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Optische Prüfeinrichtung und Verfahren zum Prüfen des Profils eines
Prüflings
Es ist oft erwünscht, das Profil bzw. die Umfangskurve eines Körpers (Prüflings)
zu prüfen, um in der Lage zu sein, die Außenlinie seines Querschnitts an einer beliebigen
Zahl von Stellen entlang seiner Länge beobachten zu können, ohne daß der Körper
geschnitten oder sonstwie bescbi digt zu werden braucht. Solche optische Prüfung
ist besonders erwünscht bei Turbinen und ähnlichen Schaufeln, kann aber auch anderen
Zwecken dienen. Rein optische Prüfverfahren haben in dieser Hinsicht den Vorteil,
mechanische Fehler oder-Irrtümer auszuschließen; sie vermeiden außer dem eine Beschädigung
des Körpers infolge physischer Kontaktberührung und machen es schließlich möglich,
verhältnismäßig empfindliche Körper, wie beispielsweise Wachsnachbildungen, zu prüfen.
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Wenn ein keilförmiger Körper bis zu einer Ebene hinter seinem Schm.alendle
befeuchtet wird, welches Ende im Schatten verbleibt, wobei scharf definierte Übergänge
zwischen Licht und Schatten vorhanden sind, dann kann der Körper von seinem Schmalende
her betrachtet werden, derart, daß sein Querschnitt in jener Ebene, oder ein Teil
dieses Querschnitts, als dunkler Schatten gegen eine lichte Umgebung erscheint,
In ähnlicher Weise erscheint dann, wenn die beleuchteten und die dunklen Zonen vertauscht
werden, der Querschnitt licht gegen den ihn umgebenden Schatten. Die beiden Zonen
könnten beide erLeuchtet werden, jedoch durch Licht mit zwei verschiedenen Stärksten
oder Farben, derart, daß der Querschnitt in der einen Farbe umgeben von einer anderen
Farbe, erscheint, wobei keine dieser Farben
schwarz ist. In jedem
Falle ist der Querschnitt eine Silhouette gegen einen abweichenden, sie umgebenden
Hintergrund.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Prüfverfahren für die Prüfung
eines Körpers oder sonstigen Prüflings, wie es im letzten Absatz umschrieben ist,
und außerdem auf ein Gerät zum. Beleuchten und Prüfen eines zu prüfenden Gegenstandes
in dieser Weise.
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Daher betrifft die Erfindung ein optisches Ptüfgerät mit einem Bildschirm
und optischen Projektionsvorrichtung, welches auf den Schirm eine Silhouette projiziert,
welche das Profil wenigstens eines Teiles eines ausgewählten Querschnitts eines
länglichen, zu prüfenden Körpers aufweist. Die Erfindung besteht in erster Linie
aus dem Vorsehen einer Beleuchtungsvorrichtung, die neben dem Prüfling zwecks Beleuchtung
eines Teiles seiner Länge abweichend vom Rest bis zu einer vorbestimmten Grenzebene
angeordnet ist, wobei ein scharf definierter übergang in jener Ebene zwischen zwei
verschiedenen Arten von Beleuchtungen erzeugt wird. Ferner ist erfindungsgemäß ein
beweglicher Objekthalter vorgesehen, um das Objekt bzw. den Prüfling durch die Ebene
hindurchzubewegen, bis der ausgewählte Querschnitt in jener Ebene liegt, sowie eine
Projektionsvorrichtung, welche auf den Bildschirm die Ansicht projiziert, die in
Richtung des Körpers von einem. Ende desselben aus zu sehen ist.. Vorzugsweise projiziert
das Gerät ein vergrößertes Abbild auf den Schirm; das Gerät weist dann eine Linse
auf, die so in bezug auf die Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist, daß die scharfe
Grenze zwischen der beleuchteten Zone und der nicht beleuchteten oder der verschieden
beleuchteten Zone in solch einer Ebene vor der Brennpunktebene der Linse liegt,
