DE4139176A1

DE4139176A1 - Verfahren und vorrichtung zum formen einer gleichfoermigen haut bzw. grenzschicht auf einer zellularen struktur

Info

Publication number: DE4139176A1
Application number: DE4139176A
Authority: DE
Inventors: Josepf Francis Cocchetto; Harry Arthur Kragle; Floyd Ernest Stumpff
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1991-11-28
Publication date: 1992-06-04
Also published as: KR0178789B1; US5219509A; BE1005084A5; JP3259779B2; KR920009545A; JPH04305077A

Description

Die Erfindung betrifft die Technik, dünnwandige Honigwaben- Strukturen aus extrudierbarem Material, insbesondere keramischen und/oder metallischen Massen und ähnlichen Materialien herzustellen, welche die Eigenschaft haben, während des Extrudierens fließfähig zu sein oder plastisch zu verformen, während sie in der Lage sind, unmittelbar nach dem Extrudieren hinreichend starr zu werden, um so ihre strukturelle Integrität aufrecht zu erhalten. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Extrusions- Matrize bzw. Ziehform für das Extrudieren und eine Masken- Anordnung zum Formen einer Honigwaben-Struktur mit einer glatten oder konturierten integralen Oberflächengrenzschicht bzw. äußeren Haut im Randbereich, bei der die übliche Ver formung der Zellen im Randbereich der extrudierten Honigwaben- Struktur praktisch vermieden ist.

Der Stand der Technik kennt eine Vielzahl von Extrudier-Matri zen bzw. Ziehformen für das Extrudieren und Maskenanordnungen mit unterschiedlichen Ausgestaltungen, um zellulare Strukturen mit einer äußeren Haut bzw. Grenzschicht zu versehen; allerdings ist bei praktisch allen derartigen Anordnungen das Entstehen von Verformungen in den äußeren Zellen im Randbereich der extrudierten Honigwaben-Struktur nicht zu vermeiden, und bei keiner dieser Anordnungen sind die einzigartigen Belange der Extrudier-Anordnung der vorliegenden Erfindung bedacht worden.

U.S. Patent No. 37 90 654 betrifft ein Verfahren und eine Vor richtung zum Formen von Honigwaben-Strukturen mit einer inte gralen Ummantelung. Ein justierbarer Einsatz, der eine sich verjüngende Fläche aufweist, ist vorgesehen, um der Widerstand des Flusses des Form-Materials bzw. Chargenmaterials zu variieren, das einer ringförmigen Öffnung zugeführt wird, um die integrale Ummantelung der Honigwaben-Struktur zu formen.

U.S. Patent No. 41 68 944 betrifft eine komplexe Vorrichtung zum Formen einer röhrenförmigen Honigwaben-Anordnung mit einer adiabaten Schicht, die auf deren äußeren Wand integral aufge bracht wird. Ähnlich wie bei dem zuvor erwähnten ′654 Patent, sind die Gehäuse- oder Düsenbereiche des ′944 Patentes aus ei ner ringförmigen Öffnung extrudiert.

U.S. Patent No. 42 98 328 betrifft eine Extrudier-Anordnung zum Vermeiden der Verformung der Zellen im Randbereich in einer ex trudierten Honigwaben-Struktur. Der Matrizen-Körper und die Maske sind mit parallelen Wänden ausgestattet, die in der Ex trusionsrichtung konvergieren, um einen Spalt im Randbereich zwischen sich zu bilden, wobei dieser Spalt verändert werden kann, um Honigwaben-Strukturen zu bilden, die eine unterschied liche Dicke der Haut bzw. Grenzschicht aufweisen.

U.S. Patent No. 43 68 025 betrifft eine Extrudier-Vorrichtung zum Herstellen von Honigwaben-Strukturen, bei denen die Haut bzw. Grenzschicht außerhalb der Stabfläche der Matrize gebildet wird, indem Rillen in einer darüberliegende Matrizen-Maske ausgebildet sind, oder indem ein Ring in den Stäben selbst gebildet ist, bei denen Öffnungen in der Maskenfläche ausgeformt sind.

U.S. Patent No. 43 81 912 betrifft eine Extrudier-Vorrichtung zum Herstellen einer Honigwaben-Struktur, bei der das die Haut bzw. Grenzschicht bildende Material quer durch die Auslaßschlitze allein im Randbereich fließt, oder durch derartige Schlitze und einen Spalt, um mit dem Zentrum sich zu verbinden und um eine gleichfömige Haut bzw. Grenzschicht im Randbereich darauf zu bilden.

U.S. Patent No. 43 49 329 betrifft eine Extrudier-Vorrichtung zum Herstellen einer Honigwaben-Struktur, bei der ein Sammel bereich Material zuführt, um eine äußere Wand und dickere Steg abschnitte zwischen den Zellen im Randbereich zu bilden.

U.S. Patent No. 46 68 176 betrifft eine Extrudier-Vorrichtung zum Herstellen einer Honigwaben-Struktur, bei der ein Feder element die Dicke eines Durchlasses für den Fluß des Materials für die Haut bzw. Grenzschicht steuert, und dementsprechend die Dicke der entstehenden Haut bzw. Grenzschicht, und eine Schwenkplatte den Fluß des Materials für die Haut bzw. Grenzschicht zu diesem Durchlaß hin steuert.

U.S. Patent No. 47 10 123 bildet eine Extrudier-Vorrichtung zum Herstellen von Honigwaben-Strukturen fort, bei der das Maß des Flusses der Haut bzw. Grenzschicht durch die pneumatische Bewegung eines Rings eingestellt wird, und die Dicke der Haut bzw. Grenzschicht durch eine Schrauben-verstellbare Hülse bestimmt wird.

U.S. Patent No. 48 14 187 betrifft eine Extrudier-Vorrichtung zum Herstellen von Honigwaben-Strukturkörpern, bei der das Maß des Flusses des Extrusionsmaterials durch die Verwendung von Flußwiderstandsplatten gesteuert wird, um einen gleichmäßigen Fluß über der Matrizen-Fläche zu erzielen.

Die japanische ungeprüfte Patentanmeldung 6 15 915 betrifft eine Extrudier-Matrize zum Formen von honigwaben-förmigem Material, bei der das Maß der Extrusion des Materials, das an die Haut bzw. Grenzschicht angrenzt, durch die Verwendung von kürzeren Maß-Verstell-Stäben gesteuert wird, um so das Maß der Extrudierung im Mittelbereich der Matrize anzupassen.

Um die Probleme und Schwierigkeiten bei den vorstehend genann ten Matrizen-Anordnungen nach dem Stand der Technik zu beheben, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Matrizen- Anordnung zum Formen dünnwandiger zellularer Substrate mit ei ner glatten oder gleichförmig gestalteten Haut bzw. Grenzschicht bzw. Grenzschicht bereitzustellen, so daß die Stege der Zellen im äußeren Randbereich während der Bildung der Haut bzw. Grenzschicht nicht in nachteiliger Weise verformt oder verschoben werden, wie dies in der Vergangenheit der Fall war.

Tatsächlich wird eine verbesserte Druckfestigkeit im Trocken zustand der mit der Haut bzw. Grenzschicht bedeckten zellularen Substrate durch den Umstand erzielt, daß die Stege, die die Zellen im Randbereich des Substrates bilden, praktisch frei von Verformungen sind, was darauf zurück zu führen ist, daß der nachteilige seitliche oder quer gerichtete Fluß des die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Chargen- bzw. Form-Materials, der die Verformung verursacht, praktisch ausgeschaltet ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Teilansicht einer Honigwaben-Struktur gemäß dem Verfahren und der Vorrichtung des Standes der Technik, auf der eine Haut gebildet ist, welche die Verformung der Waben zeigt, die an die äußeren Randzellen angrenzen.

Fig. 2 ist eine schematische Teilansicht eines zellularen Substrates auf dem gemäß der vorliegenden Erfindung eine Haut gebildet ist.

Fig. 3 ist eine Teilansicht im Querschnitt in der Draufsicht einer bevorzugten Extrudier-Matrizen-Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 4 ist eine Teil-Draufsicht auf den vorderen Bereich und auf den hinteren Bereich der Fig. 3.

Fig. 5 ist eine Teilansicht im Querschnitt in der Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer Matrizen- Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 6 ist eine Teilansicht im Querschnitt in der Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform einer Matrizen- Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 7 ist eine Teilansicht im Querschnitt in der Draufsicht auf eine vierte Ausführungsform einer Matrizen- Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 8-10 sind Teilansichten im Querschnitt in der Draufsicht, die den Zusammenhang zwischen der die Haut bildenden Maske und der Auslaßfläche der Matrize zeigen.

Fig. 8 veranschaulicht die die Haut bildende Maske und den Matrizenkörper in passender Zusammenstellung, ohne einen Abstandshalter dazwischen.

Fig. 9 veranschaulicht die die Haut bildende Maske und den Matrizenkörper in passender Zusammenstellung, mit einem Abstandshalter dazwischen.

Fig. 10 veranschaulicht die die Haut bildende Maske und den Matrizenkörper in passender Zusammenstellung, mit einem größeren Abstandshalter dazwischen.

Fig. 11 ist ein schematisches Diagramm, das den Schereffekt zeigt, der in dem Massenfluß bei der Verringerung der Flußtiefe gemäß der vorliegenden Erfindung entsteht.

Fig. 12 ist eine schematische Teilansicht einer weiteren Ausgestaltung der Übergangszone, die einen Teil der vorliegenden Erfindung darstellt.

Fig. 13 ist eine schematische Teilansicht einer weiteren Ausgestaltung der Übergangszone.

Fig. 14, 15 und 16 sind schematische Teilansichten von unterschiedlichen Ausgestaltungen der gleichförmig konturierten oder glatten äußeren Häute, die einstückig mit der Honigwaben-Struktur gebildet sein können.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Bei den herkömmlichen Verfahren gemäß dem Stand der Technik zur Bildung von einer Haut bzw. Grenzschicht auf einem zellularen Substrat, hat der Massenfluß eine wesentliche Querkomponente, die den Längsfluß der Materialmasse, welche insgesamt auch als Chargen- oder Ansatzmaterial bezeichnet werden kann, die das zellulare Substrat bildet, beeinflußt, wie dies in den US-Patenten 43 86 025 und 43 81 912 veranschaulicht ist. So muß das radial nach innen gerichtete Moment oder die Querkomponente des Massenflusses, der die Haut bzw. Grenzschicht bildet, dem neu gebildeten nassen zellularen Substrat widerstehen. Allerdings ist es nur in den Bereichen, in denen die Stege der Zellen die Haut bzw. Grenzschicht berühren möglich, einen Widerstand gegen die Querkomponente zu bilden. Daher sind die Stege, die die Zellen am Rand bilden, durch die seitliche oder Querflußkomponente des Haut bzw. Grenzschichtbildenden Materials verformt und verschoben, so daß verformte oder teilweise zerdrückte Zellen am Rand hervorgerufen werden.

