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Einrichtung zur Überprüfung des Umrisses von großen Werkstücken, wie
z. B. von Eisenbahn-Radsatzlaufkranzprofilen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung
zur Überprüfung des Umrisses von großen Werkstücken, wie z. B. von Eisenbahn-Radsätzen.
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Bisher hat man zur Erzeugung eines Schattenrißbildes von kleinen
Gegenständen, wie z. B. Schrauben u. dgl., auf einem Schirm einen Projektionsapparat
geschaffen, um beispielsweise die Genauigkeit der Herstellung zu prüfen. Ein derartiger
Projektionsapparat erzeugt von jedem zu prüfenden Gegenstand mittels zweier lenkbarer
Strahlenbündel zwei Schattenumrißbilder auf einen Schirm, wobei eines bezüglich
des anderen umgekehrt ist und die vorgesehenen Mittel es ermöglichen, die projizierten
Bilder zueinander zu bewegen. Eine derartige Projektionseinrichtung ist nur zum
Abbilden bestimmter kleiner umkehrbarer symmetrischer Umrisse, aber nicht verschiedenartig
verformter großer Teile geeignet.
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Es ist auch bekannt, mittels eines Mikroskops und einer optischen
Projektionseinrichtung ein Bild von dem zu prüfenden Objekt herzustellen und mit
einer Schablone zu vergleichen. Auch eine solche ein Mikroskop aufweisende Projektionseinrichtung
ist nur für kleine und kleinste Gegenstände, nicht aber für Eisenbahn-Radsätze verwendbar.
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Es ist auch ein optisches Verfahren zur vergleichenden Untersuchung
von Werkstücken bekannt, bei dem die zu vergleichenden undurchsichtigen Werkstücke
in ungleichfarbige Strahlengänge gesetzt werden und jedem der Bilder, welche in
einem gemeinsamen Okularfeld erscheinen, die Farbe eines das abgebildete Werkstück
nicht beleuchtenden Strahlenganges derart überlagert, daß im gemeinsamen Okuiarfeid
die Einzelbilder der Werkstücke in der Farbe des sie nicht beleuchtenden Strahlenganges
erscheinen und das Bildfeld die Mischfarbe der Einzelfarben der Strahlengänge hat.
Dabei müssen die Einzeibilder so gut wie möglich zur Deckung gebracht werden, damit
die Abweichungen der Werkstücke von ihren übereinstimmenden Teilen als farbige Ränder
am gemeinsamen schwarzen Bildteil erscheinen und alle Abweichungen desselben Werkstückes
gleichgefärbt sind. Auch bei diesem Verfahren ist ein Mikroskop erforderlich, um
die verhältnismäßig kleinen und kleinsten Werkstücke gut sichtbar abzubilden.
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Schließlich ist noch ein Profilprojektor bekannt, bei dem eine Hilfslichtquelle
verwendet wird, die ihre Strahlen in gleicher Richtung wie der Profliprojektor auf
die Rückseite eines durchscheinenden-- Projektionsschirmes sendet, die dem Beschauer
zugewendet ist. Hier erfolgt die Zusatzbeleuchtung ausdrücklich nur im zum Projektionslicht
komplementären Licht.
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Daraus ist zu schließen, daß die Projektion nur bei verdunkeltem Raum
stattfinden kann, wodurch das Arbeiten am Kontrollstand sehr erschwert wird.
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Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, alle Abweichungen zwischen
dem Soll-Profil einer Schablone und dem Schattenbild des auf einer Projektionsfläche
projizierten Ist-Proffis eines großen Werkstückes, wie z. B. eines Eisenbahn-Radsatzes,
mit denkbar einfachsten technischen Mitteln und einem Höchstmaß an Wirkung und Maßgenauigkeit
ohne Anwendung von Farben klar und deutlich in natürlicher Größe in einem beleuchteten
Raum sichtbar zu machen.
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Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die das Soll-Profil eines
Werkstückes aufweisende Schablone aus einer dunklen, aber durchscheinenden Auflage
besteht, die auf der Beschauerseite einer als Proj'ektionsfläche verwendeten Mattscheibe
angeordnet ist, und auf derselben Seite eine Beleuchtung der Mattscheibe vorgesehen
ist.
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Dadurch wird erreicht, daß sowohl das projizierte Schattenbild des
zu prüfenden Werkstückes als auch die Schablone- durch die Lichtstrahlen dieser
Be leuchtung in einem Ausmaß von der Beschauerseite her aufgehellt werden, daß auch
die von dem dunklen, aber durchscheinenden Teilstück der Schablone überdeckten Konturenteilstücke
des projizierten Schattenbildes für den Betrachter scharf sichtbar und meßbar sind.
