WO2009000664A2 - Method for the production of a honeycomb for a catalyst or a particle filter and an extruder for the production of such a honeycomb - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for producing a honeycomb body and an extruder device according to the preambles of the independent claims.
- Ceramic honeycomb bodies are used as catalyst carriers or particle filters in the exhaust system of internal combustion engines.
- the honeycomb bodies are produced by extrusion with an extruder, using different ceramic materials, for example SiC, cordierite, and similar materials. From the extruder device exits a strand of material, a
- Object of the present invention is to develop a method and an extruder device of the type mentioned so that the production of a dimensionally accurate honeycomb body is as simple and inexpensive.
- This object is achieved by a method and by an extruder device with the features of the respective independent patent claim.
- Advantageous developments are moreover specified in subclaims. For the invention important features can also be found in the following description and the drawings. The features can be very different for the invention
- a first advantageous development of the method according to the invention provides that the structuring of the outer surface is formed at least in regions by elevations and valleys which are wave-shaped in cross-section.
- the wave-shaped elevation may, for example, be sinusoidal or consist of mutually opposite circular segments. The extent of material removal thus increases with its depth, which is advantageous for certain materials and / or applications.
- the structuring of the outer surface is at least partially formed by elevations and valleys triangular in cross-section. In such case, material removal increases substantially linearly with depth. This also has advantages for certain materials and / or applications.
- the structuring of the outer surface is formed at least in places by elevations and valleys which are rectangular in cross-section. In this case, material removal with depth is essentially constant.
- the height of the structuring and / or its periodicity can be tailored to the particular application and the material to be processed.
- a small period, so a relatively “fine” structuring has the advantage that after the post-processing by a material removal is a total uniform surface.
- a large period, ie a comparatively “rough” structuring has the advantage that it can also be produced with comparatively tough materials. The same applies in terms of height.
- the method can be realized in a particularly simple and cost-effective manner if the structuring during extrusion is produced by a corresponding shape of an outer ring of a mouthpiece of an extruder device.
- a corresponding extruder device is characterized in that the outer frame has a structure, for example a wave, triangular or rectangular structure, such that an outer surface of the shell is provided with a structuring on the extrusion product during extrusion.
- FIG. 1 shows a schematic section through a ceramic honeycomb body of a catalytic converter or particle filter of an internal combustion engine after a sintering process
- Figure 2 is a schematic section along the line N-II of Figure 1;
- FIG. 3 shows a detail III of FIG. 2
- Figure 4 is a view similar to Figure 3 after a material removal on a
- Figure 5 is a view similar to Figure 4 of the honeycomb body after a
- FIG. 6 shows a longitudinal section similar to FIG. 1 after installation of the honeycomb body in a catalytic converter or particle filter housing;
- Figure 7 is a view similar to Figure 3 of a second embodiment of a honeycomb body
- Figure 8 is a view similar to Figure 3 of a third embodiment of a
- Figure 9 is a view similar to Figure 3 of a fourth embodiment of a
- Figure 10 is a view similar to Figure 3 of a fifth embodiment of a
- FIG. 1 shows an approximately cylindrical ceramic honeycomb body 10 for a catalytic converter or soot particle filter of an internal combustion engine.
- the ceramic honeycomb body 10 comprises a central lattice structure 12 and a circumferential solid shell 14 with a radially outwardly facing outer surface 16.
- the ceramic honeycomb body 10 is made by extruding with an extruder made of a ceramic material, for example, SiC, cordierite, or a similar material. Initially, an extrudable mass of a ceramic powder, water and various auxiliaries is produced. This mass is fed to an extruder device, for example an extruder. In a press head of the extruder, the mass flow is compressed to a plug. A feinwabiges mouthpiece attached to the pressing head causes a build-up of pressure in the strand of material in front of the mouthpiece up to a value at which the mass begins to flow through the fin-shaped holes of the mouthpiece.
- an extruder made of a ceramic material, for example, SiC, cordierite, or a similar material.
- the extruded strand of material is then cut into pieces of a certain length.