Wie in der Fig. 1 gezeigt, ist ein zellulares Substrat 10 eine Vielzahl von Zellen 12, die durch Stege 14 gebildet sind, mit einer Haut bzw. Grenzschicht 16 versehen. Allerdings tritt bei den Stegbereichen 14a, die dem Rand des Substrates benachbart sind, eine leichte Kollabierung oder Verformung auf, die durch die Querkomponente des Materialflusses, der die Haut bzw. Grenzschicht 16 bildet hervorgerufen wird, so daß zerdrückte Randzellen 12a hervorgerufen werden. Wo derartige Verformungen vorhanden sind, verlieren die Stege ihre Knickfestigkeit und ihre Druckfestigkeit, so daß das Substrat bei isostatischen Tests, oder im eingebauten Zustand unter Druckbeanspruchung auf der Haut bzw. Grenzschicht versagen kann. Bei der vorliegenden Erfindung ist der nachteilige Querstrom des Materials, das die Haut bzw. Grenzschicht bildet, praktisch vermieden, so daß der Hauptanteil des Flusses, der die Haut bzw. Grenzschicht bildet, längsgerichtet ist, um den Längsfluß des Materialflusses zu ergänzen, der die Stege bildet.

Die Richtung des Flusses des Materials, welches insgesamt auch als Chargen- oder Ansatzmaterial bezeichnet werden kann, das die Haut bzw. Grenzschicht bildet, ist so gesteuert, daß nur eine geringfügige Querkomponente vorhanden ist, wenn der Fluß das Substrat während des Haut- bzw. Grenzschichtbildungs prozesses im Winkel berührt, und das Aufbauen der Haut bzw. Grenzschicht und der Stege des zellularen Substrates wird mit dem Hauptanteil des Flusses erzielt, der mit dem Material, das die Stege bildet, längsgerichtet ist. Daher hat das zellulare Substrat gemäß der vorliegenden Erfindung, wie es in der Fig. 2 veranschaulicht ist, Zellen 12, die durch Stege 14 gebildet sind und mit der Integralbehäutung 16 versehen sind, gleichförmige und gerade Stegbereiche 14b im Randbereich, die durch das Material, welches insgesamt auch als Chargen- oder Ansatzmaterial bezeichnet werden kann, das die Haut bzw. Grenzschicht bildet, nicht verformt sind. Somit sind die Zellen 12b durch die Bildung der Haut bzw. Grenzschicht auf dem Substrat nicht verformt, obwohl die Haut bzw. Grenzschicht eine gerigfügige Welligkeit in den Bereichen aufweisen kann, in denen sie nicht durch die Randstege 14b gestützt ist. Dementsprechend hat das Substrat gemäß der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Druck- und Bruchfestigkeit gegenüber den Substraten gemäß dem Stand der Technik.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 ist nachstehend eine be vorzugte Ausführungsform der Extrudier-Matrizen-Anordnung 20 gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, die einen Matrizenkörper 22, eine Maske 24 zur Bildung der Haut bzw. Grenzschicht, einen Abstandshalter 25 zur Positionierung der Maske 24 mit einem bestimmten Abstand zur dem Matrizenkörper 22, einer Flußsteuerplatte 26 und eine Distanzscheibe 28 zur Positionierung der Flußsteuerplatte 26 vom Einlaßende 30 des Matrizenkörpers 22 aufweist. Der Matrizenkörper 22 ist mit einer Anzahl einzelner Zuführkanäle 32 versehen, die an ihrem einen Ende mit dem Einlaßende 30 des Matrizenkörpers und an ihrem anderen Ende mit einer Anzahl miteinander verbundener Auslaßschlitze 34, 35 in Verbindung stehen. Die Auslaßschlitze 34 stehen mit einer Mittelauslaßfläche 36 des Matrizenkörpers in Verbindung und umgeben bzw. bilden eine Anzahl von Stäben 38, welche die Zellen 12 in dem zellularen Substrat 10 bilden. Die Dicke der Stege oder Wände der zellularen Honigwabenstruktur, die durch die Matrize extrudiert wird, entspricht im wesentlichen der Weite der Auslaßschlitze.

Ein Randbereich der Auslaßfläche 36 ist zurückgesetzt, so daß eine Anzahl von Randbereichs-Stababschnitten 40 gebildet ist, die eine Auslaßfläche 42 aufweisen die parallel zu und gegen über der Mittelauslaßfläche 36 versetzt verläuft. Eine geneig te, oder kegelstumpf-förmige Fläche 44, die als an die Auslaß fläche 42 angrenzend einen Übergangsradius 46 aufweisend darge stellt ist, verbindet die abgestufte oder zurückgesetzte Aus laßfläche 42 mit der Mittelauslaßfläche 36.

Die die Haut bzw. Grenzschicht bildende Maske 24 verdeckt den zurückgesetzten Randbereich der Auslaßfläche 36, aber ist von dieser in einer vorbestimmten Distanz durch den Abstandshalter 25 gewünschter Dicke im Abstand gehalten. Wie in der Zeichnung dargestellt, weist die Maske 24 eine innere Oberfläche 48, die zu der zurückgesetzten Auslaßfläche 42 komplementär ist, einen übergehenden Radius 50, der zu dem Radius 48 komplementär ist, eine geneigte oder kegelstumpf-förmige Fläche 52, die zu der geneigten oder kegelstumpf-förmigen Fläche 44 komplementär ist, sowie eine gerade zylindrische Fläche 54 auf, die zu der Ebene der Auslaßfläche 36 komplementär ist.

Der Abstandhalter 25 positioniert die innere Oberfläche 48 der Maske 24 in einem vorgegebenen Abstand von der Auslaßfläche 42, um einen Sammeldurchlaß 56 mit einem Querschnitt in einer Ebene senkrecht zu der Längsachse mit der Gestalt eines Ringes zu bilden. Die geneigte Fläche 52 der Maske und die geneigte Flä che 44 des Matrizenkörpers bilden einen geneigten Haut bzw. Grenzschicht bildenden Durchlaß 58 in der Gestalt einer kegelstumpf-förmigen Anordnung, die in Richtung der Auslaßfläche 36 des Matrizenkörpers 22 zuläuft. Der Durchlaß 56 und der Durchlaß 58 sind durch die einander gegenüber liegenden Flächen 42, 48, bzw. 44, 52 begrenzt, und diese Durchlässe sind miteinander durch eine Übergangszone wie den abgerundeten Spalt 60 verbunden, der zwischen den verlaufenden Radien 46, 50 gebildet ist. Obwohl der hauptsächliche Zweck des Abstandshalters 25 darin besteht, zur Einstellung des Spaltes zu dienen und die Dicke der Haut bzw. Grenzschicht zu steuern, indem der Haut- bzw. Grenzschichtspalt G zwischen den Flächen 44 und 52 des die Haut bildenden Durchlasses 58 justiert wird, wird ein kleiner Effekt auf den Fluß- oder Strömungswiderstand durch Verändern der Dicke des Abstandshalters erzielt. Dennoch ist die Hauptvorrichtung zur Steuerung des Hautstromes die Kombination der Flußsteuerplatte 26 und die Distanzscheibe 28, die an das Einlaßende 30 des Matrixkörpers angrenzend angeordnet sind, wie hier nachstehend beschrieben ist.

Der Winkel a zwischen der geneigten Fläche 44 und der Längs achse X der Matrize 22 (die auch die Achse des Flusses des Füllmaterials ist), ist der gleiche wie der Winkel, den die geneigte Fläche 52 mit dieser Längsachse bildet, und demzufolge sind diese beiden Flächen zu einander parallel orientiert. Der Winkel a, der den Neigungswinkel des die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Durchlasses widergibt, sollte ein größtmöglicher Kompromiß hinsichtlich der Festigkeit der Stäbe, der Einstellbarkeit der Größenordnung des Hautspaltes und dem Winkel sein, unter dem die Haut bzw. Grenzschicht die Matrize verläßt. Ein bevorzugter Winkel a bei einer Matrize mit 400 Zelle mit 0.053′′ (0,135 cm) Schlitzmitten (slot centers) und 0.105′′ (0,267 cm) tiefen Schlitzen, ist 18° von der Längsflußachse X, obwohl brachbare Ergebnisse mit Winkeln erzielbar sind, die ± 15° von dem bevorzugten Winkel abweichen. Durch Verwenden eines Winkels von etwa 18° mündet die geneigte Seitenwand des die Stäbe bildenden Durchlasses 58 in einem pyramidenartigen Grund, der einem Überwerfen widersteht und eine ausreichende Bodentragfähigkeit, auch für Stifte im Randbereich sicherstellt, die lediglich als Splitter an der Matrizenoberfläche erscheinen. Außerdem dreht ein Neigungswin kel von 18° das die Haut bzw. Grenzschicht bildende Material in eine Richtung, beinahe parallel zu der Längsrichtung der Extrusion des die Waben bildenden Materials, welches insgesamt auch als Chargen- oder Ansatzmaterial bezeichnet werden kann, so daß der Hauptflußanteil des die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Materials parallel zu dem längsgerichteten Waben extrusionsfluß ist.

Ein derartiger Fluß des die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Flußmaterials verbessert nicht nur die Maskenfüllung der Haut bzw. Grenzschicht, sondern schließt praktisch sämtliche unerwünschte Verformung der Waben aus, die die Zellen im Randbereich bilden. Außerdem ist durch die Verwendung geneigter Seitenwände in dem die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Durch laß die Möglichkeit gegeben, den die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Spalt in dem Durchlaß einzustellen, indem die Dicke des abstandshalters verändert wird, was nicht möglich ist, wenn ein Durchlaß verwendet wird, der durch gerade Stabwände begrenzt wird, die senkrecht zu der Auslaßfläche angeordnet sind. Es besteht etwa ein Verhältnis von 3 zu 1 zwischen der Dicke des Abstandshalters und der Abmessung des Hautspaltes, so daß eine Vergrößerung der Dicke des Abstandshalters um 0.003′′ (0,076 mm) eine Erhöhung des die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Spaltes um 0.001′′ (0,025 mm) hervorruft.

