EP1017527A1

EP1017527A1 - Continuous extrusion process and device for rods made of a plastic raw material and provided with a spiral inner channel

Info

Publication number: EP1017527A1
Application number: EP97950028A
Authority: EP
Inventors: Konrad Friedrichs
Original assignee: Konrad Friedrichs GmbH and Co KG
Current assignee: Konrad Friedrichs GmbH and Co KG
Priority date: 1996-10-25
Filing date: 1997-10-27
Publication date: 2000-07-12
Anticipated expiration: 2017-10-27
Also published as: ATE214317T1; WO1998018587A2; EP1017527B1; JP2002514138A; JP3935961B2; US6248277B1; HK1027774A1; DE59706644D1; DE19644447C2; DE19644447A1; WO1998018587A3

Abstract

Method and apparatus for the continuous extrusion of rods of plastic raw material. The rods contain at least one inner channel which is at least in part spiral-shaped. The raw material may be a powder-metallurgical or ceramic mass. The material is extruded through a nozzle mouthpiece and made to rotate by an arrangement of flow guiding surfaces. At least one thread made of a flexible or elastic material is entrained and gives the rod a spiral shape with a predetermined pitch. The thread is retained upstream of the nozzle mouthpiece in an eccentric position relative to the rod axis that extends through the nozzle mouthpiece. The movement of rotation of the raw material is adjusted by an outer adjusting force which modifies the angle between the arrangement of flow guiding surfaces and the longitudinal axis of the nozzle mouthpiece to adjust the position and pitch of the spiral channel.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Extrusion von mit einem wendeiförmigen Innenkanal ausgestatteten Stäben aus plastischem Rohmaterial Method and device for the continuous extrusion of rods made of plastic raw material equipped with a helical inner channel

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Extrusion von mit mindestens einem wenigstens abschnittsweise wendeiförmigen Innenkanal ausgestatteten Stäben aus plastischem Rohmaterial, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 6.The invention relates to a method and a device for the continuous extrusion of rods made of plastic raw material with at least one section-wise helical inner channel, according to the preamble of claim 1 and of claim 6.

Ein derartiges Verfahren sowie Vorrichtungen, d. h. Extrusionsköpfe zur Durchführung eines solchen Verfahrens werden beispielsweise dann angewendet, wenn ein Stabrohling aus einer plastifizierten Pulvermasse, wie z. B. einer pulvermetallurgischen Masse, d. h. einer Hartmetall- oder Ceramid-Masse zu einem Rohling, d. h. einem Sintermetall- bzw. einem Sinterkeramik- Rohling geformt werden soll aus dem dann in einem Sinter- oder Brennprozeß ein Rohling in Form eines zylindrischen Stabes für ein Hochleistungs-Werkzeug entsteht. Diese Rohlinge zeichnen sich durch die verwendeten Werkzeuge bzw. Pulvermischungen durch eine sehr hohe Grund-Festigkeit und zwar sowohl hinsichtlich mechanischer Beanspruchung und Abrieb aus, so daß man dazu übergegangen ist, derartige Rohlinge insbesondere bei der Herstellung von Bohr- oder Fräswerkzeugen heranzuziehen. Da diese Werkzeuge häufig mit sehr hohen Schnittgeschwindigkeiten gefahren werden, kommt es darauf an, das verwendete Schmiermittel gezielt und häufig unter sehr hohen Drücken an diejenigen Schneidenbereiche zu bringen, die der höchsten Beanspruchung unterliegen. Dies ist am besten durch eingeformte, innenliegende Kühlkanäle gewährleistet, die dann auf einem vorbestimmten Teilkreis auf der Stirnseite des Werkzeugs, d. h. vorzugsweise auf einer Freifläche des Werkzeugs-Anschliffs austreten. Weil gesinterte Hartmetall-Werkzeuge nur mit kostenintensiven Verfahren bearbeitbar sind, ist es wünschenswert, die Form des Rohlings so weit wie möglich der Endgestalt des Werkzeugs anzunähern. Dies gelingt am einfachsten bei Anwendung eines Strangpreßverfahrens, mit dem die Möglichkeit gegeben ist, den Rohling bereits mit fertig geformten innenliegenden Kühlkanälen in einem kontinuierlichen Prozeß herzustellen, was den besonderen zusätzlichen Vorteil hat, daß Werkzeuge selbst großer Längen ohne Veränderung des Verfahrensprozeßes herstellbar sind.Such a method and devices, ie extrusion heads for performing such a method are used for example when a rod blank made of a plasticized powder mass, such as. B. a powder metallurgical mass, ie a hard metal or ceramide mass to a blank, ie a sintered metal or a sintered ceramic blank to be formed from the blank in the form of a cylindrical rod for high performance in a sintering or firing process -Tool is created. These blanks are characterized by the tools or powder mixtures used by a very high basic strength, both in terms of mechanical stress and abrasion, so that it has become common practice to use such blanks in particular in the manufacture of drilling or milling tools. Since these tools are often driven at very high cutting speeds, it is important to bring the lubricant used specifically and often under very high pressures to those cutting areas that are subject to the highest stress. This is best guaranteed by molded, internal cooling channels, which then emerge on a predetermined pitch circle on the end face of the tool, ie preferably on a free surface of the tool ground point. Because sintered carbide tools can only be machined using cost-intensive processes, it is desirable to approximate the shape of the blank as closely as possible to the final shape of the tool. The easiest way to do this is to use an extrusion process with which it is possible to produce the blank in a continuous process with the internal cooling channels already formed, which has the particular additional advantage that even long lengths of tools can be produced without changing the process.

Allerdings ist das Verfahren nur dann wirtschaftlich, wenn es gelingt, den Stab so herzustellen, daß die Geometrie und insbesondere auch die Lage des zumindest einen innenliegenden Schmiermittel- bzw. Kühlkanals innerhalb von sehr engen Toleranzgrenzen gehalten wird. Dieses Problem verschärft sich dann, wenn das herzustellende Werkzeug - wie es beispielsweise bei einem Bohrwerkzeug der Fall ist - mit Spannuten ausgestattet werden muß. Weil Vollhartmetall (Vhm) -Bohrwerkzeuge zwischenzeitlich mit verhältnismäßig großen axialen Längen hergestellt werden, muß auch der zumindest eine innenliegende Kühlkanal so exakt eingeformt werden, daß er in jedem Querschnitt des Bohrwerkzeugs exakt an der vorbestimmten Stelle des Bohrerstegs zu liegen kommt. Denn nur dann ist gewährleistet, daß die Bohrerstabilität über die gesamte Länge gleich hoch ist und beim Nachschleifen des Werkzeugs die Mündungsstelle des innenliegenden Kühlkanals in Bezug zur Hauptschneide unverändert bleibt. Es sind bereits viele Ansätze bekannt, um imHowever, the method is only economical if the rod can be manufactured in such a way that the geometry and in particular also the position of the at least one internal lubricant or cooling channel is kept within very narrow tolerance limits. This problem is exacerbated when the tool to be produced - as is the case, for example, with a drilling tool - has to be equipped with flutes. Because solid carbide (solid carbide) drilling tools are now being manufactured with relatively large axial lengths, the at least one internal cooling channel must also be molded in so precisely that it comes to lie exactly at the predetermined position of the drill web in each cross section of the drilling tool. This is the only way to ensure that the drill stability is the same over the entire length and that when the tool is regrinded, the mouth of the internal cooling channel remains unchanged in relation to the main cutting edge. Many approaches are already known to

Strangpreßverfahren derartige Werkzeugrohlinge aus plastifizierter Pulvermasse so herzustellen, daß die Genauigkeitsanforderungen an die Lage und Form der innenliegenden Kühlkanäle eingehalten werden.Extruding such tool blanks from plasticized powder mass so that the accuracy requirements for the location and shape of the internal cooling channels are met.

