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Verfahren und Vorrichtung zum Messen und Prüfen der Genauigkeit von
Profilschnitten
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Messen und Prüfen der Genauigkeit von Profilschnitten eines Gegenstandes und
ist allgemein verwendbar zur Genauigkeitsmessung von Profilschnitten hergestellter
Gegenstände oder zur Anwendung bei deren Herstellung, ist jedoch besonders geeignet
zur Prüfung der Genauigkeit von Profilschnitten von Turbinenschaufeln.
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Bei einer bekannten Vorrichtung, die ursprünglich zur Prüfung verhältnismäßig
kleiner Gegenstände, wie Zahnräder, Schraubenlgewinde, Fräser oder Gewindelehren
gedacht war, weist die Vorrichtung ein Anreißgerät auf, das den Profilschnitt auf
der Oberfläche des Gegenstandes kennzeichnet, und eine optische Proj ektionsvorrichtung,
die ein optisch genau eingestelltes Bild des Profils entwirft; dabei sind beide
Vorrichtungen so montiert, daß durch die Anreißvorrichtung zwangläufig die Markierung
auf einer Oberfläche erfolgt, die der Bildfläche der Projektionsvorrichtung zugeordnet
ist. Diese bekannten Geräte sind jedoch nicht ohne weiteres 7>ur Prüfung solcher
Gegenstände, wie Turbinenschaufeln, geeignet, die verbältmsmäßig komplizierte Formen
haben und unter Umständen die Prüfung der Gestalt, Größe und gegenseitigen Lage
von zwei oder mehr Profilschnitten erforderlich machen.
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Bei dem Verfahren zum Messen und Prüfen der Genauigkeit von Profilschnitten
eines Gegenstandes nach der vorliegenden Erfindung wird der Profilschnitt durch
eine Anreißvorrichtung (Anzeichnungsvorrichtung) auf der Oberfläche des Gegenstandes
markiert, und ein Bild des markierten Profils wird anschließend durch eine optische
Projektionsvorrichtung entworfen, wobei der Gegenstand während des Anreißens in
einem Halter angeordnet ist, der dann mit dem darin befindlichen Gegenstand in die
Proj ektionsvorrichtung übergeführt wird. Auf diese Weise ist es mögliCh, die bequemsten
und zweckmäßigsten Anordnungen für das Anreißgerät und das Projektionsgerät zu treffen
ohne Gefahr, daß durch eines der beiden Geräte das -einwandfreie Arbeiten des anderen
gestört wird; dabei wird gleichzeitig die genaue Einstellung der Turbinenschaufeln
(oder des betreffenden sonstigen Gegenstandes) in beiden Geräten erleichtert, unabhängig
von dem weiten Bereich von verschiedenen Größen und Formen der Schaufeln, für die
die Vorrichtung Verwendung finden kann.
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Obgleich das Anreißgerät und das Projektionsgerät vollständig getrennte
Vorrichtungsteile sein können, ist es oft praktisch, beide auf dem gleichen Sockel
anzuordnen und eine Vorrichtung zum Überführen des Halters mit dem darin befindlichen
Gegenstand von einem Gerät zum anderen vorzusehen.
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In einem solchen Fall kann der Gegenstand in oder etwa in der Markierstellung
auf seinem Träger angebracht werden, wobei Mittel vorgesehen sind, um zur leichteren
Anbringung des Gegenstandes zunächst das Anreißgerät aus seiner Arbeitsstellung
zu entfernen. Andererseits kann auch die Überführungsvorrichtung dazu benutzt werden,
den Halter aus der Beschickungsstellung, in der der Gegenstand angebracht wird,
über die Markierstellung in die Projektionsstellung zu bringen.
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Das Anreißgerät kann so eingestellt werden, daß gleichzeitig zwei
oder mehrere Profilschnitte auf der Obj ektivoberfläche eingezeichnet werden.
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Andererseits kann die Anordnung auch so getroffen werden, daß nach
der Markierung eines Profilschnittes eine Relativbewegung zwischen Anreißgerät und
Halter erfolgt, so daß ein oder mehrere weitere Profilschnitte auf der Objektoberfläche
eingezeichnet werden können.