- the still moist material is freed from water.
- the raw material is sufficiently strong to be processed mechanically.
- From the cut pieces are now sawn individual substrates. These monolithic substrates are then sintered according to a specific temperature program.
- the peak temperature in the production of cordierite ceramics for example, about 1,400 ° Celsius.
- the produced ceramic honeycomb body is typically used in a soot particle filter or a catalyst of an exhaust system of an internal combustion engine.
- the ceramic honeycomb body 10 must be stably stored in a metal housing, which can be integrated into an exhaust system of the internal combustion engine, for example by welding or by flanging.
- This process is also called “canning" of the monolithic substrate.
- storage of the monolithic substrate in a temperature-stable mat made of ceramic fibers, which establishes the connection between the metal housing and the monolithic substrate is usual. The latter is only fixed by friction forces in the metal housing.
- the holding force increases with the pressure that the metal housing exerts on the mat of ceramic fibers and thus the monolithic substrate.
- the risk of breakage for the ceramic honeycomb body 10 also increases, so that compression is only possible up to a certain point.
- the canning process must therefore be adjusted so that the largest possible pressure on the ceramic honeycomb body acts without damaging or destroying it.
- the outer surface 16 of the shell 14 of the ceramic honeycomb body 10 in cross-section triangular elevations 18 extending in the longitudinal direction of the ceramic honeycomb body 10 and between which corresponding valleys 20 are formed.
- the elevations 18 and valleys 20 form a total structuring 22 of the outer surface 16.
- This structuring 22 is produced by a corresponding design of the extruder device, in particular by a corresponding design of the outer ring or frame of the mouthpiece.
- This outer ring has a corresponding triangular elevations and valleys structuring, which leads to the corresponding structuring of the outer surface 16 in the production of the extrusion product.
- the outer surface 16 of the jacket 14 is reworked in the region of the axial ends of the ceramic honeycomb body 10 by means of a surface processing process, for example grinding. In this finishing process, more material is removed in the region of the axial ends of the ceramic honeycomb body 10 than in the axial center. This means that in the region of the axial ends, the elevations 18 are removed almost or even to the valleys 20, if necessary, whereas only the tips of the elevations 18 are removed further toward the axial center of the ceramic honeycomb body 10.
- the structuring 22 is formed by elevations 18 and valleys 20 which are triangular in cross section.
- the structuring 22 of the outer surface 16 can also be formed in the form of cross-section, wave-shaped elevations 28 with wave-shaped valleys 30 located therebetween.
- the embodiment shown in FIG. 7 differs from that of FIGS. 1-6 not only in the shape of the structuring 22 but also in its periodicity. It can be seen that the outer surface 16 according to FIG.
- the structuring 22 of the outer surface 16 is formed by elevations 32 which are rectangular in cross-section and have intermediate valleys 34 of rectangular cross-section. According to FIG. 10, the rectangular elevations 32 can have different heights.
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Abstract
Description
Beschreibung description
Titeltitle
Verfahren zum Herstellen eines Wabenkörpers für einen Katalysator oder Partikelfilter, sowie Extrudervorrichtung zum Herstellen eines solchen WabenkörpersMethod for producing a honeycomb body for a catalyst or particle filter, and extruder device for producing such a honeycomb body
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Wabenkörpers und eine Extrudervorrichtung nach den Oberbegriffen der nebengeordneten Patentansprüche.The invention relates to a method for producing a honeycomb body and an extruder device according to the preambles of the independent claims.
