FR2615438A1

FR2615438A1 - ALVEOLAR CERAMIC EXTRUSION DEVICE

Info

Publication number: FR2615438A1
Application number: FR8707039A
Authority: FR
Inventors: Louis Minjolle; Jean-Louis Fatta-Barou
Original assignee: Ceramiques et Composites SA
Current assignee: Ceramiques et Composites SA
Priority date: 1987-05-20
Filing date: 1987-05-20
Publication date: 1988-11-25
Anticipated expiration: 2007-05-20
Also published as: FI882374A; FI882374A0; AU1588188A; ZA883311B; CN88102964A; FR2615438B1; IL86428A0; DK274188A; PT87532A; NO882164L; KR880013668A; NO882164D0; BR8802415A; JPS6453809A; DK274188D0; EP0294262A1

Abstract

LE DISPOSITIF D'EXTRUSION EST DESTINE A LA FORMATION DE STRUCTURE ALVEOLAIRE EN CERAMIQUE, ET EST FORME D'UN BLOC DANS UNE FACE DUQUEL SONT MENAGEES DES OUVERTURES D'ENTREE DE LA PATE CERAMIQUE, COMMUNIQUANT A TRAVERS LE BLOC AVEC UN RESEAU DE FENTES CROISEES OUVERTES DANS LA FACE OPPOSEE DE CE BLOC. LE BLOC EST FORME PAR ASSEMBLAGE DE BARRETTES 10 DE SECTION RECTANGULAIRE, ACCOLEES PAR LEURS FACES VERTICALES 17, 18, LES OUVERTURES D'ENTREE 30 ETANT MENAGEES PAR DES ENCOCHES 20 PRATIQUEES DANS AU MOINS UNE DESDITES FACES VERTICALES 17, 18 A PARTIR DE CHAQUE FACE SUPERIEURE 15 DES BARRETTES. APPLICATION A LA REALISATION DES BLOCS D'EXTRUSION ECONOMIQUES A FENTES DE SORTIE DE MATERIAU CERAMIQUE DE FAIBLE EPAISSEUR.THE EXTRUSION DEVICE IS INTENDED FOR THE FORMATION OF A CERAMIC ALVEOLAR STRUCTURE, AND IS SHAPED OF A BLOCK IN A FACE WHICH ARE PROVIDED INLET OPENINGS OF THE CERAMIC PASTE, COMMUNICATING THROUGH THE BLOCK WITH A NETWORK OF CROSS SLOTS OPEN IN THE OPPOSITE SIDE OF THIS BLOCK. THE BLOCK IS SHAPED BY ASSEMBLY OF BARS 10 OF RECTANGULAR SECTION, ATTACHED BY THEIR VERTICAL FACES 17, 18, THE ENTRY OPENINGS 30 BEING CARRIED OUT BY NOTCHES 20 PRACTICED IN AT LEAST ONE OF SAID VERTICAL FACES 17, 18 FROM EACH FACE SUPERIOR 15 BARRETTES. APPLICATION TO THE REALIZATION OF ECONOMIC EXTRUSION BLOCKS WITH SLOTS FOR LOW THICKNESS CERAMIC MATERIAL.

Description

DISPOSITIF D'EXTRUSION DE CERAMIQUE ALVEOLAIREALVEOLAR CERAMIC EXTRUSION DEVICE

La présente invention se rapporte à un dispositif d'ex- The present invention relates to a device for ex-

trusion de matériaux céramiques pour former des structures alvéolaires. Ce dispositif est plus particulièrement destiné à la formation de telles structures présentant des parois très minces, de l'ordre de un à quelques dixièmes de millimètres, avec une maille relativement importante (alvéoles d'au moins trusion of ceramic materials to form alveolar structures. This device is more particularly intended for the formation of such structures having very thin walls, of the order of one to a few tenths of a millimeter, with a relatively large mesh (cells of at least

1 mm de côté).1 mm of side).

