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Gerät zur stroboskopischen Beobachtung Die Erfindung betrifft ein
Gerät zur stroboskopischen Beobachtung von Bewegungsvorgängen, bei dem der Gegenstand
kurzzeitig beleuchtet wird.
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Es sind Geräte zur stroboskopischen Beobachtung mit kurzzeitiger Beleuchtung
des zu beobachtenden Gegenstandes bekannt. Insbesondere sind Geräte bekannt, bei
denen gasgefüllte Röhren entsprechend der Belichtungsfolge durch Stromstöße gesteuert
werden. Derartige Geräte bedingen einen komplizierten und umfangreichen Aufbau und
haben den Nachteil, daß durch das Nachleuchten derartiger Röhren der Beobachtungsbereich
begrenzt ist.
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Es ist ferner bekannt, durch eine konstante Lichtquelle den Gegenstand
kurzzeitig in der Weise zu beleuchten, daß vermittels einer rotierenden oder schwingenden
Blende der Lichtauffall auf den Gegenstand kurzzeitig unterbrochen wird. Bei derartigen
Geräten muß entsprechend der erforderlichen Lichtmenge für den zu beobachtenden
Gegenstand die Lichtquelle groß ausgebildet werden, wobei während der Dunkelpausen
die zu vernichtende Lichtenergie auf der rotierenden oder schwingenden Blende in
Wärme umgewandelt wird. Derartige Geräte müssen entweder mit besonderen Kühlungen
versehen werden, oder man muß die Lichtquelle entsprechend kleiner dimensionieren
und büßt damit an Lichthelligkeit ein.
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Die Erfindung bezieht sich auf Geräte zur stroboskopischen Beobachtung
von Bewegungsvorgängen unter Verwendung einer spalt- oder strichförmigen Lichtquelle
und kennzeichnet sich dadurch, daß die Lichtquelle durch an sich bekannte optische
Mittel, deren Ablenkgeschwindigkeit einstellbar ist, auf dem Beobachtungsgegenstand
scharf abgebildet und entlanggeführt wird. Es ist selbstverständlich, daß entsprechend
der Entfernung des zu beobachtenden Gegenstandes die optischen Mittel in ihrem Abstand
zu der optischen Lichtquelle oder diese selbst einstellbar sind.
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Für die Entlangführung eines Lichtstriches einer strichförmigen Lichtquelle
können verschiedene Ausführungsformen gewählt werden, u. a. rotierende Spiegel,
Spiegeltrommeln, Kippspiegel, bzw. die strichförmige Lichtquelle wird selbstschwingend
oder rotierend angeordnet. In einer besonderen Ausführungsform ist es auch möglich,
optische Mittel in der Weise an einer strichförmigen Lichtquelle vorbeizuführen,
daß die Abbildung eines Lichtstriches kurzzeitig auf dem Beobachtungsgegenstand
entlanggeführt wird.
Die augenfälligsten Vorteile des erfindungsgemäßen
Strobaskopes gegenüber bisher bekannten sind in besonders einfachem Aufbau sowie
in der Erreichung einer guten Lichthelligkeit zu sehen. Auch die Möglichkeit, daß
mehreren Personen gleichzeitig ein zu beobachtender Vorgang sichtbar gemacht werden
kann, beweist die Fortschrittlichkeit des Erfindungsgegenstandes.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens
dargestellt, und zwar zeigt: Fig. i in schematischer Darstellung das neue Gerät
mit einem rotierenden Spiegel, Fig. 2 eine Abwandlung nach Fig. i mit e?ner rotierenden
Spiegeltrorninel, Fig. 3 eine Seitenansicht der Lagerung und der Verstellung für
den erforderlichen Beobachtungsbereich, Fig. .I. und 5 eine weitere Einzelheit.
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In der Zeichnung bedeutet i die strichförmige Lichtquelle, die in
Röhrenform handelsüblich ist und als Leuchtquelle einen Glühdraht 2 o. dgl. besitzt.
Die eine Seite der Röhre wird zweckmäßig lichtundurchlässig abgedeckt. An Stelle
einer Lichtquelle mit einem Glühdraht können selbstverständlich gasgefüllte Leuchtröhren
mit entsprechender Leuchtdichte verwendet werden. Vor der Lichtquelle i befindet
sich das optische Mittel 3, das in der dargestellten Ausführungsform der Fig. i
aus einem bikonvexen Linsenstab besteht und in Pfeilrichtung .I entsprechend dem
Abstand des zu beobachtenden Gegenstandes einstellbar gegenüber der Lichtquelle
i ist. Der bikonvexe Linsenstab kann auch durch einen Hohlspiegel 5 ersetzt werden,
der ebenfalls in se:nein Abstand gegenüber der Lichtquelle einstellbar sein muß.
