DE3329262C2

DE3329262C2 - Rotationsmeißel

Info

Publication number: DE3329262C2
Application number: DE3329262A
Authority: DE
Inventors: Gennadij Filippovi&ccaron; &Scaron;aturov; Sergej Sergeevi&ccaron; Mogilev Maljavko
Original assignee: Mogilevskoe otdelenie fiziko-techni&ccaron;eskogo instituta Akademii Nauk Belorusskoj SSR, Mogilev
Priority date: 1982-08-16
Filing date: 1983-08-12
Publication date: 1987-02-19
Also published as: FR2531647A1; FI832944A0; FI71253C; FI832944A7; IT1163909B; CH661459A5; AT381662B; IT8322563A1; FI71253B; DE3329262A1; CA1225235A; ATA288183A; IT8322563A0; FR2531647B1

Abstract

Ein Rotationsmeißel enthält ein tellerförmiges Schneidelement (6), welches auf der Spindel (2) des Meißels fliegend befestigt ist, die in Lagern (3, 4, 5) angeordnet ist, welche die Radialbelastungen und die Axialbelastung aufnehmen und in einer Bohrung (14) des Gehäuses (1) untergebracht sind, dessen Außenfläche (12) eine Drehkörperfläche darstellt. Erfindungsgemäß ist die Bohrung (14) des Gehäuses (1) exzentrisch in bezug auf seine Außenfläche (12) ausgeführt, wobei die geometrischen Achsen (15, 13) der Bohrung (14) und der Außenfläche (12) in einer gleichen Ebene (20) liegen. Im Meißelgehäuse (1) sind an den Anordnungsstellen der radialen Lager (3, 4) auf der Seite der Außenfläche (12) radiale Gewindelöcher (17, 18, 19) zur Befestigung des Meißelgehäuses (1) in einer Halterung vorgesehen. Außerdem wird eine Halterung zur Befestigung des Rotationsmeißels vorgeschlagen, bei der das Gehäuse (43) eine Bohrung zur Aufnahme des Meißelgehäuses (45) und Löcher für Befestigungselemente (49, 50) aufweist und so ausgeführt ist, daß es das Meißelgehäuse (45) teilweise umfaßt. Erfindungsgemäß besitzt das Halterungsgehäuse Endabschnitte (54, 55), die an der Oberfläche des Meißelgehäuses (45) anliegen, und einen dazwischen befindlichen Zentralabschnitt (56), der einen Abstand von dieser Oberfläche aufweist, wobei das Halterungsgehäuse (43) einen Umfassungswinkel für das Meißelgehäuse (45) von 90 ° bis 180 ° bildet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotationsmeißel nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiger Rotationsmeißel, wie er aus der Literaturstelle E. G. Konovalov, V. A. Sidorenko, A.V. Sous "Progressivnye skhemy rotatsionnogo rezaniya metallov" (progressive Schemata der Rotationsspannung von Metallen) Verlag "Nauka i tekhnika", Minsk, 1972, S. 203, Abb. 85b, bekannt ist, hat ein tellerförmiges Schneidelement, das an einer Spindel fliegend befestigt ist. Die Spindel ist in einer Bohrung eines Meißelgehäuses so gelagert, daß die Axialbelastungen aufnehmende Lager zwischen den die Radialbelastungen aufnehmenden Lagern angeordnet sind. Das Gehäuse ist ein Rotationskörper. Aus der Abb. 76 auf S. 189 der gleichen Literaturstelle ist eine Halterung der Befestigung des Rotationsmeißels in einem Meißelhalter gezeigt, bei welcher das Meißelgehäuse in einer Bohrung in der Halterung aufgenommen ist und Bohrungen und darin einsetzbare Befestigungselemente so vorgesehen sind, daß das Meißelgehäuse längs eines Bogens teilweise umfaßt ist.
