DE4428492C2

DE4428492C2 - Wabenstrukturkörper-Extrudiervorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Wabenstrukturkörpern unter Verwendung einer solchen Extrudiervorrichtung

Info

Publication number: DE4428492C2
Application number: DE4428492A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiko Kumazawa; Kenichi Ito; Teiichiro Yazawa; Yamato Katagiri
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1993-08-13
Filing date: 1994-08-11
Publication date: 1999-04-01
Anticipated expiration: 2014-08-12
Also published as: DE4428492A1; BE1009797A5

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Waben strukturkörper-Extrudiervorrichtung, die für die Extrusion von Wabenstrukturkörpern, insbesondere für die Extrusion von Wabenstrukturkörpern mit dünnen Rippen frei von Verformung von Zellen an einem Außenumfangsabschnitt verwendet werden soll. Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Verfahren zur Herstellung der Wabenstrukturkörper unter Verwendung einer solchen Extrudiervorrichtung.

Vormals waren Extrudiervorrichtungen bekannt, um extru dierte Körper zu erhalten, indem eine Formmasse, wie z. B. Ke ramik extrudiert wurde.

Für diesen Zweck ist zum Beispiel eine Wabenstrukturkörper-Extrudiervorrichtung bekannt, die eine Düse und einen Druckkörper aufweist. Diese Düse ist mit Auslaßpfaden und einer Anzahl von Zuführpfaden versehen, wo bei die Auslaßpfade durch dünne Wände gebildet sind, die mit einander verbunden sind, an einem Ende geöffnet sind und dazu geeignet sind, eine Wabenstrukturkörper auszugeben. Die Aus laßpfade sind am anderen Ende mit einer Anzahl von Zuführpfa den verbunden, die bis zu einer gegebenen Tiefe unabhängig vorgesehen sind. Ein Umfangskantenabschnitt eines Auslaßpfad vorsehenden Abschnitts der Düse an einer Formmasse-Auslaßsei te ist bei Betrachtung in Extrudierrichtung radial nach außen abwärts als eine geneigte Fläche zu einer Stromaufseite hin geneigt; der Druckkörper liegt der geneigten Fläche der Düse gegenüber, wobei eine Formmasse-Auslaßfläche des Auslaßpfad vorsehenden Abschnitts bei Betrachtung in Extrudierrichtung radial nach außen abwärts zur Stromaufseite hin geneigt ist.

Die geprüfte japanische Patentanmeldung No. 54-28,850 of fenbart ein Beispiel der vorstehend genannten Wabenstruktur körper-Extrudiervorrichtung, die eine Düse, wobei ein Um fangsabschnitt eines Auslaßabschnitts der Düse in Stromauf richtung in einer konischen Form radial geneigt ist, und einen Druckkörper aufweist, der in bezug auf diesen konischen Abschnitt der Düse mit einem Neigungswinkel von 5° bis 45° geneigt ist, wodurch ein Wabenstrukturkörper mit einer hohen mechanischen Festigkeit, der eine einstückige Außenumfangs wand-Struktur und eine Dicke hat, die nicht weniger als vier mal so groß wie die Dicke einer dünnen Wand (Rippe) ist, durch die Verwendung einer solchen Wabenstrukturkörper-Extru diervorrichtung erhalten wird. Da dieses Verfahren gestattet, den Druckkörper nur in einem Gebiet des konischen Abschnitts der Düse zu verwenden, kann der Innendurchmesser des Druck körpers jedoch nur in einem schmalen Bereich verändert wer den, obwohl eine Abhängigkeit vom Winkel des konischen Ab schnitts der Düse vorhanden ist. Somit kann dieses Verfahren Änderungen bei Brennschwindung nicht vollständig meistern. Desweiteren kann, wenn der Innendurchmesser des Druckkörpers größer eingestellt ist, das extrudierbare Material nicht gleichmäßig extrudiert werden, um die Außenumfangswand des extrudierten Körpers zu extrudieren, so daß die Dicke der Außenumfangswand nicht mit Leichtigkeit gesteuert werden kann. Desweiteren ist es entsprechend diesem Verfahren, wenn sich die Dicke der dünnen Wände (Rippen) verringert, wahr scheinlich, daß sich die Rippen am Außenumfangsabschnitt ver formen. Folglich wird es schwierig, die dünne Außenumfangs wand zu formen. Desweiteren kann, wenn die Dicke der Außenum fangswand auf nicht mehr als fünfmal so dünn wie die der Rippe eingestellt ist, die Außenumfangswand nicht stabil aus gebildet werden, so daß die Dicke der Außenumfangswand nicht einfach eingestellt werden kann.

Andererseits offenbart die geprüfte japanische Patentver öffentlichung No. 3-17,644 ein Verfahren für die Herstellung von Wabenstrukturkörpern unabhängig vom Zusammenbruch von Zellen in einem Außenumfangsabschnitt durch die Verwendung eine Wabenstrukturkörper-Extrudiervorrichtung, bei der ein Außenumfangsabschnitt eines Auslaßabschnitts der Düse bei Be trachtung in Extrudierrichtung radial nach außen und abwärts zu einer Stromaufseite hin geneigt ist und ein Druckkörper einen Kegelwinkel hat, der genauso groß ist wie der des koni schen Abschnitts der Düse. Entsprechend diesem Extrudierver fahren ist jedoch der variable Bereich des Druckkörpers schmal wie im Fall der vorstehenden japanischen Patentveröf fentlichung No. 54-28,850. Desweiteren kann, wenn der Innen durchmesser des Druckkörpers größer gestaltet ist, die Außen umfangswand nicht gleichmäßig zugeführt werden; die Dicke der Außenumfangswand kann nicht einfach eingestellt werden. Die ses Problem tritt ebenfalls auf, wenn die Dicke der Außenum fangswand verringert ist.