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Zweckmäßig besitzt das Anreißgerät paarweise angeordnete Markierstifte,
wobei die zu einem Paar gehörigen Markierstifte an durch Federwirkung gegeneinandergedrückten
Tragarmen befestigt sind und so gegenüberliegende Seiten des zu untersuchenden Gegenstandes
erfassen. Die beiden -zu einem Paar gehörenden Markierstifte können gestaffelt angeordnet
sein, so daß einer mit seiner Markierung etwas früher beginnt und endet als der
andere. Dadurch, daß die Stifte sich in ihrer Ruhestellung leicht überlappen, ist
eine vollständig in sich geschlossene Markierungslinie über den Profilschnitt gewährleistet.
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Der Erfindungsgedanke kann in verschiedener Weise verwirklicht werden.
Die beiliegenden Zeichnungen zeigen einige zur Prüfung der Herstellungsgenauigkeit
von Turbinenschaufeln mit Stromlinienquerschnitt geeignete, beispielsweise Ausführungsformen,
wobei es nicht genügt, nur die Formen einzelner Querschnitte zu prüfen, sondern
auch die relative WinkelstelIung mit Abstand voneinander liegender Querschnitte.
Für diesen Zweck genügt es in der Praxis häufig, die Profile von zwei entsprechend
nahe den Enden der Schaufeln liegenden Querschnitten gleichzeitig zu untersuchen,
während für eine gründlichere Prüfung auch noch ein dritter, nahe der Schaufelmitte
liegender Querschnitt zur gleichen Zeit untersucht werden kann.
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Die dargestellten Anordnungen zeigen die Verwendung von zwei Profilschnitten,
aber es ist ohne weiteres klar, daß sie auch für jede beliebige andere Zahl von
Profilschnitten dienen können. Während es in manchen Fällen genügen mag, nur eine
Fläche der Schaufel zu untersuchen, wird es in den meisten Fällen wichtig sein,
die vollständigen Profilschnitte über den ganzen Umfang der Schaufel zu untersuchen,
was mit allen dargestellten Vorrichtungen möglich ist.
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Auch sind diese Vorrichtungen alle so eingerichtet, daß sie leicht
für verschiedene Schaufelgrößen eingestellt werden können, wofür natürlich verschiedene
Abstände der Schnittebenen erforderlich sind.
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Die verschiedenen Vorrichtungen besitzen alle ein Anreißgerät zur
Markierung der Profilschnitte auf der Oberfläche der zu untersuchenden Schaufel
und ein Projektionsgerät, das gleichzeitig Bilder der einzelnen markierten Profilschnitte
auf eine Bildebene wirft; dabei ist die zu untersuchende Schaufel in einem Halter
gelagert, der mit der Schaufel vom Markiergerät zum Projektionsgerät übergefüh?t
wird. Anreißlggrät und Projektionsgerät können als zwei zusammengehörige aber getrennte
Teile der Vorrichtung ausgebildet sein, wobei die Überführung des Schaufelhalters
von einem Gerät zum anderen von Hand geschieht, oder es können andererseits auch
beide Geräte untereinander verbunden und mechanische Einrichtungen zur Überführung
des Halters vorgesehen sein.
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In den Zeichnungen zeigt Fig. I eine vorzugsweise Ausführungsform
des Anreißgerätes im Grundriß, Fig. 2 eine Endansicht der Anordnung nach Fig. I
im Aufriß; Fig. 3 und 4 zeigen zwei unter einem rechten Winkel zueinander liegende
Ansichten der Markierfeder in Fig. I und 2, Fig. 5 und 6 entsprechende Ansichten
einer anderen Federform, Fig. 7 und 8 Einzelheiten der Anordnung des Schaufelhalters
in dem Markiergerät (Anreißgerät), Fig. g und 10 zwei Abwandlungen der Anordnung
nach Fig. 7 und 8, Fig. II und 12 rechtwinklig zueinander liegende Ansichten einer
geeigneten Schaufelhalterkonstruktion für die Vorrichtung nach Fig. I bis I0; Fig.
-13 zeigt eine -andere Form des Schaufelhalters,
Fig. 14 eine geeignete
Anordnung des Schaufelhalters nach Fig. I3 in dem Markiergerät, Fig. I5 eine vorzugsweise
Ausführungsform des Projektionsgerätes im Grundriß, Fig. i6 einen Seitenriß nach
Anordnung der Fig. I5; Fig. 17, I8 und 19 zeigen Einzelheiten einer zweckmäßigen
Anordnung des Schaufelhalters nach Fig. II und I2 im Projektionsgerät nach Fig.