daß auf dem Schirm eine scharfe Abbildung erscheint. Der Körper kann dann in einem
begrenzten Ausmaß geschwenkt werden, ohne daß das der Linse benachbarte Ende die
Abbildung des Querschnitts verdeckt, da die Linse, in Abhängigkeit von ihrer Öffnung,
Lichtstrahlen auf nehmen kann, welche nicht durch das Ende des Körpers abgeschnitten
bzw. verdeckt werden. Auf diese eise ermöglicht die Anwendung der Linse die Prüfung
von Körpern verschiedener Gestalt, wie beispielsweise von nicht keilförmigen Prüflingen,
Körpern, welche entlang ihrer Längenabmessung verdreht sind, oder auch Körpern mit
einer kleinen Verbreiterung an jedem Ende, wie dies bei einer Turbinenschaufel mit
einem kleinen Abrundungselement an der Spitze der Fall ist. Gewisse Körper jedoch,
wie beispielsweise eine kurze Turbinenschaufel mit einer großen Grundfläche am Schaufelwurzelende
und einer großen Abrundung an der Spitze können nur mit ihrer ganzen Querschnittsfläche
durch eine optische Spezialanordnung projiziert werden; ein Teil des querschnitts
kann jedoch dadurch geprüft werden, daß das Schaufelblatt in der nachbeschriebenen
Weise geschwenkt wird.
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Die Schaufel oder der sonstige Prüfling kann auf einem Arbeitstisch
oder in einem Werksttückhalter vorgesehen werden, mit dessen Hilfe sie bzw. er in
Längsrichtung stetig bewegt werden kann, und zwar durch die vorerwähnte Grenzfläche
vor der Brennpunktebene der Linse hindurch zwecks Prüfung des Profils des Körpers
über verschiedene Querschnitte entlang seiner Längenabmessung. Ein Merkmal der Erfindung
besteht darin, daß der Tisch oder der Halter bewegt werden kann, um die Schaufel
oder den sonstigen Körper um einen kleinen Winioel, vorzugsweise sowohl in waagerechter
als auch in lotrechter Richtung, zu schwenken, wodurch es bei Schaufeln, welche
eine übergroße Verdrehung oder einen zu großen gerundeten Spitzenteil aufweisen,
möglich wird, sie jeweils von der einen Seite her zu betrachten. Wenn das Ausmaß
der Schwenkbewegung klein ist, z. B. bis zu 5° beträgt, dann ist die Genauigkeit
des Gerätes bei Verwendung für dünne Querschnitte nicht wesentlich beeinflußt. Es
kann jedoch nützlich sein, dickere Querschnitte zu prüfen oder einen größeren Verdrehungswinkel
anzuwenden und so die eine Hälfte eines Körpers jeweils in einer geneigten Ebene
zu prüfen, welche einen Querschnitt wiedergibt, der erheblich verschieden von einem
Querschnitt in einer Normalebene ist, wenn die Silhonette mit dem genauen Querschnitt
in einer solchen geneigten Ebene verglichen werden soll.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die Beleuchtungsvorrichtungen,
von denen jede aus einer Lampe, einem Lampenhalter, einer Blende oder Schlitten
bzw. Schlitz. und einer oder mehreren Linsen besteht, wie dies jeweils erforderlich
ist, gleitbar auf einem Halter, um Bewegungen parallel zu der vorgenannten Ebene
ausführen zu können, angeordnet und an ihrer Arbeitsstelle über eine Befestigungsvorrichtung
gehalten, die eine bequeme Berichtigungseinstellung ihrer Lage ermöglicht, z. B.
mittels Federklammern, Bügel oder durch magnetische Anziehung.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung, von denen jedes die wesentlichen
Merkmale der Erfindung aufweist, sind in der Zeichnung dargestellt, wobei Fig. I
die allgemeine Anordnung eines Mehrzweckprüfgerätes zeigt, die Fig. 2 bis 6 Einzelheiten
derselben wiedergeben, Fig. 7 die allgemeine An ordnung eines gedrungenen Bankmodells
zeigt, welches sich für die Prüfung der Führungs- bzw.
