DE3919683A1 - EXTRUSION MOLD FOR EXTRUDING A CERAMIC MEASUREMENT TO HONEYCOMB BODIES - Google Patents

EXTRUSION MOLD FOR EXTRUDING A CERAMIC MEASUREMENT TO HONEYCOMB BODIES

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DE3919683A1
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Bernd Dr Nowitzki
Franz-Josef Dr Wesselbaum
Helmut Dr Schwesig
Rolf Dr Mueller
Bernt Dr Kesper
Helmut Dr Berg
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    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/20—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein the material is extruded
    • B28B3/26—Extrusion dies
    • B28B3/269—For multi-channeled structures, e.g. honeycomb structures

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Description

Die Erfindung betrifft eine Extrusionsform zum Extrudieren einer keramischen Masse zu Wabenkörpern, die an ihrer Einlaßseite Einlaß­ kanäle und an ihrer Auslaßseite gitterförmig angeordnete Auslaß­ schlitze aufweist, wobei die Einlaßkanäle mit den Auslaßschlitzen in Verbindung stehen und die Extrusionsform aus zwei Teilen besteht, nämlich aus einem Grundkörper aus einem Stück, der mit Einlaßkanälen und Auslaßschlitzen versehen ist, und einem Rahmen ohne Einlaßkanäle oder Auslaßschlitze.The invention relates to an extrusion die for extruding a ceramic mass to honeycomb bodies, the inlet on their inlet side channels and on their outlet side arranged grid-shaped outlet has slots, the inlet channels with the outlet slots in Are connected and the extrusion mold consists of two parts, namely from a basic body from one piece, which with inlet channels and outlet slots and a frame without inlet channels or outlet slots.

Wabenkörper werden u.a. als Katalysatorträger, Vollkatalysatoren, Wärmetauscher, Schalldämm- und Wärmeisoliermaterial, Filter und der­ gleichen eingesetzt und müssen neben den jeweiligen Spezialfunktionen sowohl in engen Grenzen maßhaltig sein als auch mechanischen und ther­ mischen Belastungen standhalten. Dies bedingt eine hohe Fertigungsprä­ zision. Die Erfindung bezweckt, die Fertigungspräzision der Wabenkör­ per zu verbessern.Honeycomb bodies are as catalyst supports, full catalysts, Heat exchanger, soundproofing and heat insulating material, filter and the same and must be used in addition to the respective special functions be dimensionally stable as well as mechanical and ther withstand mixing loads. This requires a high manufacturing precision precision. The invention aims at the manufacturing precision of the honeycomb body per improve.

Aus der DE-PS 22 54 563 ist eine Matrize zum Extrudieren von Keramik­ material zu Wabenkörpern bekannt, bei der das innere Ende der Speise­ kanäle jeweils mit dem inneren Ende einer Kreuzungsstelle zweier Aus­ laßschlitze in Verbindung steht, die Speisekanäle an ihren inneren Enden verjüngt sind sowie die Speisekanäle und die Auslaßschlitze in einem Formblock angeordnet sind; unter Verjüngung wird das technisch bedingte kegelförmige Ende des Bohrloches verstanden. Eine solche Matrize zeigt im Einsatz ein typisches Erscheinungsbild frisch aus­ tretender Keramikmasse aus den Auslaßschlitzen: Die Keramikmasse eilt an den Kreuzungsstellen der Auslaßschlitze vor und bleibt in den da­ zwischenliegenden Auslaßbereichen zurück. Es treten Spannungen in der keramischen Masse auf, die sich durch spätere Rißbildung oder sogar Bruch der Wabenkörper äußern. Ausführungsformen zur Verbesserung dieser Matrize durch kantige, erweiterte Profile der Auslaßschlitze wurden beschrieben. Es zeigt sich aber, daß bei diesen Matrizen eine uneinheitliche Abnutzung der Gleitflächen - bedingt durch der Strömung sich entgegenstellende Hindernisse - auftritt, so daß das Erschei­ nungsbild der austretenden Extrudate häufig wechselt, weil der Volu­ menstrom der austretenden, geformten Keramikmasse in einem oder mehre­ ren Austrittsbereichen dieser Matrize unterschiedlich ist. Dieses hat Verdrillungen oder eine starke Krümmung der mit dieser Matrize herge­ stellten Wabenkörper zur Folge. Derartige Hindernisse sind bedingt z.B. durch die geometrische Anordnung, durch kantige Ausarbeitungen und Fertigungstoleranzen beim Klammern, Löten oder Schweißen der Ein­ zelteile einer mehrteiligen Matrize.From DE-PS 22 54 563 is a die for extruding ceramic material known to honeycomb bodies, in which the inner end of the food channels each with the inner end of an intersection of two out leaves slots in communication, the feed channels on their inner Ends are tapered as well as the feed channels and the outlet slots in a mold block are arranged; under rejuvenation it becomes technical understood the conical end of the borehole. Such Die shows a typical fresh appearance in use Ceramic mass emerging from the outlet slots: The ceramic mass hurries at the intersection of the outlet slots and remains there intermediate outlet areas back. There are tensions in the ceramic mass due to later cracking or even Express fracture of the honeycomb body. Embodiments for improvement this die through angular, expanded profiles of the outlet slots have been described. But it turns out that with these matrices a inconsistent wear of the sliding surfaces - due to the flow opposing obstacles - occurs, so that the appearance  of the emerging extrudates changes frequently because of the volu flow rate of the emerging, shaped ceramic mass in one or more ren exit areas of this die is different. This has Twists or a strong curvature of the herge with this resulted in honeycomb bodies. Such obstacles are conditional e.g. through the geometric arrangement, through angular elaborations and manufacturing tolerances when clamping, soldering or welding the one parts of a multi-part die.