15 und I6, vergrößert, Fig. 20 und 21 rechtwinklig zueinander stehende Ansichten
einer anderen Anordnung des Schaufelhalters in der Projektionsvorrichtung, Fig.
22 und 23 eine Vorrichtung, in der der Schaufelhalter mechanisch vom Markiergerät
zum Projektionsgerät übergeführt wird, und Fig. 24 bis 27 vier verschiedene Formen
von Markierstiften zur Verwendung an Stelle der Markierfedern nach Fig. 3 bis 6.
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Die vorzugsweise Ausführungsform eines Markiergerätes gemäß Fig.
I und 2 zeigt eine feste Grundplatte A, auf der die Turbinenschaufel B und zwei
Paare von Markierungsstiften C, Ct und C2, C3 angeordnet sind, dabei sind Mittel
für eine Relativbewegung zwischen Schaufel und Markierstiften vorgesehen, die das
Einzeichrien der beiden Profil schnitte auf der Schaufeloberfläche gestatten.
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Jeder der vier Markierstifte sitzt am Ende eines Tragarmes D, der
beweglich an einer parallel zur Längsachse des Schaufelblattes B verlaufenden Welle
angelenkt ist; dabei ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein gesondertes
Scharnier Dt für jeden der vier Arme vorgesehen. Jedes der Scharniere D1 wird von
einem Block D2 getragen, der parallel zur Längsachse der Schaufel längs einer Gleitbahn
D auf der festen Grundplatte A verschiebbar angeordnet ist, derart, daß der zugehörige
Markierstift längs der Schaufel in jede beliebige Stellung gebracht werden kann.
Eine Klemmschraube D4 dient dazu, den Block D2 in einer gewählten Einstellung festzuklemmen.
Durch Federn D5 werden die beiden Markierstifte C, Ct oder C2, C3 eines Stiftpaares
gegeneinandergedrückt, und Anschläge D6 sind dabei zur Begrenzung ihrer Einwärtsbewegung
vorgesehen.
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Um mit Sicherheit ein vollständig fortlaufendes Profil über den ganzen
Umfang der Schaufeloberfläche zu zeichnen, ist es zweckmäßig, die beiden Markierstifte
eines Paares in der dargestellten Weise zu staffeln, so daß in der durch die Anschläge
DG bestimmten Ruhestellung, ohne dazwischenliegende Schaufel, die Stifte sich in
der Zeichenebene Seite an Seite leicht überlappen. Bei derartiger Anordnung beginnt
und endet der eine Stift eines Paares seine Markierung ein wenig vor dem anderen.
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Wie schon erwähnt, hängt die Anzahl der Stiftpaare von der Zahl der
zu markierenden Profile einer Schaufel ab, wobei durch Einstellung der Stützblöcke
D2 der Abstand zwischen den Schnittebenen -den jeweiligen Erfordernissen angepaßt
werden kann.
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Im allgemeinen wird es wünschenswert sein, die Schaufeloberfläche
wenigstens in dem Bereich, in dem das zu zeichnende Profil liegt, mit einer schnell
trocknenden, stumpfen, schwarzen Farbe zu bespritzen, um so einen reflexfreien,
kontrastierenden Hintergrund für die Schnittprofilmarkierung zu schaffen, die mit
weißer Farbe oder Tinte ausgeführt werden kann. Dabei ist es wichtig, nur solche
Tinte zu verwenden, die langsam trocknet und frei von Rückständen ist, um zu erreichen,
daß die Markierstifte etwa bis zur Dauer von 1/2 Stunde nach dem Füllen mit Tinte
befriedigende Aufzeichnungen ergeben. Eine brauchbare Tinte wurde hergestellt aus
gleichen Mengen von Wasser und Glycerin mit geringen Mengen eines Reinigungszusatzes
und einer solchen Menge von weißer Farbe, daß die entstehende Linie sich gut von
dem schwarzen Hintergrund abhebt.
