(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも或る区分で螺旋形の少なくとも一つの内部通路を備えた棒材を、塑性素材、例えば粉末冶金材料又はセラミック材料の如き塑性素材、から連続的に押出し加工するための方法において、
該方法は、塑性素材がノズル口金から押し出され、該塑性素材が、内部に設けられた流動案内面装置と協働して回転運動せしめられ、この回転運動が、ノズル口金（１４）の上流側に棒材軸線（ＡＬ）に対して偏心的に保持されかつノズル口金（１４）中を通って延びた曲がり易い又は弾性を有した材料から成る少なくとも一つの糸（１８）を一緒に連行して回転運動させて所定のピッチを有する螺旋形にするものであって、
少なくとも一つの螺旋形の内部通路（２２）の位置及び／又はピッチを調整するため、塑性素材（２４）の回転運動が、前記ノズル口金（１４）の縦軸線（ＡＬ）に対する流動案内面装置（２８）の角度位置（α）を変える外部の調節力によって調節されることを特徴とする、
少なくとも或る区分で螺旋形の少なくとも一つの内部通路を備えた棒材を塑性素材から連続的に押出し加工するための方法。
【請求項２】
塑性素材が可塑化された粉末材料であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記粉末材料が、セラミック粉末、超硬合金粉末、例えば炭化タングステン−コバルト−混合物及び金属粉末のグループ並びにこれらの成分の混合物、例えばサーメット−混合物、から選ばれていることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
塑性素材の回転運動が、流動案内面装置の迎え角の調節によって調節されることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項記載の方法。
【請求項５】
前記流動案内面装置の迎え角の調節が、無段階で行われることを特徴とする請求項４項記載の方法。
【請求項６】
塑性素材の回転運動がノズル口金に設けられた駆動装置によって制御されることを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項記載の方法。
【請求項７】
案内面装置（２８）が、案内面支持体（１４）と一緒に、塑性素材（２４）と同方向に回転することを特徴とする請求項１ないし６の何れか１項に記載の方法。
【請求項８】
案内面装置が不動に保持されていることを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項に記載の方法。
【請求項９】
少なくとも或る区分で螺旋形の少なくとも一つの内部通路を備えた棒材を、塑性素材、例えば粉末冶金材料又はセラミック材料のような塑性素材から、連続的に押出し加工するための、特に請求項１〜５及び７のうちの何れか１項記載の方法を実施するための装置において、
該装置は、ノズル口金（１４）を有し、該ノズル口金内に流動案内面装置が設けられており、かつノズル口金（１４）の上流側で棒材軸線（ＡＬ）に対して偏心的に保持された曲がり易い又は弾性を有した材料から成る糸（１８）がノズル口金を通って延びて成るものであって、
前記ノズル口金（１４）の縦軸線（ＡＬ）に対する流動案内面装置（２８）の迎え角（α）が、調節装置（Ｒ，３０，３２）によって可変であることを特徴とする、
少なくとも或る区分で螺旋形の、少なくとも一つの内部通路を備えた棒材を塑性素材から連続的に押出し加工するための装置。
【請求項１０】
流動案内面装置（２８）が少なくとも一つの案内羽根（２８）を有し、該案内羽根が、ノズル口金（１４）に、該案内羽根の迎え角を調節可能に固定されていることを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１１】