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Vorderkanten von Turbinenschaufeln eignet, während die Fig. 8 bis
10 Einzelheiten dieses Bankmodells wiedergeben.
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Bei der besonderen Ausführungsfo'rm gemäß Fig. I bis 6 ist das Gerät
auf einem Tisch I augeordnet. Ein Halter 2, der auf dem Tisch I sitzt, trägt das
Linsenellement 3, welches ein Verbund linsensystein sein kann. Vor dem Linsenelement
3 Ist, gehalten über einen Bügel. 4 vom Tisch 1, eine glatte Metallringplatte 5
vorgesehen, die eine ebene Oberfläche 5a aufweist, welche genau senkrecht zur optischen
Achse des Linsenelements 3 ausgerichtet ist. Mehrere Beleuchtungsvorrichtungen,
vorzugsweise vier, die mit 6 bis 6c bezeichnet sind, sitzen gleitbar auf der Oberfläche
5a. Die Platte und die gesamte Beleuchtungsanordnung sind in vergrößer-
ter
Darstellung in Fig. 2 gezeigt, in welcher die Mittellinie X-X die vorerwähnte optische
Achse wiedergibt. Die Bel'enclitungsvorrichtung 6 ist in ihren Einzelheiten in Schnittdarstellung
in einer Ebene parallel zur Oberfläche 5a in Fig. 3 gezeigt, so daß sie einer Seitenansicht,
von der Achse X-X in Fig. 4 aus gesehen, entspricht. Jede Bei'enchtungsvorrichtung
besteht aus einem Gehäuse 7, das einen Lampenhalter 8, eine gewöhnliche elektrische
Lampe 9 und die optische Einheit aufweist, die auls einem Rohr 10 besteht, welches
einen Lichtverschluß 11 enthält, aus einer Linsenanordnung 12 und der Feder 13.
Der Lichtverschluß bzw. die Blende hat eine scharfe Kante 11a (Fig. 4), welche,
wenn das Gehäuse 7 in der Arbeitslage auf der Platte 5 ist, parallel zu der Fläche
5a genau derart ausgerichtet ist, daß das projizierte Licht scharf in einer Grenzebene
abgeschnitten wird, welche eine genaue Oftsbeziehung relativ zum Linsenelement 3
aufweist; auf diese Weise wird eine Zone, die sich von dieser Ebene her in Richtung
auf das Linseneiement 3 hin erstreckt, heller erleuchtet als diejenige an der anderen
Seite dieser Ebenen. Das optische System einer jeden Beleuchtungsvorrichtung 6 bis
6c weist eine beträchtliche Schärfentiefe auf, so daß die scharf definierte Trennung
auch dann noch auf einer durch die Beleuchtungsvorrichtung belleuchteW ten Fläche
auftritt, wenn die Entfernung zwischen Belenchtungsvorrichtung und Fläche verändert
wird. Durch wird es ermöglicht, daß die Be leuchtungsvorrichtungen sich auf der
Oberfläche 5a bewegen lassen, ohne daß sie genau in eine bestimmte Stellung relativ
zur Achse X-X eingeregelt oder wiedereingestellt werden müssen, wenn ein zu prüfender
Körper bewegt wird. Eine gewöhnliche elektrische Glühfadenlampe 9 kann benutzt werden,
z. B. eine Kraftfahrzeug-Wagenlampe, welche an Niederspannungsklemmen angeschlossen
werden kann, oder eine Normalprojektionslampe. Das Licht von der einen Lampe sucht.
dabei nicht dasjenige einer anderen zu stören, und keine Blenden oder Masken sind
zwischen den Beleuchtungsvorrichtungen 6 bis 6c notwendig. Das Rohr 10 ist gleitbar
einstellbar relativ zur Lampe g und kann in der Arbeitsstellung mittels Schraube
und Mutter 14 festgeklemmt werden.