Bei dem bekannten Rotationsmeißel nimmt die Wand des Meißelgehäuses dort, wo sich das Radiallager befindet, eine in der Richtung konstante Radialbelastung über einem begrenzten Abschnitt auf. Die Kennlinie der örtlichen Belastung an der Stelle des Radiallagers besteht aus einer Parabel, die zur Wirkungslinie der resultierenden Radialbelastung dieses Lagers symmetrisch ist. Dadurch ergibt sich in der Wirkungsrichtung der resultierenden Radialkraft die maximale Belastung des Meißelgehäuses, die in der dazu entgegengesetzten Richtung gleichförmig abnimmt. Die bekannten Rotationsmeißel berücksichtigen diese unterschiedliche Radialbelastung des Meißelgehäuses nicht. Die Wandstärke des Meißelgehäuses ist sowohl in der Wirkungsrichtung der Radialkraft auf die Radiallager als auch in der dazu entgegengesetzten Richtung gleich. Um die erforderliche Steifigkeit zur Erhöhung der Lebensdauer zu erreichen, muß deshalb die Wandstärke des Meißelgehäuses sehr groß sein. Bei einer zu geringen Wandstärke ist die Standzeit des Schneidelements relativ kurz. Außerdem ist das Herausziehen der Axiallager aus dem Meißelgehäuse sehr aufwendig, da hierfür das dem Schneidelement am nächsten gelegene Radiallager vorher entfernt werden muß. Damit die Montage möglich ist, darf bei dem bekannten Rotationsmeißel der Außendurchmesser der Axiallager nicht größer sein als der Innendurchmesser der Bohrung im Meißelgehäuse an der Stelle des dem Schneidelement am nächsten liegenden Radiallagers. Beim Zusammenziehen der Halterung längs eines Bogens mit Hilfe der Befestigungselemente verformt sich die Außenfläche des Meißelgehäuses und somit auch die die Lager aufnehmende Innenfläche, letztere in Form einer Ellipse. Aufgrund dieser starken Verformung wird die Steifigkeit des Rotationsmeißels und dadurch die Standzeit seines Schneidelements verringert. Reduziert man die Halterungskraft, können in Betrieb Vibrationen auftreten. Die Verformung zu einer Ellipse kann durch Vergrößerung der Wandstärke des Meißelgehäuses verringert werden, was jedoch den Herstellungsaufwand steigert.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, den Rotationsmeißel der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei geringem Materialeinsatz eine ausreichende Steifigkeit und Lebensdauer erreicht wird.
Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Aufgrund der exzentrischen Ausführung der Bohrung im Meißelgehäuse nimmt die Wandstärke von einem Minimum gleichförmig nach einer parabolischen Funktion zum Maximum auf der gegenüberliegenden Seite hin zu, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß in der Wirkungsrichtung der größten Radialkraft die Wandstärke des Meißelgehäuses am größten und in der entgegengesetzten Richtung am geringsten ist. Dadurch ist es möglich, mit geringem Materialaufwand Steifigkeit und Lebensdauer des Rotationsmeißels verglichen mit dem bekannten Rotationsmeißel um das 1,6- bis 4fache zu erhöhen. Die radialen Gewindelöcher sorgen dafür, daß in den Befestigungselementen keine Biegemomente auftreten, wodurch Vibrationen an der Verbindung des Meißelgehäuses mit dem Halterungsgehäuse unterbunden werden, was die Standzeit des Schneidelements erhöht, da die Wirkungsebenen der Radialkräfte, die durch die Radiallager und die radialen Gewindelöcher im Halterungsgehäuse gehen, zusammenfallen.
Mit der Ausgestaltung des Rotationsmeißels nach Anspruch 2 wird erreicht, daß in der Stufe des Meißelgehäuses mit dem größeren Durchmesser angrenzend an das Schneidelement das stark belastete Radiallager mit großem Durchmesser installiert werden kann, während im Teil des Meißelgehäuses mit dem kleineren Durchmesser ein Radiallager angeordnet werden kann, das für wesentlich geringere Radialbelastungen ausgelegt ist.
Mit der Ausgestaltung des Rotationsmeißels nach Anspruch 3 braucht für das Auswechseln des Axiallagers ein Radiallager nicht entfernt zu werden. Somit kann im Meißelgehäuse ein Axiallager mit einem Durchmesser angeordnet werden, der größer als der Innendurchmesser der Bohrung des Meißelgehäuses ist, die das dem Schneidelemente nächstgelegene Radiallager aufnimmt. Aufgrund der großen Abmessungen des Axiallagers können seine Wälzkörper auf einem relativ großen Durchmesser laufen, was die Neigung zu Vibrationen unterbindet. Eine Durchmessersteigerung des Axiallagers um 10% führt zu einer Erhöhung der Steifigkeit und Lebensdauer des Rotationsmeißels, wie man sie erhalten würde, wenn der Abstand zwischen den Radiallagern um 25% bis 40% vergrößert würde, was aus arbeitstechnischen Gründen jedoch nicht möglich ist.