少なくとも或る区分で螺旋形の少なくとも一つの内部通路を備えた棒材を、塑性素材、例えば粉末冶金材料又はセラミック材料のような塑性素材から、連続的に押出し加工するための、特に請求項８記載の方法を実施するための装置において、
該装置は、ノズル口金（１４）を有し、該ノズル口金内に流動案内面装置が設けられており、かつノズル口金（１４）の上流側で棒材軸線（ＡＬ）に対して偏心的に保持された曲がり易い又は弾性を有した材料から成る糸（１８）がノズル口金を通って延びて成るものであって、
前記ノズル口金（１４）の縦軸線（ＡＬ）に対する流動案内面装置（２８）の迎え角（α）が、調節装置（Ｒ，３０，３２）によって可変であり、
前記ノズル口金が回転不能に押出しヘッドに固定されていることを特徴とする、
少なくとも或る区分で螺旋形の、少なくとも一つの内部通路を備えた棒材を塑性素材から連続的に押出し加工するための装置。
【請求項１２】
ノズル口金を回転させるための駆動装置が、ノズル口金に対応して設けられていることを特徴とする請求項９又は１０記載の装置。
【請求項１３】
流動案内面装置がノズル口金の全長の著しく大きな部分にわたって延びていることを特徴とする請求項１１又は１２記載の装置。
【請求項１４】
ノズル口金（１４）が回転可能に押出しヘッド（１０）に保持されており、回転軸線（ＡＬ）がノズル口金（１４）の中心軸線と合致していることを特徴とする請求項９，１０，１２の何れかに記載の装置。
【請求項１５】
流動案内面装置（２８）の軸方向長さ（ＥＡ）はノズル口金（１４）の軸方向長さ（ＬＢ）よりも短く、かつ該流動案内面装置（２８）の下流側エッジ（４０）はノズル口金の出口端面（２６）から少なくとも距離（ＢＡ）だけ内方に位置していることを特徴とする請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
流動案内面装置（２８）が、押し出された材料流が出る際にノズル口金（１４）と同じ角速度で回転するように形成されるか、又はノズル口金（１４）の幾何学的形状に適合していることを特徴とする請求項１４又は１５記載の装置。
【請求項１７】
流動案内面装置（２８）の迎え角（α）が少なくとも或る区分で無段階的に可変であることを特徴とする請求項９ないし１６の何れか１項記載の装置。
【請求項１８】
ノズル口金（１４）が滑らかな円筒形内周面（３８）を有し、かつ流動案内面装置（２８）が、ノズル口金（１４）の出口端部（２６）の上流側の、該出口端部から十分大きな距離（ＢＡ）をおいた位置で終わっており、その結果押し出された棒材が滑らかな表面を有していることを特徴とする請求項９ないし１７の何れか１項記載の装置。
【請求項１９】
少なくとも一つの案内羽根（２８）が、ノズル口金（１４）の内周面（３８）に支持されていることを特徴とする請求項１０ないし１８の何れか１項記載の装置。
【請求項２０】
前記案内羽根（２８）が面で支持されていることを特徴とする請求項１９記載の装置。
【請求項２１】
周囲に分配して配置された複数の案内羽根（１８）が設けられており、これらの案内羽根が調節装置（Ｒ，３０，３２）により調節可能であることを特徴とする請求項１０ないし２０の何れか１項記載の装置。
【請求項２２】
各案内羽根の調節が同期的に行われることを特徴とする請求項２１記載の装置。
【請求項２３】
流動案内面装置（２８）のための調節装置（Ｒ，３０，３２）が振動減衰装置を有していることを特徴とする請求項１０ないし２２の何れか１項記載の装置。
【請求項２４】
調節装置（Ｒ，３０，３２）が、少なくとも一つの内部通路（２２）の幾何学的形状及び／又は位置のための調整システムに組み込まれていることを特徴とする請求項２３記載の装置。
【請求項２５】
調整装置が、遊星歯車装置の形の調節伝動装置を有していることを特徴とする請求項２２ないし２４の何れか１項記載の装置。
【請求項２６】
流動案内面装置が、縦軸線（ＡＬ）に関する軸方向に複数の案内羽根装置を有していることを特徴とする請求項１０ないし２５の何れか１項記載の装置。
【請求項２７】
