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"Dispositif pour produire des corps structuraux en nid d'abeilles".
La présente invention est relative à un dispositif d'extrusion pour le moulage de corps structuraux en nid d'abeilles réalisés en une matière de moulage, telle qu'une matière céramique ou une résine. En particulier, l'invention est relative à des dispositifs de production de corps structuraux en nid d'abeilles ayant des formes arrondies.
D'une manière générale, une matière de moulage plastique telle qu'un corps ou une résine est amenée dans une filière spéciale d'un dispositif d'extrusion et est extrudée en continu de la filière pour produire un corps extrudé ayant une structure en nid d'abeilles. Lorsque le corps structural en nid d'abeilles est extrudé par l'utilisation d'un tel dispositif d'extrusion, le corps extrudé ayant une forme droite est formé dans la direction d'extrusion parce que la pièce de moulage est extrudée de façon continue par le dispositif de moulage.
Pour cette raison, bien que l'extrusion de corps structuraux en nid d'abeilles arrondis avec l'utilisation d'un dispositif d'extrusion puisse être imaginée comme concept général, il n'est pas aisé d'extruder un corps structural en nid d'abeilles ayant une forme arrondie par un procédé efficace.
La demande de brevet japonais nO 57-78.965 mise à la disposition du public décrit un procédé de ce type pour l'extrusion de corps structuraux en nid d'abeilles arrondis. Dans ce procédé, les longueurs des passages formés dans une filière d'un dispositif d'ex-
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trusion sous la forme d'un nid d'abeilles sont varia- bles, de sorte que le corps structural en nid d'abeilles arrondi est formé conformément au fait que la résistance à l'écoulement extrudée de la matière de moulage s'élève lorsque la longueur du passage augmente.
Dans ce procé- dé, il se forme des surfaces inclinées coniques sur des parties formatrices de fentes respectives d'une filière de moulage de telle sorte que les longueurs des passages d'écoulement puissent varier avec ces surfaces inclinées iconiques et que la pièce de moulage soit courbée d'un côté d'une sortie d'extrusion, en fonction de l'impor- tance de la résistance aux passages d'écoulement, vers une direction dans laquelle la résistance aux passages d'écoulement devient plus grande.
Toutefois, ce procédé conventionnel présente les problèmes suivants.
(1) Puisque le dispositif d'extrusion comporte une structure dans laquelle les surfaces inclinées coniques sont formées sur la filière de moulage, il est difficile d'utiliser la filière et le procédé de produc- tion à la filière effectif comporte des phases de traitement peu commodes et conduit à des filières coûteuses.
(2) Puisque la quantité utilisée du corps devient non uniforme en fonction des longueurs des passages de la filière, l'épaisseur des parois intérieu- res de la pièce moulée résultante devient non uniforme, avec comme résultat le fait que les pièces de moulage obtenues comportent vraisemblablement des parties non uniformes et sont de faible qualité à titre de corps structuraux.
(3) Le débit du corps du côté de la sortie nécessite un ajustement précis lors du moulage mais cet ajustement précis dans la filière est difficile à obtenir lors de sa mise en pratique.
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(4) De plus, afin d'obtenir plusieurs types de corps structuraux en nid d'abeilles ayant un rayon R de courbure sensiblement différent, plusieurs filières de moulage répondant à des spécifications différentes sont nécessaires, de sorte qu'il est difficile d'obtenir des corps structuraux en nid d'abeilles arrondis ayant différents rayons de courbure par l'utilisation d'une seule filière de moulage.
La présente invention a été mise au point dans le but de solutionner les problèmes susmentionnés et elle concerne la réalisation d'un dispositif de production de corps structuraux en nid d'abeilles arrondis pour l'extrusion d'un corps structural en nid d'abeilles arrondi par l'utilisation d'un agencement extrêmement simple.
De plus, dans le cas de la production de corps structuraux en nid d'abeilles extrudés sous une forme droite, une filière doit être nouvellement préparée lorsque les pièces moulées résultantes sont extrudées sous une forme arrondie ou déformée du fait d'une utilisation inadéquate de la filière de moulage. La présente invention concerne également la réalisation d'un dispositif pour produire des corps structuraux en nid d'abeilles, ce dispositif étant adapté pour corriger ce problème par un procédé simple.
Afin de résoudre les problèmes susmentionnés, le dispositif pour produire des corps structuraux en nid d'abeilles suivant la présente invention est caractérisé en ce qu'une plaque poreuse est prévue d'un côté d'une entrée d'une filière pour une matière de moulage et en ce que la résistance au passage de la matière de moulage à travers la plaque poreuse varie dans une direction orthogonale à une direction d'extrusion de la matière de moulage.
