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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Bereich
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Extrusionsformvorrichtung
und ein Extrusionsformverfahren zum Formen eines leicht deformierbaren
extrusionsgeformten Körpers,
solch einen wie eine Keramikwabenstruktur.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Als
Katalysatorträger,
der beispielsweise in einer Abgasreinigungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
verwendet wird, wie in 13 gezeigt
ist, wird ein Keramikformkörper 8 einer
Wabenstruktur verwendet. Die Körpertrennwände 81 zum
Trennen einer Vielzahl von Zellen 88, die in einer Axialrichtung eine
Verbindung herstellen, sind in einer Wabengestalt angeordnet. Solch
ein Keramikformkörper 8 wird im
Allgemeinen durch fortlaufendes Extrudieren von keramischen Material
hergestellt, das aus gekneteten tonartigen Material besteht, wobei
das extrudierte Produkt getrocknet und beheizt wird, nachdem das extrudierte
Material in einheitliche Längen
geschnitten ist.
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In
den letzten Jahren ist es stark erforderlich geworden, den oben
beschriebenen geformten Körper 8 mit
dünneren
Trennwänden 81 herzustellen,
da Verbesserungen der Produktausführung erforderlich sind. Jedoch
wird die Festigkeit des geformten Körpers so wie die Wände dünner werden
unmittelbar nach der Extrusion bedeutend verringert, vornehmlich
in der Richtung senkrecht zu der Axialrichtung, wobei in einigen
Fällen
der geformte Körper
sich wegen dessen Eigengewicht deformieren kann und kein erfolgreiches
Produkt darstellt. Dieses Problem wird vor allem im Falle einer
Wabenstruktur mit ultradünnwandigen
Trennungen offensichtlich und angekündigt, bei welchem die Dicke
der Trennwände
so klein wie 125 μm
oder kleiner ist.
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Die
Nachfrage nach einem Keramikformkörper einer Wabenstruktur, wie
oben beschrieben ist, steigt derzeit nicht lediglich in der Form
eines Katalysatorträgers
in einem Abgasreinigungssystem bei einem Kraftfahrzeug an, sondern
ebenso in der Form eines Substrats zum Aufsammeln von Dieselpartikeln
bei einem Kraftfahrzeug. Ein Keramikformkörper zum Aufsammeln von Dieselpartikeln
wird durch Zustopfen von Zellen auf beiden Endflächen auf eine schachbrettmusterartige
Weise und durch Zusammensetzen der Trennwände aus einem porösen Material
ausgeführt,
so dass diese als ein Filter fungieren.
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Wenn
dieser als ein Substrat zum Aufsammeln von Dieselpartikeln verwendet
wird, wird eine bedeutend umfangreichere Körpergröße für den Keramikformkörper benötigt, als
sie benötigt
wird, wenn dieser einfach als Katalysatorträger verwendet wird. Zum Beispiel
wird eine Volumenkapazität
von ungefähr
2 Litern im Allgemeinen für
einen Personenkraftwagen benötigt,
wobei eine Volumenkapazität
von ungefähr
6 Litern bis 15 Litern für
Lastkraftwägen
von mittlerer bis umgangreicher Größe benötigt wird. Daher ist ein Anstieg
des Gewichts wegen des Anstiegs des Volumens und des Durchmessers beträchtlich für ein Substrat
zum Aufsammeln von Dieselpartikeln, genauso wie ein Anstieg der
Dicke der Trennwände
von 250 bis zu 350 μm,
um befriedigend Dieselpartikel zu filtern und aufzusammeln. Deshalb
ist es sehr wahrscheinlich, dass sich der Formkörper unmittelbar nach der Extrusion
wegen dessen Eigengewicht deformieren kann.
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Um
dieses Problem zu lösen,
wird ein Verfahren bei einen horizontalen Extrusionsprozess zum Produzieren
einer hexagonalen Wabenstruktur durch Extrusion in einer horizontalen
Richtung vorgeschlagen, bei welchem der Extrusionsprozess derart
ausgeführt
wird, dass die c-Achse,
die parallel zu zwei Seiten Hexagons ist, nahezu in der vertikalen
Richtung ausgerichtet ist (siehe die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung
mit der Nummer 2000-167818). Dieses Verfahren kann nicht als zufriedenstellend
betrachtet werden, obwohl dieses Effektiv ist, da ein weiterer Anstieg
der Größe und eine weitere
Verringerung der Wanddicke benötigt
wird.
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Bei
dem vertikalen Extrusionsprozess, bei welchem der Extrusionsprozess
in einer vertikal nach unten gerichteten Richtung ausgeführt wird,
ist es schwierig, die Außenumfangsfläche während der
Extrusion zu stützen.
Der Ablauf des Stützens
an dem vorderen Ende und das Schneiden in einheitliche Längen wird
ebenso kompliziert, wodurch die Effektivität verringert wird.
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Die
Probleme, die mit der Verringerung der Festigkeit des Extrusionsformkörpers verbunden sind,
sind nicht auf das Extrusionsformen von Keramikformkörpern einer
Wabenstruktur, wie oben beschrieben ist, beschränkt, sondern sind beim Formen von
weichen Extrusionsformkörpern
die gleichen, der sich wegen dessen Eigengewicht verformen kann.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das obige Problem,
das mit dem Stand der Technik verbunden ist, zu lösen und
eine Extrusionsformvorrichtung und ein Extrusionsformverfahren bereitzustellen,
welche solch eine Deformation verhindern und zulassen, dass ein
fehlerfreier Extrusionsformkörper
erhalten wird, wenn ein weicher Extrusionsformkörper mit niedriger Festigkeit
in der Richtung senkrecht zu der Extrusionsrichtung geformt wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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In Übereinstimmung
mit einer ersten Erfindung ist eine Extrusionsformvorrichtung bereitgestellt,
die einen Schneckenextruder, der das Rohmaterial zum Formen knetet
und das geknetete Material von einer Formmatrize zum Ausbilden eines
Extrusionsformkörpers
extrudiert, und eine Fördervorrichtung
zum Stützen
und Fördern
in der Extrusionsrichtung aufweist, wobei der Extrusionsformkörper fortlaufend
von dem Schneckenextruder extrudiert wird:
dadurch gekennzeichnet,
dass der Neigungswinkel θ zwischen
der Extrusionsachse und der horizontalen Achse des Schneckenextruders
im Bereich von 15° bis
85° liegt,
und dass die Fördervorrichtung
derart ausgeführt
ist, dass die Aufnahmestufe zum Stützen des Extrusionsformkörpers, der
entlang der Extrusionsachse an extrudiert wird, an einer Außenumfangsfläche, die
im Allgemeinen parallel zu der Extrusionsachse, bewegt wird.
