DE69716802T2

DE69716802T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von einem Körper mit wabenartiger Struktur

Info

Publication number: DE69716802T2
Application number: DE69716802T
Authority: DE
Inventors: Murata Masakazu; Matsui Nobutoshi; Fukaya Seiichi; Tanida Toshiaki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-04-08
Filing date: 1997-04-08
Publication date: 2003-10-09
Anticipated expiration: 2017-04-09
Also published as: JPH09277234A; BR9701725A; EP0800903A1; JP3635780B2; DE69716802D1; EP0800903B1; US5980227A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zum Ausbilden eines Wabenkörpers gemäß Anspruch 8.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Im Stand der Technik ist ein Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur bekannt, bei dem ein Keramikmaterial aus einem Stempel mit mehreren Schlitzen gedrückt wird, während am Randabschnitt des Stempels ein Führungsring vorgesehen ist. Ein- Strom des Keramikmaterials vom Stempel wird am Führungsring blockiert, so dass das aus den Schlitzen ausgegebene Material zusammengedrückt wird, wodurch in der Wabenstruktur ein Randabschnitt um einen Kernabschnitt herum vorgesehen wird.
Um eine gewünschte Form der Wabenstruktur zu erzeugen, ist es wesentlich, die Fließgeschwindigkeit des Keramikmaterials über den Stempel, welche durch verschiedene Faktoren beeinflusst wird, wunschgemäß zu steuern. In Anbetracht dessen offenbart die japanische geprüfte Patentveröffentlichung Nr. 55-36486 eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Fließpressen eines Keramikmaterials durch einen Schraubenextruder mit einer äußeren Heizvorrichtung, die an einer Stelle vor dem Stempel angeordnet ist, so dass das Keramikmaterial vor dem Pressen aus dem Extruder durch die Heizvorrichtung erwärmt wird, so dass das Keramikmaterial während des Fließpressvorgangs einem gleichmäßigen Erwärmungszustand unterzogen wird. Dies ist auch in der US-A-4,364,881 gezeigt.
Jedoch ist der auf eine gleichmäßige Steuerung der Temperatur insgesamt gerichtete Stand der Technik aus Sicht der Steuerung einer wunschgemäßen Steuerung der Fließgeschwindigkeit über den gesamten Stempel nicht ausreichend. Insbesondere ist die gewünschte Steuerung der Fließgeschwindigkeit nicht nur am Kernabschnitt sondern auch am abgedeckten Randabschnitt erforderlich. Insbesondere verursacht eine unangepasste Fließgeschwindigkeit zwischen dem Kernabschnitt und dem abgedeckten Randabschnitt Fehler, wie beispielsweise Risse oder Falten, die an einem Randabschnitt der Wabenstruktur erzeugt werden. Um eine solche angepasste Geschwindigkeit am Kern- und am Randabschnitt zu erhalten, ist für die Einstellung des Führungsrings aufgrund der Tatsache, dass eine Fließgeschwindigkeit des Keramikmaterials durch verschiedene Faktoren beeinflusst wird, eine lästige Arbeit notwendig, was die Herstellungskosten erhöht.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Wabenstruktur vorzusehen, die in der Lage sind, eine Feineinstellung der Fließgeschwindigkeit am Randabschnitt der Wabenstruktur zu erzielen, wodurch das Erzeugen von Fehlern am Randabschnitt der Wabenstruktur verhindert wird.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegebenen Merkmale und durch das Verfahren gemäß Anspruch 8 gelöst.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 1 weist eine Vorrichtung zum Formen einer Wabenstruktur aus einem Material auf:
einen Stempel mit mehreren Schlitzen, durch welche das Material zum Erzeugen der Wabenstruktur fließt;
einen Führungsring, der an einer Stelle nach dem Stempel (stromabwärts) angeordnet ist, wobei der Führungsring eine Innenöffnung mit einer Kante zum Begrenzen des Außendurchmessers eines Erzeugnisses aufweist, während an einer an den Stempel angrenzenden Seite der Kante ein Sammelabschnitt für die Bildung eines Randabschnitts der Wabenstruktur gebildet wird; und
eine Temperatursteuerung, die zum Erzielen einer Einstellung der Temperatur des Führungsrings am Führungsring angeordnet ist.
Der Führungsring enthält eine Innenkante zum Begrenzen des Außendurchmessers einer hergestellten Wabenstruktur, d. h. des Außendurchmesser eines Randes der Wabenstruktur, wobei der Sammelabschnitt ein Raum mit einem größeren Durchmesser als dem der Kante ist und durch eine Ausnehmung im Führungsring an einer Stelle vor der Kante ausgebildet ist.
Bei Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Temperatursteuerung zum Heizen oder Kühlen des Sammelteils des Führungsrings betrieben. Als Ergebnis wird die Temperatur des im Sammelteil des Führungsrings gehaltenen Keramikmaterials entsprechend eines Formzustands eines Randes einer gefertigten Wabenstruktur gesteuert, Insbesondere wird in einer Situation, wenn eine Fließgeschwindigkeit des Keramikmaterials am Randabschnitt niedriger als die Fließgeschwindigkeit am Rumpfabschnitt ist, die Temperatursteuerung zum Erwärmen des Keramikmaterials am Sammelabschnitt betrieben, um die Fließfähigkeit zu erhöhen, so dass die Randformungsgeschwindigkeit an die Kernformungsgeschwindigkeit angepasst wird, wodurch die Erzeugung von Rissen im Rand verhindert wird.