In der DE-PS 28 26 732 wird eine Matrize aus einem Formblock mit Speisekanälen und Auslaßschlitzen beschrieben, wobei eine gleich­ mäßige Masseführung auf der Einlaßseite durch Zusammenfügen der Ma­ trize mit einem oder mehreren weiteren Teilkörpern erzielt wird.In DE-PS 28 26 732 a die from a mold block with Feed channels and outlet slots are described, one being the same moderate mass guidance on the inlet side by joining the dimensions trize is achieved with one or more other partial bodies.

Die DE-PS 22 22 468 lehrt ein Verfahren zur Herstellung eines Kataly­ satorträgers mit wabenartiger Struktur. Bei dem Verfahren wird neben anderen Materialien eine plastische Zusammensetzung durch eine Extru­ sionsdüse mit primären Kanälen in einem einstückigen festen Block und dann durch eine Vielzahl von sekundären Kanälen in dem gleichen Block in Form von sich in Extrusionsrichtung erstreckenden und sich kreuzen­ den Schlitzen hindurchgeführt. Die primären Kanäle sind in Auslaßrich­ tung in die Schnittpunkte der Sägeschnitte eingebohrt; auch hier steht das innere Ende der Speisekanäle jeweils mit dem inneren Ende einer Kreuzungsstelle in Verbindung. Es kann auch weniger als ein primärer Kanal pro Schnittpunkt der sekundären Kanäle ausreichend sein.DE-PS 22 22 468 teaches a process for the production of a catalyst sator carrier with honeycomb structure. The procedure is next to other materials a plastic composition by an extru sions nozzle with primary channels in a one-piece solid block and then through a variety of secondary channels in the same block in the form of extending and crossing in the direction of extrusion passed through the slots. The primary channels are in outlet tion drilled into the intersections of the saw cuts; also says here the inner end of the feed channels each with the inner end of one Junction in connection. It can also be less than a primary one Channel per intersection of the secondary channels should be sufficient.

Die US-42 59 057 lehrt, daß die Speisekanäle über den Kreuzungspunk­ ten der Auslaßschlitze angeordnet sind und mit diesen überlappend in Verbindung stehen. Ferner wird eine modifizierte Ausführung gezeigt, bei der über den Mittelpunkten von Auslaßabschnitten in nur einer Richtung Speisekanäle angeordnet sind. Das Erscheinungsbild und die Auswirkungen geringerer Querströmungsanteile der keramischen Masse in der Matrize auf die Extrudate wurde bereits bei der DE-PS 22 54 563 dargelegt. US 42 59 057 teaches that the feed channels cross the intersection th of the outlet slots are arranged and overlapping with them in Connect. A modified version is also shown, at which over the centers of outlet sections in only one Direction feed channels are arranged. The appearance and the Effects of lower cross flow portions of the ceramic mass in the die on the extrudates was already in DE-PS 22 54 563 spelled out.  

Die US-2 90 037 und US-3 0 38 201 zeigen die Ausführung einer Düse zur Herstellung einer wabenartigen Struktur, wobei die Düse aus mehreren Teilen zusammengesetzt wird.US-2 90 037 and US-3 0 38 201 show the design of a nozzle for producing a honeycomb structure, the nozzle being composed of several parts.

Die Praxis lehrt, daß nur aus einem Stück hergestellte Grundkörper eine ausreichende Präzision für die Herstellung feiner Wabenstruk­ turen hoher Qualität zulassen. An Düsen, bei denen einzelne Stempel auf einer Grundplatte mit Lochzuführung befestigt oder durch einen Rahmen zusammengehalten werden, sind schon nach kurzer Extrusionszeit die Stempel dezentriert, da die Fertigungstoleranzen sowie die exakte Plazierung und Befestigung kleiner Stempel problematisch ist. Die Auswirkungen auf den Massefluß und die geometrische Gleichförmigkeit der Wabenkörper ist erheblich.Practice teaches that the basic body is made from one piece only sufficient precision for the production of fine honeycomb structures Allow high quality doors. On nozzles with individual stamps attached to a base plate with hole feeder or by a Frames are held together after a short extrusion time the stamps are decentred because the manufacturing tolerances as well as the exact Placement and attachment of small stamps is problematic. The Effects on mass flow and geometric uniformity the honeycomb body is considerable.

