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Die Erfindung befasst sich mit einer
Transportanlage für
durch Strangpressen erzielte Keramikformteile.
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Stand der Technik bei den Verfahren
zum Strangpressen von Keramikformteilen ist ein horizontaler Strangpressvorgang.
Bei diesem Vorgang ist am vorderen Ende eines in Horizontalrichtung
(Seitenrichtung) angeordneten Extruders eine Form vorgesehen und
wird in den Extruder kontinuierlich ein Keramikmaterial eingeführt und
als ein durchgängiges
stabförmiges
Keramikformteil aus der Form stranggepresst. Dieses durchgängige stabförmige Keramikformteil
wird in Stücke
vorbestimmter Länge geschnitten,
um Keramikblöcke
zu erzielen. Die Keramikblöcke
werden dann verschiedenen Vorgängen wie
einem Trocknungsvorgang oder einem Kalzinierungsvorgang unterzogen,
so dass sich ein oder mehr fertige Keramikformteile ergeben.
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Dabei ist das stabförmige Keramikformteil unmittelbar
nach dem Strangpressen sehr weich und schwach und leicht verformbar.
Um ein fertiges Keramikformteil guter Qualität zu erzielen, muss das stabförmige Keramikformteil
unmittelbar nach dem Strangpressen, ohne verformt zu werden, gehalten und
transportiert werden.
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Als eine Transportanlage für das stranggepresste
stabförmige
Keramikformteil ist eine Vorrichtung bekannt, bei der sich neben
der Form eines Extruders eine Schiene mit vertieftem Querschnitt
befindet und bei der während
des Transports vom Innenumfang der Schiene Luft auf das stabförmige Keramikformteil
ausgestoßen
wird, um es schwebend oberhalb des Innenumfangs der Schiene zu halten. Diese
Transportanlage erlaubt es, das kontinuierlich aus der Form stranggepresste
stabförmige Keramikformteil
sofort auf der neben der Form angeordneten Schiene zu platzieren.
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Allerdings gibt es bei der oben beschriebenen
herkömmlichen
Transportanlage das folgende Problem. Und zwar besteht das Risiko,
dass sich das stabförmige
Keramikformteil, das unmittelbar nach dem Strangpressen weich und
schwach ist, durch den Luftstrom selbst verformt, der von dem Innenumfang
der Schiene ausgestoßen
wird.
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So sind insbesondere bei einem Keramikformteil
mit Wabenaufbau, wie es in letzter Zeit als Katalysatorträger einer
Abgasreinigung für
Kraftfahrzeuge eingesetzt wird, die den Wabenaufbau bildenden Zellenwände beziehungsweise
die Haut auf seinem Außenumfang
dünn, damit
sich ein hohes Reinigungsvermögen
realisieren lässt.
Deswegen ist das stabförmige
Keramikformteil, das zur Herstellung des fertigen Keramikformteils
verwendet wird, äußerst weich
und schwach und dafür
anfällig,
durch den von dem Innenumfang der Schiene ausgestoßenen Luftstrom
verformt zu werden.
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Andererseits könnte auch ein Transportsystem
Anwendung finden, bei dem sich das stabförmige Keramikformteil während des
Transports auf einer Unterlage befindet. In diesem Fall würden die
einzelnen Unterlagen auch dazu verwendet werden, den Keramikblock
zu halten, der danach geschnitten wird. Da das stabförmige Keramikformteil über eine Länge stranggepresst
wird, die größer als
die Axiallänge
der Unterlage ist, wird diese Länge
des Keramikformteils in regelmäßiger Folge
auf der Unterlage platziert, die sich dann synchron mit der Strangpressgeschwindigkeit
vorwärts
bewegt.
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Allerdings kann bei dieser Transportanlage keine
neue Unterlage eingesetzt werden, bis sich zwischen der Form und
der vorherigen Unterlage, auf der sich das stabförmige Keramikformteil befindet, eine
Lücke gebildet
hat, die länger
als die Unterlage ist.
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Das stabförmige Keramikformteil, das
soeben aus der Form stranggepresst worden ist, sich aber noch nicht
auf der Unterlage befindet, hängt
daher aufgrund seines Eigengewichts zwischen der Form und der vorherigen
Unterlage durch. Wenn das aus der Form stranggepresste stabförmige Keramikformteil
erneut auf der Unterlage platziert wird, ist es daher nicht parallel
zur Platzierungsfläche
der Unterlage. Das stabförmige
Keramikformteil kommt also ausschließlich an dem in Transportrichtung
gesehen vorderen Ende der Unterlage mit der Platzierungsfläche der
Unterlage in Berührung.
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Das Gewicht des Abschnitts des stabförmigen Keramikformteils,
der aus der Form stranggepresst worden, aber noch nicht auf der
Unterlage platziert ist, befindet sich also auf dem Punkt der Unterlage,
der das stabförmige
Keramikformteil berührt. Ist
dieses Gewicht groß,
besteht die Gefahr, dass es in dem stabförmigen Keramikformteil zu einer
Verformung kommt.
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Wenn es in diesem Zusammenhang möglich wäre, die
Unterlage bereits zuvor direkt unterhalb der Extrusionsschraube
zu lagern und die Unterlage synchron mit dem aus der Form stranggepressten
stabförmigen
Keramikformteil vorwärts
zu bewegen, würde
das oben genannte Problem erst gar nicht auftreten. Allerdings bietet
ein herkömmlicher
Extruder keinen Raum, um die Unterlage unterhalb der Extrusionsschraube
zu lagern, so dass diese Maßnahme nicht
praxisgerecht ist.
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Angesichts dessen liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, eine Transportanlage für ein stabförmiges stranggepresstes Keramikformteil
zur Verfügung
zu stellen, bei der es zu keiner Verformung des Formteils kommt.
