Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Ein derartiges Schneidwerkzeug ist aus EP 1 197281 A bekannt. Dieses vorbekannte Schneidwerkzeug ist als Fräser ausgebildet, dessen Werkzeuggrundkörper mehrere Einsatzsitze zur Lagerung jeweils eines Wendeschneideinsatzes aufweist. Jeder Wendeschneideinsatz ist mittels eines Spannstiftes in Form einer Spannschraube am Einsatzsitz befestigt. Dabei durchsetzt die Spannschraube ein Durchgangsloch des Wendeschneideinsatzes und ist in ein Befestigungsloch im WerKzeuggϊυndkörper eingeschraubt, wobei sich das Beϊesϊigungsioch schräg zu einer Ebene einer Bodenfläche des Einsatzsitzes erstreckt. Die Lochwandung des Durchgangsloches weist eine Lagerfläche auf, an der ein kugelsegmentförmiger Abschnitt eines Stiftkopfes (als Schraubenkopf ausgebildet) des Spannstiftes bzw. der Spannschraube gelagert ist. Diese Lagerung des Schraubenkopfes ermöglicht eine Verspannung des Wendeschneideinsatzes auch bei einem Spannstift, dessen Mittellängsachse relativ zur Bodenfläche des Einsatzsitzes gekippt bzw. schräg angeordnet ist. Dabei soll der durch die Kugellagerung erzielte 360°-Kontakt (bezüglich der Mittelachse des Durchgangsloches) zwischen dem Schraubenkopf und der Lagerfläche des Durchgangsloches eine stabilisierende Wirkung auf die Montageposition des Wendeschneideinsatzes haben. Diese 360°-Lagerung ist allerdings überbestimmt und deshalb hinsichtlich des mechanischen Spannverhaltens nicht einfach zu beherrschen.

Weiterhin ist es z.B. aus US 5 199 828 A und aus WO 2007/094723 A bekannt, einen Lagerkontakt zwischen dem Schraubenkopf und der korrespondierenden Lagerfläche des Durchgangsloches eines Schneideinsatzes nur abschnittsweise (z.B. punktförmig) zu realisieren. Diese konstruktive Ausgestaltung eines Mehrpunkt-Kontaktes zwischen Schraubenkopf und Durchgangsloch führt zu einem erhöhten Verschleiß des Schraubenkopfes. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Schneidwerkzeug bereitzustellen, welches die vorgenannten Nachteile bei der Lagerung des Spannstiftes vermeidet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Anspruches 1 gelöst. Bei dem Schneidwerkzeug - vorzugsweise ein Fräswerkzeug - weist erfindungsgemäß der zur Lagerung vorgesehene Abschnitt des Spannstiftes ein Kugelsegment auf, dessen Oberfläche von einer Segmentnut unterbrochen ist. Die Segmentnut ist als Nut, Rille, Vertiefung, Einstich oder dergleichen in das Kugelsegment eingearbeitet. Hierdurch bleiben einerseits die technischen Vorteile der Lagerung eines Kugelsegmentes für den Spannstift grundsätzlich erhalten. Andererseits vermeidet die Segmentnut die Nachteile eines 360° -Kontaktes zwischen dem Lagerabschnitt des Spannstiftes und der Lagerfläche im Durchgangsloch, bei dem eine konstruktive Überbestimmung die Lagerung des Spannstiftes und somit die gewünschte Verspannung des Schneideinsatzes beeinträchtigen kann. Vielmehr bewirkt die Segmentnut in Umfangsrichtung der Lagerfläche bezüglich der Mittelachse betrachtet eine Unterbrechung des Kontaktes zwischen dem Kugelsegment als Lagerabschnitt des Spannstiftes und der Lagerfläche des Durchgangsloches. Mit anderen Worten entsteht zwischen Kugelsegment und Lagerfläche - trotz der

Grundstruktur einer Lagerung für ein Kugelsegment - ein Mehrpunkt-Kontakt mit definierten Kontaktpunkten oder Kontaktzonen, wobei diese Kontaktzonen gemeinsam in einer Ebene der Lagerfläche ein Bogenmaß kleiner als 360° erzielen. Mittels der Segmentnut ist gewährleistet, dass unabhängig von dem Winkel des Spannstiftes (bzw. seiner Mittellängsachse) gegenüber der Bodenfläche des Einsatzsitzes oder gegenüber der Mittelachse des Durchgangsloches eine Kontaktzone vermieden wird, deren Bogenmaß 360° beträgt. Die vorgenannten Vorteile der Segmentnut werden unabhängig von einer spezifischen geometrischen Ausgestaltung der Segmentnut erzielt.