Zusätze und Verarbeitungshilfsmittel, u.a. für die Herstellung einer Keramikmasse, sind in der Literatur in vielfältiger Weise angegeben und beschrieben worden, z.B. Keram. Zeitschrift Nr. 6 (1970), S. 357 ff.; Ber. DKG 4/5-81, S. 317 ff.; powder metall. int. 18 (1986), S. 229 ff.Additives and processing aids, including for making one Ceramic mass, are given in various ways in the literature and described, e.g. Keram. Journal No. 6 (1970), P. 357 ff .; Ber. DKG 4 / 5-81, p. 317 ff .; powder metal. int. 18 (1986), pp. 229 ff.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Extrusionsform aus einem Grundkörper aus einem Stück zu schaffen, mit der man aufgrund einer geeigneten Strömungsführung der keramischen Masse in der Extru­ sionsform zur Auslaßseite hin gleichförmige Wabenkörper hoher Quali­ tät herstellen kann.The invention has for its object an extrusion form to create a basic body from one piece, with which one can create a suitable flow of the ceramic mass in the extrusion sionsform towards the outlet side uniform honeycomb body of high quality can produce activity.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.The object is achieved by the in the characterizing part of claim 1 listed features solved.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und eine verfahrensmäßige Nutzung der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil der Unteransprüche angegeben.Further advantageous refinements and a procedural one Use of the invention are in the characterizing part of the subclaims specified.

Für die Fertigung der erfindungsgemäßen Extrusionsformen mit Grund­ körper aus einem Stück sind alle maschinell bearbeitbaren Werkstoffe mit ausreichender Festigkeit und Beständigkeit geeignet. Durch nach­ trägliche chemische, elektrochemische oder mechanische Oberflächen­ behandlung zur Einstellung der Oberflächeneigenschaften, z.B. Glätten der Oberfläche mittels Schleifpaste, Verchromen oder Ver­ nickeln der Oberfläche oder Aufbringen von z.B. Wolframcarbid oder Titanboride auf die Oberfläche des Werkstückes oder z.B. Aufrauhen der Oberfläche, können besondere Fließ- oder Abriebeigenschaften er­ zielt werden.For the production of the extrusion molds with reason One-piece bodies are all machinable materials suitable with sufficient strength and durability. By after inert chemical, electrochemical or mechanical surfaces treatment to adjust the surface properties, e.g.  Smooth the surface with grinding paste, chrome plating or Ver nickel the surface or apply e.g. Tungsten carbide or Titanium boride on the surface of the workpiece or e.g. Roughen the surface, it can have special flow or abrasion properties aims to be.

