Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuier¬ lichen Herstellung von zylindrischen Stäben mit zumindest einem innenliegenden wendeiförmig verlaufenden Kanal gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 , ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, d. h. auf ein zur Durchführung des Verfahrens geeignetes Strangpreßwerk¬ zeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 11 bzw. 28, und schließlich auf einen nach dem Verfahren hergestellten zylindrischen Formkörper gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 44.

Aus einer plastifizierten keramischen oder pulvermetallurgi¬ schen Masse kontinuierlich, beispielsweise im Strangpreßver- fahren hergestellte zylindrische Formkörper mit innenliegen¬ den, zumindest abschnittsweise wendeiförmig verlaufenden Kanälen vorbestimmten Querschnitts werden in zunehmendem Maße beispielsweise in der Werkzeugindustrie, und hier ins¬ besondere bei der Herstellung von Bohrwerkzeugen benötigt, die eine innenliegende Kühl- bzw. Spülmittelversorgung ha¬ ben, so daß das Kühl- bzw. Spülmittel in unmittelbarer Schneidennähe aus dem Werkzeug austreten kann. Der wendei¬ förmige Verlauf des zumindest einen, innenliegenden Kühlka¬ nals ist dann erforderlich, wenn an dem herzustellenden Werkzeug, wie z. B. an einem Bohrwerkzeug wendeiförmige Spannuten vorgesehen, beispielsweise eingeschliffen sind. Da die axiale Länge solcher Bohrwerkzeuge zwischenzeitlich er-

heblich gesteigert worden ist, kommt es in besonderem Maße darauf an, die Steigung des zumindest einen, innenliegenden wendeiförmigen Kühlkanals bei der Herstellung genau zu steu¬ ern und zu kontrollieren, damit die Lage des Kühlkanals in den Bohrer- bzw. Werkzeugstiegen über die gesamte Länge des Schneidteils im Bereich vorbestimmter, enger Toleranzen liegt.

Es sind zwischenzeitlich bereits vielfache Versuche unter- nommen worden, ein wirtschaftliches Strangpreßverfahren zur Herstellung zylindrischer, stabförmiger Rohlinge für die Werkzeugherstellung zu schaffen.

So wird bereits in der US-PS 2 422 994 ein Strangpreßverfah- ren beschrieben, bei dem eine plastifizierte pulvermetallur¬ gische Masse durch eine Strangpreßdüse gepreßt wird, deren Innenoberfläche Vorsprünge vorbestimmten Querschnitts auf¬ weist. Im Bereich des Zentrums der Strangpreßdüse erstrecken sich in axialer Richtung stabförmige Körper, die an einem vor der Strangpreßdüse liegenden, von der plastifizierten Masse umströmten Dorn befestigt sind. Dieses Verfahren ar¬ beitet mehrstufig, indem das plastifizierte Rohmaterial zunächst in einen Bohrerrohling mit zumindest einer geradli¬ nig verlaufenden, außenliegenden Nut geformt wird, woraufhin der so gestaltete Rohling durch eine Relativ-Drehbewegung zwischen der Strangpreßdüse und dem Rohmaterial verdrillt wird. Es hat sich gezeigt, daß ein solcher, zweistufiger Formgebungsprozeß für die meisten der zwischenzeitlich ver¬ wendeten Rohmassen schon deshalb nicht in Frage kommt, weil der aus der Strangpreßdüse austretende Rohling regelmäßig derart druckempfindlich ist, daß selbst kleinste, auf ihn einwirkende Kräfte zu unerwünscht großen Verformungen nicht nur der Außenkontur, sondern auch der innenliegenden, einge¬ formten Kanäle führt, wodurch die Ausschußrate übermäßig an- steigt.

In der DE-PS 36 01 385 wird deshalb bereits ein Verfahren zur Herstellung eines Bohrwerkzeugs mit mindestens einem, wendeiförmig verlaufenden, innenliegenden Kühlmittelkanal vorgestellt, bei dem der wendeiförmige Verlauf des zumindest einen innenliegenden Kühlmittelkanals gleichzeitig mit der Extrusion der plastischen Masse erzeugt wird. Zu diesem Zweck ist das Düsenmundstück innenseitig mit einem wendei¬ förmigen Profil ausgestattet, wobei die Wendelsteigung die¬ ser Vorsprünge an die anzustrebende WendelSteigung der in- nenliegenden Kühlkanäle angepaßt ist. Im Zentrum der Strang¬ preßdüse sind elastische Stifte vorgesehen, die mit ihren stromaufwärtigen Enden an einem Düsendorn befestigt sind und deren Elastizität so groß gewählt ist, daß die Stifte der durch die Innenkontur des Düsenmundstücks induzierten Drall- Strömung folgen können. Abgesehen davon, daß bei- dieser Art der Herstellung eine verhältnismäßig große Energiemenge auf¬ gebracht werden muß, um dem gesamten Strömungsquerschnitt eine homogene Drallströmung aufzuprägen, hat sich gezeigt, daß bei den nach diesem bekannten Verfahren hergestellten Rohlingen die Steigung der Kühlkanalwendel häufig von der WendelSteigung der Vorsprünge oder Vertiefungen an der In¬ nenoberfläche des Düsenmundstücks abweicht. Dies hat zur Folge, daß die Vorsprünge oder Vertiefungen an der Innen¬ oberfläche des Düsenmundstücks in großer Zahl, dafür aber mit verhältnismäßig kleiner Tiefe ausgebildet werden mußten, um die Materialverluste möglichst klein zu halten. Die fer¬ tig gesinterten Teile werden dementsprechend regelmäßig außen zunächst rund geschliffen, bevor die Spannut einge¬ bracht wird.

Um den Verfahrensschritt des außen rund Schleifens der fer¬ tig gesinterten Schneidteil-Rohlinge einzusparen, wird in der DE-OS bzw. in der EP 0 465 946 AI ein Verfahren vorge¬ schlagen, bei dem die Innenoberfläche des Düsenmundstücks von der Mantelfläche eines Kreiszylinders gebildet ist. Dem Düsenmundstück ist dabei eine innerhalb des Massestroms lie-

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H gende Dralleinrichtung vorgeschaltet. Gemäß einer Alterna¬ tive wird der Strangpreßmasse mittels dieser Dralleinrich¬ tung eine gleichmäßig über den Querschnitt des Strangs wir¬ kende Drallbewegung aufgezwungen, während gemäß der zweiten Alternative der Dralleinrichtung durch die Strangpreßmasse eine Drall- bzw. Drehbewegung aufgezwungen wird. Zur Bildung der Innenkanäle ragt in den Massestrom der Drall- bzw. Dreh¬ bewegung folgendes, fadenförmiges Material hinein. In diesem Fall wird der Kreisdurchmesser, auf dem die Querschnitte bzw. der Querschnitt des zumindest einen innenliegenden Kühlmittelkanals beim extrudierten Rohling zu liegen kommt, durch die Strömungsgeschwindigkeit und durch die Reibungs¬ verluste im Düsenmundstück beeinflußt, was sich insbesondere beim Wechseln der Strangpreßmasse von einer Charge zur ande- ren negativ auswirken kann. Es wird deshalb gemäß einer wei¬ teren Variante dieses Verfahrens vorgeschlagen, das Düsen¬ mundstück drehbar auszubilden, wobei durch die Drehbewegung des Düsenmundstücks eine Korrektur der Drallbewegung des Massestroms erfolgen soll.

Aus dem Dokument EP 0 431 681 A2 ist schließlich ein Verfah¬ ren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines zylindri¬ schen, metallischen oder keramischen Rohlings der eingangs beschriebenen Gattung bekannt geworden, bei dem sich durch das Zentrum eines innenseitig glatten, kreiszylindrischen Düsenmundstücks zumindest ein verdrallter Mittelstift aus einem starren Material erstreckt. Dieser zumindest eine, verdrallte Mittelstift ist vor dem Einlaufbereich des Düsen¬ mundstück an einem stationären Dorn befestigt. Die Stifte sind also bei diesem Verfahren wendeiförmig vorgeformt und aus einem starren Material, wie z. B. aus Hartmetall oder Stahl gebildet. Es konnte gezeigt werden, daß es bis zu ei¬ nem best-L-mmten, verhältnismäßig kleinen Verhältnis zwischen Innendurchmesser des Düsenmundstücks und Außendurchmesser des zumindest einen Mittelstifts möglich ist, im Bereich des Düsenmundstücks auf zusätzliche Verdralleinrichtungen zu

ε verzichten. Dabei wird davon ausgegangen, daß die starren Mittelstifte in der Lage sind, dem Massenstrom über den ge¬ samten Querschnitt eine gleichmäßige Drallbewegung auf¬ zuzwingen. Bei größeren Werten des vorstehend angesprochenen Verhältnisses muß die Verdrallung des Rohlings durch zusätz¬ liche Drallhilfen in der Düse verstärkt werden. Auch hat sich gezeigt, daß es regelmäßig erforderlich ist, die Mit¬ telstifte stärker zu verdrallen als den Drall der im Rohling dann tatsächlich vorliegenden, wendeiförmigen Kanäle. Dies setzt für jede Strangpreßmasse umfangreiche Versuche voraus, die das Herstellungsverfahren verteuern und aufwendige Qua- litäts-Sicherungsmaßnahmen erforderlich machen.