Pour réaliser ce genre d'extrusion, on a habituellement To achieve this kind of extrusion, one usually has

recours à des outillages monolithiques, qui sont d'une fabri- recourse to monolithic tools, which are of a manufac-

cation très délicate puisque, généralement, on doit réaliser un premier réseau de trous percés, par exemple, dans une face d'un bloc d'acier, débouchant dans un second réseau de fentes cation very delicate since, generally, one must achieve a first network of holes drilled, for example, in a face of a steel block, opening into a second network of slots

croisées, réalisées dans la face opposée de ce bloc et consti- crossed, carried out in the opposite face of this block and

tuant la filière de la structure alvéolaire, lorsque la pâte de céramique traverse l'outillage, repoussée à travers le premier réseau de trous pour s'échapper par le réseau de killing the die of the honeycomb structure, when the ceramic paste passes through the tool, pushed through the first network of holes to escape through the network of

fentes croisées.crossed slits.

La réalisation de cet outillage est longue et coûteuse et nécessite une grande précision. Il est même impossible à The realization of this tool is long and expensive and requires great precision. It is even impossible to

réaliser dans le cas de matrices de grande taille. achieve in the case of large matrices.

L'invention a pour objet de proposer un outillage pour l'extrusion de structure alvéolaire en céramique ne présentant pas cet inconvénient. De plus, cet outillage présente l'avantage The object of the invention is to propose a tool for the extrusion of cellular honeycomb structure not having this disadvantage. In addition, this tool has the advantage

d'être modulable et d'être facile à nettoyer. to be flexible and to be easy to clean.

Le dispositif d'extrusion selon l'invention, destiné à la formation de structure alvéolaire en céramique, formé d'un The extrusion device according to the invention, intended for the formation of a cellular honeycomb structure, formed of a

bloc dans une face duquel sont ménagées des ouvertures d'en- block in one side of which are provided openings

trée de la pâte céramique, communiquant à travers le bloc avec un réseau de fentes croisées ouvertes dans la face opposée de ce bloc pour la formation de la structure alvéolaire, est caractérisé en ce que le bloc est formé par assemblage de barrettes de section rectangulaire, accolées par leurs faces verticales, les ouvertures d'entrée étant ménagées par des the ceramic paste, communicating through the block with a network of open cross-slots in the opposite face of this block for the formation of the cellular structure, is characterized in that the block is formed by assembling strips of rectangular section, contiguous by their vertical faces, the entrance openings being formed by

encoches pratiquées dans au moins une desdites faces verti- notches in at least one of said vertical faces

cales & partir de chaque face supérieure des barrettes, tandis que les fentes du réseau sont formées, pour les unes par un décrochement pratiqué dans la partie inférieure d'au moins une des faces verticales de chaque barrette, et pour les autres par des saignées partant de la face inférieure de chaque barrette d'une face verticale à l'autre, à l'exception des wedges from each upper face of the bars, while the slots of the network are formed, for some by a step practiced in the lower part of at least one of the vertical faces of each bar, and for the others by starting grooves the lower face of each bar from one vertical face to the other, with the exception of

barrettes d'extrémité.end strips.

Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque encoche présente entre deux côtés perpendiculaires aux faces verticales, un fond oblique incliné par rapport à ces faces, l'encoche ayant une profondeur variable entre une valeur maximale sur la face supérieure et une valeur nulle en un According to one embodiment of the invention, each notch has between two sides perpendicular to the vertical faces, an inclined bottom inclined with respect to these faces, the notch having a variable depth between a maximum value on the upper face and a zero value. in one

point situé au-dessus de la face inférieure. point above the underside.

Selon un autre mode de réalisation de l'invention, sur chaque barrette intermédiaire, les encoches, régulièrement réparties, sont disposées en vis-à-vis d'une face à l'autre, According to another embodiment of the invention, on each intermediate bar, the notches, regularly distributed, are arranged vis-à-vis one face to the other,

les encoches des barrettes adjacentes se correspondant. the notches of the adjacent bars corresponding.

Selon une forme de réalisation de l'invention, sur l'une au moins des faces verticales, un décrochement est réalisé à la partie inférieure de chaque barrette, ménageant une face plane en retrait par rapport à ladite face verticale et, en outre, une saignée est pratiquée suivant le plan vertical de symétrie de chaque encoche, dans la face inférieure de chaque barrette intermédiaire, d'une hauteur telle qu'elle chevauche According to one embodiment of the invention, on at least one of the vertical faces, a recess is formed at the bottom of each bar, providing a planar face recessed relative to said vertical face and, in addition, a bleeding is practiced according to the vertical plane of symmetry of each notch, in the lower face of each intermediate bar, a height such that it overlaps

le fond de l'encoche.the bottom of the notch.