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Die Erfindung besteht in einer Transportanlage
zum Führen
eines stabförmigen
Keramikformteils, das kontinuierlich aus einer Form stranggepresst wird
und von der Form ausgeht, aber noch nicht geschnitten ist, zu einer
Schneidevorrichtung, um das stabförmige Keramikformteil in Keramikblöcke mit
jeweils vorbestimmter Länge
zu schneiden, wobei die Transportanlage Unterlagen aufweist, die
jeweils eine Platzierungsfläche
haben, um, während
sie den Außenumfang
des stabförmigen
Keramikformteils berührt,
das stabförmige
Keramikformteil zu platzieren, und wobei die Platzierungsfläche der
Unterlage eine Axiallänge
hat, die weniger als halb so groß wie die Axiallänge des
von der Schneidevorrichtung zu schneidenden Keramikblocks ist, und
wobei der als Keramikblock abzuschneidende Abschnitt des stabförmigen Keramikformteils
von zwei oder mehr der Unterlagen gehalten und transportiert wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Transportanlage ist
also die Axiallänge
der Unterlage weniger als halb so groß wie die Axiallänge des
Keramikblocks und wird der als Keramikblock abzuschneidende Abschnitt
des stabförmigen
Keramikformteils von zwei oder mehr der Unterlagen gehalten. Das
stabförmige Keramikformteil
wird daher den Unterlagen entsprechend in regelmäßiger Folge mit einer Axiallänge auf den
Unterlagen platziert, die kürzer
als die Axiallänge des
Keramikblocks ist. Und zwar wird das stabförmige Keramikformteil immer
dann, wenn die Axiallänge des
soeben aus der Form stranggepressten stabförmigen Keramikformteils die
Axiallänge
der Unterlage übertrifft,
die weniger als halb so groß wie
die Axiallänge
des Keramikblocks ist, in regelmäßiger Folge auf
der Unterlage platziert.
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Mit der erneuten Platzierung des
stranggepressten stabförmigen
Keramikformteils auf der Unterlage lässt sich demnach die aus der
Form stranggepresste Länge
verkürzen
und das Gewicht dieses Abschnitts verringern. Wenn das stabförmige Keramikformteil
also gerade auf der Unterlage platziert wird, wird die zwischen
der Unterlage und dem stabförmigen
Keramikformteil wirkende Kraft verringert.
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Durch die erfindungsgemäße Transportanlage
lässt sich
daher verhindern, dass sich das stabförmige Keramikformteil, während es
noch etwas durchhängt,
aufgrund eines zu starken Berührungsdrucks zwischen
der Platzierungsfläche
der Unterlage und dem Außenumfang
des aus der Form stranggepressten verformt.
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Dabei lässt sich die Höhe des Berührungsdrucks
zwischen dem von der Form ausgehenden und etwas durchhängenden
stabförmigen
Keramikformteil und der Unterlage erfindungsgemäß über die Axiallänge der
Unterlage einstellen.
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Die Axiallänge der Unterlage wird also
vorzugsweise so eingestellt, dass es zu keiner Verformung des stabförmigen Keramikformteils
durch einen zu hohen Berührungsdruck
kommt. Je weicher und schwächer
das stabförmige
Keramikformteil ist, um so mehr kann die Axiallänge der Unterlage verkürzt werden,
um eine Verformung des stabförmigen Keramikformteils
zu vermeiden.
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Bei der oben geschilderten Ausgestaltung der
Erfindung sollten sich aus dem Keramikblock vorzugsweise zwei oder
mehr fertige Keramikformteile gewinnen lassen.
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In diesem Fall hätte der Keramikblock eine größere Axiallänge. Wenn
der als Keramikblock abzuschneidende Abschnitt des stabförmigen Keramikformteils
auf nur einer Unterlage platziert würde, könnte keine neue Unterlage eingesetzt
werden, solange zwischen der Form und der vorherigen Unterlage kein
längerer
Abstand gewährleistet
wäre.
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Demnach wäre das Gewicht des von der Form
ausgehenden, aber noch nicht auf der Unterlage platzierten Abschnitts
des stabförmigen
Keramikformteils größer und
würde sich
also, wenn dieser Abschnitt auf der Unterlage platziert würde, der
Berührungsdruck
zwischen der Unterlage und dem stabförmigen Keramikformteil verstärken. Daher
würde auch
die Gefahr steigen, dass sich das stabförmige Keramikformteil beim
Platzieren auf der Unterlage verformt.
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Wenn also zwei oder mehr fertige
Keramikformteile von dem einen Keramikblock abgeschnitten werden,
ist die erfindungsgemäße Wirkung
besonders ausgeprägt,
die durch das Platzieren des Keramikblocks auf mehreren Unterlagen
erzielt wird.
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Abgesehen davon sollte die Unterlage,
auf der das stabförmige
Keramikformteil platziert wird, vorzugsweise so ausgeführt sein,
dass sie sich in Strangpressrichtung mit einer Geschwindigkeit vorwärts bewegt,
die im Großen
und Ganzen gleich der Strangpressgeschwindigkeit des stabförmigen Keramikformteils
ist.
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In diesem Fall tritt zwischen dem
stabförmigen
Keramikformteil und der Unterlage kein Reibungswiderstand auf, so
dass während
des Transports des stabförmigen
Keramikformteils auf der Unterlage die Gefahr sinkt, dass es in
ihm zu einer Verformung kommt.
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Außerdem sollte der abzuschneidende
Abschnitt vorzugsweise von der gleichen Anzahl Unterlagen wie die
von dem Keramikblock abgeschnittenen fertigen Formteile gehalten
werden.
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In diesem Fall kann eine ganze Reihe
von Vorgängen,
angefangen vom Trocknen und Kalzinieren bis zum Abschneiden des
fertigen Keramikformteils, durchgeführt werden, während das
stabförmige Keramikformteil
auf den Unterlagen verbleibt.
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Dabei kann der Abschnitt des stabförmigen Keramikformteils,
von dem schließlich
ein einzelnes fertiges Keramikformteil abgeschnitten wird, von mehreren
Unterlagen gehalten werden. In diesem Fall lässt sich das Abschneiden des
fertigen Keramikformteils durchführen,
während
das stabförmige
Keramikformteil auf den Unterlagen platziert ist, und lässt sich
noch sicherer verhindern, dass sich das aus der Form stranggepresste
stabförmige
Keramikformteil verformt, wenn es auf einer neuen Unterlage platziert
wird.
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Zumindest die Platzierungsfläche der
Unterlage sollte vorzugsweise aus einem Material geringer Elastizität gebildet
sein, das sich leicht in Übereinstimmung
mit der Kontur des stabförmigen
Keramikformteils verformt, wenn es letzteres berührt.