On décrit ci-après des formes de réalisation concrètes avantageuses du dispositif de production de
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corps structuraux en nid d'abeilles suivant la présente invention.
(1) Le dispositif de production de corps structuraux en nid d'abeilles comprend une filière comportant un certain nombre de trous de passage rectilignes par lesquels passe la matière de moulage à extruder en une structure en nid d'abeilles ainsi qu'une plaque poreuse adaptée du côté de l'entrée de la filière pour la matière de'moulage, cette plaque poreuse comportant un certain nombre de trous de passage rectilignes pénétrant la plaque poreuse dans la direction de la largeur de celle-ci, l'aire des ouvertures de passage des trous de passage rectilignes étant plus grande du côté où le diamètre de courbure de la pièce moulée en nid d'abeilles extrudée est plus grand que du côté où le diamètre de courbure de la pièce moulée en nid d'abeilles extrudée est plus petit.
(2) La plaque poreuse précitée a une épaisseur qui augmente dans la direction du côté où le diamètre de courbure de la pièce moulée en nid d'abeilles extrudée est plus grand au côté où le diamètre de courbure de la pièce moulée en nid d'abeilles extrudée est plus petit.
(3) L'aire précitée des ouvertures de passage des trous de passage rectilignes susmentionnés de la plaque poreuse est plus grande que celle des ouvertures de passage des trous de passage rectilignes de la filière.
(4) Le dispositif de production de corps structuraux en nid d'abeilles comprend de plus une plaque de presse agencée du côté entrée de la plaque poreuse susdite, cette plaque de presse ayant une épaisseur plus grande dans la direction opposée à la direction dans laquelle l'épaisseur de la plaque poreuse est accrue.
Suivant le dispositif de production de corps structuraux en nid d'abeilles de la présente invention, les corps structuraux en nid d'abeilles arrondis peuvent
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être produits par le simple agencement additionnel de la plaque poreuse séparée susmentionnée à la filière d'extrusion. De plus, dans le cas de la production des corps structuraux en nid d'abeilles droits, lorsqu'ils sont extrudés sous une forme arrondie ou déformée, les corps extrudés peuvent être corrigés par le simple agencement susmentionné.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 est une vue en coupe transversale d'une forme de réalisation d'un dispositif d'extrusion de la présente invention.
La figure 2 est une vue en coupe de la figure 1, suivant les lignes II-II.
La figure 3 est une vue du dispositif de moulage tel que représenté dans le sens de la flèche III de la figure 2.
La figure 4 est une vue du dispositif d'extrusion tel que représenté dans le sens de la flèche IV de la figure 2.
La figure 5 est une vue en perspective illustrant l'état dans lequel la plaque poreuse est combinée avec une plaque de pression latérale arrière dans la forme de réalisation susmentionnée.
On décrira ci-après une forme de réalisation de la présente invention en se référant aux dessins annexés.
Les figures 1 à 5 illustrent une forme de réalisation du dispositif d'extrusion pour l'extrusion de corps en nid d'abeilles arrondis. Ce dispositif d'extrusion est un dispositif de moulage à adapter sur une ouverture de moulage de corps dans une machine de moulage non représentée. Le dispositif d'extrusion peut également être utilisé pour corriger une déformation
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incurvée dans le cas de la production de corps structuraux en nid d'abeilles droits.
Comme montré aux figures 1 et 2, un premier gabarit 1 comportant une section extérieure rectangulaire est prévu avec une ouverture de sortie 2 à une face avant. Un second gabarit 4 est ajusté sur la face intérieure du gabarit 1 et le second gabarit 4 est pourvu d'une ouverture 5. Une filière 6 ayant une structure en nid d'abeilles bien connue est agencée sur une face arrière (côté entrée) du second gabarit 4. Une plaque poreuse 10 est agencée sur une face arrière de la filière 6 et une plaque de pression 12 est agencée sur une face arrière (un côté de la face d'entrée) de la plaque poreuse 10. La filière 6, la plaque poreuse 10 et la plaque de pression 14 sont fixées au gabarit 1 au moyen du second gabarit 4, d'une plaque de pression avant 14 et d'une bague d'écartement 16.
La filière 6 est une filière pour mouler les corps structuraux en nid d'abeilles et comprend un certain nombre de trous de passage traversant la filière dans la direction de son épaisseur. Les trous de passage de la filière communiquent avec les trous de passage correspondants de la plaque poreuse. Avantageusement, le centre de chaque trou de passage de la filière est dans l'alignement du trou de passage correspondant de la plaque poreuse. Toutefois, le centre de chaque trou de passage de la filière ne doit pas nécessairement être dans l'alignement de celui du trou de passage correspondant de la plaque poreuse. Il est préférable que le diamètre des trous de passage dans la plaque poreuse soit plus petit que celui des trous de passage de la filière.
