DE4244861C2 - Zylindrischer, aus einer plastischen Masse bestehender und extrudierter Rohling mit zumindest einem innenliegenden, wendelförmigen Kanal sowie Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen zylindrischen, stranggepreßten Rohling gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 2, sowie auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines zy­ lindrischen Stabs mit zumindest einem innenliegenden, wendel­ förmig verlaufenden Kanal und auf eine Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens.

Aus einer plastifizierten keramischen oder pulvermetallurgi­ schen Masse kontinuierlich, beispielsweise im Strangpreßver­ fahren hergestellte zylindrische Rohlinge bzw. Formkörper mit innenliegen­ den, zumindest abschnittsweise wendelförmig verlaufenden Ka­ nälen vorbestimmten Querschnitts werden in zunehmendem Maße beispielsweise in der Werkzeugindustrie, und hier insbeson­ dere bei der Herstellung von Bohrwerkzeugen benötigt, die eine innenliegende Kühl- bzw. Spülmittelversorgung haben, so daß das Kühl- bzw. Spülmittel in unmittelbarer Schneidennähe aus dem Werkzeug austreten kann. Der wendelförmige Verlauf des zumindest einen, innenliegenden Kühlkanals ist dann er­ forderlich, wenn an dem herzustellenden Werkzeug, wie z. B. an einem Bohrwerkzeug wendelförmige Spannuten vorgesehen, beispielsweise eingeschliffen sind. Da die axiale Länge sol­ cher Bohrwerkzeuge zwischenzeitlich erheblich gesteigert worden ist, kommt es in besonderem Maße darauf an, die Steigung des zumindest einen, innenliegenden wendelförmigen Kühlkanals bei der Herstellung genau zu steuern und zu kon­ trollieren, damit die Lage des Kühlkanals in den Bohrer- bzw. Werkzeugstegen 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 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 arbeitet mehrstufig, indem das plastifizierte Rohmaterial zunächst in einen Bohrerrohling mit zumindest einer geradlinig verlaufen­ den, außenliegenden Nut geformt wird, woraufhin der so ge­ staltete 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 verwendeten Rohmassen schon deshalb nicht in Frage kommt, weil der aus der Strang­ preßdüse aus tretende Rohling regelmäßig derart druckempfind­ lich ist, daß selbst kleinste, auf ihn einwirkende Kräfte zu unerwünscht großen Verformungen nicht nur der Außenkontur, sondern auch der innenliegenden, eingeformten Kanäle führt, wodurch die Ausschußrate übermäßig ansteigt.

In der DE 36 01 385 C2 wird deshalb bereits ein Verfahren zur Herstellung eines Bohrwerkzeugs mit mindestens einem wendel­ förmig verlaufenden, innenliegenden Kühlmittelkanal vorge­ stellt, bei dem der wendelförmige Verlauf des zumindest einen innenliegenden Kühlmittelkanals gleichzeitig mit der Extrusion der plastischen Masse erzeugt wird. Zu diesem Zweck ist das Düsenmundstück innenseitig mit einem wendelförmigen Profil ausgestattet, wobei die Wendelsteigung dieser Vor­ sprünge an die anzustrebende Wendelsteigung der innenliegen­ den Kühlkanäle angepaßt ist. Im Zentrum der Strangpreßdüse sind elastische Stifte vorgesehen, die mit ihren stromauf­ wärtigen Enden an einem Düsendorn befestigt sind und deren Elastizität so groß gewählt ist, daß die Stifte der durch die Innenkontur des Düsenmundstücks induzierten Drallströmung folgen können. Abgesehen davon, daß bei dieser Art der Her­ stellung eine verhältnismäßig große Energiemenge aufgebracht werden muß, um dem gesamten Strömungsquerschnitt eine homo­ gene 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 Innenoberfläche des Düsenmundstücks abweicht. Dies hat zur Folge, daß die Vor­ sprünge oder Vertiefungen an der Innenoberfläche des Düsen­ mundstücks in großer Zahl, dafür aber mit verhältnismäßig kleiner Tiefe ausgebildet werden mußten, um die Materialver­ luste möglichst klein zu halten. Die fertig gesinterten Teile werden dementsprechend regelmäßig außen zunächst rund ge­ schliffen, bevor die Spannut eingebracht wird.