Der Erfindung liegt- deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Ver- fahren und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 11 bzw. des Patentanspruchs 28 derart weiterzubilden, daß Strang¬ preßrohlinge mit genau definiertem Verlauf innenliegender, wendeiförmiger Kühlkanäle mit einem Höchstmaß an Reprodu- zierbarkeit und mit hoher Gefügequalität herstellbar sind, wobei keinerlei Beschränkungen hinsichtlich des Anwen¬ dungsbereichs des Verfahrens im Hinblick auf die Zusammen¬ setzung der Strangpreßmasse, der Verfahrensparameter oder hinsichtlich der Geometrie des Rohlings bestehen sollen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 11 bzw. 28 gelöst.

Die Innenkanäle werden dabei ohne plastische Umformung der im Düsenmundstück befindlichen Masse im Urformprozeß herge- stellt, wobei vorzugsweise die Masse im wesentlichen drall¬ frei in das Düsenmundstück eintritt, über den gesamten Strömungsquerschnitt im wesentlichen drallfrei entweder den zumindest einen Stift anströmt und diesen beim Durchtreten durch das Düsenmundstück in eine kontinuierliche, der Stei- gung seiner Wendel entsprechende Drehbewegung versetzt, oder an einer Stiftaufhängung vorbeiströmt, die in Abhängigkeit

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έ von der Strömungsgeschwindigkeit antreibbar ist. Die Vor¬ richtung ist nach einer Variante dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Stift dreh- und axialfest mit einer im Düsendorn um eine zur Düsenachse parallele Achse drehbar 5 gelagerten Welle verbunden und derart verdrillt ist, daß ihm die entlang seiner Achse strömende plastische Masse im wesentlichen über die gesamte Länge einen konstanten, durch die Steigung seiner Wendel definierten Drehimpuls aufprägt. Nach einer weiteren Variante hat die den zumindest einen 10 Stift tragende Welle, deren radial innerhalb des Stiftes liegende Verbindungsstelle zum Stift .im Düsenmund liegt, einen Zusatzantrieb, wobei in diesem Fall der Stift flexibel sein kann und der Antrieb in Unabhängigkeit von der gewünschten Steigung steuerbar ist.

1.5

Die Erfindung löst sich grundsätzlich von dem Gedanken, dem hochviskosen Massestrom bei der Extrusion eine der zu erzeu¬ genden Wendelsteigung entsprechende Drallbewegung aufzuprä¬ gen und dabei die Masse verhältnismäßig stark plastisch zu

20 verformen. Vielmehr basiert die Erfindung auf dem Gedanken, den zumindest einen Draht durch die sich über die Länge des Stiftes aufsummierenden Strömungs-Anströmkräfte in eine sol¬ che Drehbewegung zu versetzen, daß beim Hindurchtreten der plastischen Masse durch das Düsenmundstück zumindest ein

25 wendeiförmiger Innenkanal entsteht, dessen Steigung exakt mit der Steigung des vorverdrillten Stiftes übereinstimmt. Das erfindungsgemäße Verfahren funktioniert insoweit auf der Umkehr eines Korkenzieher-Effekts, wobei die Korkenzieher¬ wendel mit dem Stift und der Korken mit der plastischen

30 Strangpreßmasse zu vergleichen ist. Die zumindest eine In¬ nenwendel entsteht somit erfindungsgemäß im Urformverf hren. Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt dabei darin, daß quasi keine Energie dafür aufgewendet wer¬ den muß, dem Querschnitt der Strangpreßmasse eine Drall-

35 Strömung aufzuprägen, was gleichzeitig bedeutet, daß auch der Kühlkanalformer in Form der sich drehenden Teile nur ge-

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ringen und reproduzierbaren Kräften unterworfen wird. Dabei wird bei der Erfindung in vorteilhafter Weise der Umstand ausgenutzt, daß bei einer vorgegebenen Wendelsteigung mit zunehmender Nähe der Wendelfläche zur Zentrumsachse der Steigungswinkel zunimmt, so daß die Anströmwinkel kleiner werden. Dies führt im Vergleich zu der Anordnung von Drall- einrichtungs-Anströmflächen im Bereich des Innenmantels des Düsenmundstücks bwz. an radial weiter außen liegenden Stel¬ len zu energetischen Vorteilen. Mit anderen Worten, die Strömung der Strangpreßmasse wird erfindungsgemäß bei der Herstellung der innenliegenden Kühlkanäle so gering wie mög¬ lich beansprucht, wodurch sich der besondere Vorteil ergibt, daß der Rohling am Austritt des Düsenmundstücks ein sehr ho¬ mogenes Gefüge hat. Dabei hat sich überraschenderweise ge- zeigt, daß die Genauigkeit des eingebrachten, zumindest einen wendeiförmigen Kühlkanals, und zwar hinsichtlich Stei¬ gung, radialer Lage, Winkellage und Querschnitt auf Anhieb auf einem sehr hohen Niveau gehalten werden konnte, und zwar unabhängig davon, ob und gegebenenfalls in welcher Weise eine bestimmte Rauhigkeit der Innenmanteloberfläche des Dü¬ senmundstücks gewählt wird oder nicht.

Erfindungsgemäß ist somit erstmalig ein zylindrischer Strangpreßkörper mit innenliegenden, wendeiförmigen Kühlkanälen herstellbar, der eine von der Kreisform abwei¬ chende Querschnittsform, beispielsweise Rechteck-, Polygon¬ oder Ellipsenform hat, wobei es auf die Lage des Drehzen¬ trums des Kühlkanalformers bezüglich des Düsenquerschnitts nicht mehr ankommt. Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfah- rens existieren in einem großen Bereich keine Abhängigkeiten mehr zwischen dem Querschnitt bzw. dem Durchmesser des Rohlings und/oder dem Grad der Plastifizierung und/oder den Extrusionsparametern, wie z.B. der Strangpreßgeschwindig¬ keit. In jedem Fall entspricht die Wendel im Rohling exakt der vorgeformten Wendel der mitgedrehten Drähte.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Mit der Weiterbildung der Ansprüche 2 bzw. 12 bzw. 29 wird die Herstellungsgenauigkeit und die Reproduzierbarkeit mit geringem, vorrichtungstechnischen Aufwand weiter verbessert.

Dabei wird den starren oder flexiblen Stiften ein reibungs- minderndes Fluid, vorzugsweise eine reibungsmindernde Flüs- sigkeit oder eine flüssigkeitsähnliche Substanz vorzugsweise unter Druck zugeführt. Die auf diese Weise stark verminderte Reibung führt zu kleinsten Reaktionskräften zwischen der Preßmasse und dem zumindest einen Stift. Diese kleinsten Reaktionskräfte wiederum erlauben es, die Stiftträgerorgane mit geringstmöglichem Querschnitt auszubilden» Diese Stift¬ trägerorgane sind von den Komponenten wie Stege, Welle und Wellenlagerung gebildet. Weil diese Stiftträgerorgane somit erfindungsgemäß mit kleinerem Querschnitt ausgebildet werden können, führen diese ebenfalls zu kleineren Reaktionskräf- ten, die den Preßmassestrom ansonsten stören würden. Die Summe der somit erfindungsgemäß radial auf die Preßmasse einwirkenden Kräfte ist durch die erfindungsgemäßen Maßnah¬ men so gering, daß diese reproduzierbar nicht mehr in der Lage sind, dem Preßmassestrom weder örtlich noch über den Querschnitt eine Drallbewegung aufzuzwingen. Es konnte gezeigt werden, daß die inneren und äußeren Zusammen¬ haltskräfte der Preßmasse dieser Tendenz wirksam entgegen¬ wirken. Dabei ergibt sich durch die erfindungsgemäßen Ma߬ nahmen der zusätzliche Vorteil _r daß an dem den Kühlkanal formenden, zumindest einen Stift kein spürbarer Verschleiß mehr auftritt. Die erfindungsgemäße Weiterbildung des Gegen¬ stands des Hauptpatents ist somit vergleichbar mit einer quasi hydrostatischen Lagerung des Kühlkanalformers in der Preßmasse.

Vorzugsweise wird das Fluid unter Druck zugeführt (Anspruch 2) und das Fluid besteht aus dem Plastifizierungsmittel der Preßmasse oder es hat zumindest eine Komponente dieses Pla- stifizierungsmittels.