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Die zur Verwendung kommenden Markierstifte können von verschiedener
Form sein, bestehen jedoch vorzugsweise aus Federn, wie beispielsweise die zum Zeichnen
üblicherweise verwendeten Ziehfedern. Fig. 3 und 4 zeigen in vergrößertem Maßstabe
die in der Vorrichtung nach Fig. I und 2 zur Verwendung kommende Markierfeder C.
Vorzugsweise sind die Backen der Feder so gestaltet, daß sie für eine kurze Strecke
vor der Spitze streng parallel zueinander verlaufen, wie dies bei C4 in Fig. 3 zu
erkennen ist, und daß in diesem parallelen Teil die Spitzen beider Backen mit gleichem
Radius abgerundet sind, so daß die Feder die zu markierende Oberfläche mit dem Ende
oder auch jeder Seite ihrer Spitze über einen großen Winkel von annähernd I800 berühren
kann und dabei unabhängig vom jeweiligen Anstellwinkel eine dünne Linie stets gleicher
Breite zeichnet. Auch ist es wichtig, daß während der Relativbewegung zwischen Schaufel
und Feder die Feder zunächst so mit der Schaufel in Berührung kommt, daß dabei eine
Beschädigung der Feder oder der Schaufel vermieden wird. Zu diesem Zweck wird -
bei Verwendung einer normalen Ziehfeder mit einer gegenseitigen Neigung der Federkanten
von etwa IO bis I50 -eine Leitplatte C5 an der Unterseite der Feder befestigt, die
so gestaltet ist, daß die Feder sanft an die Schaufel herangeführt wird und deren
Kanten beispielsweise unter einem Winkel von 45 bis 60° gegeneinander geneigt sind.
Die Verwendung einer solchen Leitplatte erübrigt sich, wenn die Federbacken selbst
eine diesem Zwecke dienende Form haben, wie in Fig. 5 und 6 dargestellt.
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Die Relativbewegung zwischen der Schaufel B und den Markierstiften
C, Cl, C2, Cs kann auf verschiedeneWeise bewirkt werden, wobei die Schaufel sich
mit ihren Kanten zwischen den Stiftpaaren bewegt. Fig. I und 2 zeigen beispielsweise
Ausführungen mit einer Gleitbahn Al in der festen Grundplatte A der Vorrichtung,
längs deren ein Träger E für den Schaufelhalter F von Hand oder mechanisch bewegt
werden kann.
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Das Beladen des Trägers E mit dem die Schaufel B tragenden Schaufelhalter
F kann im allgemeinen bequem in dem Raum zwischen den
die Stifte
tragenden Armen erfolgen, entweder in einer von den Stiften ziemlich entfernten
oder in einer nahe an die Stifte angrenzenden Stellung.
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Besonders in letzterem Fall wird es im allgemeinen wünschenswert sein,
die Markierstifte beiseite zu bewegen, um genügend Raum zum Aufladen zu haben. Zu
diesem Zweck können Nockenscheiben D7 auf den Gleitblöcken D2 vorgesehen sein, die
bei ihrer Drehung auf vorstehende Finger DG an den die Markierstifte tragenden Armen
D wirken.
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Da manche Turbinenschaufeln im Querschnitt tiefe Wölbungen aufweisen,
kann es vorkommen, daß bei einem einfachen Schaufelhalterträger die Markierstifte
Teile der Schaufeloberfläche unter einem für die Zeichnung ungünstigen Winkel berühren.
Es ist daher zweckmäßig, eine Drehscheibe Ei in der Trägeranordnung E vorzusehen,
derart, daß der Schaufelhalter um die Längsachse der Schaufel drehbar ist und damit
der BerüFhrungswinkel zwischen Feder und Schaufeloberfläche in den für eine befriedigende
Markierung erforderlichen Grenzen gehalten werden kann, wie auch immer der Querschnitt
der Schaufel gestaltet sein mag.
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Die Drehung der Scheibe kann mechanisch während der Bewegung erfolgen.
So kann - wie Fig. 7 und 8 zeigen - die Drehscheibe E1 einen vorspringenden Arm
E2 tragen, der in einem entsprechenden Stadium der Bewegung auf einen Zapfen ES
trifft, der einstellbar auf der festen Grundplatte A angebracht ist, wobei die Stellung
des Zapfens entsprechend der Form des Profilschnittes der jeweils zu markierenden
Schaufel gewählt wird, so daß die Drehscheibe El in Anpassung an die Schaufelform
um einen allmählich wachsenden Winkel gedreht wird. Andererseits kann - wie Fig.