Um den Verfahrens schritt des außen rund Schleifens der fertig gesinterten Schneidteil-Rohlinge einzusparen, wird in der EP 0 465 946 A1 ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Innenoberfläche des Düsenmundstücks von der Man­ telfläche eines Kreiszylinders gebildet ist. Dem Düsenmund­ stück ist dabei eine innerhalb des Massestroms liegende Dralleinrichtung vorgeschaltet. Gemäß einer Alternative wird der Strangpreßmasse mittels dieser Dralleinrichtung eine gleichmäßig über den Querschnitt des Strangs wirkende Drall­ bewegung aufgezwungen, während gemäß der zweiten Alternative der Dralleinrichtung durch die Strangpreßmasse eine Drall­ bzw. Drehbewegung aufgezwungen wird. Zur Bildung der Innenka­ näle ragt in den Massestrom der Drall- bzw. Drehbewegung fol­ gendes, fadenförmiges Material hinein. In diesem Fall wird der Kreisdurchmesser, auf dem die Querschnitte bzw. der Quer­ schnitt des zumindest einen innenliegenden Kühlmittelkanals beim extrudierten Rohling zu liegen kommt, durch die Strö­ mungsgeschwindigkeit und durch die Reibungsverluste im Düsen­ mundstück beeinflußt, was sich insbesondere beim Wechseln der Strangpreßmasse von einer Charge zur anderen negativ auswirken kann. Es wird deshalb gemäß einer weiteren Variante dieses Verfahrens vorgeschlagen, das Düsenmundstück 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 zylindrischen, metallischen oder keramischen Rohlings gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, des Patentanspruchs 2 bzw. des Patentanspruchs 10 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 Düsenmundstück an einem stationären Dorn befestigt. Die Stifte sind also bei diesem Verfahren wendel­ förmig vorgeformt und aus einem starren Material, wie z. B. aus Hartmetall oder Stahl gebildet. Es konnte gezeigt werden, daß es bis zu einem bestimmten, verhältnismäßig kleinen Ver­ hältnis zwischen Innendurchmesser des Düsenmundstücks und Außendurchmesser des zumindest einen Mittelstifts möglich ist, im Bereich des Düsenmundstücks aufzusätzliche Verdrall­ einrichtungen zu verzichten. Dabei wird davon ausgegangen, daß die starren Mittelstifte in der Lage sind, dem Massen­ strom über den gesamten Querschnitt eine gleichmäßige Drall­ bewegung aufzuzwingen. Bei größeren Werten des vorstehend an­ gesprochenen Verhältnisses muß die Verdrallung des Rohlings durch zusätzliche Drallhilfen in der Düse verstärkt werden. Auch hat sich gezeigt, daß es regelmäßig erforderlich ist, die Mittelstifte stärker zu verdrallen als den Drall der im Rohling dann tatsächlich vorliegenden, wendelförmigen Kanäle. Dies setzt für jede Strangpreßmasse umfangreiche Versuche voraus, die das Herstellungsverfahren verteuern und aufwen­ dige Qualitäts-Sicherungsmaßnahmen erforderlich machen.

Mit bekannten Methoden war daher kein extrudierter Rohling herstellbar, der eine von der Wendelform seiner Innenkanäle unabhängige, beliebige Querschnittsgestalt hatte.

Alle bekannten Methoden, die im Extrusionsvorgang ar­ beiten, haben gemeinsam, daß der Rohling direkt nach dem Extrusionsvorgang weich ist und zum Aushärten auf eine Un­ terlage gelegt werden muß. Während des Aushärtens beginnt das Material des weichen Rohlings aufgrund der auf ihn ein­ wirkenden Gewichtskraft zu fließen. Dadurch entsteht ein ausgehärteter Rohling, dessen runde Form verloren gegangen ist. Um einen runden ausgehärteten Rohling zu erhalten, muß die aufgrund der Gewichtskraft entstandene Exzentrizität abgetragen werden. Dadurch muß einerseits eine weitere Be­ handlung des ausgehärteten Rohlings vorgenommen werden, an­ dererseits entsteht ein nicht ganz unerheblicher Material­ verlust.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen zylindrischen, stranggepreßten Rohling- mit wendelförmigen Kühlkanälen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 2 zu schaffen, bei dem die Festig­ keit des Rohling über den Stabquerschnitt variiert bzw. einstellbar ist und er materialsparender herstellbar ist Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 oder 2 gelöst.

Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 3 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10 bzw. des Patentanspruchs 26 derart wei­ terzubilden, daß Strangpreßrohlinge mit genau definiertem Verlauf innenliegender, wendelförmiger Kühlkanäle mit einem Höchstmaß an Reproduzierbarkeit herstellbar sind, wobei keinerlei Beschränkungen hinsichtlich des Anwendungsbe­ reichs des Verfahrens im Hinblick auf die Zusammensetzung der Strangpreßmasse, der Verfahrensparameter oder hinsicht­ lich der Geometrie des Rohlings bestehen soll. Diese Aufga­ be wird durch die Merkmale der Ansprüche 10 bzw. 26 gelöst.

Demnach lassen sich Strangpreßrohlinge mit genau definiertem Verlauf innenliegender, wendelförmiger Kühlkanäle mit einem Höchstmaß an Reproduzierbarkeit und mit hoher Gefügequalität herstellen, wobei keinerlei Beschränkungen hinsichtlich des Anwendungsbereichs des Verfahrens im Hinblick auf die Zusam­ mensetzung der Strangpreßmasse, der Verfahrensparameter oder hinsichtlich der Geometrie des Rohlings bestehen.

