WO1993020961A1 - Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung von zylindrischen stäben mit zumindest einem innenliegenden, wendelförmigen kanal, und nach diesem verfahren hergestellter sinterrohling - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung von zylindrischen stäben mit zumindest einem innenliegenden, wendelförmigen kanal, und nach diesem verfahren hergestellter sinterrohling Download PDF

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WO1993020961A1
WO1993020961A1 PCT/EP1993/000860 EP9300860W WO9320961A1 WO 1993020961 A1 WO1993020961 A1 WO 1993020961A1 EP 9300860 W EP9300860 W EP 9300860W WO 9320961 A1 WO9320961 A1 WO 9320961A1
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nozzle
flow
mass
nozzle mouthpiece
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PCT/EP1993/000860
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Inventor
Joachim Heisinger
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Gühring, Jörg
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/02—Making uncoated products
    • B21C23/04—Making uncoated products by direct extrusion
    • B21C23/14—Making other products
    • B21C23/147—Making drill blanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/20—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by extruding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F2005/004—Article comprising helical form elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy

Definitions

  • the invention relates to a method for the continuous production of cylindrical rods with at least one internal helical channel according to the preamble of claim 1, further to an apparatus for performing the method, i. H. on a suitable for performing the method extrusion tool according to the preamble of claim 11 and 28, and finally on a cylindrical molded body produced by the method according to the preamble of claim 44.
  • cylindrical shaped bodies with internal, at least partially helical channels of a predetermined cross-section are increasingly used, for example, in the tool industry, and here in particular in the manufacture of drilling tools needed, which have an internal coolant or flushing agent supply, so that the coolant or flushing agent can exit the tool in the immediate vicinity of the cutting edge.
  • the turning profile of the at least one internal cooling channel is necessary when the tool to be manufactured, such as. B. on a drilling tool helical flutes are provided, for example, are ground.
  • the inside of the nozzle mouthpiece is equipped with a helical egg-shaped profile, the helical pitch of these projections being matched to the helical pitch of the cooling channels to be aimed at.
  • elastic pins are provided which are attached to a nozzle mandrel with their upstream ends and whose elasticity is selected so large that the pins can follow the swirl flow induced by the inner contour of the nozzle mouthpiece.
  • the pitch of the cooling channel coil often depends on the pitch of the coil the projections or depressions on the inner surface of the nozzle mouthpiece deviate. This has the consequence that the projections or depressions on the inner surface of the nozzle mouthpiece had to be formed in large numbers, but with a relatively small depth, in order to keep the material losses as small as possible. Accordingly, the finished sintered parts are first regularly ground on the outside before the flute is introduced.
  • Document EP 0 431 681 A2 finally discloses a method and a device for producing a cylindrical, metallic or ceramic blank of the type described in the introduction, in which at least one twisted through the center of an internally smooth, circular-cylindrical nozzle mouthpiece Middle pin extends from a rigid material. This at least one twisted center pin is attached to a stationary mandrel in front of the inlet area of the nozzle mouthpiece. The pins are thus pre-shaped helically in this process and made of a rigid material such as. B. made of hard metal or steel.
  • the invention is therefore based on the object of developing a method and a device in accordance with the preamble of patent claim 1 or patent claim 11 or patent claim 28 such that extrusion blanks with a precisely defined course of internal, helical cooling channels with a maximum dimension reproducibility and high structure quality can be produced, there should be no restrictions with regard to the area of application of the method with regard to the composition of the extrusion, the process parameters or with regard to the geometry of the blank.
  • This object is solved by the features of claims 1, 11 and 28, respectively.
  • the inner channels are produced without plastic deformation of the mass located in the nozzle mouthpiece in the master molding process, the mass preferably entering the nozzle mouthpiece essentially without swirl, flowing over the entire flow cross-section either swirling substantially at least one pin and passing through it as it passes sets the nozzle mouthpiece in a continuous rotary movement corresponding to the pitch of its helix, or flows past a pin suspension, depending on the situation
  • REPLACEMENT LEAF ⁇ can be driven by the flow velocity.
  • the device according to a variant is characterized in that the at least one pin is connected in a rotationally and axially fixed manner to a shaft mounted in the nozzle mandrel about an axis parallel to the axis of the nozzle 5 and is twisted such that the plastic mass flowing along its axis im impresses a constant angular momentum, essentially defined over the entire length, by the pitch of its helix.
  • the shaft carrying the at least one pin, the connection point to the pin located radially inside the pin in the nozzle mouth has an additional drive, in which case the pin can be flexible and the drive can be controlled independently of the desired pitch is.
  • the invention fundamentally frees itself from the idea of imposing a swirl movement corresponding to the helix pitch to be produced on the highly viscous mass flow during extrusion, and at the same time plastically increasing the mass relatively strongly
  • the invention is based on the idea of setting the at least one wire into a rotational movement by the flow inflow forces accumulating over the length of the pin, such that when the plastic mass passes through the nozzle mouthpiece, at least one
  • the method according to the invention works by reversing a corkscrew effect, the corkscrew spiral with the pin and the cork with the plastic one
  • the at least one inner helix thus arises according to the invention in the primary molding process.
  • the particular advantage of the method according to the invention lies in the fact that virtually no energy has to be expended to twist the cross-section of the extrusion compound.
  • the invention takes advantage of the fact that, for a given helix pitch, the pitch angle increases with increasing proximity of the helix surface to the central axis, so that the approach angles become smaller.
  • the pitch angle increases with increasing proximity of the helix surface to the central axis, so that the approach angles become smaller.
  • the flow of the extrusion compound is claimed as little as possible in the manufacture of the internal cooling channels, which results in the particular advantage that the blank has a very homogeneous structure at the outlet of the nozzle mouthpiece.
  • a cylindrical extrusion body with internal, helical cooling channels can thus be produced for the first time, which has a cross-sectional shape that deviates from the circular shape, for example a rectangular, polygonal or elliptical shape arrives. Because of the method according to the invention, there are no longer any dependencies between the cross section or the diameter of the blank and / or the degree of plasticization and / or the extrusion parameters, such as the extrusion speed, for a large area. In any case, the helix in the blank corresponds exactly to the preformed helix of the twisted wires.