An Stelle die optischen Mittel einstellbar vorzusehen, kann man auch die Lichtquelle
selbst verschiebbar anordnen. Das von der Lichtquelle erzeugte streifenförmige Lichtbildwird
über die optischen Mittel 3 in dem gezeichneten Ausführungsbeispiel der Fig. i auf
einen Spiegel 6 geworfen und, wie dies die gezeichnete Stellung zeigt, strichförmig
zusammengedrängt auf den zu beobachtenden Gegenstand 7 abgelenkt. Der Spiegel 6
ist auf einer Welle 8 angeordnet, die im Gehäuse beispielsweise bei 9 in später
noch beschriebener Weise gelagert ist. Der Spiegel 6 wird von einem Antrieb io mit
verschiedenen Umlaufzahlen angetrieben und führt entsprechend seiner Drehung den
auf den Gegenstand 7 abgebildeten Lichtstrich i i auf den Beobachtungsgegenstand
entlang. Die Rückseite des Spiegels 6 3vird zweckmäßig ebenfalls finit einer spiegelnden
Oberfläche versehen. Welches Material für diesen Spiegel Verwendung findet, ist
für den Gegenstand der Erfindung belanglos. Zweckmäßig «erden versilberte Metallspiegel
verwendet, uni bei Temperaturwechsel ein Beschlagen und Oxydieren derselben zu vermeiden.
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Die verschiedenen Umlaufgeschwindigkeiten des Spiegels 6 können beispielsweise
in der Weise bewirkt werden, daß der Antrieb io über das Kitzel 12 mit einer Reibscheibe
13 in Eingriff steht, die ihrerseits auf der Welle 8 befestigt ist. Für einen stetigen
Übersetzungsbereich ist das Kitzel i2 noch in Pfeilrichtung 14 radial ztun :Mittelpunkt
der Scheibe 13 verschiebbar.
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In Fig.3 ist in Seitenansicht die Lagerung 9 der Welle 8 näher dargestellt.
Zweckmäßig wird die Welle 8 finit Zapfen in dem Gehäuse 9 axial verschieblich gelagert.
Die Lagerung kann in Steinen erfolgen, wie dies allgemein im Apparatebau bekannt
ist. Die längs verschiebliche Lagerung dient dazu, die Reibscheibe 13 in Eingriff
finit dem Antriebsritzel 12 zu. bringen. Der Eingriff kann beispielsweise dadurch
erreicht «erden, daß eine Feder 15 die Welle 8 mit der Reibscheibe 13 gegen das
Antriebsritzel 12 andrückt. Es ist ferner möglich, an Stelle der Feder 15 das Kitzel
mit seinem Schaft 16 als Stabmagneten auszubilden und die Reibscheibe 13 aus magnetisierbarein
Material herzustellen. Das Kitzel 12 wird jetzt die Scheibe 13 anziehen und vermittels
der magnetischen Haftung mitnehmen. Der Schaft 16 des Antriebsritzels 12 ist auf
der Antriebswelle 17 des Antriebes i o in Pfeilrichtung 18 im Sinne einer stetigen
Übersetzungsänderung durch beliebige :Mittel einstellbar, wobei die Verschiebung
durch eine Skaleneinteilung im Gehäuse geeicht ist.
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Anstatt einen flachen, einseitig oder beiderseitig mit einer spiegelnden
Fläche versehenen Spiegel 6 zu verwenden, ist es selbstverständlich möglich, eine
Spiegeltrommel i9 vorzusehen, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Mit wieviel spiegelnden
Flächen 2o eine derartige Trommel versehen wird, richtet sich nach der Umlaufgeschwindigkeit
und dein erforderlichen Beobachtungsbereich. In dieser gezeichneten Ausführungsforen
ist als Lichtquelle i eine gasgefüllte Röhre vorgesehen, deren der Spiegeltrommel
zugekehrte Seite 21 lichtundurchlässig ist. Das optische Mittel besteht hier aus
einem Hohlspiegel 5, der ebenfalls in Pfeilrichtung :I in der Weise einstellbar
ist, daß immer ein scharfer Lichtstrich auf dem zu beobachtenden Gegenstand zur
Abbildung kommt.
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Das Ausführungsbeispiel der Fig. q. zeigt einen Schwingspiege122,
der um die Achse 23 schwingt. Dieser Spiegel 22 lenkt das Licht der Lichtquelle
i über das optische Mittel 3 als Lichtstrich auf den zu beobachtenden Gegenstand
ab und führt diesen
auf ihn, entsprechend seiner Schwingbewegung,
entlang. Die erforderliche Bewegung des Schwingspiegels 22 wird in der gezeichneten
Ausführungsform dadurch erzielt, daß durch ein mit einer Stufe 24 versehenes Nockenrad
25 der Spiegel 22 von der Kurve 26 angehoben wird und darauf in den Absatz 24 einfällt.
Entsprechend der Ausbildung des Kurvenverlaufes 26 wird das Licht von dem Spiege122
auf dem Gegenstand entlang geführt. Angetrieben wird die Vorrichtung ebenfalls über
die Welle 8 und die Reibscheibe 13 durch das verstellbare Antriebsritzel 12 von
dem Antrieb io.
