DE1146652B

DE1146652B - Einrichtung zum Auftragen einer Schicht sehr feinen Pulvers

Info

Publication number: DE1146652B
Application number: DEA29602A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Richard Rabl
Original assignee: VARTA AG
Current assignee: VARTA AG
Priority date: 1957-06-29
Filing date: 1958-05-29
Publication date: 1963-04-04
Also published as: CH356591A

Description

Einrichtung zum Auftragen einer Schicht sehr feinen Pulvers Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, feinpulveriges Gut möglichst gleichmäßig in einer dünnen Schicht auf eine bewegte Unterlage aufzutragen. Be sondere Bedeutung hat die Erfindung für die Herstellung von porösen Kunststoffplatten, etwa von Separatorplatten für Akkumulatoren, durch Sinterung einer Kunststoffpulverschicht.
Bisher wurde zum Auftragen einer gleichmäßigen Pulverschicht hinter der Aufgabestelle ein Abstreifblech angeordnet, das gegebenenfalls auch konvex gekrümmt wurde, um so allmählich von dem aufgeschütteten Pulverstand auf die gewünschte Schichtdicke überzuleiten. In dem österreichischen Patent 188 096 wird eine wesentliche Verbesserung solcher Auftragseinrichtungen beschrieben, die sich dadurch auszeichnet, daß am Mündungsende des Aufgabe trichters ein zweckmäßig ebenfalls trichterartiger Hohlkörper angeordnet ist, der das Mündungsende des Aufgabetrichters mit Zwischenraum umschließt und über dessen Mündungsende nach unten vorsteht, wobei die ablaufseitige Querkante dieses Hohlkörpers als Streichkante für die Begrenzung der aufgetragenen Schichtdicke ausgebildet ist. Es hat sich gezeigt, daß bei solchen Auftragseinrichtungen das Pulver in dem Zwischenraum zwischen dem Aufgabetrichter und dem Hohlkörper unter dem Schüttdruck nach Maßgabe seines Rießvermögens hochsteigt und einen ungefähr konstanten Stand annimmt, wodurch der Pulverauftrag von Schwankungen des Pulverstandes im Aufgabetrichter weitgehend unabhängig wird und eine gleichmäßige Aufschüttung erzielbar ist.
Beim Auftrag von sehr feinem Pulver, etwa von Pulver mit einer spezifischen Oberfläche von mehr als 3500 cm2/g, erweist sich aber auch diese Maßnahme noch nicht als ausreichend, weil das geringe Fließvermögen so feinen Pulvers nicht mehr ausreicht, um eine auf der freien Oberfläche glatte und im Innern homogene Schicht zu bilden. Insbesondere für die einwandfreie Herstellung von gesinterten Kunststoffplatten ist aber eine solche Schicht erforderlich, weil bereits bei sehr geringen Unregelmäßigkeiten die Gefahr der Rißbildung während des Sintervorganges auftritt.
Dasselbe gilt für eine andere bekannte Vorrichtung zur Herstellung mikroporöser Scheider aus Kunststoffpulver. In dieser Vorrichtung wird eine Kunststoffpulverschicht auf die Art in gleichmäßiger Stärke auf eine geheizte Walze aufgetragen, daß durch eine zweite Walze, welche mit entgegengesetztem Drehsinn rotiert wie die besagte geheizte Walze, die Stärke der Pulverschicht, welche auf die geheizte Walze gelangt, eingestellt und konstant gehalten wird. Diese Vorrichtung eignet sich jedoch erwiesenermaßen nicht zur Verarbeitung der obenerwähnten besonders feinen Kunststoffpulver, da die Dichte der entstehenden Kunststoffpulverschicht nicht die für die Herstellung hochwertiger mikroporöser Separatoren erforderliche Gleichmäßigkeit besitzt.
Die geschilderten Schwierigkeiten werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß hinter einer vorzugsweise auf ungefähr gleichbleibenden Pulverstand eingeregelten Aufgabestelle für das Pulver in einem der gewünschten Schichtdicke entsprechenden Abstand von der bewegten Unterlage eine polierte Walze angeordnet ist, deren Drehbewegung mit der Vorschubbewegung der Unterlage derart gekuppelt ist, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Walze auf der der Unterlage zugekehrten Seite die gleiche Richtung wie die Vorschubgeschwindigkeit der Unterlage hat, aber etwas kleiner als diese ist. Der günstigste Unterschied dieser beiden Geschwindigkeiten hängt von den Eigenschaften des verwendeten Pulvers ab und beträgt im allgemeinen mehr als 3 O/o.
Wie Versuche gezeigt haben, wirkt eine stillstehende Walze wie eine konvex gekrümmte Abstreifkante, d. h., sie gewährleistet bei sehr feinem Pulver keinen vollkommen glatten und homogenen Pulverauftrag. Wenn sich die polierte Walze anderseits mit einer Umfangsgeschwindigkeit dreht, die gleich der Vorschubgeschwindigkeit der Unterlage ist, so bleibt die gepreßte Pulverschicht zum Teil an der Walze kleben, d. h., es tritt hinter der Walze eine Schollenbildung und damit eine ungleichmäßige Oberfläche auf. Wenn aber zwischen der Walze und der gepreßten Pulverschicht eine geringe Relativbewegung vorhanden ist, durch welche die Walze knapp vor der Austrittsstelle der Pulverschicht über diese sanft hinwegstreicht, läßt sich auch bei feinstem Pulver eine vollkommen glatte Oberfläche der aufgetragenen Pulverschicht erzielen. Die Walze dient dabei einem dopw pelten Zweck, nämlich erstens die Erzeugung einer homogenen Schicht mit glatter Oberfläche zu ermöglichen und zweitens die aufgetragene Schicht leicht zu pressen, was sich insbesondere für die Sinterung von Feinpulverschichten als notwendig erwiesen hat, weil dadurch der Schrumpfung beim Sintervorgang und damit der Gefahr der Rißbildung entgegengearbeitet wird. Der auf das Pulver ausgeübte Druck ist unter sonst gleichen Umständen um so größer, je größer der Walzendurchmesser, je feiner das Pulver und je dünner die aufgetragene Schicht ist.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Einrichtung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung genauer erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Einrichtung, und Fig. 2 stellt eine Variante dar, die mit einer Gegenwalze arbeitet.