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Bei
der Extrusionsformvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
ist der Schneckenextruder schräg
angeordnet, so dass der Neigungswinkel θ in dem oben spezifizierten
Bereich liegt, wobei die Aufnahmestufe der Fördervorrichtung beweglich in der
schrägen
Richtung entlang der Extrusionsachse bereitgestellt ist. Daher stützt die
Fördervorrichtung den
Extrusionsformkörper,
der von dem Schneckenextruder extrudiert wird, und bewegt diesen
an der Außenumfangsfläche mit
der Aufnahmestufe nach vorne. Daher kann die Deformationskraft,
die auf den Extrusionsformkörper
ausgeübt
wird, verringert werden und die Deformation kann verhindert werden, verglichen
mit dem herkömmlichen
horizontalen Extrusionsprozess, bei welchem die Extrusion entlang einer
horizontalen Achse durchgeführt
wird.
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Im
Speziellen wird die Deformationskraft zum Deformieren des Extrusionsformkörpers hauptsächlich als
eine Reaktion auf das Gewicht erzeugt, wenn der Extrusionsformkörper an
einer Außenumfangsfläche durch
die Aufnahmestufe etc. gestützt wird.
Mit der Extrusionsformvorrichtung der Erfindung kann durch Bereitstellen
des Neigungswinkels θ die
Reaktion von der Aufnahmestufe verringert werden, verglichen mit
dem herkömmlichen
horizontalen Extrusionsprozess. Deshalb kann der Extrusionsformkörper ohne
Deformation unter Verwendung der Extrusionsformvorrichtung der Erfindung
gefördert werden,
selbst wenn der Extrusionsformkörper
eine weiche Form ist, wegen dessen Eigengewicht zerfallen kann,
wenn diese mit dessen Achse in der horizontalen Richtung platziert
wird.
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Der
Extrusionsformkörper
wird durch die Aufnahmestufe an der Außenumfangsfläche gestützt. Daher
wird der Extrusionsformkörper
fortlaufend an der Außenumfangsfläche gestützt, wenn
der Extrusionsformkörper,
der fortlaufend extrudiert wird, in einheitliche Längen geschnitten
wird, so dass die Schneideprozess stabil durchgeführt werden
kann.
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Deshalb
kann in Übereinstimmung
mit der Erfindung eine Extrusionsformvorrichtung bereitgestellt
werden, welche es zulässt,
selbst wenn ein weicher Extrusionsformkörper, der eine niedrige Festigkeit
hat, in der Richtung senkrecht zu der Extrusionsrichtung geformt
wird, dass solch eine Deformation verhindert wird und ein fehlerfreier
Extrusionsformkörper
erhalten wird.
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In Übereinstimmung
mit einer zweiten Erfindung ist ein Extrusionsformverfahren zum
Formen eines Extrusionsformkörpers
unter Verwendung einer Extrusionsformvorrichtung bereitgestellt,
die einen Schneckenextruder, welcher das Rohmaterial zum Formen
knetet und das geknetete Material von einer Formmatrize zum Ausbilden
eines Extrusionsformkörpers
extrudiert, und eine Fördervorrichtung
zum Stützen
und Fördern
des Extrusionsformkörpers
in der Extrusionsrichtung aufweist, der fortlaufend von dem Schneckenextruder
extrudiert wird:
dadurch gekennzeichnet, dass der Schneckenextruder
derart geneigt ist, dass der Neigungswinkel θ zwischen der Extrusionsachse
und der horizontalen Achse in dem Bereich von 15° bis 85° liegt, und dass die Fördervorrichtung
den Extrusionsformkörper,
der entlang der Extrusionsachse extrudiert wird, an einer Außenumfangsfläche durch
eine Aufnahmestufe stützt,
die im Allgemeinen parallel zu der Extrusionsachse, und diesen bewegt.
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Bei
dem Extrusionsformverfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung werden ein Schneckenextruder, der schräg angeordnet ist, so dass der
Neigungswinkel θ in
dem oben spezifizierten Bereich liegt, und eine Fördervorrichtung,
die mit einer Aufnahmestufe vorgesehen ist, die dazu im Stande ist, schräg entlang
der Extrusionsachse bewegt zu werden, verwendet. Daher wird der
Extrusionsformkörper,
der fortlaufend von dem Schneckenextruder extrudiert wird, an der
Außenumfangsfläche gestützt und
wird nach vorne durch die Aufnahmestufe bewegt.