Mit der Ausgestaltung der Halterung zur Befestigung des Rotationsmeißels nach Anspruch 4 läßt sich ein sattes Anliegen des Meißelgehäuses an dem Halterungsgehäuse erreichen. Der zwischen den Endabschnitten befindliche Zentralabschnitt, der einen Abstand zur Außenfläche des Meißelgehäuses hat, ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung der Radialbelastung auf die Endabschnitte der Halterung, weil in der Wirkungsebene der Radialkraft der Kontakt der Außenfläche des Meißelgehäuses mit der Oberfläche der Bohrung des Halterungsgehäuses fehlt. Bei zu großem Umfassungswinkel muß bei der Verbindung von Meißelgehäuse und Halterungsgehäuse eine genaue koaxiale Ausrichtung erzielt werden, was die Montage schwierig macht. Bei zu kleinem Umfassungswinkel lassen sich Vibrationen des Meißelgehäuses wegen zu hoher Drücke auf die Endabschnitte der Halterung nicht vermeiden. Durch die gleichachsige Ausführung der Gewindelöcher des Meißelgehäuses zu den Löchern der aus Schrauben oder Stiften bestehenden Befestigungselementen läßt sich eine zuverlässige Halterung des Rotationsmeißels ohne Verformung der Innenfläche seiner Bohrung erreichen, weil die Spannkräfte der Befestigungselemente weder die Außenfläche des Meißelgehäuses noch das Halterungsgehäuse verformen, jedoch ein festes Anliegen der Außenfläche des Meißelgehäuses an den Endabschnitten gewährleisten.
Anhand von Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Rotationsmeißels im Axialschnitt,
Fig. 2 die Ansicht A von Fig. 1,
Fig. 3 den Schnitt III-III von Fig. 2,
Fig. 4 den Schnitt IV-IV von Fig. 2,
Fig. 5 einen Rotationsmeißel mit einer abgestuften Außenfläche im Axialschnitt,
Fig. 6 den Schnitt VI-VI von Fig. 5,
Fig. 7 im Querschnitt eine Ausführungsform der Halterung für den Rotationsmeißel,
Fig. 8 die Ansicht B von Fig. 7,
Fig. 9 den Schnitt IX-IX von Fig. 8 und
Fig. 10 den Schnitt X-X von Fig. 8.
Der in Fig. 1 gezeigte Rotationsmeißel hat ein Meißelgehäuse 1, in dem eine Spindel 2 in Radialbelastungen aufnehmenden radialen Lagern 3 und 4 und in einem zwischen diesen Lagern angeordneten, die Axialbelastung aufnehmenden axialen Lager 5 gelagert ist. An der Spindel 2 ist fliegend ein Schneidelement 6 mit Hilfe einer Mutter 9befestigt. Eine Mutter 7, die am Innenring des radialen Lagers 4 anliegt, begrenzt die axiale Verschiebung der Spindel 2. Die axiale Verschiebung des radialen Lagers 4 ist durch einen Ring 8 begrenzt. Ein Deckel 11 und eine Dichtung 10 schützen die Anordnung der radialen Lager 3 und 4 und des axialen Lagers 5 vor Verschmutzung. Die Außenfläche 12 des Meißelgehäuses 1 ist eine Drehkörperfläche mit einer Achse 13.
Die in dem Meißelgehäuse 1 ausgebildete Bohrung 14 hat eine Achse 15 und ist in Richtung eines Pfeils 16 in bezug auf die Außenfläche 12 des Meißelgehäuses 1 um eine Exzentrizität "e" versetzt.
Im Meißelgehäuse 1 sind in der zur Versetzung um die Exzentrizität "e" der Bohrung 14 des Meißelgehäuses 1 entgegengesetzten Richtung an den Anordnungsstellen der radialen Lager 3 und 4 (Fig. 2) auf der Seite der Außenfläche 12 radiale Gewindelöcher 17, 18, 19 (Fig. 3, Fig. 4) ausgeführt. Die geometrischen Achsen 13 und 15 liegen in einer Ebene 20, die die Symmetrieebene des Rotationsmeißels ist. Das Meißelgehäuse 1 hat an der Anordnungsstelle des radialen Lagers 3 (Fig. 3) eine ungleiche Stärke über seinen Umfang. In der durch den Pfeil 16 angedeuteten Richtung der Exzentrizität "e" nimmt die Wandstärke des Meißelgehäuses 1 gleichförmig ab und erreicht ihren Kleinstwert S _min in der Symmetrieebene 20 des Rotationsmeißels. In der Richtung, die zur Pfeilrichtung 16 entgegengesetzt ist, nimmt die Wandstärke des Gehäuses 1 gleichförmig zu und erreicht ihren Größtwert S _max ebenfalls in der Symmetrieebene 20 des Rotationsmeißels.