Bereits in der US-PS 2,422,994 wird ein Strangpreßverfahren beschrieben, bei dem eine plastifizierte pulvermetallurgische Masse durch eine Strangpreßdüse gepreßt wird. Die Innenoberfläche der Strangpreßdüse hat Vorsprünge vorbestimmten Querschnitts, und im Bereich des Zentrums der Düse erstrecken sich axial ausgerichtete, stabförmige Kör- per, die an einem stromauf der Strangpreßdüse liegenden Dorn befestigt sind, der von der plastifizierten Masse umströmt ist. Dieses Verfahren arbeitet mehrstufig, wobei das plastifizierte Rohmaterial zuerst in einen Rohling mit zumindest einer geradlinig verlaufenden, außenliegenden Nut geformt wird, woraufhin der in dieser Weise vorgeformte Rohling durch eine Relativ- Drehbewegung zwischen der Strangpreßdüse und dem Rohmaterial verdrillt wird. Ein solcher, zweistufiger Formgebungsprozeß ist jedoch für die meisten der zwischenzeitlich verwendeten Rohmassen schon deshalb ungünstig, weil der auf der Strangpreßdüse austretende Rohling extrem druckempfindlich ist. Selbst kleinste, auf den Rohling einwirkende Kräfte würden zu unerwünscht großen Verformungen insbesondere der innenliegenden, eingeformten Kanäle, wodurch der Rohling unmittelbar unbrauchbar wird.An extrusion process is already described in US Pat. No. 2,422,994, in which a plasticized powder-metallurgical mass is pressed through an extrusion die. The inner surface of the extrusion die has projections of a predetermined cross-section, and axially aligned, rod-shaped bodies extend in the region of the center of the die, which are fastened to a mandrel located upstream of the extrusion die and around which the plasticized mass flows. This process works in several stages, the plasticized raw material first being formed into a blank with at least one rectilinear outer groove, whereupon the blank preformed in this way is twisted by a relative rotary movement between the extrusion die and the raw material. Such a two-stage shaping process is, however, unfavorable for most of the raw materials used in the meantime because the blank emerging on the extrusion die is extremely sensitive to pressure. Even the smallest forces acting on the blank would result in undesirably large deformations, in particular of the internal, molded channels, as a result of which the blank is immediately unusable.

In der DE-PS 36 01 385 wird zur Beseitigung diesesIn DE-PS 36 01 385 is to eliminate this

Problems ein Extrusionsverfahren beschrieben, bei dem der wendeiförmige Verlauf des zumindest einen innenliegenden Kühlmittelkanals gleichzeitig mit der Extrusion der plastischen Masse erzeugt wird, hier muß allerdings das Düsenmundstück innenseitig mit einem wendeiförmigen Profil ausgestattet werden. Im Zentrum der Strangpreßdüse sind elastische Stifte vorgesehen, die mit ihren stromauf gelegenen 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. Es hat sich gezeigt, daß es schwierig ist, mit diesem Strangpreßkopf die Kühlkanalwendel in den Rohlingen genau genug auszubilden. Die Vorsprünge und Vertiefung auf der Innenoberfläche des Düsenmundstücks mußten in großer Zahl vorgesehen werden, um den Massestrom entsprechend in Rotation zu versetzen. Dies hat zur Folge, daß das Düsenmundstück relativ teuer wird und darüber hinaus die am gesinterten Rohling vorhandenen Vorsprünge zunächst abgeschliffen werden müssen, was zu Materialverlusten führt.Problem described an extrusion process in which the helical course of the at least one internal coolant channel is generated simultaneously with the extrusion of the plastic mass, but here the nozzle mouthpiece must be equipped on the inside with a helical profile. In the center of the extrusion die, elastic pins are provided, which are attached with their upstream ends to a nozzle mandrel and whose elasticity is chosen so large that the pins can follow the swirl flow induced by the inner contour of the nozzle mouthpiece. It has been shown that it is difficult to form the cooling channel helix in the blanks precisely enough with this extrusion head. The projections and recess on the inner surface of the nozzle mouthpiece had to be provided in large numbers in order to set the mass flow in rotation accordingly. This has the consequence that the nozzle mouthpiece becomes relatively expensive and, moreover, the projections present on the sintered blank first have to be ground down, which leads to material losses.

In dem Dokument EP 465 946 AI wird ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 5 beschrieben, mit dem bzw. mit der es gelingt den Verfahrensschritt des Außenrundschleifens der fertig gesinterten Schneidteil-Rohlinge einzusparen. Dabei wird die Innenoberfläche des Düsenmundstücks von der Mantelfläche eines Kreiszylinders gebildet. Dem Düsenmundstück ist eine innerhalb des Massestroms liegende Dralleinrichtung vorgeschaltet. Entsprechend einer Alternative wird der Strangpreßmasse mittels dieser Dralleinrichtung eine gleichmäßig über den Querschnitt des Strangs wirkende Drallbewegung aufgezwungen, während gemäß der zweiten Alternative der Dralleinrichtung durch die Strangpreßmasse eine Drall- bzw. Rotationsbewegung aufgezwungen wird. Zur Bildung des zumindest einen innenliegenden Kanals ragt in den Massestrom ein der Drall- bzw. Rotationsbewegung folgendes, fadenförmiges Material hinein. Somit wird der Teilkreisdurchmesser, auf dem der Querschnitt des zumindest einen innenliegenden Kühlkanals beim extrudierten Rohling zu liegen kommt, durch die Strömungsgeschwindigkeit und durch die Reibungsverluste im Düsenmundstück beeinflußt. Gemäß einer weiteren Variante dieses bekannten Verfahrens wird deshalb vorgeschlagen, daß Düsenmundstück drehbar auszubilden, wobei durch die Drehbewegung eine Korrektur der Rotationsbewegung des Massestroms ermöglicht wird.Document EP 465 946 AI describes a method and a device according to the preamble of claim 1 and claim 5, respectively, with which it is possible to save the process step of external cylindrical grinding of the finished sintered cutting part blanks. The inner surface of the nozzle mouthpiece is formed by the outer surface of a circular cylinder. A swirl device located within the mass flow is connected upstream of the nozzle mouthpiece. According to an alternative, a swirling motion which is uniform over the cross section of the strand is forced on the extrusion molding compound by means of this swirl device, while according to the second alternative of the swirling device, a swirling device or rotational movement is forced. To form the at least one internal channel, a thread-like material that follows the swirling or rotating movement protrudes into the mass flow. The pitch circle diameter on which the cross section of the at least one internal cooling channel in the extruded blank is located is influenced by the flow velocity and by the friction losses in the nozzle mouthpiece. According to a further variant of this known method, it is therefore proposed that the nozzle mouthpiece be made rotatable, the rotational movement making it possible to correct the rotational movement of the mass flow.

Mit diesem bekannten Verfahren lassen sich plasti izierte Massen im Strangpreßverfahren zu Rohlingen verarbeiten, die sich hinsichtlich ihrer äußeren Abmessungen und der Geometrie und der Lage des zumindest einen innenliegenden Kühlkanals durch eine sehr hohe Genauigkeit auszeichnen. Allerdings besteht bei diesen bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens das Bedürfnis, die Arbeitsgenauigkeit weitgehend unabhängig von den Betriebsparametern des Verfahrens, wie z. B. von den Strömungsbedingungen im Einlaufbereich des Düsenmundstücks, von der Zusammensetzung der plastifizierten Masse und von den Strömungsgeschwindigkeiten durch das Düsenmundstück und dergleichen zu halten.With this known method plasti ized masses can be processed into blanks in the extrusion process, which are characterized by a very high accuracy with regard to their outer dimensions and the geometry and the position of the at least one internal cooling channel. However, there is a need in these known methods and devices for performing this method, the working accuracy largely independent of the operating parameters of the method, such as. B. from the flow conditions in the inlet area of the nozzle mouthpiece, the composition of the plasticized mass and the flow rates through the nozzle mouthpiece and the like.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6 derart weiterzubilden, daß die vorstehend genannten Störgrößen mit geringem Aufwand unterdrückt werden können, so daß die Herstellungsgenauigkeit selbst dann erhalten bleibt, wenn systembedingte Parameterschwankungen auftreten.The invention is therefore based on the object of developing a method according to the preamble of patent claim 1 and a device according to the preamble of patent claim 6 in such a way that the above-mentioned disturbance variables with little effort can be suppressed, so that the manufacturing accuracy is maintained even when system-related parameter fluctuations occur.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die Merkmale des Patentanspruchs 5 gelöst.This object is achieved with regard to the method by the features of patent claim 1 and with regard to the device by the features of patent claim 5.