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Daher
kann die Deformationskraft, die auf den Extrusionsformkörper ausgeübt wird,
verglichen mit dem Stand der Technik verringert werden, wobei die
Deformation verhindert werden kann.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine veranschaulichende Ansicht, die die Ausführung einer Extrusionsformvorrichtung in
einem Beispiel 1 zeigt;
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2 ist
eine veranschaulichende Ansicht, die die Verbindung zwischen der
Fördervorrichtung und
einer Sekundärfördervorrichtung
in dem Beispiel 1 gesehen in der Richtung des Pfeils X in 1 zeigt;
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3 ist
eine veranschaulichende Ansicht, die den Prozess in der Mitte des
Extrusionsformens in dem Beispiel 1 zeigt;
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4 ist
eine veranschaulichende Ansicht, die den Extrusionsformkörper nach
dem Schneiden in dem Beispiel 1 zeigt;
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5 ist
eine veranschaulichende Ansicht, die den geschnittenen einheitlichen
Formkörper zeigt,
der gegen die Endfläche
der Aufnahmestufe lehnt;
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6 ist
eine veranschaulichende Ansicht, die die Ausführung einer Extrusionsformvorrichtung in
einem Beispiel 2 zeigt;
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7 ist
eine veranschaulichende Ansicht, die die Ausführung einer Extrusionsformvorrichtung in
einem Beispiel 3 zeigt;
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8 ist
eine veranschaulichende Ansicht, die einen gedrehten Kippstuhl der
Extrusionsformvorrichtung in dem Beispiel 3 zeigt;
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9 ist
eine veranschaulichende Ansicht, die die Ausführung der stromaufwärtigen Abschnitts der
Extrusionsformvorrichtung in den Beispielen 1 bis 3 zeigt;
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10 ist
eine veranschaulichende Ansicht, die die Ausführung einer Extrusionsformvorrichtung in
einem vergleichenden Beispiel 1 zeigt;
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11 ist
eine veranschaulichende Ansicht, die die Schnittgestalt des Extrusionsformkörpers in dem
Beispiel 1 zeigt;
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12 ist
eine veranschaulichende Ansicht, die die Schnittgestalt des Extrusionsformkörpers in dem
vergleichenden Beispiel 1 zeigt; und
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13 ist
eine veranschaulichende Ansicht, die eine Wabenstruktur eines Stand
der Technik Beispiels zeigt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Bei
den oben beschriebenen ersten und zweiten Erfindungen ist der Neigungswinkel θ in dem Bereich
von 15° bis
85°. Wenn
der Neigungswinkel kleiner ist als 15°, kann die Auswirkung des Bereitstellens
solch eines Neigungswinkels nicht hinreichend erhalten werden. Wenn
der Neigungswinkel 85° überschreitet,
ist die Reaktion, wenn der Extrusionsformkörper an der Außenumfangsfläche gestützt ist,
zu gering, um eine stabile Stützung
zu erhalten.
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Daher
ist der Neigungswinkel vorzugsweise in dem Bereich von 30° bis 75°.
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Bei
der oben beschriebenen ersten Erfindung weist die Fördervorrichtung
einen Förderer
mit einer Förderfläche zum
Platzieren der Aufnahmestufe auf, die im Allgemeinen parallel zu
der Extrusionsachse vorgesehen ist, wobei der Förderer mit einer Vielzahl von
Anschlägen
zum Stützen
der Aufnahmestufe an der vorderen Endfläche davon in der Bewegungsrichtung
vorgesehen ist, nämlich
vorzugsweise derart ausgeführt,
dass die Aufnahmestufen, die nacheinander zu dem Förderer zugeführt werden, nacheinander
durch die nach vorne zu bewegenden Anschläge gestützt werden. In diesem Fall
kann eine Vielzahl von Aufnahmestufen nacheinander bei vorbestimmten
Intervallen nach vorne bewegt werden, wobei die Extrusionsformkörper stabil
gestützt
werden können.
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Die
Fördervorrichtung
weist ebenso ein Schneidegerät
zum Schneiden der Extrusionsformkörper, die sich nach vorne auf
der Fördervorrichtung bewegen,
in spezifizierte Längen
zum Ausbilden von einheitlich geformten Körpern auf, wobei ein oder mehrere
Aufnahmestufen vorzugsweise für
jeden einheitlich geformten Körper
angeordnet sind. In diesem Fall kann der Extrusionsformkörper in
einheitliche Längen
geschnitten werden, während
dieser durch ein oder mehrere Aufnahmestufen derart gestützt wird,
dass ein stabiler Schneidebetrieb realisiert werden kann.
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Wenn
die Fördervorrichtung
den oben beschriebenen Förderer
aufweist, wird der Förderer vorzugsweise
derart ausgeführt,
dass die Fördergeschwindigkeit
an der stromabwärtigen
Seite unterschiedlich zu der Fördergeschwindigkeit
an der stromaufwärtigen
Seite sein kann. Mit solch einer Ausführung ist es möglich, den
einheitlich geformten Körper,
der durch das Schneidegerät
geschnitten wird, von übermäßig langen
Extrusionsformkörpern zu
trennen, der extrudiert wird. Es ist ebenso leicht, die Fördergeschwindigkeit
zu verringern, um in eine andere Richtung zu wechseln. Dies erhöht das Förderleistungsvermögen für die einheitlich
geformten Körper
and erleichtert eine Änderung
der Förderrichtung.
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Es
ist ebenso zu bevorzugen, dass die Fördervorrichtung mit einer Sekundärfördervorrichtung zum
Fördern
des einheitlich geformten Körpers
in einer Richtung, die unterschiedlich zu der Extrusionsachse ist,
verbunden ist, da dieser bei der axialen Endfläche durch die Endfläche der
Aufnahmestufe gestützt
ist. In diesem Fall kann der einheitlich geformte Körper in
einer Axialrichtung gestützt
werden, in welcher dieser relativ fest ist, und kann stabil in einer
gewünschten
Richtung gefördert
werden. Das Stützen
durch die Endfläche
der Aufnahmestufe kann in Verbindung mit dem Stützen durch die vorige Aufnahmestufe
verwendet werden. Alternativ kann das Stützen der vorigen Aufnahmestufe
abgeschlossen werden und der einheitlich geformte Körper kann lediglich
durch die Endfläche
der Aufnahmestufe gestützt
werden.
