PL70899B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: ^^^_^_ Zgloszenie ogloszono: 05.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 08.09.1975 70899 • KI. 20d, 24 MKP B61k 9/12 [CzYTeinIaT Urzedu Patenlr ' ¦ ¦. | Pllrtllj fir<- 1 Twórcawynalazku: Walter Hesse Uprawniony z patentu Wilhelm Hegenscheid Kommanditgesellschaft, Erkelenz (Republika Federalna Niemiec) Urzadzenie z wymienialnymi szablonami profili przeznaczone dla stanowisk pomiarowych zestawów kól kolejowych Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie z wymienialnymi szablonami profili przeznaczone dla stanowisk pomiarowych zestawów kól kolejowych, do badan róznych profili obreczy kól. Obraz poszczególnych profili wzorcowych w formie diapozytywów nakladany zostaje na wspólnej plaszczyznie projekcyjnej z obrazem profi¬ lu badanego kola.Znane sa stanowiska pomiarowe kól kolejowych, w których badania profili obreczy dokonywane sa w spo¬ sób mechaniczny lub optyczny. Sposób optyczny wedlug podanych patentów wykazuje te zalete, ze obraz cieniowy profilu scierania moze byc widoczny w czasie obracania kola i porównywany w kazdym miejscu z pro¬ filem wzorcowym. Profil wzorcowy szablonu jest przy tym przedstawiony jako szara, pólprzezroczysta plasz- czyzna na filmie, który przyblizony zostaje do profilu badanego. W przypadku istnienia szczelin miedzy obrazem cieniowym obreczy kola a szablonem, pokazuje sie biale miejsce. Jesli obraz cieniowy pokrywa szablon, wówczas pokazuje sie mocno szare miejsce, podczas gdy w miejscach scislego dopasowania obu konturów wi¬ doczny jest tylko bezwymiarowy .kontur. Pizy pomiarze profili mocno czarne miejsce oznacza material do stoczenia, zas biale brak materialu. Urzadzenie do promieniowego przesuwania szablonu umozliwiaja dokladne wyznaczenie nowej srednicy, natomiast urzadzenia do osiowego przesuwania umozliwiaja pelne wykorzystanie podanych tolerancji, dokladne wyznaczenie miejsca sciegu spawania oraz oszczedne stoczenie materialu, kosz¬ tem dopuszczalnego oslabienia obrzeza kól.Znane stanowisko pomiarowe wykazuje jednak te wade, ze wymaga duzego czasu na wymiane szablonu wzorca profilu, co zaklóca ciaglosc cyklu pracy.Dla róznych rodzajów pojazdów wymagane sa rózne profile, na przyklad dla wagonów, lokomotyw, dla zestawów z kolami malymi lub z oslabionym obrzezem, dla zestawów kól do pojazdów szybkich itp.Poniewaz nowoczesne tokarnie zestawów kól, sterowane czujnikami, wyposazone sa w szablony profili dajace sie szybko wymieniac, wiec i przynalezne stanowisko pomiarowe winno umozliwic szybka wymiane szablonów.Znany jest dalej sposób projekcji szablonu wykonanego jako diapozytyw, wraz z obrazem cieniowym badanego profilu na wspólna plaszczyzne projekcji, jeden nad drugim, w celu porównania obu konturów. Do2 70 899 nakladania obrazu najczesciej stosuje sie pólprzezroczyste lustra lub pryzmaty. Wymiana szablonów - diapozy¬ tywów nastepuje sposobem mechanicznym.Kazda mechaniczna wymiana szablonów - diapozytywów stanowi potencjalne zagrozenie dokladnosci dro¬ gi biegu promieni obrazów urzadzenia, gdzie obowiazuja waskie tolerancje.Celem wynalazku jest zbudowanie urzadzenia, które takze jako przystawka da sie pózniej dobudowac do posiadanych stanowisk pomiarowych kól i które przede