Desweiteren offenbart die nicht geprüfte japanische Pa tentoffenlegungsschrift No. 4-344,217 ein Verfahren, bei dem ein Wabenstrukturkörper mit einer Außenumfangswand einen ver besserten Benetzungswiderstand und eine verbesserte Struktur vollständigkeit in Form der Erwärmungsstruktur hat, indem ein Wabenstrukturkörper-Extrudiervorrichtung verwendet wird, die eine Düse, einen Außenumfangsring um den Außenumfang eines Auslaßabschnitts der Düse herum, einen Körperzuführgeschwin digkeit-Einstellzwischenraum und eine Einstelleinrichtung hat, wobei ein Umfangsabschnitt des Auslaßabschnitts bei Be trachtung in Extrudierrichtung radial nach außen zu einer Stromaufseite hin geneigt ist. Da jedoch die Struktur der Dü se kompliziert ist, ist es entsprechend diesem Verfahren schwierig, ein Extrudiersystem vorzubereiten. Desweiteren ist ein Zellenblock der Düse an einem Berührungsgebiet zwischen dem Auslaßabschnitt der Düse und dem Außenumfangsring an meh reren Orten unterbrochen, so daß eine übermäßige Menge an Formmasse durch die unterbrochenen Abschnitte des Zellblocks zugeführt wird, um die Einstellung der Dicke der Außenum fangswand schwierig zu gestalten.

Die Erfindung geht in dessen von einer Wabenstrukturkörper- Extrudiervorrichtung aus, wie sie in der US 4,298,328 gezeigt ist. Diese Wabenstrukturkörper-Extrudiervorrichtung hat eine Düse mit einer Wabenstruktur und ein Druckkörper, wobei die Düse mit Auslaßpfaden und einer Anzahl von Zuführpfaden verse hen ist. Die Auslaßpfade werden dabei durch dünne Wände gebil det, die unter Ausbildung einer Wabenstruktur miteinander ver bunden sind. Darüber hinaus sind die Zuführpfade bis zu einer gegebenen Tiefe unabhängig voneinander vorgesehen, wobei ein Umfangsabschnitt eines Auslaßabschnittes der Düse, in welchem die Auslaßpfade ausgebildet sind, an einer Formmasse- Auslaßseite bei Betrachtung in Extrudierrichtung radial nach außen abwärts als eine geneigte Fläche zu einer Stromaufseite hin geneigt ist und der Druckkörper der geneigten Fläche der Düse gegenüberliegt.

Wie insbesondere aus der Fig. 2 und der Fig. 3 dieser Druck schrift zu entnehmen ist, ist der derart definierte Auslaßab schnitt einstückig mit der Düse ausgebildet. Dieser Stand der Technik zeigt dabei in Fig. 2 oder 3 eindeutig, daß die zwi schen den Kanälen d. h., zwischen dem Zuführabschnitt und dem Auslaßabschnitt sich "imaginär" ausbildende Formmasse- Zuführfläche über den gesamten Düsendurchmesser hinweg senk recht zur Strömungsrichtung verläuft.

Angesichts dieses Stands der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Wabenstrukturkörper-Extrudiervorrichtung vor zusehen, die in der Lage ist, dünnwandige Wabenstrukturkörper herzustellen, von denen jeder eine Außenumfangswand mit einer gleichmäßigen Dicke unabhängig von Verformung von Zellen im Außenumfangsabschnitt hat. Die Erfindung soll ebenfalls ein Verfahren für die Herstellung von Wabenstrukturkörpern unter Verwendung einer solchen Extrudiervorrichtung schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruch 1 oder 8 sowie den Merkmalen nach Anspruch 7 oder 14 gelöst. Die Wabenstruktur-Extrudiervorrichtung gemäß Anspruch 1 weist eine Düse und einen Druckkörper auf, wobei die Düse mit Auslaßpfaden und einer Anzahl von Zuführpfaden versehen ist, die Auslaßpfade durch dünne Wände gebildet sind, die mit einander verbunden sind, und dazu geeignet sind, einen Waben strukturkörper auszugeben, die Auslaßpfade an einem Ende ge öffnet und am anderen Ende mit einer Anzahl von Zuführpfaden verbunden sind und die Zuführpfade bis zu einer gegebenen Tie fe vorgesehen sind, wobei ein Umfangsabschnitt eines Auslaßab schnitts, der mit den Auslaßpfaden versehen ist, an einer Formmasse-Auslaßseite bei Betrachtung in Extrudierrichtung ra dial nach außen abwärts als eine geneigte Fläche zu einer Stromaufseite hin geneigt ist und der Druckkörper der geneig ten Fläche der Düse gegenüberliegt, wobei eine Formmasse- Zuführfläche des Auslaßabschnitts der Düse bei Betrachtung in Extrudierrichtung radial nach außen abwärts zu einer Stromauf seite hin geneigt ist.

Die Wabenstrukturkörper-Extrudiervorrichtung gemäß Anspruch 8 weist eine Düse und einen Druckkörper auf, wobei die Düse mit Auslaßpfaden und einer Anzahl von Zuführpfaden versehen ist, wobei die Auslaßpfade durch dünne Wände gebildet sind, die miteinander verbunden sind, und dazu geeignet sind, einen Wa benstrukturkörper auszugeben, die Auslaßpfade an einem Ende geöffnet sind und am anderen Ende mit einer Anzahl von Zu führpfaden verbunden sind und die Zuführpfade bis zu einer gegebenen Tiefe unabhängig vorgesehen sind, wobei ein Um fangsabschnitt eines Auslaßabschnitts der Düse, der mit den Auslaßpfaden versehen ist, an einer Formmasse-Auslaßseite bei Betrachtung in Extrudierrichtung radial nach außen abwärts als eine geneigte Fläche zu einer Stromaufseite hin geneigt ist und der Druckkörper der geneigten Fläche der Düse gegen überliegt, wobei ein radial innerster Umfangsabschnitt eines Zwischenraums, der zwischen der geneigten Fläche der Düse und dem Druckkörper definiert ist, schmaler als der Rest ist.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Verfahren zur Herstellung von Wabenstrukturkörpern durch das Ex trudieren einer Formmasse unter Verwendung der Wabenstruktur körper-Extrudiervorrichtung mit dem vorstehenden Aufbau.