Die nachstehende Formel ist nützlich, um den bevorzugten Winkel für unterschiedliche Ausführungen der Matrize zu ermitteln:

wobei die Dicke der Stäbe die Dicke eines Stabes 38 ist, die Tiefe der Schlitze die longitudinale Länge eines Schlitzes 34, und der Überstand die Strecke ist, die sich ein Schlitz 34 in der longitudinalen Flußrichtung in einen Zuführkanal 32 an sei nem Schnitt mit diesem erstreckt.

Um die Beziehung zwischen der Abmessung des Abstandshalters 25 und dem die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Spalt G des Durchlasses 58 besser zu verstehen, wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 8-10 die Korrelation erläutert zwischen der Abmessung des Abstandshalters 25 und dem geneigten, die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Durchlaß 58, der durch die Konturen der Maske 24 und dem entlasteten Matrizenkörper 22, wenn ein Winkel von 18° verwendet wird. Zu nächst wird Fig. 8 erläutert. Wenn kein Abstandshalter 25 zwi schen der die Haut bzw. Grenzschicht bildende Maske 24 und dem Matrizenkörper 22 eingesetzt ist, entsprechen sich die Konturen der beiden Teile entlang der horizontalen Flächen 42, 48, der übergehenden Radien 46, 50 und der um 18° geneigten Flächen 44, 52. Dementsprechend liegen die die Haut bzw. Grenzschicht bildende Maske 24 und der entlastete Abschnitt der Matrize 22 eng und passend aneinander an. Um die Beziehung zwischen den geneigten Wänden 44, 52 zu zeigen, in der Schnitt zwischen der geneigten Wand 52 und der geraden zylindrischen Fläche 54 mit dem Punkt E bezeichnet, und wenn die Maske und die Matrize eng aneinander anliegen, liegt der Punkt E an der Maske in Berührung mit dem Punkt E1 an der geneigten Fläche 44.

Nun wird Fig. 9 beschrieben. Wenn ein Abstandshalter 25 zwi schen der die Haut bzw. Grenzschicht bildende Maske 24 und dem Matrizenkörper 22 eingesetzt ist, ist die Maske um eine Strecke angehoben, die der Dicke des Abstandshalters entspricht. Dementsprechend wandert der Punkt E um den gleichen Abstand von dem Punkt E1 in Richtung des Pfeiles A weg. Allerdings öffnet sich der Hautspalt G zwischen den geneigten Flächen 44, 52 nur um einen Bruchteil der Dicke des Abstadshalters. Die tatsächliche Öffnung des Spates G ist gleich dem Tangens des Winkels von 18° multipliziert mit der Dicke des Abstandshalters. Somit würde ein Abstandshalter mit 0.010" (0,25 mm) den Hautspalt G um 0,32492 · 0.010′′ (0,25 mm), oder etwa um 1/3 der Dicke des Abstandshalters erweitern.

Nun wird Fig. 10 beschrieben. Wenn die Dicke des Abstandshal ters 25 weiter vergrößert wird, bewirkt dies eine weitere Ver lagerung des Punktes E von dem Punkt E1 in senkrechter Richtung längs des Pfeiles A weg, so daß der vertikale Abstand zwischen dem Punkt E und dem Punkt E1 stets gleich der Dicke des Ab standshalters ist. Der Grund dafür ist die Tatsache, daß der Punkt E stets in der durch den Pfeil A veranschaulichten Rich tung von dem Punkt E1 weg wandert. Der Hautspalt G des geneig ten die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Durchlasses 58 vergrößert sich ebenfalls, jedoch stets nur gemäß der Beziehung des Tangens von 18° multipliziert mit der Dicke des Abstands halters. Die Bedingung dafür, daß der Abstandshalter 25 es ermöglicht, die Dicke des Spaltes zu steuern ist, daß die Flächen 44, 52 des um 18° geneigten, die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Durchlasses 58 sich nicht senkrecht zu einander bewegen, wie dies die Flächen 42, 48 des Sammeldurchlasses 56, sondern daß sie etwa in einem Verhältnis von 1 zu 3 mit der Dicke des Abstandshalters von einander weg wandern. Wenn im Gegensatz dazu, die seitlichen Wände des Hautspaltes vertikal oder parallel längsgerichtet mit dem Extrudierfluß verlaufen, wie dies in der Fig. 9 des US Patentes No. 43 81 912 der Fall ist, dann ist die Abmessung des Hautspaltes stets durch die Maße der Bauelemente starr vorgegeben, und eine Veränderung der Dicke des Abstandshalters hat keinerlei Einfluß auf den Hautspalt.

Obwohl der Punkt E in der Fig. 3 dargestellt ist, als ob er am Schnittpunkt zwischen den Flächen 52 und 54 ziemlich winkelig wäre, hat der Punkt in Wirklichkeit einen kleinen Radius, der in der Größenordnung von 0.01′′ (0,25 mm) bis etwa 0.025′′ (0,64 mm) liegt. Weiterhin ist der Punkt E in der Fig. 3 als außer halb der Auslaßfläche 36 des Matrizenkörpers 22 angeordnet ge zeigt, während er auf der Höhe der Auslaßfläche sein kann. Bis her war man der Ansicht, daß der Punkt E an der Auslaßfläche nach innen gelegt sein müßte, um sicherzustellen, daß ein Zu sammenfallen der Zellen im Bereich des Randes des Substrates vermieden wird. Dabei können verbesserte Eigenschaften erzielt werden, wenn der Punkt E einen geringen Abstand von der Auslaß fläche der Matrize hat. Dies bedeutet, weil das Substrat in seinem nassen Zustand eine kleine Widerstandkraft und Elastizi tät aufweist, daß, bevor eine dauernde Verformung eintreten kann, die von außen einwirkenden Kräfte größer sein müssen als die, bei denen eine Rückstellung eintreten kann. Dementspre chend kann der Punkt E bis zur zweifachen Dicke der Haut bzw. Grenzschicht über der Auslaßfläche liegen, ohne daß eine dauernde Verformung des Randes auftritt. Auch wenn der Punkt E bis zur oder über die Auslaßfläche 36 reicht, vergrößert sich die Länge des die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Durchlasses 58, stellt so eine längere Verweilzeit für die Bildung der Haut bzw. Grenzschicht und für das Verbinden zwischen der Haut bzw. Grenzschicht und den Stegen bereit, und erlaubt so, daß sich eine höhere Stabilität der Stege und der Haut bzw. Grenzschicht eintritt, bevor das Substrat tatsächlich die formende Oberfläche der Matrize verläßt.

Aus der vorstehenden Diskussion betreffend die Beziehung der Dicke des Abstandshalters 25, die den Flußspalt, die Dicke D des ringförmigen Sammeldurchlasses 56, und dem Hautspalt, der Dicke G des die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Durchlasses 58 wird deutlich, daß während sich der Fluß des die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Materials in dem Sammeldurchlaß 56 radial nach innen bewegt und durch den Übergangsbereich oder Spalt 60 hindurch in den die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Durchlaß 58 wandert, eine erste oder primäre Verringerung in der Tiefe des Flusses des Materials wird in einer Ebene er reicht, welche die Längsachse der Matrize enthält und senkrecht zu der Richtung des Flusses verläuft. Dies bedeutet, da der die Haut bzw. Grenzschicht bildende Durchlaß etwa 1/3 des Flußspaltes des Sammeldurchlasses hat, daß die Tiefes des Flusses des Materials verringert wird, während es in den Durchlaß 58 einströmt. Die erste oder primäre Verringerung in dem Flußpfad des die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Materialflusses, welche die Form einer Verringerung in der Tiefe des Flusses, senkrecht zu dem Fluß gesehen, hat, tritt auf, wenn der Fluß des die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Materials in dem Übergangsbereich von einem radial nach innen gerichteten Fluß zu einem nahezu längsgeeichteten Fluß verändert wird, wo die Verbindung des die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Materials mit den Bereichen der Stege am Rand des Substrates eingeleitet wird. Diese deutliche Verringerung in dem Flußspalt erhöht den Widerstand gegen den Fluß und zwingt das Flußmaterial unter Druck auseinander zu scheren, wovon angenommen wird, daß es die Verbindung zwischen der Haut bzw. Grenzschicht und den Stegen im Randbereich aus Gründen ver bessert, die nachstehend beschrieben sind.

Da außerdem der die Haut bzw. Grenzschicht bildende Durchlaß 58 eine kegelstumpf-förmige Gestalt hat, so daß er auf die Auslaßfläche 36 der Matrize 22 hin zuläuft, ist es offensichtlich, daß der Querschnitt des Rings, rechtwinklig zu der Längsrichtung der Matrize gesehen abnimmt, wenn sich der Fluß von dem gerundeten Spalt 60 zu der Auslaßfläche 36 vorwärts bewegt.

Dementsprechend wird eine zweite Verringerung in dem Fluß des Materials durch den die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Durchlaß 58 in der Gestalt einer verringerten Querschnittsfläche erhalten, aufgrund des sich verringernden ringförmigen Durchmessers des Durchlasses zwischen dem abgerundeten Spalt 60 und der Auslaßfläche 36.

