DE2102237A1 - Drehmeißel - Google Patents

Drehmeißel

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DE2102237A1 DE19712102237 DE2102237A DE2102237A1 DE 2102237 A1 DE2102237 A1 DE 2102237A1 DE 19712102237 DE19712102237 DE 19712102237 DE 2102237 A DE2102237 A DE 2102237A DE 2102237 A1 DE2102237 A1 DE 2102237A1
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Description

Dr. E. Wetzel 850° Nürnberg 1·
Hefnersplatz 3 - Postfach 9347 F ΤΡΓΠΛΙΙ Τ·Ι·χ0β/22327-Τ·Ι.0911/204081-83
. C. ierydU Postscheckkonto Number«, 11161
Unier Zeichen bitte Immer angaben
, Unier Zeichen bitte Immer angaben—,
115/30 W8/70) I
Karl Herbei, Nürnberg, Oedenberger Straße 29
Drehmeißel
Die Erfindung betrifft einen Drehmeißel mit einer von einem Kopf getragenen Schneide, bei dem der Kopf seinerseits mit einem Halter lösbar verbunden ist.
Es werden zunehmend erhöhte Zerspanungsleistungen von spanabhebenden Werkzeugmaschinen gefordert, die eine besondere Beanspruchung für Maschine und Drehmeißel bedeuten. Die Maschinen müssen entsprechend dimensioniert werden, was den Kapitalaufwand für eine solche Maschine wesentlich erhöht. Wegen dieses hohen Kapitalaufwandes müssen jeweils möglichst geringe Maschinenstillstandszeiten für den Werkzeugwechsel gewährleistet werden. Diesen Erfordernissen entsprechend müssen die Zerspanungswerkzeuge gestaltet sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehmeißel der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sein Verschleißteil (Kopf mit Schneide bzw. geklemmte«
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Schneidkörper) schnell gegen ein neues Teil ohne
erneute Einrichtungsarbeiten ausgewechselt werden
kann und danach seine neue Schneide exakt die vorbestimmte Lage einnimmt. Die Lösung dieser Aufgabe
soll darüber hinaus sicherstellen, daß das Auswechseln des Verschleißteiles auch unter beengten Raumverhältnissen leicht möglich ist. Außerdem soll gewährleistet sein, daß die Aufgabenstellung auch bei solchen Drehmeißeln gelöst wird, die im Betrieb besonders hohen
Beanspruchungen und entsprechenden Erwärmungen ausgesetzt sind, die um 1000° C betragen können. Hier soll zum Auswechseln der Verschleißteile nicht erst bis zu deren Abkühlung gewartet werden müseen. Vielmehr soll ein Auswechseln selbst unter hohen Temperaturen
problemlos vorgenommen werden können.
Venn im Zusammenhang mit dem Erfindungsgegenstand von einem Drehmeißel gesprochen wird, so ist damit ganz
allgemein ein Zerspanungswerkzeug mit einem Schneidenträger gemeint. Der Erfindungsgegenstand läßt sich also auch bei Messerköpfen, Fräsern oder dergl. einsetzen, bei denen mit an einem Körper gespannten Drehmeißeln
oder Schneidenträgern gearbeitet wird.
Die Erfindungsaufgabe wird dadurch gelöst, daß die
Anlageflächen zwischen Halter und Kopf in Eichtung auf
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das vordere Halterende schräg nach unten abfallen und der Kopf mit einem über seine Anlagefläche hinausstehenden ankerartigen Vorsprung in einer entsprechenden Ausnehmung in der Anlagefläche des Halters ruht. Der Kopf wird also in den Halter gewissermaßen von oben eingehängt. Hierbei ist das Einhängen von oben insofern von Wichtigkeit, als selbst bei beengten Platzverhältnissen die Oberfläche eines Drehmeißels wegen der erforderlichen Spanabfuhr in aller Regel frei zugänglich bleibt. Die Neigung der Anlageflächen zwischen Halter und Kopf bewirkt eine gleichgute Abstützung des Kopfes gegenüber Hauptschnittdruck- und Rückdruckkomponente des Zerspanungsdruckes. Fertigungstechnisch lassen sich die ebenen Anlageflächen leicht herstellen.