  • the rigid or flexible pins are supplied with a friction-reducing fluid, preferably a friction-reducing liquid or a liquid-like substance, preferably under pressure.
  • a friction-reducing fluid preferably a friction-reducing liquid or a liquid-like substance, preferably under pressure.
  • the greatly reduced friction in this way leads to the smallest reaction forces between the molding compound and the at least one pin.
  • These smallest reaction forces in turn make it possible to design the pin carrier organs with the smallest possible cross section.
  • These pin carrier organs are formed by the components such as webs, shafts and shaft bearings. Because these pin carrier members can thus be designed with a smaller cross-section according to the invention, they also lead to smaller reaction forces which would otherwise disrupt the molding compound flow.
  • the sum of the forces acting radially on the molding compound according to the invention is so small due to the measures according to the invention that they are no longer reproducibly able to force the molding compound flow either locally or over the cross section. It could be shown that the internal and external holding forces of the molding compound counteract this tendency effectively.
  • results from the inventive Schl ⁇ took the additional advantage that r to the cooling channel forming, at least one pin with no appreciable wear longer occurs.
  • the development according to the invention of the subject of the main patent is thus comparable to a quasi hydrostatic mounting of the cooling channel former in the molding compound.
  • the fluid is preferably supplied under pressure and the fluid consists of the plasticizer of the molding compound or it has at least one component of this plasticizer.
  • the pressure is controlled via the mass flow cross section by the design of the inner surface area of the nozzle mouthpiece.
  • This lateral surface can, for example, also be designed in such a way that the flow cross-section gradually decreases towards the outflow side in order to counteract the pressure reduction to the environment caused by the fluid mechanics (exit cross-section of the nozzle mouthpiece).
  • the mass entering the nozzle mouth meets the twisted rods, it must absorb a reaction moment.
  • the inner jacket and / or by suitable measures in the area of the cooling channel former in the area of the nozzle inlet the traction forces of the cooling channel former can be absorbed in such a way that the mass flows swirl-free through the nozzle mouth and emerges from it.
  • a suitable measure is, for example, the rotational movement of the rods forming the cooling channels, i.e. the mass flow. to support the cooling channel former by means of an additional drive, the most advantageous embodiment of such an additional drive being to be constructed in such a way that the additional drive torque is just large enough to compensate for the reaction counter-torque.
  • the additional drive can advantageously be combined with a cooling duct former, in which at least one flexible core pin sits at the end of a shaft projecting into the nozzle mouth, so that the shaft is rotated in a controlled manner depending on the desired pitch of the channel helix.
  • the at least one pin which forms the associated internal cooling channel, is extended in the upstream direction beyond the hub body producing the connection to the shaft, which is the subject of claim 18, the introduction of the bending moment from the bars into the hub body is additionally very favorable , whereby the connection point between the hub body and the pin can be kept shorter.
  • a further or additional measure to exclude any rotation of the emerging blank - this could interfere in certain applications - is that at least in this area of the flow inlet a linearization, ie. H. axial alignment and stabilization of the flow with the aid of a flow guide
  • REPLACEMENT .2. Chenanagement is carried out.
  • An advantageous possibility of forming such a flow guide arrangement is the subject of claim 34.
  • regular axial grooving can be used, this design of the inner surface of the nozzle mouthpiece advantageously being used at the same time, which is located at the end of the hub to compensate for the cross-sectional change resulting from the rotary shaft.
  • the axial grooves then only run to the end of the connecting hub between the pins and the rotary shaft.
  • guiding devices are advantageous, which can also have the smallest dimensions, the axially flowed cross-section being similar to that of a Turbomachine with a small axial gap next to the turbine-like channel former, ie at least one pin is placed.
  • These guide devices are preferably fin-like and, for example, are made in one piece with the mandrel. However, they can also be attached to this mandrel as required.
  • the flow guide surface arrangements which act as swirl prevention surfaces, preferably do not extend over the entire flow cross-section, because the above-mentioned swirl movement in this case also has only a small radial extent. However, it is of course also possible to allow these swirl prevention devices to act over the entire flow cross section.
  • a particularly effective device for compensating the swirl acting on the molding compound from the cooling channel former is the subject of patent claim 39.
  • the swirl impulse triggered by the cooling channel former on the molding compound is compensated for by a counter-swirl introduced in the opposite direction of swirl.
  • This guide device compensating the swirl can, for example, have the exact shape of the hub body or be designed such that the frictional forces of the center pins which trigger the swirl pulse are also compensated.
  • This part in the flow i. H. this flow part can then also be driven in a controlled manner or stored freely and rotates in the opposite direction to the direction of rotation of the channel former.
  • the invention can be used for any cross-sectional configuration of the blank, but also for any cross-sectional and positional configuration of the internal cooling channels. Particularly simple, because symmetrical conditions arise when the rods are arranged point-symmetrically to the axis of the rotating shaft. With the development of claim 41, the inflow conditions of the highly viscous, ie. H. Optimize the plastic mass in the nozzle mouthpiece and the inflow conditions of the helical core rods.
  • FIG. 1 shows a schematic axial section in the region of the front end of an extrusion die to explain the functional principle of the method according to the invention
  • FIG. 1A shows the section corresponding to IA-IA in Fig. 1.
  • Fig. 2 is a view similar to FIG. 1, but expanded, of the extrusion die to explain the structure of the die mandrel according to the invention
  • Fig. 3 is a sectional view corresponding to III-III in Fig. 2;
  • FIG. 4 shows a partial sectional illustration of the nozzle mouthpiece with a somewhat modified contour of the inner lateral surface
  • FIG. 9 is a view similar to FIG. 5 of a further embodiment of the extrusion die with a modified feed of a substance that reduces the frictional forces;
  • Fig. 10 on a somewhat smaller scale another embodiment of the extrusion die with a modified guide surface arrangement for swirl reduction or swirl compensation;
  • FIG. 11 shows the section XI-XI in FIG. 10
  • FIG. 12 shows a view similar to FIG. 10 of a further embodiment with a modified guide surface arrangement for swirl reduction or swirl compensation;
  • Fig. 13 is view XIII in Fig. 12;
  • FIG. 14 is a view similar to FIG. 10 of a modified embodiment of a device for reducing what is exerted on the molding compound
  • Figure 15 shows the section XV-XV in Fig. 14 .