少なくとも一つの糸（１８）がノズル口金（１４）の端面（２６）を越えて延びていることを特徴とする請求項９ないし２６の何れか１項記載の装置。
【請求項２８】
少なくとも一つの糸が形状安定性を高めるために高い弾性係数を有していて支持体に保持されており、該支持体が、ノズル口金の軸線に合致する回転軸線を中心にして回転可能に支承されていることを特徴とする、請求項９ないし２７までの何れか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は、少なくとも或る区分で螺旋形の少なくとも一つの内部通路を備えた棒材を塑性素材から連続的に押出し加工するための、請求項１又は請求項６の上位概念部に記載された方法及び装置に関する。
このような方法及びこの方法を実施するための装置、すなわち押出しヘッドは、例えば、棒材中間製品を、可塑化された粉末材料、例えば超硬合金材料又はセラミド材料から、中間製品すなわち焼結金属中間製品又は焼結セラミック中間製品に成形し、該中間製品から焼結プロセス又は燃焼プロセスで高速度工具用の円柱形棒材の形の中間製品を得るのに用いられる。このような中間製品は使用される工具あるいは粉末混合物により、特に機械的応力及び摩耗に関しても極めて高い基礎−強度を有することを特徴とし、その結果このような中間製品はドリル工具又はフライス工具の製作に用いられるようになっている。これらの工具は極めて高い切削速度で送られることが多いから、使用される潤滑剤は、最も高い応力がかかる切刃範囲を狙ってかつしばしば極めて高い圧力で供給されることが重要である。このことは、成形された内側に位置する冷却通路によって最も良く保証され、該冷却通路はこの場合工具端面の所定のピッチ円上に、すなわち、有利には、工具−刃先の背面に開口する。焼結超硬合金−工具は著しく高価な方法でしか加工できないから、中間製品の形は工具の最終形状にできるだけ近いものであることが望ましい。このことは押出し加工法を使用した場合に最も簡単に達成され、該押出し加工法によれば、最終的に成形された内部冷却通路を既に備えた中間製品を連続的な工程で製造することができ、このことはまた、長尺の工具であっても方法の工程を変更することなく製造することができるという特別の付加的利点を有している。
確かにこの方法は、内部の潤滑剤通路又は冷却通路の幾何学的形状、特にその位置が極めて狭い公差限度内に留まるように棒材を製造することに成功したときに初めて経済的なものとなる。この問題は、製造すべき工具が、例えばドリル工具の場合がそうであるように、切削チップ溝を備えていなければならない場合に一段と厳しくなる。完全超硬合金（Ｖｈｍ）−ドリル工具は近年比較的大きな軸方向長さで製造されるから、少なくとも一つの内部冷却通路が正確に成形され、その結果該内部冷却通路がドリル工具のどの横断面においても所定箇所に正確に位置するようにしなければならない。このようにしたときに初めてドリルの安定性が全長にわたって等しい高さとなり、該工具の後研削において主切刃に対する内部冷却通路の開口箇所を変えずにそのままの位置に留めることができる。
押出し加工法でこのような工具中間製品を、可塑化された粉末材料から、内部冷却通路の位置及び形状に対する精度要求が満たされるように、製造しようとする多くの試みが既に公知である。
既に米国特許明細書US-PS 2,422,994には、可塑化された粉末冶金材料を押出しノズルを通して押し出す押出し加工法が記載されている。該押出しノズルの内周面は所定の横断面の突出部を有しており、かつノズルの中心範囲には軸方向に向けられた棒状体が延びており、該棒状体は、押出しノズル上流側に位置する、可塑化された材料が周囲を流れるマンドレルに固定されている。この方法は多段式に行われ、この場合可塑化された素材はまず、少なくとも一つの直線的に延びる外側の溝を備えた中間製品に成形され、次いで、このような形式で予め成形された中間製品が、押出しノズルと素材との間の相対−回転運動によってねじられる。しかし、このような２段階での成形工程は、この間に使用される素材の大概の素材にとって、押出しノズルから出る中間製品が圧力に極めて敏感であるという理由で既に不都合である。押出しノズルから出る中間製品に極めて僅かな力が作用しただけでも、特に内部に成形された通路に不都合に大きな変形を生じる結果となり、これにより該中間製品は直ちに使用不能になる。