Beim Aufbau der ersten Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung ist der Umfangsabschnitt des mit Auslaßpfaden ver sehenen Auslaßabschnitts der Düse an der Formmasse-Auslaßsei te bei Betrachtung in Extrudierrichtung radial nach außen ab wärts zur Stromaufseite hin geneigt; die Formmasse-Zuführflä che des Auslaßabschnitts an einem Ort, der der vorstehenden, geneigten Fläche des Auslaßabschnitts an der Auslaßseite ent spricht, ist bei Betrachtung in Extrudierrichtung ebenfalls radial nach außen abwärts zur Stromaufseite hin geneigt. Durch einen solchen Aufbau kann im Vergleich mit einem her kömmlichen Fall, in dem ein Abschnitt der Formmasse-Zuführ fläche des Auslaßabschnitts an einem Ort, der der geneigten Fläche entspricht, mit dem verbleibenden Abschnitt bündig ist, die Länge des Auslaßabschnitts an einem Ort größer ge staltet werden, selbst im geneigten Umfangsabschnitt des Aus laßabschnitts, so daß die Außenumfangswand mit einer gleich mäßig dünnen Dicke unabhängig von Verformung der Zellen aus gebildet werden kann. Da ferner der geneigte Bereich verbrei tert oder verlängert werden kann, d. h., es können keine Roh materialzuführpfade direkt an der geneigten Fläche des Aus laßabschnitts an der Formmasse-Auslaßseite existieren, können nur die Auslaßpfade für die Ausbildung der dünnen Wände auf dieser geöffnet sein. In diesem Fall liegen die Auslaßpfade immer an der geneigten Fläche vor. Somit kann, wenn der Ort des Druckkörpers, der der geneigten Fläche der Düse gegen überliegt, verändert wird, der Außendurchmesser des zu extru dierenden Wabenstrukturkörpers durch die gleiche Wabenstruk turkörper-Extrudiervorrichtung einfach verändert werden.

Das Verhältnis zwischen dem Neigungswinkel der geneigten Fläche des Auslaßabschnitts an der Formmasse-Auslaßseite und dem Neigungswinkel des Auslaßabschnitts an der Formmasse-Zu führseite ist nicht besonders beschränkt. Der erste kann mit dem zweiten identisch sein oder einer von beiden kann größer sein als der andere, solange wie die Länge der Auslaßpfade im Umfangsabschnitt des Auslaßabschnitts verlängert sein kann. Der Neigungswinkel (Kegelwinkel) der geneigten Fläche des Auslaßabschnitts an der Formmasse-Zuführseite kann bei 0° bis 90° verwendet werden. Eine vortrefflichere Wirkung kann beim Neigungswinkel von 15° bis 85° erhalten werden. Desweiteren ist der Neigungswinkel der geneigten Fläche am günstigsten 30° bis 80°.

Desweiteren ist es vorzuziehen, daß eine gegebene perfo rierte Platte nahe der Düse an einer Formmasse-Zuführseite für die Zuführpfade angeordnet ist. In diesem Fall kann die Geschwindigkeit, mit der die Formmasse zu einem Ort des Aus laßabschnitts für die Ausbildung der Außenumfangswand geför dert wird, eingestellt werden. Demzufolge können, selbst wenn die Formmasse für die Ausbildung der Außenumfangswand in einer Menge gefördert wird, die größer als die gewünschte ist, die Verformung der Zellen, die sich aus dem Zusammenbre chen der Zellen ergibt, die sich im inneren Bereich des Wa benstrukturkörpers befinden, verhindert werden. In bezug auf die perforierte Platte ist es vorzuziehen, eine zu verwenden, die in der ungeprüften japanischen Patentoffenlegungsschrift No. 63-112,004 offenbart ist. Desweiteren kann eine Abschirm platte verwendet werden, um die Zuführgeschwindigkeit der Formmasse einzustellen.

Beim vorstehenden Aufbau der zweiten Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung ist der radial innerste Abschnitt des Zwischenraums, der durch die geneigte oder konische Umfangs fläche des Auslaßabschnitts der Düse einschließlich den Aus laßpfaden und den Druckkörper, der geneigt diesem gegenüber liegt, definiert ist, schmaler gestaltet, wobei der radial innerste Abschnitt zur Ausbildung der Außenumfangswand des Wabenstrukturkörpers während des Extrudierens beiträgt. An ders ausgedrückt wird, da ein Formmasse-Verbleibabschnitt im Zwischenraum oberhalb der geneigten oder konischen Fläche des Auslaßabschnitts der Düse vorgesehen ist, ein lokales Anlegen des Drucks an die Formmasse im vorstehenden Zwischenraum ab gemildert. Genauer gesagt kann, wenn die Formmasse zeitweilig in den Zwischenraum geladen wird, eine lokale Druckänderung durch die Änderung der Oberflächenrauhigkeit der Formmasse- Zuführlöcher usw. bedingt abgemildert werden. Als Ergebnis kann die Außenumfangswand des Wabenstrukturkörpers gleich mäßig gestaltet werden. Folglich kann, selbst wenn die Außen umfangswand nicht mehr als fünfmal so dünn wie die Dicke der Rippen ist, der Wabenstrukturkörper, dessen Außenumfangswand eine gleichmäßige Dicke hat, unabhängig von der Verformung der Zellen im Außenumfangsabschnitt einfach erhalten werden.

