DE3622695A1

DE3622695A1 - Mundstueck zum extrudieren einer keramischen masse

Info

Publication number: DE3622695A1
Application number: DE19863622695
Authority: DE
Inventors: Herbert Mueller
Original assignee: BRAUN ZIEGELMUNDSTUECKBAU
Current assignee: BRAUN ZIEGELMUNDSTUECKBAU
Priority date: 1986-07-05
Filing date: 1986-07-05
Publication date: 1988-01-14

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mundstück zum Extru dieren einer keramischen Masse zu Wabenkörpern mit einem Formkörper, in dem auf der Einlaßseite Speisekanäle und auf der Auslaßseite gitterförmig angeordnete Auslaß kanäle vorgesehen sind.

Eine Matrize dieser Art ist durch die DE-OS 22 54 563 bekannt. Der Formkörper ist bei dieser Ausgestaltung einstückig ausgebildet, wobei auf der einen Seite durch gehende Schlitze als Auslaßkanäle und auf der anderen Seite Bohrungen als Speisekanäle eingearbeitet sind, deren inneres Ende jeweils mit dem inneren Ende einer Kreuzungsstelle zweier Auslaßschlitze in Verbindung steht. Da somit eine Vielzahl mitunter dicht nebenein ander angeordneter Bohrungen in den Formkörper einzu arbeiten sind, ist nicht nur dessen Herstellung aufwendig und teuer, sondern es ist auch die Ausschußquote hoch, da beim Einarbeiten der Bohrungen oftmals Fertigungsun genauigkeiten auftreten. Des weiteren hat sich bei diesem Mundstück als nachteilig herausgestellt, daß der ein stückige Formkörper nicht aus einem hochwertigen Material, beispielsweise Hartmetall, hergestellt werden kann, da dieser in diesem Fall, wenn überhaupt, nur unter Schwierig keiten und einem erheblichen Aufwand zu bearbeiten ist. Die Standzeit dieses auch schlecht zu reinigenden Form körpers ist daher gering. Und wird dieser im Betrieb auch nur teilweise beschädigt, ist ein Austausch unumgänglich. Eine wirtschaftliche Betriebsweise ist demnach mit dem bekannten Mundstück nicht zu erzielen, zumal das Strömungs verhalten unterschiedlicher durch diesen zu pressender keramischer Massen nicht beeinflußt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Mundstück zum Extrudieren einer keramischen Masse zu schaffen, das nicht nur sehr einfach und auf wirtschaftliche Weise zu fertigen ist, sondern das auch aus verschleißfesten Werkstoffen hergestellt werden kann. Ferner soll das Fließverhalten der jeweils durch das Mundstück zu pressenden keramischen Masse leicht beeinflußbar sein, so daß Spannungsrisse vermieden werden, und es soll vor allem möglich sein, beschädigte Teile des Mundstückes in kurzer Zeit mit ge ringem Aufwand auszutauschen.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Formkörper aus einzelnen plattenförmig ausgebildeten Kern segmenten zusammengesetzt ist, in die die Speisekanäle durch in Strömungsrichtung der keramischen Masse und achs senkrecht dazu verlaufende, auf deren Außenseiten vorge sehenen bzw. nach außen offenen Freisparungen und die Auslaßkanäle durch mit den Speisekanälen kommunizierende zwischen den einzelnen Kernsegmenten verlaufende und in diese eingearbeitete Schlitze oder Schlitzabschnitte gebildet sind, und daß die Kernsegmente mittels Zuganker oder dgl. zwischen zwei Spannleisten eingespannt sind, die an einer Aufnahmeplatte befestigt sind.

Zweckmäßig ist es hierbei, die Kernsegmente jeweils aus einem mittleren Kernteil und beiderseits an diesen ange formten Ansatzstücken zur Aufnahme der Zuganker zu bilden.

Zur Schaffung der in Strömungsrichtung verlaufenden Freisparungen der Speisekanäle ist es angezeigt, die Kernsegmente im Bereich des Kernteils im Querschnitt sich keilförmig vergrößernd auszubilden.

Die achssenkrecht zur Strömungsrichtung der keramischen Masse verlaufenden Freisparungen der Speisekanäle sollten ferner im Querschnitt tropfenförmig, die mit ihrem sich verjüngenden Ende jeweils in einen Auslaßkanal münden, oder als Querbohrungen gestaltet sein, wobei den tropfen förmig ausgebildeten Freisparungen oder den Querbohrungen ein- oder beidseitig in die Kernteile eingearbeitete Einlaufkanäle zugeordnet sein können.