Erfindungsgemäß wird in das Düsenraundstück eine Strömungsleitflächenanordnung integriert, deren Anstellung zur Längsachse des Dusenmundstucks durch eine Stelleinrichtung, welche vorzugsweise durch eine äußere Stellkraft betätigbar ist, einstellbar ist. Abgesehen davon, daß hierdurch bei Vereinfachung des Strangpreßkopfes eine Vielzahl von Geometrien des extrudierten Rohlings ohne aufwendige Umrüstmaßnahmen herstellbar sind, ergibt sich dadurch der besondere Vorteil, daß die Rotationsbewegung des plastischen Rohmaterials während des Extrusionsprozesses laufend derart korrigierbar ist, daß die Lage und der Verlauf des zumindest einen innenliegenden Kühlkanals innerhalb enger Toleranzgrenzen gehalten werden kann. Schwankungen der Verfahrensparameter des Strangpreßverfahrens können auf diese Weise zuverlässig ausgeregelt bzw. kompensiert werden. Dabei ist nach wie vor der Vorteil gegeben, daß das Verfahren sehr materialsparend arbeitet, wobei eine nachträgliche teure Bearbeitung des gesinterten Rohlings entfallen kann. Der Rohling wird mit einer glatten kreiszylindrischen Außenfläche extrudiert, die - unter Berücksichtigung des betreffenden Schwindmaßes - so gehalten wird, daß ein möglichst geringer Materialabtrag bei der Endbearbeitung des Rohlings anfällt. Weil der Anstellwinkel der Strömungsleitflächenanordnung während des Extrusionsvorgangs jederzeit nachregelbar ist, kann die Wendelsteigung des zumindest einen innenliegenden Kanals in bislang nicht erreichbaren engen Grenzen gehalten werden, und zwar selbst dann, wenn sich der Massendurchsatz der plastifizierten Masse und/oder andere physikalische Bedingungen des Strangpreßvorgangs ändern sollten.According to the invention, a flow guide surface arrangement is integrated in the nozzle base piece, the inclination of which to the longitudinal axis of the nozzle mouthpiece can be adjusted by an adjusting device, which can preferably be actuated by an external actuating force. In addition to the fact that, by simplifying the extrusion head, a large number of geometries of the extruded blank can be produced without complex conversion measures, this has the particular advantage that the rotational movement of the plastic raw material during the extrusion process can be continuously corrected such that the position and the course of the at least one internal cooling channel can be kept within narrow tolerance limits. Fluctuations in the process parameters of the extrusion process can be reliably compensated or compensated in this way. There is still the advantage that the method works in a very material-saving manner, and subsequent expensive processing of the sintered blank can be omitted. The blank is extruded with a smooth, circular cylindrical outer surface, which - taking into account the relevant shrinkage - is held in such a way that the least possible material removal occurs during the finishing of the blank. Because the angle of attack of the Flow control surface arrangement can be readjusted at any time during the extrusion process, the helix pitch of the at least one internal channel can be kept within narrow limits not previously achievable, even if the mass flow rate of the plasticized mass and / or other physical conditions of the extrusion process should change.

Grundsätzlich bestehen zwei Möglichkeiten, die Strömungsleitflächenanordnung am Strangpreßkopf anzuordnen. Besonders vorteilhaft ist die Weiterbildung des Verfahrens nach dem Patentanspruch 2 bzw. die Weiterbildung der Vorrichtung nach dem Patentanspruch 10. Gemäß dieser Weiterbildung gelangt die durch das Düsenmundstück strömende plastifizierte Masse aufgrund des Anstellwinkels der Leitflächen zur Längsachse des Düsenmundstücks und über die Haftreibung an der Innenwandung des Düsenmundstücks in eine Autorotation. Die Rotationsgeschwindigkeit ist abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit der plastifizierten, zuströmenden Masse einerseits und vom jeweils vorliegenden, vorgewählten Anstellwinkel der Strömungsleitflächenanordnung andererseits. Hierdurch können Geschwindigkeitsschwankungen der Masseströmung ausgeglichen werden, weil die Drehgeschwindigkeit der Leitflächenanordnung bzw. des Düsenmundstücks automatisch an die Geschwindigkeit der Masseströmung angepaßt wird. Die Wendelsteigung des zumindest einen innenliegenden Kühlkanals in den erzeugten Rohlingen wird somit konstant gehalten, und zwar unabhängig davon, ob die plastifizierte Masse schnell oder langsam in das Düsenmundstück einströmt. Durch die Eigenkompensation der Störgrößen aufgrund vorliegender Parameterschwankungen desThere are basically two options for arranging the flow guide surface arrangement on the extrusion head. The development of the method according to claim 2 or the development of the device according to claim 10 is particularly advantageous. According to this development, the plasticized mass flowing through the nozzle mouthpiece reaches the longitudinal axis of the nozzle mouthpiece due to the angle of attack of the guide surfaces and the static friction on the inner wall of the nozzle Nozzle mouthpiece in an autorotation. The speed of rotation is dependent on the flow rate of the plasticized inflowing mass on the one hand and on the respectively present, preselected angle of attack of the flow guide surface arrangement on the other. In this way, fluctuations in the speed of the mass flow can be compensated for, because the rotational speed of the guide surface arrangement or the nozzle mouthpiece is automatically adapted to the speed of the mass flow. The spiral pitch of the at least one internal cooling channel in the blanks produced is thus kept constant, regardless of whether the plasticized mass flows quickly or slowly into the nozzle mouthpiece. Due to the self-compensation of the disturbance variables due to existing parameter fluctuations of the

Extrusionsverfahrens eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung für die Verarbeitung eines großen Spektrums von pulvermetallurgischen plastifizierten Massen. Bevorzugte Materialien sind im Unteranspruch 4 angegeben. Es soll jedoch hervorgehoben werden, daß auch andere Mischungen und Zusammensetzungen selbst extrem unterschiedlicher physikalischer Eigenschaften und damit unterschiedlicher Strömungsverhalten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verarbeitbar sind, ohne die vorstehend angegebenen Vorzüge aufgeben zu müssen.Extrusion process, the inventive method and the device according to the invention is suitable for processing a wide range of powder metallurgical plasticized materials. Preferred materials are specified in subclaim 4. However, it should be emphasized that other mixtures and compositions themselves, even extremely different physical properties and thus different flow behavior, can be processed by the process according to the invention without having to give up the advantages stated above.

Eine besonders einfache Ausgestaltung der Strömungsleitflächenanordnung ergibt sich mit der Weiterbildung des Patentanspruchs 7. Es hat sich gezeigt, daß sich der Massestrom, der bei der Umströmung der Leitschaufel kurzzeitig im Randbereich der Strömung aufgetrennt wird, aufgrund der extrem hohen, im Düsenraundstück herrschenden Preßdrücke, unmittelbar stromab der Leitschaufel wieder zu einem Voll-Kreisquerschnitt schließt. Die Strömung der Masse wird damit so geringfügig wie möglich gestört, wodurch die Gefügequalität des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Rohlings auf einem sehr hohen Niveau gehalten werden kann.A particularly simple embodiment of the flow guide surface arrangement results from the further development of claim 7. It has been shown that the mass flow, which is briefly separated in the peripheral region of the flow when the flow around the guide vane, due to the extremely high pressing pressures prevailing in the nozzle nozzle, is immediate downstream of the guide vane closes again to a full circular cross section. The flow of the mass is thus disturbed as little as possible, as a result of which the structural quality of the blank produced by the method according to the invention can be kept at a very high level.

