DE10344836A1

DE10344836A1 - Gerät zum Extrudieren eines keramischen Formlings

Info

Publication number: DE10344836A1
Application number: DE10344836A
Authority: DE
Inventors: Satoru Kariya Yamaguchi; Yasunao Kariya Miura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2023-09-27
Also published as: US7101166B2; JP2004114608A; JP4254187B2; US20040062828A1; CN1253293C; CN1493440A; DE10344836B4

Abstract

Das Extrusionsgerät hat das Formwerkzeug zum Ausbilden des keramischen Formlings und den Schraubenextruder, der die Extrusionsschraube zum Kneten und Führen des keramischen Materials zu dem Formwerkzeug enthält. Die Extrusionsschraube besteht aus dem Druckschraubenteil und dem Diffusorschraubenteil. Der Diffusorschraubenteil, der an dem vorderen Ende der Extrusionsschraube vorgesehen ist, hat einen Durchmesser, der größer als der Durchmesser des Druckschraubenteils ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Extrudieren eines keramischen Formlings mit einer Wabenstruktur, etc.

In der Vergangenheit ist ein keramischer Formling mit einer Wabenstruktur, die aus einer Vielzahl an durch Teilungen geteilte Zellen besteht, als ein katalytischer Träger zum Behandeln des Abgases eines Kraftfahrzeuges verwendet worden.

Um einen keramischen Formling mit einer Wabenstruktur herzustellen, wird ein Extrusionsformen im Allgemeinen unter Verwendung eines Extrudiergerätes der Tauchkolbenart oder der Schraubenart ausgeführt.

Insbesondere kann das Extrudiergerät der Schraubenart, das mit einer Extrusionsschraube zum Kneten und Extrudieren eines keramischen Materials zu einem Formwerkzeug versehen ist, in zufriedenstellender Weise keramische Formlinge mit einer Wabenstruktur mit einer hohen Produktivität erzeugen.

Jedoch hat das vorstehend erwähnte herkömmliche Extrudiergerät der Schraubenart die nachstehend erörterten Probleme. Bei dem Exutrudiergerät der Schraubenart ist der Außendurchmesser des keramischen Formlings, der extrudiert werden kann, gemäß dem Durchmesser der Extrusionsschraube begrenzt. Es ist schwierig, den keramischen Formling zu extrudieren, bei dem das Verhältnis seines Außendurchmessers gegenüber dem Schraubendurchmesser einen vorbestimmten Wert überschreitet. Um einen keramischen Formling mit einem derartigen großen Außendurchmesser zu extrudieren, ist es erforderlich, ein großes Extrudiergerät anzuwenden, das mit einer Extrusionsschraube mit einem großen Durchmesser versehen ist.

Genauer gesagt wird vorzugsweise beim Extrudieren eines keramischen Formlings mit einer Wabenstruktur, bei der die Zellen durch dünne Abteilungen geteilt sind, vorzugsweise der Durchmesser des keramischen Formlings so begrenzt, dass er ungefähr 0,7 bis 0,8-mal so groß wie der Schraubendurchmesser der Extrusionsschraube ist.

Um den vorstehend erwähnten keramischen Formling zu extrudieren, muss das keramische Material über den gesamten Abschnitt des keramischen Formlings gleichmäßig verteilt sein. Schließlich muss ein Widerstandsrohr, dessen Durchmesser zu dem Formling hin sich verkleinert, zwischen der Auslassseite der Extrusionsschraube und dem Formwerkzeug vorgesehen sein. Das Widerstandsrohr kann die Gleichmäßigkeit des keramischen Materials auf Grund eines Reibungswiderstandes, der zwischen seiner Innenumfangswand und dem keramischen Material erzeugt wird, verbessern.

Um den für das Extrusionsformen bei der Extrusionsschraube erforderlichen Druck aufrecht zu erhalten, muss die Schraubenlänge gemäß dem Schraubendurchmesser zunehmen. Das heißt, um einen keramischen Formling mit einem großen Durchmesser herzustellen, ist eine lange Extrusionsschraube mit einem großen Durchmesser erforderlich. Dies ist der Grund, weshalb es schwierig ist, einen keramischen Formling mit einem großen Durchmesser unter Verwendung eines kleinen Extrusionsgerätes herzustellen.

Die vorliegende Erfindung soll die vorstehend erwähnten Probleme lösen und ein kleines Extrusionsgerät schaffen, bei dessen Anwendung ein keramischer Formling mit einem großen Durchmesser extrudiert werden kann.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Gerät zum Extrudieren eines keramischen Formlings mit einem Formwerkzeug zum Formen eines keramischen Formlings und einem Schraubenextruder, der eine Extrusionsschraube enthält, um ein keramisches Material zu kneten und zu dem Formwerkzeug zu führen, wobei die Extrusionsschraube folgendes hat: einen Druckschraubenteil, der mit einer ersten Führung eines eingängigen Gewindes oder eines mehrgängigen Gewindes in der Form einer Spiralrippe an der Außenumfangsfläche eines ersten Wellenkörpers versehen ist, und an ihrem vorderen Ende ein Diffusorschraubenteil, das koaxial zu dem ersten Wellenkörper ist und mit einer zweiten Führung eines eingängigen Gewindes oder eines mehrgängigen Gewindes in der Form einer Spiralrippe an der Außenumfangsfläche eines zweiten Wellenkörpers versehen ist, der sich einstückig mit dem ersten Wellenkörper dreht, wobei der Diffusorschraubenteil einen Schraubendurchmesser hat, der größer als derjenige des Druckschraubenteils ist.

Bei der vorliegenden Erfindung ist es von Bedeutung, dass der Schraubendurchmesser des Diffusorschraubenteils, das heißt ein Durchmesser einer Ortskurve der zweiten Führung des Diffusorschraubenteils bei einem drehenden Zustand größer als der Schraubendurchmesser des Druckschraubenteils ist und dass der Diffusorschraubenteil mit einem großen Durchmesser sich an dem vorderen Ende der Extrusionsschraube befindet.

Bei dem Extrusionsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein keramisches Material durch den Druckschraubenteil mit einem kleinen Durchmesser mit Druck beaufschlagt und es wird zu dem Formwerkzeug durch den Diffusorschraubenteil mit einem großen Durchmesser so geliefert, dass der keramische Formling mit einem großen Durchmesser extrudiert werden kann. Das heißt der Druckschraubenteil und der Diffusorschraubenteil spielen verschiedene Rollen bei dem Extrudiergerät.

Der Druckschraubenteil ist daran angepasst, dass das keramische Material mit Druck beaufschlagt, bis ein für das Extrusionsformen erforderlicher Druck erhalten wird. Der Diffusorschraubenteil, der an dem vorderen Ende der Extrusionsschraube vorgesehen ist, ist daran angepasst, dass er das keramische Material zu dem Formwerkzeug gleichförmig liefert.

Gemäß dem vorstehend erwähnten Extrudiergerät ist es lediglich erforderlich, dass der Druckschraubenteil das keramische Material mit Druck beaufschlagen kann, bis ein erwünschter Druck erhalten wird. Es ist nicht erforderlich, den Durchmesser des Druckschraubenteils gemäß dem Außendurchmesser des zu Extrudierenden keramischen Formlings zu vergrößern. Es ist außerdem nicht erforderlich, die Länge des Druckschraubenteils zu vergrößern, um einen Druckabfall des keramischen Materials auszugleichen, der durch eine Zunahme des Durchmessers des Druckschraubenteils verursacht wird.