Comme montré à la figure 1, la plaque poreuse 10 a une forme conique telle qu'en coupe transversale l'épaisseur de la plaque poreuse augmente dans la direction allant du côté où le corps structural en
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nid d'abeilles doit être arrondi suivant un plus grand diamètre vers le côté où le corps structural en nid d'abeilles doit être arrondi suivant un plus petit diamètre. La face avant 10a de la plaque poreuse 10 est dans un plan perpendiculaire à la direction dans laquelle s'étendent les passages d'écoulement, et sa face arrière 10b est une face d'inclinaison inclinée par rapport à la perpendiculaire susdite dans la direction des passages d'écoulement. Un certain nombre des trous de passage ronds 18 sont formés dans la plaque poreuse dans sa direction d'épaisseur.
Les longueurs de passage des trous 18 sont plus longs dans la direction allant du côté où le corps structural en nid d'abeilles doit être arrondi suivant le plus grand diamètre vers le côté où le corps structural en nid d'abeilles doit être arrondi suivant le plus petit diamètre. De la sorte, la résistance aux passages d'écoulement de la plaque poreuse est plus grande du côté où le corps structural en nid d'abeilles est arrondi suivant le plus petit diamètre que du côté où le corps structural en nid d'abeilles est arrondi suivant le plus grand diamètre.
Par conséquent, le degré d'écoulement du corps entrant par la face d'entrée 6a de la filière est plus grand du côté où le corps structural en nid d'abeilles doit être arrondi suivant le plus grand diamètre que du côté où le corps structural en nid d'abeilles doit être arrondi suivant le plus petit diamètre.
Dans cette forme de réalisation, les trous de passage 18 ont tous le même diamètre et les parois intérieures séparant les trous de passage adjacents 18 ont une épaisseur égale.
Une mince pièce d'écartement 20 est prévue sur la face arrière 10 de la plaque poreuse 10 et une plaque de presse arrière 12 est agencée du côté de la face arrière de la pièce d'écartement 20.
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La plaque de presse arrière 12 comprend une ouverture 22 pour permettre le passage du corps. De la sorte, le débit du corps s'écoulant à travers la filière 6 et la plaque poreuse 10 est contrôlé.
Un gabarit 24 est agencé du côté arrière de la plaque de presse arrière 12 dans une zone s'étendant sur un côté extérieur radialement suffisant de l'ouverture 22 de la plaque de presse arrière 12. Cet agencement sert à empêcher toute diminution du débit du corps s'écoulant dans l'ouverture 22.
Comme montré à la figure 5, la plaque poreuse 10 et la plaque de presse arrière 12 sont stratifiées ensemble par l'intermédiaire de la pièce d'écartement 20 en une épaisseur"t"totalement uniforme. Ceci provient du fait que l'opération d'ajustage de la plaque poreuse 10 et de la plaque de presse arrière 12 au gabarit 1 est améliorée en amenant l'épaisseur totale de la plaque poreuse 10 et de la plaque de presse arrière 12 à"t"sur une direction latérale de la droite vers la gauche et sur une direction verticale partant du côté où le corps structural en nid d'abeilles doit être arrondi suivant le plus grand diamètre vers le côté où le corps structural en nid d'abeilles doit être arrondi suivant le plus petit diamètre.
De la sorte, la filière 6 et la plaque poreuse 10 sont aisément fixées au gabarit 1 ou détachées de celui-ci.
Suivant le dispositif d'extrusion de la présente invention, le corps est écoulé par l'ouverture 22 de la plaque de presse 12 et par les trous de passage 18 de la plaque poreuse 10, et est extrudé à travers la filière 6. Le corps extrudé est évacué du côté gauche de la figure 1 par l'ouverture 14a de la plaque de presse avant 14, l'ouverture 5 et l'ouverture 2. A ce moment, puisque les longueurs des trous de passage 18 du côté où le corps extrudé à arrondir suivant le plus grand diamètre sont plus courts, la résistance aux passages
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d'écoulement de la plaque poreuse 10 du côté où le corps extrudé doit être arrondi suivant le plus grand diamètre est plus petite.