wszystkim pozwoli na szybka wymiane szablonów.Zadanie to wedlug wynalazku wykonane zostanie w ten sposób, ze kilku, zamocowanym na stale róznym szablonom - diapozytywom przyporzadkowana jest odpowiednia ilosc projektorów dowolnie zalaczanych.W urzadzeniu wedlug wynalazku szablony - diapozytywy sa nieruchome. Zmiana obrazu profilu nastepuje przez zmiane w systemie optyki oswietleniowej, gdzie dopuszczalne sa znacznie wieksze tolerange.W urzadzeniu wedlug wynalazku uniknieto mechanicznej wymiany diapozytywów, a wiec takze mecha¬ nicznego naruszania drogi biegu promieni obrazowych. Uwidocznienie na ekranie dowolnego szablonu z nastawio¬ nym na stale powiekszeniem obrazu moze nastapic przez proste zalaczenie swiatla projektora danego szablonu.Nalozenie projekcji szablonu wedlug wynalazku moze nastapic takze metoda projekcji ukosnej, przy uwzglednieniu tzw.warunku Scheimpflug.Poszczególne projektory wedlug wynalazku zostaja zasilane swiatlem z jednego, nieruchomego i chlodzo¬ nego zródla, poprzez odpowiednie swiatlowody.W celu unikniecia z jednej strony wzrostu podatnosci na zaklócenia wskutek istnienia duzej ilosci oddziel¬ nych lamp projekcyjnych, a z drugiej strony oddalenia od oswietlenia miejsc, dokonywania ciaglych manipulagi przy projektorze szablonu, które niekorzystnie wplywaja na zywotnosc larhp oraz w celu otrzymania zimnego swiatla dla naswietlania diapozytywów, zastosowano w urzadzeniu wedlug wynalazku swiatlowody, które zasila ja projektory chlodzonego i nieruchomego zródla swiatla.' Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladach wykonania na zalaczonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok ogólny urzadzenia wedlug wynalazku w rzucie bocznym i poziomym, fig. 2 i 3 — zespól rozdzielania swiatla, zas fig. 4 do 7 — rózne warianty usytuowania poszczególnych obiektywów projekcyjnych i kondensorów.Zgodnie z przykladem wykonania pokazanym na fig. 1 obraz cieniowy 2 badanego profilu rzucony zostaje na ekran 3 za pomoca niepokazanego, znanego zespolu projekcyjnego, dowolne uksztaltowanego, co zaznaczone jest tylko droga biegu promienia cieniowego 1.Projektor szablonu 4 wedlug wynalazku posiada dla kazdego wyregulowanego na stale, diapozytywu 5a do 5f po jednym, przynaleznych i równiez ustawionym na stale obiektywie projekcyjnym 6a do 6f, co pozwala kazdorazowo wybrany diapozytyw (na przyklad tutaj 5d) rzucic na ekran 3 za pomoca zespolu oswietleniowego 7 i przynaleznego obiektywu 6d oraz lustra 8 i otrzymac ostry obraz o ustalonym powiekszeniu nalozony na obraz cieniowy 2. W pokazanym urzadzeniu wykorzystano znana reprojekcje namatówce, która ma te zalete, ze umozliwia ogladanie z bliska. Lustro 8 pozwala na zmniejszenie gabarytów urzadzenia i zwarta budowe. * Os optyczna drogi promienia cieniowego 1 musi byc prostopadla do ekranu 3, zas osie poszczególnych obiektywów projekcyjnych 6a do 6f moga byc ukosne do ekranu 3. Moga one nawet posiadac rózne ogniskowe i rozmieszczenie ich moze byc nieregularne. W podanym przykladzie zalozono, ze obiektywy sa tego samego rodzaju, z mozliwie ta sama ogniskowa i usytuowanie ich nastepuje po 3 sztuki w dwóch rzedach poziomych nad soba. Jest to korzystne ze wzgledu na ksztalt ekranu (maly, lezacy prostokat).Ustalone polozenie obiektywów