Auf Grund des Diffusorschraubenteils kann das keramische Material zu dem Formwerkzeug gleichförmig geliefert werden, und ein keramischer Formling mit einer hohen Qualität kann extrudiert werden.

Wie dies vorstehend erwähnt ist, wird mit der Kombination aus dem Druckschraubenteil mit einem kleinen Durchmesser und dem Diffusorschraubenteil mit einem großen Durchmesser das keramische Material durch den Druckschraubenteil mit Druck beaufschlagt, und ein keramischer Formling mit einem großen Durchmesser kann durch Extrusion durch den Diffusorschraubenteil erhalten werden. Daher ist es selbst dann, wenn der keramische Formling mit einem großen Durchmesser ausgebildet wird, nicht erforderlich, den Durchmesser des Druckschraubenteils zu erhöhen oder die Länge des Druckschraubenteils gemäß der Zunahme des Durchmessers zu erhöhen.

Folglich kann die vorliegende Erfindung ein kleines Extrudiergerät schaffen, bei dem ein keramischer Formling mit einem großen Durchmesser extrudiert werden kann.

Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorstehend erwähnten Erfindung hat die Extrusionsschraube vorzugsweise zwischen dem Druckschraubenteil und dem Diffusorschraubenteil einen Ausbreitungsteil, der mit einer Ausbreitungsführung versehen ist, um das keramische Material von einer Innenumfangsseite zu einer Außenumfangsseite auszubreiten.

Bei diesem Aufbau kann der Ausbreitungsteil sicher das keramische Material, das von dem Druckschraubenteil zu der Innenumfangsseite des Ausbreitungsteils geliefert worden ist, zu der Außenumfangsseite des Ausbreitungsteils bewegen, in dem die Ausbreitungsführung an diesem vorgesehen ist.

Indem das keramische Material von der Innenumfangsseite zu der Außenumfangsseite sicher gedrückt wird, kann das keramische Material von dem Druckschraubenteil mit dem kleinen Durchmesser zu dem Diffusorschraubenteil mit dem großen Durchmesser gleichmäßig vorwärts bewegt werden.

Auf Grund der Ausbreitungsführung des Ausbreitungsteils kann der Übergangsabschnitt von dem Druckschraubenteil zu dem Diffusorschraubenteil kurz gestaltet werden, was zu einer Abnahme bei der Länge der Extrusionsschraube führt.

Vorzugsweise ist der Ausbreitungsteil mit einer Ausbreitungsführung versehen, die in fortlaufender Weise mit jedem Gewinde der zweiten Führung des Diffusorschraubenteils verbunden ist und spiralartig an einer Außenumfangsfläche eines Zwischenwellenkörpers ausgebildet ist, der zwischen dem ersten Wellenkörper und dem zweiten Wellenkörper vorgesehen ist und dessen Durchmesser größer als derjenige des ersten Wellenkörpers ist. Der Zwischenwellenkörper hat einen Durchmesser, der von seinem ersten Ende, das mit dem ersten Wellenkörper verbunden ist, zu seinem zweiten Ende, das mit dem zweiten Wellenkörper verbunden ist, allmählich zunimmt.

Auf Grund des synergetischen Effektes der Ausbreitungsführung des Ausbreitungsteils und der Außenumfangsfläche des Zwischenwellenkörpers, dessen Durchmesser allmählich zunimmt, kann das von der Druckschraube mit dem kleinen Durchmesser zu der Innenumfangsseite des Ausbreitungsteils gelieferte keramische Material zu seiner Außenumfangsseite bewegt werden.

Des Weiteren kann das keramische Material an der Außenumfangsseite des Ausbreitungsteils gleichmäßig zu dem Diffusorschraubenteil geliefert werden.

Insbesondere gibt es, da die Ausbreitungsführung des Ausbreitungsteils und die zweite Führung des Diffusorschraubenteils kontinuierlich miteinander verbunden sind, keine Möglichkeit dahingehend, dass das keramische Material zwischen ihnen verbleibt, und die Ausbreitungsführung und die zweite Führung können effektiv und einstückig ausgebildet werden, was zu einer hohen Produktivität der Extrusionsschrauben führt.

Außerdem ist bei dem Ausbreitungsteil die Ausbreitungsführung mit einem wesentlichen gleichmäßigen Form im Querschnitt in der axialen Richtung mit einem Ende von jedem Gewindegang der zweiten Führung an der Außenumfangsfläche des Zwischenwellenkörpers verbunden, der zwischen dem ersten Wellenkörper und dem zweiten Wellenkörper vorgesehen ist, dessen Durchmesser größer als derjenige des ersten Wellenkörpers ist.

Der Zwischenwellenkörper kann einen Durchmesser haben, der im Wesentlichen gleich demjenigen des ersten Wellenkörpers ist.

Bei diesem Aufbau kann das keramische Material an der Innenumfangsseite sicher zu der Außenumfangsseite durch die Ausbreitungsführung gedrückt werden, die an dem Ausbreitungsteil radial vorgesehen ist. Das keramische Material, das durch den Druckschraubenteil mit dem kleinen Durchmesser geliefert wird, kann zu dem Diffusorschraubenteil mit dem großen Durchmesser gleichmäßig geliefert werden.

Vorzugsweise ist die Extrusionsschraube in einem Schraubengehäuse untergebracht, das eine hohle Röhre mit einem kleinen Durchmesser mit im Wesentlichen kreisartigen Querschnitt zum Aufnehmen des Druckschraubenteils, eine Röhre mit großem Durchmesser mit im Wesentlichen kreisartigen Querschnitt, deren Durchmesser größer als derjenige der Röhre mit dem kleinen Durchmesser ist, zum Aufnehmen des Diffusorschraubenteils und des Ausbreitungsteils und eine Ausbreitungswandfläche hat, die eine Innenumfangsfläche der Röhre mit dem kleinen Durchmesser und eine Innenumfangsfläche der Röhre mit dem großen Durchmesser verbindet, und vorzugsweise dreht ein Führungsende der Ausbreitungsführung des Ausbreitungsteils, das sich an der Ausbreitungswandflächenseite befindet, während ein vorbestimmter Abstand von der Ausbreitungswandfläche in der radialen Richtung beibehalten wird.

Durch diesen Aufbau wird verhindert, dass das keramische Material um einen Einlass der Röhre mit dem großen Durchmesser herum und insbesondere in der Nähe der Ausbreitungswandfläche verbleibt, so dass der keramische Formling mit einer hohen Gleichmäßigkeit extrudiert werden kann. Außerdem können solche Schwierigkeiten, wie ein Einschneiden der Extrusionsschraube oder ein Verstopfen des Formwerkzeuges und dergleichen, die ansonsten durch die Rückströmung des verbleibenden keramischen Materials verursacht worden würden, vermieden werden.

Die Ausbreitungswandfläche ist vorzugsweise durch eine Ebene definiert, die im Wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung der Extrusionsschraube steht.

Durch diesen Aufbau kann das Extrudiergerät klein gestaltet werden, indem die Länge des Ausbreitungsteils in der axialen Richtung klein gestaltet wird.

Wenn die Ausbreitungswandfläche durch eine abgeschrägte Fläche definiert wird, durch die allmählich der Durchmesser erhöht wird, wird die Gesamtlänge der Extrusionsschraube erhöht, wobei jedoch das keramische Material gleichmäßiger in dem Ausbreitungsteil bewegt werden kann.

Außerdem ist vorzugsweise die Länge von dem hinteren Ende des Ausbreitungsteils zu dem vorderen Ende des Diffusorschraubenteils 0,7 bis 1,5-mal so lang wie der Schraubendurchmesser des Diffusorschraubenteils.