Par conséquent, le débit du corps est plus grand du côté où le corps structural en nid d'a- beilles doit être arrondi suivant le plus grand diamètre que du côté où le corps structural en nid d'abeilles doit être arrondi suivant le plus petit diamètre. Par conséquent, le corps est extrudé en une forme arrondie à partir du côté où le corps structural en nid d'abeilles doit être arrondi suivant le plus grand diamètre jusqu'au côté où le corps structural en nid d'abeilles doit être arrondi suivant le plus petit diamètre.
Dans la forme de réalisation illustrée, une filière de moulage de corps structuraux en nid d'abeilles ordinaire précédemment utilisée peut être utilisée comme filière 6. Puisque la plaque poreuse 10 dont le débit varie, est adaptée du côté de l'entrée de la filière, une pièce moulée arrondie ayant des parois intérieures uniformes peut être formée avec précision
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par l'agencement précité extrêmement simple.
Exemple 1 Afin d'extruder un corps structural en nid d'abeilles à base de cordiérite arrondi ayant un diamètre extérieur de 100 mm, une épaisseur de paroi cellulaire de 6 millièmes de pouce (150 Mm) et un nombre de cellules de 400, une plaque poreuse ayant un angle conique de 1, 30 et un certain nombre de trous de passage d'un diamètre de 1,4 mm a été ajustée (du côté de l'alimentation en corps) pour la formation d'un corps structural en nid d'abeilles ayant une forme ordinaire (forme droite), et un corps a été extrudé à une vitesse d'extrusion de 40 mm/seconde, en obtenant ainsi un corps extrudé structural en nid d'abeilles arrondi ayant un rayon de courbure R de 300 mm.
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Dans le procédé d'extrusion de corps structuraux en nid d'abeilles arrondis, des broches, qui ont été utilisées pour un ajustement précis de la vitesse d'alimentation du corps, ont été adaptées dans des trous d'alimentation en corps de la filière en des endroits donnés, et le corps a été extrudé aux différentes vitesses de passage du corps à travers la filière. A la suite de cela, bien que le corps extrudé avait tendance à être arrondi, le rayon de courbure n'a pas été fixé, le R variant largement.
Exemple 2
Un corps structural en nid d'abeilles à base de cordiérite arrondi ayant une forme en coupe elliptique avec un grand axe de 120 mm et un petit axe de 90 mm, une épaisseur de paroi cellulaire de 10 millièmes de pouce (250 jum) et un nombre de cellules de 300, a été extrudé en utilisant une plaque poreuse ayant une section transversale conique donnée dans le Tableau 1.
Le corps structural en nid d'abeilles extrudé a été arrondi du côté où le corps structural a été arrondi suivant le plus petit diamètre. Les résultats sont également donnés dans le Tableau 1. La rugosité des trous de passage dans la plaque poreuse ayant un angle incliné de 1, 40 n'était pas supérieure à cm et la rugosité des trous de passage de chacune des plaques poreuses ayant l'angle conique de 1, 00, 1, 20 et 1, 60 a en outre été traitée pour obtenir une rugosité superficielle d'environ 30 Mm.
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Tableau 1
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<tb>
<tb> Angle <SEP> d'inclinaison <SEP> Rayon <SEP> de <SEP> courbure <SEP> R
<tb> de <SEP> la <SEP> plaque <SEP> poreuse <SEP> (mm)
<tb> à <SEP> section <SEP> conique <SEP> Diamètre <SEP> des <SEP> trous <SEP> de <SEP> Diamètre <SEP> des <SEP> trous <SEP> de
<tb> de <SEP> l'arrière <SEP> ( ) <SEP> passage <SEP> = <SEP> 1, <SEP> 4 <SEP> mm <SEP> passage <SEP> = <SEP> 1, <SEP> 6 <SEP> mm
<tb> 1, <SEP> 0 <SEP> 1000 <SEP> 1100
<tb> 1,2 <SEP> 400 <SEP> 700
<tb> 1,4 <SEP> 250 <SEP> 500
<tb> 1,6 <SEP> 180 <SEP> 300
<tb>
Par conséquent, lorsque le diamètre des trous de passage est agrandi, on s'attend à ce que la résistance au passage du corps soit abaissée de manière à supprimer les variations du rayon de courbure R du corps structural en nid d'abeilles arrondi qui pourraient être provoquées par un apport non uniforme du corps. Ceci montre l'excellent procédé d'extrusion utilisé dans le cadre de la présente invention.
Comme expliqué ci-dessus, conformément au dispositif d'extrusion de corps structuraux en nid d'abeilles de la présente invention, les corps structuraux en nid d'abeilles arrondis peuvent être produits par l'agencement extrêmement simple précité. De plus, dans le cas de la production de corps structuraux en nid d'abeilles droits, toute déformation par fléchissement peut être corrigée par la structure extrêmement simple.