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Optische Vorrichtung zum Prüfen des Querschnitts eines Werkstückes
mit komplexen Profilen Zusatz zum Patent 847 351
Gegenstand des Patents 847 35I ist
eine optische Vorrichtung zum Prüfen des Querschnitts voll Werkstücken mit komplexen
Profilen mit einem Objektiv und einem Projektionsschirm. Diese Vorrichtung ist in
erster Linie zum Prüfen der Querschnitte von Schaufelrädern von Gebläsen oder Turbinen
geeignet. Die im Hauptpatent gekennzeichnete Vorrichtung besteht aus einer Beleuchtungsvorrichtung,
die einen Lichtteppich aussendet, der das zu prüfende Werkstück umgibt, und aus
einer Blende zum Abfangen eines Teiles der Lichtstrahlen dieses Teppichs, so daß
auf dem Stück auf der einen Seite der Ebene des zu prüfenden Querschnitts eine dunkle
Zone und auf der anderen Seite eine helle Zone entsteht.
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Diese Vorrichtung arbeitet jedoch nicht zufriedenstellend, wenn Schaufelräder
geprüft werden sollen, die an ihrem oberen Ende Vorsprünge aufweisen.
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Diese Vorsprünge verhindern bei der im Hauptpatent beschriebenen Vorrichtung
die Prüfung der diesen vorspringenden Teilen benachbarten Querschnitte.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Nachteil der Vorrichtung
gemäß dem Hauptpatent zu vermeiden.
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Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist gekennzeichnet
durch einen senkrecht zur optischen Achse angeordneten, das zu prüfende Werkstück
umgebenden Spiegel, wobei die Beleuchtungseinrichtung so zwischen dem Objektiv und
dem
Spiegel angeordnet ist, daß letzterer die von dem Werkstück reflektierten Strahlen
des Lichtteppichs in das Objektiv richtet.
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Die Zeichnung stellt als Beispiel schematisch zwei Ausführungsformen
des Erfindungsgegenstandes dar.
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Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch das erste Ausführungsbeispiel
entlang der optischen Achse .4-=4, Fig. 2 ist ein Schnitt entsprechend der SchnittlinieII-II
in Fig. I und zeigt den Spiegel in der Aufsicht; Fig. 3 ist ein Teilschnitt ähnlich
dem der Fig. I durch eine zweite Ausführungsform.
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A-A ist die optische Achse der Projektionsvorrichtung I. 2 ist ein
ringförmiges Objektiv, das unter Zwischenschaltung der Spiegel 4 und 5 die Bilder
des zu prüfenden Werkstückes 6 auf einen Bildschirm 3 wirft. In dem dargestellten
Beispiel ist das Werkstück 6 eine Schaufel eines Turbe gebläses oder einer Turbine,
die an ihrem oberen Ende einen vorspringenden Teil 6a aufweist.
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Durch mehrere Lichtquellen, deren jede aus einer elektrischen Glühlampe
8 mit möglichst punktförmigem Faden 9 besteht und die hinter einem Kondensator 10
angeordnet ist, wird ein Lichtteppich erzeugt, da jeder Kondensator Io ein paralleles
Lichtbündel auf die Schaufel 6 wirft. Die Kondensatoren 10 und die Lampen 8 sind
auf einem beweglichen Halter 7 montiert, der in einer vertikalen Führung 21 verschoben
werden kann. Die verschiedenen von den Kondensatoren 10 ausgehenden Lichtbündel
werden bis zur Ebene 11 durch eine rohrförmige Blende I2 abgefangen und zwar derart,
daß nur der obere Teil B der Schaufel 6 beleuchtet wird.
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Ein Spiegel I9, der aus den zwei Teilen Iga und Igb (Fig. 2) besteht,
ist an einem benveglichen Halter 20 montiert, der sich ebenfalls in der Führung
21 verschieben läßt. Der Spiegel 19 ist unterhalb des Halters 7 senkrecht zur optischen
Achse angeordnet. Der Spiegel hat eine derartige Lage, daß seine reflektierende
Fläche zum Objektiv 2 hin gerichtet ist.