Insbesondere ist vorgesehen, daß der Vorsprung widerhakenartig mit dem sich nach unten anschließenden Teil der Anlagefläche einen spitzen Winkel von weniger als 90° einschließt. Dabei kann vorgesehen sein, daß der Vorsprung und die mit ihm zusammenwirkende Ausnehmung in der Anlagefläche des Halters im Bereich des oberen Endes der Teilfuge zwischen Halter und Kopf angeordnet sind. Wenn in diesem Zusammenhang vom "oberen Ende" der Teilfuge gesprochen wird, so ist damit der Deckflächenbereich des Halters gemeint, der letztlich in der Spanfläche des Schneidkörpers endet. Durch die Anordnung
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der Verklammerung zwischen Halter und Kopf in dem oberen Bereich der Teilfuge steht deren gesamter unterer Bereich als Anlagefläche zur Abstützung des Kopfes gegenüber den auf ihn einwirkenden Schnittdruckkomponenten zur Verfügung.
Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal ist vorgesehen, daß Vorsprung und Ausnehmung sich über die gesamte Drehmeißelbreite erstrecken. Hierdurch wird eine besondere robuste Verklammerung zwischen Kopf und Halter bei einfachen Fertigungsgegebenheiten gewährleistet. Zur Erzielung einer ähnlichen Wirkung dient das weitere vorteilhafte Merkmal, daß die dem sich nach unten anschließenden Teil der Anlagefläche zugewandte Flanke des Vorsprunges flächenförmig in der Ausnehmung anliegt.
TJm sicherzustellen, daß die Anlagefläche des Kopfes und die dieser Anlagefläche zugewandte Flanke des Vorsprunges beide in gleicher Weise flächenförmig an den entsprechenden Flächen des Halters anliegen, ist weiterhin vorgesehen, daß der Grat zwischen Vorsprunganlagefläche der Ausnehmung und Anlagefläche des Halters zur Bildung eines Zwischenhohlraumes abgetragen ist. Zwischen der der Anlagefläche des Kopfes abgewandten Flanke des Vorsprunges und der entsprechenden Fläche des Halters soll eine Berührung nicht stattfinden, ua den vorerwähnten Flächenkontakt nicht in Frage zu stellen.
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Weiterhin isb vorgesehen, daß im Bereich der Teilfuge zwischen Kopf und Halter eine insbesondere in Sichtung des Gratlängsverlaufes der Ausnehmung wirksame Fixierwarze angeordnet ist. Die Fixierwarze soll zur exakten Festlegung des Kopfes in Richtung des Gratlängsverlaufes der Ausnehmung am Halter dienen, so daß auch in dieser Sichtung Einrichtarbeiten nach dem Auswechseln des Kopfes nicht mehr nötig sind. Dementsprechend müssen die Abmessungen ~ der Fixierwarze und der mit dieser zusammenwirkenden Ausnehmungen an Halter und Kopf bzw. Kopf und Halter aufeinander abgestimmt sein. Die Fixierwarze kann dabei so dimensioniert sein, daß sie gleichzeitig einen gewissen, in Gratlängsrichtung der Ausnehmung wirksamen Druck (z.B. Vorschubdruck) aufzunehmen in der Lage sein kann. Insbesondere soll vorgesehen sein, daß die Fixierwarze im Bereich der beiderseitigen Anlageflächen von Kopf und Halter angeordnet ist. Hierdurch kann die Fixierwarze in einem Bereich der Teilfuge zwischen Kopf und Halter an- φ geordnet sein, in welchem seitliche Verschiebebeanspruchungen möglichst schneidkörperaah abzufangen sind. Die Fixierwarze kann nach Art einer Paßfeder ausgebildet sein, Insbesondere ist sie in einem der miteinander zu verbindenden Teile fest und unverlierbar verankert, vorzugsweise in dem Halter.