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Es
ist ebenso zu bevorzugen, dass ein Kippstuhl zwischen der Fördervorrichtung
und der Sekundärfördervorrichtung
zum Wenden der Achse des einheitlich geformten Körpers angeordnet ist, der gegen
die Endfläche
der Aufnahmestufe anlehnt, in eine im Allgemeinen vertikale Richtung
mit der Endfläche
der Aufnahmenstufe, die nach unten gerichtet ist. In diesem Fall
erleichtert das Vorhandensein des Kippstuhls das Wenden der Achse
des einheitlich geformten Körpers
in die vertikale Richtung.
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Es
ist ebenso zu bevorzugen, dass der Extrusionsformkörper ein
Keramikformkörper
ist, der ein keramisches Material als Formmaterial verwendet. Ein
Extrusionsformkörper,
der ein keramisches Material verwendet, neigt sehr dazu, unmittelbar nach
der Extrusion verformt zu werden. Deshalb ist der oben beschriebene
wirksame Effekt der vorliegenden Erfindung vor allem in solch einem
Fall offensichtlich.
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Als
keramisches Material können
verschiedene Rohstoffe, solche wie Cordieritrohsotff, der Cordierit
nach dem Beheizen produziert, Mullitrohstoff, der Mullit nach dem
Beheizen produziert, Aluminiumrohstoff, Siliziumcarbidrohstoff,
Siliziumnitridrohstoff etc., verwendet werden.
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Der
Extrusionsformkörper
ist vorzugsweise eine Wabenstruktur, die Trennwände hat, die in einem Polygongittermuster
angeordnet sind, um eine Vielzahl von Zellen bereitzustellen. Wenn
solch eine Wabenstruktur geformt ist, ist es notwendig, die Gittergestalt
aufrechtzuerhalten. Sowie die Trennwände dünner werden, ist es wahrscheinlich,
dass die Wand deformiert wird, wobei deshalb die wirksame Auswirkung,
die oben beschrieben ist, noch effektiver wird.
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Bei
der Wabenstruktur, wie oben beschrieben ist, ist die Dicke der Trennwände vorzugsweise 125 μm oder kleiner.
In diesem Fall kann diese rasch den getragenen Katalysator aktivieren
und kann das Leistungsvermögen
der Abgasreinigungsvorrichtung verbessern, wenn diese als ein Katalysatorträger bei einer
Abgasreinigungsvorrichtung in einem Kraftfahrzeug verwendet wird.
Wenn die Dicke der Trennwände
vorzugsweise 125 μm
oder kleiner ist, wird die Struktur leicht verformt, so dass die
wirksame Auswirkung der ersten und zweiten Erfindung, wie oben beschrieben
ist, noch effektiver wird. Die untere Abgrenzung der Dicke der Trennwände ist
ungefähr
35 μm, die
auf dem Fließvermögen des
Tonmaterials und dem Extrusionsdruck bei dem Prozess des Extrudierens
des tonartigen keramischen Materials von einer Formmatrize basiert,
und zwingt, so wie die Stärke
der Formmatrize, dem Druck standzuhalten.
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Als
polygonales Muster sind mehrere Ausbildungen erhältlich, solche wie ein dreieckiges
Muster, ein rechteckiges Muster, ein hexagonales Muster und dergleichen.
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Die
Wabenstruktur ist vorzugsweise 300 mm oder größer im Durchmesser. In diesem
Fall kann eine hinreichende Funktion zum Aufsammeln von Partikeln
erreicht werden, wenn diese als ein Substrat zum Aufsammeln von
Dieselpartikeln in einem Kraftfahrzeug verwendet wird. Wenn solch
eine Wabenstruktur zu formen ist, ist es notwendig, die Gittergestalt
aufrechtzuerhalten. Sowie die Struktur größer wird, wird es wahrscheinlicher,
dass die Trennwände deformiert
werden. Im Speziellen wird das Muster leicht deformiert, wenn der
Durchmesser 300 mm oder mehr ist, wobei deshalb die wirksame Auswirkung
der ersten und zweiten Erfindung noch effektiver wird.
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(Beispiel 1)
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Eine
Extrusionsformvorrichtung und ein Extrusionsformverfahren gemäß einem
Beispiel der vorliegenden Erfindung wird untenstehend unter Bezugnahme
auf die 1 bis 5 beschrieben.
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Die
Extrusionsformvorrichtung 1 des vorliegenden Beispiels,
wie in 1 gezeigt ist, weist einen Schneckenextruder 12,
der das Formrohmaterial 80 knetet und einen Extrusionsformkörper 8 von
einer Formmatrize 11 extrudiert, und eine Fördervorrichtung 3 auf,
die den Extrusionsformkörper 8 stützt, der
fortlaufend von dem Schneckenextruder 12 extrudiert wird,
und den Gleichen in der Extrusionsrichtung fördert.
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Der
Schneckenextruder 12 hat einen Neigungswinkel θ zwischen
der Extrusionsachse A und der horizontalen Achse H im Bereich von
15° bis
85°. Die
Fördervorrichtung 3 ist
derart ausgeführt,
dass diese eine Aufnahmestufe 31 bewegt, die den Extrusionsformkörper 8 stützt, der
entlang der Extrusionsachse A extrudiert wird, an einer Außenumfangsfläche, die
im Allgemeinen parallel zur der Extrusionsachse A ist.
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Die
wird im noch genauer untenstehend beschrieben.
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Der
Schneckenextruder 12, der die Extrusionsformvorrichtung 1 des
vorliegenden Beispiels darstellt, hat, wie in 1 gezeigt
ist, eine Extrusionsschnecke 122, die in einem rohrförmigen Gehäuse 121 installiert
ist, und eine Formmatrize 11, die über einem Widerstandsrohr 125 an
dessen distalem Ende vorgesehen ist. Der Schneckenextruder 12 kann
aus mehreren Schneckenextrudern bestehen.