Obwohl der Neigungswinkel θ₁ einer Axiallinie der ge neigten Fläche des Auslaßabschnitts der Düse rechtwinklig zur Extrudierrichtung nicht notwendigerweise beschränkt ist, ist der Neigungswinkel θ₁ vorzugsweise 20° bis 60°. Wenn der Neigungswinkel θ₁ weniger als 20° beträgt, kann der Waben strukturkörper durch die Erzeugung einer großen Komponenten kraft in eine radial innere Richtung auf die Formmasse inner halb des vorstehenden Zwischenraums radial verformt werden. Wenn der Neigungswinkel θ₁ größer als 60° ist, kann es ande rerseits unmöglich sein, das Maß des Außenumfangs des Waben strukturkörpers einzustellen. Desweiteren braucht der Nei gungswinkel θ₂ einer Tangente zum radial innersten Umfangs abschnitt des Druckkörpers, der sich der geneigten Fläche der Düse gegenüber befindet, in bezug auf die geneigte Fläche der Düse nicht besonders spezifiziert zu werden, solange wie der radial innerste Abschnitt des Zwischenraums schmaler als der Rest gemäß Vorbeschreibung ist. Das heißt, daß der Neigungs winkel θ₂ jeden Winkel annehmen kann, der in den vorstehen den Bereich fällt, solange dieser nicht der vorstehenden For derung widerspricht.

Desweiteren ist es vorzuziehen, daß die Korrelation zwi schen θ₁ und θ₂ θ₁ + θ₂ ≦ 90° erfüllt. Wenn θ₁ + θ₂ 90° übersteigt, kann es sein, daß ein Unterdruck zum Verbleib der Formmasse im Zwischenraum zwischen der geneigten Fläche und dem Druckkörper ausgebildet wird. Desweiteren ist die Form der geneigten Fläche der Düse und die der gegenüberliegenden Innenfläche des Druckkörpers keiner speziellen Begrenzung un terworfen. Sowohl die geneigte Fläche der Düse als auch die gegenüberliegende Innenfläche des Druckkörpers kann sich bei Betrachtung im Axial-Querschnitt über eine kontinuierliche Linie gleichmäßig kontinuierlich erstrecken oder kann sich diskontinuierlich stufenweise oder nicht gleichmäßig fortge führt erstrecken.

Wie es in Verbindung mit der ersten Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, ist es außerdem eben falls bei der zweiten Erscheinungsform der vorliegenden Er findung vorzuziehen, daß eine gegebene perforierte Platte na he der Düse an einer Formmasse-Zuführseite für die Zuführpfa de angeordnet ist. In diesem Fall ist es vorzuziehen, eine zu verwenden, die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift No. 63-112,004 offenbart ist. Desweiteren kann eine Abschirm platte verwendet werden, um die Zuführgeschwindigkeit der Formmasse einzustellen.

Diese Aufgabe und diese und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der folgenden Beschreibung der Erfindung klar, wenn diese in Verbindung mit den beige fügten Zeichnungen betrachtet wird.

Im Hinblick auf ein besseres Verständnis der Erfindung wird sich nun auf die beiliegenden Zeichnungen bezogen, in denen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Hauptab schnitts einer Wabenstrukturkörper-Extrudiervorrichtung ent sprechend der ersten Erscheinungsform der vorliegenden Erfin dung ist,

Fig. 2 eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbei spiels der ersten Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung ist,

Fig. 3 ein noch weiteres Ausführungsbeispiel der ersten Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung ist,

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Hauptab schnitts einer Wabenstrukturkörper-Extrudiervorrichtung ent sprechend der zweiten Erscheinungsform der vorliegenden Er findung ist,

die Fig. 5(a) bis 5(d) Ansichten von Änderungen der Kom bination einer geneigten Fläche der Düse und einer gegenüber liegenden Innenfläche eines Druckkörpers sind,

die Fig. 5(a) bis 5(d) Ansichten von Änderungen der Kom bination einer geneigten Fläche der Düse und einer gegenüber liegenden Innenfläche eines Druckkörpers in der zweiten Er scheinungsform der vorliegenden Erfindung sind, und

die Fig. 6(a) bis 6(f) Ansichten von weiteren Änderungen der Kombination einer geneigten Fläche der Düse und einer ge genüberliegenden Innenfläche eines Druckkörpers in der zwei ten Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung sind.

In Fig. 1 ist eine teilweise Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts einer Wabenstrukturkörper-Extrudiervorrich tung entsprechend der ersten Erscheinungsform der vorliegen den Erfindung gezeigt. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 ist eine Düse 1 sowohl mit Auslaßpfaden 8, die miteinander ver bunden sind, um einen Wabenstrukturkörper zu extrudieren, als auch mit einer Anzahl von Zuführpfaden 9 versehen, die mit einer Seite der Auslaßpfade 8 teilweise verbunden sind und die bis zu einer gegebenen Tiefe von einer Formmasse-Zuführ seite der Düse 1 aus unabhängig vorgesehen sind. Die Auslaß pfade 8 sind in einem Auslaßabschnitt der Düse, der mit 10 bezeichnet ist, ausgebildet. Ein Umfangskantenabschnitt des Auslaßabschnitts 10 der Düse 1 ist bei Betrachtung in Extru dierrichtung radial nach außen und abwärts zu einer Stromauf seite hin geneigt, wodurch eine geneigte Fläche 6 gebildet wird. Gegenüber der geneigten Fläche 6 der Düse 1 ist ein Druckkörper 2 vorgesehen, der über die Düse und einen Ab standhalter 3 an der Extrudiervorrichtung befestigt ist.