独国特許明細書DE-PS 36 01 385にはこの問題を排除するための押出し加工法が記載されている。この方法では、内部にある少なくとも一つの冷却通路の螺旋形状が可塑化された材料の押出しと同時に生ぜしめられる。この場合ノズル口金は内側に螺旋形プロフィルを備えていなければならない。押出しノズルの中心には弾性のピンが設けられており、該ピンはその上流側の端部でノズルのマンドレルに固定されている。また、該ピンの弾性は、このピンがノズル口金の内側プロフィルによって生ぜしめられる渦流に追従できるような大きさに選ばれている。しかしこの押出しヘッドでは冷却通路の螺旋を十分正確に形成することが困難であることが判明した。材料流を適宜に回転させるためにはノズル口金内周面の突出部及び凹部を多数設けなければならなかった。その結果ノズル口金が比較的高価となり、さらにまた、焼結された中間製品にある突出部はまず研削されなければならず、これは材料損失となる。
欧州特許出願公開公報EP 465 946 A1には、請求項１又は請求項５の上位概念部に記載された方法及び装置が記載されており、これにより、最終的に焼結された切刃部分−中間製品の外面円筒研削の方法工程を省くことに成功している。この場合ノズル口金の内周面は円筒周面によって形成される。ノズル口金の前部には、材料流内に位置する渦流装置が接続されている。選択的な一手段によれば、押出し材料に、この渦流装置によりストランド横断面にわたって一様に作用する渦動運動が強制的に生ぜしめられ、また、選択的な第二の手段によれば、該渦流装置に、押出し材料により渦動−又は回転運動が強制される。少なくとも一つの内部通路を形成するために、渦動−又は回転運動に追従する糸状の部材が材料流内へ入れられている。これにより、ピッチ円直径、すなわち中間製品が押し出される際に少なくとも一つの内部通路の横断面が位置することになる円の直径が、ノズル口金中における流動速度及び摩擦損失によって制御される。従って、この公知の方法のさらに別の一バリエーションによれば、ノズル口金を回転可能に構成することが提案されており、この場合その回転運動により材料流の回転運動の調整が可能になる。
この公知の方法によれば、可塑化された材料が、押出し法で、外側の寸法並びに少なくとも一つの内部通路の形状及び位置に関して極めて高い精度を有することを特徴とする中間製品に加工される。確かに、この公知の方法及びこの方法を実施するための装置では、作業速度を、例えばノズル口金の入口範囲における流動条件、可塑化された材料の組成、及びノズル口金中における流動速度、等の方法の運転パラメータとはより一層無関係に保つことが必要である。
従って本発明の課題は、請求項１の上位概念部に記載された方法及び請求項６の上位概念部に記載された装置を改良して、先に述べた変動量を僅かな経費で抑制することができ、その結果、システムに制約されたパラメータ変動が発生したときにも製作精度が確保されるようにすることにある。
この課題は、方法に関しては請求項１記載の特徴によって、また装置に関しては請求項５記載の特徴によって解決されている。