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Bei
dem vorliegenden Beispiel ist die Extrusionsachse A des Schneckenextruders,
das heißt
die Zentrumsachse des Schneckenextruders 12 und die Formmatrize 11 relativ
zur der horizontalen Achse H geneigt. Der Neigungswinkel θ wird zu
45° bei
dem vorliegenden Beispiel festgelegt.
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Die
Fördervorrichtung 3 ist
in dem unteren Abschnitt vor dem Schneckenextruder 12 vorgesehen.
Die Fördervorrichtung 3 des
vorliegenden Beispiels hat einen Förderer 32, wie in 1 gezeigt
ist, der mit der Förderfläche 310 zum
Platzieren einer Aufnahmestufe 31 vorgesehen ist, die im
Allgemeinen parallel zu der Extrusionsachse A ist. Bei dem vorliegenden
Beispiel ist ein Rollenförderer
als der Förderer 32 angepasst
und ist derart ausgeführt, dass
dieser die Aufnahmestufe 31 fortschreitend nach vorne mittels
mehreren Antriebsrollen 325 bewegt. Der Förderer 32 ist
derart ausgeführt,
dass die Fördergeschwindigkeit
variiert werden kann in Abhängigkeit
der Position eines geschnittenen einheitlich geformten Körpers 8a.
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Ebenso
hat die Fördervorrichtung,
wie in der gleichen Figur gezeigt ist, ein Schneidegerät 39 zum Schneiden
des Extrusionsformkörpers 8,
der auf dem Förderer 32 bewegt
wird, in einen einheitlich geformten Körper 8a (4).
Die Fördervorrichtung 3 ist derart
ausgeführt,
dass eine Aufnahmestufe 31 für jeden einheitlich geformten
Körper
angeordnet ist. Das oben beschriebene Schneidegerät 39 ist
Eines, das einen Draht verwendet, der in der Schneiderichtung bewegt
wird, während
der Draht in einer Axialrichtung laufen gelassen wird.
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Die
Aufnahmestufe 31 des vorliegenden Beispiels ist in im Allgemeinen
in der Gestalt eines rechteckigen Parallelepipeds, das eine Aufnahmefläche (nicht
gezeigt) hat, die an einer oberen Fläche durch Ausbohrung in einem
kreisförmigen
Bogen entlang einer Außenumfangsflächengestalt
des zylindrischen Extrusionsformkörpers ausgebildet ist.
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Das
stromaufwärtige
Ende des Förderers 31 ist
mit einem Spalt zu der Formmatrize 11 an dem vorderen Ende
des Schneckenextruders 12 angeordnet. In diesem Spalt ist
eine Aufnahmestufenliefereinrichtung 4 zum aufeinander
folgenden Liefern der Aufnahmestufen 31 vorgesehen. Die
Aufnahmestufenliefereinrichtung 4 hat einen Aufnahmestufenhalteabschnitt 41,
der in einer nach oben/unten weisenden Richtung bewegbar ist, wobei
der Aufnahmestufenhalteabschnitt 41 ein Rolle 42 zum
Bewegen der platzierten Aufnahmestufe 31 aufweist. Die
Aufnahmestufenliefereinrichtung 4 hebt aufeinander folgend die
Aufnahmestufe 31, die durch einen Aufnahmestufenlieferweg
(nicht gezeigt) zugeführt
wird, und lehnt diesen gegen die Außenumfangsfläche des
Extrusionsformkörpers 8 ohne
einen Stoß zu übertragen
an, wobei dann die Rolle 42 die Aufnahmestufe 31 mit dem
Fortschreiten des Extrusionsformkörpers nach vorne bewegt und
diese zu dem Förderer 32 überführt.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt ist, ist die Fördervorrichtung 3 mit
einer Sekundärfördervorrichtung 5 zusammenhängend, die
den einheitlich geformten Körper 8a in
einer Förderrichtung
B, die unterschiedlich zu der Extrusionsachse A mit dem einheitlich
geformten Körper 8a ist
(siehe 2, 3 bis 5), fördert, der
an der axialen vorderen Endfläche 801 durch
eine Endflächenaufnahmestufe 33 gestützt wird.
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Die
Sekundärfördervorrichtung 5 ist,
wie in der 2 gezeigt ist, als eine Kombination
aus zwei Förderern
ausgeführt,
um den einheitlich geformten Körper 8a in
einer horizontalen Förderrichtung
B zu fördern,
die senkrecht zu der Extrusionsachse A ist, die die Förderrichtung
der Fördervorrichtung 3 ist.
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Daher
weist die Sekundärfördervorrichtung 5 einen
ersten Förderer 51,
der die Aufnahmestufe 31 wie sie ist aufnimmt, die durch
die Fördervorrichtung 3 gefördert wird,
und ändert
die Förderrichtung,
und einen zweiten Förderer 52 auf,
der eine flache plattenförmige
Endfläche
der Aufnahmestufe 33 aufnimmt, die nacheinander folgend
durch eine Endfläche
(nicht gezeigt) der Aufnahmestufenfördervorrichtung zugeführt wird,
und stützt
und bewegt diese nach vorne in der Förderrichtung B. Die Förderflächen 511, 521 sind
angeordnet, wie in 2 gezeigt ist, so dass diese
senkrecht zueinander stehen, und sich im Gleichlauf in der Förderrichtung
B bewegen.
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Als
nächstes
wird das Verfahren zum Ausführen
des Extrusionsformen unter Verwendung der Extrusionsformvorrichtung 1,
die die oben beschriebene Ausführung
hat, beschrieben.
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Der
Extrusionsformkörper 8,
der bei dem vorliegenden Beispiel geformt wird, ist eine keramische Form,
die ein keramisches Material als das Rohmaterial zum Formen verwendet,
wie in der oben beschriebenen 13 gezeigt
ist, das heißt
eine Wabenstruktur, die Trennwände 81 hat,
die in der Gestalt von einem hexagonalen Muster angeordnet sind, nämlich zum
Bereitstellen einer Vielzahl von Zellen in einem zylinderförmigen Dünnschichtabschnitt 82.