Es ergeben sich bereits günstige die Reibungskraft vermin¬ dernde Effekte dann, wenn das die Reibungskraft vermindernde Fluid im Bereich der Stifte vorliegt, d. h. deren Oberfläche benetzt. Eine zusätzliche Verbesserung ergibt sich mit der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 bzw. des Patentanspruchs 31. Hierbei wird das die Reibungskraft vermindernde Fluid schon durch den Lager-Dichtspalt am Wellenaustritt der Wel¬ lenlagerung zugeführt. Auf diese Weise bildet sich ein hy¬ drostatischer Tragfilm über die gesamten, stromab der Wel- lenlagerung befindlichen Oberflächen des Kühlkanalformers aus. Dieser hydrostatische Tragfilm tritt dann ausschlie߬ lich über die dann eingeformten Kanäle wieder aus. Dabei kann angenommen werden, daß sich an den umströmten Organen, wie der Welle oder der Wellen-Stegverbindung innerhalb der Preßmasse keine Einschlüsse bilden. Dies ist' darauf zurück¬ zuführen, daß sich das den hydrostatischen Spalt bildende Fluid, d. h. die den hydrostatischen Spalt bildende Flüssig¬ keit durch den inneren Druck der Preßmasse den einfachsten Weg über die Oberflächen in die sich bildenden Kanäle sucht.

Besonders gute Druckverhältnisse beim Durchtritt durch das Düsenmundstück erzielt man mit der Weiterbildung des Pa¬ tentanspruchs 5 bzw. des Patentanspruchs 13. Da sich die hochviskose Masse nicht wie eine ideale Flüssigkeit verhält, sondern statt dessen eine gewisse Elastizität besitzt, ist darauf zu achten, daß beim Durchströmen des Düsenmundstücks und der darin liegenden wendeiförmigen Stäbe an jeder Stelle ein ausreichender Druck zum Schließen des Querschnitts vor¬ herrscht. Dies ist insbesondere im Einlaufbereich des Düsen- mundstücks bzw. in den Bereichen von Bedeutung, in denen entweder durch die Gestaltung der Strangpreßdüse oder aber

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durch andere Hindernisse in der Strömung Veränderungen des Strömungsquerschnitts auftreten. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Steuerung des Drucks über den Massenstromquerschnitt durch die Gestaltung der In- nenmantelflache des Düsenmundstücks. Diese Mantelfläche kann beispielsweise auch so ausgebildet werden, daß sich der Durchflußquerschnitt zur Ausströmseite hin allmählich ver¬ kleinert, um dem strömungsmechanisch bedingten Druckabbau zur Umgebung hin (Austrittsquerschnitt des Düsenmundstücks) entgegenzuwirke .

Wenn die in den Düsenmund eintretende Masse auf die ver¬ drillten Stäbe trifft, muß sie ein Reaktionsmoment aufneh¬ men. Durch geeignete Gestaltung des Innenmantels und/oder durch geeignete Maßnahmen Bereich des Kühlkanalformers im Bereich des Düseneinlaufs können die Raktionskräfte des Kühlkanalformers derart aufgefangen werden, daß die Masse drallfrei durch den Düsenmund strömt und aus diesem aus¬ tritt.

Eine geeignete Maßmahme besteht beispielsweise darin, die Massestrom bedingte Drehbewegung der die Kühlkanäle formen¬ den Stäbe, d.h. des Kühlkanalformers durch einen Zusatzan¬ trieb zu unterstützen, wobei die vorteilhafteste Ausgestal- tung eines solchen Zusatzantriebs so aufgebaut sein soll, daß das zusätzliche Antriebs-Drehmoment gerade so groß ist, daß es das Reaktions-Gegenmoment kompensiert.

Der Zusatzantrieb kann gemäß einer weiteren Variante der Er- findung, wie sie im Patentanspruch 28 angegeben- ist, in vor¬ teilhafter Weise mit einem Kühlkanalformer kombiniert wer¬ den, bei dem zumindest ein flexibler Kernstift am Ende einer in den Düsenmund ragenden Welle sitzt, so daß die Welle in Abhängigkeit von der gewünschten Steigung der Kanalwendel kontrolliert in Drehbewegung versetzt wird. Dabei werden die gleichen, vorstehend erläuterten Vorteile erzielt, da auch

// in diesem Fall nicht der gesamte Massen-Strömungsquerschnitt einem Drall unterworfen wird und der Kanal wiederum im Ur¬ formprozeß entsteht.

Eine weitere, besonders einfache Möglichkeit, dieses Zusatz- Antriebsmoment bereitzustellen, ist Gegenstand des Pa¬ tentanspruchs 5 bzw. des Patentanspruchs 19. Bereits durch eine dem Drehsinn der Wendel angepaßte Anschrägung der stromaufgelegenen Stirnseiten der die Kühlkanäle bildenden Stäbe kann das reibungsbedingte Bremsmoment weitestgehend kompensiert werden. Dies ist Gegenstand des Patenanspruchs 20.

Wenn der zumindest eine, den zugehörigen, innenliegenden Kühlkanal formende Stift über den die Verbindung zur Welle herstellenden Nabenkörper hinaus in stromaufwärtiger Rich¬ tung verlängert ist, was Gegenstand des Patentanspruchs 18 ist, wird zusätztlich die Einleitung des Biegemoments von den Stäben in den Nabenkörper sehr günstig, wodurch die Ver- bindungsstelle zwischen Nabenkörper und Stift kürzer gehal¬ ten werden kann.

Die Einleitung der gleichförmigen Drehbewegung auf die an der Welle sitzenden Stifte erfolgt hauptsächlich im ersten Abschnitt, d. h. im eigentlichen Führungsabschnitt des Dü¬ senmundstücks. Aus diesem Grunde wirkt sich die mit zuneh¬ mendem Abstand von der Verbindungsstelle zur Welle immer kleiner werdende Steifigkeit der Drähte nicht auf die Form¬ genauigkeit der Innenkanäle aus.

Eine weitere oder zusätzliche Maßnahme zum Ausschließen jeg¬ licher Rotation des austretenden Rohlings - diese könnte in bestimmten Anwendungsfällen stören - besteht darin, daß zu¬ mindest in diesem Bereich des Strömungseinlaufs eine Li- nearisierung, d. h. eine axiale Ausrichtung und Stabilisie¬ rung der Strömung unter Zuhilfenahme einer Strömungsleitflä-

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.2. chenanordnung durchgeführt wird. Eine vorteilhafte Möglich¬ keit der Ausbildung einer solchen Strö- mungsleitflächenanordnung ist Gegenstand des Patentanspruchs 34. Hierbei kann beispielsweise eine regelmäßige Axialnutung Anwendung finden, wobei in vorteilhafter Weise diese Gestal¬ tung der Innenoberfläche des Düsenmundstücks gleichzeitig dazu benutzt wird, die sich am Ende der Nabe der Drehwelle ergebende QuerSchnitts eränderung zu kompensieren. In diesem Fall verlaufen dann die Axialnuten lediglich bis zum Ende der Verbindungsnabe zwischen den Stiften und der Drehwelle.

Mit den Weiterbildungen gemäß den Patentansprüchen 37 bis 40 wird i vorteilhafter Weise verhindert, daß sich bei der räumlichen Umströmung des Nabenkörpers durch das Reibungs- verhalten von daran befestigten starren oder flexiblen Stif¬ ten oder Fäden, die entweder durch ihre vorgewendelte Form oder durch einen kontrollierten Drehantrieb einen Drehimpuls auf die drallfreie Preßmasse ausüben, eine negative Beein¬ flussung des Gefüges und der Genauigkeit der Formkörperher- Stellung ergibt. Zu diesen negativen Beeinflussungsfaktoren zählt auch ein Drehimpuls, der nur eine Drallbewegung der Preßmasse mit geringer radialer Erstreckung zum Düsenmantel hin auslöst. Um diese, nahe der Drehachse bzw. nahe dem Teilkreis des zumindest einen Stifts auftretende Drallbewe- gung zu kompensieren bzw. zu eliminieren sind Leiteinrich¬ tungen von Vorteil, die ebenfalls geringste Abmessungen ha¬ ben können, wobei der axial angeströmte Querschnitt ähnlich wie bei einer Strömungsmaschine mit geringem Axialspalt ne¬ ben dem turbinenartigen Kanalformer, d. h. dem zumindest einen Stift plaziert wird. Diese Leiteinrichtungen sind vor¬ zugsweise flossenartig ausgebildet und beispielsweise ein¬ stückig mit dem Dorn ausgebildet. Sie können jedoch auch nach Bedarf an diesen Dorn befestigt werden. Die Strömungs- leitflächenanordnungen, die als Drallverhinderungsflächen wirken, erstrecken sich vorzugsweise nicht über den gesamten Strömungsquerschnitt, weil die vorstehend genannte Drallbe-

wegung in diesem Fall ebenfalls nur eine geringe radiale Er¬ streckung hat. Es ist jedoch selbstverständlich auch mög¬ lich, diese Drallverhinderungseinrichtungen über den ge¬ samten Strömungsquerschnitt wirken zu lassen.

