DE8536805U1

DE8536805U1 - Strangpreßwerkzeug zur Herstellung eines Hartmetall- oder Keramikbohrerrohlings

Info

Publication number: DE8536805U1
Application number: DE19858536805
Authority: DE
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1985-10-31
Filing date: 1985-10-31
Publication date: 1986-08-21

Description

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FRIED. KRUPP GESELLSCAHFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG

in Essen

Strangpreßwerkzeug zur Herstellung eines Hartmetall- oder Keramikbohrerrohlings

Die Anmeldung betrifft ein Strangwerkzeug, das einen Dorn und eine Düse aufweist, zur Herstellung eines Bohrerrohlings mit mindestens einer schraubenförmig verlaufenden innenliegenden Spülbohrung, zu der (jeweils) parallel umfangsseitig eine oder mehrere wendeiförmige Nuten vorgesehen sind.

Die genannten Hartmetall- bzw. Sinterbohrerrohlinge sind z.B. aus der EP 0 118 035 Al bekannt. Aus den durch die in der genannten europäischen Patentanmeldung beschriebene wendeiförmige Verdrillung hergestellten Rohlingen müssen noch die Spankammern ausgefräst werden, wodurch nicht unerhebliche Kosten entstehen. Zur Herstellung der Hartmelall-Bohrerspitze wird a.a.O., Seite 10, vorgeschlagen, einen kreiszylinderförmigen Sintermetallrohling mittels einer Strangpreßeinrichtung, in der eine Freß-Formdüse angeordnet ist, zu extrudieren.

Die wendelförmig verlaufenden Kühlkanäle sollen durch Verdrillen des aus der Strangpreßeinrichtung austretenden Sintermetallrohlings mit einer auf den Materialfluß, auf die angestrebte Bohrergeometrie

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und auf den Wendelverlauf der Kühlkänäle abgestimmten Winkelgeschwindigkeit hergestellt werden, Wobei die (offenbar nach dem Stand der Technik bekannten) Ve?dfilleinrichtungen eine stetig und gleichmäßige

axiale Führung des Sintermetallrohlings und eine |

ebenfalls kontinuierliche und stetige Verdrillbewegung besorgen.

Nachteiligerweise sind demnach neben dem Strangpreßwerkzeug zusätzliche Verdrilleinrichtungen sowie entsprechende Steuer- und Regel-Organe erforderlich. 1

Hieraus ergibt sich die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, ein Strangpreßwerkzeug anzugeben, \ womit die genannten Rohlinge mit exakt gleichmäßi- * ger Steigung und gleichmäßigem Spülbohrungsdurch- ) messer unter Einsparung von zusätzlichen Arbeitsgängen sowie VerdrilJ-, Steuer- und Regeleinrichtungen hergestellt werden können.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch das in den Ansprüchen 1 bis 7 beschriebene Strangpreßwerkzeug gelöst.

Das erfindungsgemäße Strangpreßwerkzeug weist eine (wechselbare) Düse mit mindestens einem in Preßrichtung wendelförmig verlaufenden Steg und einen vor dem Düseninnenraum endenden Dorn auf, an dem ein oder mehrere elastische Drähte mit dem gewünschten Spülbohrungsdurchmesser befestigt sind. Die Drähte sind an der der Düse zugewandten Seite des Dorns in dem gewünschten Abstand befestigt, den die hiermit herstellbaren Spülbohrungen haben, und ragen in den Düseninnenraum. Vorzigsweise ragen sie

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bis an das Düseninnenraumende oder sogar 1 bis 2 rnm darüber hinaus. Es können Stegwendeln verwendet werden, die in der Projektion mehr als 90°, vorzugsweise mehr als 180°, beschreiben. Vorteilhafterweise ist das Strangpreßwerkzeug wie die bisher bekannten Werkzeuge ebenso einfach gebaut, erspart aber ansonsten zum Strangpreßwerkzeug erforderliche (zusätzliche) Verdrillungseinrichtungen. Aus fertigungstechnischen Gründen empfiehlt sich die in Anspruch 2 beschriebene Stegc^ometrie.