Für die Herstellung wabenartiger Strukturen durch Extrusion mittels Schnecken- oder Kolbenextruder und erfindungsgemäßer Extrusionsform ist es erforderlich, die pulverförmigen Ausgangsstoffe aus oxidischen Materialien als reine Stoffe oder in Mischungen (z.B. Ni-, Zn-, Al-, Fe-, Si-, Ti-, Zr-, Ce-Oxide, Al-Titanat und/oder Tone sowie Zeo­ lithe), und/oder nicht oxidischen Materialien (wie z.B. SiC, Si3N4 AlN) mit Verarbeitungshilfsmitteln (z.B. Gleitmittel, Plastifi­ zierer, Binder, Verflüssiger, Netzmittel), sowie gegebenenfalls Zu­ satz- oder Zuschlagstoffen (z.B. lösliche Salze, organische Fasern, anorganische Fasern) zu versehen und durch Mischen oder Kneten in eine formbare, keramische Masse zu überführen. Dabei kann in wäßrigen und/oder nicht wäßrigen Medien gearbeitet werden. In Verbindung mit den jeweiligen Verarbeitungshilfsmitteln können die rheologischen Eigenschaften der keramischen Masse eingestellt werden. Die aus einer formbaren, keramischen Masse durch Extrusion erhaltene wabenartige Struktur wird anschließend getrocknet, kalziniert bzw. gebrannt und gegebenenfalls in weiteren Verarbeitungsschritten je nach Produkter­ fordernissen nachbehandelt, z.B. im Fall von Katalysatorträgern durch Imprägnieren oder Aufbringen eines Wash-Coat mit anschließender thermischer Aktivierung. Derartige Wabenkörper werden für verschie­ dene Zwecke eingesetzt, z.B. als Filter, Wärmetauscher, Schalldämm- Material, Wärmeisolier-Material, Katalysatorträger oder als Vollkata­ lysatoren.For the production of honeycomb structures by extrusion using a screw or piston extruder and the extrusion mold according to the invention, it is necessary to use the powdery starting materials from oxidic materials as pure substances or in mixtures (for example Ni, Zn, Al, Fe, Si, Ti). , Zr, Ce oxides, Al titanate and / or clays and zeolites), and / or non-oxidic materials (such as SiC, Si 3 N 4 AlN) with processing aids (e.g. lubricants, plasticizers, binders, plasticizers, Wetting agents), and optionally additives or additives (for example soluble salts, organic fibers, inorganic fibers) and to convert them into a malleable, ceramic mass by mixing or kneading. It can work in aqueous and / or non-aqueous media. The rheological properties of the ceramic mass can be adjusted in conjunction with the respective processing aids. The honeycomb-like structure obtained from a moldable, ceramic mass by extrusion is then dried, calcined or fired and, if appropriate, post-treated in further processing steps depending on the product requirements, for example in the case of catalyst supports by impregnation or application of a wash coat with subsequent thermal activation. Such honeycomb bodies are used for various purposes, for example as a filter, heat exchanger, soundproofing material, heat insulation material, catalyst support or as Vollkata analyzers.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die erfindungsgemäße Anordnung der Einlaßkanäle zu den Auslaßschlitzen, die aus einem Grundkörper aus einem Stück herausge­ arbeitet sind und miteinander in Verbindung stehen, wobei die Auslaß­ schlitze gitterförmig angeordnet sind, genau ein Abschnitt eines Auslaßschlitzes - entsprechend die übrigen Abschnitte der Auslaß­ schlitze - jeweils einem Einlaßkanal zugeordnet ist, und diese ein­ heitlich und kontinuierlich von keramischer Masse durchströmt werden, so daß über den gesamten Querschnitt gleichförmige, gradlinige, nicht tordierte Wabenkörper entstehen und die verformte keramische Masse ein Minimum an innerer Spannung aufweist. Eine zusätzliche Erweite­ rung am inneren Ende der Auslaßschlitze in beiden Richtungen mit kreisförmigem bis vorzugsweise tropfenförmigem Querschnitt, wobei das innere Ende der Einlaßkanäle mit dem inneren Ende der Auslaßschlitze in Verbindung steht und die Schnittfläche zwischen Auslaßschlitz mit Erweiterung und dem Mantel des Einlaßkanals gleich oder vorzugsweise größer als die Querschnittsfläche des Einlaßkanals ist, bewirkt eine ausreichende Querströmung der keramischen Masse und somit eine frühe Vereinigung der keramischen Masse unter Druck im Bereich der Berüh­ rungsstellen sowie einen gleichmäßigen Volumenstrom zur Speisung der jeweiligen Auslaßschlitze, so daß ein gleichförmiger Wabenkörper ho­ her Qualität erhalten wird.The advantages achieved with the invention are in particular that by the arrangement of the inlet channels according to the invention Outlet slots, which are made from a single piece of a basic body are working and communicating with each other, the outlet slots are lattice-shaped, exactly a section of one Outlet slot - corresponding to the remaining sections of the outlet slots - each assigned to an inlet channel, and this one uniform and continuous flow of ceramic mass,  so that over the entire cross section uniform, straight, not twisted honeycomb bodies arise and the deformed ceramic mass has a minimum of internal tension. An additional expanse tion at the inner end of the outlet slots in both directions circular to preferably teardrop-shaped cross section, the inner end of the inlet channels with the inner end of the outlet slots is connected and the interface between the outlet slot with Extension and the jacket of the inlet channel are the same or preferred is larger than the cross-sectional area of the inlet duct, causes a sufficient cross flow of the ceramic mass and thus an early one Association of the ceramic mass under pressure in the area of contact supply points and an even volume flow for feeding the respective outlet slots, so that a uniform honeycomb body ho quality is maintained.

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Abbildungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the figures and are described below.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Ansicht in Strömungsrichtung auf die Einlaßseite des Grundkörpers der Extrusionsform, Fig. 1 is a view in the direction of flow to the inlet side of the main body of the extrusion die,

Fig. 2a eine Ansicht auf die Auslaßseite mit Grundkörper und Rahmen der Extrusionsform, Fig. 2a shows a view of the outlet with the base body and the frame of the extrusion die,

Fig. 2b eine Teilansicht der Fig. 2a, FIG. 2b shows a partial view of FIG. 2a,

Fig. 3 einen um den halben Auslaßschlitzabstand (Linie 1 gegenüber Linie 2) versetzten Schnitt durch die Extrusionsform parallel zur Strömungsrichtung, vgl. hierzu auch Fig. 1 und 2a. Fig. 3 is a half way around the Auslaßschlitzabstand (line 1 with respect to line 2) offset section of the extrusion die parallel to the flow direction, see FIG. see also FIGS. 1 and 2a.