Wenn das Düsenmundstück drehfest am Extrusionskopf befestigt wird, ist es von Vorteil, wenn dieIf the nozzle mouthpiece is attached to the extrusion head in a rotationally fixed manner, it is advantageous if the

Strömungsleitflächenanordnung sich über einen maßgeblichen Anteil der Gesamtlänge des Düsenmundstücks erstreckt . Wenn demgegenüber - entsprechend der weiteren Variante des Anmeldungsgegenstandes - das Düsenmundstück drehbar am Extrusionskopf gehalten ist, wobei die Drehachse der Zentrumsachse des Dusenmundstucks zusammenfällt, ist es vorzuziehen, daß die Strömungsleitflächenanordnung so gestaltet wird, daß sie sich lediglich über einen axial begrenzten Einlaufabschnitt des Düsenmundstücks erstreckt. Dadurch ist sichergestellt, daß die durch die Strömungsleitflächenanordnung induzierteFlow control surface arrangement extends over a significant proportion of the total length of the nozzle mouthpiece. If, on the other hand - according to the further variant of the subject of the application - the nozzle mouthpiece is rotatably held on the extrusion head, the axis of rotation of the central axis of the nozzle mouthpiece coinciding, it is preferable that the flow guide surface arrangement is designed so that it extends only over an axially limited inlet section of the nozzle mouthpiece . This ensures that the induced by the flow control surface arrangement

Rotationsbewegung des Düsenmundstücks zuverlässig in der Lage ist, über die Rest-Strömungslänge des Massestroms im Düsenmundstück der Masse über die Haftreibungsbedingungen an der Innenwandung des Düsenmundstücks die Eigen-Rotationsbewegung aufrecht zu erhalten bzw. zu stabilisieren. Vorzugsweise wird dabei die Strömungsleitflächenanordnung derart gestaltet bzw. an die Geometrie des Düsenmundstücks angepaßt, daß der extrudierte Massestrom bei Austritt mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit des Düsenmundstücks rotiert. Die Justierung und Einregelung der Rotationsbewegung des Massestroms wird auf diese Weise noch genauer was sich besonders vorteilhaft dann auswirkt, wenn die Stelleinrichtung für die Strömungsleitflächenanordnung in einen Regelkreis der Strangpreßeinrichtung integriert wird.Rotational movement of the nozzle mouthpiece is reliably able to maintain or stabilize the self-rotating movement over the residual flow length of the mass flow in the nozzle mouthpiece of the mass via the static friction conditions on the inner wall of the nozzle mouthpiece. The flow guide surface arrangement is preferably designed or adapted to the geometry of the nozzle mouthpiece in such a way that the extruded mass flow rotates at the same angular velocity of the nozzle mouthpiece as it exits. The adjustment and regulation of the rotational movement of the mass flow becomes even more precise in this way, which has a particularly advantageous effect when the actuating device for the flow guide surface arrangement is integrated into a control circuit of the extrusion device.

Grundsätzlich ist es möglich, den Anstellwinkel der Strömungsleitflächenanordnung in Stufen einzustellen. Besonders vorteilhaft ist dies jedoch, wenn die Einstellung stufenlos bzw. in extrem kleinen Schritten, beispielsweise unter Zuhilfenahme eines Schrittmotors, vorgenommen wird. Es kann somit jeder gewünschte Drallwinkel des innenliegenden Kühlkanals erzeugt und kontrolliert werden. Wenn die zumindest eine Leitschaufel sich zumindest über eine maßgebliche Strecke vorzugsweise flächig an der Innenoberfläche des Düsenmundstücks abstützt, können größere Kräfte aufgenommen werden. Dies führt in vorteilhafter Weise dazu, daß die radiale Erstreckung der Leitschaufel vergrößert werden kann, mit der Folge, daß die Kopplung zwischen Strömungsgeschwindigkeit und Rotationsgeschwindigkeit des Düsenmundstücks und damit der Dreiströmung exakter wird.In principle, it is possible to set the angle of attack of the flow guide surface arrangement in steps. However, this is particularly advantageous if the setting is made continuously or in extremely small steps, for example with the aid of a stepping motor. Any desired swirl angle of the internal cooling channel can thus be generated and controlled. If the at least one guide vane is supported, at least over a significant distance, preferably flat on the inner surface of the nozzle mouthpiece, greater forces can be absorbed. This leads in an advantageous manner to the fact that the radial extension of the guide vane can be increased, with the result that the coupling between the flow speed and the rotational speed of the nozzle mouthpiece and thus the three flow is more exact.

Um störende Schwingungen des Strangpreßsystems zu unterdrücken, ist es von Vorteil, wenn die Stelleinrichtung für die Strömungsleitflächenanordnung eine Schwingungsdämpfungseinrichtung besitzt. Diese Schwingungsdämpfungseinrichtung wird vorteilhafterweise in ein Stellgetriebe eingegliedert, und zwar vorzugsweise in Form einer gedämpften Elastizität. Eine derartige Schwingungsdämpfungseinrichtung ist insbesondere dann besonders vorteilhaft, wenn die Stelleinrichtung in ein Regelsystem für die Geometrie des zumindest einen innenliegenden Kühlkanals eingegliedert ist .In order to suppress disruptive vibrations of the extrusion system, it is advantageous if the actuating device for the flow guide surface arrangement has a vibration damping device. This vibration damping device is advantageously incorporated into an actuating gear, preferably in the form of a damped elasticity. Such a vibration damping device is particularly advantageous if the actuating device is integrated into a control system for the geometry of the at least one internal cooling channel.

Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet unter Verwendung von biegeschlaffen bzw. hochelastischen Fäden, die dann ortsfest mit ihrem stromauf gelegenen Ende vorzugsweise im Einlaufbereich des Dusenmundstucks festgelegt werden. Es ist jedoch gleichermaßen möglich, daß Verfahren unter Verwendung von Fäden bzw. Innenstäben durchzuführen, die zur Erhöhung der Formstabilität einen höheren E-Modul haben, wobei diese dünnen Stäbe bzw. Stifte dann an einem Träger gehalten sind, der um eine Drehachse drehbar gelagert ist, welche mit der Achse des Düsenmundstücks zusammenfällt .The method according to the invention works using slack or highly elastic threads, which are then fixed in place with their upstream end, preferably in the inlet area of the nozzle mouthpiece. However, it is equally possible to carry out processes using threads or inner rods which have a higher modulus of elasticity to increase the dimensional stability, these thin rods or pins then being held on a carrier which is rotatably supported about an axis of rotation which coincides with the axis of the nozzle mouthpiece.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Nachstehend wird anhand einer schematischen Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert .An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with the aid of a schematic drawing.

Die Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den stromab liegenden Bereich eines Strangpreßkopfs zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens .1 shows a schematic cross section through the downstream region of an extrusion head for carrying out the method according to the invention.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 ein Strangpreßkopf bezeichnet, mit dem ein Verfahren zur kontinuierlichen Extrusion von mit mindestens einem wenigstens abschnittsweise wendeiförmigen Innenkanal ausgestatten Stäben aus plastischem Rohmaterial durchgeführt werden kann. Das plastische Rohmaterial kann z. B. aus einer puivermetallurgischen oder keramischen Masse bestehen, wobei das Pulver vorzugsweise aus der Gruppe der keramischen Pulver, der Hartmetallpulver, wie z. B. einer Wolframcarbid-Kobalt- Mischung und der Metallpulver, sowie aus Mischungen dieser Bestandteile, wie z. B. der Ceramid-Mischungen ausgewählt ist. Die Figur zeigt, das stromab gelegene Ende des Strangpreßkopfs, der sich konusförmig verjüngt, und den Einlaufabschnitt 12 eines Düsenmundstücks 14 bildet. Im Einlaufabschnitt 12, d. h. im Strangpreßkopf 10 ist eine mit 16 bezeichnete Halteeinrichtung angeordnet, an der stromauf gelegene Enden von Fäden 18 festgelegt sind, mit denen während des Extrudierens des plastifizierten Rohmaterials in- nenliegende Kühlkanäle 22 im extrudierten kreiszylindrischen Rohlingsstab 24 erzeugbar sind.In Fig. 1, reference numeral 10 denotes an extrusion head with which a method for the continuous extrusion of rods made of plastic raw material equipped with at least one section-wise helical inner channel can be carried out. The plastic raw material can e.g. B. consist of a powder metallurgical or ceramic mass, the powder preferably from the group of ceramic powders, the hard metal powder, such as. B. a tungsten carbide-cobalt mixture and the metal powder, and mixtures of these components, such as. B. the ceramide mixtures is selected. The figure shows the downstream end of the extrusion head, which tapers in a conical shape, and forms the inlet section 12 of a nozzle mouthpiece 14. Arranged in the inlet section 12, ie in the extrusion head 10, is a holding device, designated 16, on which upstream ends of threads 18 are fixed, with which threads during the extrusion of the plasticized raw material Nine lying cooling channels 22 can be generated in the extruded circular cylindrical blank bar 24.