Eine besonders wirksame Einrichtung zur Kompensierung des vom Kühlkanalformer auf die Preßmasse einwirkenden Dralls ist Gegenstand des Patentanspruchs 39. In diesem Fall wird der vom Kühlkanalformer ausgelöste Drallimpύls auf die Preß- masse durch einen in die entgegengesetzte Drallrichtung ein¬ geleiteten Gegendrall kompensiert. Diese den Drall kompen¬ sierende Leiteinrichtung kann beispielsweise exakt die Form des Nabenkörpers haben oder so ausgelegt sein, daß auch die den Drallimpuls auslösenden Reibungskräfte der Mittelstifte kompensiert werden. Dieses in der Strömung liegende Teil, d. h. dieses Strömungsteil kann dann ebenfalls kontrolliert an¬ getrieben oder frei gelagert werden und dreht sich entgegen¬ gesetzt zur Drehrichtung des Kanalformers.

Die Erfindung ist aufgrund ihres Funktionsprinzips für jede Querschnittsgestaltung des Rohlings aber auch für jede Quer¬ schnitts- und Lagegestaltung der innenliegenden Kühlkanäle anwendbar. Besonders einfache, weil symmetrische Verhält¬ nisse ergeben sich allerdings dann, wenn die Stäbe punktsym- metrisch zu der Achse der Drehwelle angeordnet werden. Mit der Weiterbildung des Patentanspruchs 41 lassen sich die Einströmungsverhältnisse der hochviskosen, d. h. plastischen Masse in das Düsenmundstück bzw. die Anströmverhältnisse der Wendel-Kernstäbe optimieren.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der üb¬ rigen Unteransprüche.

Nachstehend werden anhand schematischer Zeichnungen Ausfüh- rungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

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Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Axialschnitt im Bereich des vor¬ deren Endes einer Strangpreßdüse zur Erläuterung des Funktionsprinzips des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 1A den Schnitt entsprechend IA-IA in Fig. 1;

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche, jedoch erweiterte Ansicht der Strangpreßdüse zur Erläuterung des erfindungsge¬ mäßen Aufbaus des Düsendorns

Fig. 3 die Schnittansicht entsprechend III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine Teil-Schnittdarstellung des Düsenmundstücks mit einer etwas abgewandelten Kontur der inneren Mantel¬ fläche;

Fig. 5 einen schematischen Axialschnitt im Bereich des vor- deren Endes einer Strangpreßdüse zur Erläuterung des

Funktionsprinzips einer Abwandlung des Verfahrens;

Fig. 6 eine abgewandelte Ausführungsform der Strang¬ preßdüse;

Fig. 7 und 8 Teilschnitte zur Darstellung weiterer Aus¬ führungsformen der Strangpreßdüse;

Fig. 9 eine der Fig. 5 ähnliche Ansicht einer weiteren Aus- führungsform der Strangpreßdüse mit einer modifi¬ zierten Zuführung einer die Reibungskräfte vermin¬ dernden Substanz;

Fig. 10 in einem etwas kleineren Maßstab eine weitere Ausführungsform der Strangpreßdüse mit einer

modifizierten Leitflächenanordnung zur Drallver¬ minderung bzw. Drallkompensation;

Fig. 11 den Schnitt XI-XI in Fig. 10;

Fig. 12 eine der Fig. 10 ähnliche Ansicht einer weiteren Ausführungsform mit einer modifizierten Leitflä¬ chenanordnung zur DrallVerminderung bzw. Drall¬ kompensation;

Fig. 13 die Ansicht XIII in Fig. 12;

Fig. 14 eine der Fig. 10 ähnliche Ansicht einer modifi¬ zierten Ausgestaltung einer Vorrichtung zur Ver- minderung des auf die Preßmasse ausgeübten

Dralls;

Fig. 15 den Schnitt XV-XV in Fig. 14;

Fig. 16 eine der Fig. 10 ähnliche Ansicht einer weiteren

Ausführungsform einer Strangpreßdüse mit einem speziellen, drallkompensierenden Strömungsteil; und

Fig. 17 den Schnitt XVII-XVII in Fig. 16.

Nachfolgend wird zunächst auf die Figuren 1 bis 4 Bezug genommen, um das dem Verfahren zugrundeliegende Prinzip der Kühlkanalausformung im Urformprozeß verdeutlichen zu können.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 ein Strangpreßwerk¬ zeug bezeichnet, das gemäß Fig. 14 von rechts nach links von einer hochviskosen, plastifizierten metallischen oder kera¬ mischen Masse 12 durchströmt wird. Mit 14 ist ein Düsenmund- stück bezeichnet, das entweder einstückig mit einem Düsen- trägerteil 16 ausgebildet ist, oder auswechselbar an letzte-

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/- rem gehalten ist. Das Düsenmundstück 14 und/oder das Düsen- trägerteil sind vorzugsweise austauschbar im Strangpreßwerk¬ zeug 10 fixiert.

Die Strangpreßdüse hat zwei Abschnitte, nämlich einen Düsen¬ mund DM und einen Düsen-Einlaufbereich DE, in dem die pla¬ stische Masse 12 trichterförmig in den Düsenmund geleitet wird. Im Zentrum des Düseneinlaufbereichs DE ist ein Düsen- dorn 18 vorgesehen, der später anhand der Fig. 15 näher be- schrieben wird und an seiner stromabwärtigen Seite eine ko¬ nische Oberfläche 20 hat, so daß zwischen dem Düsendom 18 und dem Düsenträgerteil 16 ein Ringraum 22 gebildet wird, der in den Düsenmund DM mündet.

Das Strangpreßwerkzeug 10 bzw. die Strangpreßdüse 14, 16 dient zur kontinuierlichen Extrusion von zylindrischen stab- förmigen Formkörpern 24 mit zumindest einem, innenliegenden und wendeiförmig, links- oder längsgängig verlaufenden Kanal 26. Solche Rohlinge werden beispielsweise bei der Herstel- lung von Bohrwerkzeugen benötigt, wobei sich in diesem Fall an den Extrusionsprozeß zunächst ein Trocknungs- bzw. Vor¬ sinterungsprozeß anschließt, bevor die entsprechend abge¬ lenkten Rohling-Stäbe dem eigentlichen Sinterprozeß unter¬ worfen werden. Die fertig gesinterten Rohlinge werden dann regelmäßig spanend bearbeitet, indem in die Außenoberfläche der Rohlinge zumindest eine wendelfδrmige Spannut einge¬ schliffen wird. Da der Verlauf der innenliegenden Kühlkanäle 26 bei der spanenden Bearbeitung nicht überwacht werden kann, ist es erforderlich, den Rohling 24 so herzustellen, daß im Bereich des Innenkanals 26 möglichst geringe Toleran¬ zen hinsichtlich Querschnitt, Teilkreisdurchmesser und Ex¬ zentrizität des Teilkreises zur Achse 28 auftreten, und zwar in jedem Radialschnitt des Rohlings, was ferner die genaue Einhaltung einer vorbestimmten Wendelsteigung WS voraus- setzt. Andernfalls kann der Fall eintreten, daß insbesondere beim Einschleifen von Spannuten in längere gesinterte

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ZT- Rohlinge die Nut dem Innenkanal zu nahe kommt, was entweder zu Festigkeitseinbußen oder aber dazu führt, daß der gesamte Rohling nicht mehr brauchbar ist. Dieses vorstehend ange¬ sprochene Problem tritt unabhängig davon auf, wieviel innen- liegende Kühl- bzw. Spülmittelkanäle im Bohrer ausgebildet werden und welche Formgebung diese Kanäle haben, wobei als weiterer Gesichtspunkt bei der Herstellung von metallischen oder keramischen Rohlingen zu berücksichtigen ist, daß die Rohlinge in der Trocknungs- und/oder Sinterphase teilweise erheblichen Schrumpfungen unterliegen, die regelmäßig gefü¬ geabhängig ablaufen. Es kommt deshalb darauf an, bei der Ex- trusion der plastifizierten Hartmetall- oder Keramikmasse Maßnahmen zu ergreifen, die sicherstellen, daß der extru- dierte Rohling nicht nur mit großer Maßgenauigkeit, sondern auch mit einem Höchstmaß an Homogenität des Gefüges über den Querschnitt herstellbar ist. Zu diesem Zweck ist das Strang¬ preßwerkzeug wie folgt aufgebaut:

Im Zentrum des Düsendorns 18 ist eine Welle 30 drehbar gela- gert. Die Welle 30 erstreckt sich über das vordere Ende 32 des Düsendorns 18 hinaus bis in den Düsenmund DM hinein und trägt am stromabwärtigen Ende einen plattenförmigen Naben¬ körper 34 (siehe auch Fig. 16), der über seine radial außen¬ liegenden Seitenflächen 36, 38 fest mit jeweils einem wen- delförmig vorverdrillten Stift bzw. Kernstift 40, 42 verbun¬ den ist. Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen sind zwei solcher Stifte 40, 42 vorgesehen, die punktsymmetrisch zur Achse 44 der Welle 30 und damit des Nabenkörpers 34 liegen. Es soll jedoch an dieser Stellt hervorgehoben werden, daß die Erfindung nicht auf eine solche Anzahl und Anordnung der Stifte beschränkt ist. Es ist gleichermaßen möglich, entwe¬ der nur einen Stift, oder aber mehrere Stifte mit gleich¬ mäßiger Umfangsverteilung oder aber mit ungleichmäßiger Um- fangsverteilung an einer Nabe zu befestigen, wobei auch die Einzelquerschnitte der Stifte voneinander abweichen können. Es ist gleichermaßen möglich, die Stifte auf unterschiedlio-

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]δ> chen Teilkreisen anzuordnen, wobei sogar die Achsen und/oder der Drehsinn der Stifte differieren können.