Insbesondere sind mittels der Segmentnut (in einer Querschnittsebene betrachtet) mindestens zwei Kontaktzonen realisiert. Zwei Kontaktzonen sind in Umfangsrichtung voneinander beabstandet und erreichen gemeinsam vorzugsweise ein Bogenmaß von etwa 180°. Es können auch mehr als zwei Kontaktzonen realisiert sein. Die Anzahl der Kontaktzonen beträgt insbesondere ein Vielfaches von zwei Kontaktzonen. Vorzugsweise sind mehrere Segmentnuten vorgesehen. Die gewünschte Anzahl und das gewünschte Bogenmaß der Kontaktzonen kann mit einer geeigneten Anzahl und/oder Geometrie von Segmentnuten erzielt werden.

Mit dem Begriff Kontaktpunkt ist allgemein eine Kontaktzone gemeint. Die Kontaktzonen können punktförmige, linienförmige oder auch flächenförmige Kontakte zwischen Kugelsegment und Lagerfläche ausbilden. Mittels der Segmentnut kann auf spezifisch ausgestaltete Vorsprünge oder dergleichen an der Lagerfläche zur Ausbildung eines Mehrpunkt-Kontaktes verzichtet werden. Folglich werden auch punktuell oder abschnittsweise extrem hohe mechanische Belastungen des Spannstiftes in Montageposition des Spannstiftes vermieden.

Erfindungsgemäß werden somit die Vorteile einer Lagerung eines

Kugelsegmentes mit den Vorteilen eines Mehrpunkt-Kontaktes kombiniert und gleichzeitig die oben erläuterten Nachteile vermieden.

Zur Bereitstellung der Segmentnut lässt sich der Spannstift auch nachträglich fertigungstechnisch einfach bearbeiten. Demgegenüber aufwändigere

Ausgestaltungen der Lagerfläche am Schneideinsatz zur Ausbildung eines Mehrpunkt-Kontaktes können kostensparend vermieden werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kugelsegment an dem Stiftkopf des Spannstiftes angeordnet. Hierdurch bildet das Kugelsegment einen Abschnitt des Stiftkopfes, so dass der Stiftkopf in bewährter Weise für die Übertragung der Spannkräfte verwendet wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Segmentnut in einer Umfangsrichtung bezüglich der Mittellängsachse des Spannstiftes in sich geschlossen ausgebildet. Dies unterstützt ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Kontaktzonen und kontaktfreien Zonen (Unterbrechungszonen) an der Lagerfläche in dessen Umfangsrichtung und eine gleichmäßige Beanspruchung des Lagerabschnittes (insbesondere des Stiftkopfes) des Spannstiftes in Umfangsrichtung. Extreme mechanische Belastungsspitzen an einzelnen Stellen des Spannstiftes werden auf diese Weise vermieden.

Eine vorzugsweise koaxial zur Mittellängsachse des Spannstiftes bzw. des Stiftkopfes angeordnete Segmentnut ermöglicht eine fertigungstechnisch einfache Bereitstellung der Segmentnut am Stiftkopf.

Vorzugsweise ist auch der kugelsegmentförmige Abschnitt des Spannstiftes koaxial zur Mittellängsachse des Spannstiftes angeordnet und unterstützt hierdurch zusätzlich eine fertigungstechnisch einfache und kostengünstige Herstellung des Spannstiftes.

In einer bevorzugten Ausführung ist das Durchgangsloch im Bereich der Lagerfläche derart ausgestaltet, dass es sich in Richtung der Bodenfläche des Einsatzsitzes verjüngt. Diese Geometrie des Durchgangsloches ermöglicht eine mechanisch stabile Lagerung des Spannstiftes, insbesondere seines Stiftkopfes, während und nach seiner Montage.