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Jedes Lampengehäuse 7 weist einen Ansatz 7a auf, welcher die Federjustierschraube
15 trägt und über die Innenkante des Ringes 5 gesteckt werden kann, wobei die Spitze
der Schraube 15 durch die Feder 7a gegen die Rückseite der Ringplatte gepreßt wird
und das Gehäuse 7 mit den Spitzen von drei gena,u. eingestellten Eins tell s.ch'rauben
I6 daran gegen die Oberfläche 5a preßt, derart, daß die Abtrennung in der gewünschten
Ebene relativ zum Linsenelement 3 zu liegen kommt. Die Federansätze 7a rufen genügenden.
Anpreßdruck hervor, um die Gehäuse 7 an ihrer Stelle zu halten, nachdem. sie dadurch
eingestellt worden sind, daß sie über die Oberfläche 5a hinweg verstellt wurden.
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Die Lampengehäuse können, anstatt daß sie durch Federans ätze oder
Schraubklammern oder durch eine Kombination dieser Befestigungsmittel gehalten werden,
auch ein flaches Rückenstüch aus magnetischem Werkstoff aufweisen, weiches genau
relativ zur Kante 11a der Blende II auszurichten ist, und dann von einer abgeänderten
Ringplatte 5 gehalten werden, die als Magnetkern oder -stirnplatte auszubilden wäre.
Andererseits könnte dann, wenn dile Ringplatte 5 aus magnetischem Werkstoff besteht,
das flache Rückenstück eines Gehäuses 7 auch durch die Pole eines Dauer- oder Elektron
magneten gebildet werden.
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Schlittenführungen Ia sind am. Tisch I vorgesehen. Um die Entfernung
zwischen der Grenzebene der Beleuchtungsanlage und dem Linsenelement 3 zu verändern
bzw. einzuregeln, können der Linsenhalter 2 und der Halter 4 eine Relativbewegung
entlang den Schlittenführungen Ia ausführen und dann in ihrer Arbeitsstellung verriegelt
werden.
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Vor der Ringplatte 5 auf dem Tisch 1 ist ein Werkstückhalter I7,
der in seinen Einzelteilen in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist, einstellbar in der
nachbeschriebenen Weise vorgesehen. Fig. 5 zeigt den Halter in Seitenansicht, von
der Vorderseite des Gesamtgerätes her gesehen, während Fig. 6 einen Schnitt entlang
der Achse X-X oder parallel dazu durch den Mittelpunkt des Halters wiedergibt.
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Dieser Halter 17 ist ein Bügel, an welchem eine untere Klaue I8 lösbar
befestigt ist und eine obere Klaue 19 mittels der Längsstifte 20 angelenkt ist,
welche in Halteaugen am Halter sitzen. Die Klaue 19 wird in der Klemmstellung dadurch
gehalten, daß sie mit dem Kopf eines verbreiterten Stößels 21 zusammenwirkt, welcher
gleitbar im Halter 17 sitzt und unter der Krafteinwirkung einer Feder 23 steht;
zwecks Lösens kann der Stößel über den Knopf 22., der am Stößel befestigt ist, angehoben
werden. Eine Turbinenschaufel 38 ist gezeigt, wie sie mit ihrem Wurzelstück in Fig.
6 festgeklemmt ist; die Schaufel kann dadurch gelöst werden, daß man am Knopf 22
zieht.
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Der Werkstückhalter hat einen Haltebolzen I7a, welcher lösbar von
einem Teil 24a eines Halters 24 gehalten wird, welcher mittels der gewöhnlichen
Leitspindel, die mittels eines Handrades 25 zu drehen ist, auf lotrechten Schlittenführungen
am Bügel 26. gehoben und gesenkt werden kann, welcher sich seinerseits um eine lotrechte
Achse bzw. ein Lager 27 auf dem Querschlitten 28 drehen kann.