Selon une autre forme de réalisation de l'invention les barrettes présentent, à chacune de leurs extrémités, des alésages pour le passage de broches de positionnement et de According to another embodiment of the invention the bars have, at each of their ends, bores for the passage of positioning pins and

maintien.maintenance.

Selon une autre forme de réalisation encore de l'inven- According to yet another embodiment of the invention,

tion les fentes ménagées entre les barrettes sont obturées à leur extrémité par une plaque ou ceinture en appui sur les the slots formed between the bars are closed at their end by a plate or belt resting on the

barrettes d'extrémité et qui ménage avec les barrettes inter- end strips, and which is good with the international bars

médiaires en bout et sur une longueur légèrement réduite par rapport à celle des barrettes d'extrémité, un intervalle en forme de lame délimitant une fente de sortie périphérique de la structure alvéolaire. medians at the end and over a slightly reduced length relative to that of the end bars, a blade-shaped gap defining a peripheral exit slot of the honeycomb structure.

Les caractéristiques et avantages de la présente inven- The features and advantages of the present invention

tion ressortiront d'ailleurs mieux de la description suivante, moreover from the following description,

donnée uniquement à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue partielle, en perspective, avec arrachements, d'une forme de réalisation du dispositif d'extrusion selon l'invention; - les fig. 2 et 3 sont deux vues partielles, respectivement de dessous et de dessus, du dispositif de la figure 1, montrant les orifices de sortie et d'entrée destinés au passage de la pâte céramique; la figure 4 est une vue partielle, en perspective, d'une barrette élémentaire du dispositif des figures précédentes; given only by way of example, with reference to the appended drawing in which: - Figure 1 is a partial view, in perspective, with parts broken away, of an embodiment of the extrusion device according to the invention; - figs. 2 and 3 are two partial views, respectively from below and from above, of the device of Figure 1, showing the outlet and inlet ports for the passage of the ceramic paste; Figure 4 is a partial view, in perspective, of an elementary bar of the device of the preceding figures;

- la figure 5 est une vue analogue à celle de la figu- FIG. 5 is a view similar to that of FIG.

re 4, montrant le rapprochement de deux barrettes semblables; - la figure 6 est une vue en coupe selon le plan VI-VI de re 4, showing the approximation of two similar bars; FIG. 6 is a sectional view along plane VI-VI of FIG.

la figure 5.Figure 5.

Dans la forme de réalisation choisie et représentée, le dispositif selon l'invention est constitué d'un ensemble de In the embodiment chosen and shown, the device according to the invention consists of a set of

barrettes, chacune ayant une forme générale parallélépipédi- strips, each having a general parallelepiped shape

que, cet ensemble comprenant des barrettes 10, semblables entre elles, empilées les unes à côté des autres, entre deux that this assembly comprising bars 10, similar to each other, stacked next to each other, between two

barrettes d'extrémité 11 et 12.end strips 11 and 12.

L'assemblage de ces barrettes forme une plaque P ayant en plan une forme rectangulaire ou carrée, la cohésion de cet The assembly of these bars forms a plate P having in plan a rectangular or square shape, the cohesion of this

assemblage étant assurée au moyen de deux broches non repré- assembly being ensured by means of two pins not shown

sentées traversant des alésages 13 ménagés à chacune des sent through bores 13 provided at each of the

extrémités desdites barrettes pour le positionnement de celles- ends of said bars for the positioning of these

ci et comportant des moyens de rapprochement et de serrage de ci and comprising means of approximation and tightening of

ces barrettes.these bars.

Chaque barrette 10, et chacune des barrettes d'extrémité 11 et 12, présente une section transversale rectangulaire, et comporte une face supérieure 15, une face inférieure 16 et Each strip 10, and each of the end strips 11 and 12, has a rectangular cross section, and has an upper face 15, a lower face 16 and

deux faces verticales 17 et 18.two vertical faces 17 and 18.