本発明によれば、ノズル口金内へ流動案内面装置が一体的に組み込まれており、該流動案内面装置の、ノズル口金縦軸線に対する角度位置は調節装置により調節可能であり、該調節装置は有利には外部の調節力によって操作可能である。これにより押出しヘッドが簡単化されると共に押出された中間製品の多数の幾何学的形状部分が高価な改造手段を用いることなく製作可能であることを度外視しても、これによってさらに、特別の利点、すなわち可塑化された素材の回転運動が押出し工程中連続的に、少なくとも一つの内部通路の位置及び延び方が狭い公差範囲内にとどめられるように、修正可能であるという特別の利点が生じる。押出し加工法の方法工程のパラメータの変動はこのような形式で確実に調整又は補償することができる。この場合また同様に、方法工程を極めて材料節減的に行うことができるという利点が得られ、この場合、焼結された中間製品の高価な後加工を省略することができる。中間製品は滑らかな円筒形表面をもって押出され、この滑らかな円筒形表面は、当該変動量を考慮して、中間製品の仕上げ加工において材料切削量ができるだけ僅かになるように保たれる。流動案内面装置の迎え角度は押出し工程中何時でも後調整可能であるから、少なくとも一つの内部通路の螺旋ピッチは、可塑化された材料の装入量及び／又は押出し工程のその他の物理的諸条件が変更されるような場合にも、従来達成が不可能であった狭い公差範囲内にとどめられる。
流動案内面装置を押出しヘッドに配置するために基本的には二つの可能性がある。請求項２記載の方法の改良又は請求項１０記載の装置の改良が特に有利である。この改良によれば、ノズル口金中を流過する可塑化された材料は、ノズル口金の縦軸線に対する案内面の迎え角度に基づいて、またノズル口金内壁における付着摩擦により、自動的に回転せしめられる。回転速度は、可塑化された流入材料の流速に依存する一方、流動案内面装置のその都度予め選ばれている迎え角度に依存する。これにより、材料流の速度変動を補償することができる。何故なら、案内面装置又はノズル口金の回転速度が自動的に材料流の速度に適合するからである。従って、製造される中間製品内における少なくとも一つの内部通路の螺旋ピッチは、可塑化された材料がノズル口金内へ高速で流入するか低速で流入するかということとは無関係に一定に保たれる。
押出し加工法の実際のパラメータ変動に基づく変動量が自動的に補償されることにより、本発明の方法及び本発明の装置は大きなスペクトルの可塑化粉末冶金材料の加工に適する。有利な材料は従属請求項４に記載されている。しかし極端に異なる物理的特性、延いては流動特性を有するさらに別の材料及び組成であっても、本発明による方法よれば、先に述べた利点を断念することなく加工することができることは強調されなければならない。
流動案内面装置の特に簡単な構成は請求項７記載の改良によってえられる。この場合、案内羽根に沿ってその周囲を流れる際に短時間の間材料流の縁範囲において案内羽根によって分割される材料流は、ノズル口金内の極めて高い押出し圧力により、該案内羽根の直ぐ下流側で合流して再び元の完全円形横断面になることが示された。材料の流れは従って僅かな程度しか乱されず、これにより、本発明による方法によって製造された中間製品の組織品質は極めて高い水準に保たれる。
ノズル口金が回転不能に押出しヘッドに固定されている場合には、流動案内面装置がノズル口金全長の標準部分にわたって延びるようにするのが有利である。
これに対して、本出願の対象のさらに別にバリエーションに相応して、ノズル口金が回転可能に押出しヘッドに保持され、その回転軸線がノズル口金の中心軸線に合致している場合には、流動案内面装置を、ノズル口金の軸方向で制限された入口区分だけにわたって延びているように構成するのが有利である。このようにすることによって、流動案内面装置によって生ぜしめられたノズル口金の回転運動は、確実に、ノズル口金中の材料流の残りの材料流長さにわたって、該材料流に、ノズル口金内壁における付着摩擦条件を介して、固有−回転運動を確保させ、かつこれを安定化させることができる。この場合、流動案内面装置を、押出された材料流が出口でノズル口金の角速度と同じ角速度で回転するように構成し、あるいはノズル口金の幾何学的形状に適合するようにすることが有利である。材料流の回転運動の調整及び制御はこのような形式でさらに正確になり、このことは、流動案内面装置のための調節装置が押出し装置の調整回路に組み込まれる場合には特に有利に作用する。
