NO882165L

NO882165L - DEVICE FOR EXTRUDING CERAMIC MATERIAL CELL STRUCTURES.

Info

Publication number: NO882165L
Application number: NO882165A
Authority: NO
Inventors: Louis Minjolle
Original assignee: Ceramiques Composites
Priority date: 1987-05-20
Filing date: 1988-05-18
Publication date: 1988-11-21
Also published as: ZA883312B; DK274288D0; BR8802416A; CN88102952A; FI882375L; FI882375A0; KR880013669A; IL86429A0; PT87533A; AU1588288A; DK274288A; FR2615436A1; EP0295976A1; NO882165D0; JPS6464805A

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et verktøy for ektrudering av cellestrukturer av keramisk materiale, og særlig beregnet for fremstilling av cellestrukturer med meget tynne vegger, i stør-relsen fra en til noen tiendedels millimeter, med forholdsvis store åpninger, idet cellene har en sidelengde på i det minste 1 millimeter. The present invention relates to a tool for extruding cell structures of ceramic material, and particularly intended for the production of cell structures with very thin walls, in the size of one to a few tenths of a millimeter, with relatively large openings, the cells having a side length of at least 1 millimeter.

Et slikt verktøy er generelt dannet av en stålblokk, i hvilken er dannet et første mønster av hull som tjener til tilførsel av keramisk masse, og hvert av disse hull kommuniserer med et kryssningspunkt i et annet mønster av spor som krysser hverandre og former den keramiske cellestruktur når massen drives gjennom verktøyet. Such a tool is generally formed of a steel block, in which is formed a first pattern of holes serving to supply ceramic mass, and each of these holes communicates with a crossing point in another pattern of grooves which cross each other and form the ceramic cell structure when the mass is driven through the tool.

Under ekstruderingen fyller massen suksesivt tilførselshullene og danner en enhet av sylindre med parallelle akser, for deretter å strømme ut av hver av sylindrene og danne et korsformet profil ved å trenge gjennom kryssningspunktene i mønsteret av spor. Ved at de forskjellige korsformede profiler sammenføyes dannes ved utløpet av sporene det ønskede, celle-formede profil. During the extrusion, the mass successively fills the supply holes and forms a unit of cylinders with parallel axes, then flows out of each of the cylinders and forms a cross-shaped profile by penetrating the crossing points of the pattern of grooves. By joining the different cross-shaped profiles together, the desired cell-shaped profile is formed at the exit of the grooves.

Den sistnevnte fasen er den vanskeligst å gjennomføre, p.g.a. at sammenføyningen mellom de forskjellige, korsformede profiler ikke skjer med tilstrekkelig kvalitet, dersom verktøyet ikke er omhyggelig utformet. The latter phase is the most difficult to implement, due to that the joining between the different, cross-shaped profiles does not take place with sufficient quality, if the tool is not carefully designed.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å komme frem til et verktøy som gir en utmerket kvalitet ved produksjon av keramiske cellestrukturer. The purpose of the present invention is to arrive at a tool that provides excellent quality in the production of ceramic cell structures.

Verktøyet i henhold til oppfinnelsen omfatter en stålblokk, i hvilken er dannet, fra en side, et mønster av hull som tjener til tilførsel av keramisk masse, idet hvert hull kommuniserer med et kryssningspunkt i et mønster av spor som er dannet fra den motsatte siden av blokken, og sporene som krysser hverandre former den keramiske cellestruktur når massen drives gjennom verktøyet, som kjennetegnes ved at dybden til hullene er slik at hvert av hullene rager ned i mønsteret av spor med en lengde som er i det minste i samme størrelse som diameteren til hullet. The tool according to the invention comprises a steel block, in which is formed, from one side, a pattern of holes which serve for the supply of ceramic mass, each hole communicating with a crossing point in a pattern of grooves formed from the opposite side of the block, and the intersecting grooves form the ceramic cell structure when the mass is driven through the tool, which is characterized by the depth of the holes being such that each of the holes protrudes into the pattern of grooves with a length at least equal to the diameter of the hole.

I henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen danner mønsteret av spor mangekanter, fortrinnsvis firkanter, og særlig kvadrater. According to one embodiment of the invention, the pattern of tracks forms polygons, preferably squares, and especially squares.

Derved starter utbredelsen av massen i en viss avstand over bunnen av hullet, slik at utbredelsen fremmes. Thereby, the spread of the mass starts at a certain distance above the bottom of the hole, so that the spread is promoted.

Andre kjennetegn og fordeler med oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse, under henvisning til vedføyde tegning. Fig. 1 og 2 viser, sett ovenfra, et verktøy for ekstrudering av en keramisk cellestruktur, samt snitt gjennom et element av keramisk masse etterhvert som dette drives gjennom verktøyet. Fig. 3 viser et snitt gjennom et parti av et verktøy i henhold til oppfinnelsen. Fig. 4 viser forskjellige faser for utberedelse av massen i verktøyet, mellom innløpssiden og utløpssiden. Fig. 5 og 6 viser snitt gjennom henholdsvis et kjent verktøy og en utførelsesform av et verktøy i henhold til oppfinnelsen. Other characteristics and advantages of the invention will be apparent from the following description, with reference to the attached drawing. Figs 1 and 2 show, seen from above, a tool for extruding a ceramic cell structure, as well as sections through an element of ceramic mass as this is driven through the tool. Fig. 3 shows a section through part of a tool according to the invention. Fig. 4 shows different phases for preparing the mass in the tool, between the inlet side and the outlet side. Fig. 5 and 6 show sections through a known tool and an embodiment of a tool according to the invention, respectively.