Keramische Wabenkörper werden als Katalysatorträger oder Partikelfilter im Abgasstrang von Brennkraftmaschinen eingesetzt. Die Wabenkörper werden durch Extrudieren mit einer Strangpresse hergestellt, wobei unterschiedliche Keramikmaterialien zum Einsatz kommen, beispielsweise SiC, Cordierit, und ähnliche Materialien. Aus der Extrudervorrichtung tritt ein Materialstrang aus, der eineCeramic honeycomb bodies are used as catalyst carriers or particle filters in the exhaust system of internal combustion engines. The honeycomb bodies are produced by extrusion with an extruder, using different ceramic materials, for example SiC, cordierite, and similar materials. From the extruder device exits a strand of material, a
Gitterstruktur und einen umlaufenden massiven Mantel aufweist. Der extrudierte Materialstrang wird dann weiterverarbeitet, unter anderem gesintert und getrocknet, was zu einem Volumenschwund und möglicherweise auch sonstigen Abweichungen von der idealen zylindrischen Form führt. Dies kann den Einbau des fertigen Wabenkörpers in ein meist metallisches Gehäuse erschweren. Es ist daher ebenfalls bekannt, die Außenkontur des Wabenkörpers durch Abtragen so nachzubearbeiten, dass die gewünschte Außenform erhalten wird, was jedoch bisher vergleichsweise aufwändig ist.Has lattice structure and a circumferential solid shell. The extruded strand of material is then further processed, inter alia, sintered and dried, resulting in a volume shrinkage and possibly other deviations from the ideal cylindrical shape. This can complicate the installation of the finished honeycomb body in a mostly metallic housing. It is therefore also known to post-process the outer contour of the honeycomb body by removal in such a way that the desired outer shape is obtained, which has been comparatively complicated to date.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Extrudervorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass die Herstellung eines formgenauen Wabenkörpers möglichst einfach und preiswert ist. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und durch eine Extrudervorrichtung mit den Merkmalen des jeweiligen nebengeordneten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind darüber hinaus in Unteransprüchen angegeben. Für die Erfindung wichtige Merkmale finden sich ferner in der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung. Die Merkmale können dabei für die Erfindung in ganz unterschiedlichenObject of the present invention is to develop a method and an extruder device of the type mentioned so that the production of a dimensionally accurate honeycomb body is as simple and inexpensive. This object is achieved by a method and by an extruder device with the features of the respective independent patent claim. Advantageous developments are moreover specified in subclaims. For the invention important features can also be found in the following description and the drawings. The features can be very different for the invention
Kombinationen und auch in Alleinstellung wichtig sein, ohne dass hierauf jeweils explizit hingewiesen wird.Combinations and also be important in isolation, without this being explicitly pointed out.
Indem eine Außenfläche des massiven Mantels des Extrusionsprodukts beim Extrudie- ren mit einer Strukturierung versehen wird, muss beim Nachbearbeiten, um den Wabenkörper in eine gewünschte Form zu bringen, weniger Material abgetragen werden. Dadurch ist für diesen Verfahrensschritt weniger Zeit erforderlich, es muss weniger Ausgangsmaterial verwendet werden und der Verschleiß am Werkzeug, welches für die Nachbearbeitung eingesetzt wird, wird reduziert. Dies führt neben der Zeitersparnis auch zu einer Kostenersparnis bei der Herstellung des Wabenkörpers.By structuring an outer surface of the solid shell of the extrusion product during extrusion, less material has to be removed during reworking to bring the honeycomb body into a desired shape. As a result, less time is required for this process step, less starting material must be used and the wear on the tool, which is used for post-processing is reduced. In addition to the time savings, this also leads to a cost saving in the production of the honeycomb body.
Eine erste vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Strukturierung der Außenfläche mindestens bereichsweise durch im Querschnitt wellenförmige Erhebungen und Täler gebildet wird. Die wellenförmige Erhebung kann beispielsweise sinusförmig sein oder aus zueinander entgegengesetzten Kreissegmenten bestehen. Der Umfang des Materialabtrags nimmt also mit dessen Tiefe zu, was bei bestimmten Materialien und/oder Anwendungsformen von Vorteil ist.A first advantageous development of the method according to the invention provides that the structuring of the outer surface is formed at least in regions by elevations and valleys which are wave-shaped in cross-section. The wave-shaped elevation may, for example, be sinusoidal or consist of mutually opposite circular segments. The extent of material removal thus increases with its depth, which is advantageous for certain materials and / or applications.