Durch diesen Aufbau kann der Abschnitt, der aus dem Diffusorschraubenteil und dem Ausbreitungsteil besteht, eine ausreichende Länge haben, was zu einem gleichmäßigen Extrudieren des keramischen Materials von dem Diffusorschraubenteil führt.

Wenn die Länge des Abschnittes, der aus dem Diffusorschraubenteil und dem Ausbreitungsteil besteht, in der axialen Richtung geringer als 0,7-mal so viel wie der Schraubendurchmesser des Diffusorschraubenteils ist, kann das Ausbreiten und das Diffundieren bzw. Vermischen des keramischen Materials nicht in ausreichender Weise durchgeführt werden und es kann sein, dass eine nicht gleichförmige Verteilung des keramischen Materials über den gesamten Abschnitt des keramischen Formlings erzielt wird.

Wenn die Länge des Abschnittes, der aus dem Diffusorschraubenteil und dem Ausbreitungsteil besteht, in der axialen Richtung größer als 1,5-mal so viel wie der Schraubendurchmesser des Diffusorschraubenteils ist, ist das Antriebsmoment des Abschnittes, der aus dem Diffusorschraubenteil und dem Ausbreitungsteil besteht, so groß, dass der Druckschraubenteil, der das Antriebsmoment überträgt, beschädigt wird.

Vorzugsweise ist die Länge des Ausbreitungsteils in der axialen Richtung 0,15 bis 0,5-mal so groß wie der Schraubendurchmesser des Diffusorschraubenteils.

Durch diesen Aufbau kann der Ausbreitungsteil eine geeignete Größe des Kanals vorsehen, durch den das keramische Material sich von der Innenumfangsseite der Außenumfangsseite gleichmäßiger bewegen kann.

Wenn die Länge des Ausbreitungsteils in der axialen Richtung kleiner als 0,15-mal so viel wie der Schraubendurchmesser des Diffusorschraubenteils ist, kann der Ausbreitungsteil nicht einen ausreichenden Durchtritt für das keramische Material vorsehen, und somit ist es möglich, dass das keramische Material sich nicht in ausreichender Weise durch diesen hindurch bewegen kann.

Wenn die Länge des Ausbreitungsteils in der axialen Richtung 0,5-mal den Schraubendurchmesser des Diffusorschraubenteils überschreitet, wird die Länge des Diffusorschraubenteils in der axialen Richtung dem gemäß verringert, so dass eine ausreichende Diffusion des keramischem Materials nicht an dem Diffusorschraubenteil durchgeführt wird.

Außerdem ist der Außendurchmesser des keramischen Formlings, der extrudiert werden kann, vorzugsweise 0,35 bis 0,8-mal so groß wie der Schraubendurchmesser des Diffusorschraubenteils.

Durch diesen Aufbau wird der Durchmesser geeignete Weise von dem Diffusorschraubenteil zu dem Formwerkzeug verringert, so dass das keramische Material gleichmäßig auf Grund des Reibungswiderstandes extrudiert werden kann, der durch die Durchmesserverringerung bewirkt wird.

Wenn der Außendurchmesser des keramischen Formlings kleiner als 0,35-mal so viel wie der Schraubendurchmesser des Diffusorschraubenteils ist, ist es möglich, dass auf die Vorteile, die erwartet werden, indem der Schraubendurchmesser des Diffusorschraubenteils größer als der Schraubendurchmesser des Druckschraubenteils gestaltet wird, verzichtet wird.

Wenn der Außendurchmesser des keramischen Formlings größer als 0,8-mal so viel wie der Schraubendurchmesser des Diffusorschraubenteils ist, ergibt sich eine Möglichkeit dahingehend, dass das keramische Material nicht zu dem Formwerkzeug mit hoher Gleichmäßigkeit geliefert wird.

Der Schraubendurchmesser des Diffusorschraubenteils ist vorzugsweise größer als der Schraubendurchmesser des Druckschraubenteils, jedoch geringer als 3,0-mal so groß wie der Schraubendurchmesser von diesem.

Durch diesen Aufbau kann das keramische Material in gleichmäßiger Weise von dem Druckschraubenteil von dem Diffusorschraubenteil nach vorn gebracht werden, und der keramische Formling mit dem großen Durchmesser kann extrudiert werden, ohne durch den Schraubendurchmesser des Druckschraubenteils begrenzt zu werden.

Wenn der Schraubendurchmesser des Diffusorschraubenteils nicht größer als der Schraubendurchmesser des Druckschraubenteils ist, kann es sein, dass der Effekt der vorliegenden Erfindung, dass der keramische Formling mit einem größeren Durchmesser, der durch den Schraubendurchmesser des Druckschraubenteils extrudiert werden kann, nicht erzielt wird.

Wenn der Schraubendurchmesser des Diffusorschraubenteils nicht geringer als 3,0-mal so groß wie der Schraubendurchmesser des Druckschraubenteils ist, steht zu befürchten, dass das Antriebsmoment zum Drehen des Diffusorschraubenteils außerordentlich groß ist, was somit zu einer an dem Druckschraubenteil ausgeübten übermäßigen Belastung führt.

Bei der Extrusionsschraube ist zumindest entweder das Diffusorschraubenteil, das Ausbreitungsteil, oder das Druckschraubenteil vorzugsweise aus einem Stück separat von den restlichen Bauteilen gestaltet.

Durch diesen Aufbau können die Extrusionsschrauben effektiv hergestellt werden. Außerdem kann, da jedes Teil der Extrusionsschraube austauschbar ist, die Anwendbarkeit und die Wartungseffizienz des Extrudiergerätes verbessert werden.

Ein Wellenlager mit einem wesentlichen kreisartigen Querschnitt ist vorzugsweise an der vorderen Endseite des Schraubendruckteils vorgesehen und ist mit dem Druckschraubenteil verbunden.

Durch diesen Aufbau kann die Extrusionsschraube, die an ihrem vorderen Ende mit dem Diffusorschraubenteil mit einem großen Durchmesser und dem Ausbreitungsteil versehen ist, in geeigneter Weise gestützt werden. Ruf Grund der durch das Wellenlager gestützten Extrusionsschraube ergeben sich keine Schwierigkeiten wie beispielsweise ein Dezentrieren und dergleichen, und die Haltbarkeit des Gerätes kann verbessert werden.

Die zweite Führung besteht vorzugsweise aus einer ungeraden Anzahl an Gewindegängen.

Die zweite Führung ist symmetrisch bei jedem Abschnitt des Diffusorschraubenteils in der axialen Richtung. Auf Grund des symmetrischen Aufbaus der zweiten Führung besteht keine oder eine geringfügige Gefahr dahingehend, dass eine Kraft in einer Richtung, die von der Achse des Diffusorschraubenteils abweicht, erzeugt wird. Folglich kann ein Auftreten eines derartigen Problems wie eine axiale Fehlausrichtung der Extrusionsschraube verhindert werden.

Der zweite Wellenkörper des Diffusorschraubenteils ist vorzugsweise zumindest an einem vorderen Ende in der axialen Richtung mit einem Teil mit verringertem Durchmesser versehen, dessen Durchmesser sich zu seinem vorderen Ende hin verkleinert.

Durch diesen Aufbau wird das keramische Material weiter gleichmäßig in der Nähe des vorderen Endes des Diffusorschraubenteils so bewegt, dass der keramische Formring noch gleichmäßiger extrudiert werden kann.

