DE1577092C - Verfahren zur Herstellung von Sinterkörpern mit senkrecht auf einer Unterlage stehenden Fasern - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft die Herstellung von Sinter- nuierlichen Arbeitsprozeß Platten und beliebig lange körpern aus einer band- oder plattenförmigen Unter- Bänder mit einseitiger oder doppelseitiger Faserlage und senkrecht darauf stehenden Fasern, die auf beschichtung herzustellen. Jenach dem Verwendungs- don verschiedensten technischen Gebieten Anwen- zweck können Unterlagen aus verschiedenen Matediing finden können. 5 rialien und mit verschiedener Dichte verwendet

Aus der Akkunmlatortechnik ist es bekannt, Elek- werden. So kann man neben Unterlagen mit getmden für alkalische Sammler herzustellen, die als schlossener Oberfläche solche mit Gewebestruktur Träger für aktive Massen im wesentlichen senkrecht oder mit porösem Gefüge aus Metallen oder Nicht-/ur Flüche der Elektrodenplatte sich erstreckende metallen, wobei letztere metallisiert sind,, benutzen. Metallfäden, -fasern, -drähte, -späne oder metalli- io Günstigerweise erfolgt die Beflockung in dem Versierte Fasern aus organischen oder anorganischen fahren nacli der Erfindung mit Kurzfasern mit einer Werkstoffen besitzen, wobei die Faserspitzen mit auf Länge von etwa 0,5 bis 5 mm. Beispielsweise kann' beiden Außenseiten der Elektrodenplatte aufgebrach- man hierzu dünne Drähte oder Fasern aus Metallten porösen Bewehrungsschichten verschweißt sind fasersträngen (wie Stahlwolle usw.), aus Kunststoffen, (vgl. deutsche Patentschrift 1 063 233). Derartige 15 Glas, Cellulose, Baumwolle u. dgl. benutzen. Ebenso Elektrodenplatten stellt man in der Weise her, daß können auch in dem Verfahren sogenannte Kapillarman oberflächlich aufgerauhte Metallfasern oder fasern genommen werden.

metallisierte Fasern, im wesentlichen parallel liegend, Arbeitet man mit Metallfasern, so werden diese zu einem Stapel anordnet und unter schwachem für die elektrostatische Beflockung durch Lackieren Druck zu einem grobporösen Block versintert, den 20 vorbereitet, indem man einen Lack benutzt, der beim Block quer zur Längsrichtung der Fasern in Scheiben Sintern durch Abdampfen beseitigt wird. Andereraufschneidet und die Scheiben auf beiden Außen- seits wird eine beschichtete nichtmetallische Unterlläthen mit porösen, dünnen Bewehrungsflächen ver- lage mit nichtmetallischen Fasern vor der Versintesieht und in Formen unter Schutzgas versintert. Die rung beispielsweise im Hochvakuum, naßchemisch Herstellung solcher bekannten Sinterkörper erfordert 25 oder stromlos durch Reduktion von Salzen mit einem also mehrere voneinander getrennte Arbeitsgänge und Metallüberzug versehen. Außerdem können die ist relativ umständlich und aufwendig. Metallüberzüge solcher Unterlagen in galvanischen

Weiterhin ist es bekannt, Scheider für elektrische , Bädern verstärkt werden.

Sammler durch lagenweises Aufschichten von er- Als Klebstoff für das Beschichten dienen zweck-

härtendem Bindemittel und porösem Material, welches ₃₀ mäßigerweise entweder solche Stoffe, die flüchtig,

z. B. aus parallel zueinander verlaufenden, mitein- brennbar oder abdampfbar sind, oder aber nicht

ander nicht verwobene Fäden besteht, und Aufteilen brennbare Stoffe, die z. B. in Wasser löslich sitid,

eines so gebildeten Blockes senkrecht zu den Lagen wie z. B. Wasserglas oder Silicone,

herzustellen (vgl. deutsche Patentschriften 293 700 Nach einer bevorzugten Weiterbildung des Ver-

und 376 021). Dieses Verfahren liegt jedoch dem 35 fahrens werden für verschiedene Verwendungszwecke,

