur ce plan pour projeter sur ledit écran une image des profils de ces sections.
Cet appareil est caractérisé par le fait que le réflecteur comprend des moyens de fixation magnétique permettant de fixer les miroirs de manière amovible sur ledit support dans des positions pouvant être choisies à volonté.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue de profil de l'appareil;
la fig. 2 est une vue de face du réflecteur;
la fig. 3 est une vue en coupe selon la ligne
III-III de la fig. 2
la fig. 4 est une vue en perspective d'un miroir du réflecteur ;
la fig. 5 est une vue en coupe axiale d'une lanterne de projection du dispositif d'éclairage.
L'appareil représenté est constitué par un bâti 10, par une table fixe 11, par un support 12 de l'objet à examiner, en l'occurrence une aube de turbine A, monté sur la table 11 de manière à pouvoir être déplacé linéairement selon les flèches Fl et F, et rotativement selon la flèche F3 au moyen d'une poignée 13 et de deux manivelles 14 et 15, par une glissière verticale 16 le long de laquelle deux objectifs rétractables 17 et 18 peuvent être déplacés à l'aide d'un volant 19, par un carter 20 dans lequel est logé un système optique dont l'élément final est constitué par un écran 21, enfin par un support 22 sur lequel sont montés d'une part, un dispositif d'éclairage comprenant, disposés circulairement autour de l'aube A,
six lantetnès de projection 23 équipées chacune d'une lampe 70 et de deux objectifs 24 et 25 et, d'autre part, un bras 26 portant un réflecteur 27.
Les objectifs 24 et 25 (fig. 5) sont destinés à projeter sur l'aube A deux raies lumineuses définissant les profils St et S, à examiner. Le faisceau lumineux émanant de chacun des filaments 71 des lampes 70 traverse un condensateur 72 et deux prismes 73 et 74 qui en dévient une moitié dans l'axe optique de l'objectif 24 et l'autre moitié dans celui de l'objectif 25. Avant d'atteindre ces deux objectifs, les deux faisceaux sont découpés par deux diaphragmes à guillotine 75 qui fixent la largeur des raies lumineuses formées sur le corps A. La largeur de ces raies peut être modifiée au moyen de poulets 76 qui permettent de régler les positions des lames mobiles de ces diaphragmes.
Les objectifs 24 sont fixes sur les bâtis 77 des lanternes 23, tandis que les objectifs 25, dont la position détermine celle de la section S,, peuvent être déplacés parallèlement à l'axe optique 0 au moyen de manivelles 28, de vis 78 et d'écrous 79.
La position axiale des objectifs 25 peut être exactement repérée (fig. 3) par un index 29 et une réglette graduée 30. Les objectifs sont reliés aux bâtis 77 par des soufflets 80 et 81.
Le réflecteur 27 est destiné à former dans le plan de la section Si une image virtuelle du profil de la section S2, de manière que l'objectif 18, mis au point sur le plan de la section S1, projette sur l'écran 21 deux images superposées des profils des sections Sl et S2
Ce réflecteur, qui constitue la partie originale de l'appareil, est représenté en détail aux fig. 2 et 4. I1 comprend une barre de support verticale 31 qui présente une ouverture allongée 32 traversée par une portée de section rectangulaire 33 du bras 26. Cette barre 31 peut être déplacée en hauteur, dans les limites de l'ouverture 32, et bloquée dans la position désirée au moyen d'une bague taraudée 34 se vissant sur un filetage d'un manchon 35 ajusté gras sur la portée 33.
Ce manchon 35 peut lui-même être déplacé le long de la portée 33 au moyen d'un dispositif micrométrique comprenant un écrou 36 axialement fixe se vissant sur un second filetage du manchon 35.
La position axiale de ce dernier peut être déterminée avec précision au moyen d'un index 37 et d'une réglette graduée 38. Une vis 39 permet de bloquer le manchon 35 sur la portée 33.
Le réflecteur 27 comprend encore deux mâchoires planes 40 et 41, coulissant verticalement sur un plateau circulaire nervuré 42 fixé par des vis 43 à la barre 31. Ces mâchoires, ainsi que le plateau 42, sont conformés de façon à laisser un passage pour l'aube A. Le guidage des mâchoires 40 et 41 est assuré par deux coulisses latérales 44 rapportées sur le plateau 42 et par deux ouvertures allongées 45 ménagées dans la nervure centrale de ce dernier.
Les mâchoires 40 et 41 peuvent être déplacées simultanément en sens inverse au moyen d'un dispositif comprenant un câble 46 enroulé sur un tambour de commande 47, sur une poulie de renvoi 48 et sur un tambour 49 monté rotativement sur le plateau 42.