Im Gegensatz dazu wird in einer Situation, wenn eine Fließgeschwindigkeit des Keramikmaterials am Randabschnitt niedriger als die Fließgeschwindigkeit am Rumpfabschnitt ist, die Temperatursteuerung zum Erwärmen des Keramikmaterials am Sammelabschnitt betrieben, um die Fließfähigkeit zu verringern, so dass die Randformungsgeschwindigkeit an die Kernformungsgeschwindigkeit angepasst wird, wodurch die Erzeugung von Rissen im Rand verhindert wird.
Somit erfolgt gemäß der vorliegenden Erfindung eine örtliche Steuerung des Keramikmaterials zur Bildung eines Randes einer Wabenstruktur entsprechend dem Formzustand des Randes. Daher wird die Fließfähigkeit des Keramikmaterials ungeachtet einer zeitlichen Veränderung von Eigenschaften des Keramikmaterials wunschgemäß eingestellt, wodurch die Formgeschwindigkeit zwischen einem Kern und einem Rand der Wabenstruktur abgeglichen wird. Mit anderen Worten wird ein häufiger Wechsel von Bauteilen wie beispielsweise des Führungsrings unnötig, wodurch die Produktivität drastisch erhöht wird.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 2 enthält die Temperatursteuerung wenigstens eine Heizvorrichtung oder eine Kühlvorrichtung.
Nur das Vorsehen einer Heizvorrichtung ist für eine Formgebungsvorrichtung ausreichend, bei der wahrscheinlich immer die Randformungsgeschwindigkeit langsamer als die Kernformungsgeschwindigkeit sein wird. In diesem Fall erhält man den gewünschten Effekt nur durch Steuern des Grades der Erwärmung.
Dagegen ist das Vorsehen einer Kühlvorrichtung für eine Formgebungsvorrichtung ausreichend, bei der wahrscheinlich immer die Randformungsgeschwindigkeit schneller als die Kernformungsgeschwindigkeit sein wird. In diesem Fall erhält man den gewünschten Effekt nur durch Steuern des Grades der Kühlung.
Das Vorsehen sowohl der Heiz- als auch der Kühlvorrichtung erlaubt eine Anpassung des Systems an eine Situation in einem weiten Bereich. In diesem Fall sind die Heiz- und die Kühlvorrichtung als Wärmetauschrohr integriert, in das wahlweise heißes Wasser oder kaltes Wasser eingeleitet wird.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 3 ist die Temperatursteuerung innerhalb des Führungsrings an einer dem Sammelabschnitt zugewandten Stelle angeordnet. Als Ergebnis dieser Konstruktion wird eine effektive Erwärmung oder Kühlung auf ein Keramikmaterial für eine Randbildung angewandt, das in dem Sammelabschnitt gehalten wird.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 4 ist weiter ein in dem Führungsring angeordneter Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Führungsrings vorgesehen. Somit erhält man eine höhere Genauigkeit der Steuerung durch die Temperatursteuervorrichtung.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 5 bildet der Führungsring eine Ausnehmung an einer an den Stempel angrenzenden Seite der Kante, so dass der Sammelabschnitt zwischen der Ausnehmung und dem Stempel gebildet wird. Insbesondere weist die vor dem Führungsring (stromaufwärts) angeordnete Ausnehmung einen größeren Durchmesser als den Innendurchmesser der Kante auf und ist dem Stempel zugewandt, so dass der Sammelabschnitt gebildet wird. Als Ergebnis erhält man eine Funktionsweise, dass ein aus dem Stempel in den Sammelabschnitt gedrücktes Keramikmaterial zuerst mit der Ausnehmung in Kontakt kommt und im Sammelabschnitt bleibt, was die einfache Formung eines Randabschnitts der Wabenstruktur bewirkt.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 8 ist ein Verfahren zum Formen einer Wabenstruktur aus einem Material vorgesehen und weist die Schritte auf:
Vorsehen eines Stempels mit mehreren Schlitzen, durch welche das Material fließt, um die Wabenstruktur zu erzeugen;
Vorsehen eines Führungsrings, der an einer Stelle nach dem Stempel (stromabwärts) angeordnet ist, wobei der Führungsring eine Innenöffnung mit einer Kante zum Begrenzen des Außendurchmessers eines Erzeugnisses aufweist, während an einer an den Stempel angrenzenden Seite der Kante ein Sammelabschnitt für die Formung eines Randabschnitts der Wabenstruktur gebildet wird;
Zuführen eines Keramikmaterials zu dem Stempel, so dass das Material durch die Schlitze des Stempels fließt und aus den Schlitzen gedrückt wird, so dass das aus den Schlitzen gedrückte Material ohne Abdeckung durch den Ring einen Rumpfabschnitt der Wabenstruktur bildet und das aus den Schlitzen gedrückte Material, das durch den Führungsring abgedeckt wird, vorübergehend im Sammelabschnitt gehalten wird und dann einen Randabschnitt der Wabenstruktur bildet; und
Steuern der Temperatur des Führungsrings, um einen gewünschten Zustand des Randabschnitts der gefertigten Wabenstruktur zu erzielen.
Der wesentliche Punkt des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass das Fließpressen erfolgt, während die Temperatur des Führungsrings gesteuert wird. Als Ergebnis wird eine Temperatursteuerung über den Führungsring auf das in dem Sammelabschnitt für eine Randformung gehaltene Keramikmaterial ausgeübt, so dass eine Feineinstellung der Fließfähigkeit möglich wird. Somit macht es das erfindungsgemäße Verfahren zur Formung einer Wabenstruktur möglich, einen Vorteil zu erzielen, dass die Erzeugung von Fehlern wie beispielsweise Risse oder Falten weniger wahrscheinlich ist.