Sur chaque face verticale 17, 18 des barrettes centra- les 10 et sur les faces verticales internes des barrettes d'extrémité 11 et 12, est ménagée une série d'encoches 20, On each vertical face 17, 18 of the central bars 10 and on the internal vertical faces of the end bars 11 and 12, is formed a series of notches 20,

réalisées par exemple par fraisage, chaque encoche 20 présen- made for example by milling, each notch 20 presented

tant entre deux côtés 21, perpendiculaires aux faces 17, 18, between two sides 21, perpendicular to the faces 17, 18,

un fond oblique 22, incliné par rapport & ces faces, l'enco- an oblique bottom 22, inclined with respect to these faces, the still

che 20 ayant une profondeur variable entre une valeur maximale sur la face supérieure 15 et une valeur nulle à une distance d de la face inférieure 16, en un point situé au-dessus de cette face. Sur chaque barrette 10, les encoches 20, régulièrement réparties sont disposées en vis-à-vis d'une face 17, 18 à l'autre, les fonds de deux encoches opposées 20 laissant subsister entre eux une bande étroite de matière 23 sur la face supérieure 15. Les encoches 20 des barrettes adjacentes che 20 having a variable depth between a maximum value on the upper face 15 and a zero value at a distance d from the lower face 16, at a point above this face. On each bar 10, the notches 20, evenly distributed, are arranged opposite one face 17, 18 to the other, the bottoms of two opposite notches 20 leaving between them a narrow strip of material 23 on the upper face 15. The notches 20 of the adjacent bars

se correspondent.correspond.

Sur l'une des faces verticales de la barrette, sur la face 17 dans cet exemple, est réalisé à la partie inférieure de chaque barrette 10, un décrochement 25, ménageant une face On one of the vertical faces of the strip, on the face 17 in this example, is formed at the bottom of each strip 10, a recess 25, forming a face

plane 26, en retrait par rapport à la face 17 d'une profon- plane 26, set back from the face 17 of a depth

deur e, et parallèle à cette face. Ce décrochement est situé à une distance D (voir la figure 6) de la face inférieure 16 de deur e, and parallel to this face. This recess is located at a distance D (see FIG. 6) from the lower face 16 of

la barrette, D étant supérieur à d. the bar, D being greater than d.

En outre, suivant le plan vertical de symétrie de chaque In addition, following the vertical plane of symmetry of each

encoche, est ménagée dans la face inférieure 16 de chaque bar- notch, is provided in the lower face 16 of each bar

rette, à l'exception des barrettes et des encoches d'extrémité, une saignée 28, d'une largeur 1 égale à e et d'une hauteur sensiblement égale à D (fig. 4, 5 et 6), de manière à chevaucher except for the bars and the end notches, a groove 28 having a width 1 equal to e and a height substantially equal to D (FIGS .4, 5 and 6) so as to overlap

le fond de cette encoche.the bottom of this notch.

Ainsi, lors de l'assemblage des barrettes 10 entre les barrettes d'extrémité. 11 et 12, pour former une plaque P, on Thus, during the assembly of the bars 10 between the end strips. 11 and 12, to form a plate P,

obtient un bloc dans l'une des faces (réalisée par juxtaposi- gets a block in one of the faces (made by juxtaposed

tion des faces 15) duquel débouchent des ouvertures 30 formées chacun par la réunion de deux encoches 20 de deux barrettes faces 15) which open openings 30 each formed by the meeting of two notches 20 of two strips

adjacentes (fig. 3), tandis que dans l'autre face (juxtaposi- adjacent to each other (Fig. 3), while in the other side (juxtaposed

tion des faces 16) s'ouvre un réseau de fentes 31, perpendicu- of the faces 16) opens a network of slots 31, perpendicular to

laires entre elles, ménagé par les saignées 28 et les décro- between them, provided by the cuts 28 and the decou-

chements 25, la fente dans ce dernier cas étant formée par les faces 26 et les faces 18 adjacentes (fig. 6). Les barrettes d'extrémité 11 et 12 présentent par rapport aux barrettes courantes 10 du c8té de la face inférieure 16 et 25, the slot in the latter case being formed by the faces 26 and adjacent faces 18 (Figure 6). The end strips 11 and 12 have with respect to the common bars 10 of the side of the lower face 16 and

à chaque extrémité un excès de longueur correspondant à l'épais- at each end an excess of length corresponding to the thick-

seur d'une fente 31 & la périphérie de la structure alvéolaire. slot 31 at the periphery of the honeycomb structure.

En appliquant un élément de ceinture (non représenté) sur les barrettes assemblées, on ferme l'extrémité des fentes formées par les décrochements 25 par une fente périphérique 31a qui By applying a belt element (not shown) on the assembled bars, the ends of the slots formed by the recesses 25 are closed by a peripheral slot 31a which

peut être éventuellement plus épaisse que les fentes de réseau 31. may be thicker than network slots 31.