Das Meißelgehäuse 1 besitzt an der Anordnungsstelle des radialen Lagers 4 (Fig. 4) ebenfalls eine ungleiche Stärke über seinen Umfang. Die Werte der größten (S _max) und der kleinsten (S _min) Wandstärke des Meißelgehäuses 1 liegen diametral in der Symmetrieebene 20 des Rotationsmeißels.
Die Anzahl von im Meißelgehäuse 1 befindlichen Befestigungselementen kann vergrößert werden. Beispielsweise können an der Anordnungsstelle des radialen Lagers 4 bei der Bearbeitung von unterbrochenen Oberflächen zwei radiale Gewindelöcher vorgesehen werden, die sich auf beiden Seiten der Symmetrieebene 20 des Rotationsmeißels befinden.
Der in Fig. 5 dargestellte Rotationsmeißel hat ein Meißelgehäuse 21, in dem eine Spindel 22 in radialen Lagern 23, 24 und einem die Axialbelastung aufnehmenden Lager 25 angeordnet ist, das sich zwischen den radialen Lagern 23 und 24 befindet. Das Schneidelement 26 ist mittels einer Mutter 27 auf der Spindel 22 fliegend befestigt, deren axiale Verschiebung durch eine Mutter 28 begrenzt ist, welche sich an dem Innenring des radialen Lagers 24 abstützt. Die axiale Verschiebung des radialen Lagers 24 ist durch einen Sperring 29 begrenzt. Eine Dichtung 30 und ein Deckel 31 schützen die Lagereinheit gegen Verschmutzung. Die Außenfläche des Meißelgehäuses 21 hat die Form eines abgestuften Zylinders, wobei sich die Stufe 32 des Meißelgehäuses 21 mit dem größeren Durchmesser der Außenfläche 34 in der unmittelbaren Nähe des Schneidelementes 26 befindet. Die Stufe 33 des Gehäuses mit dem kleineren Durchmesser der Außenfläche 35 ist vom Schneidelement 26 am weitesten entfernt. Die Bohrung 36 des Meißelgehäuses 21 mit der geometrischen Achse 37 ist in der durch einen Pfeil 38 angedeuteten Richtung in bezug auf die Außenflächen 34 und 35 des Gehäuses 21 versetzt. Wegen des ungleichen Durchmessers der Stufen 32 und 33 des Gehäuses 21 ist die Exzentrizität ebenfalls verschieden. Die geometrische Achse 37 der Bohrung 36 ist in bezug auf die geometrische Achse 39 der Außenfläche 34 des Meißelgehäuses 21 um eine Größe e ₁ versetzt. Die geometrische Achse 37 der Bohrung 36 ist in bezug auf die geometrische Achse 40 der Außenfläche 35 des Gehäuses 21 um eine Größe e ₂ versetzt, wobei e ₁ &gt e ₂ ist. Die geometrischen Achsen 37, 39 und 40 liegen in der gleichen Ebene 41 (Fig. 6) wie die Symmetrieachse des Rotationsmeißels. Wenn die Exzentrizität e ₂ = 0 ist, d. h. die geometrische Achse 37 der Bohrung 36 des Gehäuses 21 fällt mit der geometrischen Achse 39 der Außenfläche 35 zusammen, verringert sich der Metallbedarf für den Rotationsmeißel.