  • Fig. 16 is a view similar to Fig. 10 of another
  • Embodiment of an extrusion die with a special, swirl-compensating flow part Embodiment of an extrusion die with a special, swirl-compensating flow part
  • FIG. 17 shows the section XVII-XVII in FIG. 16.
  • FIGS. 1 to 4 in order to be able to clarify the principle of the cooling channel shaping on which the method is based in the primary molding process.
  • the reference numeral 10 denotes an extrusion tool which, according to FIG. 14, is flowed through from right to left by a highly viscous, plasticized metallic or ceramic compound 12.
  • 14 denotes a nozzle mouthpiece, which is either formed in one piece with a nozzle carrier part 16, or is replaceable on the last one.
  • the nozzle mouthpiece 14 and / or the nozzle carrier part are preferably fixed interchangeably in the extrusion tool 10.
  • the extrusion nozzle has two sections, namely a nozzle mouth DM and a nozzle inlet area DE, in which the plastic mass 12 is guided in a funnel shape into the nozzle mouth.
  • a nozzle mandrel 18 is provided in the center of the nozzle inlet area DE, which will be described later with reference to FIG. 15 and has a conical surface 20 on its downstream side, so that an annular space is formed between the nozzle dome 18 and the nozzle carrier part 16 22 is formed, which opens into the nozzle mouth DM.
  • the extrusion die 10 or the extrusion die 14, 16 is used for the continuous extrusion of cylindrical rod-shaped shaped bodies 24 with at least one inside and helical, left or longitudinal channel 26.
  • Such blanks are required, for example, in the manufacture of drilling tools, in this case the extrusion process is first followed by a drying or presintering process before the correspondingly deflected blank bars are subjected to the actual sintering process.
  • the finished sintered blanks are then regularly machined by grinding at least one helical flute into the outer surface of the blanks.
  • a shaft 30 is rotatably supported in the center of the nozzle mandrel 18.
  • the shaft 30 extends beyond the front end 32 of the nozzle mandrel 18 into the nozzle mouth DM and carries at the downstream end a plate-shaped hub body 34 (see also FIG. 16), which extends over its radially outer side surfaces 36, 38 is firmly connected to a helically pre-twisted pin or core pin 40, 42, respectively.
  • a plate-shaped hub body 34 see also FIG. 16
  • two such pins 40, 42 are provided, which are point-symmetrical to the axis 44 of the shaft 30 and thus of the hub body 34.
  • the invention is not limited to such a number and arrangement of the pins.
  • the helically pre-twisted pins 40, 42 have exactly the pitch that the extruded blank 24 has.
  • the dimension of the slope WS is determined taking into account the expected sintering shrinkage, as is the pitch circle diameter TKD.
  • the helical axis 28 coincides with the axis 44 of the shaft 30, so that the cross section of the pin 40, 42 always moves on the pitch circle 46 when the shaft 30 rotates.
  • a material for the pins 40, 42 a material with a large modulus of elasticity, such as. B. steel, hard metal or a ceramic material is used.
  • the pins 40, 42 have essentially the length of half a helical pitch WS / 2 and the arrangement is such that the pins 40, 42 extend at least up to the end face 48 of the nozzle mouthpiece 14, so that those of the rods 40, 42 internal channels 26 formed during the extrusion process maintain their shape and position outside the nozzle.
  • the hub body 34 is seated in the nozzle mouth DM so that it has a predetermined axial distance AX from the front end 32 of the nozzle mandrel 18.
  • This axial distance AX is preferably adjustable in order to be able to influence the flow conditions of the nozzle mouth DM and thus of the at least one pin 40, 42.
  • Pins 40, 42 defined, and flowed axially in the region of the nozzle mouth DM. The flow thus hits below that determined by the slope WS and the pitch circle diameter TKD
  • the arrangement of shaft 30, hub body 34 and at least one helically twisted pin 40, 42 will therefore execute a uniform rotational movement predetermined by the flow velocity, the bending stress of the pins 40, 42 being kept relatively small.
  • the pins 40, 42 function according to the principle of an axially flowing turbine with the output shaft 30, although the medium is not formed by an ideal, incompressible liquid, but by a highly viscous and to a certain extent elastic mass.
  • the nozzle mouth is basically divided into two areas, namely a nozzle mouth entry area DME and a pure nozzle mouth flow area DMS.
  • DMS the nozzle mouth has a predetermined, essentially constant cross-section, through which the flow rate can be controlled. If the cross section does not change in the DMS area, a constant flow velocity can also be assumed in this area in the first approximation. In the DME area, it is important to ensure that the effective flow
  • E RS ATZBLATT to keep the cross-section substantially constant at least over the axial length of the DME area, but preferably over the entire axial length of the nozzle mouth DM.
  • the diameter in the DME area is just increased by a dimension M in comparison with the section DMS, so that the ring area defined by the two diameters of the areas DMS and DME becomes approximately as large as that which can be seen in FIG. 3
  • Excessive pressure fluctuations in the mass 12 when flowing through the nozzle mouth DM can be eliminated by suitably designing the transitions between the inner jacket surfaces in the DME and DMS area.
  • the design of the nozzle mouth DM according to the invention prevents an excessive pressure drop precisely in the transition area between the sections DME and DMS, so that it is ensured with certainty that there is sufficient pressure in the section DMS to close the cross section .
  • edges 54 and 56 of the hub body 34 located upstream and / or downstream are indicated from the figures.
  • the shown courses of these edges are only exemplary and can of course be varied within wide limits in order to determine the flow and pressure conditions in to influence or control this area accordingly.
  • An alternate configuration of an edge 156 on the downstream side is indicated by dash-dotted lines. With such designs, the flow conditions can be influenced as desired.
  • shaft 30 is assigned not only a radial bearing 58 but also an axial bearing 60, 2. ⁇ which will be explained in more detail below with reference to FIG. 15. Otherwise, the embodiment according to FIG. 15 essentially corresponds to that according to FIG. 14, so that the same reference numerals are also used for the comparable components.
  • the axial bearing 60 is formed by a roller bearing, preferably a needle bearing, the needles 62 of which roll on running surfaces 64, 66 in the form of support disks.
  • the disks are threaded onto the shaft 30.