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Das Material geringer Elastizität ist ein
Material, das die Kontur des weichen und schwachen Keramikformteils
aufrechterhalten kann. Wenn die Platzierungsfläche aus dem Material geringer
Elastizität gebildet
ist, kann sich die Platzierungsfläche in Übereinstimmung mit dem Außenumfang
des stabförmigen
Keramikformteils verformen. Entsprechend lässt sich die Berührungsfläche der
Platzierungsfläche
mit dem stabförmigen
Keramikformteil erhöhen
und der Berührungsdruck
zwischen diesen verringern. Dadurch wird weiter die Gefahr verringert,
das sich das auf der Unterlage platzierte stabförmigen Keramikformteil verformt.
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Das Material geringer Elastizität sollte
vorzugsweise ein aus der Gruppe Urethan, Melamin, Teflon und Silikon
gewählter
Schaumstoff sein.
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In diesem Fall lässt sich die die angesprochene
Platzierungsfläche
aufweisende Unterlage aufgrund der hervorragenden Formbarkeit des
Urethan-, Melamin-, Teflon- oder Silikonschaumstoffs mit hoher Effizienz
anfertigen.
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Wenn die Platzierungsfläche aus
einem der oben genannten Schaumstoffe gebildet ist, wird außerdem nicht
die Verdunstung der Feuchtigkeit vom Außenumfang des Keramikblocks
nach außen
gestört.
Daher kann der Keramikblock bzw. das stabförmige Keramikformteil getrocknet
werden, während er/es
auf den Unterlagen platziert ist.
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Die Platzierungsfläche sollte
entlang der zur Axialrichtung senkrechten Ebene vorzugsweise einen
Querschnitt haben, der mit dem Querschnitt des stabförmigen Keramikformteils
entlang der zur Axialrichtung senkrechten Ebene übereinstimmt.
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Da die Berührungsfläche der Platzierungsfläche in diesem
Fall mit dem Außenumfang
des stabförmigen
Keramikformteils zunimmt, ist der Berührungsdruck pro Flächeneinheit
geringer. Daher kann die Gefahr, dass sich das auf der Unterlage
platzierte stabförmige
Keramikformteil während
des Transports verformt, weiter verringert werden.
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Das Keramikformteil sollte vorzugsweise
aus einem Wabenaufbau bestehen, dessen Zellen so geformt sind, dass
die Zellenwände
wabenförmig
angeordnet sind.
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In diesem Fall besteht eine hohe
Wahrscheinlichkeit dafür,
dass die wabenförmig
angeordneten Zellenwände
gedehnt werden und sich das Keramikformteil verformt. Die Erfindung
ist daher besonders wirksam.
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Die Transportanlage hat vorzugsweise
eine Drehwalze und ein Band, das sich durch die Drehwalze vorwärts bewegen
lässt,
wobei die Unterlage mit einer Transportfläche des zum Transport des stabförmigen Keramikformteils
dienenden Bands verbunden ist.
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In diesem Fall lässt sich das aus der Form stranggepresste
stabförmige
Keramikformteil durch die eine verhältnismäßig einfachen Aufbau aufweisende
Transportanlage in regelmäßiger Folge
der Unterlage zuführen
und darauf platzieren. Und zwar werden mit der Vorwärtsbewegung
des Bands die mit der Transportfläche des Bands verbundenen Unterlagen
in regelmäßiger Folge
zugeführt,
um das stabförmige
Keramikformteil abzustützen.
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Die Erfindung wird nun genauer anhand
von bevorzugten Ausführungsbeispielen
der Erfindung erläutert,
wobei auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen wird. Es zeigen:
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1 eine
Darstellung einer Transportanlage für Keramikformteile gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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2 in
Schnittansicht einen Extruder im ersten Ausführungsbeispiel;
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3 die
Transportanlage des ersten Ausführungsbeispiels
in Seitenansicht;
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4 die
Transportanlage des ersten Ausführungsbeispiels
in Draufsicht;
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5 in
Vorderansicht eine Unterlage im ersten Ausführungsbeispiel;
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6 eine
Darstellung zur Erläuterung
einer Schneidevorrichtung im ersten Ausführungsbeispiel;
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7 in
Perspektivansicht ein Keramikformteil im ersten Ausführungsbeispiel;
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8 eine
Darstellung zur Erläuterung
einer Transportanlage gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel;
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9 eine
Darstellung zur Erläuterung,
wie in einem Vergleichsbeispiel ein stabförmiges Keramikformteil auf
einer Unterlage mit geringer Axiallänge platziert wird;
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10 eine
Darstellung zur Erläuterung,
wie in dem Vergleichsbeispiel ein stabförmiges Keramikformteil auf
einer Unterlage mit großer
Axiallänge platziert
wird;
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11 in
Schnittansicht einen Wabenaufbau im Innern eines Keramikblocks,
der aus dem stabförmigen
Keramikformteil geschnitten wurde, das auf der Unterlage mit geringer
Axiallänge
platziert wurde; und
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12 in
Schnittansicht einen Wabenaufbau im Innern eines Keramikblocks,
der aus dem stabförmigen
Keramikformteil geschnitten wurde, das auf der Unterlage mit großer Axiallänge platziert
wurde.
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Unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 wird nun ein erstes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Transportanlage
für Keramikformteile
beschrieben.
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Wie in 1 gezeigt
ist, betrifft dieses Ausführungsbeispiel
eine Transportanlage 10, die dazu dient, ein ungeschnittenes
stabförmiges
Keramikformteil 82, das kontinuierlich aus einer Form 22 stranggepresst
wird und von der Form 22 ausgeht, zu einer Schneidevorrichtung 30 zu
führen,
in der das stabförmige
Keramikformteil 82 zu Keramikblöcken 84 geschnitten
wird.
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Die Transportanlage 10 hat
eine Vielzahl von Unterlagen 110, die jeweils mit einer
Platzierungsfläche
versehen sind, die mit dem Außenumfang
des stabförmigen
Keramikformteils 82 in Berührung gebracht wird, um dieses
darauf zu platzieren. Die Platzierungsfläche jeder Unterlage 110 hat
eine Länge, die
weniger als halb so groß wie
die Axiallänge
des Keramikblocks 84 ist, der in der Schneidevorrichtung 30 aus
dem stabförmigen
Keramikformteil 82 ausgeschnitten wird.
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Es wird dafür Sorge getragen, dass der
jeweilige Abschnitt in dem stabförmigen
Keramikformteil 82, der zu dem Keramikblock 84 geschnitten
wird, von zwei oder mehr Unterlagen 110 gestützt und transportiert
wird.
