DE2229914A1

DE2229914A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung lamellarer streifen

Info

Publication number: DE2229914A1
Application number: DE2229914A
Authority: DE
Inventors: Arthur H Long; Joseph Seidel
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1971-06-21
Filing date: 1972-06-20
Publication date: 1973-01-11
Also published as: GB1392384A; US3710430A; FR2143212B1; FR2143212A1; CA959635A

Description

DIPL.-ING. KLAUS NEUBECKER

Patentanwalt
4 Düsseldorf 1 · Schadowplatz 9

.Düsseldorf, 19. Juni 1972

• i/estinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A,

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung lamellarer Streifen

Die Erfindung bezieht sich auf laminierte bzw· lamellare Streifen und insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung lamellarer, faseriger Streifen.

Bei bislang bekannten Verfahren zur Herstellung lamellarer, faseriger Strukturen herrschten manuelle Arbeitsvorgänge vor. eislang wurde Metallfolie durch Folienschneidmaschinen in Fasern geschnitten, welche in einem geeigneten Behälter gesammelt wurden. Die Fasern wurden dann manuell auf eine ebene Oberfläche placiert und in eine im wesentlichen gleichförmige Ausrichtung "gekämmt". Dadurch wurde eine Unterlageschicht vorgesehen. Andere Sclxichten, mit Fasern, welche sich in Winkeln zu der Unterlageschicht erstrecken, wurden dann aufeinandergeschichtet, um eine vollständige Schichtenfolie zu erreichen. Dieses Verfahren wurde durchgeführt, um beispielsweise lamellare, faserige Platten für Eisen-Nickel-Alkali-Üatterien vorzusehen.

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Die nachteile des manuellen Verfahrens wurden durchaus erkannt und haben eine Forderung nach einer automatischen Streifenschneideinrichtung mit sich gebracht, durch welche eine Schichtung aus zwei oder mehr Schichten von Metallfaser in einem kontinuierlichen strang oder Streifen hergestellt iverden kann. Eine derartige automatische tüinrichtung wurde in der anhängigen deutschen (liKD) Patentanmeldung Mr. P 21 63 119.6 beschrieben. Jedoch ist die optimale Gestaltung dieser Einrichtung äuüerst wünschenswert, um ein kontrollierbares bzw. steuerbares Verfahren vorzusehen, welches optimal hergestellte Batterieplatten von gewünschter Dichte bzw. Dichtigkeit, hoher Festigkeit und hoher Faser-ürientierung ermöglicht.

Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht das Verfahren zum Herstellen eines lamellaren Streifens darin, auf einer länglichen abstützenden Oberfläche geschnittene iietallfasern in einer Schicht aufzubringen, mit den Gewichten w g/v^uadratzoll, wobei die Fasern (a) durch einen Streifenschneider mit einer Rate von i^J Fasern/ininute geschnitten werden, (b) eine Dicke von f. Zoll aufweisen, eine Breite von f_o Zoll und eine Dichte von

1 <2

d Gramm/Kubikzoll, und wobei sie (c) im wesentlichen parallel zueinander und unter einem v/inkel θ von zwischen 15 und 75 von der Längsachse der länglichen abstützenden Oberfläche angeordnet sind, und eine Querbewegung zwischen dem Streifenschneider und der länglichen abstützenden Oberfläche in der Uiclitung der Längsachse der abstützenden Oberfläche mit einer Geschwindigkeit von Q Zoll/i·.inute zu bewirken, wobei die folgende Beziehung besteht:

BAD ORK3JNAL

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Q β P(f , χ f_o χ d)/(w sin θ)*

eineftl geeigneten Verfahren zur Herstellung eines laftvellafen Streifens4 welcher mehr als eine Faserschicht aufweist■» \<rerdeh die geschnittenen !metallfasern auf die abstützende Oberfläche in einer l-.atrix Von N distihkten Schichten durch & iMliredder bz;w% Streifenschneider aufgebracht, wobei die genannte iiatrix ein Gewicht von W Gramm/tiüadratzoli aufweist | und N tiüterbe-Weguiigen Werden zwischen den JC Streifenschneidern als eiiiier Gruppe und der länglichen abstützenden Oberfläche in der Richtung der Längsachse der abstützenden Oberfläche mit einer Geschwindigkeit von <i Zöll/liinute bewirkt, wobei die C Streifenschneider entlang der Längsachse der überfläche abwechselnd unter winkeln θ = θ¹ gruppiert werden, welche entsprechend in '.»inkel Θ¹ und ö am Ende jeder <uerung wechseln, Und wobei die folgende lieziehung besteht:

i = XNP (T₁ χ f_o χ d)/(V/) (sin Θ) * wobei die Anzahl der vjueruiigen |i entspricht.