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Der letztere kann in Querrichtung auf Querführungen 29a des Hauptschlittens
29 mittels eines Handgriffs 30 bewegt werden, wobei der Hauptschlitten sich entlang
den Führungen Ia mittels des Handrades 31 bewegen lädt. Zwecks Schwenkung des Werkstückhalters
I7 kann der Teil 24a um eine waagerechte Achse am Halter 24 mittels des Schwenkknopfes
32 gedreht werden, welcher mit einer Skala 33 zwecks Anzeige des Schwenkwinkels
zusammenwirkt. Auf diese Weise ist der Werkstückhalter auf einer Reihe von Schlitten
angeordnet, welche über besondere Spindeln1 und Handgriffe eine Einstellbewegung
in Richtung auf das Linsenelement 3 zu und von ihm weg, quer unter rechten Winkeln
zu der optischen Achse X-X der Linse
sowie auf- und abwärts ermöglicht.
Da der Halter 17 über lotrechte und waagerechte Lager unter rechten Winkeln gehalten
wird, kann ein Prüfling, der im Halter I7 sitzt und auf das Linsenelement 3 gerichtet
ist, auf und ab geschwenkt werden, eine Drehung um einen entsprechenden Winkel um
eine lotrechte Achse ausführen und schließlich um. die Längsachse des Prüflings
gedreht werden. Ein lichtdurchlässiger Schirm 36 ist oberhalb des Werkstückhalters
vorgesehen. Der Raum unterhalb kann gegenüber unerwünscht ausfallendem Licht durch
Vorhänge 37 abgeschirmt werden. Ein Reflektor 35 an einem Halter 34 auf dem Tisch
hinter der Linse reflektiert auf dien Schirm 36. das Abbild, welches vom Linsenelement
3 her empfangen wird. Zwecks Prüfung von Turbinenschaufeln oder ähnlichen Prüflingen
dieser Grö,ßenordnung ruft das Gerät zweckmäßig auf dem Bildschirm eine Abbildung
hervor, die mindestens einer zeimfachen Vergrößerung entspricht, wobei eine weitere
örtliche Vergrößerung, wenn erwünscht, durch Benutzung eines Vergrößerungsglases
vor dem Schirm erreicht werden kann.
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Um eine Prüfung einer Turbinenschaufel 38 durchzuführen, wird diese
mit ihrem Wurzelteil im Werkstückhalter 17 so befestigt, daß ihr Spitzenteil in
Richtung auf die Linse 3 zeigt, und der Werkstückhalter wird dann mittels der Handgriffe
30 und 25 und des Knopfes 32 so lange verstellt, bis die Schaufel mehr oder weniger
in Richtung längs der optischen Achse X-X der Linse liegt.
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Vier Lampen in ihren Gehäusen 7 werden dann über die Platte 5 mit
etwa gleichen Abständen von der Achse X-X und etwa gleichförmig um die Achse herum
verteilt. Dadurch, daß der Werkstückhalter mittels des Handgriffs 31 vorwärts bewegt
wird, erhält die Schaufel eine Vorschubbewegung in Richtung auf das Linsenelement
3 zu, bis die Schaufelspitze durch die Grenzebene der Lichtabtrennung hindurchgeht;
derjenige Teil der Schaufel, der der Linse benachbart ist, ist dann beleuchtet,
während der Rest im Schatten verbleibt, und eine Silhonette der Außenlinie der Schaufel
in dieser Ebene erscheint licht gegen einen dunklen Hintergrund- auf dem Bildschirm
36. Die Schaufel wird dann allmählich auf das Linsenelement 3 zu bewegt, um ihr
Profil entlang ihrer Längenabmessung zu prüfen.
