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Einrichtung zur Herstellung eines Bandes aus verschmolzenen bzw. versinterten Metallteilchen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines aus verschmol- zenen bzw. versinterten Metallteilchen bestehenden Bandes, aus dem man durch Zerschneiden plattenar - tige Körper gewinnen kann, die beispielsweise als Elektroden für elektrochemische Elemente geeignet sind.
Es ist schon vorgeschlagen worden, die Elektroden von elektrischen Sammlern dadurch herzustellen, dass man eine Paste aus Elektrodenmaterial auf einen Gitterstreifen aufdrückt und das Ganze durch ein Walzenpaar laufen lässt, das sich ergebende Band sodann erwärmt und schliesslich die gewünschten Platten davon abschneidet. Dieses Verfahren eignet sich jedoch nicht für die Herstellung von Elektrodenplatten aus gesintertem pulverförmigemMaterial, z. B. aus Silber, wie man sie z. B. in zunehmendem Masse für alkalische Batterien undAkkumulatoren verwendet.
Zur Herstellung gesinterter Pulverbänder ist es bekannt, das Pulver auf ein endloses Band aufzutragen, mit dem es sich durch eine Sinterkammer hindurchbewegt und wenn das Band eine gewisse Festigkeit durch Sintern erhalten hat, wird es durch ein Walzenpaar hindurchgeschickt, was jedoch für viele Anwendungen unerwünscht ist.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ermöglicht es, eine gepresste ungesinterte Pulverschicht kontipuierlich einem sinternden Wärmeverfahren zu unterwerfen, ohne den gesinterten Körper walzen zu müssen und sie führt so zu einem für den genannten und auch andere Zwecke verwendbarenBand aus verschmolzenen Metallteilchen, wobei das Band einen stützenden Gitterstreifen enthält, der auchStromableitungszwecken dienen kann. Dabei wird so vorgegangen, dass der G itterstre1fen in die, uf einem Transportband zu einer Heizkammer geführten Metallpulverschichte laufend eingebettet wird.
Die erfindungsgemässe Einrichtung kennzeichnet sich dadurch, dass ein Walzenpaar vorgesehen ist, durch dessen Spalt das Transportband mitsamt dem darüber befindlichen Gitterstreifen und der in geregelter Höhe vorhandenen losen Metallpulverschichte zwecks Verdichtung der letzteren hindurchlauft, und dass zwischen diesem Walzenpaar und der Heizkammer Vorrichtungen angeordnet sind, welche das Transportband von dem aus verdichteten Metallteilchen und darin eingebettetem Gitterstreifen bestehenden Gebilde ablösen und wegleiten. Das erwähnte Transportband kann aus einem nichtgelochten Streifen irgendeines biegsa- men Materials geringerHitzebeständigkeiL, z. B. Papier, bestehen, da es die Heizvorrichtung nicht durchläuft.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Fig. l ist ein Schematischer Aufriss eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Einrichtung, Fig. 2 eine vergrösserte Teildarstellung im Bereich der Druckwalzen der Einrichtung nach Fig . 1, und Fig. 3 eine durch eine Einrichtung nach Fig. 1 hergestellte Elektrodenplatte, wobei ein Teil der Plattenkörperschicht weggebrochen ist.
Aus einem Trichter 301 wird das pulverförmige Elektrodenmaterial 204 (Teilchendurchmesser etwa zwischen 5 und 10 Mikron), beispielsweise Silberpulver, auf eine Schrägbahn 302 gebracht, von der es als eine Schicht 205 auf dem Transportband 309 abgelagert wird. Zwecks besserer Verteilung des Pulvers auf derBandoberf1äch wird die Schrägbahn 302 mittels eines Exzenters 303 in eine inn-und hergehende Bewegung versetzt.
Das Transportband 309 ist ein porenfreierstreifen glatten Papiers hoher Zugfestigkeit ; es wird laufend von einer Speiserolle 305 abgewickelt und nach Umlaufen der Führungsrollen 306, 307 auf die von einem
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Motor 323 angetriebene Aufnahmerolle 308 aufgewickelt. Eine feststehende Unterlage 310 erstreckt sich unterhalb des Streifens 309 zwischen der Führungsrolle 306 und einem Walzenpaar 216, 318, dessen Spalt mit Hilfe von Stellspindeln 317,319 veränderbar ist.
Zwei Abstreifer 311 und 312, die durch Handräder 313 und 314 gehoben oder gesenkt werden können, sind hintereinander über der Unterlage 310 angebracht und dem Walzenpaar 316, 318 vorgeordnet und bestimmen die Dicke der Schicht 205. Ein Gitterstreifen 101, der aus Streckmetall bestehen kann (Fig. 3), wird laufend von einer Vorratsrolle 315 geliefert und in die Pulverschicht an einer Stelle zwischen der zweiten Abstreifklinge 312 und dem Walzenpaar 316,318 eingebettet. Wie Fig. 2 zeigt, steht die Walze 318 mit ihrem Umfang über die Unterlage 310 vor, wobei der Abstand zwischen den Walzen 316 und 318 ungefähr gleich der Summendicke von Transportband 309 und Gitterstreifen 101, dabei aber wesentlich geringer als die durch die Klingen 311 und 312 bestimmte Dicke der Schicht 205 ist.