In der Stufe 32 des Meißelgehäuses 21 ist das dem Schneidelement 26 am nächsten gelegene radiale Lager 23 angeordnet, das die Steifigkeit und Lebensdauer des Rotationsmeißels selbst bestimmt, weil es während des Bearbeitungsprozesses die größte Belastung erfährt, die die Belastung des radialen Lagers 24 um das Mehrfache übersteigt. Deshalb muß zur Erhöhung der Steifigkeit des Lagers 23 die Wand des Meißelgehäuses 21 an der Anordnungsstelle des radialen Lagers 23 vergrößert werden. Hierfür wird die Stufe 32 des Meißelgehäuses 21 mit dem größeren Durchmesser der Außenfläche 34 in der unmittelbaren Nähe des Schneidelementes 26 angeordnet. Das vom Schneidelement 26 am weitesten entfernte radiale Lager 24 bestimmt nicht die Steifigkeit und Lebensdauer des Rotationsmeißels, da es während des Bearbeitungsprozesses durch eine geringe Radialkraft belastet ist. Deshalb wird dieses Lager zur Verringerung des Metallbedarfs in der Stufe 33 des Meißelgehäuses 21 angeordnet, die den kleineren Durchmesser der Außenfläche 35 aufweist. Im Meißelgehäuse 21 ist gegenüber dem die Axialbelastung aufnehmenden Lager 25 rechtwinklig zur Symmetrieebene 41 des Meißels eine Nut 42 (Fig. 5, 6) eingearbeitet, die zum Zusammenbau und Zerlegen des Lagers 25 notwendig ist. Das Vorhandensein der Nut 42 im Meißelgehäuse 21 gestattet es, ein die Axialbelastung aufnehmendes Lager 25 mit einem Außendurchmesser einzusetzen, der größer ist als der des dem Schneidelement 26 am nächsten gelegenen radialen Lagers 23. Mit der Vergrößerung des Außendurchmessers des Lagers 25 vergrößert sich der Durchmesser der Laufbahn der Wälzkörper, nimmt die Steifigkeit der Anordnung der Spindel 22 im Lager 25 zu und erhöht sich folglich die Steifigkeit und Lebensdauer des Rotationsmeißels im ganzen. Die Nut 42 wird zur Verhinderung des Eindringens von Staub in die Lagereinheit mit einem nicht gezeigten Mantel abgedeckt. Es empfiehlt sich, die Höhe h (Fig. 5) und die Breite C (Fig. 6) der Nut 42 um 1 bis 3 mm größer als die Höhe bzw. den Außendurchmesser des die Axialbelastung aufnehmenden Lagers 25 auszuführen.
Ein solcher Rotationsmeißel mit einer Nut 42 wird bei der Bearbeitung von unterbrochenen Oberflächen und in Fällen verwendet, bei welchen Stoßbelastungen auftreten.
Die Nut 42 wird auf der Seite der kleineren Wandstärke des Meißelgehäuses 21 ausgeführt, weil dadurch der Herstellungsaufwand verringert wird.
Fig. 7 zeigt eine Halterung zur Befestigung des Rotationsmeißels mit einem Halterungsgehäuse 43 (Fig. 8), in dem eine Ausnehmung 44 zur Aufnahme des Meißelgehäuses 45 (Fig. 9) sowie Löcher 46 (Fig. 8) 47, 48 für Befestigungselemente 49 (Fig. 9) 50, 51 (Fig. 10) vorgesehen sind. Das Halterungsgehäuse 43 ist so ausgeführt, daß es längs Bögen 52, 53 das Meißelgehäuse 45 des Rotationsmeißels teilweise umfaßt. Das Halterungsgehäuse 43 besitzt Endabschnitte 54 (Fig. 7, 8) und 55, die längs der Bögen 52 und 53 an der Außenfläche des Meißelgehäuses 45 anliegen. Zwischen den Endabschnitten 54 und 55 befindet sich ein Zentralabschnitt 56, der einen Zentriwinkel β aufweist und einen Abstand Δ zu der Außenfläche 57 des Meißelgehäuses 45 hat. Das Halterungsgehäuse 43 umfaßt das Meißelgehäuse 45 mit einem Umfangswinkel α von 90° bis 180°. Die Löcher 46, 47, 48 für die Befestigungselemente 49, 50, 51 des Halterungsgehäuses 43 sind gleichachsig mit den Gewindelöchern 58, 59, 60 des Meißelgehäuses 45 angebracht. Die Halterung besitzt ein Einsteckende 61 zum Einsetzen und Befestigen in einem Meißelhalter einer Werkzeugmaschine.