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Es folgt nun eine genauere Erläuterung.
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Das fertige stranggepresste Keramikformteil 8 hat
in diesem Ausführungsbeispiel
einen wie in 7 gezeigten
Wabenaufbau, der er als Katalysatorträger einer Abgasreinigung für Kraftfahrzeuge eingesetzt
wird.
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Das Keramikformteil 8 mit
dem Wabenaufbau hat eine Anzahl Zellen 88, die durch keramische Trennwände 81 getrennt
und im Großen
und Ganzen zylinderförmig
sind.
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Und zwar hat das in 7 gezeigte Keramikformteil 8 in
diesem Ausführungsbeispiel
eine Zylinderform mit 110 mm Durchmesser, wobei die Trennwände 81 eine
Wanddicke von nur 75 μm
aufweisen, um den durch das wabenförmige Formteil verursachten
Widerstand gegenüber
der Abgasströmung
zu begrenzen. Die Axiallänge
des Keramikformteils 8 beträgt 200 mm.
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Wie in 1 gezeigt
ist, umfasst in diesem Ausführungsbeispiel
die Anlage 1 zur Herstellung des Keramikformteils 8 eine
Strangpressvorrichtung 20 zum Strangpressen des stabförmigen Keramikformteils 82 mit
Wabenaufbau, eine Transportanlage 10 zum Transportieren
des stabförmigen
Keramikformteils 82, eine Schneidevorrichtung 30 zum Schneiden
des antransportierten stabförmigen
Keramikformteils 82 in Keramikblöcke 84 und eine Trockenvorrichtung 40 zum
Trocknen der Keramikblöcke 84.
Die Anlage 1 enthält
außerdem
eine (nicht dargestellte) Kalzinierungsvorrichtung zum Kalzinieren
der getrockneten Keramikblöcke 84 und
eine (nicht dargestellte) Abschneidevorrichtung zum Abschneiden des fertigen
Keramikformteils.
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Wie in 2 gezeigt
ist, befinden sich in einem unteren Teil der Strangpressvorrichtung 20 eine Form 22 zum
Strangpressen von Keramikmaterial 80, ein Schraubenextruder 24 zur
Zufuhr des Keramikmaterials 80 zur Form 22 und
ein Filter 25 zum Filtern des Keramikmaterials 80 am Ausgang
des Schraubenextruders 25.
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Wie in 2 gezeigt
ist, wird die Form 22 dazu verwendet, das von dem Schraubenextruder 24 zugeführte Keramikmaterial 80 in
die Form des stabförmigen
Keramikformteils 82 zu bringen. Zwischen der Form 22 und
dem Schraubenextruder 24 befindet sich ein Widerstandsrohr 26 mit
einem Hohlraum im Großen
und Ganzen kreisförmigen
Querschnitts und einem allmählich
vom Schraubenextruder 24 zur Form 22 hin abnehmenden
Innendurchmesser.
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Wie in 2 gezeigt
ist, besteht der Filter 25 aus einem Filternetz 250 und
einem zu dessen Abstützung
dienenden Träger 255.
Der Träger 255 ist ein
aus Metall bestehendes Bauteil und hat eine Anzahl Durchgangslöcher, durch
die das Keramikmaterial 80 hindurchgehen kann. Das Filternetz 250 wird durch
Verknüpfen
eines dünnen
Edelstahldrahts hergestellt, um so eine Vielzahl kleiner Maschen
zu bilden.
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Wie in 2 gezeigt
ist, befindet sich in dem Schraubenextruder 24 in einem
Hohlraum des Schraubengehäuses 242 eine
Extrusionsschraube 245.
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Die Extrusionsschraube 245 weist
am Außenumfang
einer drehbaren Schraubenwelle ein einzelnes spiralförmiges Druckbeaufschlagungsgewinde
auf. Das Druckbeaufschlagungsgewinde ist so ausgelegt, dass es das Keramikmaterial 80 zur
Form 22 hin bewegt, während
es dieses presst und knetet.
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Wie in 2 gezeigt
ist, weist das Schraubengehäuse 242 einen
hohlzylinderförmigen
Raum auf, der die Extrusionsschraube 245 aufnimmt. An dem
in Strangpressrichtung liegenden Ende des Schraubengehäuses 242 sind
an den hohlzylinderförmigen
Raum der Filter 25, das Widerstandsrohr 26 und
die Form 22 angekoppelt.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt
ist, enthält die
Transportanlage 10 Unterlagen 110, auf denen das
stabförmige
Keramikformteil 82 platziert wird, eine Transportvorrichtung 120,
um die Unterlagen 110 in Strangpressrichtung vorwärts zu bewegen, eine
Rückholschiene 140,
um leere Unterlagen vom vorherigen Vorgang zurückzuholen, und einen Aufzug 160,
um die zurückgeholten
Unterlagen 110 zur Transportvorrichtung 120 zurückzuführen.
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Wie in 5 gezeigt
ist, hat die Unterlage 110 einen vertieften Querschnitt,
der mit dem Außenumfang
des stabförmigen
Keramikformteils 82 bzw. des Keramikblocks 84 abgestimmt
ist. Die Unterlage 110 besteht aus einem Material geringer
Elastizität, etwa
einem Schwamm aus Polyurethanharz. In diesem Ausführungsbeispiel
beträgt
die Axiallänge
der Unterlage 110 160 mm.
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Das schwammförmige Material wird deswegen
verwendet, damit in der später
beschriebenen Trockenvorrichtung 40 die Abfuhr der in dem
Keramikblock 84 enthaltenen Feuchtigkeit nicht gestört wird.
Darüber
hinaus ist der Grund, warum die Querschnittsform der Unterlage 110 mit
dem Außenumfang
des stabförmigen
Keramikformteils 82 bzw. des Keramikblocks 84 übereinstimmt,
der, dass die Berührungsfläche mit
dem stabförmigen
Keramikformteil 82 bzw. Keramikblock 84 zunimmt
und dadurch der Anstieg des Berührungsdrucks
begrenzt wird, so dass die Verformung des stabförmigen Keramikformteils 82 bzw,
des Keramikblocks 84 vermieden werden kann.