KURZBESCHREIBUNG DER BEILIEGENDEN ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Systems zur Formung einer Wabenstruktur im Stand der Technik;
Fig. 2 ist eine vergrößerte Teilansicht einer Wabenstruktur;
Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung einer Wabenstruktur;
Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung einer Wabenstruktur mit Rissen im Rand;
Fig. 5 ist eine perspektivische Darstellung einer Wabenstruktur mit Falten im Rand;
Fig. 6 ist eine Querschnittsdarstellung einer Formgebungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 ist eine Draufsicht der Formgebungsvorrichtung, die eine Ansicht entlang Linie VII-VII in Fig. 6 ist;
Fig. 8 ist eine vergrößerte Teilansicht eines Führungsrings in Fig. 6;
Fig. 9 ist eine Querschnittsdarstellung entlang Linie IX-IX in Fig. 8.

DETAILLIERTE ERLÄUTERUNG EINES BEVORZUGTEN AUSFUHRUNGSBEISPIELS

Es wird nun anhand der Fig. 1 bis 5 ein durch die vorliegende Erfindung zu lösendes Problem erläutert. Fig. 1 zeigt die Formung einer Wabenstruktur im Stand der Technik. In Fig. 2 ist die Wabenstruktur 8 durch einen Zellenkörper 81, der eine Vielzahl von Zellen 80 bildet, und ein den Zeilenkörper 81 überdeckender Rand 82 aufgebaut. Siehe hierzu auch Fig. 3.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung für eine Endlosformung der Wabenstruktur 8 aus einer Formgebungsvorrichtung 9 und einem Stempel 10 aufgebaut. Der Stempel 10 ist mit einer Vielzahl von Schlitzen 11 zur Formung der Wabenstruktur ausgebildet. Die Formgebungsvorrichtung 9 ist nach dem Stempel 10 angeordnet und mit einem Führungsring 92 versehen. Der Führungsring 92 enthält einen Sammelabschnitt 922 für die Formung des Randes 82 der Wabenstruktur 80. Die Formgebungsvorrichtung 9 ist weiter mit einer Halterung 95 zum miteinander Verbinden des Stempels 10 und des Führungsrings 92 versehen.
Bei dem Fließpressvorgang durch die Formgebungsvorrichtung 9 wird ein Keramikmaterial von einem stromaufwärts angeordneten Schraubenextruder (nicht dargestellt) in den Stempel 10 eingeleitet, wie dies durch einen Pfeil F dargestellt ist. In diesem Fall bildet das aus dem Stempel 10 gedrückte und nicht am Führungsring 922 gesammelte Keramikmaterial einen Rumpfabschnitt 81 der Wabenstruktur 8 mit einem Körper mit einer Vielzahl von Zellen 81. Im Gegensatz dazu wird das aus dem Stempel 10 an seinem äußeren Randabschnitt heraus gedrückte und durch den Sammelabschnitt 922 abgedeckte Keramikmaterial bei gleichzeitigem Zusammendrücken der Wabenstruktur radial nach innen verschoben und fließt dann an der Innenkante des Führungsrings 92 in die Richtung des Fließpressens, wie durch einen Pfeil g dargestellt, so dass ein den Rumpfabschnitt 81 umgebender Randabschnitt 82 erzeugt wird.
Das oben genannte Verfahren und die oben genannte Vorrichtung zur Formung der Wabenstruktur im Stand der Technik sind dahingehend nachteilig, dass eine stabile Formung des Randes der Wabenstruktur schwierig ist. Insbesondere wird eine Fließeigenschaft des Keramikmaterials durch verschiedene Faktoren, wie beispielsweise Schwankungen in den Durchmessern oder Formen der Teilchen, dem Feuchtigkeitsgehalt, dem Mischungsgrad, der Umgebungstemperatur und der Luftfeuchtigkeit, verändert. Als Ergebnis verändert sich die Fließeigenschaft wegen der Schwankungen in den oben genannten Faktoren immer selbst während eines Tages, was es schwierig macht, eine vorgegebene Formgebungsbedingung aufrechtzuerhalten.