Die Fäden 18 bestehen bei dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel aus biegeschlaffem bzw. hochelastischem Material, wie z. B. aus Kunststoff bzw. aus einer Kette, deren Kettengliedern beweglich aneinander hängen. Die Fäden 18 haben ein stromab gelegenes Ende 18a, das sich über die Stirnseite 26 des Düsenmundstücks 14 hinaus erstreckt. Die Fäden 18 sind an der Halteeinrichtung 16 auf einem Teilkreisdurchmesser TKDl befestigt, und zwar vorzugsweise einstellbar, um eine Anpassung an das betreffende Düsenmundstück 14, d. h. an den Außendurchmesser D des herzustellenden Rohlingstabs 24 vornehmen zu können.The threads 18 in the embodiment shown in the figure are made of flexible or highly elastic material, such as. B. made of plastic or from a chain, the chain links movably hang together. The threads 18 have a downstream end 18a which extends beyond the end face 26 of the nozzle mouthpiece 14. The threads 18 are fastened to the holding device 16 on a pitch circle diameter TKD1, preferably adjustable, in order to adapt to the relevant nozzle mouthpiece 14, i. H. to be able to make the outer diameter D of the blank rod 24 to be produced.

Mit den Pfeilen S ist die in das Düsenmundstück 14 eintretende Parallelströmung der plastifizierten Pulvermasse bezeichnet, wobei - wie die Figur erkennen läßt - diese Parallelströmung die hochelastischen bzw. biegeschlaffen Fäden 18 parallel ausrichtet. Im Düsenmundstück 14 ist eineArrows S denote the parallel flow of the plasticized powder mass entering the nozzle mouthpiece 14, whereby - as the figure shows - this parallel flow aligns the highly elastic or flexible threads 18 in parallel. In the nozzle mouthpiece 14 is one

Strömungsleitflächenanordnung in Form von mehreren, über den Umfang gleichmäßig verteilten Leitschaufeln 28 vorgesehen, die verstellbar im Düsenmundstück 14 gelagert sind. Zu diesem Zweck sind im wesentlichen radial verlaufende Bohrungen 30 vorhanden, durch die sich eine Stellachse 32 der betreffenden Leitschaufel 28 erstreckt. Durch den Pfeil R ist angedeutet, daß die betreffenden Leitschaufeln 28 mittels einer nicht näher dargestellten Stelleinrichtung derart verstellbar sind, daß der Anstellwinkel der Leitschaufel 28 zur Längsachse AL des Düsenmundstücks 14 verstellbar ist, und vorzugsweise stufenlos. Die Figur zeigt, daß die Verstellung der Leitschaufeln 28 durch eine äußere Stellkraft erfolgen kann, mit der Folge, daß die Anstellung der Strömungsleitflächenanordnung in Form der Leitschaufeln 28 jederzeit während des Extrusionsvorgangs veränderbar ist.Flow guide surface arrangement in the form of a plurality of guide vanes 28, which are distributed uniformly over the circumference and are adjustably mounted in the nozzle mouthpiece 14. For this purpose there are essentially radially extending bores 30 through which an actuating axis 32 of the guide vane 28 in question extends. The arrow R indicates that the guide vanes 28 in question can be adjusted by means of an adjusting device (not shown) such that the angle of attack of the guide vane 28 to the longitudinal axis AL of the nozzle mouthpiece 14 is adjustable, and preferably continuously. The figure shows that the adjustment of the guide vanes 28 by an outer Adjustment force can take place, with the result that the setting of the flow guide surface arrangement in the form of the guide vanes 28 can be changed at any time during the extrusion process.

Mit dem Bezugszeichen 36 ist schematisiert ein Lager angedeutet, über das das Düsenmundstück drehbar am Strangpreßkopf 10 festgelegt ist, und zwar derart, daß die Drehachse mit der Längsachse AL des Düsenmundstücks 14 zusammenfällt, der eine konzentrische zylindrische Innenbohrung 38 hat. Die Leitschaufeln 28 sind derart gestaltet bzw. im Düsenmundstück 14 angeordnet, daß ihre axiale Erstreckung EA nur einen Bruchteil der gesamten Baulänge LB des Düsenmundstücks 14 ausmacht. Ferner befindet sich die stromab gelegene Kante 40 der Leitschaufeln 28 in einem Mindestabstand BA vom Austrittsende, d. h. von der Stirnseite 26 des Düsenmundstücks, der ausreichend groß ist, um sicherzustellen, daß die von den Leitschaufeln 28 aufgetrennte Strömung der plastifizierten Masse stromab der Leitschaufeln 28 wieder zu einem vollen Kreisquerschnitt geschlossen wird.The reference numeral 36 schematically indicates a bearing via which the nozzle mouthpiece is rotatably attached to the extrusion head 10, in such a way that the axis of rotation coincides with the longitudinal axis AL of the nozzle mouthpiece 14, which has a concentric cylindrical inner bore 38. The guide vanes 28 are designed or arranged in the nozzle mouthpiece 14 in such a way that their axial extension EA only makes up a fraction of the overall length LB of the nozzle mouthpiece 14. Furthermore, the downstream edge 40 of the guide vanes 28 is at a minimum distance BA from the outlet end, i. H. from the end face 26 of the nozzle mouthpiece, which is sufficiently large to ensure that the flow of the plasticized mass separated by the guide vanes 28 is closed again to a full circular cross section downstream of the guide vanes 28.

Der in der Figur gezeigte Aufbau führt zu folgender Funktionsweise der Strangpreßvorrichtung:The structure shown in the figure leads to the following mode of operation of the extrusion device:

Auf der in der Figur linken Seite tritt die plastifizierte Masse in den Einlaufabschnitt 12 des Düsenmundstücks 14 ein, und zwar derart, daß sie beim Eintreten in das Düsenmundstück 14 als Parallelströmung vorliegt. Diese Parallelströmung trifft nun auf die unter dem Anstellwinkel α eingestellten Leitschaufeln 28, über die - bedingt durch die Strömungskräfte - das Düsenmundstück 14 in eine Autorotation gebracht wird. Die Rotationsgeschwindigkeit des Düsenmundstücks 14 ist abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit der anströmenden plastifizierten Masse und vom Anstellwinkel α.On the left-hand side in the figure, the plasticized mass enters the inlet section 12 of the nozzle mouthpiece 14 in such a way that it is present as a parallel flow when it enters the nozzle mouthpiece 14. This parallel flow now strikes the guide vanes 28 set at the angle of attack α, via which - due to the flow forces - the nozzle mouthpiece 14 is brought into autorotation. The speed of rotation of the nozzle mouthpiece 14 is dependent on the flow rate of the inflowing plasticized mass and on the angle of attack α.

Durch die Haftbedingung der durch das Düsenmundstück 14 durchtretenden Ströraung an der Innenoberfläche 38 des Dusenmundstucks, wird die plastifizierte Masse ebenfalls in eine Rotationsbewegung um die Achse AL versetzt, wobei das Maß LB letztlich bestimmt, mit welcher Rotationsgeschwindigkeit die plastifizierte Masse das Düsenmundstück 14 verläßt, d. h. mit welcher Rotationsgeschwindigkeit um die Achse AL der Stabrohling 24 aus dem Düsenraundstück 14 austritt. Durch geeignete Maßnahmen, beispielsweise durch eine luftgestützte Lagerung des austretenden Stabrohlings 24 kann zuverlässig verhindert werden, daß sich der druckempfindliche Stabrohling 24 während des rotierenden Austritts in unzulässiger Weise verformt.Due to the adhesive condition of the flow passing through the nozzle mouthpiece 14 on the inner surface 38 of the nozzle mouthpiece, the plasticized mass is also set in a rotational movement about the axis AL, the dimension LB ultimately determining the rotational speed at which the plasticized mass leaves the nozzle mouthpiece 14, i.e. . H. at what rotational speed around the axis AL the rod blank 24 emerges from the nozzle blank 14. Suitable measures, for example air-supported mounting of the emerging rod blank 24, can reliably prevent the pressure-sensitive rod blank 24 from deforming in an impermissible manner during the rotating exit.