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Die Profile, welche auf den Bildschirm 36. plroji. ziert werden,
können mit richtigen bzw. genauen Profilen verglichen werden, die auf Glas oder
einem lichtdurchlässigen Papier, Film oder sonstigem Werkstoff aufgezeichnet sind
und auf den Bildschirm aufgelegt werden; die Zeichnungen können auf einer Rolle
oder einem Rollo aufgebracht sein, welches über den Bildschirm hinweggezogen werden
kann. Die Dichte bzw. Stärke des Schattens rund um die Schaufelumrisse soll nicht
so groß sein; daß dadurch etwa die Linie der Zeichnung zugedeckt wird, wenn die
Schaufel eine zu kleine Abmessung aufweist. Wenn die Blenden 11 um 180° in den Rohren
10 gedreht werden, dann beleuchten die Lampen nur einen Teil der Schaufel an- derjenigen
Seite der Grerizebene, welche der Linse 3 abgewandt ist; das Profil würde dann auf
dem Bildschirm als Schatten gegen einen lichten Hintergrund erscheint nen, und wiederum
müßte der Schatten dann nicht so dunkel sein, daß er die Linie der Zeichnung zudeckt,
falls die Schaufel eine zu große Abmessung aufweist. Bislang ist angenommen worden,
daß die Blenden 11 farblos sind; doch könnte statt dessen angenommen werden, sie
beispielsweise als farbige Lichtdurchlaßelemente auszubilden, derart, daß ein Teil
der Schaufel, statt im Schatten zu sein, in einer Farbe aufleuchtet, die sich von
derjenigen des übrigen Teiles unterscheidet bzw. abweicht. Dies ist aber im allgemeinen
in der Praxis nicht besonders zweckmäßig. Die besten Ergebnisse sind mit einem Gerät
erzielt worden, welches einen dunklen Schatten gegen einen hellen Hintergrund hervorruft,
une zwar in Verbindung mit einer Hilfseinrichtung zum Beleuchten des ganzen Bildschirms
36, um die Dichte des Schattens gerade genügende aufzuhellen, daß die Linien der
Zeichnungen in Erscheinung treten, wobei ein vorzugsweiser Arbeitsverfahren darin
besteht, daß eine schwache Lampe, welche den Bildschirm 36 von hinten beleuchtet,
ein diffuses farbiges Licht abgibt, das über einem bequem vorgesehenen Schalter
eingeregelt werden kann.
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Wenn der Prüfling eine Oberfläche aufweist, die nicht genügend Licht
reflektiert oder diffus es Licht ausreichend ausschickt, kann sie mit einem weißen
Ueberzug versehen werden, der entweder nicht dick genug ist, um wesentlich das Profil
zu ändernd oder eine genau bekannte Schichtstärke hat.
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Die einfache Ausgestaltung der Gesamtanordnung macht es, falls erwünscht,
möglich, eine Anr ordnung mit Linsen und Beleuchtungseinri chtungen vorzusehen,
die Seite an Seite verdoppelt angeordnet und mit doppelten Werkstückhaltern; ausgerüstet
werden, um zwei Schaufeln oder Prüflinge in der richtigen Beziehung zueinander zu
halten; dies ermöglichst, daß zwei Abbildungen, die eine des Werkstückprofils und
die andere das entsprechende Profil einer Normalnachbildung auf einen Doppelschirm,
der in Quadrate eingeteilt ist, geworfen werden, die zwecks Vergleichsmöglichkeit
nebeneinander oder auch übereinander projiziert werden können.
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Es ist ersichtlich, daß ein wesentliches Merkmal der Erfindung darin
besteht, daß auf den Schirm eine Silhouette, und nicht nur eine bloße Linie, die
die Außenlinie der Schaufel wiedergibt, geworfen wird; daher wird die Außenlinie
der Schaufel scharf durch die Grenze zwischen zwei verschiedenen erleuchteten Zonen
angezeigt. Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung unterscheidet sie vom
üblichen Schattenwerf-Projektor, bei welchem der Prüfling zwischen der Linse und
der Lichtquelle liegt und von rückwärts angestrahlt wird, derart, daß nur das Größtprofil
auf dem. Schirm erscheinen kann; die Beleuchtung von den Seiten des Prüflings her
ermöglicht gemäß der Erfindung, daß das Profil eines ausgewählten Querschnitts projiziert
werden kann.
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Wenn der zu untersuchende Prüfling ein langer keilförmiger Körper
ist, welcher sich an jedem Ende über die Lichtstrahlen von den Beleuchtungsvorrichtungen
her erstreckt, dann ist ein weites bzw. breites Lichtband auf dem Prüfling. Auf
diese Weise wird bei der vorbeschriebenen Anordnung der Blende Ii ein kleiner Schatten
im Mittelpunkt der Lichtsilhouette des Querschnitts erscheineu, was jedoch für den
Benutzer nicht störend ist, da der Querschnitt stets in Silhouettenform und nicht
als Linie erscheint.