Bezogen auf unsere Theorie, welche die verbesserte Verbindung zwischen den die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Material und den Stegen im Randbereich betrifft, wird auf die schematische Darstellung in der Fig. 11 verwiesen. Ein konvergierender Fluß von links nach rechts ist durch die Pfeile Y und Z veranschaulicht, die den Fluß zeigen, der eine anfängliche Flußtiefe D₁ zu einer geringeren Tiefe D₂ hin hat. In einem stetigen Zustand ist der Massenfluß m (g/sec) an beiden Pfeilen Y und Z konstant, und der Volumenfluß v (cc/sec) ist im wesentlichen konstant, da das Material nahezu inkompressibel ist, so daß die Dichte konstant bleibt. Allerdings nimmt die durchschnittliche lineare Geschwindigkeit, die senkrecht zu dem Fluß gemessen wird, mit der abnehmenden Tiefe zu. Die Flußfront entwickelt sich von dem bei F₁ gezeigten zu einem zu bevorzugenden Profil, welches bei F₂ gezeigt ist, um das Verbinden durch eine stärkere Scherung des Flußmaterials zu fördern. Obwohl der Druck in der Richtung des Flusses zunimmt, während die Tiefe des Flusses zunimmt, nimmt der Flußwiderstand zu, so daß ein größerer Druck bei einem konstanten oder größer werdenden Flußspalt ausgehend von D₁ aufrecht erhalten werden kann. Ein konstanter Querschnitt oder Flußspalt bringt gewöhnlich einen Stopfenfluß mit sich, bei dem das Material nur an der Wand schert, während bei dem konvergierenden Fluß der vorliegenden Erfindung ein Scheren des Materials an dem Flußkanal fördert, wie es teilweise an der Flußfront F2 gezeigt ist, was die Tendenz hat, das Verbinden des Flußmaterials zu fördern. Das heißt, es wird postuliert, wenn ein frisch geschertes Material zu einer Haut/Steg-Höhlung gebracht wird, während die Teilchen des Materials aufgrund des Schereffektes noch relativ beweglich sind, wird das Gefüge der Teilchen das Bestreben haben, sich gleichmäßig durch die Struktur und durch die Verbindungslinie zu erstrecken, und so eine Verbindung zu schaffen, die praktisch so fest ist, wie die Haut bzw. Grenzschicht und die Stege, die es verbindet.

Die Steuerung oder Einstellung des Flußvolumens des die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Materials wird durch die Flußsteuerplatte 26 und die Distanzscheibe 28 erreicht, die an das Einlaßende 30 des Matrizenkörpers 22 angrenzend angeordnet sind, und die dazu dienen, die Zuführkanäle entweder zu versperren oder freizugeben, und so den Fluß des Materials in den Matrizenkörper zu steuern. Die Flußsteuerplatte übt einen starken Einfluß auf den Fluß aus, während die Distanzscheibe als Feineinstellung für den Fluß dient. Die Dicke der Scheibe 28 bildet tatsächlich die Feineinstellung für die Bemessung des Flusses in die Durchlässe 32 im Randbereich, die Material zu den Schlitzen 35 zuführen, welche die Stababschnitte 40 umgeben. Der innere Durchmesser der Scheibe ist so gewählt, daß er nicht im Weg ist und nicht den Fluß des Extrudiermaterials in einen gewünschten Zuführkanal behindert.

Herkömmliche Flußplatten neigen dazu, die Form und Abmessungen der die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Maske nachzuahmen, sie müssen jedoch nicht die gleichen inneren Durchmesser aufweisen. Typischerweise ist ein Satz von Flußplatten vorhanden, so daß eine Flußsteuerplatte mit einem geringeren inneren Durchmesser die Menge des Flusses zu den Stababschnitten verringern wird, während eine Flußsteuerplatte mit einem größeren inneren Durchmesser die Menge des Flusses zu den Stababschnitten vergrößern wird. Die Dicke der Scheibe 28 legt die Menge des Materials fest, das unter sie Flußsteuerplatte 26 dringen kann, um die Zuführkanäle 32 der Matrize und dementsprechend auch die Schlitze 35 um die Stababschnitte 40 zu versorgen. Obwohl es angenehm ist, den Abstandshalter 25 und die Distanzscheibe 28 mit dem gleichen Durchmesser und der gleichen Dicke einzusetzen, ist dies selbstverständlich nicht notwendig, da beide für die jeweiligen Zwecke verändert werden können, um die entsprechenden Ergebnisse zu erzielen.

Während des Betriebes der bevorzugten Ausführungsform, wie sie in den Fig. 3 und 4 veranschaulicht ist, wird Flußmaterial zu dem Einlaßende 30 des Matrizenkörpers 22 zugeführt. Ein mittle rer Bereich dieses Materials fließt längs gerichtet durch die Zuführkanäle 32 und in die mit einander verbundenen Auslaß schlitze 34. Auf Grund des Widerstandes in den Schlitzen ist der Fluß sowohl längs gerichtet, als auch quer gerichtet, um so eine kohärente Gitterartige Masse in den Schlitzen zu bilden, die die Stabstruktur des Matrizenkörpers umgeben, um dann an der Auslaßfläche 36 auszutreten. Gleichzeitig fließt Material quer gerichtet in einen Meßkanal 62, der zwischen der Fluß steuerplatte 26 und der Einlaßfläche 30 des Matrizenkörpers durch die Distanzscheibe 28 gebildet ist, um so den Fluß des die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Materials zu den Zuführkanälen 32 im Randbereich zu messen, die das die Haut bzw. Grenzschicht bildende Material zu den Schlitzen 35 fördern, welche dei Stababschnitte 40 umgeben. Die Stababschnitte 40, welche in der Matrize verbleiben, erhalten einen vorbestimmten Anteil des ursprünglichen Widerstandes der Stäbe 38 mit der vollen Länge in der Mitte. Dieser teilweise Widerstand ermöglicht und erleichtert den Fluß der Haut bzw. Grenzschicht und übt auch einen Teil der Steuerung über das Material aus, welches in dem Sammeldurchlaß 56 fließt.

Der Sammeldurchlaß 56 nimmt das Flußmaterial auf, welches durch die Schlitze 35 fließt, die an die Stababschnitte 40 angrenzen und leitet anfänglich den Fluß quer radial nach innen gerichtet auf die Mitte der Matrize hin. Der Übergangsbereich, der die Form eines mit einem Radius versehenen Spaltes 60 zwischen der die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Maske 24 und dem Matrizenkörper 22 haben kann, nimmt das Material, das in dem Sammeldurchlaß 56 fließt, und ändert sanft dessen Richtung von einem quer radial nach innen gerichteten Fluß in einen mehr längs gerichteten Fluß. Der Vorgang der Bildung der Haut bzw. Grenzschicht beginnt eigentlich an dem mit einem Radius versehenen Spalt 60. Weiterhin ist, da der Sammeldurchlaß 56 in der Tiefe des Flusses, gesehen in einer Ebene, welche die Längsachse X enthält und rechtwinkelig zu der Richtung des Flusses orientiert ist, größer ist als der geneigte, die Haut bzw. Grenzschicht bildende Durchlaß 58, eine erste oder primäre Verringerung des Flußpfades in der Gestalt einer verringerten Flußtiefe oder Spalt an dem Übergangsbereich oder Verringerungsspalt 60, wenn der Fluß in den Durchlaß 58 eintritt. Eine zweite Verringerung von zweitrangiger Bedeutung tritt in dem geneigten die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Durchlaß 58 auf, so daß ein Verbinden der Haut bzw. Grenzschicht mit den Stegen im Randbereich eintritt. Wenn das die Haut bzw. Grenzschicht bildende Material durch den geneigten, die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Durchlaß 58 hindurch fließt, trifft es auf anderes Flußmaterial, welches von den Schlitzen 34 quer in die Matrize 22 fließt, und der Verbindungsprozeß wird an diesem Punkt eingeleitet, der an dem Zusammentreffen des Übergangsspaltes 60 und dem Durchlaß 58 anfängt.

Der um 18° geneigte Durchlaß 58 hat parallel verlaufende Wände 42, 52, und die zweite Verringerung des Flußpfades rührt von der Tatsache her, daß der Ring des Durchlasses 58 in seinem Durchmesser von dem Übergangsabschnitt oder Spalt 60 zu der Auslaßfläche 36 hin abnimmt, und sich so der Querschnitt des Ringes rechtwinkelig zu der Längsachse X verringert. Der Fluß, der in dem geneigten Durchlaß erhalten wird, der unter Druck gehalten wird, erzwingt vor dem Austreten aus der Matrize ein Verbinden der Stege mit der Haut bzw. Grenzschicht. Dies bedeutet, daß die Stege mit der Haut bzw. Grenzschicht noch in der eigentlichen Matrize fest vereint sind.

Weiterhin ist angesichts der Tatsache, daß der überwiegende An teil des Flusses des Materials in dem die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Durchlaß 58 längsgerichtet parallel mit der Längsachse des Flusses des die Stege bildenden Materials durch die Schlitze 34, welche die mittleren Stäge 38 umgeben, ist, hat das gebildete zellulare Substrat mit einer einstückigen, integralen Haut bzw. Grenzschicht parktisch keine Verformungen. Dies bedeutet, daß der kleine Anteil des quer gerichteten Flusses des Flusses des Materials durch den ge neigten, die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Durchlaß 58 ausreichend ist, um eine ausgezeichnete Verbindung der Haut bzw. Grenzschicht mit den Stegen in den Randbereichen herzustellen, aber nicht ausreichend ist, um eine nachteilige Verformung der stege hervorzurufen, welche die Zellen im Randbereich bilden. Der Abstandshalter 25, der die Einstellbar keit der Dicke der Haut bzw. Grenzschicht gewährleistet, und die Flußsteuerplatte 26, welche die Einstellbarkeit der Flusses gewährleistet, sind so eingerichtet, daß sie getrennte und unabhängige Mittel darstellen, um jede dieser beiden sehr wichtigen Gesichtspunkte bei dem Vorgang der Bildung der Haut bzw. Grenzschicht einrichten und steuern zu können.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, die den bevorzugten Ausführungsformen der Fig. 3 und 4 mit der Ausnahme ähnlich sind, daß die gerade zylindrische Fläche 54 der Ausfüh rungsform der Fig. 3 zurückgenommen ist, um eine sich verjün gende kegelstumpf-förmige Fläche 64 zu bilden, die sich nach außen gerichtet von der Auslaßfläche 36 weg verjüngt. Herkömm licherweise erstreckt sich der gerade Abschnitt der Maske über dem Punkt E parallel zur Richtung der Extrusion, und ist daher rechtwinkelig zu Matrizenfläche. Daher ist bei dieser Extrusion nach den Stand der Technik, wenn der hauptsächliche mittlere Bereich des Substrates die Matrize verläßt, dieses sofort frei von jeglichem weiteren Kontakt mit irgend einem Teil der Matri ze. Wenn jedoch die Fläche der Haut bzw. Grenzschicht die Matrize verläßt, bleibt diese in Kontakt mit der geraden inneren Umfangsfläche der Maske, so daß sie durch Reibung ein Hinterherziehen der Haut bzw. Grenzschicht verursacht, welches gegen die sich frei heraus bewegenden inneren Bereiche wirkt. Dieses Hinterherziehen ruft einen Schereffekt in den Zellen im Randbereich hervor, der durch die strukturelle Gesamtheit des Substrates aufgefangen werden muß. Weiterhin entsteht ein Kratz- oder Handtucheffekt and der Oberfläche der Haut bzw. Grenzschicht, der nicht zu einer guten Bildung der Haut bzw. Grenzschicht beiträgt, sondern der vielmehr sich als sehr nachteilig herausstellen kann.