Eine perforierte Platte 4 und eine Abschirmplatte 5 sind koaxial und nahe an einer Formmasse-Zuführseite der Düse 1 für die Zuführpfade 9 angeordnet. Die perforierte Platte 4 ist an einer genau stromaufwärtsliegenden Seite der Düse an geordnet und ist geeignet, die Zuführgeschwindigkeit der Formmasse fein einzustellen. Die Abschirmplatte 5 ist an einer Stromaufseite der perforierten Platte 4 angeordnet und ist dazu geeignet, die Zuführgeschwindigkeit der Formmasse grob einzustellen. Die perforierte Platte 4 ist sowohl mit Durchgangslöchern 12, die Mittelachsen aufweisen, die mit de nen der entsprechenden Zuführpfade 9 der Düse zusammenfallen, als auch einem mittleren Durchgangsloch 13 in einem Gebiet versehen, das eine Form hat, die an einer Endfläche der Form masse-Zuführseite fast identisch mit der eines zu extrudie renden Wabenstrukturkörpers ist.

Der vorstehend genannte Aufbau der vorstehend genannten Wabenstrukturkörper-Extrudiervorrichtung ist herkömmlich; die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche eines mit Auslaßlöchern versehenen Abschnitts 10 der Düse an der Seite des Formmasse-Zuführeinlasses, wobei an der Fläche die Auslaßpfade 8 den Auslässen der Zuführpfade 9 ge genüberliegen, an einer entgegengesetzt liegenden Seite der geneigten Fläche 6 bei Betrachtung in Extrudierrichtung ra dial nach außen und abwärts zur Stromaufseite im Form einer geneigten Fläche geneigt ist. Somit kann der Auslaßpfad lang gehalten werden, selbst im radial äußeren Umfangsabschnitt. Es kann sein, daß nur die Auslaßpfade 8 für die Ausbildung der dünnen Wände an der geneigten Fläche 6 an der Seite des Formmasse-Auslasses geöffnet sind, während keiner der Form masse-Zuführpfade 9 an der geneigten Fläche 6 geöffnet ist.

Die Fig. 2 und 3 stellen weitere Ausführungsbeispiele der Düse in der Wabenstrukturkörper-Extrudiervorrichtung entspre chend der ersten Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung dar. In den Fig. 2 und 3 haben gleiche oder ähnliche Teile wie im Fall des Ausführungsbeispiels von Fig. 1 die gleichen Bezugszeichen, eine Erläuterung von diesen wird unterlassen. Im in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Neigungs winkel der geneigten Fläche 6 des Auslaßpfad vorsehenden Ab schnitts 10 an der Auslaßseite für die Formmasse kleiner als der der geneigten Fläche 11 des Auslaßpfad vorsehenden Ab schnitts 10 an der Einlaßseite für die Formmasse. Das heißt, daß Fig. 2 das Ausführungsbeispiel darstellt, bei dem sich die Längen der Auslaßpfade 8 erhöhen, wenn sich der Ort an die Umfangskante der Düse annähert. Desweiteren ist im in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Neigungswinkel des Auslaßpfad vorsehenden Abschnitts 10 an der Auslaßseite für die Formmasse größer als der der geneigten Fläche 11 des Auslaßpfad vorsehenden Abschnitts 10 an der Einlaßseite für die Formmasse. Das heißt, daß Fig. 3 das Ausführungsbeispiel darstellt, bei dem sich die Längen der Auslaßpfade 8 verrin gern, wenn sich der Ort an die Umfangskante der Düse annä hert.

Im Vergleich mit dem herkömmlichen Fall, bei dem die Flä che des Auslaßpfad vorsehenden Abschnitts an der Einlaßseite für die Formmasse am Ort, der der geneigten Fläche 6 ent spricht, mit der Fläche des Restes bündig ist, können die Längen der Auslaßpfade 8 bei jedem der Ausführungsbeispiele der Fig. 1 bis 3 am Umfangsabschnitt verlängert sein; das of fene Gebiet, das durch die Auslaßpfade 8 eingenommen wird, kann vergrößert sein. Daher kann die Aufgabe der vorliegenden Erfindung vorteilhaft umgesetzt werden. Im Ausführungsbei spiel von Fig. 3, bei dem sich die Längen der Auslaßpfade 8 verringern, wenn sich der Ort an den Umfangskantenabschnitt der Düse annähert, besteht eine geringe Gefahr darin, daß die Umfangswand im Vergleich mit den in den Fig. 1 und 2 gezeig ten Ausführungsbeispielen nicht mit einer gleichmäßigen Dicke ausgebildet werden kann.

Es wurde keine Erläuterung speziell zu den Materialien, Größen usw. der vorstehend genannten Bestandteile sowie zu den anderen Teilen der Extrudiervorrichtung gegeben, da die vorliegende Erfindung nicht durch diese gekennzeichnet ist. Sie funktioniert, ohne daß gesagt wird, daß die herkömmlichen Materialien, Größen usw. der Bestandteile verwendet werden können.

Die erste Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die vorstehend genannten Ausführungsbeispiele al lein beschränkt, sondern zahlreiche Abwandlungen und Änderun gen können vorgenommen werden. In den dargestellten Ausfüh rungsbeispielen zum Beispiel ist die Wabenstrukturkörper-Ex trudiervorrichtung mit der perforierten Platte 4 und der Ab schirmplatte 5 versehen. Die Aufgabe der vorliegenden Erfin dung kann jedoch umgesetzt werden, selbst wenn weder die per forierte Platte 4 noch die Abschirmplatte 5 vorgesehen ist.