Die Ausnehmung 44 des Halterungsgehäuses 43 entspricht der Außenfläche 57 des Meißelgehäuses 45, wodurch ein sattes Anliegen der Endabschnitte 54 und 55 des Halterungsgehäuses 43 längs der Bögen 52 und 53 an der Außenfläche 57 des Meißelgehäuses 45 sichergestellt wird. Das Vorhandensein der Endabschnitte 54 und 55, die sich beiderseits vom Zentralabschnitt 56 befinden, gewährleistet eine gleichmäßige Befestigungskraft des Meißelgehäuses 45 an den Endabschnitten 54, 55 und gestattet es, während des Bearbeitungsprozesses die von der Schnittkraft herrührende Belastung auf das Halterungsgehäuse 43 symmetrisch zu verteilen, was dessen Steifigkeit erhöht. Da die Gewindelöcher 58, 59 und 60 des Meißelgehäuses 45 zu den Löchern 46, 47, 48 für die Befestigungselemente 49, 50, 51 gleichachsig sind, ist es nicht schwer, das Meißelgehäuse 45 in der Bohrung 44 des Halterungsgehäuses 43 durch Einschrauben der Befestigungselemente 49, 50, 51 beispielsweise Schrauben, in die Gewindelöcher 58, 59, 60 des Meißelgehäuses 45 zu befestigen.
Der Umfassungswinkel α des Gehäuses 45 des Rotationsmeißels durch das Halterungsgehäuse 43 wird zweckmäßigerweise abhängig von den Bearbeitungsbedingungen gewählt. So beträgt bei der Schlichtbearbeitung, wenn die radiale Schnittkraft 100 bis 150 N nicht übersteigt, der Winkel α 90° bis 120°; bei der Halbschlichtbearbeitung, wenn die radiale Schnittkraft 350 bis 400 N nicht übersteigt, ist der Winkel α 120° bis 150°, in allen übrigen Fällen 150° ≤α ≤180°.
Es ist ratsam, den Winkel β, der die Lage des Zentralabschnittes 56 bestimmt, welcher die Endabschnitte 54 und 55 des Halterungsgehäuses 43 trennt, in Abhängigkeit vom Umfassungswinkel α zu wählen. So beträgt bei einem Umfassungswinkel α von 90° bis 120° der Winkel β 30° bis 35°, bei α von 90° bis 150° ist der Winkel β 35° bis 40° und bei 150° ≤α ≤180° ist der Winkel β 40° bis 90°. Ist der Winkel β größer, verringert sich die Länge des Kontaktbogens der Endabschnitte 54 und 55 mit der Außenfläche 57 des Meißelgehäuses 45 und deshalb auch die Festigkeit der Verbindung des Meißelgehäuses 45 mit dem Halterungsgehäuse 43. Ist der Winkel β zu klein, so verläuft die Ebene, in der die Resultierende der Schnittkraft wirkt, durch einen der Endabschnitte 54 oder 55des Halterungsgehäuses 43. Dies führt zu Vibrationen während des Bearbeitungsprozesses.
Für den Fall, daß die Außenfläche des Meißelgehäuses 45 als abgestufter Zylinder ausgeführt ist, wird die Oberfläche der Bohrung des Halterungsgehäuses 43 ebenfalls als entsprechend abgestufter Zylinder ausgebildet.
Beim Zusammenbau des Meißelgehäuses 45 mit dem Halterungsgehäuse 43 ziehen die Befestigungselemente 49, 50, 51 die Außenfläche 57 des Meißelgehäuses 45 an die Endabschnitte 54 und 55 des Halterungsgehäuses 43 an. Die Spannkraft der Befestigungselemente 49, 50, 51 verformt dabei das Meißelgehäuse 45 nicht. Mit zunehmender Spannkraft der Befestigungselemente 49, 50, 51 erhöht sich die Festigkeit des Anliegens des Meißelgehäuses 45 längs der Bögen 52 und 53 der Endabschnitte 54 und 55, deren Form auf der gesamten Berührungsfläche der Form der Außenfläche 57 des Meißelgehäuses 45 entspricht. Die Spannkraft der Befestigungselemente 49, 50, 51 ruft keine Verformung des Halterungsgehäuses 43 hervor. Dies gewährleistet einen zuverlässigen und langandauernden Einsatz des Rotationsmeißels und erhöht seine Steifigkeit bei geringem Metallbedarf.