Wie Fig. 1 erkennen läßt, besteht die Auftragungseinrichtung aus einem Aufgabetrichter 1 für das Pulver, der z. B. mittels eines Tragarmes 2 festgehalten wird. Unter der Mündungsöffnung des Aufgabetrichters wird mit Abstand die zu beschichtende Unterlage 3 in Richtung des Pfeiles P an der Auftragungsstelle vorbeibewegt. Das Mündungsende des Aufgabetrichters 1 ist von einem z. B. trichterartigen Hohlkörper 5 umgeben, der gleichfalls mittels eines Tragarms 6 fest gehaltert ist. Die ablaufseitige Kante 7 des Hohlkörpers 5 liegt relativ hoch, so daß die be treffende Wandung des Hohlkörpers im wesentlichen als Stauwand wirkt. Hinter dieser Stauwand ist eine hochglanzpolierte WalzelO angeordnet. Das in den Trichter 1 eingebrachte Pulver steigt im Zwischenraum 8 zwischen dem Trichter und dem Hohlkörper 5 sowie im Zwischenraum 9 zwischen dem Hohlkörper 5 und der WalzelO unter dem Schüttdruck nach Maßgabe seines Eließvermögens hoch, wobei der Pulverstand im Zwischenraum 9 geringer und konstanter ist als am Zwischenraum 8.
Die Walze 10 befindet sich in einem der gewünschten Schichtdicke entsprechenden Abstand d von der Unterlage 3. Zweckmäßig wird die Walze, wie durch einen Dppelpfeilp angedeutet ist, höhenverstellbar gelagert, so daß die Schichtdicke nach Belieben variiert werden kann.
Die Vorschubgeschwindigkeit der Unterlage ist durch einen Vektor v angedeutet. Auf der der Unterlage zugekehrten Seite hat die Walze 10 die durch den Vektor angedeutete, zum Vektor parallele Umfangsgeschwindigkeit u, die erfindungsgemäß etwas kleiner als die Geschwindigkeit v ist. Dadurch hat die Walzenoberfläche gegenüber der Oberseite der aufgetragenen Pulverschicht 11 an der Stelle des geringsten Abstandes d von der bewegten Unterlage eine dem Unterschied von v und u entsprechende Relativgeschwindigkeit r, d. h., die Walzenoberfläche streicht mit kleiner Geschwindigkeit über die Schichtoberfläche hinweg. Es wird dadurch verhindert, daß an der Walzenoberfläche Pulverteilchen aus der Schichtoberfläche haftenbleiben Der Antrieb der Walze 10 kann in beliebiger Weise mit dem Antrieb der Unterlage 3 gekoppelt werden, wobei nur durch Wahl eines entsprechenden Übersetzungsverhältnisses dafür gesorgt werden muß, daß zwischen den beiden Geschwindigkeiten u und v ein geringfügiger, etwa 3 °i'o oder mehr betragender Unterschied besteht.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 befindet sich unterhalb der auf Hochglanz polierten Walze 10, die zweckmäßig durch ein regelbares Getriebe angetrieben wird, eine Gegenwalze 12, welche die Unterlage 3, auf der die Pulverschicht aufgetragen werden soll, im Bereich der Walze 10 abstützt. Die Unterlage 3 wird beiderseits der Gegenwalze 12 durch feststehende Tische 13 geführt. Diese Bauart ist besonders vorteilhaft, wenn als bewegte Unterlage 3 ein dünnes Band mit geringer Reißfestigkeit (z. B. Papier) verwendet wird, welches infolge der Reibung auf dem Stützteil in dem Bereich, wo der Walzdruck wirksam ist, reißen könnte.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung zum Auftragen einer Schicht sehr feinen sinterfähigen Kunststoffpulvers auf eine bewegte Unterlage, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise hinter einer auf ungefähr gleichbleibenden Pulverstand eingeregelten Aufgaben stelle (1) für das Pulver in einem der gewünschten Schichtdicke entsprechenden Abstand von der Unterlage (3) eine polierte Walze (10) angeordnet ist und daß die Drehbewegung der Walze (10) mit der Verschubbewegung der Unterlage (3) derart gekuppelt ist, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Walze(10) auf der der Unterlage(3) zugekehrten Seite die gleiche Richtung wie die Vorschubgeschwindigkeit der Unterlage hat, aber kleiner als diese ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Kopplung vorgesehen ist, mittels welcher der Unterschied zwischen Vorc schubgeschwindigkeit der Unterlage (3) und Umfangsgeschwindigkeit der Walze (10) regelbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Walze (10) mit Abstand hinter einer Stauwand (7) angeordnet ist, vor der die Aufgabe des Pulvers erfolgt.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (10) in an sich bekannter Weise höhenverr stellbar gelagert ist.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise unter der Walze (10) eine die Unterlage abstützende Gegenwalze (12) angeordnet ist.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Walze (10) in an sich bekannter Weise an der Mantelfläche eine sanft verlaufende Profilierung aufweist, deren Tiefe höchstens 5°/o des Walzendurchmessers beträgt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1 131 833.