Vorzugsweise hat der keramische Formling eine Wabenstruktur.

Im Falle eines Wabenformlings muss das keramische Material mit einer außerordentlich hohen Gleichmäßigkeit zu dem Formwerkzeug geliefert werden. Wenn das durch die Extrusionsschraube gelieferte keramische Material nicht ausreichend gleichförmig ist, kann sich die Qualität des keramischen Formlings verschlechtern. Insbesondere die Maßbeziehung zwischen dem Schraubendurchmesser der Extrusionsschraube und dem Durchmesser des durch das Formwerkzeug extrudierten keramischen Formlings ist sehr begrenzt.

Dem gemäß kann eine Kombination aus dem Druckschraubenteil mit einem kleinen Durchmesser und dem Diffusorschraubenteil mit einem großen Durchmesser den Effekt der vorliegenden Erfindung dahingehend besonders verbessern, dass der keramische Formling mit einem großen Durchmesser in hoher Qualität extrudiert werden kann.

Das abgeschrägte Widerstandsrohr, dessen Innendurchmesser zu dem Formwerkzeug hin sich verringert, ist vorzugsweise zwischen dem Schraubenextruder und dem Formwerkzeug vorgesehen.

Durch diesen Aufbau kann das keramische Material, das von der Extrusionsschraube zu dem Formwerkzeug geliefert worden ist, in dem Widerstandsrohr noch gleichmäßiger gestaltet werden. Das heißt auf Grund des Reibungswiderstandes zwischen der abgeschrägten Innenumfangsfläche des Widerstandsrohrs und dem keramischen Material und auf Grund der Innenreibung der keramischen Materialien gemäß der Abnahme der Kanalfläche etc, kann die Gleichmäßigkeit verbessert werden.

Daher kann durch das mit dem Widerstandsrohr versehene Extrudiergerät ein keramischer Formling mit einer außerordentlich hohen Qualität extrudiert werden. Insbesondere wenn der keramische Formling eine Wabenstruktur hat, kann das keramische Material gleichmäßig in jedem Abschnitt des keramischen Formlings verteilt werden, und es besteht keine Gefahr an einem Verziehen zwischen den Teilungen, die eine Wabe definieren.