  • One of the disks, namely the disk 64, is supported flatly on an end face 68 of a mandrel insert 70 which is screwed into a central body 72 of an annular nozzle insert 74.
  • narrow ribs 78 are preferably provided at a uniform circumferential distance from one another, preferably connected in one piece to the outer ring 76. With 80 seals or seal packs between the mandrel insert 70 and the central body 72 are designated.
  • the second running disk 66 on the other side of the needles 62 is supported by a thrust washer 82 which in turn is supported on the shaft 30 by a bearing adjusting nut 84.
  • a plug labeled 86 can be removed from the mandrel central body 72 to lubricate the bearing.
  • Reference number 88 denotes a gap seal which has proven to be completely sufficient for the effective sealing of the bearings 58 and 60 against the mass 12.
  • an O-ring can be provided behind the gap seal.
  • FIG. 2 does not differ in terms of the design of the channel former in the form of the helically pre-twisted wires or rods 40, 42 from the embodiment according to FIG. 14. However, the transition of the pins or wires 40, 42 to the shaft is somewhat different solved otherwise:
  • the shaft 30 has a thickening 134 at its downstream end, and the pins 40, 42 are connected to the shaft 30 via a soldered or welded connection or a corresponding connection. It has been shown that even with this arrangement it is possible to ensure a very homogeneous structure of the extruded blank at the outlet of the nozzle mouth DM when using the method according to the invention or the extrusion device according to the invention.
  • the web designated 234 is kept very narrow in cross-section and is preferably also formed on both sides of the axis by a helical surface, so that the continuous rotational movement of the cooling channel former 40, 42 results in the lowest possible flow resistances.
  • the axial length of the connecting section between the wires 40, 42 and the hub body 34 or 134 or 234 can be made relatively short, since the pins or wires 40, 42 only rotate and slightly during rotation through the mass 12 - similar to a coil spring - be subjected to torsion.
  • the highly viscous mass 12 enters from the annular space 22 over a short run-in distance over the axial distance AX into the inlet area of the nozzle mouthpiece DME in the axial direction and displaces it from the rods or wires 40, the hub body 34 or 134 or 234 and the shaft 30 existing cooling channel former due to the inflow angle PHI into a continuous rotary movement corresponding to the pitch WS of the pin helix.
  • the position of the helix in the nozzle mouth DM and the slope of the helix WS correspond exactly to the position and the slope of the helix of the cooling channel formed in the blank.
  • the flow through the nozzle mouth DM does not result in any plastic deformation of the mass passing through, but rather the formation of the internal, helical cooling channels in a primary molding process.
  • the rods 40, 42 are mainly stressed in train. The same applies to the stress on the shaft 30, which can thus be formed with a relatively small diameter.
  • the jacket 90 of the cylindrical inner recess of the nozzle mouth DM is smooth, and also in the area of the nozzle mouthpiece inlet DME.
  • the cross section of the nozzle mouth DM has a circular shape
  • the - although small - frictional moments caused by the surface flow against the coiled pins 40, 42 and the bearing friction forces lead to that the blank 24 emerges with a slight rotation about the axis 44.
  • the dimensional accuracy of the inner channels formed with the cooling channel former is not affected by this, but in some applications this self-rotation can be undesirable.
  • Various measures can therefore be taken to switch off this self-rotation:
  • a further measure, shown in FIG. 1, is to provide the upstream end faces 92 of the pins 40, 42 with a bevel such that an additional torque is applied to the cooling duct former by the inflow.
  • Flow guiding surfaces of this type can be provided, for example, in the inlet area DME, but also in the remaining area of the nozzle mouth DM. 4 shows such a flow guide surface arrangement in the form of an internal toothing
  • the axis of the cooling channel former can also be arranged at will within the cross section of the nozzle mouth DM. Because of the structure according to the invention, there are no dependencies between the dimension in a wide range, for example the diameter of the blank, the degree of plasticization and the extrusion parameters, such as, for example, B. the extrusion speed. Accordingly, contrary to the prior art, the rods pre-twisted to the exact helix pitch aimed for in the blank no longer have to be over-twisted by expensive preliminary tests in order to achieve the desired pitch and position of the inner channel in the blank.
  • the mass 12 is not subjected to any deformation work when it flows through the nozzle mouth DM and the moving components of the inner channel former are mechanically comparatively little stressed, since the cross-sectional areas claimed by the cooling channel former are relatively small compared to the total passage area of the nozzle mouth DM is.
  • the nozzle mouth DM in the device described above is approximately as long as half the helix pitch WS, it should be emphasized that the nozzle mouth DM can also be shortened compared to the helix pitch, but then the wires are also shortened accordingly, so 2. that they in turn end in the area of the nozzle outlet.
  • the rods 40, 42 instead of the point-symmetrical arrangement of the rods 40, 42 described above, it is also possible to choose a different arrangement in comparison to the axis 44 or 28, it even being possible to use different cross-sections of the rods or Work wires.
  • the cooling duct former according to FIG. 5 differs only slightly from that according to FIG. 1.
  • the helically pre-twisted pins 340, 342 are fastened to a shaft 330 via webs 392.
  • the special feature is that the shaft 330 mounted in the nozzle mandrel 318 is equipped with an inner bore 331 and that the webs 392 are also provided with radial bores 393, which emerge at 395 on the surface of the pins 340, 342.
  • the inner bore 331 and the radial bores 393 form a flow path for supplying a substance which reduces the frictional force between the molding compound and the pins 340, 342, for example a fluid, preferably a friction-reducing liquid or liquid-like substance.
  • the feed is indicated by arrow 397 and is preferably carried out under pressure.
  • a friction-reducing liquid or liquid-like Substance for example, the plasticizer of the molding compound can be used.
  • This substance emerges at 395 (a large number of such radial channels can also be provided over the circumference and also in the longitudinal direction of the pins 340, 342) and flows along the surface of the pins 340, 342, the entire surface of the pins being wetted becomes. This results in a greatly reduced friction between pins 340, 342 and the molding compound, which in turn leads to the smallest reaction forces between the pressing die and the pins.
  • FIG. 6 shows a variant of the extrusion tool, in which, in contrast to the illustration according to FIG. 5, no rigid, pre-used pins, but flexible pins 440, 442 are used, which are fixed to a fork-like branch 492 of a drive shaft 430.