üine automatische Zerschneid-Einrichtung zuin Vorsehen läinellarer, faseriger Platten kann so gesteuert werden, daß eine gegebene, gewünschte faserige l·atrix hervorgerufen wird* Die Einrichtung kann eine bewegliche iJand-Stützoberflache tihd zumindest einen Iietallfolienschneider aufweisen, welcher an oder auf einem bewegbaren Schlitten über dem Band montiert ist und um einen .,i.nkel 9 von der Längsachse der übene des iandes drehbnr ist oder unter einem winkel 0 von der Längsachse der ICbene dus liandes fixiert ist, *

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Ji(J Beziehungen, die auf ein Optinuim gebrachten laniellaren, i'aserigen Platten vorzusehen, Kind:

N = Zahl dei" Schichten = (gegebene endgültige Plat tendicke) ( 1+0,2)

Fa.¹; er dicke

■ v = ,.uerbeu'e ,ungsgeschwindigkeit =

(Faserzahl, pro Einheit Zeit geschnitten)(Faserdichte) ι 1attengewicht pro Einheit Fläche

(Zahl der Faserschichten)(Faserdicke)(Faserbreite) sin des diikels eier Faserausrichtung .

Diese Beziehungen liefern eine grundlegende Lethode in Richtung auf ein kontrolliertes und automatisiertes Schneid/ßeschichinngöverfahren für die ilerstellung von ketallfaserniatrizen. Unter Verwendung dieser Beziehungen bei dem Verfahren der Herstellung derartiger l.atrizen worden bei dem vorliegenden Verfahren die drei betrieblichen Komponenten zu einem Gesamtsystem zur effektiven JroduktkontrolIe synchronisiert. Dieses Verfahren erreicht den optimalen uberflachenbereich für einen gegebenen Faserquerschni t i und einen gegebenen Gewicht/Einheit Bereich der l:atrix, Kontrolle über die Dicke, während der optimale Uberf J.ächenbereioh aufrechterhalten wird, und Kontrolle über die Größe der Öffnungen (I-orengroiie) der Matrix, während der optimale Oberflachenbereich aufrechterhalten wirdo

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines geeigneten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert, in der *eleimung zeigen:
Fig. 1 eine tenematische Draufsicht auf eine Ausführu'gsform

BAD ORIGINAL

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einer automatischen Einrichtung zum ,!erstellen eines kontinuierlichen, Streifens aus lamellaren l· etallfasern, !■'ig. Ii eine Uraufsicht auf den i*.etnllf aserstreifen, Fig. 3 eine in einem gröneren JS aßstab vorgesehene fragmentarische perspektivische Ansicht der Art und t.'eise, in welcher die f.etallfasern der verschiedenen Schichten angeordnet werden, während
Fig. k eine perspektivische Ansicht einer Jatterie-Platte zeigt, als Beispiel eines Produktes, für welches der Lamellare Fasermetallstreifen verwendet werden kann*

Durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein länglicher Streifen von lamellaren !Metallfasern mit einer gewünschten Dichte bzw. Dichtigkeit hergestellt, unter Verwendung einer automatischen Schneideinrichtung, wobei die Ciuerbewegungsgeschwindigkeit und die gewünschte Anzahl der Schichten vorgesehen wird. Das Verfahren besteht aus den Verfahrengschritten, auf eine längliche abstützende Oberfläche eine anfängliche Schicht von losen bzw· lockeren, feinen, diskreten Metallfasern bzw» -fäden bekannten Querschnitts und bekannter Dichte aufzubringen, die im wesentlichen parallel zueinander und unter einem Winkel θ von zwischen 15 und 75 von der Längeachse der abstützenden Überfläche angeordnet werden, und dann zumindest eine weitere ähnliche Schicht von Fasern auf die anfängliche Schicht und unter einem Winkel 0* aufzubringen, wobei dieser Winkel vorzugsweise in der entgegengesetzten Richtung von der Längsachse der abstützenden Oberfläche vorgesehen ist und θ entspricht.