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Das aus dem Lichtteppich von dem Werkstück 6 abgestreute Licht wird
von dem Spiegel Ig reflektiert, der das Strahlenbündel in das Objektiv 2 richtet.
Das Objektiv 2 entwirft dann auf dem Bildschirm 3 ein Bild des Querschnitts B-B
der Schaufel. Um ein möglichst helles Bild zu erhalten, soll der Spiegel 19 die
Profilgestalt des Werkstückes 6 möglichst genau umschließen. damit recht viel von
dem aus dem Lichtteppich gestreuten Licht erfaßt wird.
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Diese Vorrichtung gestattet die Prüfung von Querschnitten, die unmittelbar
unterhalb der Vorsprünge 6a liegen, was mit der Vorrichtung gemäß dem Hauptpatent
nicht möglich wäre. Bei der Vorrichtung gemäß dem Hauptpatent nutzt man nämlich
nur die Streifen in das Objektiv reflektierten und fast zur optischen Achse parallelen
Lichtstrahlen aus, so daß, wenn sich der zu prüfende Querschnitt genügend nahe bei
den vorspringenden Teilen befindet, diese vorspringenden Teile die Lichtstrahlen
abdecken und das Bild des Querschnitts ganz oder teilweise verschwindet.
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Die Schaufel 6 schließlich ist auf einem Halter 22 befestigt, der
mittels einer Einstellschraube 23 parallel zur optischen Achse A-A verschoben werden
kann und auf diese Weise die Prüfung der verschiedenen Querschnitte der Schaufel
entlang ihrer Längsrichtung gestattet. Meßeinrichtungen, beispielsweise ein Maßstab24
und ein Zeiger 25, sind vorgesehen, um die genaue Lage der verschiedenen zu prüfenden
Querschnitte der Schaufel festzustellen.
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Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten einmal
dadurch, daß der Spiegel Ig durch eine halbdurchlässige Scheibe 26 (Fig. 3) ersetzt
ist, und andererseits durch eine zweite Beleuchtungsvorrichtung, bestehend aus den
Lampen 27 und den Kondensatoren 28, die an einem Halter 29 angebracht sind, sowie
aus einer rohrförmigen Blende 30, wobei diese zweite Beleuchtungsvorrichtung unter
der halbdurchlässigen Scheibe 26 angeordnet ist. Die halbdurchlässige Scheibe 26
befindet sich so zwischen den beiden Beleucbtungsvorrichtungen.
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Die zweite Beleuchtungsvorrichtung erzeugt einen Lichtteppich, dessen
einer Teil von der rohrförmigen Blende 30 abgefangen wird, derart, daß nur der untere
Teil C der Schaufel 6 beleuchtet wird.
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Die von dem zweiten Lichtteppich ausgestrahlten und durch die Schaufel
6 reflektierten Lichtstrahlen durchqueren die halbdurchlässige Scheibe26, und das
Objektiv 2 projiziert das Bild des Querschnitts C-C der Schaufel auf den Bildschirm.
Die optische Entfernung C D E des zweiten Lichtteppichs bis zu dem Objektiv 2 ist
gleich der indirekten optischen Entfernung B D E des ersten Lichtteppichs bis zum
Objektiv. Auf diese Weise ist es möglich, gleichzeitig die beiden Bilder der QuerschnitteB-B
und C-C der Schaufel6 scharf auf dem Bildschirm zu entwerfen.
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Diese Vorrichtung ermöglicht durch die gleichzeitige Projektion der
Umrisse der beiden Querschnitte auf den Bildschirm die gleichzeitige Prüfung dieser
beiden Querschnitte. Auf diese Weise kann man beispielsweise die beiden äußersten
Querschnitte der Schaufel prüfen und daraus die Abweichungen der Einlaß- und Auslaßwinkel
hstimmen.