Die Erfindung löst sich grundsätzlich von dem Gedanken, dem hochviskosen Massestrom bei der Extrusion eine der zu erzeu­ genden Wendelsteigung entsprechende Drallbewegung aufzuprägen und dabei die Masse verhältnismäßig stark plastisch zu ver­ formen. 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 wen­ delförmiger Innenkanal entsteht, dessen Steigung exakt mit der Steigung des vorverdrillten Stiftes übereinstimmt. Das erfindungsgemäße Verfahren funktioniert insoweit auf der Um­ kehr eines Korkenzieher-Effekts, wobei die Korkenzieherwendel mit dem Stift und der Korken mit der plastischen Strangpreß­ masse zu vergleichen ist. Die zumindest eine Innenwendel ent­ steht somit erfindungsgemäß im Urformverfahren. Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt dabei darin, daß quasi keine Energie dafür aufgewendet werden muß, dem Querschnitt der Strangpreßmasse eine Drallströmung aufzuprä­ gen, was gleichzeitig bedeutet, daß auch der Kühlkanalformer in Form der sich drehenden Teile nur geringen und reprodu­ zierbaren Kräften unterworfen wird. Dabei wird bei der Erfin­ dung 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 Ver­ gleich zu der Anordnung von Dralleinrichtungs-Anströmflächen im Bereich des Innenmantels des Düsenmundstücks bzw. an radial weiter außen liegenden Stellen zu energetischen Vor­ teilen. Mit anderen Worten, die Strömung der Strangpreßmasse wird erfindungsgemäß bei der Herstellung der innenliegenden Kühlkanäle so gering wie möglich beansprucht, wodurch sich der besondere Vorteil ergibt, daß der Rohling am Austritt des Düsenmundstücks ein sehr homogenes Gefüge hat. Dabei hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die Genauigkeit des einge­ brachten, zumindest einen wendelförmigen Kühlkanals, und zwar hinsichtlich Steigung, radialer Lage, Winkellage und Quer­ schnitt auf Anhieb auf einem sehr hohen Niveau gehalten werden konnte, und zwar unabhängig davon, ob und gegebenen­ falls in welcher Weise eine bestimmte Rauhigkeit der Innen­ manteloberfläche des Düsenmundstücks gewählt wird oder nicht. Erfindungsgemäß ist somit erstmalig ein zylindrischer Strang­ preßkörper mit innenliegenden, wendelförmigen Kühlkanälen herstellbar, der eine von der Kreisform abweichende Einhüllende bzw. Quer­ schnittsform, beispielsweise Rechteck-, Polygon- oder Ellipsenform hat, wobei es auf die Lage des Drehzentrums des Kühlkanalformers bezüglich des Düsenquerschnitts nicht mehr ankommt. Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens 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 Extrusionsparame­ tern, wie z. B. der Strangpreßgeschwindigkeit. In jedem Fall entspricht die Wendel im Rohling exakt der vorgeformten Wendel der mitgedrehten Drähte.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Besonders gute Druckverhältnisse beim Durchtritt durch das Düsenmundstück erzielt man mit der Weiterbildung des Patent­ anspruchs 4 bzw. des Patentanspruchs 11. Da sich die hochvis­ kose 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 wendelförmigen Stäbe an jeder Stelle ein aus­ reichender Druck zum Schließen des Querschnitts vorherrscht. Dies ist insbesondere im Einlaufbereich des Düsenmundstücks bzw. in den Bereichen von Bedeutung, in denen entweder durch die Gestaltung der Strangpreßdüse oder aber durch andere Hin­ dernisse in der Strömung Veränderungen des Strömungsquer­ schnitts auftreten. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Steuerung des Drucks über den Massenstromquerschnitt durch die Gestaltung der Innenmantel­ fläche des Düsenmundstücks. Diese Mantelfläche kann bei­ spielsweise auch so ausgebildet werden, daß sich der Durch­ flußquerschnitt zur Ausströmseite hin allmählich verkleinert, um dem strömungsmechanisch bedingten Druckabbau zur Umgebung hin (Austrittsquerschnitt des Düsenmundstücks) entgegenzuwir­ ken.

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

Eine geeignete Maßnahme besteht beispielsweise darin, die Massestrom bedingte Drehbewegung der die Kühlkanäle formenden Stäbe, d. h. des Kühlkanalformers durch einen Zusatzantrieb zu unterstützen, wobei die vorteilhafteste Ausgestaltung eines solchen Zusatzantriebs so aufgebaut sein soll, daß das zu­ sätzliche 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 26 angegeben ist, in vor­ teilhafter Weise mit einem Kühlkanalformer kombiniert werden, bei dem zumindest ein flexibler Kernstift am Ende einer in den Düsenmund ragenden Welle sitzt, so daß die Welle in Ab­ hängigkeit von der gewünschten Steigung der Kanalwendel kon­ trolliert 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 Patentan­ spruchs 5 bzw. des Patentanspruchs 17. Bereits durch eine dem Drehsinn der Wendel angepaßte Anschrägung der stromaufgele­ genen Stirnseiten der die Kühlkanäle bildenden Stäbe kann das reibungsbedingte Bremsmoment weitestgehend kompensiert werden. Dies ist Gegenstand des Patenanspruchs 18.