基本的には、流動案内面装置の迎え角度を段階的に調節することは可能である。しかしこの調節を無段階的に、又は例えばステップモータを用いて、極めて小刻みなステップで行うのが特に有利である。これにより、内部通路の所期のどのような渦線角度をも生じさせることができ、かつコントロールすることができる。
少なくとも一つの案内羽根が標準的な長さ区間にわたって、特に面で、ノズル口金の内側表面に支持されるようにした場合には、比較的大きな力を受容することができる。このようにすることは、有利な形式で、案内羽根の半径方向の長さを長くすることを可能にし、その結果、流動速度とノズル口金の回転速度、延いては渦流の回転速度との関連がより精密になる。
押出しシステムの障害的な変動を抑止するためには、流動案内面装置のための調節装置が振動減衰装置を有するようにするのが有利である。この振動減衰装置は、有利には調節伝動装置内に、さらに有利には減衰弾性手段の形で組み込まれる。このような振動減衰装置は、調節装置が少なくとも一つの内部通路の幾何学的形状を調整するための調整システム内へ組み込まれる場合に特に有利である。
本発明による方法は、曲がり易いあるいは高弾性の糸を用いて行われるが、該糸は、この場合その上流側の端部で、有利にはノズル口金の入口範囲に、固定される。しかしまた同様に、この方法を、糸又は、形状安定性を高めるために比較的高い弾性係数を有する内側棒を用いて実施することも可能であり、この場合これらの細い棒又はピンは、ノズル口金の軸線に合致する回転軸線を中心にして回転可能に支承されている支持体に保持される。
本発明のさらに別の構成は従属請求項の対象である。
以下に、概略図に基づいて本発明の一実施例を詳細に説明する。
図１は、本発明による方法を実施するための押出しヘッドの下流側に位置する範囲の概略的横断面である。
図１には、少なくとも或る区分で螺旋形である、少なくとも一つの内部通路を備えた棒材を塑性素材から連続的に押出し加工する方法を実施することができる押出しヘッドが符号１０で示されている。塑性素材は、例えば粉末冶金材料又はセラミック材料から成ることができ、この場合粉末は、有利にはセラミック粉末、例えば炭化タングステン−コバルト−混合物のような超硬合金粉末及び金属粉末のグループから、並びに、例えばセラミド−混合物のようなこれらの成分の混合物から選ぶことができる。図は押出しヘッドの下流側にある端部を示しており、該押出しヘッドは円錐形に先細になっていてノズル口金１４の入口区分１２を形成する。該入口区分１２、すなわち押出しヘッド１０内には、符号１６で示されている保持装置が配置されており、該保持装置には糸１８の上流側にある端部が固定されており、該糸により、可塑化された素材の押出し中に、押し出される円筒形の棒材中間製品内に内部通路２２が形成される。
糸１８は、図示の実施例では、曲がりやすい又は高弾性の材料、例えばプラスチック又は、チェーンリンクが可動に繋げられているチェーンから成っている。糸１８は下流側の端部１８ａを有し、該端部はノズル口金１４の端面２６を越えて延びている。糸１８は、保持装置１６のところで、ピッチ円直径ＴＫＤ１の円の円周上に固定されており、しかも、有利には、当該ノズル口金１４に適合できるようにするために、すなわち製造されるべき中間製品棒材２４の外径に適合させることができるようにするために、調節可能である。
ノズル口金１４内へ流入する可塑化された粉末材料の並流が矢印Ｓで示されており、この場合図から判るように、これらの並流は高弾性のあるいは曲がり易い糸１８に対して平行に向いている。ノズル口金１４内には、周囲に等間隔で分配された複数の案内羽根２８の形の流動案内面装置が設けられている。これらの案内羽根は調節可能にノズル口金１４内に支承されている。この目的でほぼ半径方向に延びた孔３０が設けられており、該孔に当該案内羽根２８の調節軸３２が延びている。矢印Ｒにより、当該案内羽根２８が図示されていない調節装置によって以下のように調節可能であること、すなわちノズル口金１４の縦軸線ＡＬに対して案内羽根２８の迎え角が、しかも無段階的に調節可能であることが、示されている。図は、案内羽根２８の調節が外部からの調節力によって行われることができること、従って案内羽根２８の形の流動案内面装置の角度位置が押出し工程中いつでも可変であることを示している。