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Die Unterlage 110 kann auch
aus einem anderen Material als das oben genannte Material bestehen,
solange der Temperaturanstieg bei Mikrowellenerhitzung geringer
als die des Keramikblocks 84 selbst ist. Genauer gesagt
ist es günstig,
wenn die Unterlage 110 aus einem Material besteht, das
gegenüber
Mikrowellen einen geringeren Verlustfaktor (Produkt aus Dielektrizitätszahl und
Tangens Delta) als das Keramikmaterial 80 hat. Da während der
Mikrowellenerhitzung der Temperaturanstieg bei einem geringeren
Verlustfaktor stärker
unterdrückt
wird, lässt
sich die Unterlage 110 auf einer geringeren Temperatur
als der Keramikblock 84 halten.
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In diesem Ausführungsbeispiel können auch andere
Harze als das Polyurethanharz verwendet werden, etwa Melaminharz,
Teflon®,
Mikaharz, Aluminiumoxidharz, Polyethylenharz oder Silikonharz.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt
ist, ist die angesprochene Transportvorrichtung 120 in
Strangpressrichtung im Großen
und Ganzen parallel zur Form 22 der Strangpressvorrichtung 20 angeordnet, wobei
sich zwischen dem einen Ende der Transportvorrichtung und der Form 22 der
Strangpressvorrichtung 20 eine Lücke vorbestimmter Länge befindet. Bei
diesem Ausführungsbeispiel
befindet sich die Achse des stabförmigen Keramikformteils 82,
wenn es auf der Transportvorrichtung 120 auf den Unterlagen 110 platziert
ist, in Vertikalrichtung auf einer geringeren Höhe als die Achse der Form 22.
Das liegt daran, dass das stabförmige
Keramikformteil 82, wenn es noch nicht auf der Unterlage 110 platziert wurde,
normalerweise aufgrund seines Eigengewichts (wie in 3 durch G gezeigt) am Ausgang der Form 22 durchhängt.
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Wie in 1 gezeigt
ist, befinden sich an dem anderen Ende der Transportvorrichtung 120 die später beschriebene
Schneidevorrichtung 30 und die Trockenvorrichtung 40.
Darüber
hinaus ist das in Transportrichtung vordere Ende der Transportvorrichtung 120 mit
der später
beschriebenen Rückholschiene 140 gekoppelt,
so dass die leeren Unterlagen 110 der Rückholschiene 140 zugeführt werden.
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Wie in 3 gezeigt
ist, weist die Transportvorrichtung 120 ein schleifenförmiges Endlosband 122,
das die Unterlagen 110 trägt, zwei innerhalb des Endlosbands 122 an
seinen axial entgegengesetzten Enden angeordnete Drehwalzen 125 und
eine Vielzahl von Ausgleichswalzen 127 auf, um das Band
horizontal zu halten.
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Wie in 3 gezeigt
ist, hat die Drehwalze 125 eine Antriebswelle, die im Großen und
Ganzen senkrecht zur Strangpressrichtung des stabförmigen Keramikformteils 82 verläuft und
mit einem nicht gezeigten Motor gekoppelt ist. Die Drehwalze 125 ist
so ausgelegt, dass sie das Drehmoment des Motors auf das Band 122 überträgt. Das
Band 122 ist so ausgelegt, dass eine Transportfläche 123,
die zum Platzieren und Transportieren des stabförmigen Keramikformteils 82 dient,
in Strangpressrichtung vorwärts bewegt
wird.
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Statt dem in diesem Ausführungsbeispiel verwendeten
Transportband 122 kann auch eine Rollenbahn verwendet werden,
deren Platzierungsfläche
von einer Vielzahl in Transportrichtung zueinander parallel angeordneter drehbarer
Rollen gebildet wird.
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Zwischen der Form 22 der
Strangpressvorrichtung 20 und der Transportvorrichtung 120 befindet
sich ein Aufzug 160, um der Transportvorrichtung 120,
wie in 3 gezeigt ist,
die zurückgeholten
leeren Unterlagen 110 zuzuführen. Der Aufzug 160 enthält einen
Hebeabschnitt 162, der sich schräg und im Großen und
Ganzen senkrecht zur Transportrichtung bewegen lässt, und eine Säule 164,
um den Hebeabschnitt 162 anzuheben und abzusenken.
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Wie in 3 gezeigt
ist, weist der Hebeabschnitt 162 Drehwalzen 165 auf,
die im Großen
und Ganzen parallel zu den Drehwalzen 125 der Transportvorrichtung 120 sind
und die von einem nicht gezeigten Motor angetrieben werden. Um die
Drehwalzen 165 ist ein schleifenförmiges Endlosband 167 gewickelt,
das so ausgelegt ist, dass es sich durch das Drehmoment der Drehwalzen 165 bewegt.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt
ist, stellt die Rückholschiene 140 eine
Schiene zum Zurückholen der
leeren Unterlagen 110 dar, die von der Transportvorrichtung 120 transportiert
wurden und deren Ende erreicht haben. Die in der Trockenvorrichtung 40 getrockneten
und verfestigten Keramikblöcke 84 werden
also von den Unterlagen 110 genommen, um in die Kalzinierungsvorrichtung
und die Abschneidevorrichtung eingeführt zu werden, während die
Rückholschiene 140 die
von der Transportvorrichtung 120 zugeführten leeren Unterlagen 110 zurückholt und
sie dem Aufzug 160 zuführt.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt
ist, entspricht die Rückholschiene 140 einer
Rollenbahn mit einer Vielzahl von drehbaren Rollen 145,
die jeweils eine horizontale Drehachse haben und senkrecht zu der Richtung
zwischen dem Ende der Transportvorrichtung 120 und dem
Aufzugs 160 angeordnet sind. Diese Rückholschiene 140 ist
so ausgelegt, dass sie ein Gefälle
bildet, das von dem Ende der Transportvorrichtung 120 zu
einem unteren Abschnitts des Aufzugs 160 verläuft, so
dass die Unterlagen 110 von dem Ende der Transportvorrichtung 120 aus
durch die Drehung der drehbaren Rollen 145 und die Schwerkraft
dem Aufzug 160 zugeführt
werden. An dem am Aufzug 160 gelegenen Ende der Rückholschiene 140 ist
ein Anschlag 146 vorgesehen, um die Unterlagen 110 aufzuhalten.