Um die Strömungsgeschwindigkeit der keramischen Masse zu beeinflussen, können die tropfenförmig ausgebildeten Freisparungen der Speisekanäle eine von außen zur Mitte hin sich stetig oder gestuft vergrößernde oder verklei nernde Höhe aufweisen, es ist zu dem gleichen Zweck aber auch möglich, den Kernteil der Kernsegmente in der Höhe gegenüber den vorderen Stirnflächen der Ansatzstücke stetig oder gestuft vor- oder zurückzusetzen bzw. konvex oder konkav gekrümmt auszubilden.

Des weiteren ist es angebracht, die den Speisekanälen zugekehrten Seitenflächen der Ansatzstücke und/oder der Spannleisten in Strömungsrichtung der keramischen Masse konvergierend verlaufend auszubilden.

Die in Längsrichtung der Kernsegmente verlaufenden Schlitze der Auslaßkanäle können in einfacher Weise durch eine in der Stärke unterschiedliche Bemessung der Ansatzstücke untereinander und/oder der Kernteile und/oder durch zwischen den Kernsegmente, vorzugsweise zwischen deren Ansatzstücken eingesetzte Distanzplatten gebildet werden.

Die die in Längsrichtung der Kernsegmente verlaufenden Schlitze ergänzenden Schlitze der Auslaßkanäle können aufgrund der Zusammensetzung des Formkörpers aus Kern segmenten achssenkrecht und/oder zu diesen geneigt, durch gehend oder segmentweise zueinander versetzt angeordnet werden.

Vorteilhaft ist es ferner, die Kernsegmente mit einer verschleißfesten Beschichtung zu versehen und die Spann leisten jeweils mittels mindestens einem Paßstift in der Aufnahmeplatte zu fixieren.

Das gemäß der Erfindung ausgebildete Mundstück zum Extrudieren einer keramischen Masse ist nicht nur äußerst einfach in der konstruktiven Ausgestaltung und in sehr wirtschaftlicher Weise herzustellen, sondern auch viel seitig verwendbar und ermöglicht bei hoher Standzeit ein stets zufriedenstellendes Ausformen eines zugeführten Stranges. Wird nämlich der Formkörper aus einzelnen eingespannten Kernsegmenten zusammengesetzt, so ist es ohne Schwierigkeiten möglich, diese gegebenenfalls satz weise mechanisch zu bearbeiten, auch wenn ein hochwertiger und damit verschleißfester Werkstoff gewählt wurde. Die Standzeit des erfindungsgemäßen Mundstückes ist daher hoch. Und sind einzelne Kernsegmente durch Abrieb oder Korrosion beschädigt, können diese leicht und in kurzer Zeit ausgetauscht werden, auch ist eine gründliche Reini gung des Mundstückes durch Zerlegen des Formkörpers problemlos zu bewerkstelligen.

Des weiteren ist von Vorteil, daß die einzelnen Kern platten, ohne einen Verzug in Kauf nehmen zu müssen, mit einem mitunter unterschiedlichen Verschleißüberzug versehen werden können und daß durch verschiedene Maß nahmen, beispielsweise auch durch die Bemessung der einzelnen Freisparungen, das Strömungsverhalten der durch das Mundstück durchzupressenden keramischen Masse beein flußt und an jeweiligen Gegebenheiten angepaßt werden kann. Eine vielseitige stets zufriedenstellende Verwend barkeit des erfindungsgemäßen Mundstückes ist dadurch gewährleistet.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen des gemäß der Erfindung ausgebildeten Mundstückes zum Extrudieren einer keramischen Masse dargestellt und nach folgend im einzelnen erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 ein aus verspannten Kernsegmenten gebildetes Mundstück in Vorderansicht,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 eine andersartige Ausgestaltung der Kernsegmente in einer Darstellung gemäß Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 1,

Fig. 5 eine andersartige Ausgestaltung der Kernsegmente in einer Darstellung gemäß Fig. 4,

Fig. 6 einen Teil eines Kernsegmentes in Ansicht mit unterschiedlichen Ausgestaltungen der in dieses eingearbeiteten Freisparungen,

Fig. 7-9 Schnitte nach den Linien VII-VII, VIII-VIII und IX-IX der Fig. 6,

Fig. 10-12 die Ausgestaltung und Anordnung der Kernsegmente zur Bildung der in deren Längsrichtung verlaufenden Schlitzen und

Fig. 13-16 unterschiedliche Ausgestaltungen der Auslaßkanäle.