Es ist wahrscheinlicher, dass die Wabenstruktur in der Gestalt des
hexagonalen Muster sich deformiert, verglichen mit der Wabenstruktur
in der Gestalt des dreiecksförmigen
Musters oder des rechtecksförmigen Musters.
Es ist selbstverständlich,
dass die Trennwände 81 zu
einem dreiecksförmigen
Muster, rechtecksförmigen
Muster, oder einem anderen vieleckigen Muster modifiziert werden
können.
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Die
Dicke der Trennwand 81 des Extrusionsformkörpers 8 bei
dem vorliegenden Beispiel ist so gering wie 60 μm.
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Wenn
der Extrusionsformkörper 8 geformt ist,
wurde eine keramisches Material zuerst als das Rohmaterial 80 zum
Formen des Extrusionsformkörpers 8 vorgesehen,
wie in 1 gezeigt ist. Das keramische Material, das verwendet
wird, war ein Pulver, das in Cordierit zu formen war, und wurde
mit Wasser in eine tonartige Ausbildung gemischt.
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Dieses
Rohmaterial 80 zum Formen wird geknetet und nach vorne
durch den oben beschriebenen Schneckenextruder 12 bewegt,
damit dieses von der Formmatrize 11 extrudiert wird.
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Der
Extrusionsformkörper 8 wird
zuerst an dem unteren Abschnitt der Außenumfangsfläche durch
die Aufnahmestufe 31 gestützt, wie in 3 gezeigt
ist, die von der Aufnahmestufenliefervorrichtung 4 geliefert
wird. Der Extrusionsformkörper 8 und die
Aufnahmestufe 31 werden gleichzeitig nach vorne bewegt
und zu dem Förderer 32 übergeführt. Dann
bewegt sich der Extrusionsformkörper 8 bei
einer konstanten Geschwindigkeit, der durch die Aufnahmestufe 31 auf
dem Förderer 32 bewegt
wird.
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Dann
wird jedes mal, wenn sich der Extrusionsformkörper 8 um eine vorbestimmte
Strecke nach vorne bewegt, das oben beschriebene Schneidegerät 39 zum
Schneiden eines einheitlich geformten Körpers 8a einer vorbestimmten
Länge verwendet. Zu
dieser Zeit wird der geschnittene einheitlich geformte Körper 8a auf
eine Aufnahmestufe 31 platziert. Der Förderer 32 des vorliegenden
Beispiels ist derart ausgeführt,
dass unmittelbar nach dem Schneiden die Geschwindigkeit an der stromabwärtigen Seite
erhöht
wird, verglichen mit der stromaufwärtigen Seite. Deshalb ist eine
Spalt zwischen der hinteren Endfläche 802 des einheitlich
geformten Körpers 8a und
dem vorderen Ende 805 des ungeschnittenen Extrusionsformkörpers 8 vorgesehen, wobei
dieser Spalt ansteigt sowie der einheitlich geformte Körper 8a sich
nach vorne bewegt.
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Und
wie in 5 gezeigt ist, kann die Fördergeschwindigkeit, bevor
der einheitlich geformte Körper 8a gegen
die Endfläche
der Aufnahmestufe 33 lehnt, an der stromabwärtigen Seite
derart verringert werden, dass der einheitlich geformte Körper 8a gegen
die Endfläche
der Aufnahmestufe 33 im Wesentlichen ohne Stoß lehnt.
Danach wird der einheitlich geformte Körper 8a in der Förderrichtung
B durch den ersten Förderer 51 und
den zweiten Förderer 52 der
Sekundärfördervorrichtung 5 gefördert, während dieser
durch sowohl die Endfläche
der Aufnahmestufe 33 als auch durch die Aufnahmestufe 31 gestützt wird.
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Als
nächstes
wird die wirksame Auswirkung des vorliegenden Beispiels beschrieben.
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Bei
dem vorliegenden Beispiel wird, wie oben beschrieben ist, eine Extrusionsformvorrichtung 1 verwendet,
bei welcher der Schneckenextruder 12 schräg angeordnet
ist, so dass der Neigungswinkel θ einen
spezifizierten Wert einnimmt, wobei sich die Aufnahmestufe 31 der
Fördervorrichtung 3 schräg entlang
der Extrusionsachse A bewegen kann. Der Extrusionsformkörper 8,
der fortlaufend von dem Schneckenextruder 12 extrudiert
wird, ist an der Außenumfangsfläche durch
die Aufnahmestufe 31 gestützt und bewegt sich in diesem
Zustand nach vorne. Auf diese Weise kann die Reaktionskraft, die von
der Aufnahmestufe auf den Extrusionsformkörper 8 übertragen
wird, verringert werden, verglichen mit dem Fall des herkömmlichen
horizontalen Extrusionsprozesses, bei welchem das Extrusionsformen entlang
einer horizontalen Achse ausgeführt
wird. Deshalb kann eine deformierende Kraft, die auf den Extrusionsformkörper 8 übertragen
wird, verringert werden und eine Deformation kann verhindert werden.
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Der
Extrusionsformkörper 8 wird
mit der Außenumfangsfläche gefördert, die
durch die Aufnahmestufe 31 gestützt wird. Deshalb kann der
geformte Körper,
wenn der Extrusionsformkörper 8,
der fortlaufend extrudiert wird, in einheitliche Längen geschnitten
wird, bei zumindest dem Zustand aufrechterhalten werden, bei dem
die Außenumfangsfläche gestützt ist,
so dass ein stabiler Schneidebetrieb erreicht werden kann. Danach
wird bei dem vorliegenden Beispiel der einheitlich geformte Körper 8a durch sowohl
die Aufnahmestufe 31 als auch durch die Endfläche der
Aufnahmestufe 33 gestützt,
wenn der einheitlich geformte Körper 8a in
der Richtung gefördert wird,
die unterschiedlich zu der Extrusionsrichtung ist, so dass dieser
noch stabiler gefördert
werden kann.