Die wendeiförmig vorverdrillten Stifte 40, 42 haben exakt die Steigung, die der extrudierte Rohling 24 aufweist. Das Maß der Steigung WS wird unter Berücksichtigung der zu er¬ wartenden SinterSchrumpfung festgelegt, ebenso wie der Teil¬ kreisdurchmesser TKD. Die Wendelachse 28 fällt mit der Achse 44 der Welle 30 zusammen, so daß sich der Querschnitt des Stiftes 40, 42 bei Drehung der Welle 30 stets auf dem Teil¬ kreis 46 bewegt. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, die Stifte 40, 42 exakt ausgerichtet an den Seitenflächen 36, 38 des Nabenkörpers 34 zu befestigen, was vorzugsweise- über eine Schweiß- oder Lötverbindung geschieht. Als Material für die Stifte 40, 42 wird ein Werkstoff mit großem E-Modul, wie z. B. Stahl, Hartmetall oder ein Keramikwerkstoff verwendet.

Bei der gezeigten Ausführungsform haben die Stifte 40, 42 im wesentlichen die Länge einer halben Wendelsteigung WS/2 und die Anordnung ist derart getroffen, daß sich die Stifte 40, 42 zumindest bis zur Stirnseite 48 des Düsenmundstücks 14 erstrecken, so daß die von den Stäben 40, 42 beim Extru- sionsvorgang gebildeten Innenkanäle 26 außerhalb der Düse ihre Form und Lage beibehalten.

Der Nabenkörper 34 sitzt beim gezeigten Ausführungsbeispiel im Düsenmund DM, so daß er einen vorbestimmten Axialabstand AX vom vorderen Ende 32 des Düsendorns 18 hat. Dieser Axial¬ abstand AX ist vorzugsweise einstellbar, um die Anströmver- hältnisse des Düsenmundes DM und damit des zumindest einen Stiftes 40, 42 beeinflussen zu können.

Wie durch die Pfeile 50 in Fig. 1 angedeutet, werden die

Stifte 40, 42 definiert, und im Bereich des Düsenmundes DM axial angeströmt. Die Strömung trifft damit unter dem durch die Steigung WS und den Teilkreisdurchmesser TKD bestimmten

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Winkel PHI auf die Stifte 40, 42. Da diese über den Naben¬ körper 34 und die Welle 30 um die Achse 28 der Wendel, näm¬ lich um die Achse 44 drehbar im Düsenmund DM fixiert sind, werden die Drähte 40, 42 beim Durchtritt der plastischen Masse 12 durch den Düsenmund in eine kontinuierliche, der Steigung der Wendel der vorgeformten Stifte entsprechende Drehbewegung mit der Winkelgeschwindigkeit OMEGA versetzt. Die durch die Anstellung der wendeiförmigen Stifte zur Strö¬ mungsrichtung hervorgerufenen, in Umfangsrichtung wirkenden Kraftkomponenten summieren sich über die Länge der Stifte 40, 42 auf. Die Anordnung aus Welle 30., Nabenkörper 34 und zumindest einem wendeiförmig verdrilltem Stift 40, 42 wird deshalb eine durch die Strömungsgeschwindigkeit vorgegebene gleichmäßige Rotationsbewegung ausführen, wobei die Biegebe- anspruchung der Stifte 40, 42 verhältnismäßig klein gehalten wird. Die Stifte 40, 42 fungieren auf diese Weise nach dem Prinzip einer axial durchströmten Turbine mit der Abtriebs¬ welle 30, wobei allerdings das Medium nicht von einer idealen, inkompressiblen Flüssigkeit, sondern von einer hochviskosen und zu einem gewissen Grade elastischen Masse gebildet ist.

Da sich der Nabenkörper 34 mit den Befestigungsstellen 36, 38 im Bereich des Düsenmundes DM befindet, sind bei der ge- zeigten Ausführungsform besondere Maßnahmen ergriffen, um die Strömungs- und Druckverhältnisse im Düsenmund DM zu kon¬ trollieren. Der Düsenmund ist grundsätzlich in zwei Berei¬ che, nämlich einen Düsenmund-Eintrittsbereich DME und einen reinen Düsenmund-Strömungsbereich DMS unterteilt. Im Ab- schnitt DMS hat der Düsenmund einen vorbestimmten, im we¬ sentlichen gleichbleibenden Querschnitt, durch den die Strö¬ mungsgeschwindigkeit kontrollierbar ist. Wenn sich im Be¬ reich DMS der Querschnitt nicht ändert, kann in erster Nähe¬ rung auch eine konstante Strömungsgeschwindigkeit in diesem Bereich angenommen werden. Im Bereich DME kommt es darauf an, den effektiv zur Verfügung gestellten Durchströ-

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mungsquerschnitt zumindest über die axiale Länge des Be¬ reichs DME, vorzugsweise jedoch über die gesamte axiale Länge des Düsenmundes DM im wesentlichen konstant zu halten. Zu diesem Zweck ist der Durchmesser im Bereich DME im Ver- gleich zum Abschnitt DMS gerade um ein Maß M angehoben, daß die von den beiden Durchmessern der Bereiche DMS und DME de¬ finierte Ringfläche in etwa so groß wird wie die in Fig. 3 erkennbaren Querschnittsflächen der Welle 30 und der Radial¬ schnittfläche des Nabenkörpers 34 unter Einbeziehung der Verbindungsstellen 52. Durch geeignete Gestaltung der Über¬ gänge zwischen den Innenmantelflächen im Bereich DME und DMS können übermäßige Druckschwankungen in der Masse 12 beim Durchströmen des Düsenmundes DM ausgeschaltet werden. Insbe¬ sondere wird durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Dü- senmundes DM gerade im Übergangsbereich zwischen den Ab¬ schnitten DME und DMS ein zu starker Druckabfall verhindert, so daß mit Sicherheit dafür gesorgt wird, daß im Abschnitt DMS ein ausreichender Druck zum Schließen des Querschnitts vorherrscht.

Aus den Figuren sind einige mögliche Gestaltungen der strom¬ auf und/oder stromabwärts liegenden Kanten 54 bzw. 56 des Nabenkörpers 34 angedeutet- Die gezeigten Verläufe dieser Kanten sind nur beispielhaft und können selbstverständlich innerhalb weiter Grenzen variiert werden, um die Strömungs¬ und Druckverhältnisse in diesem Bereich entsprechend zu be¬ einflussen bzw. zu kontrollieren. Mit strichpunktierten Li¬ nien ist eine alternative Gestaltung einer Kante 156 auf der stromab gelegenen Seite angedeutet. Mit solchen Gestaltungen lassen sich die Strömungsverhältnisse beliebig beeinflussen.

Bei der axialen Anströmung des Nabenkörpers 34 und der Stifte 40, 42 entstehen auch in axialer Richtung wirkende Reaktionskräfte, die von der Welle 30 aufgenommen werden müssen. Zu diesem Zweck ist der Welle 30 nicht nur eine Ra¬ diallagerung 58, sondern auch ein Axiallager 60 zugeordnet,

2. \ das nachfolgend anhand der Fig. 15 näher erläutert werden soll. Ansonsten entspricht die Ausführungsform gemäß Fig. 15 im wesentlichen derjenigen gemäß Fig. 14, so daß für die vergleichbaren Komponenten auch gleiche Bezugszeichen ver- wendet werden.