Fig. 4a und 4b weitere Ausführungsformen mit kreisförmigen und tropfenförmigen Erweiterungen am inneren Ende der Auslaßschlitze, FIGS. 4a and 4b show further embodiments of circular and drop-shaped extensions at the inner end of the outlet slots,

Fig. 5 eine Ansicht auf die Auslaßseite einer weiteren Ausführungs­ form der Erfindung, In Fig. 1 ist die Ansicht in Strömungsrichtung auf die Einlaßseite des einstückigen Grundkörpers (1) der Extrusionsform dargestellt. Die Einlaßkanäle (2, 2a) können z.B. durch Bohren in den Grundkörper (1) eingebracht werden; eine kegelförmige Verjüngung am Grund des Bohr­ loches ist dabei technisch bedingt. Jeder Einlaßkanal (2, 2a) ist so angeordnet, daß genau ein Abschnitt (5) der gitterförmig angeordneten Auslaßschlitze (3) mit einem Einlaßkanal in Verbindung steht, siehe Fig. 2b. Die Auslaßschlitze (3) können z.B. durch Schneiden in den Grundkörper (1) eingebracht werden. Die Auslaßschlitze (3) verlaufen z.B. in zwei Richtungen und schneiden sich z.B. senkrecht, wobei der Abstand der Auslaßschlitze in beiden Richtungen gleich groß ist und der Abstand der Auslaßschlitze das vier- bis achtfache der Schlitzbreite beträgt. Die Schlitzbreite liegt bei der erfindungsge­ mäßen Ausführung zwischen 0,4 und 1,8 mm. Die Auslaßschlitze (3a) im Randbereich entstehen durch Zusammenfügen von Grundkörper (1) und Rahmen (4) auf der Auslaßseite der Extrusionsform, siehe Fig. 2a. Der Rahmen wird beispielsweise von der Auslaßseite her mit dem Grundkörper verschraubt. Die Schlitzbreite des Auslaßschlitzes (3a) im Randbereich ist um das 1,1- bis zweifache größer als die Schlitz­ breite der Auslaßschlitze (3). Der gesamte Querschnitt der Einlaßka­ näle (2, 2a) beträgt das ein- bis dreifache des gesamten Querschnit­ tes der Auslaßschlitze (3, 3a). Wie Fig. 2b zeigt, sind die parallel zur Strömungsrichtung verlaufenden Achsen (6) der Einlaßkanäle (2, 2a) deckungsgleich mit den Achsen (6), die durch die Mitte der jewei­ ligen Abschnitte (5) der Auslaßschlitze (3) verlaufen. Jeder Ab­ schnitt (5, 5a) der Auslaßschlitze (3, 3a) wird gleichmäßig durch die Einlaßkanäle (2, 2a) mit keramischer Masse versorgt, und die hoch­ symmetrische Anordnung von Einlaßkanälen und Auslaßschlitzen, die ihrerseits miteinander überlappend in Verbindung stehen (7) - siehe hierzu Fig. 3 - bedingen, daß eine gleichmäßig angepaßte Querströ­ mung erzielt wird und die keramische Masse in Höhe des Überlappungs­ bereiches von Einlaßkanälen und Auslaßschlitzen - praktisch deckungs­ gleich mit den in Fig. 2b gezeigten Abschnitten (5, 5a) - schon in den Bereichen (5′, 5a′) unter Druck zusammenwächst und über die Auslaßschlitze auf der Auslaßseite eine gleichförmig austretende Wabenstruktur erhalten wird. Fig. 5 is a view of the outlet side of a further embodiment of the invention, in Fig. 1 the view in the flow direction is shown on the inlet side of the one-piece base body ( 1 ) of the extrusion die. The inlet channels ( 2 , 2 a) can be introduced, for example, by drilling into the base body ( 1 ); a conical taper at the bottom of the drill hole is due to technical reasons. Each inlet channel ( 2 , 2 a) is arranged so that exactly one section ( 5 ) of the grid-shaped outlet slots ( 3 ) is connected to an inlet channel, see Fig. 2b. The outlet slots ( 3 ) can be made, for example, by cutting into the base body ( 1 ). The outlet slots ( 3 ) run, for example, in two directions and intersect, for example, perpendicularly, the distance between the outlet slots being the same in both directions and the distance between the outlet slots being four to eight times the slot width. The slot width is between 0.4 and 1.8 mm in the design according to the invention. The outlet slots ( 3 a) in the edge area are created by joining the base body ( 1 ) and frame ( 4 ) on the outlet side of the extrusion mold, see Fig. 2a. The frame is screwed to the base body, for example, from the outlet side. The slot width of the outlet slot ( 3 a) in the edge region is 1.1 to twice as large as the slot width of the outlet slots ( 3 ). The entire cross section of the inlet channels ( 2 , 2 a) is one to three times the total cross section of the outlet slots ( 3 , 3 a). As Fig. 2b shows, the axes parallel to the flow direction ( 6 ) of the inlet channels ( 2 , 2 a) are congruent with the axes ( 6 ) which run through the middle of the respective sections ( 5 ) of the outlet slots ( 3 ). From each section ( 5 , 5 a) of the outlet slots ( 3 , 3 a) is evenly supplied through the inlet channels ( 2 , 2 a) with ceramic mass, and the highly symmetrical arrangement of inlet channels and outlet slots, which are in turn overlapping with each other in connection (7) - See Fig. 3 - condition that a uniformly adjusted cross-flow is achieved and the ceramic mass at the level of the overlap area of inlet channels and outlet slots - practically congruent with the sections shown in Fig. 2b ( 5 , 5 a ) - already in the areas ( 5 ', 5 a') grows together under pressure and a uniformly emerging honeycomb structure is obtained via the outlet slots on the outlet side.