  • the shaft 430 and the fork 492 are hollow, so that - as indicated by the arrow 497 - a friction-reducing fluid is introduced through an inner bore 431 in the shaft 430 into the fork-like branch 492 and there to the flexible pins 440 , 442 can be passed on.
  • FIG. 5 are consequently
  • REPLACEMENT LEAF the pins are flexible and they are actively driven via shaft 430.
  • a friction wheel 441 is provided at the exit of the nozzle, which is equipped with a displacement measuring device, not shown in detail.
  • Both embodiments have in common that the fluid supplied to the pins or threads results in a quasi-hydrostatic mounting of the pins or threads in the molding compound, which drastically reduces the influence of disturbance variables.
  • FIGS. 7 and 8 show variants of the suspension for the pins 440, 442. 7, orifices 495, which are distributed over the circumference and in the longitudinal direction of the pins 440, 442, in order to ensure a uniform outlet of the fluid fed in at 497 in order to reduce the frictional forces.
  • the fork-like branch 492 in the embodiment in FIG. 6 is replaced in the variant in FIG. 7 by a diametral web 492 'which has an inner bore 493'.
  • the shaft 430 ′′ is again hollow and carries a fork piece at its end facing the nozzle mouth 492 ", in which the thread or a cord 441" is suspended.
  • the point at which the friction-reducing substance emerges from the fork piece 492 " is designated by A.
  • Fig. 9 shows a variant in which all components of the cooling channel former downstream of the nozzle mandrel 518 with the 23
  • the nozzle mandrel 518 forms a shaft bearing 519 at its front end.
  • a bore 521 which is larger in diameter and surrounds the shaft 530, which in this embodiment can be designed as a solid shaft.
  • the shaft 530 can be driven or can be rotated freely in the nozzle mandrel 18.
  • Pins 540, 542 can be rigid or flexible.
  • the space between the shaft 530 and the inner bore 521 is the one that reduces the frictional force.
  • This fluid is supplied through the shaft bearing 519, which can thus advantageously be designed as a hydrostatic bearing. Accordingly, in this embodiment, the entire surface of the cooling channel former downstream of the nozzle mandrel 518 is wetted with the substance with reduced friction, as a result of which the cross sections of the shaft 530 and the fork-shaped holding part 592 can be restricted to a minimum.
  • Points 595 indicate that the friction-reducing liquid along the pins 540, 542 forms a hydrostatic carrier film on the entire surfaces of the cooling channel former located downstream of the nozzle mandrel. The liquid only exits through the channels that are then formed.
  • the variant shown in FIG. 9 has the advantage that the hub body 592 can be equipped with the smallest possible cross-section that can be designed to be very aerodynamic.
  • the aim of the configurations according to FIGS. 10 and 10 is to minimize or compensate for the angular momentum exerted on the molding compound by the flow around the cooling channel former.
  • flow guide surface arrangements are in these embodiments S o is provided, which can also compensate for the angular momentum which triggers only a swirl movement of the molding compound with a small radial extent toward the nozzle jacket.
  • guide vanes 641, 643 are attached to the nozzle mandrel 618 parallel to the axis of the extrusion die, which extend close to the upstream ends of the pins 640, 642 and have flattened portions 647, 645 at their front areas.
  • the Lei sheet bodies are accordingly fin-like and they end with a very small gap SP upstream of the pins 640, 642, which act like a turbine.
  • the guide bodies 643, 641 act like a guide device of a turbomachine, in which swirl compensation takes place at the crucial point.
  • FIGS. 12 and 13 A first variant of this swirl prevention device is shown in FIGS. 12 and 13.
  • the interface between flow guide pin 741, 743 and turbine-like pins 740, 742 differs from the variants described above.
  • the gap SP is set here in the direction of flow. It can best be seen from the illustration according to FIG. 13 that the flow guide pin 741, 743 attached to the nozzle mandrel 718 forms a flattened portion 745, 747 at the downstream end.
  • flow guide surface arrangements are provided, which are designated 841 and 843.
  • these flow guide surfaces are formed by plate-like bodies which cover the entire flow cross section.
  • a flow guide surface 841, 843 is again present for each pin which is intended to form an internal channel, with the downstream end of the flow guide surfaces 3 years
  • the shaft 930 which carries the pins 940, 942 via a web 292
  • the outer shaft 935 like the other flow guide surface arrangements of the embodiments according to FIGS. 10 to 15, protrudes into the nozzle mouthpiece DM and carries, at a small axial distance AX from the upstream end of the pins 940, 942, a flow part 937 which essentially comprises the has the same cross-sectional configuration as the web 992, but, as indicated by the arrow G, is driven in the opposite direction to the cooling duct former 940, 942 (part K).
  • the cross section of the flow guide part 937 which compensates for the swirl can also be optimized in such a way that at the same time the frictional forces of the center pins which trigger the swirl pulse are also compensated.
  • the flow part 937 is preferably driven in a controlled manner. However, it can also be stored freely, the adjustment of the partial flow surfaces being such that an opposite rotational movement (direction of rotation G) to the rotational movement of the cooling channel former (direction of rotation K) is induced.
  • the invention thus provides a method for the continuous production of cylindrical rods with at least one, preferably a plurality of internal and helically extending channels of predetermined cross-section which are uniformly distributed over the circumference.
  • This method is used in particular in the production of a sintered metal or ceramic blank, the plastic mass forming the blank being pressed out of a nozzle mouthpiece by holding the mass along the axis of the helically twisted, held on a nozzle mandrel Pen flows.
  • a rotatably mounted cooling duct former is provided in the nozzle mouth, which has at least one helically pre-twisted pin, which is at least on a shaft at the fastening point and thus dimensionally stable bil and rigidly attached.
  • the helical pre-twisting corresponds exactly to the helix shape of the inner channels to be molded into the blank.