Es ist vorteilhaft, wenn das Durchgangsloch einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Insbesondere ist zumindest der die Lagerfläche aufweisende Bereich bzw. Abschnitt des Durchgangsloches kreisförmig ausgestaltet. Der kreisförmige Querschnitt bewirkt auf konstruktiv einfache Weise eine gleichmäßig stabile Lagerung des Spannstiftes, auch wenn der Schneideinsatz aufgrund seiner Mehrzahl von Schneidkanten mehrfach verwendet wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind der Spannstift und das Durchgangsloch derart dimensioniert, dass ein größter Querschnitt des Kugelsegmentes größer ist als ein kleinster Querschnitt der Lagerfläche. Dies gewährleistet eine stabile Anlage des Kugelsegmentes an der Lagerfläche. Außerdem vermeidet diese Dimensionierung zuverlässig fehlerhafte Montagevorgänge.

Eine montagetechnisch einfache Handhabung des Spannstiftes im Durchgangsloch wird erzielt, wenn der Stiftkopf einen Querschnitt aufweist, der höchstens so groß ist wie der größte Querschnitt des Kugelsegmentes selbst. Einzelne Abschnitte des Stiftkopfes weisen dann z.B. einen zylindrischen Querschnitt auf, dessen Durchmesser höchstens so groß ist wie der Durchmesser des größten Kugelsegment-Querschnittes. Ein derartiger Stiftkopf unterstützt eine möglichst kleine Dimensionierung des Durchgangsloches, wodurch die Stabilität des Schneideinsatzes erhöht wird.

Eine konstruktiv einfache Gestaltung des Durchgangsloches und somit des gesamten Schneideinsatzes wird erzielt, wenn die Lagerfläche rotationssymmetrisch zur Mittelachse des Durchgangsloches ausgebildet ist. Insbesondere sind abgesehen von der Lagerfläche noch weitere Abschnitte der Lochwandung - z.B. die gesamte Lochwandung bzw. Oberfläche - des Durchgangsloches rotationssymmetrisch zu dessen Mittelachse ausgebildet. Diese bevorzugten Ausführungsformen unterstützen eine gleichmäßige Verteilung der Spannkräfte auf den Schneideinsatz.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante ist die Mittelachse des Durchgangsloches rechtwinklig zu einer Oberfläche oder zwei gegenüberliegenden Oberflächen des Schneideinsatzes angeordnet. Eine Oberfläche ist insbesondere als eine Spanfläche oder als eine der Bodenfläche des Einsatzsitzes zugewandte Auflagefläche des Schneideinsatzes ausgebildet. Dabei können die Mittelachse des Durchgangsloches und die Mittellängsachse des Spannstiftes in einem spitzen Winkel zueinander angeordnet sein. In diesem Fall ist die Mittellängsachse des Spannstiftes vorzugsweise geneigt bzw. schräg gegenüber der Bodenfläche des Einsatzsitzes und der dazu korrespondierenden Auflagefläche des Schneideinsatzes angeordnet. Hierdurch können bei grundsätzlich gleichartigem Werkzeugaufbau eine größere Anzahl von Einsatzsitzen bzw. Schneideinsätzen am Werkzeuggrundkörper vorgesehen werden.

In einer bewährten Ausführungsform ist der Spannstift kostengünstig als Spannschraube mit einem Schraubenkopf als Stiftkopf ausgebildet. Im Folgenden wird die Erfindung an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen: Figur 1 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen

Schneidwerkzeugs mit einem Werkzeuggrundkörper und daran verspannten Schneideinsätzen Figur 2 eine perspektivische Darstellung eines Schneideinsatzes gemäß Fig. 1 Figur 3 eine Seitenansicht eines Spannstiftes zur Verspannung eines Schneideinsatzes gemäß Fig. 1 Figur 4 eine Draufsicht des Schneideinsatzes gemäß Fig. 2 und daran angelegtem Spannstift gemäß Fig. 3

Figur 5 eine geschnittene Seitenansicht entlang der Schnittlinie V-V in Fig. 4

Figur 6 eine geschnittene Draufsicht des Schneideinsatzes und des Spannstiftes gemäß Fig. 4, entlang der Schnittlinie

