CN1274482C - 纠正蜂窝状压出物中的弓形的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于挤压蜂窝状结构的设备和方法，能对挤压出的蜂窝状结构的弓形弯曲进行纠正，它包括具有一滑动板(14)和一基板(12)的偏导装置(10)，所述基板包括沿平行于挤压轴线的方向对齐且可使可塑材料穿过其而传输至模具(30)的一开孔。基板(12)的开孔具有一可变的直径，且滑动板(14)可动地安装在基板(12)上。偏导装置(10)定位在挤压模具的上游，且其弓形减小的程度根据通过滑动板(14)对开孔直径的调节而定，从而对进入挤压模具(30)的材料流施加一压降梯度。

Description

纠正蜂窝状压出物中的弓形的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种提供尺寸精度改善的挤压蜂窝状结构的设备，更具体地涉及一种用于克服压出物中的弓形问题的设备。
背景技术
用于汽车应用的陶瓷蜂窝状基体通常是通过从蜂窝状压出物流切割并烧制各个单件、或者通过从可能会有一米长或更长的压出物的已干燥的坯件或烧制好的陶瓷“圆条”进行切割来生产的。为了满足用户后续的催化剂覆层和在合适金属容器中对这些基体所进行的“罐封制造”的要求，重要的是，圆条和从圆条上切割下来的诸件具有绝对笔直和平行的侧面。
产生笔直的挤压材料流是十分困难的；在大多数情况下，至少会出现压出物的至少一些“弓形弯曲”，这可归因于穿过挤压模具的材料不均匀地流动。该弓形弯曲可能是由配料中的非均匀特性所引起的，但更通常地是由于横穿挤压模具面的不均匀流动阻力而造成的。即使很小心地制造模具，但由于诸如逐步的工件磨损、进给孔与排出槽的未对齐、以及对化学加工和/或电镀电解液的不均匀暴露之类的情况所产生的不均匀加工经常会导致大多数蜂窝状挤压模具在制造过程中“内置”了至少一些弓形弯曲的趋势。
一种解决该问题的现有技术的方法，如美国专利第6,039,908号中所揭示的，包括使用一弓形偏导装置，该弓形偏导装置包括协同配合以改变至模具的可挤压材料流的两个带孔板。每一带孔板是成锥度的，从一边缘至另一边缘厚度是变化的，且每一带孔板包括穿过其厚度且沿着平行于挤压轴线的一方向对齐的多个开孔。每一带孔板可绕挤压轴线相对于模具和另一带孔板独立地转动。相对于各板转动成锥度的板可通过增加或减少横穿弓形偏导装置的最长和最短开孔组之间的总开孔长度来改变可实现的弓形纠正量。
将该装置插入于挤压模具之前的最终效果是，可挤压材料至模具每一部分的压力和进给速率将与在该部分之后的弓形偏导装置的开孔长度成反比。这就沿最大锥度方向上形成一横穿弓形偏导装置的流速梯度。假定弓形偏导装置相对模具正确地对齐，则在理论上来自偏导装置的流动梯度可以抵消来自模具的、所预先存在的流动梯度，致使挤压出的圆条所带的弯曲或弓形少得多。
尽管该方法在理论上是完美的，但是在实践中出现了些问题，这些问题包括由于压出物流动阻力的开孔堵塞和磨损所引起的高维护成本、以及挤压出的蜂窝状结构中的连接板肿胀而会导致产品的缺陷和报废。由于现有技术装置设计的复杂性，成本也是一个问题。
发明内容
本发明通过采用改进设计的一弓形纠正装置来克服蜂窝状压出物中的弓形问题。该设计能在一相对较宽范围对弓形弯曲状况下进行弓形纠正，且无需改变弓形偏导装置。
在第一方面中，本发明包括用于挤压蜂窝状结构的改进的设备，它组合地包括，任何合适设计的蜂窝状结构模具(无需是进行弓形纠正的)和一具有单个开孔的弓形纠正装置，该开孔用来以一精确和可控制的方式来改变挤压材料至模具的流动。
如传统的那样，在本发明设备中的蜂窝状结构挤压模具具有一包括多个进给孔的入口面和一包括一排出开口的出口面。该排出开口以传统方式构造，做成可由穿过模具沿着平行于挤压方向的一挤压轴线流动的一可塑材料流中生产出蜂窝形状的压出物。
弓形偏导装置位于材料流的紧挨的上游并靠近模具入口面，它包括具有一沿平行于挤压轴线的方向对齐且穿透其厚度的开孔的一基部以及可动地安装在基部上的一滑动板。该滑动板相对基部移动，控制开孔的直径。
对开孔直径进行控制来改变可实现的弓形纠正量，在滑动板相对模具改变位置的同时，挤压设备将改变弓形的方向，以致可以在量值和方向方面同时控制横穿从该偏导装置流出并进入挤压模具的进给流的面的流速梯度。
本发明的另一方面包括一种改进的、用于从可塑的粉末配料挤压出蜂窝状结构的方法。根据该方法，首先沿着挤压路径引导一可塑配料的进给流穿过横穿进给流设置的一装置的一开孔。偏导装置具有横穿其长度变化的一流动阻力，从而施加横穿横向于偏导装置的进给流的面的一流速或压降梯度。该迭加压降的效果是，通过贯穿偏导装置而产生一横穿进给流的面的一流速梯度。将带有流速梯度的进给流导入而穿过蜂窝状结构挤压模具。
附图简述
图1是根据本发明所提供的一偏导装置的诸零件的示意性俯视图；
图2是穿过图1的俯视图的截面A-A的示意性侧视图；以及
图3a-3b是没有压出物弓形纠正和带有如采用图1和2所示的一偏导装置所提供的弓形纠正的挤压设备的示意图。
具体实施方式
在图1(俯视图)和2(侧视图)中示意地示出了本发明的偏导装置的一较佳实施例。在两图中，偏导装置10包括一基部12和可动地安装在基部12上的一滑动板14。为了实现滑动板14的运动，基部12装配有一对细长的狭槽16，它们与滑动板14上的狭槽18成镜像。螺栓20将滑动板14附接至基部12，并且由销21来导向其运动。可塑配料或压出物穿过基部12中的开孔24。开孔24具有可由滑动板14控制的一可变或可调节的直径，滑动板14沿着如图1中的箭头所示的方向相对于基部12移动。在所示设计中的弓形纠正程度的机动性由开孔24来确定。根据开孔的直径，偏导装置提供一横穿其长度变化的流动阻力，该流动被施加到供给流的表面上，纠正弓形的程度。
滑动板14可以根据压出物中所测得的弓形弯曲情况而安装在与设置在基部12上的设定点22相应的不同位置处。通常，在一压出物中的弓形程度是从中心至端部来测量的。在图1中，滑动板14与设定点22e对齐，提供一中等量的弓形纠正。设定点22a提供最小纠正的位置。与之相反地，设定点22h提供最大纠正的位置。
图3a和3b是采用目前较佳的类型的一偏导装置的挤压设备的示意性侧视图。这些图想要图示说明的状态是，可塑配料流的流速可以通过采用一本发明的偏导装置来加以调节。
在图3a中，示出了在没有弓形纠正装置的一挤压设备中的左偏弓形。可塑配料100沿着箭头40所示的方向流入模件30的进给孔30a，并从模件排出狭槽30b挤压出去。所得的压出物110向左弓形弯曲，这是因为配料100在靠近模具端部32处、模具30的右手侧以一比模具端部34、模具30的左手侧快的速率流动。在图3b中，通过在挤压模具30的上游采用偏导装置10来纠正弓形弯曲的问题，且滑动板14定位在模具端部32附近，以通过迫使配料100绕滑动板14流动并沿着以如箭头42所示的一迂回的路线，来减慢该处的流速。重要的是，将滑动板14定位在压出物具有较快流速的模具端部处。例如，如果发生一右偏弓形，压出物在模具端部32附近流动得更快，则滑动板14将定位在模具30的模具端部34附近。因此，偏导装置10在挤压设备中定位成滑动板14靠近与蜂窝状压出物中的弓形方向相对的模具端部，以使本发明中所示的弓形方向由滑动板的位置来确定，如前文所述。
尽管偏导装置所示为仅在定位在挤压设备中之前是可调节的，但是也设想到，在另一实施例中，本发明的装置将还能在制造过程中为各种弓形纠正的程度进行调节，而无需中断生产。
根据本发明所提供的挤压设备的优点在于：(1)减少挤压出的蜂窝状基体中肿胀的连接板；(2)适于薄壁和超薄壁的蜂窝状基体的挤压；(3)减少传统模具中的超先流；(4)降低维护成本；以及(5)减小挤压压力。