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Wie in 6 gezeigt
ist, weist die Schneidevorrichtung 30 einen Schneidedraht 33 und
eine (nicht gezeigte) Einrichtung auf, die den Schneidedraht 33 in
Strangpressrichtung des stabförmigen Keramikformteils 82 bewegen
kann. Das von der Transportvorrichtung 120 transportierte
stabförmige Keramikformteil 82 wird
durch die Schneidevorrichtung 30 in die Keramikblöcke 84 geschnitten,
die jeweils eine vorbestimmte Axiallänge haben.
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Wie in 6 gezeigt
ist, wird der Schneidedraht 33 nicht nur in Horizontalrichtung,
sondern auch im Großen
und Ganzen senkrecht zur Axialrichtung des stabförmigen Keramikformteils 82 unter Spannung
gehalten. Der Schneidedraht 33 sinkt in Vertikalrichtung
herab, während
er in Drahtrichtung wiederholt eine Hin- und Herbewegung vollzieht,
um das stabförmige
Keramikformteil 82 zu schneiden.
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Wie in 3 gezeigt
ist, ist die Bewegungseinrichtung so ausgelegt, dass sie den Schneidedraht 33 synchron
zur Transportgeschwindigkeit der Transportvorrichtung 120 in
Transportrichtung des stabförmigen
Keramikformteils 82 bewegt. Außerdem ist die Bewegungseinrichtung
so ausgelegt, dass sie den Schneidedraht 33 nach Abschluss des Schneidevorgangs
zur Ausgangsposition zurückführt.
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Wie in 1 gezeigt
ist, enthält
die Trockenvorrichtung 40 eine Röhre 410, die die Transportvorrichtung 120 überdeckt,
und einen Mikrowellengenerator 420, um in das Innere der
Röhre 410 Mikrowellen
abzustrahlen.
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Das von der Transportvorrichtung 120 transportierte
stabförmige
Keramikformteil 82 wird von den Mikrowellen bestrahlt,
damit es geeignet getrocknet wird.
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Die nicht gezeigte Kalzinierungsvorrichtung ist
so ausgelegt, dass sie das getrocknete stabförmige Keramikformteil 82 kalziniert.
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Die nicht gezeigte Abschneidevorrichtung enthält ein Einspannfutter,
um den kalzinierten Keramikblock 84 zu fixieren, und einen
Schneidedraht, der im Großen
und Ganzen senkrecht zur Axialrichtung des eingespannten Keramikblocks 84 läuft. Der Schneidedraht
schneidet also den Keramikblock 84, um das fertige Keramikformteil
zu erzielen.
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Als nächstes wird ein Verfahren zur
Herstellung des Keramikformteils 8 beschrieben, das die oben
beschriebene Anlage 1 verwendet.
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Wenn das stabförmige Keramikformteil 82 in diesem
Ausführungsbeispiel
von der Strangpressvorrichtung 20 stranggepresst wird,
wird, wie in 2 gezeigt
ist, das in dem oberen Schraubenextruder 23 geknetete Keramikmaterial 80 in
das stromaufwärtige
Ende des unteren Schraubenextruders 24 eingeleitet. Das
von der Extrusionsschraube 245 unter Druck gesetzte Keramikmaterial 80 bewegt
sich zur Form 22 hin.
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Wie in 3 gezeigt
ist, steigt gleichzeitig mit der Ankunft des vorderen Endes des
durch die Form 22 hindurch stranggepressten stabförmigen Keramikformteils 82 im
Bereich des Endes der Transportvorrichtung 120 der die
Unterlage 110 tragende Hebeabschnitt 162 des Aufzugs 160 empor,
bis die Oberseite des Bands 167 im Großen und Ganzen mit der Transportfläche 123 des
Bands 122 fluchtet. Dann wird das vordere Ende des stabförmigen Keramikformteils 82 auf
der Unterlage 110 platziert.
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Gleichzeitig beginnt sich der nicht
gezeigte Motor des Hebeabschnitts 162 zu drehen, um das Band 167 in
Strangpressrichtung vorwärts
zu bewegen. Mit der Vorwärtsbewegung
des Bands 167 bewegt sich die Unterlage 110 in
Strangpressrichtung vor. Die Unterlage 110 wird synchron
zur Strangpressgeschwindigkeit des stabförmigen Keramikformteils 82 von
dem Hebeabschnitt 162 auf die Transportvorrichtung 120 bewegt.
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Wenn die Unterlage 110 wie
oben beschrieben auf die Transportvorrichtung 120 überführt worden
ist, sinkt der Hebeabschnitt 162 entlang der Säule 164 ab
und hält
an einer Position, an der die Oberseite des Bands 167 im
Hebeabschnitt 162 niedriger als die Oberseite der an den
Anschlag 146 angrenzenden Rückholschiene 140 ist.
(Der Hebeabschnitt 162 ist an dieser Position durch die
gestrichelte Linie in 3 gekennzeichnet.)
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Gleichzeitig wird der Anschlag 146 der
Rückholschiene 140 freigegeben
und bewegt sich simultan dazu der Motor des Hebeabschnitts 162 rückwärts, um
das Band 167 entgegen der Strangpressrichtung zu bewegen.
Die auf der Rückholschiene 140 wartende
Unterlage 110 bewegt sich dann auf den Hebeabschnitt 162 zu
und wird auf der Oberseite des Bands 167 des Hebeabschnitts 162 platziert. Schließlich wird
der Anschlag 146 geschlossen.
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Der die Unterlage 110 tragende
Hebeabschnitt 162 wird durch den Aufzug 160 erneut
dazu gebracht aufzusteigen, so dass die Oberseite des Bands 167 im
Hebeabschnitt 162 im Großen
und Ganzen mit der Oberseite der Transportvorrichtung 120 fluchtet.
Dann wird der Körper
des stabförmigen Keramikformteils 82,
dessen vorderes Ende von einer anderen Unterlage 110 gehalten
wird, auf der Unterlage 110 platziert.
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Gleichzeitig beginnt sich der nicht
gezeigte Motor des Hebeabschnitts 162 zu drehen, um das Band 167 in
Strangpressrichtung vorwärts
zu bewegen. Mit der Vorwärtsbewegung
des Bands 167 bewegt sich die Unterlage 110 in
Strangpressrichtung. Die Unterlage 110 bewegt sich dann
synchron zur Strangpressgeschwindigkeit von dem Hebeabschnitt 162 zum
Transportband 120 hin. Die zu der Transportvorrichtung 120 überführte Unterlage
wird auf dem Band 122 platziert, das sich synchron zur Strangpressgeschwindigkeit
weiter vorwärts
bewegt.