Vl-Vl in Fig. 5

Figur 7 eine vergrößerte Darstellung des Details VII in Fig. 5

Das in Fig. 1 dargestellte Schneidwerkzeug -1 - ist ein Werkzeug zum Fräsen und enthält einen Werkzeuggrundkörper -2-. Der Kopfteil des Werkzeuggrundkörpers -2- weist mehrere Einsatzsitze -3- zur Lagerung jeweils eines auswechselbaren Schneideinsatzes -A- auf. Der Einsatzsitz -3- weist eine Bodenfläche -5- sowie seitliche Anlageflächen -6- zur Positionierung des Schneideinsatzes -A- auf. Der Schneideinsatz -A- weist einen oktagonalen Querschnitt mit entsprechend acht Schneidkanten -7- auf (Fig. 2), so dass der Schneideinsatz -A- mehrfach mit jeweils einer aktiven Schneidkante -7- verwendet wird. Der Schneideinsatz -A- ist von einer ersten Oberfläche -8- (üblicherweise die Bereiche der Spanfläche) bis zu seiner gegenüberliegenden, in Montageposition der Bodenfläche -5- zugewandten Auflagefläche -9- von einem zentralen Durchgangsloch -10- durchsetzt. Die Auflagefläche -9- stützt sich in Montageposition des Schneideinsatzes -4- an der Bodenfläche -5- ab. Jeder Schneideinsatz -4- wird mittels eines Spannstiftes in Form einer Spannschraube -11- am Einsatzsitz -3- verspannt. Die Spannschraube -11 - durchsetzt das eine zentrale Mittelachse -12- aufweisende Durchgangsloch -10-, die Bodenfläche -5- sowie ein sich an die Bodenfläche -5- anschließendes Aufnahmeloch -13- im

Werkzeuggrundkörper -2-. Die Spannschraube -11- wird im Aufnahmeloch -13- mit dem Werkzeuggrundkörper -2- verschraubt. Hierzu korrespondiert ein Außengewinde -14- eines Schraubenschaftes -15- der Spannschraube -11- mit einem Innengewinde -16- des Aufnahmeloches -13-. Eine Mittellängsachse -17- der verschraubten Spannschraube -11 - ist in einem spitzen Winkel -W1 - zu der Bodenfläche -5- angeordnet.

An den Schraubenschalt -15- schließt sich ein Stiftkopf in Form eines Schraubenkopfes -18- an (Fig. 3). Der Schraubenkopf -18- weist einen Abschnitt in Form eines Kugelsegmentes -19- auf. In Montageposition ist der Schraubenkopf -18- mit seinem Kugelsegment -19- an einer Lagerfläche -20- des Durchgangsloches -10- gelagert. Die Oberfläche des Kugelsegments -19- ist von einer Segmentnut -21- unterbrochen. Diese Segmentnut -21- ist in einer Umfangsrichtung -22- in sich geschlossen ausgebildet. Dabei ist die Segmentnut -21 - koaxial zur Mittellängsachse -17- angeordnet. Auch das

Kugelsegment -19- ist koaxial zur Mittellängsachse -17- angeordnet. Sowohl die Segmentnut -21- als auch das Kugelsegment -19- sind rotationssymmetrisch bezüglich der Mittellängsachse -17- als Rotationsachse ausgebildet.