Durch die Rotation der plastifizierten Masse und des austretenden Stabrohlings 24 werden auch die biegeschlaffen bzw. hochelastischen Fäden 18 mit der Strömung der plastifizierten Masse ausgerichtet, d. h. sie werden durch die hindurchtretende Strömung der plastifizierten Masse in eine wendeiförmige Form gebracht, deren Steigung durch den Anstellwinkel α in gewünschter Weise einstellbar ist. Mit anderen Worten, durch die an den Leitschaufeln 28 angreifende äußere Stelleinrichtung kann der Verlauf der innenliegenden Kühlkanäle 22 ebenso wie die Lage der Kühlkanäle 22, d. h. der Teilkreisdurchmesser TKD2 im fertig extrudierten Rohlingstab 24 exakt festgelegt werden. Vorzugsweise sind die Stellachsen 32 der Leitschaufeln 28 Bestandteil eines zentralen Stellgetriebes, beispielsweise in Form eines Planetengetriebes, so daß die Anstellwinkel α der Leitschaufein synchron und gleichmäßig veränderbar sind. Um zu verhindern, daß in der Strangpreßeinrichtung bzw. im Stellsystem Schwingungen auftreten, kann eine geeignete Schwingungsdämpfung vorgesehen sein. Diese Schwingungsdämpfung ist beispielsweise von elastischen Komponenten mit Eigendämpfungsverhalten gebildet .Due to the rotation of the plasticized mass and the emerging rod blank 24, the slack or highly elastic threads 18 are also aligned with the flow of the plasticized mass, ie they are brought into a helical shape by the flow of the plasticized mass passing through, the gradient of which is caused by the angle of attack α is adjustable in the desired manner. In other words, the course of the internal cooling ducts 22 as well as the position of the cooling ducts 22, ie the pitch circle diameter TKD2 in the finished extruded blank rod 24, can be exactly defined by the outer adjusting device acting on the guide vanes 28. The actuating axes 32 of the guide vanes 28 are preferably part of a central actuating gear, for example in the form of a planetary gear, so that the setting angles α of the guide vanes can be changed synchronously and uniformly. In order to prevent vibrations from occurring in the extrusion device or in the actuating system, a suitable vibration damping can be provided. This vibration damping is formed, for example, by elastic components with self-damping behavior.

Am Ausgang des Strangpreßkopfes, d. h. im Bereich des austretenden Rohlingsstabs 24 ist vorteilhafterweise eine Meß- und Überwachungseinrichtung für die Geometrie des zumindest einen innenliegenden Kühlkanals 22 bzw. für die Bestimmung der Lage und der Größe des Teilkreisdurchmessers TKD2 vorgesehen. Diese Meß- und Erfassungseinrichtung ist Bestandteil eines Regelkreises, in dem das entsprechende Meßsignal auf die Stelleinrichtung für die Leitschaufeln 28 rückgeführt wird, so daß die gewünschte Lage und Geometrie des zumindest einen innenliegenden Kühlkanals 22 unabhängig von den auftretenden Störgrößen, wie z. B. der Strömungsgeschwindigkeit und der physikalischen Eigenschaften der plastifizierten Masse eingeriegelt werden kann. Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß das erfindungsgemäße Strangpreßsystem bereits Systemimmanent eventuell auftretendeAt the exit of the extrusion head, d. H. A measuring and monitoring device for the geometry of the at least one internal cooling channel 22 or for determining the position and the size of the pitch circle diameter TKD2 is advantageously provided in the area of the emerging blank rod 24. This measuring and detection device is part of a control circuit in which the corresponding measurement signal is fed back to the actuating device for the guide vanes 28, so that the desired position and geometry of the at least one internal cooling channel 22 are independent of the disturbance variables occurring, such as, for. B. the flow rate and the physical properties of the plasticized mass can be locked. From the above description it follows that the extrusion system according to the invention may already be inherent in the system

Geschwindigkeitsschwankungen der Masseströmung dadurch ausgleicht, daß die Rotationsgeschwindigkeit der in Autorotation befindlichen Düse 14 sich ständig und automatisch der Geschwindigkeit der Masseströmung anpaßt. Die Wendelsteigungen der im Strangpreßverfahren erzeugten innenliegenden Kühlkanäle in den Stabrohlingen 24 ist dadurch unabhängig von der Durchtrittsgeschwindigkeit stets gleich groß, wodurch sich wesentlich engere Toleranzen bezüglich Lage und Geometrie der innenliegenden Kühlkanäle erzielen lassen.Compensates for speed fluctuations in the mass flow in that the rotational speed of the nozzle 14 in autorotation continuously and automatically adapts to the speed of the mass flow. The spiral pitches of the extrusion process generated internal cooling channels in the rod blanks 24 is therefore always the same size regardless of the speed of passage, whereby much tighter tolerances can be achieved with respect to the position and geometry of the internal cooling channels.

Mit der erfindungsgemäßen äußeren Stelleinrichtung ist es darüber hinaus möglich, mit ein und demselben Düsenraundstück 14 Stäbe mit unterschiedlichen Steigungen der innenliegenden Kühlkanäle herzustellen. Im Extremfall kann die Strömungsleitflächenanordnung in Form der Leitschaufeln 28 so eingestellt werden, daß die Leitschaufeln 28 einen Anstellwinkel α von 0° besitzen, so daß ein Rohlingstab 24 rait geradlinigen innenliegenden Kanälen hergestellt werden kann.With the outer adjusting device according to the invention, it is also possible to produce 14 rods with different slopes of the internal cooling channels with one and the same nozzle round piece. In an extreme case, the flow guide surface arrangement in the form of the guide vanes 28 can be adjusted so that the guide vanes 28 have an angle of attack α of 0 °, so that a blank rod 24 can be produced with straight internal channels.

Das erfindungsgeraäße Konzept ist gleichermaßen anwendbar für den Fall, daß das Düsenmundstück drehfest am Strangpreßkopf 10 festgelegt wird. In diesem Fall sorgen die durch die Stelleinrichtung einstellbaren Leitschaufeln 28 allein dafür, daß die als Parallelströmung in das Düsenmundstück 14 eintretende plastifizierte Masse in die gewünschte Drall- bzw. Rotationsbewegung versetzt wird, deren Größe durch den einstellbaren Anstellwinkel α bestimmt wird. Auch in diesem Fall läßt sich die Stelleinrichtung für die Strömungsleitflächenanordnung in ein Regelsystem integrieren, bei dem die Stelleinrichtung entsprechend den Meßsignalen angesteuert wird.The inventive concept is equally applicable in the event that the nozzle mouthpiece is fixed in rotation on the extrusion head 10. In this case, the guide vanes 28 which can be set by the adjusting device alone ensure that the plasticized mass entering the nozzle mouthpiece 14 as a parallel flow is set into the desired swirling or rotating movement, the size of which is determined by the adjustable setting angle α. In this case, too, the adjusting device for the flow guide surface arrangement can be integrated into a control system, in which the adjusting device is controlled in accordance with the measurement signals.

In der Figur sind die Leitschaufeln 28 lediglich schematisch dargestellt. Vorzugsweise stützen sich dieIn the figure, the guide vanes 28 are only shown schematically. Preferably, the

Leitschaufeln 28 flächig an der Innenoberfläche 38 des Düsenmundstücks ab, wobei zusätzlich ein Kraftschluß vorgesehen sein kann. Ferner ist es von Vorteil, wenn die Leitschaufeln 28 so gestaltet werden, daß sich die Leitflächen beim Verstellen des Anstellwinkels α ständig an die Innenwandung 38 des Dusenmundstucks 14 anschmiegen. Dies ist beispielsweise dann möglich, wenn die Leitschaufeln aus Gliedern aufgebaut werden, die sich federnd gegen die Innenoberfläche drücken.Guide vanes 28 flat on the inner surface 38 of the nozzle mouthpiece, with an additional non-positive connection can be provided. It is also advantageous if the guide vanes 28 are designed in such a way that the guide surfaces continuously nestle against the inner wall 38 of the nozzle mouthpiece 14 when the angle of attack α is adjusted. This is possible, for example, if the guide vanes are made up of links that resiliently press against the inner surface.