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Kopf und Halter sind durch mindestens eine Schraube miteinander verbunden, deren Spannrichtungskomponente zwischen den Anlageflächen von Kopf und Kopfvorsprung liegt. Insbesondere verläuft die Spannrichtungskomponente parallel zur Winkelhalbierenden zwischen den Anlageflächen von Kopf- und Vorsprunganlagefläche oder sie fällt mit dieser Winkelhalbierenden zusammen.
Die Anlageflächen zwischen Halter und Kopf stehen vorzugsweise in einem Winkel zwischen 30° und 60° zur im Betrieb wirksamen Hauptschnittdruckkomponente. Dieser Winkelbereich kann auch beiderseits überschritten werden, wenn dies eine besondere Belation zwischen Hauptschnittdruck- und Rückdruckkomponente am jeweiligen Drehmeißel erfordert.
Die weitere Erfindung betrifft einen als Breiteinstichwerkzeug ausgebildeten Drehmeißel, welcher insbesondere mit den vorbeschriebenen Merkmalen versehen ist. Bei Einstichwerkzeugen tritt im Gegensatz zu üblichen Drehmeißeln praktisch kein Vorschubdruck auf, so daß die Schneidkörperspannung lediglich eine volle Aufnahme des im Betrieb auf den Schneidkörper einwirkenden Hauptschnittdruckes und Bückdruckes gewährleisten muß·
Der weiteren Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine diesen besonderen Gegebenheiten angepaßte, möglichst
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einfache Ausgestaltung der Schneidkörperspannung zu finden, die einerseits für eine sichere, schwingungsfreie Befestigung des Schneidkörpers sorgt, andererseits jedoch ein leichtes Auswechseln des gespannten Schneidkörpers ermöglicht. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Schneidkörper im wesentlichen die Querschnittsform zweier Rücken an Rücken aneinandergesetzter Keile aufweist, deren einer mit seiner Schneide die Schneidkante bildet, wobei die beiden Keilflanken die Span- bzw. Freifläche sind, und deren anderer mit seinen Flanken als Klemmteil dient. Hierdurch weist der Schneidkörper eine optimale Widerstandsfähigkeit insbesondere im Bereich der höchsten Beanspruchungen auf. Darüber hinaus läßt er sich leicht einsetzen, lösen und nachschleifen.
Weiterhin ist vorgesehen, daß die Spitze des den Klemmteil bildenden Keiles zur Bildung einer Rückdruckabstützfläche eingeebnet ist. Hierdurch weist der Klemmteil-Keil mehr die Form eines vierseitigen Prismas auf.
Zweckmäßigerweise ist der Schneidkörper schräg nach oben in Richtung auf die Schneide ansteigend innerhalb des Kopfes gelagert und liegt dabei mit einer Flanke und der Rückdruckabstützfläche des Klemmteil-Keiles an entsprechenden Flächen des Kopfes an. Die freiliegende Flanke des Klemmteil-Keiles wird durch ein mit den Kopf
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verspannbares Spannglied beaufschlagt«, Hierbei ist vorgesehen, daß das Spannglied etwa die Form eines Keiles mit einem stumpfen Keilwinkel aufweist, dessen eine Keilfläche auf der freiliegenden Flanke des Klemmteil-Keiles und dessen andere Keilfläche auf einer entsprechend geneigten Anlagefläche des Kopfes, aufliegt, und daß die Längsachse der Befestigungsschraube für das Spannglied zwischen den beiden Keilflächen liegt und in Richtung etwa der Winkelhalbierenden zwischen den Keilflächen verläuft. Die Befestigungsschraube wird insbesondere von unten her durch den Kopf in das Spannglied eingeschraubt, um die freie Oberfläche des Spanngliedes ohne jegliche Hindernisse für den freien Spanablauf lassen zu können.