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In diesem Ausführungsbeispiel wird die oben beschriebene
Zufuhr der Unterlage 110 von dem Aufzug 160 kontinuierlich
und synchron zum Strangpressvorgang des stabförmigen Keramikformteils 82 durch
die Strangpressvorrichtung 20 wiederholt. Die Unterlage 110 wird
jedes Mal dann erneut zugeführt, wenn
das stabförmige
Keramikformteil 82 gerade mit einer Länge aus der Form 22 kommt,
die im Großen und
Ganzen mit der Axiallänge
der Unterlage 110 übereinstimmt,
so dass das stabförmige
Keramikformteil 82 ohne Unterbrechung gehalten wird.
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Die Anlage 1 dieses Ausführungsbeispiels
ist dabei so ausgelegt, dass die Unterlage 110 von dem Aufzug 160 entsprechend
der Strangpressgeschwindigkeit des stabförmigen Keramikformteils 82 rasch, d.h.
mit bis zu 3 m/min zugeführt
wird. In diesem Ausführungsbeispiel
wird die Unterlage synchron zum Strangpressvorgang des stabförmigen Keramikformteils 82 zugeführt, so
dass zwischen zwei benachbarten Unterlagen 110 auf der
Transportvorrichtung 120 eine ungefähr 20 mm große Lücke beibehalten
wird.
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Als nächstes schneidet die Schneidevorrichtung 30 das
von der Transportvorrichtung 120 transportierte stabförmige Keramikformteil 82 in
eine Vielzahl von Keramikblöcken 82,
die jeweils eine einheitliche Länge
haben. Die Schneidevorrichtung 30 schneidet das gerade
antransportierte stabförmige Keramikformteil 82 mit
dem Schneidedraht 33, der sich in Strangpressrichtung bewegen
lässt.
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Der Keramikblock 84 wird
von der Transportvorrichtung 120 weitertransportiert, um
in die Röhre 410 der
Trockenvorrichtung 40 eingeführt zu werden. Der Keramikblock 84 wird
mit Mikrowellen bestrahlt, die von dem Mikrowellengenerator erzeugt
werden, und wird durch die Abfuhr von in ihm enthaltener Feuchtigkeit
getrocknet und verfestigt.
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Der getrocknete und verfestigte Keramikblock 84 wird
von der Unterlage 110 entfernt und in die Kalzinierungsvorrichtung
eingeführt.
Der kalzinierte Keramikblock 84 wird zu der Abschneidevorrichtung
weitertransportiert. In der Abschneidevorrichtung werden die kalzinierten
Keramikblöcke 84 zu einer
vorbestimmten Anzahl Keramikformteile 8 geschnitten.
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Die leere Unterlage 110,
von der wie oben beschrieben der getrocknete Keramikblock 84 entfernt
wurde, wird von einem Ausgang 192 der Transportvorrichtung 120 aus
der Rückholschiene 140 zugeführt.
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In der Anlage 1 dieses Ausführungsbeispiels wird
der von dem Keramikblock 84 abgeschnittene Teil des stabförmigen Keramikformteils 82 von
zwei Unterlagen 110 getragen, die voneinander in Axialrichtung
getrennt sind.
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Daher kann das stranggepresste stabförmige Keramikformteil 82 synchron
zum gerade erfolgenden Strangpressvorgang des im Großen und Ganzen
die gleiche Länge
wie die Axiallänge
der Unterlage 110 aufweisenden stabförmigen Keramikformteils 82 aus
der Form 22 auf der Unterlage 110 platziert werden.
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Bei der Transportanlage 1 dieses
Ausführungsbeispiels
wird also das aus der Form 22 stranggepresste stabförmige Keramikformteil 82 unmittelbar
nach dem Strangpressen auf der Unterlage 110 platziert,
so dass sich die soeben stranggepresste Länge und damit auch das Gewicht
dieses Teils des Keramikformteils 82 verringert. Daher
kann die von der Platzierungsfläche
auf das stabförmige
Keramikformteil 82 aufgebrachte Kraft verringert werden,
so dass sich der Berührungsdruck
abschwächt
und die Verformung des stabförmigen
Keramikformteils 82 begrenzt wird.
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Ein Keramikformteil mit Wabenaufbau,
das wie das Keramikformteil 8 dieses Ausführungsbeispiels
eine Trennwanddicke von 150 μm
oder weniger hat (im Ausführungsbeispiel
75 μm),
ist sehr weich und schwach. Da es in einem solchen Keramikformteil
insbesondere dann zu einer Verformung kommt, wenn es nach dem Strangpressen
auf der Unterlage platziert wird, ist die Transportanlage 10 dieses
Ausführungsbeispiels
besonders wirksam.
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Von dem Keramikblock 84 dieses
Ausführungsbeispiels
wird wie gesagt das Keramikformteil 8 abgeschnitten. Wenn
die Trennwand 81 des Keramikformteils 8 noch dünner wäre, würde allerdings die
Gefahr bestehen, dass es selbst bei einer kurzen Axiallänge des
Keramikblocks 84 zu einer Verformung des stabförmigen Keramikformteils 82 kommt. Es
ist daher wirkungsvoll, die Unterlage 110 wie bei der Transportanlage
dieses Ausführungsbeispiels
in Axialrichtung zu unterteilen.
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Außerdem kann zwischen der Schneidevorrichtung
und der Trockenvorrichtung eine Dreheinrichtung vorgesehen werden,
um den Keramikblock 84 in die Vertikale zu bringen und
den Keramikblock 84 dann zur vertikalen Platzierung auf
eine Unterlage zu überführen, woraufhin
er in eine Trockenvorrichtung mit größerer Höhe eingeführt wird. In diesem Fall wirkt
das Gewicht des Keramikblocks 84 während des Transports oder Trocknens
in Axialrichtung, in der der Keramikblock 84 eine höhere Festigkeit hat.
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Die oben angesprochene Dreheinrichtung kann
sich dabei auch an der Stelle der Trockenvorrichtung 40 dieses
Ausführungsbeispiels
befinden. In diesem Fall kann das Keramikformteil 8, das
in die Vertikale gebracht wurde und zur vertikalen Platzierung auf
der Unterlage platziert wurde, in eine Trockenvorrichtung eingeführt werden,
die getrennt von der Transportanlage 10 vorgesehen ist.