Zu Zwecken der Klarheit in der Darstellung, ist der Zurücksetz winkel b über dem Punkt E, gesehen bezogen zur Längsachse X des Materialflusses, in übertriebener Weise dargestellt. In Wirk lichkeit kann dieser Winkel sehr klein sein, da es nicht sehr viel an Zurücksetzung bedarf, um die Maske von der Berührung durch die Haut bzw. Grenzschicht freizustellen. Und sobald die Maske nicht mehr länger auf der Haut bzw. Grenzschicht aufsitzt, kann der Winkel keinen Einfluß mehr auf der Vorgang des Extrudierens mehr haben, und er könnte jeden beliebigen Wert, bis hin zu 90° haben. Dennoch ist ein bevorzugter Wertebereich des Winkels b von einem Bruchteils eines Grades bis zu etwa 5°. Im Hinblick auf die Tatsache, daß die sich verjüngende Fläche 64 der Maske 24 über dem Punkt E mit einem Zurücksetzwinkel b versehen ist, kann die Maske aus derart auf der Matrize 22 angeordnet sein, daß sich der Punkt E an, über, oder unter der Auslaßfläche 36 des Matrizenkörpers 22 befindet. Während des Betriebes funktioniert die Ausführungsform der Fig. 5 genauso wie die in der Fig. 3 gezeigte, mit der Ausnahme, daß wenn das die Haut bzw. Grenzschicht bildende Material längs des die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Durchlasses 58 fließt und den Punkt E erreicht, der Zurücksetzwinkel b dazu dient, die Maske von der Berührung mit der Haut bzw. Grenzschicht freizustellen, un so jegliche Scherbedingung zu beseitigen, die sonst durch ein reibungsbedingtes Hinterherziehen auf der Haut bzw. Grenzschicht durch die Maske hervorgerufen werden könnte.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, die der bevorzugten Ausführungsform der Fig. 3 mit der Ausnahme ähnlich ist, daß der Randbereich der Auslaßfläche 36 körperlich zurück gesetzt ist daß keine Stababschnitte im Randbereich sind und der Sammeldurchlaß 56 direkt mit den Zuführkanälen 52 im Rand bereich verbunden ist. Die innere randseitige Fläche 74 der Maske 24 über dem Punkt E kann entweder eine gerade zylindri sche Fläche, wie die Fläche 54 in der Fig. 3 sein, oder eine sich verjüngende, kegelstumpf-förmige Fläche wie die in der Fig. 5 sein. Zusätzlich kann sich der Punkt E an, unter, oder über der mittleren Auslaßfläche 36 befinden.

Die Funktion der Ausführungsform, wie sie in der Fig. 6 gezeigt ist, ist in vielerlei Hinsicht ähnlich zu der in der Fig. 3 ge zeigten, hat jedoch auch einige Abweichungen davon. Das Materi al tritt an dem Einlaßende 30 in die Matrize ein und fließt durch die Zuführkanäle 32. Während die der mittlere Bereich des Materialsin Längsrichtung durch die Zuführkanäle 32 und in die verbundenen Schlitze 34 fließt, fließen Randbereiche des Mate rials quer durch den Meßkanal 62, der durch die Flußsteuer platte 26 und den Distanzring 28 gebildet ist, und dann fließt es in Längsrichtung durch die Zuführkanäle 32 im Randbereich direkt in den Sammeldurchlaß 56. Die äußere Umfangsfläche der Matrize 22 verkürzt durch Zurücknehmen ihres Randsbereiches beträchtlich die Zuführkanäle im Randbereich und bewirkt damit im einem geringeren Gesamtwiderstand als dem, der in in den mittleren Zuführkanälen 32 auftritt, die die Schlitze 34 spei sen. Das erreichbare Fließvolumen ist dadurch erhöht und ver bessert die Möglichkeit, daß die Steuereinrichtungen 26, 28 das Material, das in die randseitigen Bereiche fließt, zu bemessen.

Aus den Zuführkanälen 32, die im Randbereich sind, fließt das die Haut bzw. Grenzschicht bildende Material direkt in den Sammeldurchlaß 56, und dann radial nach innen gerichtet durch den Übergangsbereich, der als gekrümmter Spalt 60 gezeigt ist, und der einen glatten, abgerundeten, bogenförmigen Übergang in den geneigten, die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Durchlaß 58 bildet. Der hauptsächliche Anteil des Flusses in dem Durchlaß 58 ist großteils in der Richtung der Längs-Extrusion orientiert, wobei die Geschwindigkeit des die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Materials etwa der Geschwingigkeit des Materials entspricht, das die Stege des zellularen Substrates in den Schlitzen 34 zwischen den Stäben 38 entspricht. Der Fluß durch die Zuführkanäle 33, die sich mit dem gekrümmten Spalt 60 und dem geneigten, die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Durchlaß 58 schneiden, ist versperrt oder sehr stark verringert, um jegliche Störung mit einem glatten Fluß des Materials der Haut bzw. Grenzschicht in diesen Bereichen zu vermeiden. Obwohl es nicht dargestellt ist, kann die Steuerung des Flusses in die Zuführkanäle 33 durch jede der mehreren bekannten Methoden, wie z. B. eine herkömmliche Rückplatte, ei ne entsprechend gebohrte Flußsteuerplatte, oder ausgewählte Durchmesser der Zuführkanäle erzielt werden.

Wenn das die Haut bzw. Grenzschicht bildende Material in den gekrümmten Spalt 60 eintritt und sich in den geneigten, die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Durchlaß 58 hinein bewegt, findet eine erste Verringerung des Flußpfades statt, in Gestalt einer verringerten Tiefe des Flusses oder des Spaltes, aufgrund der Verringerung in dem Flußspalt des die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Durchlasses 58 bezogen auf den Sam meldurchlaß 56. Dadurch bewegt sich, während sich das Material von dem gekrümmten Spalt 60 zu einem Punkt F an der Basis der Stäbe 38 bewegt, die Haut bzw. Grenzschicht beinahe wie ein Blatt aus Flußmaterial völlig unabhängig von den Stegen, die durch die Schlitze 34 gebildet werden. Allerdings berührt das Material der Haut bzw. Grenzschicht den Punkt F erreicht, Material, welches durch die Schlitze 34 extrudiert wird. Bei dieser Tiefe in der Matrize herrscht noch ein beträchtlicher innerer Druck, der in jedem Fall ausreichend ist, um eine gute Verbindung dort herzustellen, wo die Stege und die Haut bzw. Grenzschicht auf einander treffen. Da die Haut bzw. Grenzschicht und die Stege nach wie vor beide noch vollständig zwischen den parallelen plattenförmigen Wänden der Maske 24 und der Matrize 22, welche den Durchlaß 58 bilden, aufgenommen sind, kann das Verbinden in einer völlig umfangenen Umgebung stattfinden, in der weder ein Verformen oder ein aufblähen der Stege auftreten kann.

Das Verbinden der neu gebildeten Haut bzw. Grenzschicht und den Stegen findet zwischen dem Punkt F und dem Punkt E längs dem die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Durchlaß 58 statt. Die Dicke des Hautspaltes G ist durch die Dicke des Abstandshalters 25 in der unter Bezugnahme auf die Fig. 3 beschriebenen Weise bestimmt. Da außerdem die Haut bzw. Grenzschicht radial nach innen gerichtet längs dem geneigten, kegelstumpf-förmigen, die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Durchlaß 58 fließt, findet die zweite Verringerung des Flußpfades unter Berücksichtigung der Tatsache statt, daß der die Haut bzw. Grenzschicht bildende Durchlaß einen ringförmigen Querschnitt hat, der sich wegen dem verringerten Ring-Durchmessers des kegelstumpf-förmigen Durchlasses allmählich rechtwinklig zu der Längsachse X verringert. Allerdings wird, unter Berücksichtigung der Tatsache, daß der hauptsächliche Anteil des Flusses längs dem Durchlaß 58 längsgerichtet parallel zu dem Extrusionsfluß durch die Matrize ist, die Verbindung der Stege im Randbereich und der Haut bzw. Grenzschicht ohne jegliche nachteilige Ver formung der Zellen im Randbereich erzielt.

Am Punkt E, hört die Umfangsfläche des die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Rings 24 auf, der Kontur der Matrize zu folgen, und kann abrupt der Richtung der Extrusion folgen. Druck-Kräfte, die immer noch in der Matrize vorhanden sind, hören nicht auf, die Stege seitlich zu extrudieren, die die Haut bzw. Grenzschicht gegen den geraden Bereich des Rings drücken, der die Haut bzw. Grenzschicht bildet. Daher bewegen sich bei der vorliegenden Ausführungsform, anstatt daß das die Haut bzw. Grenzschicht bildende Material, radial nach innen wandert und auf das frisch extrudierte Substrat trifft und Zellen oder Stege im Randbereich zerdrückt oder verformt, die extrudierten Stege nach außen, um die Haut bzw. Grenzschicht gegen die feste metallische innere Fläche 74 des die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Rings 24 zu drücken. Allerdings kann, wenn dies gewünscht wird, die Maske 24 auch zurück genommen sein, so wie die Fläche 64 der Ausführungsform, die in der Fig. 5 gezeigt ist.