Som vist i fig. 1 omfatter et verktøy for ekstrudering et mønster av sylindriske hull 10, beliggende i hjørnene av kvadrater, idet hvert hull befinner seg over et kryssningspunkt 13 i et mønster av spor som krysser hverandre under rett vinkel. Hullene er åpne mot en side av en blokk som danner verktøyet, og kommuniserer med mønsteret av spor som er åpne mot den annen side. As shown in fig. 1, a tool for extruding a pattern of cylindrical holes 10, located in the corners of squares, each hole being located above a crossing point 13 in a pattern of grooves crossing each other at right angles. The holes are open to one side of a block forming the tool, and communicate with the pattern of grooves open to the other side.

Fig. 2 viser suksesive snitt gjennom et element av keramisk masse når dette drives gjennom verktøyet, idet snittet A går gjennom et sylindrisk hull, snittet B går gjennom et kryssningspunkt der det dannes et korsformet profil, og C viser Fig. 2 shows successive cuts through an element of ceramic mass as it is driven through the tool, the cut A passing through a cylindrical hole, the cut B passing through a crossing point where a cross-shaped profile is formed, and C showing

sammenføyde elementer som sammen danner cellestrukturen.joined elements that together form the cell structure.

Det er denne sammenføyning mellom de enkelte korsformede profiler for dannelse av cellestrukturen som medfører problemer. It is this joining between the individual cross-shaped profiles to form the cell structure that causes problems.

Fig. 3 viser et snitt gjennom et verktøy i henhold til oppfinnelsen, og som gjør det mulig å unngå disse problemer. Fig. 3 shows a section through a tool according to the invention, which makes it possible to avoid these problems.

Hvert hull 10, som forløper fra en side 15 av blokken, har en dybde som i dette eksempel er litt større enn halve høyden til blokken, og hullet rager til en konisk bunn 16 på vanlig måte (konisiteten skyldes hovedsakelig den koniske enden til et bor som benyttes for å danne hullet). Each hole 10, extending from a side 15 of the block, has a depth which in this example is slightly greater than half the height of the block, and the hole projects to a conical bottom 16 in the usual way (the taper is mainly due to the conical end of a drill which is used to form the hole).

På den annen side 17 av blokken er det spor 11 og 12 i et kryssende mønster, og aksene til hullene 10 befinner seg på linje med kryssningspunktene 13 til disse spor. On the other side 17 of the block there are tracks 11 and 12 in a crossing pattern, and the axes of the holes 10 are in line with the crossing points 13 of these tracks.

I et kjent verktøy, vist i fig. 5, befinner kryssningspunktene seg på nivå med bunnene 16, og materialet som ekstruderes og drives mot bunnen 16 strømmer som vist med pilene F^ned i sporene 11 og 12. In a known tool, shown in fig. 5, the crossing points are at the level of the bottoms 16, and the material which is extruded and driven towards the bottom 16 flows as shown by the arrows F^down in the grooves 11 and 12.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse er dybden til hullene i slik at hvert av hullene rager ned i sporene 11 og 12, med en lengde som i det minste er på størrelse med diameteren til hullet. Sagt på en annen måte befinner bunnene 18 og 19 til sporene 11 og 12 seg over bunnen 16 til hullet (fig. 3 og 6). According to the present invention, the depth of the holes is such that each of the holes protrudes into the grooves 11 and 12, with a length that is at least the size of the diameter of the hole. In other words, the bottoms 18 and 19 of the grooves 11 and 12 are located above the bottom 16 of the hole (Figs. 3 and 6).

Således vil den sideveis utbredelse av materialet, som strømmer i retning av pilene F2i stor grad fremmes, og det vil skje en god sammenføyning mellom de korsformede profiler i en over-gangssone med stor høyde, som vist i fig. 4, som viser de forskjellige snitt A, B, C gjennom materialet ved bruk av verk-tøyet vist i fig. 3. Thus, the lateral spread of the material, which flows in the direction of the arrows F2, will be greatly promoted, and there will be a good joining between the cross-shaped profiles in a transition zone with a large height, as shown in fig. 4, which shows the different sections A, B, C through the material using the tool shown in fig. 3.

Verktøyet i henhold til oppfinnelsen gjør det mulig å oppnå en betydelig minsket skroting av keramisk materiale, samtidig med en forbedring av de mekaniske egenskaper til de keramiske pro-dukter som fremstilles ved hjelp av verktøyet. The tool according to the invention makes it possible to achieve a significantly reduced scrapping of ceramic material, while at the same time improving the mechanical properties of the ceramic products produced with the help of the tool.

Verktøyet i henhold til oppfinnelsen er særlig egnet for ekstrudering av elementer beregnet til å utsettes for høye temperaturer og trykk, f. eks filterelementer for flytende metaller, idet slike elementer fremstilles av varmebestandige materialer. The tool according to the invention is particularly suitable for extruding elements intended to be exposed to high temperatures and pressure, e.g. filter elements for liquid metals, since such elements are made of heat-resistant materials.

Claims

1. Tool for extruding ceramic cellular structures, comprising a steel block in which is formed, on one side, a pattern of holes serving to supply ceramic mass, each hole communicating with the crossing points of a pattern of grooves formed in it other side of the block and which cross each other and form the ceramic cell structure when the mass is driven through the tool, characterized in that the depth of the holes (4) is such that each of the holes protrudes into the grooves (11,12) with a length that is at least is the same size as the diameter of the holes.

2. Tools as stated in claim 1, characterized in that the pattern of tracks forms polygons, preferably squares.