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Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von zylindrischen Stäben (24) mit zumindest einem, vorzugsweise mehreren über den Umfang gleichmässig verteilten innenliegenden und wendelförmig verlaufenden Kanälen (26) vorbestimmten Querschnitts. Dieses Verfahren wird insbesondere bei der Herstellung eines Sintermetall-oder Keramik-Rohlings verwendet, wobei die den Rohling bildende, plastische Masse aus einem Düsenmundstück (14) herausgepresst wird, indem die Masse (12) entlang der Achse (44) des wendelförmig verdrillten, an einem Düsendorn (18) gehaltenen Stiftes (40, 42) strömt. Zur Vereinfachung des Verfahrens und zur weitestgehenden Eliminierung der Abhängigkeit des Extrusionsergebnisses von den Parametern des Extrusionsvorgangs wird im Düsenmund ein drehbar gelagerter Kühlkanalformer vorgesehen, der zumindest einen wendelförmig vorverdrillten Stift (40, 42) aufweist, der an einer Welle (30) zumindest an der Befestigungsstelle und damit formstabil und starr befestigt ist. Die wendelförmige Vorverdrillung entspricht exakt der Wendelform der in den Rohling einzuformenden Innenkanäle (26). Dadurch wird dem zumindest einem Stift (40, 42) durch die entlang dessen Achse (44) strömende plastische Masse (12) im wesentlichen über die gesamte Länge ein konstanter, durch die Steigung der Wendel definierter Drehimpuls aufgeprägt, so dass plastische Verformungen der Masse (12) im Düsenmundstück (14) ausgeschlossen sind.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von zylindrischen Stäben mit zumindest einem inneπliegenden, wendeiförmigen Kanal, und nach diesem Verfahren hergestellter Sinterrohling
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-
ERSATZBLATT 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
ERSATZBLATT 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-
ERSATZBLATT 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
ER 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-
ERSAT .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. >v
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-
ERSATZBLATT /- 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
ERSATZBLATT 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-
ERSATZBLATT ]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
ERSATZBLATT A3
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-
ERSATZBLATT 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. -----
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:
TT 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
ERSATZBLATT 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 23
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 3 J
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.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von zylin¬ drischen Stäben mit zumindest einem innenliegenden, zu¬ mindest abschnittsweise wendeiförmig verlaufenden Kanal vorbestimmten Querschnitts, insbesondere zur Herstel¬ lung eines Sintermetall- oder Keramik-Rohlings für ein Werkzeugteil, bei dem die den Rohling bildende, plasti¬ sche Masse aus einem Düsenmundstück heraus gepreßt wird, wobei sie beispielsweise entlang der Achse zumin¬ dest eines wendeiförmig verdrillten, an einem Düsendorn gehaltenen Stiftes strömt, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkanäle ohne plastische Umformung der im Düsen¬ mundstück befindlichen Masse im Urformprozeß herge¬ stellt werden, indem vorzugsweise die Masse im wesent¬ lichen drallfrei in das Düsenmundstück (DM) 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 Steigung seiner Wendel ent¬ sprechende Drehbewegung versetzt, oder an einer Stiftaufhängung vorbeiströmt, die in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit antreibbar ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem zumindest einen Stift (40, 42; 340, 342; 440, 442; 540, 542;940, 942) ein die Reibungskraft zur Masse ver- minderndes Fluid, insbesondere eine die Reibungskraft vermindernde Flüssigkeit oder flüssigkeitsähnliche Sub¬ stanz zugeführt wird.
ERSATZBLATT
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid unter Druck zugeführt wird, wobei vorzugs¬ weise das Fluid aus dem Plastifizierungsmittel der Masse besteht oder zumindest eine Komponente dieses Plastifizierungsmittels hat.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Fluid dem zumindest einen Stift (540, 542) über die Stiftaufhängung zugeführt wird, so daß sich über die gesamte stromab des Düsendorns (518) befindliche Oberfläche eines Kühlkanalformers (530, 592, 540, 542) ein hydrostatischer Tragfilm ausbildet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge- kennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt innerhalb des Düsenmundstücks (DM) im wesentlichen konstant ge¬ halten wird, und daß die Strömungs- bzw. Druckverhält¬ nisse über die Länge des Düsenmundstücks (DM) durch den Querschnitt des Düsenmundstücks (DM) konstant gehalten bzw. kontrolliert werden, wobei vorzugsweise die in das Düsenmundstück (DM) einströmende Masse (12) zur Unter¬ stützung des durch die Massenströmung innerhalb des Düsenmundstücks (DM) kontrollierten Drehantriebs des zumindest einen Stiftes (40, 42) herangezogen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der zumindest eine Stift (40, 42) eine Drehachse (44) hat, die mit der Zentralachse (28) des Strömungsquerschnitts zusammenfällt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß mehrere Stifte (40, 42) von der plastischen Masse angeströmt werden, und daß die Stifte dine gemeinsame Drehachse (44) haben und über den zuge¬ hörigen Teilkreis (46) beiliebig verteilbar, vorzugs- weise gleichmäßig verteilt sind.
ERSATZBLATT
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Reaktionsmomente des Kanalformers mit dem zumindest einen Stift (40, 42) dahingehend durch einen Zusatzantrieb berücksichtigt werdenb, daß der Rohling drallfreiu aus dem Düsenmund austritt.
9. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung der Masse durch das Düsenmundstück (DM) zumindest radial außer- halb des zumindest einen Stiftes (40, 42) durch Strö¬ mungsleitflächen (94) linearisiert wird.
10. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem zumindest einen Stift und der hierfür vorgesehenen Halterung aus¬ gelöste Drallimpuls auf die Pressmasse durch eine den Drall kompensierende Leiteinrichtung ( ) kompensiert wird, die einen dem Drallimpuls entgegengerichteten Ge¬ gendrall einleitet.