Des in Fig. 1 dargestellte und mit 1 bezeichnete Mundstück dient zum Extrudieren keramischer Massen zu vorzugsweise dünnwandigen Wabenkörpern, die z. B. in Abgaskatalysatoren eingebaut werden, und besteht im wesentlichen aus einem mit Speisekanälen 21 und Auslaßkanälen 31 versehenen Formkörper 10, der in einer Aussparung 3 einer an einer Presse zu befestigenden Aufnahmeplatte 2 eingesetzt ist. Der Formkörper 10 ist hierbei aus mehreren Kernsegmenten 11 zusammengesetzt, die mittels Zuganker 16 zwischen zwei mit Hilfe von Spannschrauben 17 verspannbarer Spann leisten 14 und 15 eingesetzt sind. Zur Befestigung der Spannleisten 14 und 15 an der Aufnahmeplatte 2 dienen Spannschrauben 4 sowie jeweils ein Fixierstift 5.

Die Kernsegmente 11 weisen jeweils einen Kernteil 12 und beiderseits an diesem angeformte Ansatzstücke 13 auf, durch die die Zuganker 16 hindurchgeführt sind. In die Kernsegmente 11 sind auf der Einlaßseite E die Speise kanäle 21 in Form von in Strömungsrichtung S der keramischen Masse verlaufenden Freisparungen 22 sowie von achssenkrecht dazu gerichteten Freisparungen 23 bzw. 24 eingearbeitet, die Auslaßkanäle 31 sind dagegen durch Schlitze 32 und 33 gebildet, die auf unterschiedliche Weise geschaffen werden können.

Um das Fließverhalten der keramischen Masse beeinflussen zu können, kann die Stirnfläche 18 des Kernteils 12, wie dies in Fig. 2 strichpunktiert eingezeichnet ist, gegenüber den Stirnflächen 19 der Ansatzstücke 13 vor oder zurückgesetzt, d. h. als konvex gekrümmte Stirn fläche 18′ oder als konkav gekrümmte Stirnfläche 18′′ ausgebildet sein. Zu dem gleichen Zweck können aber auch gemäß den Darstellungen in den Fig. 3 und 4 die tropfenförmig ausgebildeten Freisparungen 23, 23′, 23′′ . . . bzw. 23 a, 23 b, 23 c eine sich verändernde Höhe aufweisen, so daß dadurch die den einzelnen Aus laßkanälen 31 zuströmende Menge der keramischen Masse erhöht oder reduziert werden kann.

Den Fig. 2 bis 5 ist des weiteren zu entnehmen, daß die nach innen gerichteten Seitenflächen 20 der Ansatz stücke 13 und auch die Seitenflächen 26 und 27 der Spannleisten 14 und 15 in Strömungsrichtung S der keramischen Masse konvergierend verlaufend ausgebildet sind. Das Einströmen der keramischen Masse in den Form körper 10 wird dadurch begünstigt.

Die achssenkrecht verlaufenden Freisparungen 23, 24 der Speisekanäle 21 können, wie dies der Fig. 6 zu entnehmen ist, im Querschnitt tropfenförmig ausgebildet werden, die mit ihrem sich verjüngenden Ende jeweils in einen Auslaßkanal 31 münden, oder als Querbohrung ausgebildet sein. Außerdem kann den Freisparungen 23, 24 ein- oder beidseitig ein Einlaufkanal 25 zugeordnet werden. Die in Strömungsrichtung S der keramischen Masse sich erstreckenden Freisparungen 22 der Speisekanäle 21 sind dagegen dadurch gebildet, daß der Kernteil 11 gemäß den Darstellungen in den Fig. 4 und 5 sowie 7 bis 9 im Querschnitt sich keilförmig vergrößernd ausgebildet ist.

Die Schlitze 32 der Auslaßkanäle 31 können, wie dies in den Fig. 10 bis 12 gezeigt ist, auf unterschiedliche Weise geschaffen werden. Gemäß Fig. 10 sind jeweils gleich ausgebildete Kernsegmente 11 zu einem Formkörper zusammengebaut, die Kernteile 12 sind hierbei aber in ihrer Stärke schmäler bemessen als die Ansatzstücke 13, so daß sich die Längsschlitze 32 zwangläufig ergeben. Gemäß Fig. 11 sind wechselweise Kernsegmente 11 und 11′ unterschiedlicher Stärke zu einem Formkörper zusammenge baut. Die Ansatzstücke des Kernsegmentes 11′ weisen hierbei die gleiche Stärke auf wie dessen Kernteile und die Kernteile 12 der Kernsegmente 11, so daß durch die Stärke der Kernteile 12 demnach die Breite der Schlitze 32 bestimmt ist. Und bei der Ausgestaltung nach Fig. 12 sind zwischen den Kernsegmenten 11 Distanzplatten 34 eingesetzt, mittels denen die Breite der Schlitze 32 eingestellt werden kann.