符号３６は軸受を略示しており、該軸受を介してノズル口金が押出しヘッド１０に回転可能に、しかも回転軸線が同心的な円筒形内孔３８を有するノズル口金１４の縦軸線ＡＬと合致するように、固定されている。案内羽根２８は以下のように構成され又はノズル口金１４内に配置されている。すなわち、案内羽根２８の軸方向長さＥＡがノズル口金１４の全構造長さＬＢの単に一部であるように構成又は配置されている。さらに案内羽根２８の下流側のエッジ４０が出口端部、すなわちノズル口金の端面２６、から最小距離ＢＡの位置にあり、この場合この最小距離ＢＡは可塑化された材料の、案内羽根２８によって一旦分けられた流れが案内羽根２８の下流で再び合流して一つの完全円形横断面の流れになるのに十分な大きさの距離である。
図に示された構造は押出し装置の以下のような機能を生じさせる。
図の左側で、可塑化された材料がノズル口金１４の入口区分１２内へ入る。それも可塑化された材料はノズル口金１４内へ入る際並流として入る。この並流は次いで迎え角αに調節されている案内羽根２８に衝突し、該案内羽根２８を介して、流動力に関連して、ノズル口金１４を自動回転させる。ノズル口金１４の回転速度は流動する可塑化された材料の流動速度及び迎え角αに関連する。
ノズル口金１４中を流過する流れがノズル口金の内周面３８へ付着することによって、可塑化された材料も同様に軸線ＡＬを中心として回転運動せしめられ、この場合長さＬＢが、如何なる回転速度で可塑化材料がノズル口金１４を出るか、すなわち棒材中間製品２４の軸線ＡＬを中心とする如何なる回転運動速度でノズル口金１４から出るか、を最終的に規定する。適宜の手段によって、例えば出る棒材中間製品２４を空気で支える支承手段により、圧力に対して敏感な棒材中間製品２４が回転しつつ出る間に許容できない程度まで変形してしまうことが確実に防止される。
可塑化された材料及び口金から出る棒材中間製品２４の回転によって、曲がり易いあるいは高弾性の糸１８も、可塑化された材料の流れの方向へ向けられ、すなわち、可塑化された材料の流過する流れによって螺旋状にされ、そのピッチは迎え角αによって所期のように調節可能である。換言すれば、案内羽根２８に作用を及ぼす外部の調節装置によって、内部に位置する冷却通路２２の延び方も、該冷却通路２２の位置、すなわち最終的に押出される棒材中間製品２４におけるピッチ円直径ＴＫＤと同様に、正確に確定することができる。
案内羽根２８の調節軸３２は、有利には、例えば遊星歯車機構の形の中心調節伝動装置の構成部分であり、その結果案内羽根２８の迎え角αは同期的かつ一様に可変である。押出し装置又は調節システムにおける振動発生を防止するために適宜の振動減衰装置を設けることが可能である。この振動減衰装置は、例えば固有減衰特性を有する弾性構成部材から形成することができる。
押出しヘッドの出口、すなわち押し出される棒材中間製品２４の範囲には、少なくとも一つの内部冷却通路２２の幾何学的形状のための又はピッチ円直径ＴＫＤの位置及び大きさを規定するための計測兼監視装置が設けられている。この計測兼検出装置は、相応する計測信号が案内羽根２８のための調節装置へフィードバックされる調整回路の構成部分であり、その結果、少なくとも一つの内部冷却通路２２の所期の位置及び幾何学的形状が、発生する変動値、例えば可塑化された材料の流動速度及び物理的特性とは無関係に、確保される。上記の記載から判るように、本発明の押出しシステムによれば、システムの特性上場合により発生する材料流の速度変動は、自動回転中のノズル口金１４の回転速度が常にかつ自動的に材料流の速度に適合していることによって、補償される。棒材中間製品２４中の押出し法で生ぜしめられる内部通路の螺旋ピッチはこれにより通過速度とは無関係に常に等しい大きさに保たれており、これにより、内部冷却通路の位置及び幾何学的形状に関して著しく狭い公差が達成される。