Selbstverständlich sind Abweichungen von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. So ist es beispielsweise möglich, daß erfindungsgeraäße Verfahren unter Zuhilfenahme von begrenzt elastischen Stiften zu betreiben, die anstelle der Fäden 18 an einer Halteeinrichtung befestigt sind, die drehbar um die Zentrumsachse des Düsenmundstücks im Strangpreßkopf gelagert ist. Die Stifte, d. h. der zumindest eine Stift kann in eine wendeiförmige Form vorverdrillt sein, die bereits weitgehend derjenigen Wendelform entspricht, die der zumindest eine innenliegende Kühlkanal nach dem Extrudieren des Strangpreßrohlings aufweisen soll. Es ist möglich, für die Halterung dieses Kernstiftes aus einem Material rait hohem E-Modul einen separaten Antrieb vorzusehen, über den bei Eingliederung in einen geeigneten Regelkreis, eine Feinabstimmung des Wendelverlaufs möglich ist.Of course, deviations from the previously described exemplary embodiments are possible without departing from the basic idea of the invention. For example, it is possible for the method according to the invention to be operated with the aid of limited elastic pins which, instead of the threads 18, are fastened to a holding device which is rotatably mounted in the extrusion head about the central axis of the nozzle mouthpiece. The pens, i.e. H. the at least one pin can be pre-twisted into a helical shape that already largely corresponds to the helical shape that the at least one internal cooling channel is to have after the extrusion blank has been extruded. It is possible to provide a separate drive for holding this core pin made of a material with a high modulus of elasticity, by means of which a fine adjustment of the spiral course is possible when it is incorporated into a suitable control loop.

Ferner ist es möglich, Leitschaufeln 28 hinsichtlich Zahl, Größe und Anordnung zu variieren. Es ist auch nicht unbedingt erforderlich, die Leitschaufeln 28 in gleichmäßigem Umfangsabstand anzuordnen. Aus schwingungstechnischen Gründen kann es sinnvoll sein, eine unregelmäßige Anordnung über den Umfang vorzusehen. Darüber hinaus kann in Abwandlung des gezeigten Ausführungsbeispiels vorgesehen sein, daß über eine weitere Antriebseinrichtung eine Korrektur der Rotationsbewegung des extrudierten Rohlingstabs 24 erfolgt. Dieser zusätzliche Antrieb kann entweder am Düsenmundstück 14 selbst oder aber stromab von dieser Komponente vorgesehen sein.It is also possible to vary guide vanes 28 in terms of number, size and arrangement. It is also not absolutely necessary to arrange the guide vanes 28 at a uniform circumferential distance. For reasons of vibration technology, it can make sense to provide an irregular arrangement over the circumference. In addition, it can be provided in a modification of the embodiment shown that The rotational movement of the extruded blank rod 24 is corrected via a further drive device. This additional drive can either be provided on the nozzle mouthpiece 14 itself or downstream of this component.

Die Erfindung schafft somit ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Extrusion von mit mindestens einem, wenigstens abschnittsweise wendeiförmigen Innenkanal ausgestatteten Stäben aus plastischem Rohmaterial, wie z. B. einer pulvermetallurgischen oder keramischen Masse. Das plastische Rohmaterial wird aus einem Düsenmundstück herausgepreßt, wobei sie unter Mitwirkung einer darin vorgesehenen Strömungsleitflächenanordnung in eine Rotationsbewegung versetzt wird, die zumindest einen stromauf des Düsenmundstücks exzentrisch zur Stabsachse gehaltenen und sich durch das Düsenmundstück erstreckenden Faden aus biegeschlaffem oder elastischem Material mitnimmt und in eine Wendelform mit vorbestimmter Steigung bringt. Zur Steigerung der Herstellungsgenauigkeit und der Herstellungstoleranzen des extrudierten Rohlingstabs bei gleichzeitiger Vereinfachung der zugehörigen Vorrichtung sieht die Erfindung vor, daß zur Justierung der Lage und/oder der Steigung des zumindest einen wendeiförmigen Innenkanals die Rotationsbewegung des plastischen Rohmaterials durch eine äußere, die Anstellung der Strömungsleitflächenanordnung zur Längsachse des Düsenmundstücks verändernde Stellkraft eingestellt wird. The invention thus provides a method and an apparatus for the continuous extrusion of at least one, at least partially helical inner channel equipped rods made of plastic raw material, such as. B. a powder metallurgical or ceramic mass. The plastic raw material is pressed out of a nozzle mouthpiece, whereby it is set into a rotational movement with the aid of a flow guide surface arrangement provided therein, which takes at least one thread made of flexible or elastic material which is held eccentrically upstream of the nozzle mouthpiece and extends through the nozzle mouthpiece and into a helical shape brings with a predetermined slope. In order to increase the manufacturing accuracy and the manufacturing tolerances of the extruded blank rod while simplifying the associated device, the invention provides that to adjust the position and / or the slope of the at least one helical inner channel, the rotational movement of the plastic raw material through an external, the adjustment of the flow guide arrangement Adjusting force is adjusted longitudinal axis of the nozzle mouthpiece.

Claims

Ansprüche Expectations

1. Verfahren zur kontinuierlichen Extrusion von von mit mindestens einem wenigstens abschnittsweise wendeiförmigen Innenkanal ausgestatteten Stäben aus plastischem Rohmaterial, wie z.B. einer pulvermetallurgischen oder keramischen Masse, bei dem das plastische Rohmaterial aus einem Düsenmundstück heraus gepreßt wird, wobei sie unter Mitwirkung einer darin vorgesehenen Strömungsleitflächenanordnung in eine Rotationsbewegung versetzt wird, welche zumindest einen stromauf des Düsenmundstücks (14) exzentrisch zur Stabachse (AL) gehaltenen und sich durch das Düsenmundstück (14) erstreckenden Faden (18) aus biegeschlaffem oder elastischem Material mitnimmt und in eine Wendelform mit vorbestirarater Steigung bringt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Justierung der Lage und/oder der Steigung des zumindest einen wendeiförmigen Innenkanals (22) die Rotationsbewegung des plastischen Rohmaterials (24) durch eine äußere, die Anstellung (α) der Strömungsleitflächenanordnung (28) zur Längsachse (AL) des Düsenmundstücks (14) verändernde Stellkraft eingestellt wird.1. A process for the continuous extrusion of rods made of plastic raw material equipped with at least one helical inner channel, at least in sections, such as e.g. a powder-metallurgical or ceramic mass, in which the plastic raw material is pressed out of a nozzle mouthpiece, whereby it is set into a rotational movement with the help of a flow guide surface arrangement provided therein, which is held at least one upstream of the nozzle mouthpiece (14) and is eccentric to the rod axis (AL) entrained by the nozzle mouthpiece (14) extending thread (18) of limp or elastic material and brings it into a helical shape with a pre-stable slope, characterized in that for adjusting the position and / or the slope of the at least one helical inner channel (22) the rotational movement of the plastic raw material (24) is set by an external positioning force that changes the position (α) of the flow guide surface arrangement (28) to the longitudinal axis (AL) of the nozzle mouthpiece (14).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflächenanordnung (28) vorzugsweise mit einem Leitflächenträger (14) mit dem plastischen Rohmaterial (24) gleichsinnig rotiert.2. The method according to claim 1, characterized in that the guide surface arrangement (28) preferably with a guide surface carrier (14) with the plastic raw material (24) rotates in the same direction.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflächenanordnung ortsfest gehalten wird. 3. The method according to claim 1, characterized in that the guide surface arrangement is held stationary.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das plastische Rohmaterial eine plastifizierte Pulvermasse ist, wobei das Pulver vorzugsweise aus der Gruppe der keramischen Pulver, der Hartmetallpulver, wie z.B. einer Wolframcarbid- Cobalt-Mischung, und der Metallpulver, sowie aus Mischungen dieser Bestandteile, wie z.B. der Cerraet-Mischungen ausgewählt ist. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the plastic raw material is a plasticized powder mass, the powder preferably from the group of the ceramic powder, the hard metal powder, such as a tungsten carbide-cobalt mixture, and the metal powder, and from Mixtures of these components, such as the Cerraet mixtures is selected.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsbewegung des plastischen Rohmaterials durch vorzugsweise stufenlose Verstellung der Strömungsleitflächenanordnung eingestellt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the rotational movement of the plastic raw material is adjusted by preferably stepless adjustment of the flow guide arrangement.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsbewegung des plastischen Rohmaterials durch eine am Düsenmundstück vorgesehene Antriebseinrichtung beeinflußt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the rotational movement of the plastic raw material is influenced by a drive device provided on the nozzle mouthpiece.