Wenn der zumindest eine, den zugehörigen, innenliegenden Kühlkanal formende Stift über den die Verbindung zur Welle herstellenden Nabenkörper hinaus in stromaufwärtiger Richtung verlängert ist, was Gegenstand des Patentanspruchs 16 ist, wird zusätzlich die Einleitung des Biegemoments von den Stäben in den Nabenkörper sehr günstig, wodurch die Verbin­ dungsstelle zwischen Nabenkörper und Stift kürzer gehalten werden kann.

Die Einleitung der gleichförmigen Drehbewegung auf die an der Welle sitzenden Stifte erfolgt hauptsächlich im ersten Ab­ schnitt, d. h. im eigentlichen Führungsabschnitt des Düsen­ mundstücks. Aus diesem Grunde wirkt sich die mit zunehmendem Abstand von der Verbindungsstelle zur Welle immer kleiner werdende Steifigkeit der Drähte nicht auf die Formgenauigkeit 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 Lineari­ sierung, d. h. eine axiale Ausrichtung und Stabilisierung der Strömung unter Zuhilfenahme einer Strömungsleitflächenan­ ordnung durchgeführt wird. Eine vorteilhafte Möglichkeit der Ausbildung einer solchen Strömungsleitflächenanordnung ist Gegenstand des Patentanspruchs 28. Hierbei kann beispielsweise eine regelmäßige Axialnutung Anwendung finden, wobei in vorteilhafter Weise diese Gestaltung der Innenober­ fläche des Düsenmundstücks gleichzeitig dazu benutzt wird, die sich am Ende der Nabe der Drehwelle ergebende Quer­ schnittsveränderung zu kompensieren. In diesem Fall verlaufen dann die Axialnuten lediglich bis zum Ende der Verbindungs­ nabe zwischen den Stiften und der Drehwelle.

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 Verhältnisse ergeben sich allerdings dann, wenn die Stäbe punktsymmetrisch zu der Achse der Drehwelle angeordnet werden. Mit der Weiter­ bildung des Patentanspruchs 31 lassen sich die Einströmungs­ verhältnisse der hochviskosen, d. h. plastischen Masse in das Düsenmundstück bzw. die Anströmverhältnisse der Wendel-Kern­ stäbe optimieren.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der üb­ rigen Unteransprüche.

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

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Axialschnitt im Bereich des vorderen Endes einer Strangpreßdüse zur Erläuterung des Funk­ tionsprinzips 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 erfindungsgemäßen Auf­ baus des Düsendorns;

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

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

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 ein Strangpreßwerkzeug bezeichnet, das gemäß Fig. 1 von rechts nach links von einer hochviskosen, plastifizierten metallischen oder keramischen Masse 12 durchströmt wird. Mit 14 ist ein Düsenmundstück be­ zeichnet, das entweder einstückig mit einem Düsenträgerteil 16 ausgebildet ist, oder auswechselbar an letzterem gehalten ist. Das Düsenmundstück 14 und/oder das Düsenträgerteil sind vorzugsweise austauschbar im Strangpreßwerkzeug 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. 2 näher be­ schrieben wird und an seiner stromabwärtigen Seite eine ko­ nische Oberfläche 20 hat, so daß zwischen dem Düsendorn 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 wendelförmig, links- oder längsgängig verlaufenden Kanal 26. Solche Rohlinge werden beispielsweise bei der Herstellung von Bohrwerkzeugen benötigt, wobei sich in diesem Fall an den Extrusionsprozeß zunächst ein Trocknungs- bzw. Vorsinterungs­ prozeß anschließt, bevor die entsprechend abgelenkten Roh­ ling-Stäbe dem eigentlichen Sinterprozeß unterworfen werden. Die fertig gesinterten Rohlinge werden dann regelmäßig spanend bearbeitet, indem in die Außenoberfläche der Rohlinge zumindest eine wendelförmige Spannut eingeschliffen wird. Da der Verlauf der innenliegenden Kühlkanäle 26 bei der spanen­ den Bearbeitung nicht überwacht werden kann, ist es erforder­ lich, den Rohling 24 so herzustellen, daß im Bereich des In­ nenkanals 26 möglichst geringe Toleranzen hinsichtlich Quer­ schnitt, Teilkreisdurchmesser und Exzentrizität des Teilkreises zur Achse 28 auftreten, und zwar in jedem Radial­ schnitt des Rohlings, was ferner die genaue Einhaltung einer vorbestimmten Wendelsteigung WS voraussetzt. Andernfalls kann der Fall eintreten, daß insbesondere beim Einschleifen von Spannuten in längere gesinterte Rohlinge die Nut dem Innen­ kanal zu nahe kommt, was entweder zu Festigkeitseinbußen oder aber dazu führt, daß der gesamte Rohling nicht mehr brauchbar ist. Dieses vorstehend angesprochene Problem tritt unabhängig davon auf, wieviel innenliegende Kühl- bzw. Spülmittelkanäle im Bohrer ausgebildet werden und welche Formgebung diese Ka­ näle haben, wobei als weiterer Gesichtspunkt bei der Herstel­ lung von metallischen oder keramischen Rohlingen zu berück­ sichtigen ist, daß die Rohlinge in der Trocknungs- und/oder Sinterphase teilweise erheblichen Schrumpfungen unterliegen, die regelmäßig gefügeabhängig ablaufen. Es kommt deshalb dar­ auf an, bei der Extrusion der plastifizierten Hartmetall- oder Keramikmasse Maßnahmen zu ergreifen, die sicherstellen, daß der extrudierte Rohling nicht nur mit großer Maßgenauig­ keit, sondern auch mit einem Höchstmaß an Homogenität des Ge­ füges über den Querschnitt herstellbar ist. Zu diesem Zweck ist das Strangpreßwerkzeug 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. 3), der über seine radial außen­ liegenden Seitenflächen 36, 38 fest mit jeweils einem wendel­ förmig vorverdrillten Stift bzw. Kernstift 40, 42 verbunden 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 Stelle hervorgehoben werden, daß die Erfindung nicht auf eine solche Anzahl und Anordnung der Stifte beschränkt ist. Es ist gleichermaßen möglich, entweder nur einen Stift, oder aber mehrere Stifte mit gleichmäßiger Umfangsverteilung oder aber mit ungleichmäßiger Umfangsver­ teilung an einer Nabe zu befestigen, wobei auch die Einzel­ querschnitte der Stifte voneinander abweichen können. Es ist gleichermaßen möglich, die Stifte auf unterschiedlichen Teilkreisen anzuordnen, wobei sogar die Achsen und/oder der Drehsinn der Stifte differieren können.