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Als nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben.
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In dem zweiten Ausführungsbeispiel
wird zwar eine Transportanlage verwendet, die auf der des ersten
Ausführungsbeispiels
basiert, doch ist das Verfahren zur Zufuhr der Unterlagen ein anderes.
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Wie in 8 gezeigt
ist, ist bei der Transportanlage 100 des zweiten Ausführungsbeispiels
das Band 222 der Transportvorrichtung 220 so ausgebildet,
dass in Transportrichtung eine Vielzahl von im Großen und
Ganzen flachen Transportplatten 224 miteinander verbunden
ist, die jeweils größer als
die Bodenfläche
der Unterlage 110 sind. Mit der Transportfläche 223,
d.h. mit der Oberfläche
der Transportplatte 224, ist jeweils eine Unterlage 110 verbunden. Das
Band 222 der Transportvorrichtung 220 wird im Übrigen durch
die Drehung einer Drehwalze 225 in Strangpressrichtung
vorwärts
bewegt.
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Das kontinuierlich von der Form 22 stranggepresste
stabförmige
Keramikformteil 82 wird auf der mit der Transportfläche 223 verbundenen
Unterlage 110 platziert.
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Mit der Transportanlage 100 dieses
Ausführungsbeispiels
lässt sich
die erfindungsgemäße Funktionsweise
und Wirkung durch einen verhältnismäßig einfachen
Aufbau erreichen. Und zwar werden die mit der Transportfläche 223 des
Bands 222 verbundenen Unterlagen 110 mit der Vorwärtsbewegung
des Bands 222 in regelmäßiger Folge
zugeführt,
so dass darauf das stabförmige
Keramikformteil 82 platziert werden kann.
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Der Aufbau, die Funktionsweise und
die Wirkung sind ansonsten die gleichen wie beim ersten Ausführungsbeispiel.
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Als nächstes wird nun ein Vergleichsbeispiel beschrieben.
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Bei diesem Vergleichsbeispiel wurde
bei der im ersten Ausführungsbeispiel
verwendeten Transportanlage der Einfluss der Axiallänge der
Unterlage auf den Wabenaufbau im Inneren des stabförmigen Keramikformteils
untersucht.
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In diesem Vergleichsbeispiel wurde
der Unterschied zwischen dem Wabenaufbau im Inneren eines stabförmigen Keramikformteils 82,
das auf einer wie in den 9 und 11 gezeigten Unterlage 110 mit kürzerer Axiallänge platziert
wurde, und dem Wabenaufbau im Inneren eines stabförmigen Keramikformteils 82 untersucht,
das auf einer wie in den 10 und 12 gezeigten Unterlage 110 mit
längerer
Axiallänge
platziert wurde.
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Es stellte sich heraus, dass das
von der Form 22 zu der Unterlage 110 verlaufende
stabförmige
Keramikformteil um so mehr durchhängt, je größer die Axiallänge der
Unterlage 110 ist.
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Das heißt, dass das in 10 gezeigte Durchhängemaß G2 bei
längerer
Axiallänge
der Unterlage 110 größer als
das in 9 gezeigte Durchhängemaß G1 bei
kürzerer
Axiallänge
der Unterlage 110 ist.
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Wie in den 11 und 12 dargestellt
ist, stellte sich ebenfalls heraus, dass der Querschnitt des Keramikblocks 84 in
der Nähe
der in Transportrichtung vorderen Endfläche zwischen den die unterschiedliche
Axiallängen
aufweisenden Unterlagen 110 verschieden ist.
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Und zwar ist, wie in 11 gezeigt ist, der Wabenaufbau in dem
Keramikblock 84, der von dem auf der Unterlage 110 mit
kürzerer
Axiallänge
platzierten stabförmigen
Keramikformteils 82 abgeschnitten wurde, kaum verformt.
Dagegen stehen die den Wabenaufbau bildenden Trennwände 81 in
dem Keramikblock 84, der aus dem auf der Unterlage 110 mit
längerer
Axiallänge
platzierten stabförmigen
Keramikformteil 82 abgeschnitten wurde, unter Spannung,
so dass die Zellen 88, wie in 12 gezeigt ist, verformt sind.
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In dem Vergleichsbeispiel wurde das
Ende des Keramikblocks 84 erst nach dem Trocknen abgeschnitten
und wurde der in 11 und 12 gezeigte Querschnitt des
Wabenaufbaus erst dann untersucht. Dies lag daran, dass der Querschnitt,
der vor dem Trocknen durch das Schneiden des stabförmigen Keramikformteils 82 oder
des weichen Keramikblocks 84 erzielt wird, häufig durch
den Schneidevorgang verformt ist, was keinen korrekten Vergleich
erlaubt.
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Anhand dieser Tatsachen ließ sich die
folgende Schlussfolgerung ziehen. Und zwar nimmt das Gewicht des
von der Form 22 ausgehenden stabförmigen Keramikformteils und
auch das Maß,
mit dem es von der Form 22 aus durchhängt, mit zunehmender Axiallänge der
Unterlage 110 zu.
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Der Berührungsdruck zwischen der Platzierungsfläche der
Unterlage 110 und dem stabförmigen Keramikformteil 82 ist
proportional zu dem Gewicht des aus der Form 22 stranggepressten
stabförmigen Keramikformteils 82.
Wenn der Berührungsdruck groß ist, besteht
die Gefahr, dass sich der Wabenaufbau im Inneren des stabförmigen Keramikformteils 82 verformt.
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Um das stabförmige Keramikformteil 82 verformungsfrei
transportieren zu können,
sollte das aus der Form 22 stranggepresste Keramikformteil 82 daher
wie oben beschrieben in regelmäßiger Folge
auf eine Unterlage 110 mit möglichst kurzer Axiallänge platziert
werden. Wenn eine Unterlage 110 mit kürzerer Axiallänge verwendet
wird, lässt
sich der Berührungsdruck
zwischen dem stabförmigen
Keramikbauteil 82 und der Platzierungsfläche der
Unterlage 110 begrenzen und eine Verformung des Inneren
des stabförmigen
Keramikformteils 82 verhindern.
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Der Aufbau dieses Vergleichsbeispiels
war ansonsten der gleiche wie im ersten Ausführungsbeispiel.