Statt den Sinterrohling erst nach dem Austritt aus der Strangpreßeinrichtung wie bisher vorgeschlagen zu verdrillen, werden die Verdrillung und die Herstellung der Spülbohrungen in einem Verfahrensgang mit dem Strangpressen gewährleistet. Die am Dorn des Strangpreßwerkzeuges vorgesehenen elastischen Drähte schaffen schon während des Verdrillens ihrem Durchmesser entsprechende Spülbohrungen, deren gleichmäßige Geometrie nicht durch spätere Arbeitsgänge wieder zerstört wird. Da gleichzeitig mit de^i Strangpressen über den Führungssteg bzw. die -stege die Verdrillung bewirkt wird, hängt diese auch nicht mehr von äußeren Größen wie der Materialflußgeschwindigkeit in der Strangpresse ab. Unabhängig davon, mit welcher Geschwindigkeit der Stempel das Material in und durch die Düse preßt, wird stets eine gleichmäßige Steigung des Hartmetall- oder Keramikbohrerrohlings bewirkt. Das Steigungsmaß der Nuten des Rohlings bestimmt vorzugsweise die Steigung der Spankammer und kann von Bohrertyp zu Bohrertyp verschieden, im Extremfall sogar zu geraden Nuten, übergehen. Um mit demselben Strangpreßwerkzeug arbeiten zu können, muß zur Herstellung von Rohlingen mit einer anderen Nutensteigung oder

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einem anderen Durchmesser lediglich die Düse ge^ wechselt werden. Auch hier ist ansonsten keine ändere Einstellung öder Regelung vonnöten. Die Gleichmäßigkeit der Steigung wird erhöht, wenn die Führung über die besagte Stegwendel über min^

destens 90°, vorzugsweise über mindestens 180°, erfolgt. Aus apparate-, fertigungs- und verfahrenstechnischen Gründen wird eine Führung, das ist der Steg, bevorzugt, der im Querschnitt halbkreisför-1Ü mig ist und dessen Radius mindestens 1 mm beträgt.

Erfahrungen haben gezeigt, daß der Spiralwinkel des wendeiförmigen Steges in der Düse etwas größer gewählt werden sollte als der beim Rohling gewünschte Winkel. In der Regel beträgt das Aufmaß ca. 3 bis 7°.

Werden die Drähte bis in Höhe des Düseneintrittsraumes durch Abstandshalter gestützt, so erhöht sich vorteilhafterweise das Gleichmaß des parallelen Verlaufs zueinander bzw. zur umlaufenden Nut.

Der Draht soll elastisch sein, damit er seine zwangsweise Verwindung beim Verdrillen des Hartmetall- oder Keramikpreßgutes ohne Bruch übersteht, bevorzugt wird z.B. Cu-Draht oder ein Cu-Legierungsdraht verwendet.

ϋώ nach Verwendungszweck des Bohrers, der schließlich aus dem Rohling hergestellt werden soll, kann es sinnvoll sein, Spülbohrungen mit verschiedenen Durchmessern vorzusehen. In einem solchen Fall ist ein Dorn mit entsprechend dimensionierten Drähten zu verwenden.

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Im Hinblick auf eine gute Fließfähigkeit des Preßgutes ist der Dorn bevorzugt an der der Düse zugewandten Seite im wesentlichen kegelförmig verjüngt, so daß die elastischen Drähte am Kegelmantel austreten. Die Kegelform kann in einer Spitze enden

oder in einem im wesentlichen zylinderförmigen Abstandshalter zur Abstützung der Drähte - einer Art Mittelstift - übergehen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den
Zeichnungen dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 ein Strangpreßwerkzeug in verschiedenen Schnittansichten,

Fig. 2 eine der Düse vorschaltbare Einlaufdüse ,

Fig. 3 eine Schnittansicht durch einen

kegeligen Dorn,

Fig. 4 eine entsprechende Ansicht eines

Doms mit zylinderförmigem Abstandshalter und

Fig. 5a, b eine Düse in zwei Schnittansichten.

Fig. 1 zeigt das erfindungsgemaße Strangpreßwerk-'
zeug, das im wesentlichen aus einer Düse 3, einer
dieser vorgeschalteten Einläufdüse 4, einem Dorn 5 sowie der Düsenfassung 6 besteht. Die Düse 3 ist in Fig. 5a, b und die Einlauf ο ·.·?.?■ 4 in Fig. 2 einzeln dargestellt, Die Düse 3 besteht aus einem zylindrischen Düseninnenraum 7, der durch die Innenman-

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telfläche 8 begrenzt wird. Diese Düsenmantelinnenfläche 8 weist zwei in Preßrichtung 9 wendelförmig verlaufende Stege 10 auf, die über die Düsenlänge 1 einen Viertelkreis (90°) beschreiben. Die im Querschnitt halbkreisförmigen Stege haben einen Radius von mindestens 1 mm. Der in Fig. 5a, b dargestellten Düse 5 ist die in Fig. 2 skizzierte Einlaufdüse 4 vorgeschaltet. Die Einlaufdüse hat einen konischen Einlauftrichter für das Preßgut, dessen kleinster Radius etwa dem Radius der Einlaufdüse entspricht. Der Öffnungswinkel ■< des Einlauftrichters beträgt etwa 70°.