Die wendelförmig 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 Teilkreis 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 er­ strecken, so daß die von den Stäben 40, 42 beim Extrusions­ vorgang 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 Winkel PHI auf die Stifte 40, 42. Da diese über den Naben­ körper 34 und die Welle 30 um die Achse 28 der Wendel, d. h. auch um die Achse 44 der Welle 30 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 wendelförmigen 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 zumin­ dest einem wendelförmig verdrilltem Stift 40, 42 wird deshalb eine durch die Strömungsgeschwindigkeit vorgegebene gleich­ mäßige Rotationsbewegung ausführen, wobei die Biegebean­ spruchung 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 idea­ len, 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 kontrol­ lieren. Der Düsenmund ist grundsätzlich in zwei Bereiche, nämlich einen Düsenmund-Eintrittsbereich DME und einen reinen Düsenmund-Strömungsbereich DMS unterteilt. Im Abschnitt DMS hat der Düsenmund einen vorbestimmten, im wesentlichen gleichbleibenden Querschnitt, durch den die Strömungsge­ schwindigkeit kontrollierbar ist. Wenn sich im Bereich DMS der Querschnitt nicht ändert, kann in erster Näherung auch eine konstante Strömungsgeschwindigkeit in diesem Bereich an­ genommen werden. Im Bereich DME kommt es darauf an, den ef­ fektiv zur Verfügung gestellten Durchströmungsquerschnitt zu­ mindest über die axiale Länge des Bereichs 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 Vergleich zum Abschnitt DMS ge­ rade um ein Maß M angehoben, daß die von den beiden Durchmes­ sern der Bereiche DMS und DME definierte Ringfläche in etwa so groß wird wie die in Fig. 3 erkennbaren Querschnitts­ flächen der Welle 30 und der Radialschnittfläche des Naben­ körpers 34 unter Einbeziehung der Verbindungsstellen 52. Durch geeignete Gestaltung der Übergänge zwischen den Innen­ mantelflächen im Bereich DME und DMS können übermäßige Druck­ schwankungen in der Masse 12 beim Durchströmen des Düsenmun­ des DM ausgeschaltet werden. Insbesondere wird durch die er­ findungsgemäße Gestaltung des Düsenmundes DM gerade im Über­ gangsbereich zwischen den Abschnitten 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 Na­ benkörpers 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 Reaktions­ kräfte, die von der Welle 30 aufgenommen werden müssen. Zu diesem Zweck ist der Welle 30 nicht nur ein Radiallager 58, sondern auch ein Axiallager 60 zugeordnet, das nach­ folgend anhand der Fig. 2 näher erläutert werden soll. Ansonsten entspricht die Ausführungsform gemäß Fig. 2 im wesentlichen derjenigen gemäß Fig. 1, so daß für die ver­ gleichbaren Komponenten auch gleiche Bezugszeichen verwendet 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 Dornein­ satzes 70 ab, der in einen Zentralkörper 72 eines ringförmi­ gen Düseneinsatzes 74 geschraubt ist. Zwischen dem Zentral­ körper 72 und dem Montage-Außenring 76 des Düseneinsatzes 74 sind vorzugsweise in gleichmäßigem Umfangsabstand zueinander stehend schmale Rippen 78 vorgesehen, vorzugsweise einstückig mit dem Außenring 76 verbunden. Mit 80 sind Dichtungen bzw. Dichtungspakete zwischen dem Dorneinsatz 70 und dem Zentral­ körper 72 bezeichnet. Die zweite Laufscheibe 66 auf der anderen Seite der Nadeln 62 wird durch eine Druckscheibe 82 abgestützt, die durch eine Lager-Einstellmutter 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. Zusätzlich kann noch hinter der Spaltdichtung ein O-Ring vorgesehen sein.