Claims (5)

1.一种用于挤压蜂窝状结构的设备，它组合地包括：
1)一蜂窝状结构挤压模具，它具有一包括多个进给孔的入口面和一包括一排出开口的出口面，该排出开口构造成可从穿过模具沿着一挤压轴线流动的一可塑材料流中形成蜂窝状压出物，以及
2)一弓形偏导装置，它位于靠近挤压模具的入口面处，该偏导装置包括：
i)一基板，它包括沿平行于挤压轴线的方向对齐且可使可塑材料穿过其而传输至模具的一开孔，该开孔具有一可调节的直径；以及
ii)可动地安装在基板上的一滑动板。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，基板还包括相应于可使滑动板根据所要求的弓形纠正程度移动的诸位置的多个设定点。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，偏导装置定位成滑动板靠近与流出模具的蜂窝状压出物中的弓形方向相对的模具端部，以控制弓形的方向。
4.一种用于从可挤压材料形成蜂窝状结构的方法，该方法包括以下步骤：
1)提供一可塑的配料压出物；
2)沿着一挤压路径引导该压出物的进给流穿过一偏导装置，且所述偏导装置包括一基板和可动地安装在基板上的一滑动板，所述基板包括沿平行于挤压轴线的方向对齐的一开孔，该偏导装置横穿其长度具有可调节地变化的流动阻力，以施加一横穿进给流的流速或压降梯度；
3)引导迭加了流速或压降的进给流通过一蜂窝状结构挤压模具。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，开孔的直径是可变的，并且由开孔的变化来产生横穿偏导装置的可变流动阻力。
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