projekcyjnych rzutuje (zgodnie z warunkiem Scheimpflug) na rózne do kazdorazowej osi optycznej ukosne polozenie diapozytywów. Ustalenie plaszczyzn diapozytywów moze nasta¬ pic praktycznie w ten sposób, ze z jednej strony rzuca sie na ekran 3 odpowiednio naswietlony obraz testowy 9, a z drugiej na miejscu kazdego diapozytywu ustawia matówke, która przesuwa sie az do uzyskania ostrego obrazu testowego z przynaleznego projektora. W zaleznosci od kazdorazowego ukosnego ustawienia powstana rózne znieksztalcenia projekcji diapozytywu- szablonu, które jednak przy reprojekcji na ekran 3 znikaja.Zamocowany na stale w urzadzeniu zespól oswietleniowy 7 stanowi centralne zródlo swiatla 10, w sklad którego wchodza: lampa, wentylator, kondensator oraz reflektor. Wyprowadzenie swiatla nastepuje przy uzyciu swiatlowodów 11 i 12, których wloty 19 i 20 oraz wyloty 23 i 24 sa zdalnie sterowane. Wloty 19 i 20 zamocowa¬ ne sa do slizgowego elementu dystansowego 21, zas wyloty 23 i 24 do slizgowego elementu dystansowego 25.W pokazanym na fig. 1 urzadzeniu kazdy poszczególny projektor posiada przynalezny, nieruchomy kon¬ densor. Kondensory równiez usytuowane sa w dwóch rzedach nad soba. Górnemu rzedowi diapozytywów 5a do 5c odpowiadaja kondensory 14a do 14c, dolnemu zas rzedowi diapozytywów Sd do 5f kondensory 14d do 14f.Osie wszystkich kondensorów przechodza przez jeden punkt blisko srodka ekranu 3. W podanym wykonaniu celowo dazy sie za pomoca osobnych lusterek do takiego usytuowania wyjsciowych promieni swietlnych, aby punkty 13a do 13c przynalezne kondensorom 14a do 14c oraz punkty 13d do 13fprzynalezne kondensorem 14d3 70 899 do 14f lezaly na prostych, równoleglych do horyzontalnej ekranu 3. Równiez równe winny byc odstepy miedzy 13a i 13b, 13b i 13c, 13d i 13e oraz 13e i 13f.Powyzsze dazenie realizowane jest za pomoca lusterek 15a do 15f odpowiednio nachylonych do kondenso¬ rów 14a do 14f. W ten sposób kierunki promieni wejsciowych 16a do 16c do kondensorów 14a do 14c sa miedzy soba równolegle. Równiez równolegle miedzy soba sa promienie lód do 16f do kondensorów 14d do 14f. Dzieki temu wyloty 23 i 24swiatlowodów 11 i 12, które polaczone sa do elementu dystansowego 25, ustawione zostaja parami 16a/16d, 16b/16e i 16c/16f naprzeciwko punktów wejsciowych kondensorów.Przy opisanych zalozeniach mozliwe jest uzyskanie szybkiego przelaczania oswietlenia diapozytywów (fig. 2 i 3). Plaszczyzna otworów wlotowych 13a do 13c wykonana jest w postaci prowadnicy 17, a plaszczyzna otworów 13d do 13f jako prowadnica 18. Obie prowadnice sa równolegle wzgledem siebie. Podobnie otwór wylotowy 22 zródla swiatla 10 wykonany jest jako prowadnica, zas element laczacy 21 oba swiatlowody jako ploza.Zdalne przesuwanie plozy 21 (na przyklad metoda elektromagnetyczna) w jedno z jej skrajnych polozen pozwala na wprowadzenie strumienia swiatla do swiatlowodu 11 lub 12. Przesuniecie podwójnej plozy 25 (na przyklad za pomoca silnika) w jedno z trzech polozen I, II lub III (fig. 3) doprowadza swiatlo do dolnego lub górnego kondensora, zaleznie od pozycji plozy 21. Przy jednoczesnym przesunieciu obu plóz uzyskuje sie szczególnie szybkie przelaczanie.W przykladzie wykonawczym z fig. 1 wlot 19 swiatlowodu 11 stoi przed wylotem 22 zródla swiatla 