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Wenn Zeichnungen zum Vergleich benutzt werden, so sind sie gewöhnlich
diejenigen von Querschnitten in Ebenen senkrecht zur Achse der Schaufel oder des
sonstigen Prüflings. Wenn ein didrer Prüfling dadurch betrachtet wird, daß er mittels
des Knopfes 32 geschwenkt wird, oder wenn der Schwenkwinkel ein beträchtlich großer
ist, dann müssen besondere Leitprofilzeichnungen bei der Prüfung des projizierten
Profils benutzt werden, die so gezeichnet sind, daß die Profilverzerrung infolge
Schwenkung um einen vorbestimmten Winkel ausgeglichen wird. Alternativ können bei
einer Doppel anordnung das Werkstück und ein Leitmuster beide zusammen um den gleichen
Win-. kel geschwenkt und dann miteinander verglichen werden. Das erfindungsgemäße
Untersuchungsverfahren ermöglicht in manchen Fällen die Untersuchung von Prüflingen
mit verbreiterten Enden, welche Masken bilden, z. B. Schaufeln mit Rundungen an
jedem Ende; durch Schwenken des Prüflings kann zunächst der obere und dann der untere
Teil eines Endes der Schaufel von etwa der Mitte ab zum Ende hin betrachtet werden,
welches der Linse abgewandt isti woraufhin das andere Ende dadurch betrachtet werden
kann, daß die Schaufel im Halter umgedreht wird.
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Ein solches Untersuchungsverfahren ist besonders dann vorteilhaft,
wenn Leit- und Auslaß- oder Umlenkkanten von Turbinenschaufeln untersucht werden,
da durch das Schwenken der Schaufel in genügendem Ausmaß es so eingerichtet werden
kann, daß das eine Ende sich nach oben und über die Projektionslinse hinaus bewegt,
welche daher eine kurze Brennpunktlänge bzw. Brennweite auifzuweisen vermag, wodurch
die Gesamtlänge des Gerätes vermindert und die Lichtstärke der Leuchtbilder des
Schirms verbessert werden kann, ohne daß das Vergrölßerungsverhältnis kleiner wird.
Dies ist der Grundgedanke der Ausführungsform gemäß den Fig. 7 bis IQ in welcher
da.rüber hinaus ein breites Lichtband auf nur einen Teil des Umfangs des Prüflings
geworfen wird, beispielsweise auf das Gebiet der einen Kante einer Turbinenschanfel.
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In der allgemeinen schaubildlichen Darstellung des Gerätes gemäß
Fig. 7 sitzen die Vo,rderhaube 39 (mit Vorhängen 37) und der abnehmbare hintere
Deckel 40 auf dem Tisch 41. Ein Halter 42, welcher vom Tisch her nach oben ragt,
trägt das geneigte Limsenelemellt +3, welches eine kurze Brennweite aufweist. Vor
dem Linsenelement ist, gehalten durch Fußstücke 44 auf dem Tisch 41, der geneigte
flache Metall ring 45 vorgesehen, auf dessen rückwärtiger Oberfläche 45a gleitbar
die mit 46 bezeichneten Beleuchtungsvorrichtungen vorgesehen sind. Der Werkstückhalter
57 weist eine Werkstückklammer ähnlich der in den Fig. 5 und 6 gezeigten auf, die
gleitbar auf dem Tisch 4I in Richtung vom Linsenelement 43 weg und darauf zu und
zum Ausführen einer Schwenkbewegung (relativ zur geneigten optischen Achse der Linse)
um eine Achse quer zu derjenigen des Tisches vorgesehen ist, wie dies bereits an
Hand von Fig. I beschrieben ist; doch sind die Bewegungen des Werkstückhalters nach
oben und nach unten und quer zum Tisch nicht wesentlich. Der Reflektor 55, der auf
dem Bügel 54 am Tisch 41 hinter der Linse sitzt, reflektiert das von der Linse empfangene
Bild auf den Schirm 56 vor dem Werkstückhalter, welcher Schirm dadurch be-' trachtet
werden kann, daß man in die offene Seite der Haube 39 hineinblickt.