Aufgrund der unterschiedlichen Schlitzbreiten der Auslaßschlitze (3 und 3a) ist in der Ausführung der Einlaßkanäle (2 und 2a) bezüglich dem Verhältnis der Bohrlochtiefen oder dem Verhältnis der Einlaßkanal­ querschnitte (2) und (2a) Rechnung zu tragen.Due to the different slot widths of the outlet slots ( 3 and 3 a), the design of the inlet channels ( 2 and 2 a) must take account of the ratio of the borehole depths or the ratio of the inlet channel cross sections ( 2 ) and ( 2 a).

Zur Verbesserung der Zuführung der keramischen Masse auf der Anström­ seite sind die Einlaßkanäle angesenkt (8), z.B. mit einem Winkel von 40 bis 80 Grad, siehe Fig. 3.To improve the supply of the ceramic mass on the inflow side, the inlet channels are countersunk ( 8 ), for example at an angle of 40 to 80 degrees, see Fig. 3rd

In den Fig. 4a und 4b sind zwei weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Extrusionsform, betreffend den Überlappungsbereich (9a, 9b) miteinander in Verbindung stehender Einlaßkanäle (2) und Auslaßschlitze (3), dargestellt. Hierbei sind die inneren Enden der Auslaßschlitze (3) in beiden Richtungen kreisförmig (9a) bis vorzugs­ weise tropfenförmig (9b) erweitert. Die Erweiterung (9a) bzw. (9b) am inneren Ende der Auslaßschlitze (3) in Strömungsrichtung betrachtet ist höchstens gleich der halben Länge der Auslaßschlitze, und die größte Ausdehnung senkrecht zu ihrer Achse ist höchstens gleich dem Durchmesser der Einlaßkanäle (2), wobei die Schnittfläche zwischen Auslaßschlitz und dem Mantel des Einlaßkanals größer, aber mindestens gleich der Querschnittfläche des Einlaßkanals ist. Hierüber ist der Querströmungsanteil der keramischen Masse bestimmt.In FIGS. 4a and 4b are two other embodiments of the extrusion die according to the invention, concerning the overlap region (9 a 9 b), shown interconnected upright intake ports (2) and outlet slots (3). Here, the inner ends of the outlet slots ( 3 ) are circular in both directions ( 9 a) to preferably drop-shaped ( 9 b). The extension ( 9 a) or ( 9 b) at the inner end of the outlet slots ( 3 ) viewed in the flow direction is at most equal to half the length of the outlet slots, and the greatest extent perpendicular to their axis is at most equal to the diameter of the inlet channels ( 2 ) , wherein the sectional area between the outlet slot and the jacket of the inlet channel is larger, but at least equal to the cross-sectional area of the inlet channel. The cross-flow component of the ceramic mass is determined here.

Die Fig. 3 und 4 zeigen, in welcher Weise Grundkörper (1) und Rahmen (4) zur Extrusionsform zusammengesetzt werden. Die Außenseite des Rahmens liegt bevorzugt in gleicher Höhe wie die Auslaßseite des Grundkörpers, sie kann jedoch auch niedriger liegen oder über die Ebene durch die Auslaßseite hinausragen. FIGS. 3 and 4 show, be put together in what way the basic body (1) and frame (4) for extrusion molding. The outside of the frame is preferably at the same height as the outlet side of the base body, but it can also be lower or protrude beyond the plane through the outlet side.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Beispiel der erfindungsgemäßen Extrusions­ form, gebildet aus Grundkörper (10) aus einem Stück und Rahmen (11), wobei die Auslaßschlitze (12) in drei Richtungen verlaufen, sich im Winkel von jeweils 60 Grad schneiden und ein gleichseitiges Dreieck bilden. Der Abstand der parallel verlaufenden Auslaßschlitze (12) beträgt das sechs- bis vierzehnfache der Schlitzbreite der Auslaß­ schlitze. Fig. 5 shows another example of the extrusion form according to the invention, formed from the base body ( 10 ) from one piece and frame ( 11 ), the outlet slots ( 12 ) running in three directions, intersecting at an angle of 60 degrees and an equilateral triangle form. The distance between the parallel outlet slots ( 12 ) is six to fourteen times the slot width of the outlet slots.