10.Swiatlowód 12 jest ciemny. Ploza 25 jest tak nastawiona, ze wylot 23 swiatlowodu 11-pokrywa sie z otworem wejsciowym 13d kondensora i poprzez lusterko 15d i kondensor 14d naswietlany zostaje, diapozytyw 5d, który odtworzony jest nastepnie na ekranie 3 po przejsciu swiatla przez obiektyw 6d i odbiciu od lustra 8.W celu opisania urzadzenia z fig. 1 nalezy wyjasnic, które detale optyczne moga byc razem zestawione w jednej, odpowiednio wykonanej obudowie oraz jakie one wykonuja ruchy wzgledem nieruchomego zródla swiatla.Wyjawszy wspomniane zródlo swiatla 10 oraz oba swiatlowody 11 i 12 z przynaleznymi prowadnicami 21 i 25, wszystkie inne czesci maja wzgladem siebie stale polozenie, wiec moga byc zamontowane na stale do wspólnej obudowy. W podanym przypadku ta grupa detali optycznych moze byc zamontowana (na przyklad przykrecona) do tablicy stanowiska pomiarowego po dokonaniu justacji przynaleznego tej grupie obrazu testowe¬ go do obrazu testowego projektora profili.Gietkie polaczenie z nieruchomym zródlem swiatla 10 poza zadaniem zmiany naswietlania diapozytywu umozliwia takze pionowa i pozioma zmiane polozenia tablicy pomiarowej w czasie pracy.Z powodów, które dalej sa wyjasnione, celowe jest oddzielenie grupy detali optycznych na dwie czesci: na czesc kondensorów i czesc obrazowa. Pierwsza sklada sie z kondensorów 14a do 14f wraz z przynaleznymi lusterkami 15a do 15f i obu prowadnicami 17 i 18 i zestawiona jest we wspólnej obudowie oraz zamontowana oddzielnie na tablicy. Zadaniem jej jest jedynie równomierne naswietlenie diapozytywów. Czesc obrazowa sklada sie z diapozytywów 5a do 5f, obiektywów 6a do 6f, lustra odbijajacego 8 oraz ekranu 3 wraz z rama. Jej zadaniem jest dokladna wymiarowo projekcja wszystkich diapozytywów na ekran 3. Obudowa czesci obiazowej moze byc tak uksztaltowana, aby na przyklad za pomoca odpowiednich pasowanych powierzchni* lub bdcy prowadzacych mozna bylo ja z tablicy zdjac i ponownie zalozyc. Wazne to jest zarówno przy pierwszym —jak i kazdym nastepnym, pózniejszym zestawieniu czesci obrazowej, na przyklad przy wymianie diapozytywów lub ich uzupelnieniu. Wyjeta z urzadzenia czesc obrazowa sluzy przy tym jako aparat reprodukcyjny na powrotnej drodze promienia; umozliwia to odpowiednie wlozenie i naswietlenie szablonu wzorcowego za pomoca znaczni* ków cechujacych na ekranie 3 oraz wykonanie zdjecia na plycie swiatloczulej, wstawionej w miejsce danego diapozytywu, kazdorazowo poprzez przynalezny obiektyw.Powyzsze prace moga byc wykonane poza stanowiskiem pomiarowym w laboratorium fotograficznym.Nastepnie równiez w laboratorium nastapic moze justacja diapozytywów. Dopiero po tym mozna wstawic czesc obrazowa.Do ciaglej kontroli dokladnej justacji miedzy diapozytywami szablonów z jednej strony i skala ekranu z drugiej strony, a takze miedzy samymi diapozytywami szablonów sluza odpowiednie znaki cechujace, znajduja¬ ce sie zarówno na plaszczyznie ekranu, jak równiez na diapozytywach i które przy kazdej projekcji musza dokladnie pasowac.Jezeli rózne szablony posiadaja wspólne linie odniesienia i oznaczenia, jak na przyklad ma to miejsce przy róznych profilach kól pojazdów o tym samym rozstawieniu, wówczas wykorzystuje sie te skale, linie i oznacze¬ nia w celu na przyklad