Eine Ausfiihrungsform einer Einrichtung zum Durchführen des

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vorauf j--ofu!ir ten. Verfahrens ist in Fig. t dnrgesto I Lt. JLn Fig. L weist eine autoriatische Käser sclmeideinrichtutig, allgemein bei 10 angedeutet, eine Förderbandabstützung 11, einen bewegbaren Schütten, allgemein bei 12 angedeutet, und 1 etallfoliensclmeider Π und lk auf. U;is Förderband Ijeii dieser ..usführimgsfortn ist stationär wahrend der Schiittenbev/egung und wird eine vorbestimmte Distanz in der ..(ichtung des Pfeiles 17 ara ünüe jeder Schiitttm-Liech tsbewegung und jeder Schlitten-Linksbewegung bewegt. i)is Förderband 11 wird um ein Paar und zwischen einem Paar von im Abstand voneinander angeordneten .Jandstützrollen 15 und 16 angeordnet, wobei eine, oder beide, der Rollen das .iand in der Längsrichtung des rfeiLes 17 antreibt. Somit liefert das obere Te ils tuck des Bandes eine längliche, bewegliche Stütz-Oberf lache, auf welche der l·· etullfaserstreifen, bei lo¹ angedeutet, gelegt wird.

Der Schlitten 12 erstreckt sich zwischen einem Paar von parallelen Laufbahnen 19 und 20, welche an entgegengesetzten leiten des Bandes 11 angeordnet sind. Der Schlitten 12 ist in der Lage, sich in Längsrichtung des iJandes 11 in der Rückwärts- und Vorwärt srichtung des Pfeiles 21 zu bewegen. Der Schlitten 12 ist mit Kitteln versehen, beispieleweise einer Keversierantriebs- spindel für das sich wiederholende Jewegen des Schlittens von dem einen Ende der Laufbahnen 19 und 20 nach dem anderen Ende.

Die Schneider 13 und Ik weisen jeweils einen Schneidkopf und eine ^etallfolien-Zuführungsrolle auf. Der Schneidkopf ist ein kreisförmiger bauteil, welchiir eine Mehrzahl von im Abstand voneinander angeordneten Schneidkanten aufweist, welche sich

BAD 0RK31NAL

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längs dei^ äußeren Oberfläche des l.opf bautei Xs und von dom einen .aide nach dem anderen erstrecken, iei ,jeder vollen Drehung des 1opfbauteils wird eine Faser für jede Schneidkante hergestellt, jjor Kopf bauteil ist zwischen einem i'aar von Lagerzapfen angebracht und wird durch einen. Lotor und ein liäderfetri ebe angetrieben« Jie Folieiirolleii übermitteln ei mm streifen aus l.etallfolie in den Folienschneidbereich hinein, wo die rotierenden Schneidkanten mit einer Scherstange zusammenwirken, um die Folie zu zerschneiden, ils Folge werden bei allfasern mit einer bestimmten Rate in beabstandeten Intervallen, abhängig von der bchlittenbewegtmgsgeschwindigkeit auf das -kind heruni er-π; 1 asson.

üxo. luetallf olie kann einen Dickenbered ch von etwa 0,0(JO¹) /,oll bit- etwa 0,0030 Zoll, vorzugsweise etwa 0,0008 bis 0,0015 Zoll, aufweisen. Jeder Faden odor jede Faser wird auf etwa 0,0000 bis 0,0030 i.oll, jedoch vorzugsweise zwischen etv?a 0,0008 /,oll und 0,0015 Zoll Jreite geschnitten una kann eine Lange aufweisen, welche sich innerhalb der Grenzen der Länge des ,Schneiders und vorzugsweise zwischen k bis Ib Zoll befindet, »onn die Fasern durch die schneider 4ii 13 und l'l (sesclmitlcn werden, fallen sie auf das '.Jand 11.

ienn der bchlitten 12 sich nach links bex^egt, schneiden die ochneider 13 und l'l Fasern der !«etallfolie, welche auf die iiand- stützoberflache abgelagert werden, wobei die Fasern vom Schneider 13 her die unterste Schicht bilden und die Fasern vom Schneider l'i her darauf angeordnet werden. F.utsprechend wird die untere 3c. licht von Fasern Li3, wie in Fijr. 2 dargestellt, unter einem inkel <* von der Lan·, ''.ichse der ötützobert'liiche a