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Die Beleuchtungs- und die optischen Geräteteile, ohne Schirm 56 und
Werkstückhalter, sind im einzelnen in Fig. 8 dargestellt, bei welcher der Einfachheit
halber der Linsenbalter 42 von der Ringplatte 45 weg nach hinten geschoben gezeigt
ist.
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Fig. 9 ist eine Ansicht der Beleuchtungsvorrichtung (ohne die Fußteile
44), in Richtung des Pfeiles IX in den Fig. 7 und 8 gesehen, während Fig. 10 einen
vergrößerten Einzelteil der Blendenanofdn,ung wiedergibt.
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Die Ringplatte 45 weist einen genau gearbeiteten Schlitz 45b auf,
entlang welchem die Schraubstutzenteile 48a der Klemmen 48 eingestellt werden können.
Diese Klemmen 48 können rund um die Ringplatte 45 gleiten und haben flache Rückenstücke,
die sich gegen die Fläche 45a legen; sie können in der Arbeitssteliung über die
Muttern 49 auf den Stutzenteilen 48a festgeklemmt werden.
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Die Beleuchtungsvorrichtung 46 besteht aus dem Gehäuse 47, das ähnlich
dem Gehäuse 7, jedoch ohne die Ansätze 7a, ausgebildet. ist, aus der rohrförmigen
optischen Einheit 5o und aus den Innenteilen (Lampe und Linsen) ähnlich denjenigen
im Gehäuse 7 und Rohr Io in Fig. 3. Die Blende 5 I besteht jedoch diesmal, wie Fig.
10 zeigt, aus einer Kappe am Ende des Rohres 50 und hat einen weiten Schlitz 5 Ia,
welcher ein breites Lichtband auf die zu prüfende Turbinenschaufel wirft. Da nur
das Gebiet in der Nähe der einen Kante der Schaufel beleuchtet werden muß, sind
nur zwei Beleuchtungsvorrichtungen 46 und 46a, wie in Fig. 9 gezeigt, vorgesehen,
wobei in manchen Fällen entweder eine ausreicht oder eine weitere bzw. dritte hinzugefügt
werden kann, da die Leuchten unschwer nach Lösen. der Muttern abgenommen werden
können. Befindet sich der Linsenhalter 42 in der Arbeitsstellung, so ist die Schaufel
dicht bei der Linse. Zur besseren Drarstellung ist eine Schaufel 38, und zwar ohne
Halter, in der Nähe der Beleuchtungsanlage gezeigt, und das Lichtband ist darauf
angedeutet. Durch Querbewegen des Halters in der bereits an Hand von Fig. I beschriebenen
Weise kann die Schaufel stetig durch die Ringplatte 45 hindurch in Richtung auf
das Linsenelement 43 zu bewegt werden, bis, falls erforder-
lich,
der Schaufelspitzenteil unterhalb der Linse diese passiert hat. Das Bild auf dem
Schirm 56 ist eine lichte Silhouette der einen Kante der Schaufel gegen einen dunkleren
Hintergrund, oder umgekehrt.
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Bei der ersteren Anordnung wird die Grenzehene der Beleuchtung durch
die Kante des Blendenschlitzes 5 Ia bestimmt, welche der Oberffäche 45a am nächsten
ist, und das Profil, das überprüft werden soll, ist die äußerste Kante der Lichtsilhouette.
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Wenn der Winkel der Schaufel zur opt.ilschen Achse genügend groß ist,
daß die Abbildung beträchtlich verschieden von der Gestalt der Kante in einer Ebene
senkrecht zur Schaufelachse ist, dann wird die Abbildung mit einer auf dem Schirm
befindlichen Zeichnung der Kante verglichen, wie sie in der geneigten Ebene in Erscheinung
treten müßte.