fotograficznego naniesienia na ekran.Gdy jednak szablony posiadaja rózne skale, linie i oznaczenia, które moga prowadzic do powstania pomy¬ lek przy wspólnym naniesieniu na ekran, wówczas wskazane jest rózne oznaczenie kazdego szablonu naniesc na4 70 899 kazdorazowy diapozytyw. W miejscach jasnych diapozytywu oznaczenia te moga byc wykonane na czarno, zas w miejscach ciemnych przezroczyste. Na fig. 4 i 5 przedstawione sa dwa rodzaje projektorów szablonów wykona¬ ne z optyka wielokrotna, zgodnie z wynalazkiem.Odróznia sie dwa graniczne przypadki usytuowania obiektywów projekcyjnych: obok siebie lub nad soba.Obiektywy moga byc umieszczone swoimi osiami optycznymi albo równolegle do siebie a do plaszczyzny pro¬ jekcji prostopadle (fig. 4), albo wszystkie osie optyczne zostana w stosunku do ekranu projekcyjnego odpowied¬ nio pochylone i przetna lie w srodkowym punkcie ekranu (rys, 5).Przy równoleglym ulozeniu osi, prostopadlym do ekranu (fig. 4), wszystkie obiektywy musza byc korygo¬ wane optycznie na najwieksza spotykana wartosc kata przedmiotu 26. Wszystkie diapozytywy muiza byc potem zamocowane obok siebie lub nad soba na plaskiej plycie, równoleglej do ekranu, co odpowiadac bedzie propor¬ cjonalnemu pomniejszeniu projekcji szablonu.Jesli osie optyczne ulozone beda przez jeden wspólny punkt ekranu projekcyjnego, lezacy celowo w jego srodku, a wiec posiadac beda rózne nachylenie w stosunku do ekranu, wówczas najwiekszy spotykany kat pizedmiotu moze byc znacznie mniejszy, co lagodzi znacznie wymagania na obiektywy. Jednakjak wspomniano, przy ustalaniu polozenia plaszczyzn poszczególnych diapozytywów trzeba uwzglednic warunek Scheimpflug.Wszystkie diapozytywy maja wiec róznie nachylone polozenia w stosunku do przynaleznych osi obiektywów i wykazuja róznego rodzaju znieksztalcenia projekcyjne w stosunku do projekcji wlasciwej. Wykonanie talach diapozytywów winno nastapic wedlug metody odwróconego biegu promienia, przy wykorzystniu optyki projek¬ cyjnej urzadzenia wedlug wynalazku. W ten sposób przy reprojekcji znosza sie zarówno znieksztalcenia jak i wplyw róznego polozenia.Miedzy przypadkami granicznymi, przedstawionymi na fig. 4 i 5 mozliwe sa warianty posrednie, które tylko przykladowo mozna przytoczyc. Na przyklad na fig. 4 moze byc zastosowana dla skrajnych obiektywów wyzsza korekcja niz dla znajdujacych sie w srodku.Zgodnie z fig. 7 i 6 grupa obiektywów o tej samej ogniskowej moze posiadac osie optyczne skierowane równolegle, przy czym srodki obiektywów leza na prostej 27, równoleglej do prostej 28 plaszczyzny projekcji, a mimo to osie te pochylone sa w stosunku do ekranu, choc równolegle do prostej 28. Warunejc Scheimpflug ma miejsce tylko w rzucie bocznym (fig. 7), to znaczy, ze w tym szczególnym przypadku dla wspomnianych obiekty¬ wów zastosowany moze byc jeden, wspólny plaski nosnik diapozytywowy, posiadajacy to samo nachylenie do osi optycznych.Od wymagan stawianych uizadzeniu zalezy, czy celowymjest zastosowanie jednego lub kilku kondensorów* ruchomych (fig. 5), czy tez przewidziec kondensory stale dla kazdego diapozytywu (fig. 4). Gdy zalezy na szybkiej wymianie szablonów, dokladnym naswietleniu obrazu i na szczelnosci urzadzenia przed kurzem, zaleca sie drugi wariant wykonania. PL PL