Möglich ist auch, dass die Strukturierung der Außenfläche mindestens bereichsweise durch im Querschnitt dreieckförmige Erhebungen und Täler gebildet wird. Bei einer solchen nimmt der Materialabtrag im Wesentlichen linear mit der Tiefe zu. Auch dies hat bei bestimmten Materialien und/oder Anwendungen Vorteile.It is also possible that the structuring of the outer surface is at least partially formed by elevations and valleys triangular in cross-section. In such case, material removal increases substantially linearly with depth. This also has advantages for certain materials and / or applications.
Vorgeschlagen wird ferner, dass die Strukturierung der Außenfläche mindestens be- reichsweise durch im Querschnitt rechteckförmige Erhebungen und Täler gebildet wird. In diesem Fall ist der Materialabtrag mit der Tiefe im Wesentlichen konstant.It is further proposed that the structuring of the outer surface is formed at least in places by elevations and valleys which are rectangular in cross-section. In this case, material removal with depth is essentially constant.
Die Höhe der Strukturierungen und/oder deren Periodizität kann individuell auf den jeweiligen Anwendungsfall und das zu verarbeitende Material ausgerichtet werden. Eine kleine Periode, also eine vergleichsweise "feine" Strukturierung hat den Vorteil, dass nach der Nachbearbeitung durch einen Materialabtrag eine insgesamt gleichmäßige Oberfläche vorliegt. Eine große Periode, also eine vergleichsweise "grobe" Strukturierung hat den Vorteil, dass diese auch mit vergleichsweise zähen Materialien hergestellt werden kann. Ähnliches gilt auch im Hinblick auf die Höhe.The height of the structuring and / or its periodicity can be tailored to the particular application and the material to be processed. A small period, so a relatively "fine" structuring has the advantage that after the post-processing by a material removal is a total uniform surface. A large period, ie a comparatively "rough" structuring, has the advantage that it can also be produced with comparatively tough materials. The same applies in terms of height.
Besonders einfach und kostengünstig kann das Verfahren realisiert werden, wenn die Strukturierung beim Extrudieren durch eine entsprechende Form eines Außenrings eines Mundstücks einer Extrudervorrichtung hergestellt wird. Eine entsprechende Extrudervorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Außenrahmen eine Struktur aufweist, beispielsweise eine wellen-, dreieckförmige oder rechteckförmige Struktur, derart, dass eine Außenfläche des Mantels am Extrusionsprodukt beim Extrudieren mit einer Strukturierung versehen wird.The method can be realized in a particularly simple and cost-effective manner if the structuring during extrusion is produced by a corresponding shape of an outer ring of a mouthpiece of an extruder device. A corresponding extruder device is characterized in that the outer frame has a structure, for example a wave, triangular or rectangular structure, such that an outer surface of the shell is provided with a structuring on the extrusion product during extrusion.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing show:
Figur 1 einen schematischen Schnitt durch einen keramischen Wabenkörper eines Katalysators oder Partikelfilters einer Brennkraftmaschine nach einem Sintervorgang;FIG. 1 shows a schematic section through a ceramic honeycomb body of a catalytic converter or particle filter of an internal combustion engine after a sintering process;
Figur 2 einen schematischen Schnitt längs der Linie N-Il von Figur 1;Figure 2 is a schematic section along the line N-II of Figure 1;
Figur 3 ein Detail III von Figur 2;FIG. 3 shows a detail III of FIG. 2;
Figur 4 eine Darstellung ähnlich Figur 3 nach einem Materialabtrag an einerFigure 4 is a view similar to Figure 3 after a material removal on a
Außenfläche eines Mantels des Wabenkörpers von Figur 3;Outer surface of a shell of the honeycomb body of Figure 3;