Für den Einsatz wird der Rotationsmeißel in der Ausnehmung 44 des Halterungsgehäuses 43 befestigt. Dazu wird das Meißelgehäuse 45 in die Ausnehmung 44 des Halterungsgehäuses 43 so eingesetzt, daß die geometrischen Achsen der Gewindelöcher 58, 59, 60 im Meißelgehäuse 45 mit den geometrischen Achsen der Löcher 46, 47, 48 für die Befestigungselemente des Halterungsgehäuses 43 zusammenfallen. Danach werden in die Gewindelöcher 58, 59, 60des Meißelgehäuses die Befestigungselemente 49, 50, 51 eingeschraubt und festgezogen. Dabei ziehen sie das Meißelgehäuse 45 gegen die Endabschnitte 54 und 55 des Halterungsgehäuses 43. Da die Form der die Endabschnitte 54 und 55 bildenden Bögen 52 und 53 der Form der Außenfläche 57 des Meißelgehäuses 45 entspricht, gewährleistet die Spannkraft ein sattes Anliegen der Oberfläche 57 des Meißelgehäuses 45 an den Endabschnitten 54 und 55. Mit Steigerung der Spannkraft der Befestigungselemente 49, 50, 51 wird das Anliegen der Außenfläche 57 des Meißelgehäuses 45 an den Bögen 52 und 53 der Endabschnitte 54 und 55 verstärkt. Dabei verursacht die Spannkraft der Befestigungselemente 49, 50, 51 keine Verformung des Halterungsgehäuses 43, wodurch eine Verformung der Außenfläche 57 des Meißelgehäuses 45 und somit auch eine Verformung seiner Bohrung, in der die radialen Lager angeordnet sind, verhindert wird, was in Betrieb eine optimale Lageranordnung bedeutet.
Nach dem Befestigen des Rotationsmeißels im Halterungsgehäuse 43 wird die Halterung mit ihrem Einsteckende 61 in den Meißelhalter einer Werkzeugmaschine eingesetzt und dort befestigt.
Der Rotationsmeißel arbeitet folgendermaßen:
Infolge des Umlaufs des zu bearbeitenden Werkstücks und des Längsvorschubs des Rotationsmeißels dreht sich das Schneidelement 6 zusammen mit der Spindel 2 der Werkzeugmaschine in der Lagereinheit um die geometrische Achse 15. Die Radialbelastung P _R (Fig. 1) wird über den Außenring des radialen Lagers 3 von einem begrenzten Abschnitt der Sitzfläche der Bohrung 14 des Meißelgehäuses 1 in Richtung der Wirkungslinie der Radialkraft aufgenommen. Die Kennlinie der örtlichen Belastung des Meißelgehäuses 1 stellt an der Anordnungsstelle des durch die Radialkraft am stärksten belasteten radialen Lagers 3 eine Parabel dar, die in bezug auf die Wirkungslinie der Radialbelastung symmetrisch liegt. Da die Gestalt der Außenfläche 12 des Meißelgehäuses 1 bezogen auf die Bohrung 14 des Meißelgehäuses 1 gleichfalls eine Parabelkurve darstellt, die zur Symmetrieebene 20 des Rotationsmeißels symmetrisch liegt, entspricht dem Größtwert der in der Symmetrieebene 20 des Rotationsmeißels wirkenden Radialbelastung ebenfalls der Größtwert S _max (Fig. 3) der Wandstärke des Meißelgehäuses 1.
Einer kleineren Größe der Radialbelastung entspricht eine kleinere Größe der Wandstärke des Meißelgehäuses 1. An den Stellen des Meißelgehäuses 1, wo die Radialbelastung fehlt, ist die Wandstärke des Meißelgehäuses 1 minimal (S _min, Fig. 3). Dies erhöht bei geringem Metallbedarf Steifigkeit und Lebensdauer des Rotationsmeißels. Der in Fig. 1 dargestellte Rotationsmeißel wird dann verwendet, wenn die Radialbelastung des vom Schneidelement 6 am weitesten entfernten radialen Lagers 4 drei bis fünfmal so klein ist wie die auf das radiale Lager 3 wirkende Radialbelastung.
Die Radialkraft, die auf das Meißelgehäuse 45 des im Halterungsgehäuse 43 befestigten Rotationsmeißels wirkt, drückt das Meißelgehäuse 45 an der Anordnungsstelle des dem Schneidelement 26 am nächsten gelegenen radialen Lagers 23 an die Bögen 52 und 53 der Endabschnitte 54 und 55 mit den Kräften P@Y:1:°KR°k&udf54;k @Y:2:°KR°k&udf54; (Fig. 9) an, welche einander annähernd gleich sind.