Eine solche Veränderung der Fließeigenschaft verursacht eine starke Beeinflussung der Fließpresseigenschaft. Außerdem wird eine gewünschte Größe sowie Form des Sammelabschnitts 922 im Führungsring 92 durch die Fließeigenschaft des Keramikmaterials bestimmt. Daher werden, um eine gewünschte Fließeigenschaft zu erzielen, Stempel von unterschiedlicher Größe und Form vorbereitet, dann werden Tests zum Formen der Wabenstrukturen unter Verwendung der verschiedenen Stempel durchgeführt, und schließlich wird ein Stempel ausgewählt, der das beste Ergebnis vorsieht. Jedoch bewirkt eine solche Einstellung der Formgebungsvorrichtung nicht notwendigerweise, dass der Rand einen gewünschten Zustand einstellt, da die Fließpresseigenschaft immer Veränderungen aufgrund von Veränderungen in Faktoren wie beispielsweise den Umgebungsbedingungen und dem Zustand des Rohmaterials unterworfen ist.
Die Fließeigenschaft ist auch als Referenz für ein Gleichgewicht zwischen der Geschwindigkeit zur Formung des Rumpfabschnitts 81 und der Geschwindigkeit zur Formung des Randabschnitts 82 wichtig. Mit anderen Worten erscheinen, wenn ein derartiges Gleichgewicht verloren geht, Fehler wie beispielsweise Risse oder Falten auf dem Randteil 82 der Wabenstruktur, wie in Fig. 4 oder 5 gezeigt. Man glaubt, dass die Risse 88 (Fig. 4) unter einem Zustand erzeugt werden, wenn die Geschwindigkeit für die Formung des Randes 82 langsamer als die Geschwindigkeit für die Formung des Rumpfabschnitts 81 ist. Im Gegensatz dazu nimmt man an, dass die Falten unter einem Zustand erzeugt werden, wenn die Geschwindigkeit für die Formung des Randes 82 schneller als die Geschwindigkeit für die Formung des Rumpfabschnitts 81 ist. Somit ist häufig eine lästige Arbeit, wie beispielsweise das Austauschen des Führungsrings durch Auseinandernehmen der Formgebungsvorrichtung 9 oder ein Zugeben einer Fließsteuerungs-Hilfsplatte an einer Stelle oberhalb des Stempels, notwendig, um eine gewünschte Form der gefertigten Wabenstruktur zu erhalten.
Jedoch sind diese Lösungen nur bei speziellen Zuständen anwendbar, welche sonst ein fehlerhaftes Erzeugnis bewirken. Außerdem erlaubt das Austauschen der Führungsringe nur eine stufenweise Einstellung. Mit anderen Worten kann eine Feineinstellung zwischen denjenigen durch die Führungsringe erzielten Einstellungen nicht durchgeführt werden. Außerdem wird für den Austausch der Führungsringe eine längere Arbeit benötigt, was die Produktion deutlich verringert.
Es werden nun anhand der Fig. 6 bis 9 Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erläutert, die in der Lage sind, die Schwierigkeit im Stand der Technik zu überwinden.
In Fig. 6 ist die Vorrichtung 1 zur Formgebung der Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung aus einem Stempel 10 mit einer Vielzahl von Schlitzen 11 für die Formung von Zellen einer Wabenstruktur und einem an einer Stelle in Richtung des Fließens des Keramikmaterials nach dem Stempel 10 angeordneten Führungsring 2 aufgebaut. Der Führungsring 2 ist an seinem Innenrand mit einem nach innen vorstehenden Abschnitt mit einer konischen Kante 21 ausgebildet, während an der Seite des Vorsprungs dem Stempel 10 zugewandt eine Ausnehmung 223 ausgebildet ist, so dass ein Sammelabschnitt 22 zwischen dem Stempel 10 und dem Führungsring 2 gebildet wird. Wie später vollständig beschrieben werden wird, ist in dem Führungsring 2 eine Temperatursteuervorrichtung 3 angeordnet.
