Messkopf für Innenmeligeräte mit sich selbsttätig auerichtenden Tastbolzen.
Die Stirnflächen der Tastbolzen von Innenmessgeräten von der in den Patenten Nr. 233596 und Nr. 237984 beschriebenen Art sind innen konisch nach dem Konus der Messnadel und aussen zylindrisch nach der Zy linderfläche der zu messenden Bohrung bearbeitet, und zwar sind die Abmessungen so gewählt, dass die innere Bolzenstirnfläche längs der mittleren Kegelmantellinien und die äussere Bolzenstirnfläche längs der mittleren Zylindermantellinie der kleinsten zu messenden Bohrung zur Anlage kommen.
Sind die Bolzen, welche eine kleine Drehbewegung um ihre Längsachse ausführen können, beim Einführen des Gerätes in eine Bohrung etwas verdreht, so werden sie von der Nadel einerseits und von der Bohrungswand anderseits wieder in die Messlage ausgerichtet, weil sie in dieser Lage den kürzesten Abstand zwischen Nadel und Bohrungswand ergeben.
Dieses von der Nadel und der Bohrungswand ausgehende Richtmoment wird aber offenbar mit fortschreitender Annäherung an die Messlage immer kleiner und ist in dieser bei noch so grosser Pressung überhaupt gleich Null. Weil aber das Gerät von hand nicht genau achsenparallel in die Bohrung eingeführt werden kann, so wirken an den Bolzenenden Reibungskräfte, die von der federnden Wirkung der Nadel herrühren und welche das Ausrichten des Bolzens hemmen. Erst wenn das in der Bohrung sitzende Gerät an dem aus der Bohrung herausragenden Ende leicht rüttelnd hin und her bewegt wird, werden die Bolzen auf Augenblicke frei, und es kann die Ausrichtung der Bolzen allemal wieder um ein Stück weitergehen.
Weil das Richtmoment dabei aber immer kleiner wird, ist ein verhältnismässig langes und sorgfältiges Einrütteln des Gerätes erforderlich, bis es seine genau achsenparallele Messlage erreicht hat.
Diese Einrüttelzeit kann beim erfindungsgemässen Messkopf dadurch abgekürzt werden, dass jeder Tastbolzen so ausgebildet ist, dass er mit mindestens einem Ende die mit demselben zur Anlage kommende Fläche, z. B. an der Nadel oder an der Innenwand der zu messenden Bohrung längs zweier Mantellinien der Fläche berührt.
In der beiliegenden Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 ein mit dem ersten Beispiel versehenes Innenmessgerät in Ansicht,
Fig. 2 einen Schnitt durch den Messkopf nach der Linie 11-11 der Fig. 1,
Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie 111-111 der Fig. 2,
Fig. 4 und 5 je einen analogen Querschnitt durch weitere Ausführungsbeispiele.
Der Messkopf ist in bekannter Weise mit einer Schafthülse 2 verschraubt. Im Mess kopfkörper 1 sind drei zylindrische Tastbolzen 3 verschiebbar gelagert. Die Achsen der Bolzen 3 liegen in einer gemeinsamen, senkrecht zur Längsachse des Gerätes stehenden Ebene. Die Innern Enden der Messbolzen 3 liegen auf einer konischen Nadel 4 auf, welehe mit einem durch die Fingergriffe 5 verstellbaren Sehieber fest verbunden ist.
Gemäss der ersten Ausführungsform nach Fig. 2 und 3 ist die äussere Stirnfläehe 6 jedes Tastbolzens 3 zylindrisch und die innere Stirnfläehe 7 durch zwei ebene, zueinander geneigte Flächen gebildet. Jeder Bolzen 3 kommt daher an der Nadel 4 nur längs zweier Mantellinien und an der Bohrungswand 8 des Werkstüekes 9 nur längs einer Mantellinie zur Anlage.
Bei dieser Ausführungsform sind also zwei ebene Flächen mit in einer Ebene der Nadelachse liegender Sehnittkante S vorhanden, die durch die gedachte Spitze des Konus geht, so dass die Berührtzg zwischen den Bolzen 3 und der Nadel 4 längs zweier auf die Nadelspitze hin konvergierender Mantellinien erfolgt.
Beim Einführen des Messkopfes in eine zu messende Bohrung werden nun mittels der Nadel 4 die Stirnfläehen 6 der Messbolzen 3 an die Wandung der zu messenden Bohrung gepresst, indem zwischen Nadel 4 und der Stirnfläche 7 der Messbolzen durch den Dnick der Nadel 4 eine Kraft, herrührend durch die Berührung in den beiden Mantellinien, wirkt, die den Bolzen 3 in radialer Richtung in die senkrechte Lage zur Längsachse der Nadel zwingt.
Die Nadel übt offenbar in diesem Falle ein Richtmoment auf die Bolzen 9 aus, dessen Grösse einerseits vom Abstand der Berüh rnngslinien, das heisst vom gewählten Prismawinkel und anderseits von der Grösse der Nadelkraft abhängt. Dieses Moment ändert sieh aber nieht mit der Annäherung an die Endlage, sondern bleibt vielmehr auch in dieser voll bestehen, wodureh der beabsichtigte Zweck der Verkürzung der Einrüttelzeit erreicht wird.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 sind die innern Stirnflächen konisch und die äussern Flächen 6 abgeflacht. Infolgedessen liegen die Bolzen 3 innen mit einer und aussen mit zwei Mantellinien an.
Es wird dabei die gleiche Wirkung wie bei der onstrultion nach Fig. 1 und 2 erreicht. Dabei kann beispielsweise die Mittelpartie der Bolzenenden nicht zylindrisch, sondern flach gearbeitet sein. Das Richtmoment wird auch hier um so grösser, je grösser der Abstand der Berührungslinien gemacht wird, das heisst je weiter die Abflachung ausgedehnt wird. Immerhin ist dabei zu berücksiehtigen, dass die Berührungslinien bei Annahme zylindrischer Bolzen mit grösserer Breitenausdehnung der Abflachung kürzer werden, woraus sieh wieder eine Verkleinerung des Riehtmomcntes ergibt. Man wird also die Abflachung nur bis zur Erreichung der optimalen Richtwirkung treiben. Die sieh für diese ergebende Breite der Abflaehung kann leicht berechnet werden.
Wie Fig. 5 zeigt, sind die Bolzen 3 aussen abgeflacht und innen prismatiseh. Sie liegen deshalb sowohl an der Nadel 4 wie an der Bohrung 8 mit je zwei Mantellinien an.
Man kann also die oben beschriebenen Ausführungsarten kombinieren, das heisst die innern Bolzenenden prismatisch und die äussern mit Abflachung der Mittelpartie ausführen.