Nachstehend ist unter Bezugnahme auf die Fig. 7 eine weitere Ausführungsform beschrieben, die in vielerlei Hinsicht ähnlich ist wie die Ausführungsform, die in der Fig. 6 gezeigt ist, bei der der Sammeldurchlaß 56 direkt mit den Zuführkanälen 32 im Randbereich verbunden ist. Allerdings ist ein Zuführ-Reservoir 66 mit einem erweiterten Querschnitt zwischen dem Sammeldurch laß 56 und dem die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Durchlaß 58 gebildet. Das Zuführ-Reservoir 66 kann dadurch gebildet sein, daß ein innerer geneigter Flächenabschnitt 52 der Maske 24 zurückgenommen ist, wie dies veranschaulicht ist, oder indem eine geneigte Fläche 55 der Matrize 22 zurückgenommen ist. Wenn das die Haut bzw. Grenzschicht bildende Material von dem Sammeldurchlaß 56 radial nach innen fließt, wird es weich und sanft von dem gekrümmten Spalt 60 in das Zuführ-Reservoir 66 übergeführt, das einen wesentlich größeren Querschnitt aufweist. In seiner Wirkung ist das Zuführ-Reservoir 66 eine nach innen gerichtete Erweiterung des Durchlasses 58, da es mit dem Winkel gleicher Neigung veranschaulicht ist. Allerdings endet das Zuführ-Reservoir 66 am Punkt F in einem weichen Bogen, der den die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Durchlaß 58 anschließt, welcher eine geringere Flußtiefe oder Spalt, recht winkelig zu der Richtung des Materialflusses gesehen, aufweist.

Dieser Übergang bewirkt eine Verringerung des Flußspaltes, un mittelbar bevor der Fluß auf das Material trifft, das die Stege in den Schlitzen 34 bildet. Dieses Kontrahieren bewirkt einen Druck entgegen dem schneidenden Druck der Stege, um mit diesem zusammen zu wirken, und eine innige Verbindung und eine gleich förmige Ausfüllung der Schlitze in allen Teilen der Matrize si cherzustellen.

In Anbetracht des sich verringernden Durchmessers des kegel stumpf-förmigen, die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Durchlasses 58, wird das die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Material mit einer weiteren Verringerung des Flußpfades aufgrund einer verringerten Querschnitts-Fläche zwischen dem Punkt F und dem Punkt E bereit gestellt. Dies wiederum erlaubt ein Verbinden der Haut bzw. Grenzschicht mit den Stegen des Substrates sowohl in der Matrize, als auch zwischen den Punkten F und E. Die einander gegenüber liegenden Seiten, die den Verbindungsbereich bilden, können entweder parallel zueinander liegen, oder miteiander einen Winkel einschließen. Die parallele Ausführung enthält eine doppelte Verringerung des Flußpfades, weil in diesem Fall eine Verringerung in dem Flußspalt oder der Tiefe zwischen dem Reservoir und dem Verbindungsbereich vorhanden ist, und aufgrund der Tatsache, daß der Umfang des ringförmigen Spaltes in Richtung auf die Auslaßfläche der Matrize sich verringert, nimmt die Querschnitts-Fläche des Flußringes ab. Eine zusammenlaufende, konische Zone trägt außerdem zu einem fortlaufenden Abnehmen des Flußspaltes bei. An dem Punkt E folgt das extrudierte zellulare Substrat der Richtung, wie sie unter Bezugnahme auf die Fig. 6 beschrieben ist.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 12 ist nachstehend eine Ausfüh rungsform beschrieben, bei der ein Paar parallel gestufter oder geneigter winkeliger Flächen 68, 70 den Flußpfad von dem Sam meldurchlaß 65 zu den geneigten, die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Durchlaß 58 überleiten. Obwohl nur ein Paar solcher parallel geneigter Flächen gezeigt ist, können eine Reihe solcher Flächen, mit jeweils steigendem Winkel verwendet werden, falls dies gewünscht ist, um den Fluß noch sanfter und allmählicher überzuleiten.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 13, ist nachstehend die Über gangszone 60 beschrieben, die nur als ein Paar sich schneiden der Ecken 78, 80 zwischen dem Sammeldurchlaß 56 und dem geneig ten, die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Durchlaß 58 gezeigt ist. Die Ecken 78, 80 könnten mit einem leichten Radius versehen sein, der entweder bei deren Herstellung gearbeitet wird, oder durch Abrasion durch das fließende Material entsteht.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 14 bis 16 incl., sind nachstehend unterschiedliche Formen von gleichmäßig gestalteten Außenhäuten beschrieben, die auf die zellulare Struktur der vorliegenden Erfindung angewendet werden können. Obwohl die Erfindung in Be zug auf glatte oder konturierte, integrale äußere Umfangshäute beschrieben worden ist, ist es relativ naheliegend, davon aus gehend die Oberfläche der Haut bzw. Grenzschicht mit einer Vielzahl gleichmäßig beabstandeter Rippen mit einer trapez förmigen Querschnitts-Gestalt auszustatten. In der Fig. 15 können die Rippen mehr oder weniger die Fortsetzung der Querschnitts-Stege sein, während in der Fig. 16 die Haut bzw. Grenzschicht mit glatten, gekrümmten Wellen an ihrem Umfang versehen sein kann. Der Ort der äußeren Fortsätze oder Rippen an der Haut bzw. Grenzschicht kann entweder entsprechend der Lage der Steg, oder zwischen ihnen sein, je nachdem, was gewünscht wird.

Derartige Gestaltungen würden in die die Haut bzw. Grenzschicht bildende Maske 24 eingearbeitet, um den gewünschten Effekt zu erzielen. Während des Extrudierens, würde der Fluß des Materials angepaßt, um die mit einander verbundenen Anforderungen für die gewöhnliche Haut bzw. Grenzschicht und die zusätzlichen Ausformungen anzupassen.

Das Verfahren und die Matrize gemäß der Erfindung sind besonders nützlich, um monolithische Honigwaben- oder zellulare Substrate, oder Strukturen mit sehr dünnen Stegen von weniger als 6 mils (0,15 mm), und insbesondere solche mit einer transversalen Querschnittsflächen-Dichte der Zellen/offene Stirnfläche (das bedeutet einer Anhäufung eines transversalen Querschnittbereiches der offenen Zellen) von mehr als 75% zu extrudieren. Allerdings kann die Erfindung auch sinnvoll eingesetzt werden, um herkömmliche Substrate oder Strukturen mit gewöhnlicheren Stegdicken oder frontseitigen Stirnflächen zu extrudieren. Beispiele von Honigwaben- oder zellularen Strukturen mit rechteckigen transversaler querschnittsflächiger Gestalt sind: (die Definitionen der Symbole werden nachstehend gegeben)

Obwohl die derzeit bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung hierin beschrieben worden sind, ist es für den Fachmann auf diesem Gebiet offensichtlich, daß unterschiedliche Abwandlungen und Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne da durch den Erfindungsgedanken und den Schutzbereich der Erfin dung zu verlassen, wie sie in den nachfolgend aufgeführten An sprüchen beansprucht ist.

Ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung zum Formen einer Haut bzw. Grenzschicht auf einer extrudierten Honigwaben- Struktur werden beschrieben, bei der nachteilige Verformung der Zellen im Randbereich vermieden wird, um so eine Honigwaben- Struktur mit einer einstückigen, gleichförmigen Haut bzw. Grenzschicht bereit zu stellen, die praktisch frei ist von Verformungen. Chargen- bzw. Ansatz-Material zum Bilden der mittleren zellularen Struktur wird zugeführt, und ein gemesse ner Fluß von die Haut bzw. Grenzschicht bildendem Chargen- Material wird von einem überwiegend quer gerichteten Fluß in einen überwiegend längsgerichteten Fluß übergeleitet, um so die Verformung der Stegabschnitte der Zellen im Randbereich zu minimieren. Zusätzlich wird das die Haut bzw. Grenzschicht bildende Material einer primären oder ersten Verringerung des Flußpfades in der Gestalt der Flußtiefe unterworfen, und dann, wenn es mit den Stegabschnitten der mittleren zellularen Struktur verbunden wird, wird es einer zweiten, oder sekundären Verringerung des Flußpfades in der Gestalt einer Verringerung der Querschnitts- Fläche unterworfen, um so ein völliges Verbinden zu erzielen, während es sich noch in dem Matrizen-Körper befindet. Eine gleichförmige, einstückige zellulare Struktur mit einer integralen Haut bzw. Grenzschicht wird dann aus dem Matrizen- Körper herausgelassen, die verbesserte strukturelle und Festigkeits-Eigenschaften aufweist.

Claims

1. Verfahren zum Bilden einer zellularen Struktur, die prak tisch frei von Verformungen ist, und die eine auf ihr gebildete integrale Haut bzw. Grenzschicht aus Chargen-Material aufweist, das folgende Schritte aufweist:
Extrudieren einer mittleren zellularen Struktur aus Chargen-Ma terial entlang einer Längsachse durch eine Matrizen- bzw. Ziehstein Anordnung;
Sammeln einer Menge von diesem Chargen-Material in der Matrizen-Anordnung im Bereich des Randes der mittleren zellularen Struktur;
Fließen-Lassen der gesammelten Menge des Chargen-Materials vom Bereich des Randes aus einem Durchlaß mit einer Flußtiefe, wie in einer Ebene gegeben, die die Längsachse enthält und recht winklig zu der Flußrichtung liegt, in einen Durchlaß mit einer geringeren Flußtiefe;
Fließen-Lassen der gesammelten Menge des Chargen-Materials durch den Durchlaß und Reduzieren der rechtwinkelig zu der Längsachse gegebenen Querschnitts-Fläche des Durchlasses, während das Material hindurch fließt;
Gleichzeitig mit dem Fluß durch den Durchlaß, und während es sich noch in der Matrizen-Anordnung befindet, Verbinden des Flusses des gesammelten Chargen-Materials mit Stegbereichen am Randbereich der mittleren zellularen Struktur, um eine inte grale, einstückige Haut bzw. Grenzschicht aus dem Chargen- Material darauf zu bilden;
Gleichzeitiges Auslassen der mittleren zellularen Struktur und der Haut bzw. Grenzschicht aus der Matrizen-Anordnung als eine einheitliche Struktur.

2. Verfahren zum Bilden einer zellularen Struktur, die prak tisch frei von Verformungen ist, nach Anspruch 1, das den Schritt des Ausrichtens des Durchlasses in einer Weise auf weist, daß der hauptsächliche Anteil des Chargen-Materials durch ihn hindurch parallel zu der Längsachse ausgerichtet ist und somit quergerichtete Kräfte, die auf die Stegabschnitte im Randbereich ausgeübt werden, minimiert sind.

3. Verfahren zum Bilden einer zellularen Struktur, die prak tisch frei von Verformungen ist, nach Anspruch 1, das den Schritt des Fließen-Lassens des gesammelten Chargen-Materials aus dem Durchlaß durch einen weich und sanft gekrümmten bogenförmigen Übergangsbereich mit einem Spalt in den Durchlaß enthält, und Überleiten des Material-Flusses aus einem überwiegend quer gerichteten Fluß in einen überwiegend längs gerichteten Fluß, der parallel zu der Längsachse orientiert ist, umfaßt.