Der Stempel 10 ist mittels einer geeigneten Befestigungsvorrichtung zwischen einem oberen oder ersten Halter 18 und einem unteren oder zweiten Halter 19 derart gehalten, dass der Stempel 10 von den Haltern 18 und 19 lösbar ist. Der Führungsring 2 sitzt auf dem Stempel 10 und ist mit einer Führungsdrückvorrichtung 17 mittels eines geeigneten Befestigungsmittels lösbar gehalten. Somit ist auch der Führungsring 2 lösbar. Um eine Befestigung eines Stempels 10 unterschiedlicher Art (unterschiedlicher Dicke) zu ermöglichen, ist zwischen den Haltern 18 und 19 ein Abstandselement 16 von geeigneter Dicke angeordnet.
Wie in der vergrößerten Darstellung in Fig. 8 dargestellt, ist der Führungsring 2 aus einem unteren Teil 2a auf dem Stempel 10, das die Kante 21 und die Ausnehmung 223 bildet, wie anhand von Fig. 6 erläutert, und einem oberen Teil 2b, das fest mit dem unteren Teil 2a verbunden ist, aufgebaut. Das untere Teil 2a des Führungsrings 2 ist an einer dem Sammelteil 22 abgewandten Stelle mit einer ringförmigen Ausnehmung 23 ausgebildet, die zu seiner Oberseite offen ist und in der eine Temperatursteuervorrichtung 3 angeordnet ist. Die Ausnehmung 23 mit aufgenommener Temperatursteuervorrichtung 3 ist durch den oberen Teil 2b, der auf dem unteren Teil 2a sitzt, dicht verschlossen, wie in Fig. 3 dargestellt. Wie in Fig. 9 dargestellt, ist die Temperatursteuervorrichtung 3 aus einem ringförmigen Heizelement 32 und einem Kühlrohr 31 aufgebaut. Das Kühlrohr 31 steht mit einem Kühler (nicht dargestellt) in Verbindung, so dass ein Kühlwasser zwischen dem Kühlrohr 31 und dem Kühler zirkuliert wird.
Wie in den Fig. 6, 8 und 9 dargestellt, ist ein als Thermoelement 4 ausgebildeter Temperatursensor in dem unteren Teil 2a des Führungsrings an einer Stelle nach der Temperatursteuerung 3 verlegt, so dass ein die Temperatur des Führungsrings 2 anzeigendes elektrisches Signal von dem Thermoelement 4 ausgegeben wird. Das elektrische Signal von dem Thermoelement 4 wird zur Steuerung der Temperatursteuervorrichtung 3 verwendet.
Es wird nun die Funktionsweise der Formgebungsvorrichtung 1 für die Formung einer Wabenstruktur erläutert. Ein Keramikmaterial aus einem Schraubenextruder (nicht dargestellt) wird mit einem vorgegebenen Druck in den Stempel 10 eingeleitet, wie durch einen Pfeil 800 dargestellt. Das durch die Schlitze 11 des Stempels 10 gelaufene Keramikmaterial, das nicht durch den Führungsring 2 abgedeckt ist, formt den Rumpfabschnitt der Wabenstruktur. Dagegen wird das durch den Stempel 10 an seinem Randteil gelaufene Keramikmaterial durch den Führungsring 2 abgedeckt. Insbesondere wird das Keramikmaterial in den Sammelabschnitt 22 eingeleitet, wo die Fließrichtung des Keramikmaterials zuerst in eine Querrichtung geändert wird, wie durch einen Pfeil h dargestellt. Die Fließrichtung des Keramikmaterials wird an dem Kantenabschnitt 21 wieder in eine Axialrichtung verändert, wie durch einen Pfeil j dargestellt. Wegen eines solchen Vorgangs des Keramikmaterials am Sammelabschnitt 22 wird das Keramikmaterial vorübergehend im Sammelabschnitt 22 gehalten, so dass man einen Randabschnitt der Wabenstruktur erhält.