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" ⁸ - 22293H

net, und die Fasern 2k auf der nächsten angrenzenden Schicht werden unter einem Winkel O¹ auf der entgegengesetzten Seite der Längsachse, d.h. in der entgegengesetzten Richtung von der Längsachse her angeordnet. Die Fasern sind vorzugsweise etwa 0,010 bis 0,030 Zoll auseinander· Wenn der Schlitten 12 an das Ende der Laufbahnen 19 und 20 herankommt, betätigt er einen Endschalter, welcher den Schneider 13 abschaltet. Jedoch ist der hintere Schneider Ik weiter in Betrieb, während Fasern 2k auf die erste Schicht von Fasern 23 fallen, bis ein Endschalter betätigt wird. Danach werden die Schneider 13 und Ik in alternierende Positionen gedreht, wie durch die gestrichelten Linien 13a und l4a in Figo 1 dargestellt. Irgendwelche geeigneten Mittel, beispielsweise ein pneumatischer Zylinder, kann bzw. können für das gleichzeitige Drehen der Schneider vorgesehen werden. Somit bewegen sich die Schneider zwischen den mit durchgehenden Linien angegebenen Positionen und den mit gestrichelten Linien angegebenen Positionen· Die Winkel der Anordnung der Schneider, θ und Θ¹, können sich ändern. Der Ausrichtungswinkel alterniert, zwischen θ· und Θ, während Q gleich Θ¹ ist, wobei beides ein Winkel von weniger als 75 zur Längsrichtung der Bandstützoberfläche ist. Jeder Winkel befindet sich in einer entgegengesetzten Richtung von der Längsachse der Stützfläche.

Dann bewegt sich der Schlitten 12 nach rechts, worauf der Schneider lka zum führenden Schneider wird und der Schneider 13a zum nacheilenden Schneider wird. Als Folge davon werden zwei zusätzliche Schichten von Fasern auf die vorherigen Faserschichten 23 und 24 gelegt. Die zusätzlichen Schichten weisen

BAD ORiGfNAL

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eine dritte Faserschicht 25 und eine vierte Faserschicht 26 auf, welche in Fig. 2 dargestellt sind. Die dritte Faserschicht 25 wird durch den Schneider l4a gelegt.

Jedesmal, wenn der Schlitten 12 das Ende seiner Fahrt erreicht, entweder nach rechts oder nach links, werden die Schneider in ihre wechselnden Positionen gedreht, wie vorstehend erläutert. Zusätzlich wird das Band 11 in Richtung des Pfeiles 17 vorbewegt, und zwar um eine vorbestimmte Verschiebung. Auf diese Weise legt der Schlitten mit den Schneidern einen kontinuierlichen Streifen l8-mit einer bestimmten, gegebenen Anzahl von Faserschichten. Jedesmal, wenn sich das Band eine vorbestimmte Distanz vorbewegt, wird die Länge des Streifens um einen Betrag vergrößert, welcher der Strecke des Bandvorschubes entspricht.

Wie in Fig. 3 dargestellt, wird die anfängliche Schicht 23 aus Fasern, welche während der ersten Linksbewegung des Schneiders 13 vorgesehen wird, unter einem Winkel 9 zur Bewegung 17 des Bandes, während die zweite Schicht 24 aus Fasern, welche durch den Schneider 14 vorgesehen wird, darauf angeordnet, und zwar mit einem Winkel 2 Θ, d. h. (Θ + Θ¹) zu den Fasern der benachbarten ersten Schicht, aber nur mit einem Winkel Θ' von der Achse des Bandes, angeordnet·

Obgleich der lamellare Streifen l8 für verschiedene Zwecke verwendet werden kann, wird der Streifen in erster Linie als Tafel oder Platte für Speicher-Batterien verwendet. Für diesen Zweck kann der Streifen 18 in passende Längen geschnitten werden und gesintert werden, um als Platten 40 zu dienen, wie in Fig. 4

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dargestellt. Die oberen und unteren Ränder können durch Metallklammern kl und k2 verstärkt werden, und eine elektrische Kontaktfahne kj> kann an der Klammer 4l vorgesehen werden, denn die Platte 40 als positive Platte in einer Batterie verwendet werden soll, kann sie mit Oxiden und/oder hydratisierten Oxiden von Nickel gefüllt werden. Wenn die Platte 40 als negative Platte in einer Batterie dienen soll, kann sie mit einem Gemisch aus Eisenoxiden und Schwefel gefüllt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können - bei Verwendung einer kontinuierlichen Schneideinrichtung - Arbeitsgänge aufeinanderfolgend kombiniert werden, so daß einheitliche Fiberbzw, Faser-Matrizen von gegebenem Faserquerschnitt, Gewicht, Dicke, Porosität und Dichte hervorgerufen werden, wobei die nachstehend aufgeführten Gleichungen verwendet werden.