Wie es aus der vorstehend Erläuterung hervorgeht, ist entsprechend der vorliegenden Erfindung der Umfangsabschnitt des Auslaßpfad vorsehenden Abschnitts an der Auslaßseite für die Formmasse bei Betrachtung in Extrudierrichtung radial nach außen und abwärts zur Stromaufseite hin geneigt; die Fläche des Auslaßpfad vorsehenden Abschnitts an der Einlaß seite für die Formmasse ist bei Betrachtung in Extrudierrich tung ebenfalls radial nach außen und abwärts zur Stromauf seite hin geneigt. Daher können die Längen der Auslaßpfade im Umfangsabschnitt und das offene Gebiet des Auslaßpfades ver größert sein. Demzufolge kann, selbst wenn der Wabenstruktur körper mit dünnen Rippe extrudiert wird, der Wabenstruktur körper, bei dem die Zellen am Außenumfangsabschnitt nicht de formiert sind und die Dicke der Außenumfangswand gleichmäßig ist, einfach erhalten werden. Desweiteren kann der Außen durchmesser des zu extrudierenden Wabenstrukturkörpers ein fach verändert werden.

Alsdann wird die zweite Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 6(a) bis 6(f) erläutert.

Fig. 4 ist eine teilweise geschnittene Ansicht, die einen Hauptabschnitt eines Wabenstrukturkörpers entsprechend der zweiten Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung dar stellt. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 4 ist eine Düse 1 so wohl mit Auslaßpfaden 8, die zur Extrusion von Wabenstruktur körpern miteinander verbunden sind, als auch mit einer Anzahl von Zuführpfaden 9 versehen, die mit einem Abschnitt der Aus laßpfade 8 verbunden sind und die bis zu einer gegebenen Tiefe unabhängig vorgesehen sind. Ein Umfangsabschnitt eines Auslaßabschnitts 10, in dem die Auslaßpfade 9 vorgesehen sind, ist bei Betrachtung in Extrudierrichtung radial nach außen und abwärts zu einer Stromaufseite hin mit einem Nei gungswinkel θ₁ in Form einer geneigten Fläche 6 geneigt. An einem Ort, der sich der geneigten Fläche 6 der Düse 1 gegen über befindet, ist über die Düse 1 und einen Abstandshalter 3 ein Druckkörper 2 an der Extrudiervorrichtung befestigt, wäh rend ein Zwischenraum 11 zwischen der geneigten Fläche 6 der Düse 1 und der gegenüberliegenden Fläche 7 des Druckkörpers 2 definiert ist.

Eine perforierte Platte 4 und eine Abschirmplatte 5 sind an einer Einlaßseite eines Zuführpfad vorsehenden Abschnitts der Düse 1 für die Formmasse koaxial angeordnet. Die perfo rierte Platte 4 ist genau stromaufwärts von der Düse angeord net und stellt die Zuführgeschwindigkeit der Formmasse fein ein. Die Abschirmplatte 5 ist an einer Stromaufseite der per forierten Platte 4 angeordnet und stellt die Zuführgeschwin digkeit der Formmasse grob ein. Die perforierte Platte 4 ist mit Durchgangslöchern 12 versehen, die Mittelachsen haben, die mit denen der entsprechenden Zuführpfade 9 zusammenfal len. Die perforierte Platte 4 ist ebenfalls mit einem mittle ren Durchgangsloch versehen, das an einer Endfläche der Form masse-Zuführseite größer als der Außenumfang des zu extrudie renden Wabenstrukturkörpers ist.

Der vorstehend genannte Aufbau der Wabenstrukturkörper- Extrudiervorrichtung ist herkömmlich; die Struktur des Zwi schenraums 11 kennzeichnet die zweite Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung. Das heißt, daß entsprechend der vor liegenden Erfindung in Fig. 4 ein radial innerster Abschnitt "a" des Zwischenraums 11 schmaler als der Rest "b" gestaltet ist. Dadurch arbeitet der Zwischenraum oberhalb der geneigten Fläche 6 der Düse 1 als ein Formmasse-Speicherabschnitt. Wenn die auf diese Weise aufgebaute Wabenstrukturkörper-Extrudier vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird ein Druck, der auf die Formmasse innerhalb des Zwischenraums 11 lokal ausgeübt wird, gemildert. Zum Beispiel kann, selbst wenn die Dicke der Außenumfangswand nicht mehr als ungefähr fünfmal so gering wie die der Rippe ist, der Wa benstrukturkörper, bei dem die Außenumfangswand eine gleich mäßige Dicke frei von Verformung von Zellen im Außenumfangs abschnitt hat, einfach ausgebildet werden.

Der vorstehend genannte Neigungswinkel θ₁ ist im Hin blick auf die Radialverformung des Wabenstrukturkörpers und die Einstellung des Maßes der Außenumfangswand des Waben strukturkörpers vorzugsweise 20° bis 60°. Desweiteren ist es vorzuziehen, daß θ₂ 0° bis 90° und θ₁ + θ₂ ≦ 90° ist, wobei θ₂ ein Neigungswinkel zwischen der geneigten Fläche 6 und einer Tangente zu einem innersten Abschnitt der Innenumfangs fläche 7 des Druckkörpers 11 ist, die der geneigten Fläche 6 gegenüberliegt.