Figur 5 eine Darstellung ähnlich Figur 4 des Wabenkörpers nach einerFigure 5 is a view similar to Figure 4 of the honeycomb body after a
Integration in ein Gehäuse eines Katalysators oder Partikelfilters; Figur 6 einen Längsschnitt ähnlich Figur 1 nach dem Einbau des Wabenkörpers in ein Katalysator- oder Partikelfiltergehäuse;Integration in a housing of a catalyst or particulate filter; FIG. 6 shows a longitudinal section similar to FIG. 1 after installation of the honeycomb body in a catalytic converter or particle filter housing;
Figur 7 eine Darstellung ähnlich Figur 3 einer zweiten Ausführungsform eines Wabenkörpers;Figure 7 is a view similar to Figure 3 of a second embodiment of a honeycomb body;
Figur 8 eine Darstellung ähnlich Figur 3 einer dritten Ausführungsform einesFigure 8 is a view similar to Figure 3 of a third embodiment of a
Wabenkörpers;Honeycomb body;
Figur 9 eine Darstellung ähnlich Figur 3 einer vierten Ausführungsform einesFigure 9 is a view similar to Figure 3 of a fourth embodiment of a
Wabenkörpers; undHoneycomb body; and
Figur 10 eine Darstellung ähnlich Figur 3 einer fünften Ausführungsform einesFigure 10 is a view similar to Figure 3 of a fifth embodiment of a
Wabenkörpers.Honeycomb body.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Figur 1 zeigt einen in etwa zylindrischen keramischen Wabenkörper 10 für einen Katalysator oder Rußpartikelfilter einer Brennkraftmaschine. Der keramische Wabenkörper 10 umfasst eine mittige Gitterstruktur 12 und einen umlaufenden massiven Mantel 14 mit einer radial nach außen weisenden Außenfläche 16.FIG. 1 shows an approximately cylindrical ceramic honeycomb body 10 for a catalytic converter or soot particle filter of an internal combustion engine. The ceramic honeycomb body 10 comprises a central lattice structure 12 and a circumferential solid shell 14 with a radially outwardly facing outer surface 16.
Der keramische Wabenkörper 10 wird durch Extrudieren mit einer Strangpresse aus einem Keramikmaterial hergestellt, zum Beispiel aus SiC, Cordierit oder einem ähnli- chen Material. Dabei wird zunächst eine extrudierbare Masse aus einem keramischen Pulver, Wasser und verschiedenen Hilfsmitteln hergestellt. Diese Masse wird einer Extrudervorrichtung, beispielsweise einer Strangpresse zugeführt. In einem Presskopf der Strangpresse wird der Massestrom zu einem Propfen verdichtet. Ein am Presskopf angebrachtes feinwabiges Mundstück bewirkt einen Druckaufbau im Massestrang vor dem Mundstück bis zu einem Wert, bei dem die Masse durch die feinwabigen Bohrungen des Mundstücks zu fließen beginnt.The ceramic honeycomb body 10 is made by extruding with an extruder made of a ceramic material, for example, SiC, cordierite, or a similar material. Initially, an extrudable mass of a ceramic powder, water and various auxiliaries is produced. This mass is fed to an extruder device, for example an extruder. In a press head of the extruder, the mass flow is compressed to a plug. A feinwabiges mouthpiece attached to the pressing head causes a build-up of pressure in the strand of material in front of the mouthpiece up to a value at which the mass begins to flow through the fin-shaped holes of the mouthpiece.
Die durch die Bohrungen gebildeten einzelnen Massestränge fließen in der sich anschließenden Gatterung zu einer geschlossenen Gitterstruktur zusammen, die durch einen massiven Mantel ("Außenring") begrenzt wird. Aus dem Extruder tritt also ein Materialstrang aus, der eine mittige Gitterstruktur und einen umlaufenden massiven Mantel ("Skinning") aufweist.The individual mass strands formed by the holes flow together in the adjoining gate to form a closed grid structure, which passes through a massive shell ("outer ring") is limited. Thus, a strand of material emerges from the extruder, which has a central lattice structure and a circumferential solid shell ("skinning").