De même, les fentes 31b ménagées au contact des barrettes d'extrémité 11 et 12 peuvent présenter une plus grande épaisseur correspondant à l'enveloppe périphérique de la structure alvéolaire. Similarly, the slots 31b formed in contact with the end strips 11 and 12 may have a greater thickness corresponding to the peripheral envelope of the honeycomb structure.

Les ouvertures 30 et ces fentes- 31 communiquent entre - The openings 30 and these slots 31 communicate between -

elles. Ainsi, de la pâte céramique repoussée à travers les ouvertures 30, par tout moyen approprié, se trouve extrudée they. Thus, ceramic paste pushed through openings 30, by any suitable means, is extruded

par le réseau quadrillé des fentes 31, pour former la struc- through the lattice network of slots 31, to form the structure

ture alvéolaire recherchée.desired alveolar ture.

L'outillage selon la présente invention est tout particu- The tooling according to the present invention is particularly

lièrement convenable pour l'extrusion d'éléments destinés à être soumis à de fortes températures et pressions, par exemple d'éléments de filtres pour métaux liquides, auquel cas ces particularly suitable for the extrusion of elements intended to be subjected to high temperatures and pressures, for example filter elements for liquid metals, in which case these

éléments sont formés de matériaux réfractaires. elements are formed of refractory materials.

Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés et elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de Of course, the present invention is not limited to the embodiments described and shown and is capable of numerous variants accessible to the man of

l'art, sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. art, without departing from the spirit of the invention.

Ainsi, en cas d'obturation d'une ou plusieurs des fentes 31, il est aisé de procéder à leur débouchage après démontage du bloc P sans risquer d'endommager les fentes, et ceci même lorsque le matériau inclus dans ces fentes est très résistant Thus, in case of closing one or more of the slots 31, it is easy to proceed with their unclogging after disassembly of the block P without risk of damaging the slots, and this even when the material included in these slots is very resistant

après séchage.after drying.

Claims

1.- Extrusion device according to the invention, intended for the formation of cellular honeycomb structure, formed of a block (P) in one face of which are formed openings (30) for entry of the ceramic paste, communicating through the block (P) with a network of crossed slots (31) open in the opposite face of this block for formation of the structure

honeycomb, characterized in that the block is formed by assembling

forming bars (10) of rectangular section, contiguous to their vertical faces (17, 18), the inlet openings (30) being formed by notches (20) formed in at least one of said vertical faces (17, 18) from each upper face (15) of the bars, while the slots (31) of the network are formed, for some by a recess (25, 26) formed in the lower part of at least one of the vertical faces of each bar, and for the others by grooves (28) starting from the lower face (16) of each bar from one vertical face to the other, with the exception of

end strips (11 and 12).

2.- Device according to claim 1, characterized in that each notch (20) has between two sides (21)

perpendicular to the vertical faces (17, 18), a

that (22) inclined with respect to these faces, the notch (20) having a variable depth between a maximum value on the upper face (15) and a zero value at a point above

the lower face (16).

3.- Device according to claim 1 or 2, characterized

in that on each intermediate bar (10), the

ches (20), regularly distributed, are arranged vis-à-vis one face (17, 18) to the other, the notches (20) of the bars

adjacent ones matching each other.

4.- Device according to one of claims 2 and 3,

characterized in that on at least one of the vertical faces

(17, 18), a recess (25) is formed at the bottom of each bar (10), providing a planar face (26) set back from said vertical face and, in addition, a groove ( 28) is made according to the vertical plane of symmetry of each notch (20), in the lower face of each intermediate bar (10), a height (D) such

that it overlaps the bottom of the notch.

5.- Device according to one of claims 1 to 4,

characterized in that the bars (10, 11, 12) have, at each of their ends, bores (13) for the passage

of positioning and holding pins.

6 .-- Device according to one of claims 1 to 5

characterized in that the slots (31) formed between the webs are closed at their end by a plate or belt resting on the end webs (11, 12) and which is in keeping with the intermediate webs (10) at the end and on a slightly shorter length compared to

end strips, a blade-shaped gap delineates

putting a peripheral exit slot (31a) of the structure

alveolar.