Die vorliegende Erfindung ist aus der nachstehend dargelegten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele zusammen mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich.
1 zeigt eine Schnittansicht eines Extrusionsgerätes gemäß Ausführungsbeispiel 1.
2 zeigt eine Schnittansicht eines Schraubenextruders gemäß Ausführungsbeispiel 1.
3 zeigt eine Seitenansicht einer Extrusionsschraube gemäß Ausführungsbeispiel 1.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Wabenformlings gemäß Ausführungsbeispiel 1.
5 zeigt eine Schnittansicht eines anderen Schraubenextruders gemäß Ausführungsbeispiel 1.
6 zeigt eine Schnittansicht eines Schraubenextruders gemäß Ausführungsbeispiel 2.
7 zeigt eine Seitenansicht einer Extrusionsschraube gemäß Ausführungsbeispiel 2.
8 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 7 gezeigten Extrusionsschraube gemäß Ausführungsbeispiel 2.
9 zeigt eine Schnittansicht einer Extrusionsschraube gemäß Ausführungsbeispiel 3.
Nachstehend ist Ausführungsbeispiel 1 zunächst erläutert. Das Extrusionsgerät gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 1-3 erläutert.
Wie dies in 1 gezeigt ist, hat das Extrusionsgerät 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels das Formwerkzeug 7 zum Ausbilden des keramischen Formlings 8 und den Schraubenextruder 4, der die Extrusionsschraube 2 enthält, um das keramische Material 80 zu kneten und zu dem Formwerkzeug 7 zu führen.
Die Extrusionsschraube 2 ist mit einem Druckschraubenteil 21 und an seinem vorderen Ende mit einem Diffusorschraubenteil oder Vermischungsschraubenteil 24 versehen.
Wie dies in 3 gezeigt ist, ist der Druckschraubenteil 21 mit einer ersten Führung 215 eines einzelnen Gewindeganges oder eines Gewindeganges eines mehrgängigen Gewindes in der Form einer Spiralrippe an einer Außenumfangsfläche des ersten Wellenkörpers 211 vorgesehen.
Der Diffusorschraubenteil 24 befindet sich koaxial zu dem ersten Wellenkörper 211 und ist mit der zweiten Führung 245 von zwei Gewindegängen (zweigängiges Gewinde) in der Form einer Spiralrippe an einer Außenumfangsfläche des zweiten Wellenkörpers 241 versehen, der sich einstückig mit dem ersten Wellenkörper dreht.
Das Diffusorschraubenteil 24 hat einen Schraubendurchmesser, der größer als derjenige des Druckschraubenteil 21 ist.
Nachstehend sind die Einzelheiten erläutert.
Der bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel extrudierte keramische Formling 8 gemäß 4 hat eine Wabenstruktur und wird als katalytischer Träger bei einer Abgasreinigungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug verwendet.
Die Wabenstruktur ist ein im Wesentlichen zylindrischer keramischer Formling, der eine große Anzahl an Zellen 88 aufweist, die durch Keramikteilungswände 81 getrennt sind. Genauer gesagt hat der keramische Formling 8 von diesem Ausführungsbeispiel einen Durchmesser von 250 mm und besteht aus dünnen Teilungswänden oder Trennwänden 31 in einer Größe von 75 μm, um den Abgasströmungswiderstand als eine Wabenstruktur zu verringern, während eine hohe Reinigungseffizienz beibehalten wird.
Das Extrusionsgerät 1, das den keramischen Formling 8 des vorliegenden Ausführungsbeispiels extrudiert, hat gemäß 1 zwei Schraubenextruder 3 und 4. Das keramische Material 80, das zu dem oberen Schraubenextruder 3 geliefert wird, kann durch den oberen Schraubenextruder 3 geknetet und zu den unteren Schraubenextrudern 4 durch einen Filter 31 bewegt werden.
Das Extrusionsgerät 1 kann einen Einzelschraubenextruder oder mehr als zwei Schraubenextruder haben.
Wie dies in 2 gezeigt ist, ist das Extrusionsgerät 1 an dem unteren Abschnitt mit einem Formwerkzeug 7 zum Formen des keramischen Materials 80, dem Schraubenextruder 4 zum Liefern des keramischen Materials 80 zu dem Formwerkzeug 7, einer Filtervorrichtung 5 zum Filtern des keramischen Materials 80 und dem Widerstandsrohr 6 zum Verbessern der Gleichförmigkeit des keramischen Materials 80 versehen.
Wie dies in 2 gezeigt ist, ist das Formwerkzeug 7 daran angepasst, dass zu diesem gelieferte keramische Material 80 zu einem keramischen Formling 8 zu formen. Das Widerstandsrohr 6 mit einem hohlen Durchgangsabschnitt mit einem im Wesentlichen kreisartigen Querschnitt und einem Innendurchmesser, der sich allmählich von der Seite des Schraubenextruders 4 zu der Seite des Formwerkzeuges 7 verkleinert, ist zwischen dem Formwerkzeug 7 und dem Schraubenextruder 4 vorgesehen. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel betragen die Innendurchmesser des Widerstandsrohres 6 an der Seite des Schraubenextruders 4 und an der Seite des Formwerkzeugs 7 jeweils 402 mm beziehungsweise 265 mm.
Wie dies in 2 gezeigt ist, weist die Filtervorrichtung 5 ein Filternetz 50 und ein Stützelement 55 zum Stützen des Filternetzes 50 auf. Das Stützelement 55 ist aus Metall hergestellt und ist mit einer großen Anzahl an Durchgangslöchern 550 versehen, durch die das keramische Material 80 tritt. Das Filternetz 50 ist aus strangartigen dünnen Drähten aus rostfreiem Stahl hergestellt.
Was den Schraubenextruder 4 anbelangt, so ist gemäß 2 die Extrusionsschraube 2 in dem Schraubengehäuse 40 untergebracht, das einen hohlen Durchgangsteil im Wesentlichen in der Form eines mit einem Absatz versehenen Zylinder hat, der eine Röhre 41 mit einem kleinen Durchmesser und einen Röhre 42 mit einem großen Durchmesser aufweist.
Wie dies in 3 gezeigt ist, hat die Extrusionsschraube 2 den Druckschraubenteil 21, dessen Schraubendurchmesser D2 200 mm beträgt und der in der Röhre 41 mit dem kleinen Durchmesser untergebracht ist, und den Diffusorschraubenteil, dessen Schraubendurchmesser D24 400 mm beträgt und der in der Röhre 42 mit dem großen Durchmesser untergebracht ist und an dem vorderen Ende der Extrusionsschraube 2 vorgesehen ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Länge L24 des Diffusorschraubenteils 24 in der axialen Richtung 270 mm.
Die Extrusionsschraube 2 des vorliegenden Ausführungsbeispiels, die in 3 gezeigt ist, hat zwischen dem Druckschraubenteil 21 und dem Diffusorschraubenteil 24 den Ausbreitungsteil 23, der mit der Ausbreitungsführung 235 zum Ausbreiten des keramischen Materials 80 von der Seite des Innenumfangs zu der Seite des Außenumfangs versehen ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der Ausbreitungsteil 23 eine Länge L23 von 80 mm in der axialen Richtung und einen Schraubendurchmesser, der im Wesentlichen gleich demjenigen des Diffusorschraubendurchmessers 24 ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Länge L25 des Abschnittes, der den Ausbreitungsteil oder Ausbreitungsteil 23 und den Diffusorschraubenteil 24 aufweist, in der axialen Richtung 350 mm.
Bei dem Druckschraubenteil 21 ist, wie dies in 3 gezeigt ist, die erste Führung 215 eines eingängigen Gewindes spiralartig an der Außenumfangsfläche des ersten Wellenkörpers 211 vorgesehen, der eine sich drehende Welle mit einem Durchmesser von 170 mm ist. Bei dem Druckschraubenteil 21 wird das keramische Material 80 mit Druck beaufschlagt und zu dem Formwerkzeug 7 durch die erste Führung 215 vorwärts gebracht.
Wie dies in 2 gezeigt ist, ist der erste Wellenkörper 211 an seinem Ende an der Seite des Formwerkzeuges 7 mit dem Wellenlager 22 mit einem im Wesentlichen kreisartigen Querschnitt versehen. Die Extrusionsschraube 2 ist durch einen Wellenlagerzapfen 45, der nachstehend erörtert ist, gestützt, der an dem Außenumfangs des Wellenlagers 22 vorgesehen ist.
Bei dem Diffusorschraubenteil 24 ist, wie dies in 3 gezeigt ist, die zweite Führung 245 des zweigängigen Gewindes spiralartig in der axialen Richtung an der Außenumfangsfläche des zweiten Wellenkörpers 241 vorgesehen, der koaxial zu dem ersten Wellenkörper 211 angeordnet ist. Der Diffusorschraubenteil 24 knetet und vermischt das keramische Material 80 unter Verwendung der zweiten Führung 245, so dass das keramische Material 80 gleichförmig zu dem Formwerkzeug 7 geliefert werden kann.
Wie dies in 3 gezeigt ist, ist der zweite Wellenkörper 241 des Diffusorschraubenteils 24 an seinem Ende, das sich an der Seite des Druckschraubenteils 21 befindet, mit einem Verbindungsende 240 mit einem Durchmesser von 350 mm versehen, das größer als der erste Wellenkörper 211 des Druckschraubenteils 21 ist. Der zweite Wellenkörper 241 ist an seinem vorderen Ende mit einem Teil 243 mit sich verringerndem Durchmesser, dessen gedachte Verlängerung an einem Punkt 249 ohne Querschnittsfläche endet, benachbart zu dem Formwerkzeug vorgesehen.