Im Ausführungsbeispiel von Fig. 4 ist die Querschnitts form der geneigten Fläche 6 der Düse 1 und die der Innenflä che 7 des Druckkörpers 2 linear gerade. Es ist jedoch unnötig zu erwähnen, daß die geneigte Fläche 6 und die der Innenflä che 7 in beliebiger Querschnittsform ausgebildet sein können, solange die Form des Zwischenraums 11 die Forderung der vor liegenden Erfindung erfüllt, daß der Abschnitt "a" schmaler als der Abschnitt "b" ist. Solche Ausführungsbeispiele sind in den Fig. 5(a) bis (d) und 6(a) bis (f) beispielhaft ge zeigt. Die Fig. 5(a) bis 5(d) stellen Ausführungsbeispiele dar, bei denen kein abgestufter Abschnitt vorgesehen ist und die Querschnittslinie für die Querschnittsform sowohl von der geneigten Fläche 6 als auch der Innenfläche 7 gleichmäßig fortgeführt ist. Die Fig. 6(a) bis 6(f) stellen ein Ausfüh rungsbeispiel dar, bei dem der abgestufte Abschnitt vorgese hen ist und die Querschnittslinie für die geneigte Fläche 6 und/oder der Innenfläche 7 nicht gleichmäßig fortgeführt ist.

Es wurde keine Erläuterung der Materialien, der Größen usw. der vorstehend genannten Bestandteile sowie der anderen Teile der Extrudiervorrichtung spezifisch vorgenommen, da die vorliegende Erfindung nicht durch diese gekennzeichnet ist. Sie funktioniert, ohne daß gesagt wird, daß die herkömmlichen Materialien, Größen usw. der Bestandteile verwendet werden können.

Die erste Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die vorstehend genannten Ausführungsbeispiele al lein beschränkt, sondern verschiedene Abwandlungen und Ände rungen können vorgenommen werden. Zum Beispiel ist in den dargestellten Ausführungsbeispielen die Wabenstrukturkörper- Extrudiervorrichtung mit der perforierten Platte 4 und der Abschirmplatte 5 versehen. Die Aufgabe der vorliegenden Er findung kann jedoch erfüllt werden, selbst wenn weder die perforierte Platte 4 noch die Abschirmplatte 5 vorgesehen ist.

Wie aus der vorstehenden Erläuterung hervorgeht, ist ent sprechend der vorliegenden Erfindung der innerste Umfangsab schnitt des Zwischenraums, der zwischen dem Druckkörper und der konischen, geneigten Fläche des Umfangskantenabschnitts des Auslaßabschnitts der Düse, der mit den Auslaßpfaden ver sehen ist, definiert ist, schmaler gestaltet als der Rest; wobei der Druckkörper der geneigten Fläche des Düse gegen überliegt und der radial innerste Umfangsabschnitt funktio niert, um während des Extrudierens die Außenumfangswand des Wabenstrukturkörpers zu bilden. Das heißt, daß der Formmasse- Speicherabschnitt im Zwischenraum oberhalb der geneigten, ko nischen Fläche der Düse ausgebildet ist. Demzufolge wird der Druck, der auf die Formmasse innerhalb des Zwischenraums lo kal ausgeübt wird, gemildert. Ferner und zum Beispiel selbst wenn die Außenumfangswand nicht mehr als 5 mal so dünn wie die der Rippe ist, kann der Wabenstrukturkörper, bei dem die Außenumfangswand gleichmäßig ist, einfach ausgebildet werden.

Eine Wabenstrukturkörper-Extrudiervorrichtung weist eine Düse und einen Druckkörper auf. Die Düse ist mit Auslaßpfaden und einer Anzahl von Zuführpfaden versehen. Die Auslaßpfade sind durch dünne Wände gebildet, die miteinander verbunden sind, und sind dazu geeignet, einen Wabenstrukturkörper aus zugeben; die Auslaßpfade sind an einem Ende geöffnet und am anderen Ende mit einer Anzahl von Zuführpfaden verbunden. Die Zuführpfade sind bis zu einer gegebenen Tiefe unabhängig vor gesehen. Ein Umfangsabschnitt eines Auslaßabschnitts der Dü se, der mit den Auslaßpfaden versehen ist, an einer Form masse-Auslaßseite ist bei Betrachtung in Extrudierrichtung radial nach außen abwärts als eine geneigte Fläche zu einer Stromaufseite hin geneigt. Der Druckkörper liegt der geneig ten Fläche der Düse gegenüber. Eine Formmasse-Zuführfläche des Auslaßabschnitts ist bei Betrachtung in Extrudierrichtung radial nach außen abwärts zu einer Stromaufrichtung hin ge neigt.

Claims

1. Wabenstrukturkörper-Extrudiervorrichtung, die eine Düse (1) und einen Druckkörper (2) aufweist, wobei die Düse (1) mit Auslaßpfaden (8) und einer Anzahl von Zuführpfaden (9) versehen ist, die Auslaßpfade (8) durch dünne Wände gebildet sind, die miteinander verbunden sind, und dazu geeignet sind, einen Wabenstrukturkörper auszugeben, die Auslaßpfade (8) an einem Ende geöffnet sind und am anderen Ende mit einer Anzahl von Zuführpfaden (9) verbunden sind und die Zuführpfade (9) bis zu einer gegebenen Tiefe unabhängig vorgesehen sind, wobei ein Umfangsabschnitt eines Auslaßabschnitts (10), der Düse (1), der mit den Auslaßpfaden (8) versehen ist, an einer Formmasse- Auslaßseite bei Betrachtung in Extrudierrichtung radial nach außen abwärts als eine geneigte Fläche (6) zu einer Stromaufseite hin geneigt ist und der Druckkörper (2) der geneigten Fläche (6) der Düse gegenüberliegt, wobei eine Formmasse-Zuführfläche (11) des Auslaßabschnitts (10) der Düse (1) bei Betrachtung in Extrudierrichtung radial nach außen abwärts zu einer Stromaufseite hin geneigt ist.

2. Wabenstrukturkörper-Extrudiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Neigungswinkel der geneigten Fläche (6) des Auslaßabschnitts (10) der Düse (1) an der Formmasse-Auslaßseite im wesentlichen gleich dem der geneigten Fläche (11) des Auslaßabschnitts (10) an der Formmasse-Zuführseite ist.