9 zeigt - an der Drehscheibe eine Verzahnung E4 vorgesehen sein und im entsprechenden
Augenblick mit einer einstellbaren Zahnstange E5 in Eingriff kommen. Noch eine andereAusführungsmöglichkeit
zeigt Fig. I0, wo die Drehscheibe einen besonders geformten Nocken E6 trägt, der
auf einen festen oder einstellbaren Zapfen E7 wirkt.
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Der Schaufelhalter kann von verschiedener Form sein und zeigt bei
dem Beispiel gemäß Fig. I bis I0, wie es in Fig. II und 12 noch einmal getrennt
für sich dargestellt ist, eine besonders geformtePlatteF, auf deren einer Seite
sich ein Sockel Fi zur Aufnahme der Schaufel B befindet. Für die praktische Verwendung
in der Turbine ist es üblich, die Schaufel an ihrer Wurzel mit einem beispielsweise
rechteckigen Flansch Bt zu versehen sowie mit einem PaßstückB2, das seitlich in
eine entsprechend geformte Ausnehmung geschoben werden kann.
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Der Haltersockel Ft ist daher mit einer entsprechend geformten Ausnehmung
F2 versehen, in die das Paßstück B2 der Schaufelwurzel eingefügt und dort durch
eine Madenschraube Fs sicher in seiner Stellung gehalten wird. Auf diese Weise kann
derselbe Halter eine Anzahl ähnlicher zu untersuchender Schaufeln nacheinander aufnehmen.
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Schaufeln verschiedener Gestalt und Größe haben verschiedene Wurzelstücke
und erfordern daher verschiedene Halter, aber in jedem Falle ist die Anordnung so,
daß der richtige Teil der Schaufel gegenüber den Markierstiften eingestellt ist,
sobald der Halter in seinem Träger in der Markiervorrichtung eingesetzt ist.
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Die Halterplatte F dient dazu, den Halter richtig in seinen Träger
einzusetzen, indem die Platte unter ein Paar an der Drehscheibe E1 sitzende Blattfedern
EG geschoben wird. Die Platte F hat an ihren Seiten Ausschnitte, in deren Paßwinkel
F4 an der Drehscheibe sitzende Zapfen E9 treffen, die in Verbindung mit den Blattfedern
die genaue Einstellung des Halters auf der Drehscheibe sichern.
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Die Unterseite der Halterplatte F ist genau im rechten Winkel zur
Längsachse der Schaufel geschliffen, so daß sie sich selbst genau auf ihr Widerlager
an der Drehscheibe El einstellt.
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Bei einer anderen in Fig. I3 und 14 gezeigten Ausführungsform des
Halters ist der Hauptteil jedes Halters von im wesentlichen zylindrischer Gestalt
und hat in seinem Endstück Gl (ähnlich dem Sockel Fl bei dem Halter nach Fig. II
und I2) eine Aussparung zur Aufnahme der Schaufel; die Achse des Zylinders ist dabei
genau koaxial mit der Längsachse der Schaufel. Der Halter G ist auch mit geeigneten
Anschlagflächen versehen, beispielsweise seiner Endfläche G2 und einer Fläche G1
an einem Absatz, die je nach der Art des den Halter aufnehmenden Trägers zur Verwendung
kommen und eine genaue Passung des Halterendes sichern.
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So kann der Halter durch eine kreisförmige Bohrung seines Trägers
hindurchgesteckt und in diese eingepaßt sein, wobei die Fläche GS an einem geeigneten
Anschlag am -rückwärtigen Ende der Trägerbohrung anliegt. Diese Anordnung ist besonders
geeignet für Projektionsvorrichtungen der weiter unten beschriebenen Art. Weiter
kann der Halter auch, wie in Fig. 14 gezeigt, durch Federdruck in einem V-förmigen
Schlitz ElO.der Drehscheibe Et gehalten sein, wobei die Endfläche G2 auf einen Anschlag
der Drehscheibe trifft. In jedem Fall kann die genaue Einstellung des Zylinders
G in seinem Träger durch eine Führung gesichert sein, z. B. den Stift Ell am V-förmigen
Schlitz Et° in einer Stiftführung G4 -des Zylinders.