Gegenstand der Erfindung ferner, da hierbei keine wie Brems-oder Kupplungsbeläge, Gleitlager od. dgl.,

Sinterkörper mit band- oder plattenförmigen Unter- die Hohlräume· zwischen den senkrecht stehenden

lagen gewonnen werden. Fasern mit Füllstoffen ausgefüllt. Diese Füllstoffe

Schließlich ist es auch bekannt, die Oberfläche von können je nach der beabsichtigten Verwendung des Textilien, Kunstleder, Leder, Gummi und Kunst- 40 Sinterkörpers aus Metallen, Nichtmetallen und Gestoffen durch elektrostatische Beflockung zu veredeln. mischen von Metallen und Nichtmetallen bestehen Bei diesen an sich bekannten elektrostatischen Be- und in Form von Pasten, Schmelzen oder Pulvern Hockungsverfahren wird auf die genannte Unterlage zwischen die Fasern eingebracht werden. Vielfach ein Klebstoff mit Hilfe einer Spritzpistole, eines werden bevorzugt Füllstoffe verwendet, die mit den Rakcls, eines Pinsels oder durch Tauchen aufgetragen, 45 Kurzfasern versintern oder thermoplastisch erhärten, worauf mit Hilfe von Flockstrahlern im elektrostati- Auch kann man in die Zwischenräume zwischen den sehen Feld die Flocken aufgebracht werden. Nach senkrecht stehenden Fasern viskose Flüssigkeiten, dem Trocknen der beflockten Ware werden sodann beispielsweise öl, Schmierfett oder Graphitpaste eindie überschüssigen Flocken durch Absaugen entfernt. füllen. Nach einer anderen zweckmäßigen Ausfüh-

Die Erfindung bedient sich nun dieses an sich be- 50 rungsform der Erfindung werden die Hohlräume mit kannten elektrostatischen Beflockungsverfahrens, um schmelzllüssigem Metall ausgefüllt,
bandförmige oder plattenförmige Sinterkörper zu ge- Für bestimmte Verwendungszwecke kann es vorwinnen, die insbesondere als Elektroden für elek- teilhaft sein, vor dem Sintern der Fasern die Zwitrische Sammler, aber auch als Gleitlager, Anlauf- schenräunie zwischen den senkrecht stehenden Fasern scheiben, Brems- und Kupplungsbeläge, Filter, Bau- 55 mit Metallpulver auszufüllen. Für andere Zwecke ist es elemente für den Maschinenbau, Zahnräder und günstig, nach dem Sintern der Fasern die Zwischenelektrische Schaltelemente verwendet werden. räume mit einem Metall- oder Kuiiststolfpulver äus-

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung zufüllen und anschließend entweder auf Sintertempevon Sinterkörpern mit band- oder plattenförmiger ratur des Pulvers zu erhitzen, so daß eine durchUnterlage mit metallischer Oberfläche und senkrecht 60 gehend poröse Schicht entsteht, oder bis zum darauf stehenden Fasern mit metallischer Oberfläche Schmelzen des Pulvers zu erhitzen, so daß eine dichte besteht darin, daß auf der Unterlage ein- oder beid- Schicht gebildet wird.

seitig eine Schicht von senkrecht stehenden Fasern Die Sinterung erfolgt zweckmäßigerweise unter

in an sich bekannter Weise durch elektrostatische Schutzgas oder reduzierender Atmosphäre, bei der