Wie dies in 3 gezeigt ist, besteht der zweite Wellenkörper 241 aus einem zylindrischen Teil 242 mit einem im Wesentlichen gleichmäßigem Durchmesser, der sich zu dem Verbindungsende 240 erstreckt, und einem Teil 243 mit sich verringernden Durchmesser, der eine abgeschrägte Außenumfangsfläche hat, dessen gedachte Verlängerung an dem Punkt 249 endet. Der Diffusorschraubenteil 24 führt das keramische Material entlang des abgeschrägten Außenumfangs des Teils 243 mit sich verringerndem Durchmesser so zu, dass das keramische Material gleichmäßig extrudiert werden kann.
Bei dem Ausbreitungsteil 23, ist, wie dies in 3 gezeigt ist, die Ausbreitungsführung 235, die in kontinuierlicher Weise mit jedem Gewindegang der zweiten Führung 245 des Diffusorschraubenteils 224 verbunden ist, spiralartig an der Außenumfangsfläche des Zwischenwellenkörpers 231 vorgesehen, der sich einstückig mit dem ersten Wellenkörper 211 des Druckformenteils 21 dreht.
Bei der Ausbreitungsführung 235 dreht sich, wie das in den 32 gezeigt ist, das Führungsende 233, das sich an der Seite des Druckschraubenteils 21 befindet, entlang der Ausbreitungswandfläche 43 eines Schraubengehäuses 40, das nachstehend beschrieben ist.
Wie dies in 3 gezeigt ist, sind beide Enden des Zwischenwellenkörpers 231 des Ausbreitungsteils 23 mit dem ersten Wellenkörper 211 und dem Verbindungsende 240 des zweiten Wellenkörpers mit einem Durchmesser, der größer als bei dem ersten Wellenkörper ist, verbunden.
Das erste Ende 230, das mit dem ersten Wellenkörper 211 verbunden ist, hat einen Durchmesser, der im Wesentlichen gleich wie bei dem ersten Wellenkörper 211 ist. Das zweite Ende 239, das mit dem zweiten Wellenkörper 241 des Diffusorschraubenteils 24 verbunden ist, hat einen Durchmesser, der im Wesentlichen gleich wie bei dem Verbindungsende 240 des zweiten Wellenkörpers 241 ist.
Das heißt, gemäß 3 hat der Zwischenwellenkörper 231 die abgeschrägte Außenumfangsfläche, deren Durchmesser von dem ersten Ende 230 zu dem zweiten Ende 239 hin zunimmt.
Durch diesen Aufbau kann der Ausbreitungsteil 23, dessen Durchmesser von dem Druckschraubenteil 21 zu dem Diffusorschraubenteil 24 hin zunimmt, das keramische Material gleichmäßig bewegen, während selbiges radial und nach außen ausgebreitet wird, wobei dies auf Grund des synergetischen Effektes der Ausbreitungsführung 235 und der abgeschrägten Außenumfangsfläche des Zwischenwellenkörpers 231 geschieht.
Wie dies in 2 gezeigt ist, weist das Schraubengehäuse 40 die Röhre 41 mit einem kleinen Durchmesser, die einen Innendurchmesser von 102 mm hat und in der das Druckschraubenteil 21 untergebracht ist, und die Röhre 42 mit dem großen Durchmesser auf, die im Wesentlichen die Form eines Zylinders mit einem Innendurchmesser 402 mm hat und in der das Diffusorschraubenteil 24 und das Ausbreitungsteil 23 untergebracht sind. Eine Innenumfangsfläche der Röhre 41 mit dem kleinen Durchmesser ist mit der Röhre 42 mit dem großen Durchmesser durch die Ausbreitungswandfläche 43 im Wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung verbunden.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, dreht sich das Führungsende 233 der Ausbreitungsführung 235 entlang der Ausbreitungswandfläche 43 (siehe die 2 und 3). Bei diesem Ausführungsbeispiel sind das Führungsende 233 und die Ausbreitungswandfläche 43 voneinander bei einem Abstand von ungefähr einem Meter beabstandet.
Wie dies in 2 gezeigt ist, ist die Röhre 41 mit dem kleinen Durchmesser an ihrem Ende nahe zu der Röhre 42 mit dem großen Durchmesser mit Lagerwellenzapfen 45 für ein Stützen eines Wellenlagers 22 der Extrusionsschraube 2, das nachstehend beschrieben ist, versehen. Die Wellenlagerzapfen 45 befinden sich an der Innenumfangsfläche der Röhre 41 mit dem Durchmesser bei einem Winkelabstand von 60° in der Umfangsrichtung. Die Wellenlagerzapfen 45 ragen in der radialen Richtung vor, wobei die vorderen Enden von der Außenumfangsfläche des Wellenlagers 22, das nachstehend beschrieben ist, bei einem vorbestimmten Abstand beabstandet sind.
Nachstehend ist ein Ausbilden des keramischen Formlings 8 bei dem in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebauten Extrudiergerät 1 erörtert.
Wenn der keramische Formling 8 bei dem Extrudiergerät 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels extrudiert wird, wie dies in 1 gezeigt ist, wird das keramische Material 80, das durch den oberen Schraubenextruder 3 geknetet worden ist, zu dem stromaufwärtigen Seite des unteren Schraubenextruders 4 geliefert. Das keramische Material 80 wird durch die erste Führung 215 des Druckschraubenteils 21 mit Druck beaufschlagt und zu dem Ausbreitungsteil 23 bewegt.
Wie dies in den 2 und 3 gezeigt ist, bewegt der Ausbreitungsteil 23 das keramische Material 80 durch die Ausbreitungsführung 235 weiter nach vorn und drückt selbiges entlang der abgeschrägten Außenumfangsfläche des Zwischenwellenkörpers 231 zu der Seite des Außenumfangs. Somit kann der Ausbreitungsteil 23 das keramische Material 80, das von dem Druckschraubenteil 21 zu der Annenumfangsseite des Ausbreitungsteils oder Ausbreitungsteils 23 geliefert worden ist, zu der Außenumfangsseite des Ausbreitungsteils 23 bewegen. Des Weiteren kann das keramische Material 80 an der Außenumfangsseite des Ausbreitungsteils 23 zu dem Diffusorschraubenteil 24 geliefert werden.
Das Führungsende 233 derAusbreitungsführung 235, das an der Seite des Druckschraubenteils 21 angeordnet ist, dreht sich entlang der Ausbreitungswandfläche 43 des Schraubengehäuses 40, wie dies in 2 gezeigt ist. Somit kann bei dem Ausbreitungsteil 23 das keramische Material 8 gleichmäßig zu dem Diffusorschraubenteil 23 geliefert werden.
Das Diffusorschraubenteil 24 knetet und vermischt das keramische Material 80 derart, dass seine Gleichmäßigkeit verbessert werden kann. Wie dies in 2 gezeigt ist, kann durch den Abschnitt 243 mit kleiner werdenden Durchmesser mit der Seite des Formwerkzeuges 7 von dem zweiten Wellenkörper 241 das keramische Material 80 zu der Filtervorrichtung 50 gedrückt werden, während seine Gleichmäßigkeit beibehalten wird. In der Filtervorrichtung 5 kann das keramische Material 80 gefiltert werden, in dem bei ihr ein eingemischter Fremdstoff und dergleichen entfernt wird.
Das gefilterte keramische Material 80 wird danach in das Widerstandsrohr 6 eingeleitet. In dem Widerstandsrohr 6 kann auf Grund des Reibungswiderstandes zwischen seiner Innenumfangsfläche und dem keramischen Material 80 und auf Grund des Strömungswiderstandes des keramischen Materials 80, der durch die Abnahme der Querschnittsfläche des Kanals bewirkt wird, die Gleichmäßigkeit und Gleichförmigkeit des keramischen Materials 80 weiter erhöht werden.
In dem Formwerkzeug 7 kann das zu diesem gelieferte außerordentlich gleichförmige keramische Material 80 zu dem keramischen Formling 8 mit einem Durchmesser von 250 mm und einer Wabenstruktur extrudiert werden, bei dem dünne Teilungswände 81 in der Form einer Wabe vorgesehen sind. Siehe 4.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, kann bei dem Extrudiergerät 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels der keramische Formling 8 mit einem Durchmesser von 250 mm, der größer als der Schraubendurchmesser des Druckschraubenteils 21 ist, durch Extrusion erhalten werden.
Wenn der keramische Formling 8 mit einem Durchmesser von 250 mm gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hergestellt wird, ist es daher weder erforderlich, dass der Schraubendurchmesser des Druckschraubenteils 21 größer als der Durchmesser des keramischen Formlings 8 gestaltet wird noch dass die Länge des Druckschraubenteils 21 gemäß der Zunahme des Durchmessers des Druckschraubenteils 21 zunimmt.
Folglich kann bei dem Extrusionsgerät 1 der keramische Formling 8 mit einem großen Durchmesser durch ein kleines Gerät extrudiert werden, das keine Durchmesserzunahme und keine Zunahme der Gesamtlänge des Druckschraubenteils 21 erforderlich macht.