11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einem Strangpreßwerkzeug, aus dessen Düsenmundstück kontinuierlich ein zylindri¬ scher Stab mit zumindest einem innenliegenden, zumin- dest abschnittsweise wendeiförmig verlaufenden Kanal vorbestimmten Querschnitts herauspreßbar ist, wobei vorzugsweise im Inneren des Düsenmundstücks (DM) zumin¬ dest ein wendeiförmig vorverdrillter, an einem Dü¬ sendorn gehaltener Stift (40, 42) mit einer zur Achse (44) des Düsenmundstücks (DM) koaxialen Ausrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zumin¬ dest eine Stift (40, 42) dreh- und axialfest mit einer im Düsendorn (70, 72) um eine zur Düsenachse (44) par¬ allele Achse (44) drehbar gelagerten Welle (30) verbun- den und derart verdrillt ist, daß ihm die entlang sei¬ ner Achse (44) strömende plastische Masse (12) im we-
ERSATZBLATT H sentlichen über die gesamte Länge einen konstanten, durch die Steigung seiner Wendel definierten Drehimpuls aufprägt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der dem zumin¬ dest einen Stift ein die Reibungskraft zur Masse ver¬ minderndes Fluid, insbesondere eine die Reibungskraft vermindernde Flüssigkeit oder flüssigkeitsähnliche Sub- stanz zuführbar ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Strömungsquerschnitt innerhalb des Düsenmundstücks (DM) im wesentlichen konstant ist, und daß die Strömungs- bzw. Druckverhältnisse über die Länge des Düsenmundstücks (DM) durch entsprechende Gestaltung des Querschnitts des Düsenmundstücks (DM) konstant gehalten bzw. gezielt steuerbar sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Stift (40, 42) über die gesamte Länge des Düsenmundstücks (DM) die gleiche Wendelsteigung hat.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14 dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des zumindest einen Stifts (40, 42) an der Welle (30) über einen im Quer¬ schnitt senkrecht zur Strömungsrichtung bzw. zur Düsen¬ achse (44)) flachen Nabenkörper (34; 234) erfolgt.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Stift und Welle bzw. der Nabenkörper (34; 134; 234) im Einlaufbe- reich (DME) des Düsenmundstücks (DM) liegt.
ERSATZBLATT 3? 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Düsenmundstücks (DM) im Bereich des Nabenkörpers (34; 134; 234) im wesentlichen um die Querschnittsfläche des Nabenkörpers (34; 134; 234) der- art vergrößert ist, daß die Strömungsgeschwindigkeit der plastischen Masse beim Übergang vom Einlaufbereich (DME) in den restlichen Strömungsabschnitt des Düsen¬ mundstücks (DM) im wesentlichen konstant gehalten ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Stift (40, 42) über den Nabenkörper (134) hinaus in stromaufwärtiger Richtung verlängert ist (140, 142).
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Verlängerungsstück (140, 142) des zumindest einen Stiftes (40, 42) zur Unterstützung des durch die Massenströmung innerhalb des Düsenmundstücks (DM) kon¬ trollierten Drehantriebs des zumindest einen Stiftes (40, 42) herangezogen wird.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die stromauf gelegene Stirnseite (92) des zumindest einen Stiftes (40, 42; 140, 142) in Strömungsrichtung zur Unterstützung bzw. Steuerung des Drehimpulses angestellt ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenkörper (234; 34) als Wen- delflache mit einer an die Steigung (WS) des zumindest einen Stiftes (40, 42) angepaßten Wendelsteigung ausge¬ bildet ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlauf- und/oder die Auslauf¬ kante (54, 56) des Nabenkörpers (34) vorzugsweise in
ERSATZBLATT 3Θ Abstimmung auf die Innenkontur des Düsenmundstücks (DM) und/oder die Befestigungsübergänge zum Stift (40, 42) derart profiliert ist, daß bei der Umströmung des Na¬ benkörpers (34) innerhalb des Düsenmundstücks (DM) mög- liehst geringe Druckschwankungen in der plastischen Masse auftreten.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die den zumindest einen Stift (40, 42) tragende Welle (30) im Düsendorn (70, 72) ein Ra¬ dial- und ein Axiallager (58, 60) hat.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Axiallager und/oder das Radiallager (58) ein Wälzlager (60) ist.
25» Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des Düsenmund¬ stücks (DM) und der Stifte (40,42) einen Bruchteil der Steigung (WS/2) der Draht-Wendel, vorzugsweise zumin¬ dest eine halbe Steigung ausmacht.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Stift (40, 42) eine Drehachse (44) hat, die mit der Zentralachse (44) des Strömungsquerschnitts zusammenfällt.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Stifte (40, 42) von der plastischen Masse umströmt werden, und daß die Stifte eine gemeinsame Drehachse (44) haben und über den zuge¬ hörigen Teilkreis (46) gleichmäßig verteilt sind.
28. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von zylin- drischen Stäben mit zumindest einem innenliegenden, zu¬ mindest abschnittsweise wendeiförmig verlaufenden Kanal 33 vorbestimmten Querschnitts, insbesondere zur Herstel¬ lung eines Sintermetall- oder Keramik-Rohlings für ein Werkzeugteil, mit zumindest einem in die Strömung der Masse hineinragenden Stift, der beim Durchströmen der Masse durch den Düsenmund den zumindest einen Kühlkanal formt, insbesondere nach einem der Ansprüche 11 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die den zumindest einen Stift (40, 42) tragende Welle (30), deren radial inner¬ halb des Stiftes liegende Verbindungsstelle zum Stift im Düsenmund liegt, einen Zusatzantrieb hat.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der dem zumin¬ dest einen Stift (440, 442; 440', 442'; 441") ein die Reibungskraft zur Masse verminderndes Fluid, insbeson¬ dere eine die Reibungskraft vermindernde Flüssigkeit oder flüssigkeitsähnliche Substanz zuführbar ist.
30. Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekenn- zeichnet, daß dder zumindest eine Stift (440, 442;
440', 442'; 441") flexibel ist und der Antrieb in Abhängigkeit von der gewünschten Steigung steuerbar ist.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die die Reibungskraft mindernde Substanz durch die drehbar gelagerte Welle (330; 430) und die Verbindungsstelle (392; 492; 492'; 492"992) zu dem zumindest einen Stift auf die Oberfläche des zumin- dest einen den Kühlkanal ausformenden Stiftes geführt wird.
32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Stift radiale Kanäle oder Durch- trittsöffnungen für den Durchtritt des die Reibungs¬ kraft herabsetzenden Fluids hat. Ho
33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid durch die Lagerung (519) der drehbaren Welle (530) zuführbar ist.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Düsenmundstücks (DM) zumindest radial außerhalb des zumindest einen Stiftes (40, 42) eine Strömungsleitflächenanordnung (94) zur Linearisierung bzw. axialen Ausrichtung der Massenströ¬ mung vorgesehen ist, wobei vorzugsweise die Strömungs- leitflächenanordnung einstückig mit der Innenwandung des Düsenmundstücks (DM) ausgebildet ist.