4. Verfahren zum Bilden einer zellularen Struktur, die prak tisch frei von Verformungen ist, nach Anspruch 1, das den Schritt des Messens des Flusses des Chargen-Materials im Innern der Matrizen-Anordnung, das im Randbereich der mittleren zellu laren Struktur gesammelt wird, umfaßt.

5. Verfahren zum Bilden einer zellularen Struktur, die prak tisch frei von Verformungen ist, nach Anspruch 1, das den Schritt des Fließen-Lassens des gesammelten Chargen-Materials durch einen Durchlaß, der plattenförmige Oberflächen aufweist, bevor es aus der Matrizen-Anordnung herausgelassen wird, um faßt.

6. Verfahren zum Bilden einer zellularen Struktur, die prak tisch frei von Verformungen ist, nach Anspruch 1, das den Schritt des Fließen-Lassens der Menge des Chargen-Materials in Längsrichtung durch Zuführkanäle im Randbereich in die Matri zen-Anordnung, und Sammeln des Chargen-Materials in einem Sammel-Durchlaß, der sich in Querrichtung zu den Zuführkanälen im Randbereich erstreckt, umfaßt.

7. Verfahren zum Bilden einer zellularen Struktur, die prak tisch frei von Verformungen ist, nach Anspruch 6, das den Schritt des Fließen-Lassens der Menge des Chargen-Materials direkt von den Zuführkanälen im Randbereich in den Sammel- Durchlaß, umfaßt.

8. Verfahren zum Bilden einer zellularen Struktur, die prak tisch frei von Verformungen ist, nach Anspruch 6, das den Schritt des Fließen-Lassens der Menge des Chargen-Materials aus den Zuführkanälen im Randbereich durch eine Anzahl von mit ein ander verbundenen Auslaß-Schlitzen, die eine Anzahl von Stabab schnitte im Randbereich umgeben, und Sammeln des Flusses von diesen Schlitzen in dem Sammel-Durchlaß umfaßt.

9. Verfahren zum Bilden einer zellularen Struktur, die prak tisch frei von Verformungen ist, nach Anspruch 1, das den Schritt des Fließen-Lassens der Menge des Chargen-Materials durch einen kegelstumpf-förmigen Durchlaß, der sich in Richtung der Auslaßfläche der Matrizen-Anordnung verjüngt, umfaßt.

10. Verfahren zum Bilden einer zellularen Struktur, die prak tisch frei von Verformungen ist, nach Anspruch 1, das den Schritt des Verbindens des gesammelten Chargen-Materials mit den Stegabschnitten im Randbereich der mittleren zellularen Struktur, wenn das Chargen-Material durch den Durchlaß von einem Punkt, wo dieser Durchlaß zuerst eine Anzahl von mit einander verbundenen Auslaßschlitzen schneidet, die die Stege formen, zu einem Punkt fließt, wo parallele plattenformige Seitenwände des Durchlasses auseinanderlaufen, umfaßt.

11. Verfahren zum Bilden einer zellularen Struktur, die prak tisch frei von Verformungen ist, nach Anspruch 1, das den Schritt des Fließen-Lassens des gesammelten Chargen-Materials im Randbereich in ein erweitertes Zuführ-Reservoir, vor dem Verringern der Fluß-Tiefe des Flusses des Chargen-Materials, umfaßt.

12. Verfahren zum Bilden einer zellularen Struktur, die prak tisch frei von Verformungen ist, nach Anspruch 1, das den Schritt des Fließen-Lassens des gesammelten Chargen-Materials durch den Durchlaß unter einem Winkel von 18°, plus oder minus 15°, gegen die Längsachse gemessen, umfaßt.

13. Verfahren zum Bilden einer zellularen Struktur, die prak tisch frei von Verformungen ist, nach Anspruch 1, das den Schritt des Steuerns der Fluß-Tiefe des Durchlasses mit einer formelmäßigen Beziehung durch Steuern der Tiefe des Sammel- Durchlasses, umfaßt.

14. Verfahren zum Bilden einer zellularen Struktur, die prak tisch frei von Verformungen ist, nach Anspruch 1, das den Schritt des Fließen-Lassens des gesammelten Chargen-Materials unter Druck durch den Durchlaß mit einander gegenüber angeordneten plattenförmigen Seitenwänden, und Auslassen der einheitlichen, einstückigen Struktur aus der Matrizen-Anordnung an einem Punkt, wo die parallelen Flächen nicht mehr vorhanden sind, umfaßt.

15. Verfahren zum Bilden einer zellularen Struktur, die prak tisch frei von Verformungen ist, nach Anspruch 1, das den Schritt des Vorsehens einer Entlastung für die Haut bzw. Grenzschicht, unmittelbar an den Auslaß aus der Matrizen- Anordnung, um ein durch Reibung hervorgerufenes Hinterherziehen der Oberfläche der Haut bzw. Grenzschicht zu vermeiden, umfaßt.

16. Verfahren zum Bilden einer Honigwaben-Struktur aus Chargen- Material mit einer auf ihr gebildeten Haut bzw. Grenzschicht, wobei die Honigwaben-Struktur eine Vielzahl in Längsrichtung sich erstreckender Zellen aufweist, die aus mit einander verbundenen Stegen gebildet sind, und wobei die Haut bzw. Grenzschicht auf der Honigwaben-Struktur aus dem Chargen- Material, das gleichzeitig mit der Extrusion der Honigwaben- Struktur ohne nachteilige Verformung der Zellen im Randbereich gebildet ist, welches folgende Schritte aufweist:
Fließen-Lassen von Chargen-Material in Längsrichtung durch eine Extrudier-Matrizen-Anordnung, um eine mittlere Honigwaben- Struktur zu extrudieren;
Abmessen einer Menge von Chargen-Material, um eine Haut bzw. Grenzschicht um die Honigwaben-Struktur zu bilden;
anfängliches Sammeln von die Haut bzw. Grenzschicht bildendem Chargen-Material im Innern eines Flußpfades von einer Fluß- Tiefe in der Extrudier-Matrizen-Anordnung;
Richten dieses Flusses von anfänglich gesammeltem, die Haut bzw. Grenzschicht bildendem Chargen-Material in den Randbereich der extrudierenden mittleren Honigwaben-Struktur, durch einen Überleitungsbereich und in einen Flußpfad mit reduzierter Fluß- Tiefe, so daß ein hauptsächlicher Anteil dieses Flusses parallel mit dem längsgerichteten Fluß des Chargen-Materials der die mittlere Honigwaben-Struktur bildet, fließt;
weiter Reduzieren des Flußpfades des die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Chargen-Materials längs des gerichteten Flusses, und während er sich im Innern der Extrudier-Matrizen-Anordnung befindet, Verbinden dieses Flusses mit Stegabschnitten im Randbereich der mittleren Honigwaben-Struktur, ohne dabei die Stegabschnitte in nachteiliger Weise zu verformen; und
Auslassen der Honigwaben-Struktur mit der daran gebildeten Haut bzw. Grenzschicht aus der Extrudier-Matrizen-Anordnung als eine einstückige und gleichförmige Struktur, die im wesentlichen frei von Verformungen ist.

17. Verfahren zum Extrudieren einer Honigwaben-Struktur gemäß dem Anspruch 16, das den Schritt des Fließen-Lassens einer Menge des Chargen-Materials durch einen Meß-Kanal, der an die Einlaßseite der Extrudier-Matrizen-Anordnung angrenzt, und Einstellen der Tiefe des Kanals, um den gewünschten Fluß des die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Chargen-Materials zu erzielen, umfaßt.

18. Verfahren zum Extrudieren einer Honigwaben-Struktur gemäß dem Anspruch 16, das den Schritt des Fließen-Lassens des die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Chargen-Materials aus einem Durchlaß von einer Fluß-Tiefe, gesehen in einer Ebene, die die Längsachse der Extrudier-Matrizen-Anordnung enthält, in einen Durchlaß geringerer Fluß-Tiefe, gesehen in der gleichen Ebene, umfaßt.

19. Verfahren zum Extrudieren einer Honigwaben-Struktur gemäß dem Anspruch 16, das den Schritt des Passieren-Lassens des die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Chargen-Materials durch einen glatten und sanft gekrümmten Übergangsbereich mit einem Radius, um den Fluß vor dem Verbinden mit den Stegabschnitten im Randbereich sanft aus einem überwiegend quer gerichteten Fluß in einen überwiegend in Längsrichtung gerichteten Fluß überzuleiten, der parallel mit dem in Längsrichtung orientierten Fluß des Materials, das die mittlere Honigwaben- Struktur bildet, gerichtet ist, umfaßt.

20. Verfahren zum Extrudieren einer Honigwaben-Struktur gemäß dem Anspruch 16, das den Schritt des Richtens des Flusses des die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Chargen-Materials in einer Weise, daß die Einwirkung dessen quer gerichteten Anteils von eine derart untergeordneten Bedeutung ist, daß ein Verformen der Stegabschnitte im Randbereich während des Verbindens vermieden wird, umfaßt.

21. Verfahren zum Extrudieren einer Honigwaben-Struktur gemäß dem Anspruch 16, das den Schritt des Bereitstellens von aus reichendem Druck auf das die Haut bzw. Grenzschicht bildende Chargen-Material, so daß die ausgeübten Querkräfte, die die Stegabschnitte im Randbereich auf das die Haut bzw. Grenzschicht bildende Chargen-Material ausüben, durch entgegengerichtete Kräfte aufgenommen werden, umfaßt, um das Verbinden des die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Chargen- Materials mit den Stegabschnitten im Randbereich zu verbessern und ein einheitliche und einstückige Struktur mit einer verbesserten Festigkeit zu schaffen.

22. Verfahren zum Extrudieren einer Honigwaben-Struktur gemäß dem Anspruch 16, das den Schritt des Auslassens der Honigwaben- Struktur aus einer Auslaßfläche der Extrudier-Matrizen- Anordnung und Vorsehen einer Entlastung zwischen einem äußeren Abschnitt der neu geformten Haut bzw. Grenzschicht und daran angrenzender Wandbereiche der Extrudier-Matrizen-Anordnung umfaßt, um auf diese Weise eine im wesentlichen reibungsfreie Bewegung der Haut bzw. Grenzschicht aus diesen Wandabschnitten zu ermöglichen.