Beilockung mittels eines organischen oder anorgani- 65 Metalloxide in das elementare Metall übergeführt

sehen Klebstolfes befestigt und mit der Unterlage weiden,

versintert wird. Das Verfahren nach der Erfindung wird kontinuier-

Auf diese Weise gelingt es, auch in einem konti- lieh auf üblichen Apparaturen durchgeführt. Bei-

spielsweise führ;, man die Unterlage von einer Abwickelvorrichtung durch eine Streichmaschine, in der der Klebstoff aufgebracht wird.' Sie läuft von dort frei schwebend in die elektrostatisch arbeitende Besdiichtungsanlage und von dort über Klopfwalzen unter Absaugung der überschüssigen Fasern in einen Trockenkanal. Die Trocknung kann dabei durch Infrarotstrahler erfolgen, die häufig mit Anlagen für eine thermische Trocknung verbunden sind. Nach der Beschichtung der Unterlage kann nun zweckmäßigerweise ein Füllstoff, etwa durch Einstreuen von Pulver, Einwalzen von Pasten, Eingießen von Metallschmelzen, in die Zwischenräume zwischen den senkrecht stehenden Fasern eingebracht werden. Im Falle von nichtmetallischer Unterlage und nichtmetallischen Fasern wird vor dem Einbringen des Füllstoffes eine Metallisierung der Oberflächen, z. B. im Hochvakuum, in galvanischen Bädern oder nach anderen bekannten Verfahren, vorgenommen. Nach gegebenenfalls erfolgtem Ausfüllen der Zwischenräume zwischen den Fasern mit Füllstoffen läuft die Unterlage durch einen Sinterofen, in dem die Fasern mit derselben versintern und gegebenenfalls die Füllstoffe erhärten, mit den Fasern versintern und die Klebemittel abdampfen oder verbrennen können. Das fertige Sinterband kann dann entweder aufgerollt oder aufgeteilt werden.

Nach einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung können die Fasern in einem elektrostatischen Feld bei Sintertemperatur auf die Unterlage aufgebracht werden, wobei die durch die Temperaturerhöhung erfolgte oberflächliche Erweichung der Unterlage die Funktion des Klebstoffes übernimmt. In diesem Fall ist es also nicht nötig, einen Klebstoff beim Beschichten zu verwenden. Dabei geht man so vor, daß die Unterlage auf Sintertemperatur erhitzt wird, worauf die auf Normaltemperatur befindlichen Fasern aufgebracht und die kontinuierlich weiterlaufende Unterlage schnell abgekühlt wird, um ein Verbinden der Fasern untereinander zu verhindern. Als Fasern und Unterlagen können auch hier solche aus Metallen, Nichtmetallen, wie sinterfähigen Kunststoffen, oder metallisierten Nichtmetallen verwendet werden. ·

Die nachfolgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung des Verfahrens nach der Erfindung.

Für die Herstellung von Akkumulatorenelektroden werden zweckmäßigerweise zwei einseitig beschichtete Sinterbänder mit gegeneinandergerichteten Fasern ineinandergedrückt und miteinander versintert. Dabei können vorher die Hohlräume zwsichen den senkrechten Fasern mit an sich bekannten aktiven Massen ganz oder teilweise ausgefüllt werden. Die Ränder der so gewonnenen Elektrodenplatten werden durch Falzen, Verschweißen, Nieten oder Schrauben zusammengehalten. Auch ist es möglich, bei der Elektrodenherstellung die beiden Sinterplatten lediglich mit ihren Fasern ineinanderzuschieben, ohne anschließend eine nochmalige Versinterung vorzunehmen.

