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Vorrichtung zum schichtweisen Auftragen zweier für die Herstellung
von gesinterten Kunststoffbahnen oder -platten geeigneter Kunststoffpulver unterschiedlicher
Korngröße auf eine bewegte Unterlage Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum
schichtweisen Auftragen zweier für die Herstellung von gesinterten Kunststoffbahnen
oder -platten geeigneter Kunststoffpulver unterschiedlicher Korngröße auf eine bewegte
Unterlage. Zur Herstellung von gesinterten Kunststoffbahnen oder -platten, die z.
B. als poröse Separatoren für Akkumulatoren verwendbar sind, muß Kunststoffpulver
auf eine bewegte Unterlage aufgetragen werden, welche die Pulverschicht zwecks Sinterung
durch eine Heizzone, z. B. in Form eines Tunnelofens, führt.
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Es sind verschiedene Vorrichtungen bekannt, die es gestatten, in
Pulver, insbesondere auch ein sehr feinkörniges Pulver oder ein Pulver aus schlechtfließfähigem
Material mit genau gleichmäßiger Schichtdicke und rißfrei auf eine bewegte Unterlage
aufzutragen.
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Es besteht nun zuweilen das Bedürfnis, zwei Pulver unterschiedlicher
Korngröße und gegebenenfalls auch verschiedenen Materials übereinander auf der gleichen
bewegten Unterlage aufzutragen. So ist es beispielsweise bei der Herstellung von
porösen Separatoren für elektrische Akkumulatoren erwünscht, durch eine Schicht
mit sehr kleinen Poren wie sie durch Sinterung sehr feinkörnigen Pulvers erhalten
werden kann, Durchwachsungen zwischen den beiderseits der Separatoren liegenden
Akkumulatorplatten auszuschließen. Eine Feinkornpulverschicht würde jedoch für sich
allein beim Sintern wie Versuche gezeigt haben, stark zur Rißbildung neigen; eine
Grobkornpulverschicht ist zwar beim Sintern praktisch nicht der Gefahr der Rißbildung
ausgesetzt, würde aber für sich allein nicht die geforderte Feinporigkeit ergeben.
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Die Erfindung geht nun von der Erkenntnis aus, daß durch geeignete
Kombination zweier Pulverschichten, die gemeinsam gesintert werden und von denen
die eine eine relativ dünne, feinkörnige Schicht, die andere hingegen eine relativ
dicke, grobkörnige Schicht ist, eine Verbundschicht gewonnen werden kann, die einerseits
rißfrei gesintert werden kann und andererseits nach dem Sintern die gewünschte Feinporigkeit
aufweist. Dazu ist es erforderlich, die feinkörnige Schicht beim Sintern gegen die
direkte Einwirkung der Ofenwärme abzuschirmen. Dies kann erfindungsgemäß dadurch
erreicht werden, daß die Feinkornpulverschicht direkt auf die bewegte Unterlage
und über dieser Feinkornpulverschicht die Grobkornpulverschicht aufgebracht wird,
so daß die zwischen Unterlage und grobkörniger Deckschicht liegende Feinkornpulverschicht
nach beiden Seiten gegen direkte Wärmeeinwirkung abgeschirmt ist.
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Die allgemeine Aufgabe, zwei Pulverschichten übereinander vollkommen
gleichmäßig aufzutragen und insbesondere beim Auftragen der zweiten Schicht die
bereits darunter befindliche erste Schicht nicht zu beschädigen, bereitet große
Schwierigkeiten.
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Nach zahlreichen Versuchen wurde gefunden, daß diese Aufgabe nur bei
gleichzeitiger Befolgung mehrerer Maßnahmen befriedigend gelöst werden kann.
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Zunächst ist es erforderlich, das feinkörnige Pulver als untere Schicht
direkt auf die Unterlage aufzutragen, weil diese Schicht nur dann gleichmäßig gestaltet
werden kann, wenn auf sie beim Pulverauftrag mit Hilfe einer an sich bekannten Auftragswalze
ein erheblicher Druck ausgeübt wird, der eine allenfalls darunter befindliche Pulverschicht
wieder zerstören würde. Die aus auftragstechnischen Gründen zu stellende Forderung,
die Feinkompulverschicht als untere Schicht aufzutragen, stimmt günstigerweise mit
der bereits erläuterten sintertechnischen Forderung bezüglich der Reihenfolge der
beiden Pulverschichten überein.