Während des Fließpressvorgangs wird eine Einstellung der Temperatur des Führungsrings 2 entsprechend dem Zustand der extrudierten Wabenstruktur durchgeführt. Die Temperatursteuerung des Führungsrings 2 wird so durchgeführt, dass die Temperatur des im Sammelabschnitt 22 gehaltenen Keramikmaterials für das Formen der Wabenstruktur so geregelt wird, dass man einen gewünschten Fließzustand des Keramikmaterials am Sammelabschnitt 22 erhält. Insbesondere wird die Fließgeschwindigkeit am Sammelabschnitt entsprechend einer Schwankung von verschiedenen Faktoren, wie beispielsweise der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit, dem Durchmesser oder der Form der Teilchen des Keramikmaterials und dem Mischungsgrad, welche das Fließen des Keramikmaterials am Randabschnitt (Sammelabschnitt 22) langsamer als die Fließgeschwindigkeit am Rumpfabschnitt machen können, was in am Randabschnitt erzeugten Rissen resultiert, variiert. In diesem Fall wird die Heizvorrichtung 32 der Temperatursteuervorrichtung 3 so betrieben, dass das im Sammelteil 22 gehaltene Keramikmaterial für die Formung des Randabschnitts über den Führungsring 2 erwärmt wird. Dies bewirkt eine Erhöhung der Fließfähigkeit des Keramikmaterials, was eine Steigerung der Fließgeschwindigkeit im Sammelteil 22 auf einen Wert bewirkt, welcher zu der Fließgeschwindigkeit des Keramikmaterials für die Formung des Rumpfabschnitts der Wabenstruktur passt, wodurch eine Bildung von Rissen am Randabschnitt verhindert wird.
Im Gegensatz dazu bewirken verschiedene Faktoren, wie beispielsweise Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Durchmesser oder Form der Teilchen des Keramikmaterials und Mischungsgrad, dass das Fließen des Keramikmaterials am Randabschnitt (Sammelabschnitt 22) schneller als die Fließgeschwindigkeit am Rumpfabschnitt ist, was in am Randabschnitt erzeugten Falten resultiert. In diesem Fall wird die Kühlvorrichtung 31 der Temperatursteuervorrichtung 3 derart betrieben, dass ein Kühlmedium durchläuft, so dass das im Sammelteil 22 stehende Keramikmaterial für die Formung des Randabschnitts über den Führungsring 2 gekühlt wird. Dies bewirkt eine Verringerung der Fließfähigkeit, was eine Reduzierung der Fließgeschwindigkeit im Sammelteil 22 auf einen Wert bewirkt, welcher zu der Fließgeschwindigkeit des Keramikmaterials für die Formung des Rumpfabschnitts der Wabenstruktur passt, wodurch eine Bildung von Falten am Randabschnitt verhindert wird.
Kurz gesagt erfolgt gemäß der Erfindung ein Erwärmen oder Kühlen des Keramikmaterials für die Formung eines Randes der Wabenstruktur nur selektiv am Sammelabschnitt 22 entsprechend dem Zustand des Randes. Als Ergebnis ist selbst in einer Situation einer zeitlichen Veränderungen einer Eigenschaft des Keramikmaterials eine Einstellung möglich, um die Geschwindigkeit der Formung eines Randes mit derjenigen eines Kerns abzugleichen, wodurch am Rand erzeugte Fehler, wie beispielsweise Risse oder Falten, verhindert werden. Somit kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine Einstellung der Formgebungsvorrichtung zum Erzielen eines Erzeugnisses einer gewünschten Qualität mit weniger Arbeitsaufwand als beispielsweise beim Austauschen von Bauteilen durchgeführt werden, wodurch die Produktivität verbessert wird.