7. Vorrichtung zur zur kontinuierlichen Extrusion von von mit mindestens einem wenigstens abschnittsweise wendeiförmigen Innenkanal ausgestatteten Stäben aus plastischem Rohmaterial, wie z.B. einer pulvermetallurgischen oder keramischen Masse, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem Düsenraundstück (14), in dem eine Strömungsleitflächenanordnung vorgesehen ist und durch das sich zumindest ein stromauf des Düsenmundstücks (14) exzentrisch zur Stabachse (AL) gehaltener Faden (18) aus biegeschlaffem oder elastischem Material erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstellwinkel (α) der Strömungsleitflächenanordnung (28) zur Längsachse (AL) des Düsenmundstücks (14) mittels einer Stelleinrichtung (R, 30, 32) veränderbar ist.7. Device for the continuous extrusion of rods made of plastic raw material, such as a powder-metallurgical or ceramic mass, equipped with at least one section-wise helical inner channel, in particular for carrying out the method according to one of claims 1 to 5, with a nozzle round piece (14), in which a flow guide surface arrangement is provided and through which extends at least one thread (18) made of flexible or elastic material which is held upstream of the nozzle mouthpiece (14) eccentrically to the rod axis (AL) characterized in that the angle of attack (α) of the flow guide surface arrangement (28) to the longitudinal axis (AL) of the nozzle mouthpiece (14) can be changed by means of an adjusting device (R, 30, 32).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitflächenanordnung (28) zumindest eine Leitschaufel (28) aufweist, die am Düsenmundstück (14) einstellbar festgelegt ist.8. The device according to claim 7, characterized in that the flow guide surface arrangement (28) has at least one guide vane (28) which is adjustably fixed on the nozzle mouthpiece (14).

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenmundstück drehfest an einem Extrusionskopf gehalten ist.9. The device according to claim 7 or 8, characterized in that the nozzle mouthpiece is rotatably held on an extrusion head.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenraundstück mit einer Antriebseinrichtung zusammenwirkt .10. The device according to claim 7 or 8, characterized in that the nozzle nozzle cooperates with a drive device.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die11. The device according to claim 9 or 10, characterized in that the

Strömungsleitflächenanordnung sich über einen erheblichen Anteil der Gesamtlänge des Düsenmundstücks erstreckt.Flow control surface arrangement extends over a considerable portion of the total length of the nozzle mouthpiece.

12. Vorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenraundstück (14) drehbar an einem Extrusionskopf (10) gehalten ist, wobei die Drehachse (AL) mit der Zentrumsachse des Düsenmundstücks (14) zusararaenfällt .12. The apparatus of claim 7, 8 or 10, characterized in that the nozzle round piece (14) is rotatably held on an extrusion head (10), the axis of rotation (AL) coinciding with the center axis of the nozzle mouthpiece (14).

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the

Strömungsleitflächenanordnung (28) sich über einen axial begrenzten Einlaufabschnitt (LB - BA) des Düsenmundstücks (14) erstreckt.Flow control surface arrangement (28) over a axially limited inlet section (LB - BA) of the nozzle mouthpiece (14) extends.

14. Vorrichtung Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die14. The apparatus of claim 12 or 13, characterized in that the

Strömungsleitflächenanordnung (28) derart gestaltet bzw. an die Geometrie des Düsenmundstücks (14) angepaßt ist, daß der extrudierte Massestrom beim Austritt mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie das Düsenmundstück (14) rotiert.Flow guide surface arrangement (28) is designed or adapted to the geometry of the nozzle mouthpiece (14) in such a way that the extruded mass flow rotates at the same angular velocity as the nozzle mouthpiece (14) when it exits.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstellwinkel (α) der Strömungsleitflächenanordnung (28) zumindest abschnittsweise stufenlos veränderbar ist.15. The device according to one of claims 7 to 14, characterized in that the angle of attack (α) of the flow guide surface arrangement (28) is at least partially infinitely variable.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenmundstück (14) eine glatte kreiszylindrische Innenoberfläche (38) hat, und die Strömungsleitflächenanordnung (28) in einem ausreichend großen Abstand (BA) vor dem Austrittsende (26) des Dusenmundstucks (14) endet, so daß der extrudierte Stab eine glatte Oberfläche hat.16. The device according to one of claims 7 to 15, characterized in that the nozzle mouthpiece (14) has a smooth circular cylindrical inner surface (38), and the flow guide surface arrangement (28) at a sufficiently large distance (BA) before the outlet end (26) of the Dusenmundstucks (14) ends so that the extruded rod has a smooth surface.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Leitschaufel (28) sich zumindest über eine maßgebliche Strecke (EA) vorzugsweise flächig an der Innenoberfläche (38) des Düsenmundstücks (14) abstützt .17. Device according to one of claims 8 to 16, characterized in that the at least one guide vane (28) is supported at least over a significant distance (EA) preferably flat on the inner surface (38) of the nozzle mouthpiece (14).

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere über den Umfang verteilte Leitschaufeln (28) vorgesehen sind, die mittels der Stelleinrichtung (R, 30, 32) vorzugsweise synchron verstellbar sind.18. Device according to one of claims 8 to 17, characterized in that a plurality of guide vanes (28) distributed over the circumference are provided, which are preferably synchronously adjustable by means of the adjusting device (R, 30, 32).

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung19. Device according to one of claims 8 to 18, characterized in that the actuating device

(R, 30, 32) für die Strömungsleitflächenanordnung (28) eine Schwingungsdämpfungseinrichtung besitzt.(R, 30, 32) for the flow guide surface arrangement (28) has a vibration damping device.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung (R, 30,20. The apparatus according to claim 19, characterized in that the actuating device (R, 30,

32) in ein Regelsystem für die Geometrie und/oder die Lage des zumindest einen innenliegenden Kanals (22) eingegliedert ist.32) is integrated into a control system for the geometry and / or the position of the at least one internal channel (22).

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung ein Stellgetriebe beispielsweise in Form eines Planetengetriebes aufweist.21. Device according to one of claims 18 to 20, characterized in that the actuating device has an actuating gear, for example in the form of a planetary gear.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die22. Device according to one of claims 8 to 21, characterized in that the

Strömungsleitflächenanordnung mehrere axial gestaffelte Leitschaufelanordnungen aufweist.Flow guide surface arrangement has a plurality of axially staggered guide vane arrangements.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Faden (18) sich über die Stirnseite (26) des Dusenmundstucks (14) hinaus erstreckt.23. Device according to one of claims 7 to 22, characterized in that the at least one thread (18) extends beyond the end face (26) of the nozzle tip (14).

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Faden zur Erhöhung der Formstabilität einen hohen E-Modul hat und an einem Träger gehalten ist, der um eine Drehachse drehbar gelagert ist, die mit der Achse des Düsenmundstücks zusammenfällt. 24. Device according to one of claims 7 to 23, characterized in that the at least one thread to increase the dimensional stability has a high modulus of elasticity and is held on a carrier which is rotatably mounted about an axis of rotation which is aligned with the axis of the nozzle mouthpiece coincides.