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Das Auftragen der Feinkornpulverschicht mit Hilfe der Auftragswalze
sichert, daß die untenliegende Feinkornpulverschicht hinreichend kompakt ausfällt,
damit sie nicht beim nachfolgenden Auftragen der Grobkornpulverschicht beschädigt
wird. Das Auftragen der Grobkompulverschicht muß hinwieder derart erfolgen, daß
hierbei die darunterliegende Feinkornpulverschicht möglichst wenig beansprucht wird.
Dieser Forderung würde die Verwendung einer Auftragswalze für die zweite Pulverschicht
nicht genügen.
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Durch Versuche wurde aber gefunden, daß über einer kompakt aufgetragenen
Feinkornpulverschicht ein grobkörniges Pulver in an sich bekannter Weise mit Hilfe
einer Streichkante verteilt werden kann, weil diese die grobkörnige Pulverschicht
im wesentlichen nur oberflächlich glättet, ohne eine störende Tiefenwirkung auf
die Feinkornpulverschicht auszuüben.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung zum schichtenweisen Auftragen zweier
Kunststoffpulverschichten unterschiedlicher Korngröße auf eine bewegte Unterlage,
welche alle erwähnten Anforderungen erfüllt, ist somit dadurch gekennzeichnet, daß
in Bewegungsrichtung der Unterlage aufeinanderfolgend zuerst die Aufgabestelle für
das feinkörnigere Pulver und dahinter die Aufgabestelle für das grobkörnigere Pulver
angeordnet ist, wobei hinter der Aufgabestelle für das feinkörnigere Pulver in an
sich bekannter Weise eine drehbare Auftragswalze angeordnet ist, deren lichter Abstand
von der Unterlage gleich der gewünschten Dicke der Feinkornpulverschicht ist und
deren Drehbewegung mit der Vorschubbewegung der Unterlage so gekuppelt ist, daß
die Umfangsgeschwindigkeit der Walze auf der der Unterlage zugekehrten Seite gleichgerichtet
wie die Vorschubgeschwindigkeit der Unterlage, aber kleiner als diese ist, während
hinter der Aufgabestelle für das grobkörnigere Pulver in an sich bekannter Weise
eine Streichkante angeordnet ist, deren lichter Abstand von der Unterlage gleich
der gewünschten Gesamtdicke der beiden Pulverschichten ist. Gegebenenfalls kann
vor der Auftragswalze und/oder vor der Streichkante zumindest ein quer zur Bewegungsrichtung
der Unterlage hin- und herbewegliches Rüttelorgan vorgesehen werden, welches das
Pulver vor der Auftragswalze bzw. der Streichkante lockert und dadurch dessen Fließvermögen
erhöht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist unter Bezugnahme auf die
Zeichnung genauer erläutert.
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Fig. 1 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Auftragseinrichtung; Fig. 2 stellt eine die Pulververteilung begünstigende Rüttelvorrichtung
dar, die sowohl für das grobkörnige als auch für das feinkörnige Pulver angewendet
werden kann, während Fig. 3 einen Querschnitt durch die bewegte Unterlage veranschaulicht,
über dem auf der linken Seite ein Teil der Auftragswalze für das feinkörnige Pulver
und auf der rechten Seite ein Teil der Streichkante für das grobkörnige Pulver dargestellt
ist.