Das Axiallager 60 ist von einem Wälz-, vorzugsweise einem Nadellager gebildet, dessen Nadeln 62 auf Laufflächen 64, 66 in Form von Stützscheiben abwälzen. Die Scheiben sind auf die Welle 30 aufgefädelt. Eine der Scheiben, nämlich die Scheibe 64 stützt sich flächig an einer Stirnseite 68 eines Dorneinsatzes 70 ab, der in einen Zentralkörper 72 eines ringförmigen Düseneinsatzes 74 geschraubt ist. Zwischen dem Zentralkörper 72 und dem Montage-Außenring 76 des Düsenein- satzes sind vorzugsweise in gleichmäßigem Umfangsabstand zu¬ einander stehend schmale Rippen 78 vorgesehen, vorzugsweise einstückig mit dem Außenring 76 verbunden. Mit 80 sind Dichtungen bzw. Dichtungspakete zwischen dem Dorneinsatz 70 und dem Zentralkörper 72 bezeichnet. Die zweite LaufScheibe 66 auf der anderen Seite der Nadeln 62 wird durch eine Druckscheibe 82 abgestützt, die durch eine Lager-Einstell- mutter 84 ihrerseits an der Welle 30 abgestützt ist. Ein mit 86 bezeichneter Stopfen kann aus dem Düsendorn-Zentralkörper 72 entfernt werden, um das Lager zu schmieren.

Mit dem Bezugszeichen 88 ist eine Spaltdichtung bezeichnet, die sich zur wirksamen Dichtung der Lager 58 und 60 gegen die Masse 12 als vollkommen ausreichend erwiesen hat. Zu¬ sätzlich kann noch hinter der Spaltdichtung ein O-Ring vor- gesehen sein.

Der vorstehend beschriebene Aufbau der Lagerung des drehba ren Kühlkanalformers eröffnet die Möglichkeit, den Strang¬ preßkopf innerhalb kürzester Zeit umzurüsten, indem bei- spielsweise der gesamte Dornansatz 70 mit vormontiertem La¬ ger 60 ausgetauscht wird.

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Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich hinsichtlich der Gestaltung des Kanalformers in Form der wendeiförmig vorverdrillten Drähte bzw. Stäbe 40, 42 nicht von der Ausführungsform gemäß Fig. 14. Allerdings ist der Übergang der Stifte bzw. Drähte 40, 42 zur Welle etwas an¬ ders gelöst:

In diesem Fall hat die Welle 30 an ihrem stromabwärtigen Ende eine Verdickung 134, und die Stifte 40, 42 sind über eine Löt- oder Schweißverbindung bzw. eine entsprechende Verbindung an die Welle 30 angeschlossen. Es hat sich ge¬ zeigt, daß es selbst mit dieser Anordnung gelingt, bei An¬ wendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfin- dungsgemäßen Strangpreßvorrichtung ein sehr homogenes Gefüge des extrudierten Rohlings am Austritt des Düsenmundes DM sicherzustellen.

Selbstverständlich ist es möglich, im Bereich der Wellenver- dickung 134 Maßnahmen zu ergreifen, um den Strömungswider¬ stand des Befestigungsabschnitts so minimal wie möglich zu halten. Dies soll durch die Schnittdarstellung gemäß Fig. 3 verdeutlicht werden. Der mit 234 bezeichnete Steg ist im Querschnitt sehr schmal gehalten und vorzugsweise ebenfalls zu beiden Seiten der Achse von einer Wendelfläche gebildet, so daß sich bei der kontnuierlichen Drehbewegung des Kühlka¬ nalformers 40, 42 möglichst geringe Strömungswiderstände er¬ geben. Die axiale Länge des Verbindungsabschnitts zwischen den Drähten 40, 42 und dem Nabenkörper 34 bzw. 134 oder 234 kann verhältnismäßig kurz ausgebildet sein, da die Stifte bzw. Drähte 40, 42 bei der Drehung durch die Masse 12 ledig¬ lich hauptsächlich auf Zug und geringfügig - ähnlioch einer Schraubenfeder - auf Torsion beansprucht werden.

Die vorstehend beschriebene Strangpreßvorrichtung funktio¬ niert wie folgt:

2.

Die hochviskose Masse 12 tritt aus dem Ringraum 22 über eine kurze Eiunlaufstrecke über die axiale Distanz AX in den Ein¬ laufbereich des Düsenmundstücks DME in axialer Richtung ein und versetzt den aus den Stäben bzw. Drähten 40, dem Naben¬ körper 34 bzw. 134 bzw. 234 sowie der Welle 30 bestehenden Kühlkanalformer aufgrund des Anströmwinkels PHI in eine kon¬ tinuierliche, der Steigung WS der Stiftwendel entsprechende Drehbewegung. Die Lage der Wendel im Düsenmund DM und die Steigung der Wendel WS entspricht exakt der Lage und der Steigung der Wendel des in den Rohling eingeformten Kühlka¬ nals. Es erfolgt dementsprechend bei der Durchströmung des Düsenmundes DM im Gegensatz zu allen herkömmlichen ver¬ gleichbaren Extrusionsverfahren keine plastische Verformung der durchtretenden Masse, sondern vielmehr die Ausbildung der innenliegenden, wendeiförmigen Kühlkanäle in einem Ur¬ formprozeß. Die Stäbe 40, 42 werden dabei hauptsächlich auf Zug beansprucht. Gleiches gilt für die Beanspruchung der Welle 30, die somit mit einem verhältnismäßig kleinen Durch- messer ausgebildet werden kann.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Mantel 90 der zylindrischen Innenausnehmung des Düsen¬ mundes DM glatt ausgebildet, und zwar auch im Bereich des Düsenmundstück-Einlaufs DME. Bei einer solchen glatten Aus¬ führung und für den Fall, daß der Querschnitt des Düsenmun¬ des DM eine Kreisform hat, führen die - zwar geringen - Reibmomente, hervorgerufen durch die angeströmte Oberfläche der gewendelten Stifte 40, 42 und der Lager-Reibkräfte dazu, daß der Rohling 24 mit einer leichten Rotation um die Achse 44 austritt. Die Maßhaltigkeit der mit dem Kühlkanalformer eingeformten Innenkanäle wird dadurch nicht beeinflußt, in manchen Anwendungsfällen kann allerdings diese Eigenrotation unerwünscht sein. Zur Ausschaltung dieser Eigenrotation kön- nen deshalb verschiedene Maßnahmen ergriffen werden:

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Eine - in den Figuren nicht näher dargestellte - Maßnahme besteht darin, der Welle 30 einen Zusatzantrieb zuzuordnen, der ein gerade so großes, zusätzliches Drehmoment auf die Welle 30 aufbringt, das zur Deckung der Reaktionsmomente 5 ausreich .

Eine weitere, in Fig. 1 gezeigte Maßnahme besteht darin, die stromauf gelegenen Stirnseiten 92 der Stifte 40, 42 mit ei¬ ner solchen Anschrägung zu versehen, daß durch die Anströ- 10 ung ein zusätzliches Drehmoment auf den Kühlkanalformer aufgebracht wird.

Schließlich ist eine weitere Möglichkeit in Fig. 2 mit strichpunktierten Linien angedeutet. Diese besteht darin,

1.5 die Drähte 40, 42 stromauf des Nabenkörpers 134 mit einem Verlängerungsabschnitt 140, 142 zu versehen und diesen Ver¬ längerungsabschnitt mit einer von der Soll-Wendelsteigung im Rohling abweichenden Wendelsteigung in der Weise zu verse¬ hen, daß die die Fortsätze 140, 142 anströmende Masse 12 das

20 das Reaktionsmoment deckende zusätzliche Drehmoment auf den Kühlkanalformer aufbringt.