Axial zentriert zu der Einlaufdüse 4 und der Düse 3 ist der Dorn 5 angeordnet, dessen Spitze 5a etwa kurz vor dem Düseninnenraum 7 liegt. Der Dorn 5 hat z.B. die in Fig. 3 und 4 dargestellten Formen. Neben einem Zylinder 11 und einem Sockel 12 weist der Dorn entweder einen Kegel 13 auf, wobei die Drähte 14 aus der Kegelmantelfläche 13a parallel zur Preßrichtung austreten, oder die Dornspitze 5a läuft in einem zylinderförmigen Abstandshalter 15 aus, der so angeordnet ist, daß die parallel aus der Kegel(stumpf-)mantelflache 13a austretenden Drähte 14 an ihm anliegen. Ein bevorzugter Kegelmantelwinkel β liegt bei 40°.

Die genannten Teile sind in nach dem Stand der Technik bekannter Weise in einer Düsenfassung 6 untergebracht.

Das erfindungsgemäße Strangpreßwerkzeug arbeitet folgendermaßen ,

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Ein Hartmetallblock wird von einem in Fig. 1 nicht dargestellten Stempel in Richtung des Pfeils 9 in den zwischen Dorn 5 und Düsenfassung 6 gebildeten Raum 16 und infolge der weiteren Stempelbewegung in den Raum 17 der Einlaufdüse 4 gepreßt, wo das Hartmetall verdichtet wird. Die eigentliche Formgebung vollzieht sich in dem Düseninnenraum 7 auf zweierlei Weise. Beim weiteren Vorschub des Stempels erhält das Hartmetall seine zylindrische Form mit der Maßgabe, daß die Stege 10 umfangsseitig eine wendelförmig verlaufende Nut im Hartmetallstrang erzeugen und damit gleichzeitig bewirken, daß der aus der Düse 5 gepreßte Strang in eine Rotation um seine Längsmittelachse versetzt wird. Diese Rotation hat zur Folge, daß die den Düseninnenraum 7 durchragen^Jen Drähte nicht - wie bei einem rotationsfreien Strang - zylinderförmige Löcher entsprechend dem Drahtdurchmesser hinterlassen, sondern daß die elastischen Drähte 14 ebenfalls wendelförmig verdrillt werden und dementsprechend jeweils eine wendelförmig verlaufende Spülbohrung 2 erzeugen, die parallel zu den Nuten 1 verläuft. Der Abstand der Drähte 14 voneinander gibt entsprechend den Abstand der parallel zueinander laufenden Spülbohrungen vor.

Claims

• · β · Ansprüche

1. Strangpreßwerkzeug, das einen Dorn und eine Düse aufweist, zur Herstellung des Bohrerrohlings mit mindestens einer schraubenförmig verlaufenden innenliegenden Spülbohrung, zu der (jeweils) parallel umfangsseitig eine oder mehrere wendeiförmige Nuten vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Düseninnenmantel (8) einen in Preßrichtung (9) wendelförmig verlaufenden Steg (10) aufweist und daß an dem vor dem Düseninnenraum endenden Dorn (5) ein oder mehrere elastische Drähte (14) mit dem gewünschten Spülbohrungsdurchmesser in dem

gewünschten Abstand der Spülbohrungen (2) befestigt sind, die in den Düseninnenraum (7) ragen.

2. Strangpreßwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen- und Drahtlänge (1) mindestens so groß gewählt werden, daß der Steg eine Wendel von mehr als 90°, vorzugsweise mehr als 180°, beschreibt.

3. Strangpreßwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (10) im Querschnitt halbkreisförmig mit einem Radius (r) von mindestens 1 mm ist.

4, Strangpreßwerkzeug nach Anspruch 1 oder 3,

dadurch gekennzeichnet, daß der Draht aus Cu oder einer Cu-Legierung besteht.

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5. Strangpreßwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Drähte (14) verschiedenen Durchmessers.

6. Strangpreßwerkzeug nach einem der Ansprüche 1

bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (5) an der der Düse (3) zugewandten Seite im wesentlichen kegelförmig verjüngt ist und die Drähte aus der Kegelmantelfläche (13a) austrete«.

7. Strangpreßwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kegelförmige Verjüngung in einen im wesentlichen zylinderförmigen Abstandshalter (15) zur Abstützung der Drähte (14) übergeht .