Das keramische Material 80, das zu dem Formwerkzeug 7 geliefert worden ist, wird durch das Ausbreitungsteil 23 und das Diffusorschraubenteil 24 gänzlich geknetet und vermischt, um seinen Gleichförmigkeit zu verbessern. Daher hat der extrudierte keramische Formling 8 eine hohe Gleichförmigkeit und eine hohe Qualität. Selbst wenn die Wabenteilungswand 81 dünn ist, das heißt 75 μm beträgt, besteht eine geringfügige Wahrscheinlichkeit dahingehend, dass Verformung an auf Grund einer Diffusions und dergleichen auftreten.
Bei dem Schraubengehäuse 40 kann die Ausbreitungswandfläche 43, die durch einen Absatz zwischen der Röhre 41 mit dem kleinen Durchmesser und der Röhre 42 mit dem großen Durchmesser definiert ist, eine abgeschrägte Fläche sein, wie dies in 5 gezeigt ist, und das Führungsende 230 des Ausbreitungsteils 23 kann sich entlang der Ausbreitungswandfläche 43 erstrecken.
Durch diesen Aufbau können der Winkel R1, der zwischen der Ausbreitungswandfläche 43 und der Innenumfangsfläche der Röhre 41 mit dem kleinen Durchmesser definiert ist, und der Winkel R2, der zwischen der Ausbreitungswandfläche 43 und der Innenumfangsfläche der Röhre 42 mit dem großen Durchmesser definiert ist, stumpf sein. Das keramische Material kann gleichmäßiger an der Ecke in dem Inneren des Schraubengehäuses 40 bewegt werden, obwohl die Gesamtlänge des Ausbreitungsteils 23 in nachteilhafter Weise zunimmt.
Nachstehend ist ein zweites Ausführungsbeispiel erläutert. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Form des Ausbreitungsteils bei dem Extrudiergerät von Anspruch 1 abgewandelt.
Bei dem Ausbreitungsteil 33 des vorliegenden Ausführungsbeispiels, das in den 6 bis 8 gezeigt ist, ist die Ausbreitungsführung 335 an der Außenumfangsfläche des Zwischenwellenkörpers 331 vorgesehen, der sich einstückig mit dem ersten Wellenkörper 211 des Druckschraubenteils 21 dreht. Die Ausbreitungsführung 335 ist mit einem Ende von jedem Gewinde der zweiten Führung 245 des Diffusorschraubenteils 24 verbunden und hat eine im Wesentlichen gleichmäßige Form im Querschnitt in der axialen Richtung.
Das erste Ende 330 des Zwischenwellenkörpers 331, das an der Seite des ersten Wellenkörpers 211 angeordnet ist, hat einen Durchmesser, der im Wesentlichen gleich wie bei dem ersten Wellenkörper 211 ist. Das zweite Ende 339, das an der Seite des zweiten Wellenkörpers 241 angeordnet ist, hat einen Durchmesser, der im Wesentlichen dem hinteren Ende des zweiten Wellenkörpers 241 gleich ist.
Das heißt, wie dies in den 7 und 8 gezeigt ist, die Ausbreitungsführung 335 hat eine Querschnittsform, die im Wesentlichen derjenigen der Endfläche der zweiten Führung 245 an dem Verbindungsende 240 des Diffusorschraubenteils 24 identisch ist und erstreckt sich in der axialen Richtung. Somit erstrecken sich die Extrusionsflächen 336 der Ausbreitungsführung 335 im Wesentlichen parallel zu der axialen Richtung.
Um das keramische Material 80 von der Innenumfangsseite zu der Außenumfangsseite an dem Ausbreitungsteil 33 zu bewegen, ist die Extrusionsfläche 336 der Ausbreitungsführung 335 so gekrümmt, dass der nahe zu der Innenumfangsseite befindliche Abschnitt sich in der Drehrrichtung vorn befindet (die Phase eilt vor), und der nahe zu der Außenumfangsseite befindliche Abschnitt ist der Drehrichtung hinten angeordnet (die Phase eilt nach), wie dies in 8 gezeigt ist.
Die Ausbreitungsführung 335 des Ausbreitungsteils 33 kann sicher das keramische Material 80 entlang der Extrusionsfläche 336 von der Innenumfangsfläche zu der Außenumfangsfläche nach außen drängen und kann sicher selbiges zu dem Diffusorschraubenteil 34 mit einem großen Durchmesser liefern.
Der restliche Aufbau, Betrieb und die weiteren Effekte des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind die gleichen wie bei dem Ausführungsbeispiel 1.
Schließlich ist ein Ausführungsbeispiel 3 erörtert. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Aufbau der Extrusionsschraube bei dem Extrusionsgerät von Ausführungsbeispiel 1 abgewandelt.
Anders als bei der einstückig geformten Extrusionsschraube bei Ausführungsbeispiel 1 besteht die Extrusionsschraube 2 von diesem Ausführungsbeispiel aus drei separaten Stücken.
Das heißt wie dies in 9 gezeigt ist, weist die Extrusionsschraube 2 des vorliegenden Ausführungsbeispiels einen Druckschraubenteil 21, einen Schraubenteil 25 mit zunehmenden Durchmesser, das einen Ausbreitungsteil 22 und einen Diffusorschraubenteil 24 aufweist, und eine Verbindung 220, die das Wellenlager 22 bildet, auf.
Der Druckschraubenteil 21 und der Schraubenteil 25 mit dem zunehmenden Durchmesser sind an ihren einander gegenüberstehenden Enden 219 und 230 mit Vertiefungen 218 und 254 im Wesentlichen in der Form eines Zylinders versehen, die sich von den Endflächen der axialen Richtung erstrecken. Des Weiteren sind Keilnuten 217 und 257, in denen Keile 221 sitzen, an den Innenumfangsflächen der Vertiefungen 214 und 254 in der axialen Richtung vorgesehen.
Die Verbindung 220 hat an ihren entgegengesetzten Enden Einführabschnitte 228 und 229, deren Durchmesser kleiner als derjenige des ersten Wellenkörpers 211 ist, und zwischen den Einführabschnitten 228 und 229 das Wellenlager 22 mit einem Durchmesser, der im Wesentlichen gleich dem ersten Wellenkörper 211 ist. Das Wellenlager 22 hat eine glatte Außenumfangsfläche mit einem im Wesentlichen kreisartigen Querschnitt, um als ein Wellenlager der Extrusionsschraube 2 zu dienen. Axiale Keilnuten 222, in denen Keile 221 sitzen, sind an den Außenumfangsflächen der Einführabschnitte 228 und 229 vorgesehen.
Der Druckschraubenteil 21 und die Verbindung 220 sind miteinander durch den Keil 221 verbunden, indem der Einführabschnitt 228 der Verbindung 220 in die Vertiefung 214 des Druckschraubenteils 21 eingeführt wird. Außerdem sind der Schraubenteil 25 mit dem zunehmenden Durchmesser und die Verbindung 220 miteinander über den Keil 221 verbunden, indem der Einführabschnitt 229 der Verbindung 220 in der Vertiefung 254 des Schraubenteils 25 mit dem zunehmenden Durchmesser eingeführt wird.
Der Druckschraubenteil 221 und der Schraubenteil 25 mit dem zunehmenden Durchmesser sind an der Verbindung 220 durch einen Bolzen und einer Einstellschraube (nicht gezeigt) gesichert, um zu verhindern, dass die Einführabschnitte 228 und 229 außer Eingriff gelangen.
Bei dem Extrusionsgerät 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist die Extrusionsschraube 2 separate Elemente auf, das heißt den Druckschraubenteil 21, die Verbindung 220 und die Schraube 25 mit dem zunehmenden Durchmesser.
Wenn bei diesem Aufbau eine Schwierigkeit bei einem der Elemente der Extrusionsschraube 2 auftritt, braucht lediglich das fehlerhafte Element in effizienter Weise ersetzt werden, ohne dass die gesamte Extrusionsschraube 2 ausgetauscht werden muss.
Wenn der Schraubenteil 25 mit dem zunehmenden Durchmesser gewechselt wird, können die keramischen Formlinge 8 mit verschiedenen Spezifikationen beispielsweise mit verschiedenen Durchmessern extrudiert werden, ohne dass das Extrudiergerät abgewandelt wird.
Der Aufbau, der Betrieb und der Effekt des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind gleich wie bei dem Ausführungsbeispiel 1.
Der Aufbau des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann bei der Extrusionsschraube des Ausführungsbeispiel 2 angewendet werden.
Obwohl das vorliegende Ausführungsbeispiel in beispielartiger Weise auf eine Extrusionsschraube einer Art mit einem Aufbau aus drei Stücken angewendet ist, kann die vorliegende Erfindung auch auf eine Art des Aufbaus aus zwei Stücken oder aus vier Stücken angewendet werden.
Während die vorliegende Erfindung an Hand von spezifischen Beispielen vorstehend beschrieben ist, die zum Zwecke der Veranschaulichung gewählt wurden, sollte offensichtlich sein, dass durch Fachleute verschiedene Abwandlungen ausgeführt werden können, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Das Extrusionsgerät hat das Formwerkzeug zum Ausbilden des keramischen Formlings und den Schraubenextruder, der die Extrusionsschraube zum Kneten und Führen des keramischen Materials zu dem Formwerkzeug enthält. Die Extrusionsschraube besteht aus dem Druckschraubenteil und dem Diffusorschraubenteil. Der Diffusorschraubenteil, der an dem vorderen Ende der Extrusionsschraube vorgesehen ist, hat einen Durchmesser, der größer als der Durchmesser des Druckschraubenteils ist.