-Schließlich ist es auch möglich, im Bereich des Düsenmundes DM Strömungsleitflächen vorzusehen, die die Strömung der

25 Masse 12 im Düsenmund axial ausrichten, d. h. linearisieren helfen. Derartige Strömungsleitflächen können beispielsweise im Einlaufbereich DME, aber auch im übrigen Bereich des Dü¬ senmundes DM vorgesehen werden. In Fig. 4 ist eine derartige Strömungsleitflächenanordnung in Form einer Innenverzahnung

30 94 angedeutet. Wenn die Innenverzahnung 94 auf den Düsen¬ mund-Eintrittsbereich DME berschränkt wird, ist es von Vor¬ teil, die Verzahnung so zu wählen, daß die über den Durch¬ messer 98 hinausstehenden Verzahnungsquerschnitte 96 über den Umfang aufsummiert gerade die Summe der Querschnitte der

35 Welle und der Nabe 134 bzw. 234 ausmacht.

Selbstverständlich sind Abweichungen von der zuvor beschrie¬ benen Ausführungsform möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen, der darin besteht, eine plastische Verformung der Masse 12 im Düsenmund DM dadurch auszu- schließen, daß ein Kühlkanalformer mit einer starren Verbin¬ dung zwischen wendeiförmig vorverdrillten Stäben 40, 42 und einer drehbar gelagerten Welle 30 mit einer vorbestimmten Relativ-Drehbewegung durch die im Düsenmund strömende Masse bewegt wird. Auf diese Weise ist das erfindungsgemäße Her- stellungsverfahren für alle möglichen Querschnitte anwend¬ bar, was in Fig. 1A beispielsweise mit gestrichelten Linien durch die Querschnittsbegrenzung 100 angedeutet ist. Die Achse des Kühlkanalformers kann auf diese Weise auch belie¬ big innerhalb des Querschnitts des Düsenmundes DM angeordnet werden. Aufgrund des erfindungsgemäßen Aufbaus existieren in einem weiten Bereich keine Abhängigkeiten zwischen der Di¬ mension, beispielsweise dem Durchmesser des Rohlings, dem Grad der Plastifizierung und den Strangpreß-Parametern, wie z. B. der Strangpreßgeschwindigkeit. Die auf die exakte, im Rohling angestrebte Wendelsteigung vorverdrallten Stäbe müs¬ sen dementsprechend - entgegen dem Stand der Technik - nicht mehr durch aufwendige Vorversuche überverdrallt werden, um im Rohling die gewünschte Steigung und Lage des Innenkanals zu erzielen. Die Masse 12 wird beim Durchströmen des Düsen- mundes DM keiner Verformungsarbeit unterzogen und die beweg¬ ten Bauteile des Innenkanalformers werden mechanisch ver¬ hältnismäßig gering beansprucht, da die vom Kühlkanalformer beanspruchten Querschnittsflächen im Vergleich zu der ge¬ samten Durchtritts läche des Düsenmundes DM verhältnismäßig klein ist.

Wenngleich der Düsenmund DM bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung in etwa so lang wie die halbe Wendelsteigung WS ausgebildet ist, ist hervorzuheben, daß der Düsenmund DM im Vergleich zur WendelSteigung auch verkürzt sein kann, wobei dann aber auch die Drähte entsprechend verkürzt werden, so

2. daß sie wiederum im Bereich des Düsenaustritts enden. Auch ist es möglich, anstelle der vorstehend beschriebenen punkt¬ symmetrischen Anordnung der Stäbe 40, 42 im Vergleich zur Achse 44 bzw. 28 eine andere Anordnung zu wählen, wobei es sogar möglich ist, auf verschiedenen Seiten der Achse mit unterschiedlichen Querschnitten der Stäbe bzw. Drähte zu ar¬ beiten.

Um die Lagegenauigkeit der innenliegenden Kühlkanäle und die Homogenität des Gefüges des extrudierten Rohlings bei gleichzeitiger Anhebung der Reproduzierbarkeit zu verbes¬ sern, werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 5 bis 17 weitere Ausführungsformen von Strangpreßdüsen ge¬ zeigt. Die Geometrie de Strangpreßdüse dieser weiteren Vari- anten entspricht weitestgehend derjenigen der zuvor be¬ schriebenen Ausführungsformen. Für vergleichbare Bauteile werden deshalb Bezugszeichen verwendet, die den zuvor verge¬ benen Bezugszeichen entsprechen, denen allerdings weitere Ziffern "3" bis "9" vorangestellt sind.

Hinsichtlich der Geometrie unterscheidet sich der Kühlkanal¬ former gemäß Fig. 5 nur unwesentlich von demjenigen gemäß Fig. 1. Die wendeiförmig vorverdrillten Stifte 340, 342 sind über Stege 392 an einer Welle 330 befestigt. Die Beson- derheit besteht darin, daß die im Düsendorn 318 gelagerte Welle 330 mit einer Innenbohrung 331 ausgestattet ist und daß auch die Stege 392 mit Radialbohrungen 393 versehen sind, die bei 395 an der Oberfläche der Stifte 340, 342 aus¬ treten. Die Innenbohrung 331 und die Radialbohrungen 393 bilden einen Strömungspfad für die Zuführung einer die Rei¬ bungskraft zwischen Preßmasse und Stifte 340, 342 vermin¬ dernden Substanz, beispielsweise eines Fluids, vorzugsweise einer reibungsmindernden Flüssigkeit oder flüssigkeitsähnli¬ chen Substanz. Die Zuführung ist mit dem Pfeil 397 angedeu- tet und sie erfolgt vorzugsweise unter Druck. Als eine sol¬ che reibungsmindernde Flüssigkeit oder flüssigkeitsähnliche

Substanz kann beispielsweise das Plastifizierungsmittel der Preßmasse herangezogen werden. Diese Substanz tritt bei 395 (es können auch über den Umfang und auch in Längsrichtung der Stifte 340, 342 eine Vielzahl solcher Radialkanäle vor- gesehen sein) aus und strömt entlang der Oberfläche der Stifte 340, 342 entlang, wobei die gesamte Oberfläche der Stifte benetzt wird. Hierdurch ergibt sich eine stark ver¬ minderte Reibung zwischen Stifte 340, 342 und der Preßmasse, was wiederum zu kleinsten Reaktionskräften zwischen Preß- asse und den Stiften führt. Auf diese Weise kann der Quer¬ schnitt der Stege 392 und der Welle 330 verringert werden, wodurch auch die Reaktionskräfte zwischen den Stiftträgern und der Preßmasse reduziert werden. Die Summe der somit ra¬ dial auf die Preßmasse einwirkenden Kräfte wird durch diese erfindungsgemäßen Weiterbildungen so klein, daß diese nicht mehr in der Lage sind, den Preßmassestrom entweder örtlich oder über den Querschnitt so zu beeinflussen, daß eine Drallbewegung aufgezwungen wird. Dies ist darauf zurückzu¬ führen, daß die inneren und äußeren Zusammenhaltskräfte der Preßmasse größer sind als diese Reaktionskraft. Es ergibt sich der weitere Nebeneffekt, daß durch die vollständige Be¬ netzung der Stifte 340, 342 mit der reibungsvermindemden Flüssigkeit bzw. mit dem reibungsverminde den Fluid den Verschleiß der Stifte quasi eliminiert.

Fig. 6 zeigt eine Variante des Strangpreßwerkzeugs, bei dem abweichend von der Darstellung nach Fig. 5 keine starren, vorverwendelten Stifte, sondern flexible Stifte 440, 442 verwendet sind, die an einer gabelartigen Verzweigung 492 einer Antriebswelle 430 festgelegt sind. Die Welle 430 und auch die Gabel 492 sind hohl ausgebildet, so daß - wie mit dem Pfeil 497 angedeutet - auch hier ein die Reibungskraft verminderndes Fluid durch eine Innenbohrung 431 in der Welle 430 in die gabelartige Verzweigung 492 eingeleitet und dort an die flexiblen Stifte 440, 442 weitergegeben werden kann. Im Unterschied zur Ausgestaltung nach Fig. 5 sind folglich

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die Stifte flexibel und sie werden aktiv über die Welle 430 angetrieben. Um den drallfreien Austritt des Preßstrangs überwachen zu können, ist am Austritt der Düse ein Reibrad 441 vorgesehen, das mit einer nicht näher dargestellten Weg- meßvorrichtung ausgestattet ist.

Beiden Ausführungsformen gemeinsam ist, daß sich durch das an die Stifte oder Fäden zugeführte Fluid eine quasi hydro¬ statische Lagerung der Stifte oder Fäden in der Preßmasse ergibt, wodurch der Störgrößeneinfluß drastisch verringert wird.

In den Figuren 7 und 8 sind Varianten, der Aufhängung für die Stifte 440, 442 gezeigt. Man erkennt insbesondere bei der Ausgestaltung nach Fig. 7 Mündungsöffnungen 495, die über den Umfang und in Längsrichtung der Stifte 440, 442 verteilt sind, um einen gleichmäßigen Austritt des bei 497 eingespei¬ sten Fluids zur Verminderung der Reibungskräfte zu gewähr¬ leisten. Die gabelartige Verzweigung 492 bei der Ausgestal- tung in Fig. 6 ist bei der Variante nach Fig. 7 durch einen Diametralsteg 492' ersetzt, der eine Innenbohrung 493' hat.

Die Variante nach der Fig. 8 ist besonders vorteilhaft ein¬ zusetzen, wenn ein fadenförmiges Band 441'' an der Welle 430" befestigt wird. Die Welle 430" ist wiederum hohl aus¬ gebildet und sie trägt an ihrem dem Düsenmund zugewandten Ende ein Gabelstück 492", in das der Faden bzw. eine Schnur 441" eingehängt ist. Die Stelle, an der die reibungsmin- dernde Substanz vom Gabelstück 492" austritt, ist mit A be- zeichnet.