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Was für optische Mittel für die Scharfeinstellung vorgesehen sind,
ist belanglos, unter anderem können bei verstellbarer Lichtquelle die spiegelnden
Flächen selbst kleine Parabolspiegel sein, oder auf die Spiegelflächen werden direkt
konkave Linsenstäbe aufgebracht. Derartige Linsenstäbe können natürlich auch selbst
mit einem spiegelnden Überzug versehen werden. Werden beispielsweise gasgefüllte
Lichtquellen verwendet, deren Leuchtdichte besonders hoch ist, so ist es erforderlich,
das Lichtbild dieser Lichtquelle zu einem Lichtstrich abzublenden. Vorzugsweise
wird man vor einer derartigen Lichtquelle noch eine einstellbare Blende anordnen.
Diese Blende ist entweder direkt einstellbar auf der Lichtquelle anzubringen oder
dicht davor vorzusehen. Selbstverständlich kann auch eine Entlangführung eines Lichtstriches
auf den zu beobachtenden Gegenstand dadurch erzielt werden, daß man die Lichtquelle
selbstschwingend anordnet und ' auf diese Weise eine Entlangführung eines Lichtstriches
auf den zu beobachtenden Gegenstand erreicht, unter Zwischenschaltung eines feststehenden
Spiegels.
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Die Wirkungsweise des neuen Gerätes ist folgende: Das von der Lichtquelle-
kommende Licht wird durch die optischen Mitte13 derart zu einem schmalen Lichtstrich
zusammengedrängt, daß es auf den zu beobachtenden Gegenstand als schmaler Lichtstrich
fällt. Je nach der Entfernung des zu beobachtenden Gegenstandes werden die optischen
Mitte13 bzw. 5 in Pfeilrichtung 4 verstellt, bis der Lichtstrich i i scharf auf
dem Gegenstand 7 zur Abbildung kommt. In den Weg des Lichtes werden spiegelnde Flächen
6 eingeschaltet, die den Zweck haben, die strichförmige Abbildung i i der Lichtquelle
auf dem zu beobachtenden Gegenstand kurzzeitig entlang zu führen. In den gezeichneten
Ausführungsbeispielen ist angenommen, daß der Lichtstrich von oben nach unten über
den Gegenstand 7 hinwegbewegt wird. Je nach Stellung des Spiegels 6 bzw. der Spiegeltrommel
i9 oder des Schwingspiegels 22 wandert der Lichtstrich i i auf dem Gegenstand entlang.
Durch die einstellbare Umlaufzahl des Spiegels 6 ist es möglich, das Entlangführen
des Lichtstriches i i auf dem Gegenstand so kurzzeitig auszuführen, daß immer nur
eine Bewegungsphase des sich bewegenden Beobachtungsgegenstandes herausgegriffen
wird. Diese einzelnen Bewegungsphasen werden durch die Wiederkehr des Lichtstriches
i i zu einem einheitlichen Zusammenhang dem Auge sichtbar und erwecken bei bestimmter
Einstellung der Umlaufzahl des Spiegels den Eindruck, daß der Beobachtungsgegenstand
entweder stillsteht oder sich nur ganz langsam weiterbewegt. Es ist somit möglich,
Fehlerquellen des Beobachtungsgegenstandes während seiner Umlaufzeit einwandfrei
festzustellen bzw. seine Umlaufzahl selbst genau zu bestimmen.
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Bei einer besonderen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist
die Möglichkeit gegeben, bei feststehender strichförmiger Lichtquelle optische Mittel
in der Weise vorbeizubewegen, daß diese die Abbildung eines Lichtstriches auf dem
Gegenstand entlang führen. Figur 5 zeigt schematisch im Schnitt in einem Gehäuse
2c9 die Anordnung der optischen Mittel, die beispielsweise als bikonvexe Linsenstäbe
28 in einer Trommel 27 untergebracht sind. Die Trommel 27 wird in Pfeilrichtung
31 angetrieben, und zwar zweckmäßig durch einen Reibradantrieb, wie dieser in Fig.
3 dargestellt ist.
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Die im Schnitt dargestellte strichförmige Lichtquelle i ist für die
Scharfeinstellung der Abbildung des Lichtstriches i i in Pfeilrichtung 3o verstellbar.
Auf diese Verstellung der Lichtquelle i kann verzichtet werden, falls das Gerät
für gleichbleibende Beobachtungsabstände Verwendung findet. Die Wirkungsweise ist
folgende Über die bikonvexen Linsenstäbe 28 wird die Abbildung des Lichtstriches
i i der strichförmigen Lichtquelle i auf den Beobachtungsgegenstand 7 geworfen und
entsprechend der Drehung der Trommel 27 in Pfeilrichtung 31 kurzzeitig auf diesem
entlang geführt. Durch entsprechende Bemessung der Umlaufgeschwindigkeit der Trommel
27 kann die -Entlangführung des Lichtstriches ii in der erforderlichen Größenordnung
für die Beobachtung erfolgen. Es ist bei dieser Ausführung belanglos, wieviel Linsenstäbe
28 in der Trommel 27 vorgesehen sind. Um ungünstige Reflexionen innerhalb der Trommel
zu vermeiden, wird man zweckmäßig die strichförmige Lichtquelle i auf ihrer Rückseite
32 lichtundurchlässig ausbilden, so daß nur die der Lichtaustrittsöffnung 33 zugekehrte
Seite frei bleibt.