Der extrudierte Materialstrang wird anschließend in Stücke einer bestimmten Länge geschnitten. In einem speziellen Trockner wird das noch feuchte Material vom Wasser befreit. Nach dem Trocknungsvorgang ist das Rohmaterial ausreichend fest, um mechanisch bearbeitet werden zu können. Aus den geschnittenen Stücken werden nun einzelne Substrate gesägt. Diese monolithischen Substrate werden dann nach einem bestimmten Temperaturprogramm gesintert. Die Spitzentemperatur beträgt bei der Herstellung von Cordieritkeramiken beispielsweise circa 1.400° Celsius.The extruded strand of material is then cut into pieces of a certain length. In a special dryer, the still moist material is freed from water. After the drying process, the raw material is sufficiently strong to be processed mechanically. From the cut pieces are now sawn individual substrates. These monolithic substrates are then sintered according to a specific temperature program. The peak temperature in the production of cordierite ceramics, for example, about 1,400 ° Celsius.
Während der Trocknungs- und Sintervorgänge tritt eine Schwindung des monolithischen Substrats ein, die bei der Bemessung der Extrudervorrichtung beziehungsweise der Gitterstruktur des Mundstücks und beim Sägen der monolithischen Substrate berücksichtigt werden muss, damit das Endprodukt die gewünschten Maße hat.During the drying and sintering operations shrinkage of the monolithic substrate occurs, which must be taken into account in the design of the extruder device or the lattice structure of the mouthpiece and when sawing the monolithic substrates, so that the final product has the desired dimensions.
Der hergestellte keramische Wabenkörper wird typischerweise in einem Rußpartikelfilter oder einem Katalysator eines Abgassystems einer Brennkraftmaschine verwendet. Hierzu muss der keramische Wabenkörper 10 stabil in einem Metallgehäuse gelagert werden, welches in eine Abgasanlage der Brennkraftmaschine integriert werden kann, beispielsweise durch Schweißen oder durch Verflanschen. Diesen Vorgang bezeichnet man auch als "Canning" des monolithischen Substrats. Üblich ist beispielsweise das Lagern des monolithischen Substrats in einer temperaturstabilen Matte aus Keramikfa- sern, die die Verbindung zwischen dem Metallgehäuse und dem monolithischen Substrat herstellt. Letzteres ist dabei nur über Reibungskräfte im Metallgehäuse fixiert.The produced ceramic honeycomb body is typically used in a soot particle filter or a catalyst of an exhaust system of an internal combustion engine. For this purpose, the ceramic honeycomb body 10 must be stably stored in a metal housing, which can be integrated into an exhaust system of the internal combustion engine, for example by welding or by flanging. This process is also called "canning" of the monolithic substrate. For example, storage of the monolithic substrate in a temperature-stable mat made of ceramic fibers, which establishes the connection between the metal housing and the monolithic substrate, is usual. The latter is only fixed by friction forces in the metal housing.
Bei diesem Aufbau steigt die Haltekraft mit dem Druck, den das Metallgehäuse auf die Matte aus Keramikfasern und damit das monolithische Substrat ausübt. Mit zunehmen- dem Druck steigt jedoch auch die Bruchgefahr für den keramischen Wabenkörper 10 an, so dass eine Kompression nur bis zu einem bestimmten Punkt möglich ist. Der Canning- Prozess muss deshalb so abgestimmt sein, dass ein möglichst großer Druck auf den keramischen Wabenkörper wirkt, ohne ihn zu beschädigen oder zu zerstören. Hierfür ist es besonders vorteilhaft, wenn die Außenform des keramischen Wabenkör- pers möglichst genau gearbeitet ist, dessen Formtoleranz also möglichst klein ist.In this construction, the holding force increases with the pressure that the metal housing exerts on the mat of ceramic fibers and thus the monolithic substrate. With increasing pressure, however, the risk of breakage for the ceramic honeycomb body 10 also increases, so that compression is only possible up to a certain point. The canning process must therefore be adjusted so that the largest possible pressure on the ceramic honeycomb body acts without damaging or destroying it. For this purpose, it is particularly advantageous if the outer shape of the ceramic honeycomb body pers is worked as accurately as possible, so the shape tolerance is as small as possible.