Claims

Gerät zum Extrudieren eines keramischen Formlings mit einem Formwerkzeug zum Formen eines keramischen Formlings und einem Schraubenextruder, der eine Extrusionsschraube enthält, um ein keramisches Material zu kneten und zu dem Formwerkzeug zu führen, wobei die Extrusionsschraube folgendes hat: einen Druckschraubenteil, der mit einer ersten Führung eines eingängigen Gewindes oder eines mehrgängigen Gewindes in der Form einer Spiralrippe an der Außenumfangsfläche eines ersten Wellenkörpers versehen ist, und an ihrem vorderen Ende ein Diffusorschraubenteil, das koaxial zu dem ersten Wellenkörper ist und mit einer zweiten Führung eines eingängigen Gewindes oder eines mehrgängigen Gewindes in der Form einer Spiralrippe an der Außenumfangsfläche eines zweiten Wellenkörpers versehen ist, der sich einstückig mit dem ersten Wellenkörper dreht, wobei der Diffusorschraubenteil einen Schraubendurchmesser hat, der größer als derjenige des Druckschraubenteils ist.
Gerät zum Extrudieren eines keramischen Formlings gemäß Anspruch 1, wobei die Extrusionsschraube zwischen dem Druckschraubenteil und dem Diffusorschraubenteil einen Ausbreitungsteil hat, der mit einer Ausbreitungsführung versehen ist, um das keramische Material von einer Innenumfangsseite zu einer Außenumfangsseite auszubreiten.
Gerät zum Extrudieren eines keramischen Formlings gemäß Anspruch 2, wobei der Ausbreitungsteil mit einer Ausbreitungsführung versehen ist, die in fortlaufender Weise mit jedem Gewinde der zweiten Führung des Diffusorschraubenteils verbunden ist und spiralartig an einer Außenumfangsfläche eines Zwischenwellenkörpers ausgebildet ist, der zwischen dem ersten Wellenkörper und dem zweiten Wellenkörper vorgesehen ist und dessen Durchmesser größer als derjenige des ersten Wellenkörpers ist, wobei der Zwischenwellenkörper einen Durchmesser hat, der von seinem ersten Ende, das mit dem ersten Wellenkörper verbunden ist, zu seinem zweiten Ende, das mit dem zweiten Wellenkörper verbunden ist, allmählich zunimmt.
Gerät zum Extrudieren des keramischen Formlings gemäß Anspruch 2, wobei der Ausbreitungsteil mit der Ausbreitungsführung einer im Wesentlichen gleichmäßigen Form und Querschnitt in der axialen Richtung versehen ist, die an einem Ende von jedem Gewinde der zweiten Führung an einer Außenumfangsfläche eines Zwischenwellenkörpers verbunden ist, der zwischen dem ersten Wellenkörper und dem zweiten Wellenkörper vorgesehen ist und dessen Durchmesser größer als derjenige des ersten Wellenkörpers ist, wobei der Zwischenwellenkörper einen Durchmesser hat, der im Wesentlichen gleich demjenigen des ersten Wellenkörpers ist.
Gerät zum Extrudieren eines keramischen Formlings gemäß Anspruch 2, wobei die Extrusionsschraube in einem Schraubengehäuse untergebracht ist, das eine hohle Röhre mit einem kleinen Durchmesser mit im Wesentlichen kreisartigen Querschnitt zum Aufnehmen des Druckschraubenteils, eine Röhre mit großem Durchmesser mit im Wesentlichen kreisartigen Querschnitt, deren Durchmesser größer als derjenige der Röhre mit dem kleinen Durchmesser ist, zum Aufnehmen des Diffusorschraubenteils und des Ausbreitungsteils und eine Ausbreitungswandfläche hat, die eine Innenumfangsfläche der Röhre mit dem kleinen Durchmesser und eine Innenumfangsfläche der Röhre mit dem großen Durchmesser verbindet, und wobei ein Führungsende der Ausbreitungsführung des Ausbreitungsteils, das sich an der Ausbreitungswandflächenseite befindet, dreht, während ein vorbestimmter Abstand von der Ausbreitungswandfläche in der radialen Richtung beibehalten wird.
Gerät zum Extrudieren eines keramischen Formlings gemäß Anspruch 5, wobei die Ausbreitungswandfläche durch eine Ebene definiert ist, die im Wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung der Extrusionsschraube steht.
Gerät zum Extrudieren eines keramischen Formlings gemäß Anspruch 2, wobei die Länge von einem hinteren Ende des Ausbreitungsteils zu einem vorderen Ende des Diffusorschraubenteils 0,7 bis 1,5 mal so lang wie der Schraubendurchmesser des Diffusorschraubenteils ist.
Gerät zum Extrudieren eines keramischen Formlings gemäß Anspruch 2, wobei die Länge des Ausbreitungsteils in der axialen Richtung 0,15 bis 0,5- mal so lang wie der Schraubendurchmesser des Diffusorschraubenteils ist.
Gerät zum Extrudieren eines keramischen Formlings gemäß Anspruch 2, wobei der Außendurchmesser des extrudierten keramischen Formlings 0,35 bis 0,8 mal so groß wie der Schraubendurchmesser der Diffusorschraube ist.
Gerät zum Extrudieren eines keramischen Formlings gemäß Anspruch 2, wobei der Schraubendurchmesser der Diffusorschraube größer als der Schraubendurchmesser des Druckschraubenteils ist, aber geringer als 3,0-mal so viel wie dessen Durchmesser ist.
Gerät zum Extrudieren eines keramischen Formlings gemäß Anspruch 2, wobei zumindest entweder der Diffusorschraubenteil, der Ausbreitungsteil oder der Druckschraubenteil der Extrusionsschraube aus einem Stück separat von den restlichen Teilen gestaltet ist.
Gerät zum Extrudieren eines keramischen Formlings gemäß Anspruch 1, wobei der Druckschraubenteil an seiner vorderen Endseite mit einem Wellenlager mit einem im Wesentlichen kreisartigen Querschnitt versehen ist, das mit dem Druckschraubenteil verbunden ist.
Gerät zum Extrudieren eines keramischen Formlings gemäß Anspruch 1, wobei die zweite Führung aus einer geraden Anzahl an Gewinden besteht.
Gerät zum Extrudieren eines keramischen Formlings gemäß Anspruch 1, wobei der zweite Wellenkörper des Diffusorschraubenteils zumindest an seinem vorderen Ende in der axialen Richtung einen Teil mit kleiner werdendem Durchmesser hat, dessen Durchmesser sich zu seinem vorderen Ende hin verringert.
Gerät zum Extrudieren eines keramischen Formlings gemäß Anspruch 1, wobei der keramische Formling eine Wabenstruktur hat.
Gerät zum Extrudieren eines keramischen Formlings gemäß Anspruch 1, wobei ein abgeschrägtes Widerstandsrohr, dessen Innendurchmesser zu dem Formwerkzeug hin kleiner wird, zwischen dem Schraubenextruder und dem Formwerkzeug vorgesehen ist.