Claims (13)

1. Extrusionsform zum Extrudieren einer keramischen Masse zu Waben­ körpern, die an ihrer Einlaßseite Einlaßkanäle und an ihrer Aus­ laßseite gitterförmig angeordnete Auslaßschlitze aufweist, wobei die Einlaßkanäle mit den Auslaßschlitzen in Verbindung stehen und die Extrusionsform aus zwei Teilen besteht, nämlich aus einem Grundkörper aus einem Stück, der mit Einlaßkanälen und Auslaß­ schlitzen versehen ist, und einem Rahmen ohne Einlaßkanäle oder Auslaßschlitze, dadurch gekennzeichnet daß,
  • - der Rahmen (4) auf der Auslaßseite des Grundkörpers (1) ange­ bracht ist, wobei durch Zusammenfügen von Grundkörper und Rahmen zur Auslaßseite hin die Auslaßschlitze (3a) im Randbe­ reich gebildet werden, und
  • - das innere Ende der Einlaßkanäle (2, 2a) jeweils mit dem inneren Ende eines Abschnittes (5, 5a) der Auslaßschlitze (3, 3a) in Verbindung steht, und
  • - die Achse (6) eines Einlaßkanals (2) durch die Mitte eines Abschnittes (5) der Auslaßschlitze (3) im Grundkörper geht, der zwischen zwei Kreuzungsstellen liegt, und
  • - in beiden Richtungen des Gitters jedem Abschnitt (5) der Auslaß­ schlitze ein Einlaßkanal (2) zugeordnet ist und
  • - jedem Abschnitt (5a) der Auslaßschlitze (3a) ein Einlaßkanal (2a) zugeordnet ist.
1. extrusion mold for extruding a ceramic mass to honeycomb, which has inlet channels on its inlet side and on its outlet side has grid-shaped outlet slots, the inlet channels communicating with the outlet slots and the extrusion mold consisting of two parts, namely a base body from one Piece, which is provided with inlet channels and outlet slots and a frame without inlet channels or outlet slots, characterized in that,
  • - The frame ( 4 ) on the outlet side of the base body ( 1 ) is introduced, the outlet slots ( 3 a) being formed in the edge region by joining the base body and frame to the outlet side, and
  • - The inner end of the inlet channels ( 2 , 2 a) each with the inner end of a portion ( 5 , 5 a) of the outlet slots ( 3 , 3 a) is in communication, and
  • - The axis ( 6 ) of an inlet channel ( 2 ) through the middle of a section ( 5 ) of the outlet slots ( 3 ) in the base body, which lies between two crossing points, and
  • - In both directions of the grid each section ( 5 ) of the outlet slots an inlet channel ( 2 ) is assigned and
  • - Each section ( 5 a) of the outlet slots ( 3 a) is assigned an inlet channel ( 2 a).
2. Extrusionsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der Querschnitt aller Einlaßkanäle (2) und (2a) gleich groß ist.
2. Extrusion mold according to claim 1, characterized in that
  • - The cross section of all inlet channels ( 2 ) and ( 2 a) is the same size.
3. Extrusionsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der Querschnitt der Einlaßkanäle (2a) im äußeren Bereich kleiner ist als der Querschnitt der Einlaßkanäle (2) des Grund­ körpers (1).
3. Extrusion mold according to claim 1, characterized in that
  • - The cross section of the inlet channels ( 2 a) in the outer region is smaller than the cross section of the inlet channels ( 2 ) of the basic body ( 1 ).
4. Extrusionsform nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß
  • - der gesamte Querschnitt der Einlaßkanäle (2) und (2a) das ein­ bis dreifache des gesamten Querschnittes der Auslaßschlitze (3) und (3a) beträgt.
4. extrusion mold according to claims 1 and 3, characterized in that
  • - The entire cross section of the inlet channels ( 2 ) and ( 2 a) is one to three times the total cross section of the outlet slots ( 3 ) and ( 3 a).
5. Extrusionsform nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß
  • - die Auslaßschlitze (3) in zwei Richtungen verlaufen, sich senkrecht schneiden und der Abstand der Auslaßschlitze (3) in beide Richtungen gleich groß ist und
  • - der Abstand der Auslaßschlitze das vier- bis achtfache der Schlitzbreite beträgt.
5. extrusion mold according to claims 1 to 4, characterized in that
  • - The outlet slots ( 3 ) run in two directions, cut perpendicularly and the distance between the outlet slots ( 3 ) is the same in both directions and
  • - The distance between the outlet slots is four to eight times the slot width.
6. Extrusionsform nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch
  • - Auslaßschlitze (12), die in drei Richtungen verlaufen, sich im Winkel von jeweils 60 Grad schneiden und ein gleichseitiges Dreieck bilden, und
  • - einen Abstand der parallel verlaufenden Auslaßschlitze, der das sechs- bis vierzehnfache der Schlitzbreite beträgt.