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Wenn also zwischen dem Schattenbild des Ist-Profils eines Werkstückes,
z. B. des Laufkranzprofils eines Eisenbahn-Radsatzes und dem Soll-Profil einer das
Laufkranz-Profil aufweisenden Schablone Abweichungen vorhanden sind, tritt der besondere
Effekt ein, daß jene Stellen, an denen sich die Soll-Profil-Sohablone mit dem Schattenbild
überdeckt, tiefschwarz erscheinen und jene Stellen, an denen ein Spalt zwischen
der Soll-Profil-Schablone und dem Schattenbild des Laufkranzprofils klafft, hell
beleuchtet ist. Die übrigen Stellen, an denen die Konturen zwischen dem Schattenbild
des Laufkranzes und der Soll-Profil-Schablone übereinstimmen, zeigen eine einzige
Kontur, die nur durch die verschiedene Tönung der Profilschablone gegenüber jener
des Schattenbildes des Laufkranzes entsteht.
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In Abänderung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist an Stelle der
das projizierte Ist-Profil des Werkstückes aufnehmenden Mattscheibe ein opaker,
diffus reflektierender Bildschirm vorgesehen. Dabei wird die dunkle, aber durchscheinende
Schablone auf den opaken Bildschirm aufgelegt und die Schablone und das projizierte
Schattenbild mittels der auf der Beschauerseite angeordneten Beleuchtung so ausgeleuchtet,
daß ebenfalls die von der Schablone überdeckten Konturteilstücke des projizierten
Schattenbildes für den Betrachter scharf sichtbar und meßbar sind. In Fig. 1 ist
die erfindungsgemäße Einrichtung zur Überprüfung des Umrisses von großen Werkstücken,
wie z. B. eines Eisenbahn-Radsatzlaufkranzprofils schematisch dargestellt. Die Fig.
2 zeigt den Anblick der Profilschablone und ihr Zusammenwirken mit dem Schattenbild
des Ist-Profils des Werkstückes. In den Fig. 3, 4 und 5 sind drei verschiedene durch
die in Fig. 2 dargestellte Mattscheibe geführte Schnitte 12, 13, 14 veranschaulicht.
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Gemäß Fig. 1 wird mittels der an sich beliebig gestalteten und nur
schematisch angedeuteten Profil-Projektionseinrichtung 1 das Schattenbild 2 des
Ist-Profils 3 des zu messenden Werkstückes 4 auf der Mattscheibe 5 entworfen. Zwischen
dem Beschauer 6 und der Mattscheibe ist eine das Soll-Profil aufweisende Profilschablone
7 angeordnet. Der gesamte Projektionsschirm wird von der Beschauerseite her mittels
der Beleuchtung 8 diffus beleuchtet. Fig. 2 zeigt den Anblick der Profilschablone
und ihr Zusammenwirken mit dem Schattenbild des Ist-Profils von der Beschauerseite
aus gesehen. An der Stelle 9 überdecken sich die Profilschablone und das Schattenbild.
Diese Stelle erscheint fast schwarz, da von dieser einerseits das Projektionslicht
des Profilprojektors durch den Meßgegenstand selbst abgehalten, andererseits das
Zusatzlicht 8 durch die Profilschablone stark gedämpft wird. An der Stelle 10, an
der das Schattenbild mit der Profilschablone zus ammenpaßt, erscheint nur eine einzige
Kontur, die sich aus dem Unterschied der Tönungen zwischen Profilschablone und dem
Schattenbild ergibt. Hierbei wird einerseits der beschattete Teil der Mattscheibe
vom Zusatzlicht, andererseits der durchlässig gedeckte Teil der Profilschablone
vom Projektionslicht mäßig aufgehellt. Die Stelle 11, an der ein Spalt zwischen
dem
Schattenbild und der Profilschablone klafft, erscheint stark erhellt, da diese Stelle
weder durch das Umrißprofil des Meßgegenstandes noch durch die Profilschablone verdeckt
wird und daher durch das Licht des Profilprojektors und durch das der Zusatzlichtquelle
voll erheilt wird.
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F i g. 3 zeigt den in Fig. 2 angedeuteten Schnitt 12. Es wird die
Abdunklung der Stelle 9 verdeutlicht.
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F i g. 4 zeigt den in F i g. 2 eingezeichneten Schnitt 13. Die Stelle
10 erscheint nur als Kontur.
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F i g. 5 zeigt den in F i g. 2 angedeuteten Schnitt 14.
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Durch sie wird die Aufhellung der Stelle 11 dargestellt.
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Die ertindungsgemäße Schablone kann zusätzlich noch mit geeigneten
Maßstäben oder Linien versehen werden, um verschiedene Messungen vornehmen zu können.
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Die Profilschablone 7 kann relativ zum Schattenbild meßbar verschiebbar
ausgeführt werden, was z. B. in der Weise erfolgen kann, daß die Profilschablone
auf der Mattscheibe relativ zum Schattenbild des Ist-Profils verschiebbar gemacht
ist.
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Statt mit einer Mattscheibe und Durchprojektion zu arbeiten, kann
auch in Abänderung der Einrichtung das Profil des Werkstückes auf einen opaken,
diffus reflektierenden Bildschirm aufprojiziert werden. Die dunkle, aber durchscheinende
Schablone wird hierbei auf den Bildschirm aufgelegt und zusammen mit dem Schattenbild
durch eine Zusatzlichtquelle beleuchtet.