Bei den unter Bezug auf die Figuren 5 bis 8 beschriebene Ausführungsformen liegt eine Benetzung der den Innenkanal bildenden Komponenten ausschließlich im Bereich der Stifte vor. Fig. 9 zeigt eine Variante, bei der sämtliche Bauteile des Kühlkanalformers stromab des Düsendorns 518 mit der die

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Reibkraft vermindernden Substanz benetzt sind. Zu diesem Zweck bildet der Düsendorn 518 an seinem vorderen Ende eine Wellenlagerung 519 aus. Vor dieser Wellenlagerung 519 ist eine im Durchmesser größere Bohrung 521 vorgesehen, die die Welle 530 umgibt, die bei dieser Ausführungsform als Voll¬ welle ausgebildet werden kann. Die Welle 530 kann angetrie¬ ben sein oder frei drehbar im Düsendorn 18 gelagert sein. Die Stifte 540, 542 können starr oder flexibel sein.

Der Raum zwischen der Welle 530 und der Innenbohrung 521 ist mit dem die Reibungskraft vermindernden. Fluid, vorzugsweise der Flüssigkeit gefüllt, die wiederum vorzugsweise unter Druck zugeführt wird, was mit dem Pfeil 597 angedeutet ist. Der Vorzug dieser Ausführungsform besteht darin, daß die Zu- führung dieses Fluids durch die Wellenlagerung 519 erfolgt, die damit in vorteilhafter Weise als hydrostatische Lagerung ausgeführt werden kann. Es ist demgemäß bei dieser Ausge¬ staltung die gesamte Oberfläche des Kühlkanalformers stromab des Düsendorns 518 mit der reibungsverminde den Substanz benetzt, wodurch die Querschnitte der Welle 530, des gabel¬ förmigen Halterungsteils 592 auf ein Minimum beschränkt wer¬ den können. Mit den Punkten 595 ist angedeutet, daß die rei- bungsvermindernde Flüssigkeit entlang der Stifte 540, 542 einen hydrostatischen Tragfilm an den gesamten stromab des Düsendorns befindlichen Oberflächen des Kühlkanalformers ausbildet. Die Flüssigkeit tritt ausschließlich über die dann eingeformten Kanäle aus. Die in Fig. 9 gezeigte Vari¬ ante hat den Vorteil, daß der Nabenkörper 592 mit einem kleinstmöglichen und sehr strömungsgünstig auszulegenden Querschnitt ausgestattet werden kann.

Die Ausgestaltungen nach den Figuren 10 folgende haben zum Ziel, den durch die Umströmung des Kühlkanalformers auf die Preßmasse ausgeübten Drehimpuls zu minimieren bzw. zu kom- pensieren. Abweichend von der Ausgestaltung nach Fig. 4 sind bei diesen Ausführungsformen Strömungsleitflachenanordnunen

S o vorgesehen, die auch den Drehimpuls kompensieren können, der nur eine Drallbewegung der Preßmasse mit geringer radialer Erεtreckung zum Düsenmantel hin auslöst. Zu diesem Zweck sind am Düsendorn 618 parallel zur Achse der Strangpreßdüse ausgerichtete Leitflächenkörper 641, 643 befestigt, die sich nahe an die stromauf gelegenen Enden der Stifte 640, 642 erstrecken und Abflachungen 647, 645 an ihren vorderen Bereichen haben. Die Lei flächenkörper sind dementsprechend flossenartig ausgebildet und sie enden mit sehr geringem Spalt SP stromauf der ähnlich einer Turbine fungierenden Stifte 640, 642. Die Leitkörper 643, 641 wirken wie ein Leitapparat einer Strömungsmaschine, bei der an der ent¬ scheidenden Stelle eine Drallkompensation stattfindet.

Eine erste Variante dieser Drallverhinderungseinrichtung ist in den Figuren 12 und 13 gezeigt. Unterschiedlich zu den vorstehend beschriebenen Varianten ist bei dieser Ausgestal¬ tung die Schnittstelle zwischen Strömungsleitstift 741, 743 und den turbinenartigen Stiften 740, 742. Mit anderen Worten ausgedrückt, der Spalt SP ist hier in Strömungsrichtung an¬ gestellt. Man erkennt am besten aus der Darstellung gemäß Fig. 13, daß der am Düsendorn 718 befestigte Strömungsleit- stift 741, 743 am stromab gelegenen Ende eine Abflachung 745, 747 ausbildet.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 14 und 15 sind andere Strömungsleitflächenanordnungen vorgesehen, die mit 841 und 843 bezeichnet sind. Abweichend von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen sind diese Strömungslei flächen von plattenartigen Körpern gebildet, die den gesamten Strömungs- querschnitt erfassen. In Übereinstimmung mit den zuvor be¬ schriebenen Ausgestaltungen nach den Figuren 10 bis 13 ist wiederum für jeden Stift, der einen innenliegenden Kanal formen soll eine Strömungsleitfläche 841, 843 vorhanden, wo- bei sich das stromab gelegene Ende der Strömungsleitflächen

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841, 843 möglichst nahe an das stromauf gelegene Ende der Stifte 840, 842 hin erstreckt.

Schließlich soll unter Bezugnahme auf die Fig. 16 noch eine weitere Variante für eine den Drall kompensierende Leitein¬ richtung beschrieben werden. Bei dieser Ausgestaltung der Strangpreßdüse ist wiederum eine Einrichtung zur Minimierung der Reibungskräfte zwischen Preßmasse und Kühlkanalformer vorhanden, während bei den Ausgestaltungen nach den Figuren 10 bis 15 eine solche Einrichtung fehlte. Es soll an dieser Stelle hervorgehoben werden, daß die Drallkompensationsein¬ richtung selbstverständlich unabhängig davon den vorteilhaf¬ ten Effekt erzielen kann, ob eine solche, die Reibkraft ver¬ mindernde Umspülung der Kühlkanalformerflächen mit reibungs- verminderndem Fluid stattfindet oder nicht.

In diesem Fall ist die die Stifte 940, 942 über einen Steg 292 tragende Welle 930 in einer Außenwelle 935 geführt, die im Düsendorn 918 gelagert ist. Die Außenwelle 935 ragt wie auch die anderen Strömungsleitflächenanordnungen der Ausfüh¬ rungsformen nach den Figuren 10 bis 15 in das Düsenmundstück DM hinein und trägt in geringem axialen Abstand AX vom stromauf gelegenen Ende der Stifte 940, 942 ein Strömungs¬ teil 937, das im wesentlichen die gleiche Querschnittsge- staltung wie der Steg 992 hat, jedoch wie durch den Pfeil G angedeutet ist, in der entgegengesetzten Richtung angetrie¬ ben wird wie der Kühlkanalformer 940, 942 (Teil K) . Der Querschnitt des den Drall kompensierenden Strömungsleitteils 937 kann auch dahingehend optimiert werden, daß gleichzeitig auch die den Drallimpuls auslösenden Reibungskräfte der Mit¬ telstifte kompensiert werden. Das Strömungsteil 937 wird vorzugsweise kontrolliert angetrieben. Es kann jedoch auch frei gelagert werden, wobei die Anstellung der Strömungs¬ teilflächen so ist, daß eine gegensinnige Drehbewegung (Drehrichtung G) zur Drehbewegung des Kühlkanalformers (Drehrichtung K) induziert wird.

Die Erfindung schafft somit ein Verfahren zur kontinuierli¬ chen Herstellung von zylindrischen Stäben mit zumindest ei¬ nem, vorzugsweise mehreren über den Umfang gleichmäßig ver- teilten innenliegenden und wendeiförmig verlaufenden Kanälen vorbestimmten Querschnitts. Dieses Verfahren wird insbeson¬ dere bei der Herstellung eines Sintermetall- oder Keramik- Rohlings verwendet, wobei die den Rohling bildende, plasti¬ sche Masse aus einem Düsenmundstück herausgepreßt wird, in- dem die Masse entlng der Achse des wendeiförmig verdrillten, an einem Düsendorn gehaltenen Stiftes strömt. Zur Vereinfa¬ chung des Verfahrens und zur weitestgehenden Eliminierung der Abhängigkeit des Extrusionsergebnisses von den Parame¬ tern des Extrusionsvorgangs wird im Düsenmund ein drehbar gelagerter Kühlkanalformer vorgesehen, der zumindest einen wendeiförmig vorverdrillten Stift aufweist, der an einer Welle zumindest an der Befestigungsstelle und damit formsta¬ bil und starr befestigt ist. Die wendeiförmige Vorverdril- lung entspricht exakt der Wendelform der in den Rohling ein- zuformenden Innenkanäle. Dadurch wird dem zumindest einem Stift durch die entlang dessen Achse strömende plastische Masse im wesentlichen über die gesamte Länge ein konstanter, durch die Steigung der Wendel definierter Drehimpuls aufge¬ prägt, so daß plastische Verformungen der Masse im Düsen- mundstück ausgeschlossen sind.