Durch den oben bezeichneten Herstellungsprozess des keramischen Wabenkörpers 10 treten jedoch verschiedene Abweichungen von der idealen rotationssymmetrischen zylindrischen Form auf. Dies ist besonders gut aus Figur 1 ersichtlich: Dort erkennt man, dass der Außendurchmesser an den beiden axialen Enden des keramischen Wabenkörpers 10 einen größeren Wert D2 aufweist als in der axialen Mitte des keramischen Wabenkörpers 10, dort hat er lediglich den Wert Dl.However, by the above-described manufacturing process of the ceramic honeycomb body 10, various deviations from the ideal rotationally symmetric cylindrical shape occur. This can be seen particularly well from Figure 1: There it can be seen that the outer diameter at the two axial ends of the ceramic honeycomb body 10 has a greater value D2 than in the axial center of the ceramic honeycomb body 10, where it has only the value Dl.
Wie aus den beiden Figuren 2 und 3 ersichtlich ist, weist die Außenfläche 16 des Mantels 14 des keramischen Wabenkörpers 10 im Querschnitt dreieckförmige Erhebungen 18 auf, die in Längsrichtung des keramischen Wabenkörpers 10 verlaufen und zwischen denen entsprechende Täler 20 gebildet sind. Die Erhebungen 18 und Täler 20 bilden insgesamt eine Strukturierung 22 der Außenfläche 16. Hergestellt wird diese Strukturierung 22 durch eine entsprechende Gestaltung der Extrudervorrichtung, insbesondere durch eine entsprechende Gestaltung des Außenrings beziehungsweise Rahmens des Mundstücks. Dieser Außenring weist eine entsprechende dreieckförmige Erhebungen und Täler aufweisende Strukturierung auf, die bei der Herstellung des Extrusionsproduktes zu der entsprechenden Strukturierung der Außenfläche 16 führt.As can be seen from the two Figures 2 and 3, the outer surface 16 of the shell 14 of the ceramic honeycomb body 10 in cross-section triangular elevations 18 extending in the longitudinal direction of the ceramic honeycomb body 10 and between which corresponding valleys 20 are formed. The elevations 18 and valleys 20 form a total structuring 22 of the outer surface 16. This structuring 22 is produced by a corresponding design of the extruder device, in particular by a corresponding design of the outer ring or frame of the mouthpiece. This outer ring has a corresponding triangular elevations and valleys structuring, which leads to the corresponding structuring of the outer surface 16 in the production of the extrusion product.
Wie aus den Figuren 4 - 6 ersichtlich ist, wird die Außenfläche 16 des Mantels 14 im Bereich der axialen Enden des keramischen Wabenkörpers 10 durch einen Oberflä- chenbearbeitungsprozess, beispielsweise Schleifen, nachbearbeitet. Bei diesem Nachbearbeitungsverfahren wird im Bereich der axialen Enden des keramischen Wabenkör- pers 10 mehr Material abgetragen als in der axialen Mitte. Dies bedeutet, dass im Bereich der axialen Enden die Erhebungen 18 beinahe oder erforderlichenfalls sogar bis zu den Tälern 20 abgetragen werden, wohingegen weiter zur axialen Mitte des keramischen Wabenkörpers 10 hin nur die Spitzen der Erhebungen 18 abgetragen werden. Auf diese Weise erhält man, wie aus Figur 6 ersichtlich ist, am Ende einen insgesamt rotationssymmetrischen zylindrischen keramischen Wabenkörper 10, der unter Zwischenschaltung einer temperaturstabilen Matte 24 aus Keramikfasern in ein zylindrisches Metallgehäuse 26 integriert werden kann. Aufgrund der gleichmäßig zylindrischen Außenkontur des keramischen Wabenkörpers 10 ist die auf diesen ausgeübte Druckkraft nach der Integration in das Metallgehäuse 26 und während des späteren Betriebs relativ gleichmäßig.As can be seen from FIGS. 4 to 6, the outer surface 16 of the jacket 14 is reworked in the region of the axial ends of the ceramic honeycomb body 10 by means of a surface processing process, for example grinding. In this finishing process, more material is removed in the region of the axial ends of the ceramic honeycomb body 10 than in the axial center. This means that in the region of the axial ends, the elevations 18 are removed almost or even to the valleys 20, if necessary, whereas only the tips of the elevations 18 are removed further toward the axial center of the ceramic honeycomb body 10. In this way, as is apparent from Figure 6, at the end of a total rotationally symmetrical cylindrical ceramic honeycomb body 10, which can be integrated with the interposition of a temperature-stable mat 24 made of ceramic fibers in a cylindrical metal housing 26. Due to the uniform cylindrical outer contour of the ceramic honeycomb body 10, the pressure force exerted on these after integration into the metal housing 26 and during the later Operating relatively evenly.