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Was die Projektionsvorrichtung anbetrifft, in die der Schaufelhalter
übergeführt wird, nachdem die Schnittprofile auf der Schaufeloberfläche ein gezeichnet
sind, so kann jedes geeignete optische System verwendet werden, um Abbildungen der
Profilschnitte auf einen Schirm in der Bildebene zu projizieren, wo dieselben genau
gemessen und mit auf dem Schirm abgebildeten Standardprofilen verglichen werden
können. Besonders geeignet für dilesen Zweck ist jedoch ein optisches Projektionssystem,
bei dem ein oder mehrere Reflektoren einzelnen Profilschnitten zugeordnet und so
angeordnet sind, daß die reflektierten Bilder alle in eine einzige Objektebene fallen
und von dort aus durch ein Objektiv in die Bildebene projiziert werden, wobei die
Objektebene vorzugsweise mit der Ebene des am weitesten von der Bildebene entfernten
Profilschnittes zusammenfällt, so daß die Zahl der
benötigten Reflektoren
um eins geringer ist als die Zahl der Profilschnitte. Die Reflektoren sind vorzugsweise
über ihre ganze Fläche teilweise durchlässig, wobei der Durchlaß abgestuft ist,
so daß die Intensität des von irgendeinem Schnittprofil durch das Objektiv tretenden
Lichtstrahls im wesentlichen die gleiche ist wie die von einem beliebigen anderen
Profil. Bei einer vorzugsweisen Ausführungsform weist jeder teilweise durchlässige
Reflektor eine dem Umriß des zugehörigen Schaufelquerschnittes entsprechend geformte
mittlere Öffnung auf und besteht aus zwei oder mehr Teilen, die in einem Träger
in Richtung etwa rechtwinklig zur optischen Achse des Objektivs aufeinander zu oder
voneinander weg bewegt werden können; dabei können ein oder mehrere Träger axial
verstellbar sein zur Anpassung an verschiedene Zwischenräume zwischen den Profilschnittebenen.
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Eine solche Anordnung zeigen Fig. 15 und I6, in denen die Turbinenschaufel
B als mit zwei durch die Markiervornchtung in oben beschriebener Weise eingezeichneten
Profilschnitten Bs und B4 versehen dargestellt ist. Im vorliegenden Fall mit zwei
Profilschnitten ist ein einziger, teilweise durchlässiger Reflektor H mit seiner
reflektierenden Fläche in der Mitte zwischen den Ebenen der beiden Profile Bs und
B4 angeordnet, so daß er ein Bild des weiter von der Schaufelwurzel entfernten Profilschnittes
B4 in der Ebene des näher an der Schaufel wurzel liegenden Profils BS entwirft.
Oft ist es zweckmäßig, die Schaufel B mit ihrer Längsachse horizontal und ihren
Profilschnittebenen vertikal anzuordnen, so daß die Profile durch das hier schematisch
dargestellte Projektionsobjektiv H2 auf einen vertikalen Schirm H1 abgebildet werden
können. Die Anordnung des Schaufelhalters F auf der festen Grundplatte A2 der Projektionsvorrichtung
(die identisch mit der festen Grundplatte A der Markierungsvorrichtung sein kann
oder auch unabhängig von dieser) ist derart, daß unabhängig von der Größe und Gestalt
der Schaufel der nächst der Schaufelwurzel liegende Profilschnitt BS stets die gleiche
Ebene gegenüber der Grundplatte A2, nämlich die Objektebene des Projektion s objektivs
H2 einnimmzt, wobei die Stifte der Markiervorrichtung zum Zeichnen des Profils BS
immer gegenüber den Anschlagflächen des Schaufelhalters sorgfältig auf die richtige
Lage eingestellt sind. Der oder die (nicht dargestellten) Träger für den oder die
teilweise durchlässigen Reflektoren sind in geeigneter Weise an der GrundplatteA2
geführt, so daß sie leicht in die richtige Stellung zur genauen optischen Einstellung
der Profilschnitte auf die Bildebene H1 des Projektionsobjektivs H2 gebracht werden
können.