Les deux extrémités 50 et 51 du câble 46, qui passe encore dans une gorge d'une bague 52 fixée par un écrou 53 sur le corps du manchon 35, sont fixées au tambour 49. Le flasque antérieur 54 de ce dernier présente deux ouvertures 55 et 56 dans lesquelles sont guidés deux doigts 57 et 58 fixés respectivement aux mâchoires 40 et 41. Ces deux doigts sont engagés en outre dans les ouvertures de guidage 45. Dans ces conditions, la rotation du tambour de commande 47 a pour effet de provoquer le rapprochement ou l'éloignement des mâchoires 40 et 41. Un poulet 59 permet de régler la tension du câble 46.
Le réflecteur 27 comprend enfin une série de miroirs plans 60, de forme allongée, à bord antérieur arrondi, constitués chacun (fig. 4) par un aimant 61 et par une plaque de verre poli 62. Chaque aimant 61 est formé par une semelle 61a et par deux rebords 61b intéressant environ la moitié de la longueur de la semelle et constituant les pôles de l'aimant. La plaque 62, qui affecte la même forme que la semelle 61a, est encastrée entre les pôles 61 b.
Ces derniers sont situés légèrement en retrait de la surface de la plaque 62 de manière que les miroirs puissent être fixés magnétiquement sur les mâchoires 40 et 41 du réflecteur sans qu'il y ait contact mécanique entre ces dernières et les pôles. De la sorte, les miroirs peuvent être facilement déplacés sur les mâchoires ou enlevés de celles-ci.
Le réglage de l'appareil s'opère comme suit:
On fait coïncider l'axe de l'aube A et l'axe optique O, puis on règle la position du réflecteur, dont les mâchoires ont été préalablement rapprochées au maximum, de manière que l'aube se trouve approximativement au milieu de celles-ci et le réflecteur environ à mi-distance des sections S1 et S2. Après quoi on procède au réglage radial des bras 23 et au réglage axial des objectifs 25, puis on met en place les miroirs 60 sur les mâchoires 40 et 41 de manière que les intensités lumineuses du faisceau réfléchi par le réflecteur et du faisceau passant entre les miroirs soient sensiblement égales et de façon que les bords antérieurs des miroirs affleurent la surface de l'aube.
Enfin, après avoir éloigné légèrement les deux mâchoires l'une de l'autre, on parfait le réglage de la position axiale du réflecteur de manière que son plan de réflexion soit situé exactement à égale distance des sections Sj et Se.
Ceci fait, on peut mettre au point l'objectif 18 sur le plan de la section S1 pour obtenir sur l'écran 21 deux images des profils des sections S1 et Se.
Le principal avantage du réflecteur décrit réside dans le fait qu'on peut l'adapter instantanément à un objet de forme quelconque, disposer aisément les miroirs de façon à avoir le meilleur rendement lumineux, retoucher sans difficulté la position de chacun d'eux lorsqu'on fait varier la position de la section mobile, enfin remplacer individuellement les miroirs en cas de nécessité.
I1 est bien évident que d'autres formes d'exécution sont possibles.
En particulier les diaphragmes 75 pourraient être remplacés par deux lames transparentes juxtaposées et de couleurs différentes, la frontière, sur l'objet, entre les deux couleurs, matérialisant le profil à examiner.
On pourrait aussi utiliser à la place des dispositifs d'éclairage illustrés à la fig. 5 du dessin, celui représenté dans le brevet suisse No 307219.
Optical profile projection device
The present patent relates to an optical device for projection of profiles, making it possible to simultaneously project on a screen the profiles of at least two plane sections of a three-dimensional body, of complex outline, in particular of a turbine blade, comprising a lighting device materializing on said body the profiles of at least two sections to be examined, a reflector comprising a support and several plane mirrors intended to form in the plane of one of the sections a virtual image of the profile of the another section, and a lens capable of being focused on this plane to project on said screen an image of the profiles of these sections.
This device is characterized by the fact that the reflector comprises magnetic fixing means making it possible to fix the mirrors in a removable manner on said support in positions which can be chosen at will.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the object of the invention.
Fig. 1 is a side view of the device;
fig. 2 is a front view of the reflector;
fig. 3 is a sectional view along the line
III-III of fig. 2
fig. 4 is a perspective view of a mirror of the reflector;
fig. 5 is an axial sectional view of a projection lantern of the lighting device.
The apparatus shown is constituted by a frame 10, by a fixed table 11, by a support 12 for the object to be examined, in this case a turbine blade A, mounted on the table 11 so as to be able to be moved linearly. according to arrows Fl and F, and rotatably according to arrow F3 by means of a handle 13 and two cranks 14 and 15, by a vertical slide 16 along which two retractable lenses 17 and 18 can be moved using a flywheel 19, by a housing 20 in which is housed an optical system whose final element is constituted by a screen 21, finally by a support 22 on which are mounted on the one hand, a lighting device comprising, arranged circularly around vane A,
six projection lanterns 23 each equipped with a lamp 70 and two objectives 24 and 25 and, on the other hand, an arm 26 carrying a reflector 27.