Die Befestigungselemente 49, 50 erzeugen Spannkräfte P beim Anziehen des Meißelgehäuses 45 an die Oberfläche der Ausnehmung 44 des Halterungsgehäuses 43, die in Richtungen wirken, welche mit den Kräften P@Y:1:°KR°k&udf54;k @Y:2:°KR°k&udf54; zusammenfallen. Dies erhöht die Festigkeit des Kontaktes der Außenfläche 57 des Meißelgehäuses 45 mit den Oberflächen 52 und 53 der Endabschnitte 54 und 55.
Das radiale Lager 24, das vom Schneidelement 26 am weitesten entfernt ist, und der Teil des Meißelgehäuses 45, in welchem es untergebracht ist, sind während des Bearbeitungsprozesses mit einer Radialkraft P@Y:3:°KR°k&udf54; belastet, deren Größe 3- bis 5mal so klein ist wie die Größe der Radialkraft, die auf das dem Schneidelement 26 am nächsten gelegene radiale Lager 23 wirkt. Deshalb ist die Richtung der Wirkungslinie der von der Kraft P@Y:3:°KR°k&udf54; herrührenden Radialbelastung auf die Festigkeit der Verbindung des Meißelgehäuses 45 mit dem Halterungsgehäuse 43 praktisch ohne Einfluß, da die Spannkraft P (Fig. 9, 10) des Befestigungselementes 51 um eine Größenordnung die von der Kraft P@Y:3:°KR°k&udf54; herrührende Radialbelastung übersteigt.

Claims

1. Rotationsmeißel, der ein Meißelgehäuse (1, 21, 45) mit einer eine Drehkörperfläche bildenden Außenfläche (12, 34, 35) und einer Bohrung (14, 36) aufweist, in welcher Radialbelastungen aufnehmende Lager (3, 4; 23, 24) und ein zwischen ihnen befindliches, Axialbelastungen aufnehmendes Lager (5, 25) angeordnet sind und eine Spindel (2, 22) mit einem fliegend befestigten tellerförmigen Schneideelement (6, 26) tragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (14, 36) im Meißelgehäuse (1, 21, 45 ) exzentrisch in bezug auf seine Außenfläche (12; 34, 35) ausgeführt ist und ihre geometrische Achse (13, 15, 37, 39, 40) in einer der Symmetrieebene des Rotationsmeißels entsprechenden Ebene (20, 41) liegt, wobei im Meißelgehäuse (1, 21, 45) in der zur Versetzung der Exzentrizität (e) entgegengesetzten Richtung dort, wo die die Radialbelastungen aufnehmenden Lager (3, 4; 23, 24) angeordnet sind, auf der Außenfläche (12; 34, 35) des Meißelgehäuses (1, 21, 45) radiale Gewindelöcher (17, 18, 19 bzw. 58, 59, 60) zu seiner Befestigung in einem Halterungsgehäuse (43) ausgeführt sind.

2. Rotationsmeißel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (34, 35) des Meißelgehäuses (21) die Form eines abgestuften Zylinders hat, dessen Abschnitt (32) mit dem größeren Außenflächendurchmesser unmittelbar angrenzend an das Schneidelement (26) angeordnet ist.

3. Rotationsmeißel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Meißelgehäuse (21) in seiner Außenfläche (34) auf der dem die Axialbelastung aufnehmenden Lager (25) gegenüberliegenden Seite und rechtwinklig zur Symmetrieebene (41) des Rotationsmeißels eine Nut (42) vorgesehen ist.

4. Halterung zur Befestigung eines Rotationsmeißels nach Anspruch 1 mit einem Halterungsgehäuse (43), mit einer das Meißelgehäuse (1, 21, 45) längs eines Bogens teilweise umfassenden Ausnehmung (44) und mit Löchern (46, 47, 48) für Befestigungselemente (49, 50, 51), dadurch gekennzeichnet, daß das Halterungsgehäuse (43) Endabschnitte (54, 55), die längs eines Bogens an der Außenfläche (57) des Meißelgehäuses (1, 21, 45) anliegen, und einen zwischen ihnen befindlichen Zentralabschnitt (56) besitzt, welcher einen Abstand (Δ) von der Außenfläche (57) aufweist, wobei das Halterungsgehäuse (43) einen Umfassungswinkel (α) für das Meißelgehäuse (1, 21, 45) von 90° bis 180° bildet, und wobei die Löcher (46, 47, 48) für die Befestigungselemente (49, 50, 51) gleichachsig zu den Gewindelöchern (17, 18, 19 bzw. 58, 59, 60) des Meißelgehäuses (1, 21, 45) vorgesehen sind.