Nachfolgend werden weitere mögliche Ausführungsformen eines keramischen Wabenkörpers 10 beschrieben. Dabei gilt, dass solche Elemente und Bereiche, die äquivalen- te Funktionen zu bereits beschriebenen Elementen und Bereichen aufweisen, die gleichen Bezugszeichen tragen und nicht nochmals im Detail erläutert sind.Hereinafter, further possible embodiments of a ceramic honeycomb body 10 will be described. It is true that such elements and regions which have equivalent functions to elements and regions already described bear the same reference numerals and are not explained again in detail.
Bei der in den Figuren 1 - 6 gezeigten Ausführungsform eines keramischen Wabenkörpers 10 wird die Strukturierung 22 durch im Querschnitt dreieckförmige Erhebungen 18 und Täler 20 gebildet. Wie aus Figur 7 hervorgeht, kann die Strukturierung 22 der Außenfläche 16 aber auch im Querschnitt wellenförmige Erhebungen 28 mit dazwischenliegenden wellenförmigen Tälern 30 gebildet werden. Die in Figur 7 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von jener der Figuren 1 - 6 jedoch nicht nur durch die Form der Strukturierung 22, sondern auch durch ihre Periodizität: Man erkennt, dass die Außenfläche 16 gemäß Figur 7 eine deutlich höhere Anzahl von wellenförmigen Erhebungen 28 und dazwischenliegenden Tälern 30 pro Umfangseinheit aufweist als bei der in den Figuren 1 - 6 dargestellten Außenfläche 16, die Strukturierung 22 ist bei der in Figur 7 gezeigten Ausführungsform also "feiner" mit einer höheren Periodizität. Diese kann, wie aus Figur 8 ersichtlich ist, noch weiter gesteigert werden.In the embodiment of a ceramic honeycomb body 10 shown in FIGS. 1-6, the structuring 22 is formed by elevations 18 and valleys 20 which are triangular in cross section. As can be seen from FIG. 7, the structuring 22 of the outer surface 16 can also be formed in the form of cross-section, wave-shaped elevations 28 with wave-shaped valleys 30 located therebetween. However, the embodiment shown in FIG. 7 differs from that of FIGS. 1-6 not only in the shape of the structuring 22 but also in its periodicity. It can be seen that the outer surface 16 according to FIG. 7 has a significantly higher number of undulating elevations 28 and intermediate valleys 30 per unit circumference than in the illustrated in Figures 1-6 outer surface 16, the structuring 22 is in the embodiment shown in Figure 7 so "finer" with a higher periodicity. This can, as can be seen from Figure 8, be further increased.
Bei der in Figur 9 gezeigten Ausführungsform wird die Strukturierung 22 der Außenfläche 16 durch im Querschnitt rechteckförmige Erhebungen 32 mit dazwischenliegenden im Querschnitt rechteckförmigen Tälern 34 gebildet. Entsprechend Figur 10 können die rechteckförmigen Erhebungen 32 unterschiedliche Höhen aufweisen. In the embodiment shown in FIG. 9, the structuring 22 of the outer surface 16 is formed by elevations 32 which are rectangular in cross-section and have intermediate valleys 34 of rectangular cross-section. According to FIG. 10, the rectangular elevations 32 can have different heights.
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