Die Abstütz- bzw. Anlageflächen von Schneidkörper und Spannglied sind Teile eines auswechselbar am Kopf befestigten Zwischenlegkörpers insbesondere aus hochlegiertem Warmarbeitsstahl. Dieser Zwischenlegkörper ist bei Bruch leicht zu ersetzen und dient zum Ausgleich von Spannungen. Seine Befestigung aa Kopf erfolgt durch mindestens eine Befestigungsschraube.
Schließlich ist vorgesehen, daß die Auflagefläche für den Schneidkörper an Kopf ait mindestens einer in eine entsprechende Ausnehmung aa Schneidkörper hineinragenden Fixierwarze versehen ist.
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_ 9 —
Der Gegenstand der Erfindung wird anhand eines in den Figuren beispielsweise dargestellten Einstichwerkzeuges näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht des Einstich-Drehmeißels; Fig. 2 eine Draufsicht auf den Drehmeißel gemäß Fig. 1.
Der Drehmeißel besteht im wesentlichen aus dem Halter 1 dem Kopf 2, dem Zwischenlegkörper (Kassette) 3 und dem Schneidkörper 4. Der Schneidkörper 4 ist durch das mittels der Spannschraube 5 gegenüber dem Kopf 2 verspannte Spannglied 6 in dem Zwischenglied 3 festgelegt.
Die Anlageflächen 7,8 zwischen Kopf 2 und Halter 1 fallen in Sichtung auf das vordere Halterende 9 schräg nach unten ab. Der Kopf 2 ruht mit einem über seine Anlagefläche 7 hinausstehenden, ankerartigen Vorsprung 10 in einer entsprechenden Ausnehmung 11 der Anlagefläche 8 des Halters Die der Anlagefläche 8 zugewandte Flanke 12 des Vor-Sprunges 10 schließt mit der Anlagefläche 7 einen spitzen
10 Winkel 13 von weniger als 90° ein. Der Vorsprung/und die mit ihm zusammenwirkende Ausnehmung 11 der Anlagefläche des Halters 1 sind im Bereich des oberen Endes der Teilfuge zwischen Halter 1 und Kopf 2 angeordnet. Vorsprung und Ausnehmung 11 erstrecken sich über die gesamte Drehmeißelbreite 14.
Die dem sich nach unten anschließenden Teil der Anlagefläche 7 zugewandte Flanke 12 des Vorsprunges 10 liegt
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flächenförmig an der entsprechenden Seitenfläche der Ausnehmung 11 an. Der Grat zwischen der Vorsprunganlagefläche15 der Ausnehmung 11 und der Anlagefläche 8 des Halters 1 ist zur Bildung eines Zwischenhohlraumes abgetragen. Zwischen den beiden Anlageflächen 7»8 von Kopf Dzw. Halter 1 ist eine Fixierwarze 17 angeordnet. Sie kann durch einen in Kopf 2 oder Halter 1 fest eingesetzten Vorsprung gebildet sein, der in eine entsprechende Ausnehmung am anderen Teil mit Gleitpaßsitz hineinragt. Beim Ausführungsbeispiel ist die Fixierwarze nach Art einer Paßfeder ausgebildet.
Kopf 2 und Halter 1 sind durch die Schraube 18 mit einander verbunden, deren Spannrichtung (Achse) 19 zwischen den Anlageflächen 8 und 15 ähnlich einer Winkelhalbierenden oder einer zu der Winkelhalbierenden parallellaufenden Linie verläuft.