The objectives 24 and 25 (fig. 5) are intended to project on the blade A two light lines defining the profiles St and S, to be examined. The light beam emanating from each of the filaments 71 of the lamps 70 passes through a capacitor 72 and two prisms 73 and 74 which deflect one half in the optical axis of the objective 24 and the other half in that of the objective 25. Before reaching these two objectives, the two beams are cut by two guillotine diaphragms 75 which fix the width of the light lines formed on the body A. The width of these lines can be modified by means of chickens 76 which make it possible to adjust the light lines. positions of the movable blades of these diaphragms.
The objectives 24 are fixed on the frames 77 of the lanterns 23, while the objectives 25, whose position determines that of the section S ,, can be moved parallel to the optical axis 0 by means of cranks 28, screws 78 and nuts 79.
The axial position of the objectives 25 can be exactly marked (FIG. 3) by an index 29 and a graduated ruler 30. The objectives are connected to the frames 77 by bellows 80 and 81.
The reflector 27 is intended to form in the plane of the section Si a virtual image of the profile of the section S2, so that the objective 18, focused on the plane of the section S1, projects on the screen 21 two superimposed images of the profiles of the sections Sl and S2
This reflector, which constitutes the original part of the apparatus, is shown in detail in FIGS. 2 and 4. I1 comprises a vertical support bar 31 which has an elongated opening 32 crossed by a surface of rectangular section 33 of the arm 26. This bar 31 can be moved in height, within the limits of the opening 32, and blocked. in the desired position by means of a threaded ring 34 which is screwed onto a thread of a sleeve 35 fitted with a fat fit on the bearing surface 33.
This sleeve 35 can itself be moved along the bearing surface 33 by means of a micrometric device comprising an axially fixed nut 36 which is screwed onto a second thread of the sleeve 35.
The axial position of the latter can be determined with precision by means of an index 37 and a graduated ruler 38. A screw 39 enables the sleeve 35 to be blocked on the bearing surface 33.
The reflector 27 further comprises two flat jaws 40 and 41, sliding vertically on a ribbed circular plate 42 fixed by screws 43 to the bar 31. These jaws, as well as the plate 42, are shaped so as to leave a passage for the blade A. The guiding of the jaws 40 and 41 is provided by two lateral slides 44 attached to the plate 42 and by two elongated openings 45 made in the central rib of the latter.
The jaws 40 and 41 can be moved simultaneously in the opposite direction by means of a device comprising a cable 46 wound on a control drum 47, on a return pulley 48 and on a drum 49 rotatably mounted on the plate 42.
The two ends 50 and 51 of the cable 46, which still passes through a groove of a ring 52 fixed by a nut 53 on the body of the sleeve 35, are fixed to the drum 49. The front flange 54 of the latter has two openings 55 and 56 in which are guided two fingers 57 and 58 fixed respectively to the jaws 40 and 41. These two fingers are also engaged in the guide openings 45. Under these conditions, the rotation of the control drum 47 has the effect of causing the bringing or moving the jaws 40 and 41. A chicken 59 makes it possible to adjust the tension of the cable 46.
The reflector 27 finally comprises a series of plane mirrors 60, of elongated shape, with a rounded front edge, each constituted (FIG. 4) by a magnet 61 and by a polished glass plate 62. Each magnet 61 is formed by a sole 61a. and by two flanges 61b covering approximately half the length of the sole and constituting the poles of the magnet. The plate 62, which has the same shape as the sole 61a, is embedded between the poles 61b.
The latter are located slightly set back from the surface of the plate 62 so that the mirrors can be fixed magnetically on the jaws 40 and 41 of the reflector without there being mechanical contact between the latter and the poles. In this way, the mirrors can be easily moved on the jaws or removed therefrom.
The device is adjusted as follows:
The axis of the vane A and the optical axis O are made to coincide, then the position of the reflector, the jaws of which have been brought together as far as possible beforehand, so that the vane is located approximately in the middle of them. ci and the reflector about halfway between sections S1 and S2. After which the radial adjustment of the arms 23 and the axial adjustment of the objectives 25 are carried out, then the mirrors 60 are placed on the jaws 40 and 41 so that the light intensities of the beam reflected by the reflector and of the beam passing between the mirrors are substantially equal and so that the front edges of the mirrors are flush with the surface of the blade.
Finally, after having moved the two jaws slightly away from each other, the adjustment of the axial position of the reflector is perfect so that its plane of reflection is located exactly at an equal distance from the sections Sj and Se.
This done, we can focus the lens 18 on the plane of section S1 to obtain on screen 21 two images of the profiles of sections S1 and Se.
The main advantage of the reflector described lies in the fact that it can be instantly adapted to an object of any shape, easily arrange the mirrors so as to have the best light output, without difficulty retouching the position of each of them when the position of the movable section is varied, finally individually replacing the mirrors if necessary.
It is obvious that other embodiments are possible.
In particular the diaphragms 75 could be replaced by two juxtaposed transparent blades and of different colors, the border, on the object, between the two colors, materializing the profile to be examined.
One could also use instead of the lighting devices illustrated in FIG. 5 of the drawing, that shown in Swiss patent No. 307219.