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In
dem Fall, bei welchem ein Extrusionsformkörper 8a zum Aufsammeln
von Dieselpartikeln unter Verwendung der Extrusionsformvorrichtung 1 des vorliegenden
Beispiels zu erhalten ist, ist der Durchmesser der Formmatrize 11 des
Schneckenextruders 12 vorzugsweise zu 1,15 mal oder mehr
als der Durchmesser des erhaltenden Extrusionsformkörpers festgelegt,
obwohl die Ausführung
der Vorrichtung nicht modifiziert werden muss.
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(Beispiel 2)
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Bei
dem vorliegenden Beispiel ist die Ausführung der Fördervorrichtung 3 bezüglich der
Extrusionsformvorrichtung 1 bei Beispiel 1 modifiziert,
wie in 6 gezeigt ist.
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Daher
setzt die Fördervorrichtung 6 des
vorliegenden Beispiels Riemenförderer 61, 62 anstelle der
oben beschriebenen Förderer 32,
die aus Rollenförderern
bestehen, ein. Jeder der Riemenförderer 61, 62 hat
eine Förderfläche 611, 621 zum
Platzieren der Aufnahmestufe 31, die im Allgemeinen parallel
zu der Extrusionsachse A vorgesehen ist. Mehrere Anschläge 612, 622 sind
an den Förderflächen 611, 621 zum
Stützen
der Aufnahmestufe 31 in der Bewegungsrichtung an der vorderen
Endfläche
vorgesehen und sind derart ausgeführt, dass die Aufnahmestufen 31,
die aufeinander folgend zu dem Förderer zugeführt werden,
aufeinander folgend durch die Anschläge 612, 622 gestützt werden
und nach vorne bewegt werden können.
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Der
Riemenförderer 61 an
der stromaufwärtigen
Seite und der Riemenförderer 62 an
der stromabwärtigen
Seite sind derart ausgeführt,
dass diese dazu im Stande sind, die Fördergeschwindigkeit zu ändern. Im
Speziellen wird der Riemenförderer 61 an der
stromaufwärtigen
Seite bei einer konstanten Geschwindigkeit aufrechterhalten, wobei
der Riemenförderer 62 an
der stromabwärtigen
Seite derart ausgeführt
ist, dass dieser beschleunigt wird, wenn die Aufnahmestufe 31,
die mit den einheitlich geschnittenen Körper beladen ist, nach dem
Schneiden übergeführt wird,
und dieser verzögert
wird, bevor die Aufnahmestufe 31, die mit dem einheitlich
geformten Körper
darauf beladen ist, der Förderausrüstung an der
stromabwärtigen
Seite übergeführt wird.
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Die
anderen Ausführungen
sind die Gleichen wie bei dem Beispiel 1, wobei die gleich wirksame Auswirkung
wie bei dem Beispiel 1 erhalten werden können.
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(Beispiel 3)
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Bei
dem vorliegenden Beispiel ist die Ausführung der Fördervorrichtung 3 bei
dem Beispiel 1 verändert,
wie in den 7 und 8 gezeigt
ist.
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Daher
setzt die Fördervorrichtung 7 bei
dem vorliegenden Beispiel anstelle des Förderers 32, der aus
einfachen Rollenförderern
besteht, wie oben beschrieben ist, einen Förderer 71 ein, der
einen Kippstuhl 75 hat, der zusammenhängend mit der untersten Stufe
ist.
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Der
Kippstuhl 75 weist eine L-Gestalt im Schnitt auf, mit einer
ersten Fläche 751 und
einer zweiten Fläche 752,
die im Allgemeinen senkrecht zueinander stehen, und ist drehbar
zwischen der Position, bei welcher die Förderebene der ersten Fläche 751 parallel
zu der Extrusionsachse A (7) ist, und
der Position, bei welcher die zweite Fläche 752 horizontal
ist (8).
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Bei
dem vorliegenden Beispiel ist eine Sekundärfördervorrichtung 76,
die eine Förderrichtung C
in einer horizontalen Richtung hat, stromabwärts des Kippstuhls 75 verbunden.
Bei dem Zustand, bei welchem die zweite Fläche 752 des Kippstuhls
horizontal ist, ist die Förderebene
planparallel zu der Förderebene
der Sekundärfördervorrichtung 76.
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Die
anderen Ausführungen
sind die Gleichen wie bei dem Beispiel 1.
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Bei
dem vorliegenden Beispiel ist die Endfläche der Aufnahmestufe 33,
die den geschnittenen einheitlich geformten Körper hat, der an die vordere Fläche lehnt,
durch eine Aufnahmestufenüberführvorrichtung 335 gestützt und
wird zu der ersten Fläche 751 des
Kippstuhls 75 geführt.
Unmittelbar nachdem die Endfläche
der Aufnahmestufe 33 gegen die zweite Fläche 752 anlehnt,
dreht der Kippstuhl 75 derart, dass dieser die zweite Fläche 752 in
einen horizontalen Zustand bringt, wodurch die zweite Fläche 752 mit
der Sekundärfördervorrichtung 76 zusammenhängend ist.
Bei diesem Zustand verlässt
der einheitlich geformte Körper 8a durch
Bewegen der Endfläche
der Aufnahmestufe 33 nach vorne die Aufnahmestufe 31 und
wird durch die Endfläche
der Aufnahmestufe 33 in lediglich der Axialrichtung gefördert. Andererseits
wird die Aufnahmestufe 31 von dem Kippstuhl 75 durch
eine nicht gezeigte Aufnahmestufenliefervorrichtung entfernt.