Die Anlageflächen 7»8 zwischen Kopf 2 und Halter 1 stehen in einem Winkel zwischen 30° und 60° zur im Betrieb wirksamen Hauptschnittdruckkomponente 20. Die Rückdruckkomponente ist in Fig. 1 mit 21, die Resultierende zwischen Hauptschnittdruck- und Rückdruckkomponente mit 22 bezeichnet. Durch die Neigung der Anlageflächen 7*8 erfährt der Vorsprung 10 im Betrieb lediglich die der Komponente 23 entsprechende Zugbeanspruchung.
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Der Schneidkörper 4 weist im wesentlichen die Querschnittsform zweier Rücken an Bücken aneinandergesetzter Keile auf, deren einer mit seiner Schneide die Schneidkante 24 "bildet, wobei die beiden Keilflanken 25,26 die Span- bzw. Freifläche sind. Der andere durch die Flanken 27,28 gebildete Keil dient als Klemmteil. Die Spitze dieses Keiles ist zu einer Rückdruckabstützfläche 29 eingeebnet. Die Flanke 28 und das Rückdruckabstützteil 29 des Schneidkörpers 4 liegen an entsprechenden Flächen des Zwischenlegkörpers 3 flächenförmig an.
Der Schneidkörper 4 ist schräg nach oben in Richtung auf die Schneide 24 ansteigend innerhalb des Kopfes 2 bzw. des Zwischenlegkörpers 3 gelagert. Die Flanke 27 des Schneidkörpers 4 ist durch das Spannglied 6 beaufschlagt. Das Spannglied 6 weist etwa die Form eines Keiles mit einem stumpfen Keilwinkel 30 auf, dessen eine Keilfläche 31 auf der freiliegenden Flanke 27 des Schneid- M körpers und dessen andere Keilfläche 32 auf einer entsprechend geneigten Anlagefläche 33 des Kopfes 2 bzw. des Zwischenlegkörpers 3 aufliegt. Die Längsachse 34 der von unten in den Kopf 2 eingeführten Befestigungsschraube für das Spannglied 6 verläuft zwischen den beiden Keilflächen 31,32. Beim Ausführungsbeispiel sind zwei nebeneinanderliegende Befestigungsschrauben 5 vorgesehen (Fig. 2).
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Die freie Oberfläche des Spanngliedes 6 ist als Spanbrecher ausgebildet. Die Auflagefläche as Zwischenlegkörper 3 für die Flanke 28 des Schneidkörpers 4- kann mit mindestens einer in eine entsprechende Ausnehmung am Schneidkörper mit Gleitpassung hineinragenden Fixierwarze 35 versehen sein.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche :
    M. ) Drehmeißel mit einer von einem Kopf getragenen Schneide, bei dem der Kopf seinerseits mit einem Halter lösbar verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen (7,8) zwischen Halter (1) und Kopf (2) in Richtung auf das vordere Halterende schräg nach unten abfallen und der Kopf (2) mit einem über seine InIag·- fläche (7) hinausstehenden ankerartigen Vorsprung (10) in einer entsprechenden Ausnehmung (11) der Azilageflache (|8) des Halters (1) ruht.
    2. Drehmeißel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (10) widerhakenartig mit dem sich nach unten anschließenden Seil der Anlagefläche (7) einen spitzen Winkel (12) von weniger al« 90° einschließt.
    3. Drehmeißel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (10) und die mit ihm zusammenwirkende Ausnehmung (11) der Anlagefläche (8^ des Halters (1) im Bereich des oberen Endes der Teilfug· zwischen Halter (1) und topf(2)angeordnet sind.
    4. Drehmeißel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Vorsprung (10) und Ausnehmung (11) sich über die gesamte Drehmeißelbreite erstrecken.
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    5. Drehmeißel nach einem oder mehreren der vorher» gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem sich nach unten anschließenden Teil der Anlagefläche (7) zugewandte Flanke (12) des Vorsprunges (10) flächenförmig in der Ausnehmung (11) anliegt.
    6. Drehmeißel nach Anspruch 5t dadurch gekennzeichnet, daß der Grat zwischen Vorsprunganlageflache (15) der Ausnehmung (11) und Anlageflache (8) des Halters (1) zur Bildung eines Zwischenhohlraumes (16)abgetragen ist.