6. extrusion mold according to claims 1 to 4, characterized by
  • - outlet slots ( 12 ) which run in three directions, intersect at an angle of 60 degrees and form an equilateral triangle, and
  • - A distance of the parallel outlet slots that is six to fourteen times the slot width.
7. Extrusionsform nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß
  • - das innere Ende eines Einlaßkanales (2) jeweils mit dem inneren Ende eines Auslaßschlitzes (3) überlappt (7), (9a), (9b).
7. extrusion mold according to claims 1 to 6, characterized in that
  • - The inner end of an inlet channel ( 2 ) each overlaps with the inner end of an outlet slot ( 3 ) ( 7 ), ( 9 a), ( 9 b).
8. Extrusionsform nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß
  • - die Schnittfläche zwischen Auslaßschlitz und dem Mantel des Einlaßkanales größer oder gleich der Querschnittsfläche des Einlaßkanales ist.
8. extrusion mold according to claims 1 to 7, characterized in that
  • - The sectional area between the outlet slot and the jacket of the inlet channel is greater than or equal to the cross-sectional area of the inlet channel.
9. Extrusionsform nach den Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet durch
  • - Erweiterungen am inneren Ende der Auslaßschlitze in beiden Richtungen mit kreisförmigem (9a) bis vorzugsweise tropfen­ förmigem (9b) Querschnitt, wobei die Erweiterung in Strö­ mungsrichtung durch die Auslaßschlitze (3) betrachtet höchstens gleich der halben Länge der Auslaßschlitze ist und die größte Ausdehnung der Erweiterung senkrecht zu ihrer Achse höchstens gleich dem Durchmesser der Einlaßkanäle (2) ist.
9. extrusion mold according to claims 1 to 8, characterized by
  • - Extensions at the inner end of the outlet slots in both directions with a circular ( 9 a) to preferably drop-shaped ( 9 b) cross section, the extension in the flow direction through the outlet slots ( 3 ) considered at most equal to half the length of the outlet slots and the largest Extension of the extension perpendicular to its axis is at most equal to the diameter of the inlet channels ( 2 ).
10. Extrusionsform nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß
  • - die Einlaßseite der Einlaßkanäle angesenkt (8) ist.
10. extrusion mold according to claims 1 to 9, characterized in that
  • - The inlet side of the inlet channels is lowered ( 8 ).
11. Extrusionsform nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß
  • - die Schlitzbreite der begrenzenden Auslaßschlitze (3a) das 1,1­ bis zweifache der Schlitzbreite der Auslaßschlitze (3) im Grundkörper beträgt und
  • - das Verhältnis der Schlitztiefe der begrenzenden Auslaßschlitze (3a) zur Bohrlochtiefe des jeweiligen Einlaßkanales (2a) gleich oder größer ist als das Verhältnis der Schlitztiefe der übrigen Auslaßschlitze zur Bohrlochtiefe der zugehörigen Einlaßkanäle.
11. extrusion mold according to claims 1 to 10, characterized in that
  • - The slot width of the limiting outlet slots ( 3 a) is 1.1 to twice the slot width of the outlet slots ( 3 ) in the base body and
  • - The ratio of the slot depth of the limiting outlet slots ( 3 a) to the hole depth of the respective inlet channel ( 2 a) is equal to or greater than the ratio of the slot depth of the other outlet slots to the hole depth of the associated inlet channels.
12. Extrusionsform nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß
  • - die begrenzenden Auslaßschlitze (3a) in den Eckbereichen Rundungen aufweisen.
12. extrusion mold according to claims 1 to 11, characterized in that
  • - The limiting outlet slots ( 3 a) have curves in the corner areas.
13. Extrusionsform nach den Ansprüchen 1 bis 10, zum Extrudieren einer formbaren, keramischen Masse aus oxidischen Materialien und/oder nicht oxidischen Materialien mit Beimen­ gungen sowie Zuschlagstoffen und weiteren Verarbeitungshilfs­ mitteln zu Wabenkörpern, die nach der Extrusion getrocknet, kal­ ziniert bzw. gebrannt, gegebenenfalls nachbehandelt und dann ihrerseits für verschiedene Zwecke eingesetzt werden.13. extrusion mold according to claims 1 to 10, for extruding a moldable, ceramic mass from oxidic Materials and / or non-oxidic materials with additives conditions as well as additives and other processing aids to honeycomb bodies, dried after extrusion, cal tinned or burned, aftertreated if necessary and then in turn can be used for different purposes.
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