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In Fig. 1 ist die beispielsweise durch ein Metallband oder eine Papierbahn
gebildete, im Sinne des Pfeiles P von links nach rechts bewegte Unterlage 1 erkennbar,
auf welcher der zweischichtige Pulverauftrag erfolgen soll. In Bewegungsrichtung
der Unterlage sind hintereinander ein Aufgabetrichter 2 für das feinkörnige und
ein Aufgabetrichter 3 für das grobkörnige Pulver angeordnet. Die Mündungsöffnungen
der beiden Trichter erstrecken sich über die Gesamtbreite jenes Teiles der Unterlage,
der beschichtet werden soll. Hinter der Mündungsöffnung des Trichters 2 ist oberhalb
der bewegten Unterlage eine vorzugsweise glattpolierte Auftragswalze 4 angeordnet,
die mit der Unterlage einen Spalt bildet, welcher der gewünschten Dicke dl der Feinkornpulverschicht
entspricht. Die Auftragswalze 4 ist über ein nicht dargestelltes Getriebe mit der
Vorschubeinrichtung für das Förderband 1 derart gekuppelt, daß der unterste Punkt
X des Walzenquerschnittes eine Mo-
mentangeschwindigkeit vx hat, welche die gleiche
Richtung wie die Vorschubgeschwindigkeit des Bandes 1 hat, aber kleiner als diese
ist. Durch diese Auftragseinrichtung wird ein kompakter Auftrag des Feinkornpulvers
mit glatter Oberfläche erzielt. Die Feinkornpulverschicht Sl wird sodann vom Förderband
1 unter den Aufgabetrichter 3 für das groW körnige Pulver befördert. Die Vorderwand
3a dieses Trichters ist unten gekrümmt und bis über die Unterkante der Hinterwand
3 b dieses Trichters gezogen, so daß das im Trichter 3 befindliche Pulver auf dem
gekrümmten Teil dieser Wand lastet und nicht die Feinkornpulverschicht S1 beschädigen
kann. Der untere Rand der Trichterwand 3 a liegt um eine kleine Strecke S höher
als die Oberfläche der Feinkornpulverschicht S1, so daß diese Schicht auch nicht
durch den Trichter 3 beschädigt werden kann. Hinter dem Trichter 3 befindet sich
ein Streichbalken 5, dessen Streichkante 5 a von der Unterlage einen Abstand d2
hat, welcher der gewünschten Gesamtdicke der beiden Pulverschichten S1 und S2 entspricht.
Zwischen dem Streichbalken 5 und dem Trichter 3 bildet sich eine relativ niedrige
und lockere Anhäufung des grobkörnigen Pulvers aus, die von der StreichkanteSa beim
Vorschub der Unterlage und des darauf befindlichen Pulvers glattgestrichen wird,
ohne daß dabei auf die Feinkornpulverschicht S1 schädliche Kräfte ausgeübt werden.
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Der Pulverauftrag mit der Auftragswalze 4 und mit dem Streichbalken
5 kann erleichtert werden, wenn zwischen dem Aufgabetrichter und der Walze bzw.
dem Streichbalken ein z. B. rechen- oder kammartiges Rüttelorgan 6 angeordnet wird,
das quer zur bewegten Unterlage eine hin- und hergehende Bewegung mit kleiner Amplitude
ausführt. Gemäß Fig. 2 besteht dieses Verteilorgan aus einem Blechstreifen, der
an seinem unteren Rand Drahtborsten 7 trägt und an seinem oberen Rand mit einer
Leiste 8 versehen ist, die seitlich geführt ist und z. B. an einem Ende eine Ausnehmung9
aufweist, in die ein ZapfenlO einer pendelnd bewegten Antriebswelle 11 eingreift.
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Wie in Fig. 2 mit gestrichelten Linien angedeutet worden ist, kann
ein gleich ausgebildetes Rüttelorgan 6 a, das gegeniäufig zum Rüttelorgan 6 bewegt
wird, vorgesehen werden, um die Auflockerung des Pulvers zu verbessern und damit
dessen Fließvermögen weiterhin zu erhöhen.
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In Fig. 1 sind hinter dem Aufgabetrichter 2 für das grobkörnige Pulver
zwei Rüttelorgane 6 und 6a vorgesehen, während hinter dem Aufgabetnchter3 für das
feinkörnige Pulver beispielsweise nur ein Rüttelorgan 6 angeordnet ist.
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In Fig. 3 ist erkennbar, daß die Feinkornpulverschicht S1 im Vergleich
zur Grobkornpulverschicht sl relativ dünn ist und vorzugsweise mit ebener Oberfläche
aufgebracht wird, während die Grobkornpulverschicht S2 bei geeigneter Ausbildung
der Streichkante 5 a auch mit Längsrippen R versehen, d. h. profiliert werden kann.
Ein seitlicher Pulveraustritt an den Auftragsstellen kann durch in Fig. 3 erkennbare
seitliche Begrenzungswände 12 verhindert werden.