Für Gleitlager benötigt man harte Einlagerungen in einer weichen Grundmasse. Zu diesem Zweck werden beispielsweise Fasern bzw. dünne Drahtstückchen aus Kupfer, die für das elektrostatische Beschichten mittels eines Lacküberzuges vorbereitet worden sind, auf einer Stahlunterlage senkrecht aufgebracht. Die Zwischenräume zwischen den senkrecht stehenden Kupferfasern können dann entweder mit Kunststoffen, wie Polytetrafluoräthylen, oder für selbstschmierende Gleitlager mit öl, Schmierfett oder Graphitpaste ausgefüllt werden. Gute Gleitlagereigenschaften erhält man auch, wenn man die Zwischenräume zwischen den Fasern mit flüssigen Metallen oder Legierungen, wie Blei, Zinn oder deren Legierungen, füllt. Für die Gewinnung hochbeanspruchter Dieselmotorengleitlager· kann auch zwischen die Fasern geschmolzenes Blei bzw. Bleipulver eingebracht werden.

Für Brems- und Kupplungsbeläge, z. B. in Anlautscheiben, Scheibenbremsen usw., dienen als Füllstoffe Kunstharze, Asbestpulver, Zement, auch unter Mitverwendung von Kautschuk, oder elementare Metalle in Verbindung mit Silicone, Graphit usw. Hierbei übernehmen die Metallfasern insbesondere eine gute Wärmeableitung bei der Bremsreibung.

Bauplatten oder Filterplatten erhält man durch Einbringen von Kunststoffen, wie Epoxydharzen, Äthoxylinharzen, Polyamiden. Polytetrafluoräthylen u. dgl., in Pulverform in die Zwischenräume zwischen den Fasern und anschließende Sinterung. Als Isolierplatten eignen sich vor allem auch solche Sinterkörper, bei denen die Beschichtung mit Hilfe von Kapil-

a5 larfasern erfolgt ist.

Zusätzlich zu den genannten Verwendungsgebieten können die Sinterkörper nach der Erfindung auch für Zahnräder, Maschinenbauteile, wie Hebel, Scheiben. Muttern u. dgl., Zubehörteile für die Elektrotechnik.

wie Kollektorenlamellen, für Kolbenringe, als Auflager für Brücken, Tankgleitlager u. dgl. verwendet werden.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Verfahren zur Herstellung von Sinterkörpern, insbesondere Elektroden für elektrische Sammler, aus einer band- oder plattenförmigen Unterlage mit metallischer Oberfläche und senkrecht darauf stehenden Fasern mit metallischer Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Unterlage ein- oder beidseitig eine Schicht von senkrecht stehenden Metallfasern mit Lacküberzug in an sich bekannter Weise durch elektrostatische Beschichtung mittels eines organischen oder anorganischen Klebstoffes befestigt und mit der Unterlage versintert wird, wobei der Uberzugslack der Fasern verdampft wird.

   2. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nichtmetallische Fasern auf der Unterlage befestigt und vor dem Sintern mit einem Metallüberzug versehen werden.

   3. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern unter Fortfall des Klebevorganges in einem elektrostatischen Feld bei Sintertemperatur auf die Unterlage aufgebracht und mit dieser versintert werden.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Kurzfasern mit einer Länge von 0,5 bis 5 mm mit der Unterlage versintert werden.

   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume zwischen den senkrecht stehenden Fasern mit wenigstens einem Füllstoff ausgefüllt werden.

   Ci. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch ge-

   kennzeichnet, daß die Zwischenräume mit einer viskosen Flüssigkeit, wie öl. Schmierfett oder Graphitpaste ausgefüllt werden.

   7. Verfahren nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume mit schmelzllüssigeni Metall ausgegossen werden.

   K. Verfahren nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume vor dem Sintern der Fasern mit Metallpulver ausgefüllt werden.

   9. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume nach dem Sintern der Fasern mit einem Mctallodcr Kunststoffpulver ausgefüllt werden und anschließend das Ganze bis auf die Sintertemperatur bzw. die Schmelztemperatur des Pulvers erhitzt wird.

   10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Unterlagen mit einseitig darauf befestigter Faserschicht gcgeneinandergcriclitct incinandcrgedrückt und miteinander vcrsintcrt werden.

   11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern auf eine Unterlage mit Gewebestruktur oder mit porösem Gcfiige aufgebracht werden.