Die Lochwandung des Durchgangsloches -10- weist entlang der Mittelachse -12- mehrere Abschnitte auf. Ein Abschnitt ist durch die Lagerfläche -20- gebildet, welche sich im Querschnitt gemäß Fig. 5 gesehen in Richtung der der Bodenfläche -5- zugewandten zweiten Oberfläche -9- des Schneideinsatzes -4- konisch verjüngt. Die verschiedenen Abschnitte des Durchgangsloches -10- weisen jeweils einen kreisförmigen Querschnitt auf, wie in Fig. 2 und Fig. 4 erkennbar ist. Dabei sind die Lagerfläche -20- und sämtliche übrigen Abschnitte der Lochwandung des Durchgangsloches -10- koaxial und aufgrund ihres kreisrunden Querschnittes rotationssymmetrisch bezüglich der Mittelachse -12- als Rotationsachse ausgebildet. Zwischen der Lagerfläche -20- und der ersten Oberfläche -8- des Schneideinsatzes -A- sind in Axialrichtung -22-, d.h. entlang der Mittelachse -12-, mehrere Abschnitte -23- der Lochwandung des Durchgangsloches -10- angeordnet. Ausgehend von der ersten Oberfläche -8- verjüngen sich die Querschnitte dieser Abschnitte -23- in Richtung der Lagerfläche -20- (Rg. 5). Zwischen der Lagerfläche -20- und der Auflagefläche -9- des Schneideinsatzes -4- befinden sich mehrere Abschnitte -24- der Lochwandung. Die Querschnitte dieser Abschnitte -24- sind in Axialrichtung -22- entweder konstant oder in Richtung der zweiten Oberfläche -9- konisch aufgeweitet. Aufgrund des Querschnittsverlaufes der einzelnen Bereiche bzw. Abschnitte der Lochwandung weist das Durchgangsloch ein sogenanntes Trompetenloch zur Aufnahme der Spannschraube -11- bzw. ihres Schraubenkopfes -18- auf. Die Abschnitte -24- bieten genügend radiales Spiel in Radialrichtung -25- für eine Spannschraube -11 -, welche mit ihrer Mittellängsachse -17- schräg bzw. in einem spitzen Winkel -W2- zur Mittelachse -12- des Durchgangsloches -10- montiert wird. Dabei gilt für den Winkel -W2- : -W2- = 90° -W1-. Die Mittelachse -12- ist etwa rechtwinklig zu der ersten Oberfläche -8- und der gegenüberliegenden Auflagefläche -9- angeordnet.

Anhand von Fig. 5 ist erkennbar, dass der größte Querschnitt -26- des Kugelsegmentes -19- größer ist als der kleinste Querschnitt -27- der Lagerfläche -20- des Durchgangsloches -10-. Der sich an diesen größten Querschnitt -26- unmittelbar anschließende Kopfabschnitt -28- des Schraubenkopfes -18- ist zylindrisch ausgebildet mit einem Durchmesser, der etwa dem Durchmesser des größten Querschnittes -26- entspricht (Fig. 3). Ein zwischen dem zylindrischen Kopfabschnitt -28- und einer freien Deckfläche -29- des Schraubenkopfes -18- angeordneter Abschnitt des Schraubenkopfes -18- ist konisch verjüngt ausgebildet. Die freie Deckfläche -29- ist die dem Schraubenschaft -15- axial abgewandte Außenfläche des Schraubenkopfes -18-.

Während der Montage der Spannschraube -11- kommt es zu einer Anlage der Oberfläche des Kugelsegmentes -19- an die Lagerfläche -20- (Fig. 7). Wegen der Segmentnut -21 - existiert keine Ebene, in der entlang der Umfangsrichtung -22- betrachtet eine Kontaktzone von 360° Bogenmaß erreicht wird. Vielmehr entsteht mittels der Segmentnut -21- ein Zwei-Punkt-Kontakt zwischen dem Kugelsegment -19- und der Lagerfläche -20-, indem zwei Kontaktzonen -30- gebildet sind (Fig. 6). Diese Kontaktzonen -30- bilden in dem Ausführungsbeispiel einen linien- oder flächenförmigen Kontakt. Die beiden Kontaktzonen -30- sind mittels zwei Unterbrechungszonen -31- in Umfangsrichtung -22- voneinander getrennt. In diesen Unterbrechungszonen -31- ist die Segmentnut -21- als Kontaktunterbrechung zwischen dem Kugelsegment -19- und der Lagerfläche -20- wirksam. Hierdurch sind zwei längere Kontaktzonen -30- und gleichzeitig eine eindeutig definierte Lagerung des Kugelsegementes -19- der Spannschraube -11- realisiert. Auf diese Weise sind die Vorteile einer Kugellagerung für den Schraubenkopf -18- mit den Vorteilen eines Mehrpunkt-Kontaktes zwischen dem Schraubenkopf -18- und der Lagerfläche -20- kombiniert und gleichzeitig die jeweiligen Nachteile vermieden.