    7. Drehmeißel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Anspruch·, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der feilfuge zwischen Kopf (2) und Halter (1) eine insbesondere in Richtung des Gratlängsverlaufes der Ausnehmung (11) wirksame fixierwarsse (17) angeordnet ist.
    8. Drehmeißel nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Jixierwarze (17) i« Bereich der Beiderseitigen Anlageflächen von Kopf (2) und Halter (1) angeordnet ist.
    9. Drehmeißel nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierwarze (17) durch einen im Kopf (2) oder Halter (1) fest eingesetzten Vorsprung gebildet ist, der in eine entsprechende Ausnehmung am anderen Teil hineinragt.
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    10. Drehmeißel nach Anspruch 7 "bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierwarze (17) nach Art einer Paßfeder ausgebildet ist.
    11. Drehmeißel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Kopf (2) und Halter (1) durch mindestens eine Schraube (18) miteinander verbunden sind, deren Spannrichtungskomponente (Achse) (19) zwischen den Anlageflächen (7»8) von Kopf
    (2) und Kopfvorsprung (10)liegt.
    12. Drehmeißel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen (7,8) zwischen Halter (1) und Kopf (2) in einem Winkel zwischen 30° und 60° zur im Betrieb wirksamen Hauptschnittdruckkomponente (20) stehen.
    15' Als Breiteinstichwerkzeug ausgebildeter Drehmeißel insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkörper (4-) im wesentlichen die Querschnittsform zweier Rücken an Bücken aneinandergesetzter Keile aufweist, deren einer mit seiner Schneide die Schneidkante (24) bildet, wobei die beiden Keilflanken (25,26) die Spanbzw. Freifläche sind, und deren anderer mit seinen Flanken (27,28) als Klemmteil dient.
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    14. Drehmeißel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze des den Klemmteil bildenden Keiles zur Bildung einer Rückdruckabstutzflache (29) eingeebnet ist.
    15. Drehmeißel nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkörper (4) schräg nach oben in Richtung auf die Schneide (24) ansteigend innerhalb des Kopfes (2) gelagert ist und dabei mit einer Flanke (282 und der Rückdruckabstützfläche (29) des Klemmteil-Keiles an entsprechenden Flächen des Kopfes anliegt.
    16. Drehmeißel nach Anspruch 13 bis 15, gekennzeichnet durch ein die freiliegende Flanke (27) des Klemmteil-Keiles beaufschlagendes, mit dem Kopf (2) verspannbares Spannglied (6)..
    17· Drehmeißel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannglied (6) etwa die Form eines Keiles mit einem stumpfen Keilwinkel (30) aufweist, dessen eine Keilfläche auf der freiliegenden Flanke (27) des Klemmteil-Keiles und dessen andere Keilfläche (32) auf einer entsprechend geneigten Anlagefläche (33) des Kopfes (2) aufliegt, und daß die Längsachse (34) der Befestigungsschraube (5) für das Spannglied (6) zwischen den beiden Keilflächen (27,33) liegt und in Richtung
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    etwa der Winkelhalbierenden zwischen den Keilflächen verläuft.
    18. Drehmeißel nach Anspruch 16 oder 17» dadurch gekennzeichnet, daß die freie Oberfläche des Spanngliedes (6) als Spanbrecher ausgebildet ist.
    19. Drehmeißel nach Anspruch 13 bis 18 , dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage- bzw. Abstützflächen für Schneidkörper (4) und Spannglied (6) Teile eines auswechselbar am Kopf (2) befestigten Zwischenlegkörpers (3) sind.
    20. Drehmeißel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche für den Schneidkörper (4) am Kopf (2) mit mindestens einer in eine entsprechende Ausnehmung am Schneidkörper (4) hineinragenden Fixierwarze (35) versehen ist.
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