Da der Formkörper 10 aus einzelnen Kernsegmenten 11 zusammengesetzt ist, in die ohne weiteres die Schlitze 33, 33′, 33′′ und 33′′′ eingearbeitet werden können, sind durch Zusammensetzen unterschiedlich gestalteter Kernsegmente 11, 11′, 11′′ die Auslaßkanäle 31, wie dies in den Fig. 13 bis 16 gezeigt ist, sehr vielseitig und unterschiedlich zu gestalten.

Claims

1. Mundstück zum Extrudieren einer keramischen Masse zu Wabenkörpern mit einem Formkörper, in dem auf der Einlaßseite Speisekanäle und auf der Auslaßseite gitterförmig angeordnete Auslaßkanäle vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (10) aus einzelnen plattenförmig ausgebildeten Kernsegmenten (11) zusammengesetzt ist, in die die Speisekanäle (21) durch in Strömungsrichtung (S) der keramischen Masse und achssenkrecht dazu ver laufende, auf deren Außenseiten vorgesehenen bzw. nach außen offenen Freisparungen (22, 23 bzw. 24) und die Auslaßkanäle (31) durch mit den Speisekanälen (21) kommunizierende zwischen den einzelnen Kernseg menten (11) verlaufende und in diese eingearbeitete Schlitze (32, 33) oder Schlitzabschnitte gebildet sind, und daß die Kernsegmente (11) mittels Zuganker (16) oder dgl. zwischen zwei Spannleisten (14, 15) eingespannt sind, die an einer Aufnahmeplatte (2) befestigt sind.

2. Mundstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernsegmente (11) jeweils aus einem mittleren Kernteil (12) und beiderseits an diesen angeformten Ansatzstücken (13) zur Aufnahme der Zuganker (16) bestehen.

3. Mundstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernsegmente (11) zur Bildung der in Strömungs richtung (S) verlaufenden Freisparungen (22) der Speise kanäle (21) im Bereich des Kernteils (12) im Querschnitt sich keilförmig vergrößernd ausgebildet sind.

4. Mundstück nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die achssenkrecht zur Strömungsrichtung (S) der keramischen Masse verlaufenden Freisparungen (23, 24) der Speisekanäle (21) im Querschnitt tropfenförmig, die mit ihrem sich verjüngenden Ende jeweils in einen Auslaßkanal (21) münden oder als Querbohrungen ausge bildet sind.

5. Mundstück nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß den tropfenförmig ausgebildeten Freisparungen (23) oder den Querbohrungen (24) ein- oder beidseitig in die Kernteile (12) eingearbeitete Einlaufkanäle (25) zugeordnet sind.

6. Mundstück nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die tropfenförmig ausgebildeten Freisparungen (23, 23′, 23′′ . . . bzw. 23 a, 23 b, 23 c . . .) der Speisekanäle (21) zur Beeinflussung der Strömungsge schwindigkeit der keramischen Masse eine von außen zur Mitte hin sich stetig oder gestuft vergrößernde oder verkleinernde Höhe aufweisen.

7. Mundstück nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernteil (12) der Kernsegmente (11) in der Höhe gegenüber den vorderen Stirnflächen (19) der Ansatzstücke (13) stetig oder gestuft vor- oder zurückgesetzt bzw. konvex (Stirnfläche 18′) oder konkav (Stirnfläche 18′′) gekrümmt ausgebildet ist.

8. Mundstück nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den Speisekanälen (21) zugekehrten Seiten flächen (20 bzw. 26, 27) der Ansatzstücke (13) und/oder der Spannleisten (14, 15) in Strömungsrichtung (S) der keramischen Masse konvergierend verlaufend ausge bildet sind.

9. Mundstück nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in Längsrichtung der Kernsegmente (11) ver laufenden Schlitze (32) der Auslaßkanäle (31) durch eine in der Stärke unterschiedliche Bemessung der An satzstücke (13) untereinander und/oder der Kernteile (12) und/oder durch zwischen den Kernsegmenten (11), vorzugsweise zwischen deren Ansatzstücken (13) einge setzte Distanzplatten (34) gebildet sind.

10. Mundstück nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die die in Längsrichtung der Kernsegmente (11) verlaufenden Schlitze (32) ergänzenden Schlitze (33, 33′, 33′′, 33′′′) der Auslaßkanäle (31) achssenkrecht und/oder zu diesen geneigt, durchgehend oder segment weise zueinander versetzt angeordnet sind.

11. Mundstück nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernsegmente (11) mit einer verschleißfesten Beschichtung versehen sind.

12. Mundstück nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannleisten (14, 15) jeweils mittels mindestens einem Paßstift (5) in der Aufnahmeplatte (2) fixiert sind.