Der vorstehend beschriebene Aufbau der Lagerung des drehbaren Kühlkanalformers eröffnet die Möglichkeit, den Strangpreßkopf innerhalb kürzester Zeit umzurüsten, indem beispielsweise der gesamte Dorneinsatz 70 mit vormontiertem Lager 60 ausgetauscht wird.

Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich hinsichtlich der Gestaltung des Kanalformers in Form der wen­ delförmig vorverdrillten Drähte bzw. Stäbe 40, 42 nicht von der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Allerdings ist der Übergang der Stifte bzw. Drähte 40, 42 zur Welle etwas anders gelöst:
In diesem Fall hat die Welle 30 an ihrem stromabwärtigen Ende eine Verdickung in Form eines Nabenkörpers 134, und die Stifte 40, 42 sind über eine Löt- oder Schweißverbindung bzw. eine entsprechende Verbin­ dung an die Welle 30 angeschlossen. Es hat sich gezeigt, daß es selbst mit dieser Anordnung gelingt, bei Anwendung des er­ findungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Strang­ preßvorrichtung 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 oder Nabenkörper ist im Querschnitt sehr schmal gehalten und vorzugsweise ebenfalls zu beiden Seiten der Achse von einer Wendelfläche gebildet, so daß sich bei der kontinuierlichen 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 - ähnlich einer Schraubenfeder - auf Torsion beansprucht werden.

Die vorstehend beschriebene Strangpreßvorrichtung funktio­ niert wie folgt:
Die hochviskose Masse 12 tritt aus dem Ringraum 22 über eine kurze Einlaufstrecke 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 vergleich­ baren Extrusionsverfahren keine plastische Verformung der durchtretenden Masse, sondern vielmehr die Ausbildung der in­ nenliegenden, wendelförmigen 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 Düsenmundes DM eine Kreisform hat, führen die - zwar geringen - Reib­ momente, hervorgerufen durch die angeströmte Oberfläche der gewendelten Stifte 40, 42 und der Lager-Reibkräfte dazu, daß der Rohling oder Formkörper 24 mit einer leichten Rotation um die Achse 44 austritt. Die Maßhaltigkeit der mit dem Kühlkanalformer ein­ geformten 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:
Eine - in den Figuren nicht näher dargestellte - Maßnahme be­ steht darin, der Welle 30 einen Zusatzantrieb zuzuordnen, der ein gerade so großes, zusätzliches Drehmoment auf die Welle 30 aufbringt, das zur Deckung der Reaktionsmomente ausreicht.

Eine weitere, in Fig. 1 gezeigte Maßnahme besteht darin, die stromauf gelegenen Stirnseiten 92 der Stifte 40, 42 mit einer solchen Anschrägung zu versehen, daß durch die Anströmung ein zusätzliches Drehmoment auf den Kühlkanalformer aufgebracht wird.

Schließlich ist eine weitere Möglichkeit in Fig. 2 mit strichpunktierten Linien angedeutet. Diese besteht darin, die Drähte 40, 42 stromauf des Nabenkörpers 134 mit einem Ver­ längerungsabschnitt 140, 142 zu versehen und diesen Ver­ längerungsabschnitt mit einer von der Soll-Wendelsteigung im Rohling abweichenden Wendelsteigung in der Weise zu versehen, daß die die Verlängerungsabschnitte 140, 142 anströmende Masse 12 das das Reaktionsmoment deckende zusätzliche Drehmoment auf den Kühl­ kanalformer aufbringt.

Schließlich ist es auch möglich, im Bereich des Düsenmundes DM Strömungsleitflächen vorzusehen, die die Strömung der 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 94 angedeutet. Wenn die Innenverzahnung 94 auf den Düsenmund- Eintrittsbereich DME beschränkt wird, ist es von Vorteil, die Verzahnung so zu wählen, daß die über den Durchmesser 98 hinausstehenden Verzahnungsquerschnitte 96 über den Umfang aufsummiert gerade die Summe der Querschnitte der Welle und der Nabe 134 bzw. 234 ausmacht.

Selbstverständlich sind Abweichungen von der zuvor beschrie­ benen Ausführungsform möglich, ohne den Grundgedanken der Er­ findung zu verlassen, der darin besteht, eine plastische Ver­ formung der Masse 12 im Düsenmund DM dadurch auszuschließen, daß ein Kühlkanalformer mit einer starren Verbindung zwischen wendelförmig vorverdrillten Stäben 40, 42 und einer drehbar gelagerten Welle 30 mit einer vorbestimmten Relativ-Drehbewe­ gung durch die im Düsenmund strömende Masse bewegt wird. Auf diese Weise ist das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für alle möglichen Querschnitte anwendbar, was in Fig. 1A beispielsweise mit unterbrochenen Linien durch die Quer­ schnittsbegrenzung 100 angedeutet ist. Die Achse des Kühlka­ nalformers kann auf diese Weise auch beliebig innerhalb des Querschnitts des Düsenmundes DM angeordnet werden. Aufgrund des erfindungsgemäßen Aufbaus existieren in einem weiten Bereich keine Abhängigkeiten zwischen der Dimension, bei­ spielsweise dem Durchmesser des Rohlings, dem Grad der Plastifizierung und den Strangpreß-Parametern, wie z. B. der Strangpreßgeschwindigkeit. Die auf die exakte, im Rohling an­ gestrebte Wendelsteigung vorverdrallten Stäbe müssen dement­ sprechend - 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 Düsenmundes DM keiner Verformungsarbeit unterzogen und die bewegten Bauteile des Innenkanalformers werden mechanisch verhältnismäßig gering beansprucht, da die vom Kühlkanalformer beanspruchten Quer­ schnittsflächen im Vergleich zu der gesamten Durchtritts­ fläche 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 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.