本発明による外側の調節装置により、さらに、同一のノズル口金１４を用いて内部冷却通路のピッチが異なる棒材を製造することができる。極端なケースとして、案内羽根２８の形態の流動案内面装置を、案内羽根２８の迎え角αがゼロになるように調節し、その結果直線状の内部通路を持った棒材中間製品２４が製造されるようにすることも、可能である。
本発明の思想は、ノズル口金が押出しヘッド１０に回転不能に固定されている場合にも同様に使用することができる。この場合には、調節装置によって調節可能な案内羽根２８は専ら、並流としてノズル口金１４内へ入ってくる可塑化された材料に所期の渦動運動又は回転運動を与えるためだけに役立ち、この渦動運動又は回転運動の大きさは調節可能な迎え角αによって規定される。この場合にも、流動案内面装置用の調節装置を、該調節装置を計測信号に応じて制御する調整システム内に一体的に組み込むことが可能である。
図では案内羽根２８は単に概略的に図示されているにすぎない。有利には、案内羽根２８をノズル口金の内周面３８にフラットに支持して、付加的に摩擦接続部が生じるようにすることができる。さらに、案内羽根２８の形を、案内面が、迎え角αの調節時に、常にノズル口金１４の内周面３８に接触するようにすることができる。このことは、例えば、案内羽根が連接リンクから成り、該リンクがばね弾性によりノズル口金の内周面に押しつけられるようにすることによって可能である。
本発明の基本思想を逸脱することなく、以上に述べた実施例を変形することも勿論可能である。従って例えば、ノズル口金の中心軸線を中心にして回転可能に押出しヘッド内に支承された固定装置に、糸１８の代わりに固定されたある程度弾性を有するピンを用いて本発明の方法を実施することも可能である。該ピン、すなわち、少なくともその一つのピンは、押出し中間製品押出し後に少なくとも一つの内部通路ができるようにする螺旋形状に相応する螺旋形状に予め捻っておくことができる。また、高い弾性係数を有する材料から成るこのコアピンの固定部のために別個の駆動装置を設け、適宜の調整回路内に組み込まれた該駆動装置を介して螺旋形状の微調整が可能であるようにすることもできる。
さらに、案内羽根２８の個数、寸法、及び配置形式を変えることも可能である。案内羽根２８を周方向に等間隔で配置することは必ずしも必要ではない。振動技術的理由から周囲に不規則な間隔で配置することが有利であることもある。さらにまた、図示の実施例を変更して、さらに別の駆動装置を介して、押出される棒材中間製品２４の回転運動の修正が行われるようにすることも可能である。この付加的な駆動装置はノズル口金１４自体に設けることができ、又はこの構成部分の下流側に設けることができる。
本発明は、従って、例えば粉末冶金材料又はセラミック材料のような塑性素材から少なくとも或る区分で螺旋形の、少なくとも一つの内部通路を備えた棒材を連続的に押出し加工するための方法及び装置を提供する。塑性素材はノズル口金から押出され、この場合内部に設けられた流動案内面装置と協働して回転運動せしめられ、該回転運動が、ノズル口金の上流側に棒材軸線に対して偏心的に保持された、ノズル口金中を通って延びた、曲がり易い又は弾性の材料から成る、少なくとも一つの糸を一緒に連行して回転運動させ、所定のピッチを有する螺旋形にする。所属する装置の構成を同時に簡単化すると共に、押出された棒材中間製品の製作精度及び製作交差を高めるために、本発明では、少なくとも一つの螺旋形の内部通路の位置及び／又はピッチを調整するよう、塑性素材の回転運動が、ノズル口金の縦軸線に対する流動案内面装置の角度位置を変える外部の調節力によって調節される。
【図１】
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