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Die Beleuchtung der Profilschnitte Bs und B4 für Projektionszwecke
kann in verschiedener Weise erfolgen. Das Ausführungsbeispiel gemäß den anliegenden
Zeichnungen zeigt jedoch eine einfache Spiegelanordnung, bei der die Glühfäden J
und Jl von zwei Lampen jeweils durch Paare von gewölbten Spiegeln J2, J3 und J4,
J5 auf gegenüberliegende Flächen der Schaufel B in die Ebene der gezeichneten Profilschnitte
B3 und B4 abgebildet werden. Die auf beiden Seiten der Schaufel liegenden beiden
Hälften der Beleuchtungsvorrichtung sind auf Gleitbahnen JG und J7 auf der festen
Grundplatte 342 einstellbar angeordnet, so daß sie je nach Größe der Turbinenschaufel
verstellbar sind, um die richtige Beleuchtung des markierten Profils zu bewirken.
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Die Ausgestaltung der Projektionseinrichtung ist lediglich zur Erleichterung
des Verständnisses beschrieben, sie bildet keinen Teil der Erfindung.
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Fig. I7 bis 19 zeigen Einzelheiten des Trägers für den Schaufelhalter
in der Projektionsvorrichtung gemäß Fig. 15 und i6 sowie auch die Anord nung einer
Mikrometerschraube zur Bestimmung von Winkelabweichungen in der Stellung der Schaufel
B gegenüber ihrem Wurzelpaßstück B2.
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Der Träger zeigt eine kurbelförmig gestaltete Konsole, deren einer
Arm K zwei Bohrungen aufweist, die auf zwei Wellen 41 und 244, die von der festen
Grundplatte 42 getragen werden, festgeklemmt werden können, während der andere Arm
Kt sich von der Grundplatte fort erstreckt und den Schaufelhalter in der richtigen
Stellung in der optischen Achse des Projektionsobjektivs hält. Der Schaufelhalter
F (hier beispielshalber in der gemäß Fig. II und I2 dargestellten Form gezeigt)
wird von einer mit Blattfedern L1 und Paßstiften L2 versehenen DrehscheibeL getragen
Die DrehscheibeL ruht auf Kugellagern K2 in dem schalenförmigen Ende des Tragarmes
Kl und wird durch einen in einem Hohlraum K4 auf der anderen Seite des Tragarmes
St auf Kugellagern KS ruhenden Bolzen L3 in ihrer Lage gehalten. Ein von dem Bolzen
LS getragener Hebelarm L4 ist über ein Gelenkstück L° und unter der Wirkung der
Federn L7 und L8 mit einem am Tragarm K1 schwenkbar gelagerten Hebel LG verbunden,
wobei die Bewegung des Hebels L6 um seinen Schwenkpunkt durch eine Mikrometerschraube
K5 geregelt wird. Infolgedessen wird durch Betätigen der Schraube K5 die Schaufel
B um einen kleinen Winkel gedreht, und wenn das auf den Schirm projizierte Billd
des Profilschnitts einen Fehler in der Stellung der Schaufel gegenüber ihrem Wurzelstück
B2 zeigt, kann die Größe des Fehlers nach kompensierender Betätigung der Mikrometerschraube
an dieser abgelesen werden. Fig. 20 und 21 zeigen eine andere Trägerausführung für
den Schaufelhalter, die es gestattet, einander zugeordnete Messungen von am Schirm
angezeigten Fehlern der Form und Lage eines Profilschnitts zu machen. Hier ist der
Schaufelhalter F (diesmal mit rechteckiger Grundplatte dargestellt) durch Blattfedern
M1 und Paßstifte M2 auf einem Block M gehalten, der unter Kontrolle einer Mikrometerschraube
M3 in einem Führungsschlitz M4 eines zweiten Blocks M5 in einer Richtung verschiebbar
ist und unter Kontrolle einer zweiten Mikrometerschraube M6 rechtwinklig zu dieser
Richtung in einem weiteren Führungsschlitz M7 eines Basisteiles M8. Auf diese Weise
kann die Schaufel B meßbare Kompensationsbewegungen in zwei zueinander senkrechten
Richtungen
ausführen und so jeder Fehler in Form oder Lage der Schaufel erfaßt werden. Das
Basisteil Ms:kann auf dem Tragarm Kt gelagert sein oder, falls Winkelmessungen erforderlich
sind, auf der Drehscheibe L an diesem Tragarm.