Claims

1. Vorrichtung zum Formen einer Wabenstruktur aus einem Material, mit einem Stempel (10) mit mehreren Schlitzen (11), durch welche das Material zum Erzeugen der Wabenstruktur fließt;

einem Führungsring (2), der an einer Stelle nach dem Stempel (10) angeordnet ist, wobei der Führungsring eine Innenöffnung mit einer Kante (21) zum Begrenzen des Außendurchmessers eines Erzeugnisses aufweist, während an einer an den Stempel angrenzenden Seite der Kante ein Sammelabschnitt (22) für die Bildung eines Randabschnitts der Wabenstruktur gebildet wird,

gekennzeichnet durch

eine Temperatursteuerung (3), die zum Erzielen einer Einstellung der Temperatur des Führungsrings am Führungsring (2) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Temperatursteuerung (3) wenigstens eine Heizvorrichtung (32) oder eine Kühlvorrichtung (31) enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Temperatursteuerung (3) innerhalb des Führungsrings (2) an einer dem Sammelabschnitt (22) zugewandten Stelle angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter mit einem in dem Führungsring (2) angeordneten Temperatursensor (4) zum Erfassen der Temperatur des Führungsrings.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Führungsring (2) eine Ausnehmung (223) an einer an den Stempel (10) angrenzenden Seite der Kante bildet, so dass der Sammelabschnitt (22) zwischen der Ausnehmung und dem Stempel ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Führungsring (2) ein auf dem Stempel (10) sitzendes erstes Ringstück (2a) und ein auf dem ersten Ringstück sitzendes zweites Ringstück (2b) enthält, wobei das erste Ringstück mit einer Ausnehmung (23) an der an das zweite Ringstück angrenzenden Seite des ersten Ringstücks ausgebildet ist, wobei die Temperatursteuerung (3) in der Ausnehmung angeordnet und durch das zweite Ringstück überdeckt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Temperatursteuerung (3) sich im wesentlichen entlang des gesamten Umfangs des Ringelements erstreckt.

8. Verfahren zum Formen einer Wabenstruktur aus einem Material, mit den Schritten:

Vorsehen eines Stempels (10) mit mehreren Schlitzen (11), durch welche das Material fließt, um die Wabenstruktur zu bilden;

Vorsehen eines Führungsrings (2), der an einer Stelle nach dem Stempel (10) angeordnet ist, wobei der Führungsring eine Innenöffnung mit einer Kante (21) zum Begrenzen des Außendurchmessers eines Erzeugnisses aufweist, während an einer an den Stempel (10) angrenzenden Seite der Kante ein Sammelabschnitt (22) für die Bildung eines Randabschnitts der Wabenstruktur gebildet wird;

Zuführen eines Keramikmaterials zu dem Stempel, so dass das Material durch die Schlitze des Stempels fließt und aus den Schlitzen gedrückt wird, so dass das aus den Schlitzen gedrückte Material ohne Abdeckung durch den Ring einen Rumpfabschnitt der Wabenstruktur bildet und das aus den Schlitzen (11) gedrückte Material, das durch den Führungsring (2) abgedeckt wird, vorübergehend im Sammelabschnitt (22) gehalten wird und dann einen Randabschnitt der Wabenstruktur bildet,

gekennzeichnet durch

das Steuern der Temperatur des Führungsrings (2), um einen gewünschten Zustand des Randabschnitts der gefertigten Wabenstruktur zu erhalten.