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Daher
kann bei dem vorliegenden Beispiel der einheitlich geformte Körper 8a nach
dem Schneiden mit dessen Achse vertikal ausgerichtet gefördert werden
und lediglich durch die untere Endfläche gestützt werden. Deshalb kann der
einheitlich geformte Körper 8a noch
stabiler gefördert
werden, wobei die Auswirkung der Verhinderung der Deformation des einheitlich
geformten Körpers 8a weiter
erhöht
werden kann. Andererseits kann die gleich wirksame Auswirkung wie
bei dem Beispiel 1 erhalten werden.
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Die
Extrusionsformvorrichtung 1 bei dem Beispiel 1 bis 3 hat
einen Abschnitt zum Zuführen
von Rohmaterial 80 in einem tonähnlichen Zustand an der stromaufwärtigen Seite
des Schneckenextruders 12. Dieser Abschnitt wird untenstehend
unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
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Wie
in 9 gezeigt ist, weist die stromaufwärtige Seite
des Schneckenextruders 12 einen Formrohmaterialladeabschnitt 13,
einen Grobkneter 14, einen Feinkneter 15 in dieser
Abfolge von der stromaufwärtigen
Seite auf. Bei der obigen Ausführung
wird ein Pulvergemisch, das aus Keramikmaterialpulver besteht, das
eine spezifizierte Menge Wasser enthält, das mit einer organischen
Verbindung gemischt ist, solch eine wie ein Bindemittel, ein Schmiermittel,
etc., in einen Ladekanal 131 des Formrohmaterialladeabschnitts
geladen, wobei das Pulvergemisch fortlaufend in dem Verlauf des Durchgangs
durch den Grobkneter 14 und den Feinkneter 15 geknetet
wird und in einen tonähnlichen
Zustand umgewandelt wird.
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Dann
wird die Luft, die in dem tonähnlichen Rohmaterial
während
des Knetens eingearbeitet wird, in einer Vakuumsentgasungskammer 16 entgast,
die in dem hinteren Abschnitt des Feinkneters 15 vorgesehen
ist, wobei der Ton in den Schneckenextruder 12 in einem
vollständig
entgasten und komprimierten Zustand zugeführt wird.
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Das
Kneten wird bei dem vorliegenden Beispiel in zwei Stufen aufgeführt, nämlich dem
Grobkneten und dem Feinkneten. Abhängig von den Eigenschaften
des Rohmaterials kann Einstufenkneten oder Mehrstufenkneten verwenden
werden.
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Obwohl
die Kneter horizontal in dem vorliegenden Beispiel angeordnet sind,
können
sie vertikal angeordnet sein.
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Mehrere
Vakuumsentgasungskammern können
vorgesehen sein, Eine nach jedem Kneter.
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(vergleichendes Beispiel
1)
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Bei
dem vorliegenden, vergleichenden Beispiel wird das Extrusionsformen
unter Verwendung der Extrusionsformvorrichtung 9 ausgeführt, die
einen Schneckenextruder 912 mit einer Extrusionsachse D
in einer horizontalen Richtung und eine Fördervorrichtung 93 aufweist,
wenn das vergleichende Beispiel mit dem Beispiel 1 verglichen wird.
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Hierbei
wurde eine Betrachtung gemacht, ob die Deformation währen der
Förderung
des Extrusionsformkörpers,
der bei dem Beispiel 1 geformt wird, und des Extrusionsformkörpers, der
bei dem vergleichenden Beispiel 1 geformt wird, stattfand oder nicht.
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11 ist
eine Schnittansicht, die die Schnittgestalt der Trennwände 81 des
Extrusionsformkörpers,
der bei dem Beispiel 1 geformt wird, zeigt. 12 ist
eine Schnittansicht, die die Schnittgestalt der Trennwände 81 des
Extrusionsformkörpers,
der bei dem vergleichenden Beispiel 1 geformt wird, zeigt.
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Wie
aus diesen Figuren ersichtlich ist, ist es schwierig, bei zumindest
dem Fall der ultra-dünnwandigen
Wabenstruktur mit einer Dicke der Trennwände 81 von 125 μm, durch
das horizontale Extrusionsformverfahren ohne die Deformation während der
Förderung
zu verursachen zu formen, bei welchem die Extrusionsrichtung horizontal
ist (vergleichendes Beispiel 1). Diese Deformation kann durch Neigen
der Extrusionsachse A zu einem Neigungswinkel bezüglich der
horizontalen Achse verhindert werden, wie oben beschrieben ist (Beispiel
1).
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Eine
Extrusionsformvorrichtung und ein Extrusionsformverfahren sind vorgesehen,
die zulassen, dass eine Deformation des geformten Körpers verhindert
wird und ein fehlerfreier Extrusionsformkörper erhalten wird, selbst
in dem Fall, bei welchem ein weicher Extrusionsformkörper, der
eine geringe Festigkeit in einer Richtung, die senkrecht zur Extrusionsrichtung
ist, hat, geformt wird.
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Eine
Extrusionsformvorrichtung 1 weist einen Schneckenextruder 12,
der ein Formrohmaterial 80 knetet und einen Extrusionsformkörper 8 von
einer Formmatrize 11 extrudiert, und ein Fördervorrichtung 3 auf,
die den Extrusionsformkörper 8,
der fortlaufend von dem Schneckenextruder 12 extrudiert wird,
stützt
und den Gleichen in der Extrusionsrichtung fördert. Der Schneckenextruder 12 hat
einen Neigungswinkel θ zwischen
der Extrusionsachse A und der horizontalen Achse H in dem Bereich
von 15° bis
85°. Die
Fördervorrichtung 3 ist
derart ausgeführt, dass
diese eine Aufnahmestufe 32 bewegt, die den Extrusionsformkörper 8,
der entlang der Extrusionsachse A extrudiert wird, an der Außenumfangsfläche davon
stützt,
die im Allgemeinen parallel zu der Extrusionsachse A ist. Der Neigungswinkel θ ist vorzugsweise
in dem Bereich von 30° bis
75°.