3. Wabenstrukturkörper-Extrudiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Neigungswinkel der geneigten Fläche (6) des Auslaßabschnitts (10) der Düse (1) an der Formmasse-Auslaßseite größer als der der geneigten Fläche (11) des Auslaßabschnitts (10) an der Formmasse-Zuführseite ist.

4. Wäbenstrukturkörper-Extrudiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Neigungswinkel der geneigten Fläche (6) des Auslaßabschnitts (10) der Düse (1) an der Formmasse-Auslaßseite kleiner als der der geneigten Fläche (11) des Auslaßabschnitts (10) an der Formmasse-Zuführseite ist.

5. Wabenstrukturkörper-Extrudiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, wobei nur die Auslaßpfade (8) für die Ausbildung der dünnen Wände in der geneigten Fläche (6) des Auslaßabschnitts (10) der Düse (1) an der Formmasse-Auslaßseite geöffnet sind und keine Zuführpfade (9) an der geneigten Fläche (6) geöffnet sind.

6. Wabenstrukturkörper-Extrudiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, die ferner eine ringförmige perforierte Platte (4) oder eine ringförmige Abschirmplatte (5) oder beide aufweist, wobei die perforierte Platte (4) koaxial und nahe an einer Formmasse-Zuführseite der Zuführpfade (9) angeordnet ist, wobei die ringförmige perforierte Platte (4) Durchgangslöcher (12) mit Mittelachsen aufweist, die mit den entsprechenden Zuführpfadlöchern der Düse (1) zusammenfallen, wobei die perforierte Platte (4) ein mittleres Durchgangsloch (13) hat, das geringfügig größer als der Außenumfang des zu extrudierenden Wabenstrukturkörpers ist, wobei die Abschirmplatte (5) keine Durchgangslöcher hat.

7. Verfahren zur Herstellung von Wabenstrukturkörpern durch das Extrudieren einer Formmasse unter Verwendung der Wabenstrukturkörper-Extrudiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4.

8. Wabenstrukturkörper-Extrudiervorrichtung, die eine Düse (1) und einen Druckkörper (2) aufweist, wobei die Düse (1) mit Auslaßpfaden (8) und einer Anzahl von Zuführpfaden (9) versehen ist, die Auslaßpfade (8) durch dünne Wände ausgebildet sind, die miteinander verbunden sind, und dazu geeignet sind, einen Wabenstrukturkörper auszugeben, die Auslaßpfade (8) an einem Ende geöffnet sind und am anderen Ende mit einer Anzahl der Zuführpfade (9) verbunden sind und die Zuführpfade (9) bis zu einer gegebenen Tiefe unabhängig vorgesehen sind, wobei ein Umfangsabschnitt eines Auslaßabschnitts (10) der Düse (1), der mit den Auslaßpfaden (8) versehen ist, an einer Formmasse- Auslaßseite bei Betrachtung in Extrudierrichtung radial nach außen abwärts als eine geneigte Fläche (6) zu einer Stromaufseite hin geneigt ist und der Druckkörper (2) der geneigten Fläche (6) der Düse (1) gegenüberliegt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwischenraum, der zwischen der geneigten Fläche (6) der Düse (1) und dem Druckkörper (2) definiert ist, an seinem radial innersten Abschnitt in Extrudierrichtung schmäler ist als an seinen radial weiter außen liegenden Abschnitten.

9. Wabenstrukturkörper-Extrudiervorrichtung nach Anspruch 8, wobei ein Neigungswinkel θ₁ einer Axiallinie an der geneigten Fläche, (6) auf 20° bis 60° in bezug auf eine Ebene eingestellt ist, die zu einer Extrudierrichtung rechtwinklig verläuft.

10. Wabenstrukturkörper-Extrudiervorrichtung nach Anspruch 9, wobei 0 < θ₂ < 90° und θ₁ + θ₂ < 90° in bezug auf die geneigte Fläche (6) der Düse (1) ist, wobei θ₂ ein Neigungswinkel einer Tangente zu einem radial innersten Umfangsabschnitt einer Innenfläche (7) des Druckkörpers ist, die der geneigten Fläche (6) der Düse gegenüberliegt.

11. Wabenstrukturkörper-Extrudiervorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die geneigte Fläche (6) und ein Abschnitt des Druckkörpers (2), der der geneigten Fläche (6) gegenüberliegt, bei Betrachtung im Querschnitt beide gleichmäßig fortgeführt sind.

12. Wabenstrukturkörper-Extrudiervorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die geneigte Fläche (6) oder ein Abschnitt des Druckkörpers (2), der der geneigten Fläche (6) gegenüberliegt, bei Betrachtung im Querschnitt nicht gleichmäßig fortgeführt ist.

13. Wabenstrukturkörper-Extrudiervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine ringförmige perforierte Platte (4) und/oder eine ringförmige Abschirmplatte (5)
wobei die perforierte Platte (4) koaxial und nahe an einer Formmasse-Zuführseite der Zuführpfade (9) angeordnet sind, wobei die ringförmige perforierte Platte (4) Durchgangslöcher (12) mit Mittelachsen aufweist, die mit den entsprechenden Zuführpfadlöchern der Düse (1) im wesentlichen zusammenfallen,
wobei die perforierte Platte (4) ein mittleres Durchgangsloch (13) hat, das geringfügig größer als der Außenumfang des zu extrudierenden Wabenstrukturkörpers ist, und wobei die Abschirmplatte (5) keine Durchgangslöcher hat.

14. Verfahren zur Herstellung von Wabenstrukturkörpern durch Extrudieren einer Formmasse unter Verwendung der Wabenstrukturkörper-Extrudiervorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10.