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Die vorstehende Beschreibung ging davon aus, daß Markiervorrichtung
und Projektionsvorrichtung getrennte C;eräteteile sind und daß der die Schaufel
tragende Schaufelhalter nach erfolgter Markierung von Hand aus der Markiervorrichtung
in die Projektionsvorricshtung übergeführt wird.
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Beide Geräte können jedoch nach Wunsch auch auf einer gemeinsamen
Grundplatte angeordnet sein, und die Überführung des Schaufelhalters von einem Gerät
zum anderen kann mechanisch erfolgen. Eine solche Anordnung zeigen Fig. 22 und 23,
in denen das Markiergerät im wesentlichen in der Art angeordnet ist wie in Fig.
I und 2, und das Projektionsgerät wie in Fig. 15 und I6 (unter Benutzung der gleichen
Bezugszeichen) mit der Ausnahme, daß der Schaufelhalter nicht unmittelbar von dem
Tragarm K1, sondern im wesentlichen in der gleichen Weise von einem weiteren, am
Tragarm K1 angelenkten Arm K6 gehalten ist. Die gegenseitige Lage von Markiergerät
und Proj ektionsgerät gestattet, daß die Schaufel durch Schwenken des Armes K6 um
seinen Lagerzapfen zunächst zur Markierung an den Stiften der Markiervorrichtung
vorbeibewegt und dann in ihre Stellung im Projektionsgerät geschwenkt wird zur Projektion
der bezeichneten Profile. Das Beladen des Trägers mit dem Schaufelhalter kann in
einer Stellung zwischen den Tragarmen der Markierstifte -des Anreißgeräts erfolgen,
ehe die Schaufel an den Stiften vorheigeführt wird, oder andererseits auch in der
M arkierstellung, wobei dann vorübergehend die Tragarme der Stifte beiseite zu schwenken
sind.
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Nach der vorhergehenden Beschreibung wurde eine Ziehfeder zur Einzeichnung
der Markierung auf der Schaufeloberfläche verwendet, es können jedoch an Stelle
der Ziehfeder nach Wunsch auch andere Markiermittel Verwendung finden. In Fig. 24
bis 27 sind beispielsweise einige verschiedene Formen dargestellt. So kann der Markierstift
aus einem feinen Pinsel oder Strahl N gemäß Fig. 24 bestehen oder aus einem an seinem
Umfang mit Tinte versehenen, sich drehenden Rad Nt gemäß Fig. 25. Eine weitere Ausführungsmöglichkeit
zeigt Fig. 26, nach der eine scharfkantige Scheibe N2 als Schablone zur Erzielung
einer scharfen Begrenzung der auf der Schaufeloberfläche angebrachten Markierung
von Tinte oder Farbe dient, die vorher auf die Scheibe aufgespritzt oder in anderer
Weise aufgebracht wurde. In noch einer - anderen Ausführungsform gemäß Fig. 24 besteht
der Markierstift aus einer scharfen Nadel N3, die in die Deckschicht aus schwarzer
Farbe auf der Schaufeloberfläche einschneidet und so längs einer Linie die gegen
die Deckschicht kontrastierende Oberfläche der Schaufel selbst freilegt.
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Ohne über -den Rahmen der Erfindung hinauszugehen, können die vorstehend
beschriebenen Anordnungen in verschiedenster Weise abgewandelt werden. Die Vorrichtungen
können auch zur Untersuchung von Profilschnitten von anderen Körpern als Turbinenschaufeln,
wie beispielsweise von Zahnrädern, Verwendung finden.
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PATENTANSPROCHE: I. Verfahren zum Messen oder Prüfen der Genauigkeit
von Querschnittsumrissen eines Körpers, bei dem der Profilschnitt zunächst durch
ein Anreißgerät (Anzeichnungsgerät) auf der Körperoberfläche markiert und dann ein
Bild des markierten Profils durch ein optisches Projektionsgerät projiziert wird,
dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (B) während der Markierung in einem Halter
(F) ruht, der mit dem darin befindlichen Körper in das Projektionsgerät übergeführt
wird.