[0001] La présente invention se rapporte à un dispositif d'extrusion de structures alvéolaires
en matériau ceramique et plus particulièrement à un dispositif destiné à l'extrusion
de telles structures à parois très minces (de quelques dixièmes de millimètre) avec
une maille relativement importante (alvéoles ayant un côté d'au moins un millimètre).
[0002] Pour l'extrusion de telles structures, on utilise généralement un outillage monobloc
constitué d'un réseau de trous percés par exemple dans un bloc d'acier et débouchant
dans un réseau de fentes se croisant et formant la céramique alvéolaire proprement
dite, lorsque la pâte traverse l'outillage.
[0003] On peut donc distinguer trois étapes dans l'extrusion de la pâte à travers l'outillage:
- dans une première étape, la pâte remplit le réseau de trous et forme un ensemble
de cylindres parallèles;
- dans une seconde étape, la pâte poursuit son cheminement et progressivement pénètre
dans les fentes attenantes aux trous en formant des rubans ou profilés cruciformes;
- enfin, les rubans de pâte se soudent les uns aux autres, pour constituer le profilé
alvéolaire.
[0004] Cependant, lorsqu'on veut réaiiser des profilés à maiile importante par rapport à
l'épaisseur de paroi (dans un rapport, par exemple, de 1 à 10 ou plus), ou dans le
cas de profilés à maille dissymétrique, la réalisation de la seconde étape, qui fait
passer des cylindres aux profilés cruciformes peut être parfois difficile à obtenir.
[0005] Cette difficulté peut être due à de multiples raisons:
- la pâte peut manquer de plasticité,
- le frottement de la pâte sur les parois, qui est à l'origine de l'étalement latéral
de la pâte et facilite la formation de la croix du profilé, peut être insuffisant.
[0006] Dans ce dernier cas, une solution consiste habituellement à exécuter des rainures
plus profondes pour augmenter le frottement, mais cette opération est coûteuse et,
de plus, est limitée souvent par les possibilités technologiques d'usinage. Par ailleurs,
elle rend mécaniquement plus fragiles les outillages ainsi modifiés.
- la longueur différente des branches de la croix, dans le cas, par exemple, de
céramique alvéolaire à maille rectangulaire ou à maille triangulaire (autre qu'équilatérale),
etc ...
[0007] La présente invention a pour objet la réalisation d'un dispositif d'extrusion de
céramique alvéolaire ne présentant pas ces inconvénients.
[0008] Le dispositif selon l'invention, destiné à l'extrusion de structures alvéolaires
en matériau céramique, du genre constitué d'un bloc dans lequel est percé un réseau
de trous d'admission de la pâte céramique, ceux-ci débouchant dans un réseau de fentes
se croisant et formant la structure alvéolaire lorsque la pâte est extrudée à travers
le bloc est caractérisé en ce que la plupart des trous d'admission sont disposés
à l'aplomb des fentes, en dehors des intersections des fentes et en ce que la distribution
de ces trous est telle que les largeurs des rubans de pâte extrudée à partir de chacun
d'eux sont sensiblement égales.
[0009] Cette disposition des trous permet une grande souplesse de fabrication en fonction
du dessin de la structure à réaliser.
[0010] Selon un mode de réalisation de l'invention, le réseau des fentes forme des mailles
polygonales, de préférence quadrangulaires.
[0011] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le réseau des fentes forme des
mailles triàngulaires.
[0012] Selon un autre mode de réalisation encore de l'invention, le réseau des fentes est
constitué de cercles concentriques et de rayons ou de parties de rayons de ces cercles.
[0013] Les caractéristiques de l'invention ressortiront mieux de la description suivante,
donnée uniquement à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel les
figures 1 à 4 illustrent, schématiquement, des formes de réalisation du dispositif
d'extrusion selon l'invention et plus particulièrement la disposition relative des
trous d'admission de la pâte et des fentes de sortie de celle-ci, dans un outillage
d'extrusion, en vue partielle de dessus.
[0014] Dans le cas de la forme de réalisation de la figure 1, la structure alvéolaire présente
une maille carrée. La vue de dessus montre, en traits pleins, les trous d'admission
de pâte 10 et, en trais interrompus, le réseau des fentes 11 de sortie de la pâte,
correspondant au dessin de la structure alvéolaire. Les lèvres d'entrée de ces fentes
apparaissent naturellement en traits pleins, en 12, au fond de chacun des trous.
[0015] Selon l'invention, les trous 10 ne sont pas disposés, comme c'est habituellement
le cas, à l'aplomb des intersections 13 des fentes, mais, symétriquement par rapport
à ces fentes, en dehors des intersections.
[0016] Les trous 10 sont distribués de telle sorte que la pâte sortant des trous sous forme
de cylindres, se répartisse dans les fentes selon les parcours indiqués par les flèches
en rubans de largeurs égales ou sensiblement égales.
[0017] Dans le cas de la figure 2, la maille de la structure alvéolaire est triangulaire.
Pour cette figure comme pour les deux suivantes d'ailleurs, les éléments analogues
à ceux de la figure 1 sont désignés par les mêmes références.
[0018] Sur le réseau des fentes 11, formant des triangles, les trous 10 sont disposés en
dehors des intersections 13 et, là encore, la distribution de ces trous est telle
que les largeurs des rubans extrudés dans les fentes entre trous, restent voisines
les unes des autres.
[0019] La figure 3 correspond à un réseau de fentes à mailles rectangulaires. Pour garder
sensiblement constante la largeur des fentes entre les trous 10, deux de ces trous
sont disposés sur le plus grand côté du rectangle et un seul sur le petit côté.
[0020] Dans la forme de réalisation de la figure 4, les fentes 11 forment des cercles concentriques
11a et des rayons 11b de ces cercles; les trous sont disposés selon une distribution
assurant une largeur sensiblement égale aux rubans de pâte extrudés dans ces fentes,
à partir de chacun des trous, ceux-ci étant disposés en majeure partie hors des intersections
13. Cependant, certains des trous, désignés par 10a, sont disposés sur des intersections
13 pour réaliser une optimisation de la distribution.
[0021] Le dispositif selon l'invention permet d'augmenter de manière très notable, les possibilités
offertes aux céramistes pour fabriquer des profilés alvéolaires de pas et de formes
très variés.
[0022] L'outillage selon la présente invention est tout particulièrement convenable pour
l'extrusion d'éléments destinés à être soumis à des fortes températures et pressions,
par exemple d'éléments de filtres pour métaux liquides, auquel cas ces éléments sont
formés de matériaux réfractaires.
[0023] Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits
et représentés et elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme
de l'art, sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention.
1.- Dispositif d'extrusion de structures alvéolaires en matériau céramique, du genre
constitué d'un bloc dans lequel est percé un réseau de trous d'admission de la pâte
céramique, ceux-ci débouchant dans un réseau de fentes se croisant et formant la structure
alvéolaire lorsque la pâte est extrudée à travers le bloc, caractérisé en ce que la
plupart des trous d'admission (10) sont disposés à l'aplomb des fentes (11), en dehors
des intersections (13) des fentes (11) et en ce que la distribution de ces trous est
telle que les largeurs des rubans de pâte extrudés à partir de chacun d'eux sont sensiblement
égales.
2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réseau des fentes
(11) forme des mailles polygonales, de préférence quadrangulaires.
3.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réseau des fentes
(11) forme des mailles triangulaires.
4.- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le réseau des fentes
(11) est constitué de cercles concentriques (11a) et de rayons (11b) ou de parties
de rayons de ces cercles.