Die Erfindung schafft somit einen zylindrischen, aus einer plastischen Masse bestehenden und extrudierten Rohling bzw. Formkörper mit zumindest einem, vorzugsweise mehreren über den Umfang gleichmäßig verteilten, innenliegenden und wendelförmig verlaufenden Kanälen vorbestimmten Querschnitt, wobei die Be­ sonderheit darin besteht, daß der Querschnitt des Formkörpers von der Kreisform abweicht.

Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren zur kontinuierli­ chen Herstellung von zylindrischen Stäben bzw. Rohling mit zumindest ei­ nem, vorzugsweise mehreren über den Umfang gleichmäßig ver­ teilten innenliegenden und wendelförmig 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, indem die Masse entlang der Achse des wendelförmig verdrillten, an einem Düsendorn gehaltenen Stiftes strömt. Zur Vereinfachung des Verfahrens und zur weitestgehenden Eliminierung der Ab­ hängigkeit des Extrusionsergebnisses von den Parametern des Extrusionsvorgangs wird im Düsenmund ein drehbar gelagerter Kühlkanalformer vorgesehen, der zumindest einen wendelförmig vorverdrillten Stift aufweist, der an einer Welle zumindest an der Befestigungsstelle und damit formstabil und starr be­ festigt ist. Die wendelförmige Vorverdrillung entspricht exakt der Wendelform der in den Rohling einzuformenden Innen­ kanäle. Dadurch wird dem zumindest einem Stift durch die ent­ lang dessen Achse strömende plastische Masse im wesentlichen über die gesamte Länge ein konstanter, durch die Steigung der Wendel definierter Drehimpuls aufgeprägt, so daß plastische Verformungen der Masse im Düsenmundstück ausgeschlossen sind.

Claims (33)

1. Zylindrischer, stranggepreßter Rohling aus einer pla­ stischen Masse, insbesondere einer plastifizierten pul­ vermetallischen oder keramischen Masse für die Werk­ zeugherstellung, in Form eines Stabes mit zumindest ei­ nem innenliegenden, zumindest abschnittsweise wendel­ förmig verlaufenden Kanal, dadurch gekennzeichnet, daß die Einhüllende des Stabquerschnitts von der Kreisform abweicht.

2. Zylindrischer, stranggepreßter Rohling aus einer pla­ stischen Masse, insbesondere einer plastifizierten pul­ vermetallischen oder keramischen Masse für die Werk­ zeugherstellung, in Form eines Stabes mit zumindest ei­ nem innenliegenden, zumindest abschnittsweise wendel­ förmig verlaufenden Kanal (Kanalwendel), dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einhüllende des Stabquerschnitts zur Lage eines Kreises um das Zentrum der Kanalwendel exzentrisch ist.

3. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von zylin­ drischen Stäben gemäß Anspruch 1 oder 2, insbesondere zur Herstellung eines Sintermetall- oder Keramik-Roh­ lings für ein Werkzeugteil, bei dem die den Rohling bildende, plastische Masse aus einem Düsenmundstück heraus gepreßt wird, wobei sie beispielsweise entlang der Achse zumindest eines wendelförmig verdrillten, an einem Düsendorn gehaltenen Stiftes strömt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Innenkanäle ohne plasti­ sche Umformung der im Düsenmundstück befindlichen Masse im Urformprozeß hergestellt werden, wobei vorzugsweise die Masse (12) im wesentlichen drallfrei in das Düsen­ mundstück (DM) eintritt, über den gesamten Strömungs­ querschnitt im wesentlichen drallfrei entweder den zu­ mindest einen Stift (40, 42) anströmt und diesen beim Durchtreten durch das Düsenmundstück in eine kontinu­ ierliche, der Steigung (WS) seiner Wendel entsprechende Drehbewegung versetzt, oder an einer Stiftaufhängung vorbeiströmt, die in Abhängigkeit von der Strömungsge­ schwindigkeit antreibbar ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt innerhalb des Düsenmundstücks (DM) im wesentlichen konstant gehalten wird, und daß die Strömungs- bzw. Druckverhältnisse über die Länge des Düsenmundstücks (DM) durch den Querschnitt des Dü­ senmundstücks (DM) konstant gehalten bzw. kontrolliert werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die in das Düsenmundstück (DM) einströmende Masse (12) zur Unterstützung des durch die Massenströ­ mung innerhalb des Düsenmundstücks (DM) kontrollierten Drehantriebs des zumindest einen Stiftes (40, 42) her­ angezogen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, soweit ein Rohling nach Anspruch 1 hergestellt wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der zumindest eine Stift (40, 42) ei­ ne Drehachse (44) hat, die mit der Zentralachse (28) des Strömungsquerschnitts zusammenfällt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mehrere Stifte (40, 42) von der pla­ stischen Masse angeströmt werden und daß die Stifte eine gemeinsame Drehachse (44) haben und über den zuge­ hörigen Teilkreis (46) beliebig verteilt, vorzugswei­ se gleichmäßig verteilt sind.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Reaktionsmomente des Kanalformers mit dem zumindest einen Stift (40, 42) dahingehend durch einen Zusatzantrieb berücksichtigt werden, daß der Rohling drallfrei aus dem Düsenmund austritt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Strömung der Masse durch das Dü­ senmundstück (DM) zumindest radial außerhalb des zumin­ dest einen Stiftes (40, 42) durch Strömungsleitflächen (94) linearisiert wird.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 3 bis 9, mit einem Strangpreßwerkzeug, aus dessen Düsenmundstück kontinuierlich ein zylindri­ scher Stab mit zumindest einem innenliegenden, zumin­ dest abschnittsweise wendelförmig verlaufenden Kanal vorbestimmten Querschnitts herauspreßbar ist, wobei vorzugsweise im Inneren des Düsenmundstücks (DM) zumin­ dest ein wendelförmig vorverdrillter, an einem Düsen­ dorn gehaltener Stift (40, 42) mit einer zur Achse (44) des Düsenmundstücks (DM) koaxialen Ausrichtung vorgese­ hen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Stift (40, 42) dreh- und axialfest mit einer im Düsen­ dorn (70, 72) um eine zur Düsenachse parallele Achse (44) drehbar gelagerten Welle (30) verbunden und derart verdrillt ist, daß ihm die entlang seiner Achse (44) strömende plastische Masse (12) im wesentlichen über die gesamte Länge einen konstanten, durch die Steigung seiner Wendel definierten Drehimpuls aufprägt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt innerhalb des Düsenmund­ stücks (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.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zumindest eine Stift (40, 42) über die gesamte Länge des Düsenmundstücks (DM) die gleiche Wendelsteigung hat.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, 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 Dü­ senachse (44)) flachen Nabenkörper (34; 234) erfolgt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Stift und Welle bzw. der Nabenkörper (34; 134; 234) im Einlaufbe­ reich (DME) des Düsenmundstücks (DM) liegt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, 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.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Stift (40, 42) über den Nabenkörper (134) hinaus in stromaufwärtiger Richtung verlängert ist (140, 142).

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Verlängerungsstück (140, 142) des zumindest ei­ nen Stiftes (40, 42) zur Unterstützung des durch die Massenströmung innerhalb des Düsenmundstücks (DM) kon­ trollierten Drehantriebs des zumindest einen Stiftes (40, 42) herangezogen wird.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, 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.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenkörper (234; 34) als Wen­ delfläche mit einer an die Steigung (WS) des zumindest einen Stiftes (40, 42) angepaßten Wendelsteigung ausge­ bildet ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlauf- und/oder die Auslauf­ kante (54, 56) des Nabenkörpers (34) vorzugsweise in 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 lichst geringe Druckschwankungen in der plastischen Masse auftreten.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die den zumindest einen Stift (40, 42) tragende Welle (30) im Düsendorn (70, 72) ein Radi­ al- und ein Axiallager (58, 60) hat.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Axiallager (60) und/oder das Radiallager (58) ein Wälzlager ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 22, 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.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Stift (40, 42) eine Drehachse (44) hat, die mit der Zentralachse (28) des Strömungsquerschnitts zusammenfällt.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 24, 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.

26. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von zylin­ drischen Stäben gemäß Anspruch 1 oder 2, insbesondere zur Herstellung 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 zumin­ dest einen Kühlkanal formt, insbesondere nach einem der Ansprüche 10 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die den zumindest einen Stift (40, 42) tragende Welle (30), de­ ren radial innerhalb des Stiftes liegende Verbindungs­ stelle zum Stift im Düsenmund liegt, einen Zusatzan­ trieb hat.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Stift flexibel ist und der An­ trieb in Abhängigkeit von der gewünschten Steigung steuerbar ist.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 27, 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.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Strömungsleitflächenanordnung (94) auf den Bereich der Verbindung des zumindest einen Stifts (40, 42) mit der Welle (30) beschränkt ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Strömungsleitflächenanordnung (94) von einer Verzahnungsoberfläche gebildet ist.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsendorn (70) in einem vorbe­ stimmten und vorzugsweise einstellbaren Axialabstand (AX) vor dem Düsenmundstück (DM) endet.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 31, 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, vorzugswei­ se einschraubbar ist.

33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 32, 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.