Eine Anzahl von leerlaufenden Tragrollen 321 sind zwischen den Druckwalzen 316,318 und der Führungsrolle 307, die zur Ablenkung des Transportbandes 309 vom Pulver-Gittergebilde 400 dient, angeordnet. Das Transportband 309 kann entweder unmittelbar hinter dem Spalt des Walzer. paares 316,318 vom
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laufen (Fig. 2). Über die Tragrollen 321 und über weitere ähnliche Rollen 322, die sich jenseits der Ablenkrolle 307 befinden, läuft derStreifen 400, der aus komprimiertem, in die Maschen des Gitterstreifens 101gedrücktem Metallpulver besteht. Dieser Steifen 400 gelangt m'n auf ein zweites, aber endloses Foor- derband 503 aus hitzebeständigem Material, z. B. ein Drahtnetz aus Nickel-Chrom-Molybdän-Stahl.
DasBand503, das überRollen 501, 502 läuft und von einem Motor 509 angetrieben wird, passiert eine Heizkammer 500, die von einer geeigneten Wärmequelle gespeist wird: diese ist hier als ein Wechselstromerzeuger 507 dargestellt, dessen Leistung durch einen Regler 508 (z. B. einen wärmeempfindlichen Widerstand) in Abhängigkeit von der Kammertemperatur gesteuert wird. Die Kammer 500 kann dabei in eine Vorwärmzone 504, eine Hauptzone 505 und eine Anlasszone 506 unterteilt sein, wobei die betreffenden Arbeitstemperaturen so gewählt sind, dass der Pulverstreifen 400 durch die Behandlung in ein gesintertes, poröses, starres Band 510 verwandelt wird.
Ein Messer 602, das durch einen Exzenter 601 auf-und niederbewegt wird, arbeitet mit einer Gegenplatte 604 zusammen, um das Band 510 in Teile 600 zu zerschneiden, die dann über eine Schrägfläche 603 abgeliefert werden. Polanschlussfahnen 610 (Fig. 3) können an die Platte 600 angelötet werden, oder man verwendet Klemmen.
Die Exzenter 303 und 601 sollen mechanisch vom Motor 323 sowie von dem die Teile 305 - 310 tragenden Gerüst isoliert sein, um zu verhindern, dass die Pulverschicht 205 Schwingungen ausgesetzt wird, was die Homogenität und die Porosität der Platte 600 stören könnte.
Die Anwesenheit von zwei oder mehr Abstreifklingen311, 312, deren Arbeitsflächen über dem Transportband 309 Höhenlagen einnehmen, die in der Förderrichtung des letzteren abnehmen und die vor jener Stelle angeordnet sind, an welcher der Gitterstreifen der Pulverschicht einverleibt wird, verleiht der Pulverschicht eine glatte Oberfläche, die praktisch frei von Wellen oder Erhebungen ist, deren Auftreten zufolge des gleichbleibenden Abstandes der Walzen 316 und 318 zu ungleichmässiger Verdichtung fahren könnte. Diese Walzen werden über ein Getriebe 324,325, 326,327 von einem Motor 328 mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, die angenähert gleich der Vorschubgeschwindigkeit des Bandes 309 ist.
Die Höhe der Pulverschicht 205 kann durch Veränderung der Ausgangsöffnung des Trichters 301, der
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100Das Ausmass der Kompression des Pulvers ist durch die Differenz zwischen der Höhe H der nicht komprimierten Schicht und der Höhe H - h 1 - ? z des komprimierten Bandes 400 bestimmt, wobei laut Fig. 2,
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Verdrängung des Pulvers bei der Einbringung des Gitterstreifens 101 in Betracht gezogen werden. Ferner besitzen die Teilchen 404 eine gewisse Elastizität, so dass die endgültige Dicke der Platten 600 etwas grösser als der Wert H-h-h ist.
Bei der Wahl der Radien r und r muss ausserdem noch berücksich- tigt werden, dass für die gewünschten Niveaudifferenzen h, h die Winkel 61 und 6 nicht so gross ausfallen dürfen, dass dabei Stauungen des anlaufenden Pulvers auftreten ; in der Praxis können diese Winkel die für die Klingen 311 und 312 empfohlenen Maximalwinkel etwas überschreiten, sollsn aber nicht grösser als etwa 30 sein. Die Vorschubgeschwindigkeit des Bandes 309 kann etwa einen Meter pro Minute betragen, dann wird de-- Walzendruck durch die gesamte Dicke der Schicht übertragen und hat eine prak-
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tisch gleichmässige Dichte zur Folge.
Die Sintertemperatur in der mittleren Heizzone 505 kann bei der Behanalung von Silberpulver etwa zwischen 650 und 8000 C betragen, wobei die äusseren Zonen 504 und 506 eine Temperatur von etwa 400"bis 5500 haben können. Der Durchgang durch die Heizkammer 500 soll wenigstens einige Minuten dauern. Starke, erschutterungsbeständige Elektrodenplatten hoher Porosität sind aus Silberpulver hergestellt worden, dessen Teilchen alle ein Sieb von 250 Mikron Maschenweite und zu etwa 50 % auch ein Sieb von 44 Mikron Maschenweite passieren.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Herstellung eines Bandes aus verschmolzenen bzw. versinterten Metallteilchen, das einen Gitterstreifen enthält, welcher in die auf einem Transportband zu einer Heizkammer geführte Metallpulverschichte laufend eingebettet wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Walzenpaar (316,318) vorgesehen ist, durch dessen Spalt das Transportband (309) mitsamt dem darüber befindlichen Gitterstreifen (101) und der in geregelter Höhe vorhandenen losen Metallpulverschicht zwecks Verdichtung der letz- teren hindurchläuft, und dass zwischen diesem Walzenpaar (316,318) und der Heizkammer (500) Vorrichtungen (307,308) angeordnet sind, welche das Transportband (309) von dem aus verdichteten Metallteilchen und darin eingebettetem Gitterstreifen (101) bestehenden Gebilde (403)
ablösen und wegleiten.