23. Verfahren zum Extrudieren einer Honigwaben-Struktur gemäß dem Anspruch 16, das den Schritt des Richtens des Flusses des anfänglich gesammelten die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Chargen-Materials unter einem Winkel von 18°, plus oder minus 15°, bezogen auf die Längsachse des Flusses des Chargen- Materials, das die mittlere Honigwaben-Struktur bildet, umfaßt.

24. Eine Vorrichtung zum Formen eines zellularen Substrates mit einer gewünschten Haut bzw. Grenzschicht, die folgendes umfaßt:
einen Matrizenkörper mit einer Einlaßfläche und einer mittleren Auslaßfläche;
Mittel zum Fließen-Lassen von Chargen-Material im Mittelbereich des Matrizen-Körpers im wesentlichen parallel zu einer Längsachse und zum Extrudieren einer zellularen Struktur von der Auslaßfläche im Mittelbererich des Matrizen-Körpers;
Mittel zum Fließen-Lassen einer Menge des Chargen-Materials durch Randbereiche des Matrizen-Körpers zum Formen einer Haut bzw. Grenzschicht auf der mittleren zellularen Struktur;
Mittel zum Sammelen des die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Chargen-Materials im Randbereich der mittleren zellularen Struktur;
Mittel zum Fließen-Lassen des gesammelten die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Chargen-Materials aus einem ersten Flußpfad, der eine vorgegebene Fluß-Tiefe aufweist, in einen zweiten Flußpfad, der eine geringere Fluß-Tiefe aufweist;
Mittel zum Fließen-Lassen des gesammelten die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Chargen-Materials in einem spitzen Winkel bezogen auf die Längsachse, um so die Verformung der Stegabschnitte im Randbereich der mittleren zellularen Struktur zu minimieren;
wobei die Mittel zum Fließen-Lassen des gesammelten die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Chargen-Materials in einem spitzen Winkel auch Mittel zum Verbinden des gesammelten die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Chargen-Materials mit den Stegabschnitten im Randbereich der mittleren zellularen Struktur, während sich die Stegabschnitte im Innern der Auslaß fläche befinden, aufweisen; und
Mittel zum Auslassen der zellularen Struktur mit der gewünsch ten, darauf gebildeten Haut bzw. Grenzschicht aus der Auslaßfläche des Matrizen-Körpers.

25. Vorrichtung zum Formen einer zellularen Struktur mit einer gewünschten Haut bzw. Grenzschicht, gemäß Anspruch 24, bei der das Mittel zum Fließen-Lassen des Chargen-Materials im Mittelbereich des Matrizen- bzw. Ziehstein-Körpers eine Anzahl von mittleren Zuführkanälen umfaßt, die an einem Ende mit der Einlaßfläche, und an einem gegenüberliegenden Ende mit einer Vielzahl mit einander verbundener mittlerer Auslaß-Schlitze zum Bilden der Stegabschnitte der zellularen Struktur verbunden sind.

26. Vorrichtung zum Formen einer zellularen Struktur, gemäß An spruch 24, bei der das Mittel zum Fließen-Lassen einer Menge des Chargen-Materials im Randbereich des Matrizen-Körpers eine Anzahl von Zuführkanälen umfaßt, die in Randbereichen des Matrizen-Körpers ausgebildet sind, und an einem Ende direkt mit der Einlaßfläche, und an einem gegenüber liegenden Ende mit dem Sammelmittel verbunden sind.

27. Vorrichtung zum Formen einer zellularen Struktur, gemäß An spruch 26, bei der die gegenüberliegenden Enden der Zuführka näle im Randbereich direkt mit dem Sammelmittel verbunden sind.

28. Vorrichtung zum Formen einer zellularen Struktur, gemäß An spruch 26, bei der die gegenüberliegenden Enden der Zuführka näle mit einer Vielzahl gekürzter, mit einander in Verbindung stehender Schlitze um eine Anzahl von Stababschnitte herum ver bunden sind, und die Schlitze direkt mit dem Sammelmittel ver bunden sind.

29. Vorrichtung zum Formen einer zellularen Struktur, gemäß An spruch 24, bei der das Sammelmittel ein sich quer erstreckender Durchlaß in der Gestalt einer Ringes ist, der innerhalb und im Randbereich der mittleren Auslaßfläche liegt.

30. Vorrichtung zum Formen einer zellularen Struktur, gemäß An spruch 24, bei der der Matrizen-Körper im Randbereich um die mittlere Auslaßfläche herum zurück gesetzt ist, und eine zurück gesetzte Fläche bildet, eine die Haut bzw. Grenzschicht bildende Maske in dem zurück genommenen Abschnitt des Matrizen- Körpers im Abstand zu der zurück gesetzten Fläche angeordnet ist, und das Sammelmittel in der Gestalt eines Durchlasses gebildet ist, der zwischen einander gegenüber angeordneten parallelen plattenartigen Flächen der Maske und der zurück gesetzten Fläche des Matrizen-Körpers gebildet ist.

31. Vorrichtung zum Formen einer zellularen Struktur, gemäß An spruch 30, bei der die mittlere Auslaßfläche und die zurück ge setzte Fläche des Matrizen-Körpers durch eine geneigte Fläche mit einander verbunden sind, wobei die Maske mit einer gegen über liegenden parallelen geneigten Fläche versehen ist, die in einer vorbestimmten beabstandeten Beziehung zu der geneigten Fläche des Matrizen-Körpers steht, und wobei die Mittel zum Fließen-Lassen des gesammelten, die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Chargen-Materials in einem spitzen Winkel in der Gestalt eines kegelstumpf-förmigen Durchlasses ausgebildet ist, der sich zwischen den beiden geneigten Flächen erstreckt.

32. Vorrichtung zum Formen einer zellularen Struktur, gemäß An spruch 31, bei der die Mittel zum Fließen-Lassen des gesammel ten, die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Chargen-Materials den Sammeldurchlaß umfassen, der eine vorbestimmte Fluß-Tiefe aufweist, und der kegelstumpf-förmige Durchlaß eine Fluß-Tiefe aufweist, die geringer ist als die Sammeldurchlasses, um das Chargen-Material zu scheren, wenn es von der größeren Fluß- Tiefe zu der geringeren Fluß-Tiefe fließt.

33. Vorrichtung zum Formen einer zellularen Struktur, gemäß An spruch 31, bei der der kegelstumpf-förmige Durchlaß in Richtung auf die mittlere Auslaßfläche hin sich verjüngt, um so einen sich stets verringernden ringfömigen Querschnitt bereit zu stellen.

34. Vorrichtung zum Formen einer zellularen Struktur, gemäß An spruch 31, bei der miteinander verbundene Auslaß-Schlitze, die die Stegabschnitte im Randbereich der mittleren zellularen Struktur bilden, sich mit der geneigten Fläche des Matrizen- Körpers schneiden und mit dem kegelstumpf-förmigen Durchlaß so verbunden sind, daß das die Haut bzw. Grenzschicht bildende Chargen-Material und das die Stege bildende Chargen-Material miteinander in dem Matrizen-Körper verbunden werden, wenn die Flüsse dieser Materialien sich mit einander längs des Durchlasses vereinen.

35. Vorrichtung zum Formen einer zellularen Struktur, gemäß An spruch 31, die Mittel zum Bereitstellen eines die Haut bzw. Grenzschicht bildenden vorbestimmten Spaltes in dem kegel stumpf-förmigen Durchlaß umfaßt, um die Dicke der Haut bzw. Grenzschicht zu steuern, die auf dem zellularen Substrat gebildet wird, wobei das Spalt-bildende Mittel ein Abstandsmalter-Mittel veränderbarer Höhe umfaßt, das zwischen der zurück gesetzten Fläche und der die Haut bzw. Grenzschicht bildenden Fläche angeordnet ist, um die Fluß-Tiefe des Sammeldurchlasses zu bestimmen, und bei der der kegelstumpf förmige Durchlaß in einem vorbestimmten Winkel bezogen auf die Längsachse angeordnet ist, so daß eine bekannte mathematische Beziehung zwischen der Dicke des Abstandshalters und der Dicke des Spalt existiert, um auf diese Weise die Dicke des Spaltes wie gewünscht einstellen zu können.

36. Vorrichtung zum Formen einer zellularen Struktur, gemäß An spruch 31, bei der die die Haut bzw. Grenzschicht bildende Maske mit einer zurück gesetzten Fläche versehen ist, die sich mit der gegenüber liegenden parallelen Fläche der Maske schneidet, und die zurück gesetzte Fläche einen Winkel von einem Bruchteil eines Grades bis 5° mit der Längsachse bildet.

37. Vorrichtung zum Formen einer zellularen Struktur, gemäß An spruch 24, bei der das Mittel zum Auslassen der zellularen Struktur eine die Haut bzw. Grenzschicht bildende Maske umfaßt, die in einer vorbestimmten, beabstandeten Beziehung zu dem Matrizen-Körper steht, die Maske eine geneigte Fläche mit einem Winkel, der dem spitzen Winkel äquivalent ist, und eine zurück gesetzte Fläche aufweist, die von der Längsachse weg geneigt ist, und die zurück gesetzte Fläche mit der geneigten Fläche sich schneidet.

38. Vorrichtung zum Formen einer zellularen Struktur, gemäß An spruch 37, bei der die zurück gesetzte Fläche einen Winkel von einem Bruchteil eines Grades bis 5° mit der Längsachse bildet.

39. Vorrichtung zum Formen einer zellularen Struktur, gemäß An spruch 24, bei der der spitze Winkel ein Winkel von 18° ± 15° bezogen auf die Längsachse ist.

40. Vorrichtung zum Formen einer zellularen Struktur, gemäß An spruch 24, die Mittel zum Messen des Flusses der Menge des Chargen-Materials aufweist, das durch die Randbereiche des Matrizen-Körpers fließt.

41. Vorrichtung zum Formen einer zellularen Struktur, gemäß An spruch 40, bei der die Mittel zum Messen eine Flußsteuerplatte aufweisen, die in einer vorbestimmten, beabstandeten Beziehung zu der Einlaßfläche durch eine Distanzscheibe steht, um einen Meß-Kanal zwischen der Platte und der Einlaßfläche zu bilden.