35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurc gekennzeichnet, daß die Länge der Strömungsleitflächenanordnung (94) auf den Bereich der Verbindung des zumindest einen Stifts (40, 42) mit der Welle (30) beschränkt ist.
36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitflächenanordnung (94) von einer Verzahnungsoberfläche gebildet ist.
37. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitflächenanordnung (641, 643, 645,
647; 741, 743, 745, 747) nahe dem Teilkreis des betref¬ fenden, zugeordneten zumindest einen Stiftes angeordnet ist und eine geringe radiale Erstreckung aufweist.
38. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitflächenanordnung flossenartig aus¬ gebildet und mit dem Düsendorn (618; 718) verbunden ist.
39. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitflächenanordnung von einer den vom
ERSATZBLATT H l Kühlkanalformer (930, 992, 940, 942) auf die Pressmasse ausgelösten Drallimpuls kompensierenden Leiteinrichtung (937, 935) gebildet ist.
40. Vorrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtung (935, 937) drehbar in der Düse (918) gelagert ist.
41. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsendorn (70) in einem vorbe¬ stimmten und vorzugsweise einstellbaren Abstand (AX) vor dem Düsenmundstück (DM) endet.
42. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsendorn (70, 72) zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein die Welle lagerndes und das Lager zum Düsenmundstück (DM) hin abdichtendes Teil (70) in einen Trägerkörper (72) einsetzbar, vorzugs¬ weise einschraubbar ist.
43. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Stift aus einem Material mit hohem E-Modul, wie z.B. aus Stahl oder Hartmetall oder keramischem Werkstoff besteht.
44. Zylindrischer, aus einer plastischen Masse, insbeson¬ dere einer plastifizierten pulvermetallischen oder ke¬ ramischen Masse bestehender bzw. im Extrusionsverfahren hergestellter Stab mit zumindest einem innenliegenden, zumindest abschnittsweise wendeiförmig verlaufenden Ka¬ nal vorbestimmten Querschnitts, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Stabes von der Kreisform ab¬ weicht.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1298449C (zh) * 2005-06-16 2007-02-07 上海交通大学 螺旋式挤压成型方法
CN1298451C (zh) * 2005-06-16 2007-02-07 上海交通大学 螺旋式挤压成型加工装置
US7371344B2 (en) * 2003-06-04 2008-05-13 Seco Tools Ab Method and apparatus for manufacturing a blank for a rotary cutting tool
CN103252679A (zh) * 2013-05-20 2013-08-21 苏州瑞森硬质合金有限公司 加工切削刀具用高效螺形内冷棒材
WO2023126608A1 (fr) 2021-12-30 2023-07-06 Technologies Avancees Et Membranes Industrielles Dispositif et procédé pour la fabrication par extrusion d'un support poreux avec un canal central rectiligne et des canaux non rectilignes

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102744282A (zh) * 2012-07-19 2012-10-24 西北工业大学 螺旋分流挤压镁合金棒材的模具

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0288780A2 (de) * 1987-04-30 1988-11-02 Fried. Krupp Gesellschaft mit beschränkter Haftung Strangpresswerkzeug zur Herstellung eines Bohrerrohlings mit mindestens einer innenliegenden, wendelförmig verlaufenden Spülbohrung
EP0431681A2 (de) * 1989-12-04 1991-06-12 Plansee Tizit Gesellschaft M.B.H. Verfahren und Strangpresswerkzeug zur Herstellung eines Rohlings mit innenliegenden Bohrungen
EP0465946A1 (de) * 1990-07-05 1992-01-15 Konrad Friedrichs Kg Hartmetall- oder Keramikstab, Verfahren zu seiner Herstellung und Strangpresswerkzeug zur Durchführung des Verfahrens
WO1992022390A1 (de) * 1991-06-19 1992-12-23 Gottlieb Gühring Kg Strangpresswerkzeug zur herstellung eines hartmetall-oder keramikstabes mit gedrallten innenbohrungen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0288780A2 (de) * 1987-04-30 1988-11-02 Fried. Krupp Gesellschaft mit beschränkter Haftung Strangpresswerkzeug zur Herstellung eines Bohrerrohlings mit mindestens einer innenliegenden, wendelförmig verlaufenden Spülbohrung
EP0431681A2 (de) * 1989-12-04 1991-06-12 Plansee Tizit Gesellschaft M.B.H. Verfahren und Strangpresswerkzeug zur Herstellung eines Rohlings mit innenliegenden Bohrungen
EP0465946A1 (de) * 1990-07-05 1992-01-15 Konrad Friedrichs Kg Hartmetall- oder Keramikstab, Verfahren zu seiner Herstellung und Strangpresswerkzeug zur Durchführung des Verfahrens
WO1992022390A1 (de) * 1991-06-19 1992-12-23 Gottlieb Gühring Kg Strangpresswerkzeug zur herstellung eines hartmetall-oder keramikstabes mit gedrallten innenbohrungen

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 15, no. 222 (M-1121)6. Juni 1991 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 15, no. 294 (M-1140)25. Juli 1991 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7371344B2 (en) * 2003-06-04 2008-05-13 Seco Tools Ab Method and apparatus for manufacturing a blank for a rotary cutting tool
CN1298449C (zh) * 2005-06-16 2007-02-07 上海交通大学 螺旋式挤压成型方法
CN1298451C (zh) * 2005-06-16 2007-02-07 上海交通大学 螺旋式挤压成型加工装置
CN103252679A (zh) * 2013-05-20 2013-08-21 苏州瑞森硬质合金有限公司 加工切削刀具用高效螺形内冷棒材
WO2023126608A1 (fr) 2021-12-30 2023-07-06 Technologies Avancees Et Membranes Industrielles Dispositif et procédé pour la fabrication par extrusion d'un support poreux avec un canal central rectiligne et des canaux non rectilignes
FR3131544A1 (fr) * 2021-12-30 2023-07-07 Technologies Avancees Et Membranes Industrielles Dispositif et procédé pour la fabrication par extrusion d’un support poreux avec un canal central rectiligne et des canaux non rectilignes

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Publication number Publication date
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ATE150675T1 (de) 1997-04-15
JP3662249B2 (ja) 2005-06-22
JPH08502015A (ja) 1996-03-05

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