Claims (16)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie z wymienialnymi szablonami profili, przeznaczone zwlaszcza dla optycznych stanowisk po¬ miarowych zestawów kól kolejowych, w którym za pomoca ukladu projekcyjnego nastepuje nalozenie projekcji pojedynczych diapozytywów - szablonów z projekcja badanych profili na plaszczyznie ekranu, znamienne tym, ze kilku, zamocowanym na stale róznym diapozytywów — szablonom (5a do 5f), przyporzadkowana jest odpo¬ wiednia ilosc dowolnie zalaczanych projektorów (4).

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze osie optyczne obiektywów projekcyjnych sa równo¬ legle i prostopadle zarówno do plaszczyzny diapozytywów - szablonów,jak i do plaszczyzny ekranu.

3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze osie optyczne obiektywów projekcyjnych przecinaja sie we wspólnym punkcie, w poblizu srodka plaszczyzny projekcji.

4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 do 3, znamienne tym, ze obiektywy projekcyjne zestawione sa w grupy szeregów.

5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 do 4, znamienne tym, ze osie optyczne kazdej grupy obiektywów leza na wspólnej plaszczyznie i plaszczyzny tych grup przecinaja sie z prosta plaszczyzny projekcyjnej.

6. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 do 5, znamienne tym, ze dla wszystkich projektorów jest jedno, wspólne- zródlo swiatla, przesuwane i nastawiane na kazdy kondensor projektorów.

7. Urzadzenie wedlug jednego z zastrz. od 1 do 6, znamienne tym, ze dla kazdego diapozytywu - szablo¬ nu przewidziany jest wlasny obiektyw projekcyjny, natomiast oswietlenie, skladajace sie z kondensora i zródla swiatlajest tylko jedno dla wszystkich szablonów, wzgledem których jest przesuwane.

8. Urzadzenie wedlug jednego z zastrz. 1 do 7, znamienne tym, ze dla kazdej grupy obiektywów przewi¬ dziane jest wlasne zródlo swiatla, przesuwane w strefie tej grupy.5 70 899

9. Urzadzenie wedlug jednego z zastrz. 1 do 8, znamienne tym, ze miedzy kondensorami grup obiekty¬ wów a przesuwanym zródlem swiatla znajduje sie nieruchome lusterko.

10. Urzadzenie wedlug jednego z zastrz. 1 do 9, znamienne tym, ze nieruchome zródlo swiatla (10) polaczone jest ze swiatlowodem (11), którego drugi koniec doprowadzony jest do punktu wejsciowego projekto¬ rów z mozliwoscia przesuwania.

11. Urzadzenie wedlug zastrz. 10, znamienne tym, ie do przesylu swiatla przewidziano kilka swiatlowo¬ dów (11,12), z których kazdy poszczególny moze byd swoim przesuwanym wylotem dolaczony do przynalezne¬ go obiektywu projekcyjnego, a wlotem do nieruchomego zródla swlatli

12. Urzadzenie wedlug zastrz. 10 lub 11, znamienne tym, ze przesuwanie wlotów 1 wylotów swiatlowodów moze byc zdalnie sterowane.

13. Urzadzenie wedlug jednego z zastrz. 1 do 12, znamienne tym, ze do pomiaru odchylen miedzy cieniem profilu a cieniem odniesienia, dany diapozytyw zaopatrzony jest w skale, linie odniesienia lub oznaczenie, wyko¬ nane w czesci przezroczystej na czarno lub kolorem nieprzezroczystym, zas w czesci czarnej bezbarwnie lub kolorem przezroczystym.

14. Urzadzenie wedlug zastrz. 13, znamienne tym, ze dla celów kontroli plaszczyzny pojekcji zaopatrzone sa w czarne lub kolorowe znaczniki, które zgodne sa z odpowiednimi znacznikami diapozytywów - szablonów.

15. Urzadzenie wedlug jednego z zastrz. 11 do 14, znamienne tym, ze wszystkie projektory szablctaów zwiazane sa na stale z plaszczyzna projekcji i wspólnie z nimi przestawiane w stosunku do projektora cieni profili w sposób kontrolowany.

16. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 do 15, znamienne tym, ze obiektywy, diapozytywy - szablony i plasz¬ czyzna projekcji tworza calosc, która daje sie oddzielic od czesci naswietleniowej i sluzyjako zespól reproduk¬ cyjny do wytwarzania poza urzadzeniem diapozytywów - szablonów, wedlug metody odwrotnego biegu promieni.KI. 20d, 24 70 899 MKP B61k 9/12 ^\^ F'92 m£W Fig.3KI. 20d, 24 70 899 MKP B61k 9/12 PL PL