Um das System zu kontrollieren, eine gegebene Faser-Matrix zu erzeugen, wurden die folgenden Verhältnisse bzw. Beziehungen verwendet:

^F = ^p (D

V^ sin θ
wobei

F = Anzahl der Fasern pro Normal-Zoll der btützoberflache,

P = Schneider-Geschwindigkeit in Umdrehungen/Minute χ Anzahl der Messer pro Schneider, i.e. Fasern/ Minute,

t< = Traversiergeschwindigkeit in Zoll pro Minute,

θ = Schneider-Ausrichtung, wenn 15 ^- θ-^ 75 (sin θ "normalisiert"den Wert von F, d.h. korrigiert den Umstand, daß die Fasern nicht lotrecht (90 ) zur «.^uerbewegungsrichtung der Stützoberfläche gelegt werden.

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Das Gewicht, W, der Matrix-Schicht wird zu der Anjiz.ahl der Fasern pro Normal-Zoll durch das Verhältnis in Beziehung gesetzt: ■

w = F χ f„ x f_o x d (2)

w =s Gewicht einer Schicht in g/Quadratzoll, f = Faserdicke (Foliendicke) in Zoll, f_o = Faserbreite (geschnittene Breite) in Zoll, d = Dichte der kompakten Folie in g/Kubikzoll.·

Das Gewicht, W, der Matrix von N Schichten würde sein:

W = N (F χ JF₁ χ f₂ χ d) g/Quadratzoll (3)

Die Anzahl von Schichten, N, für eine Matrix einer gegebenen endgültigen Dicke wurde empirisch entwickelt, unter Verwendung der Beziehung:

N = *c x (1+e) (4)

^fl

N = Empirische Zahl von Schichten für die entsprechende endgültige Dicke,

t = Gegebene endgültige Plattendicke in Zoll, c

e = ein empirischer ivert ungefähr 0,02, um die nächste ganze Zahl von N zu erreichen, d.h_e der .iert e addiert etwa 2.0/n zu __c_ , um die Plattenregulierung

bzw. -Senkung während des anschließenden Sinterns zu kompensieren, um die Fasern zusammenzubinden.

Die Kombination der Formelausdrücke (l) und (3) setzt die Funktionen der drei Betriebskomponenten in Beziehung zu

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Matrix-Gewicht, Faserquerschnitt und Anzahl der Faserschichten in der Matrix, bei Verwendung eines einzelnen Schneiders:

Q sin 9 N χ f χ f_Q χ d (5)

Q = d χ N χ P χ f _± x

sin θ

Gleichung (6) ist eine generalisierte Formel. Für eine Schicht, bei Verwendting eines Schneidkopfes, ergibt sich:

Q = d χ P χ f„ χ f_o (7)

w sin 0

Falls X, Anzahl der Schneidkopfe, verwendet werden, wird die generalisierte Formel zu:

Q = X FdxNxPxf χ f 1

sin θ

Die Erfindung wird nunmehr anhand des folgenden Beispiels erläutert:

BEISPIEL

üas System, welches bei diesem Beispiel verwendet wurde, wies einen einzelnen stationären Schneider mit 18 spiralförmigen

Schneidmessern, einer fixierten Schneidkante und einem Folienauf
Zuführungsmechanismus/. J3ei empfohlenen Geschwindigkeiten von zwischen 300 und 700 Umdrehungen pro Minute erzeugte der Schneider zwischen 5^00 und 12600 acht Zoll lange Fasern pro Minute, liine Tafel 8" χ 72" wurde als Stützoberfläche verwendet und wurde unter dem stationären Schneider an einem Wagen montiert,

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welcher eine effektive, reversierbare, horizontale Querbewegung von 48 Zoll bei Geschwindigkeiten bis zu 36O Zoll pro Minute gewährleistete. Der Schreder- bzw. Schneider-Basisbauteil schwenkte in einer horizontalen Ebene, um den Schneider unter einem ausgewählten Winkel, Θ, zur Querbewegungsrichtung der Stützoberfläche anzuordnen, d.ho zur Längsrichtung der ßandstützoberflache der herzustellenden Faser-Matrizen.

Die Nickel-Faser-Abmessungen betrugen 0,001 χ 0,00125 x 8 Zoll. Die Nickeldichte betrug l45,9 Gramm/Kubikzoll. Das gewünschte Plattengewicht betrug 0,6l Gramm/Quadratzoll und die gewünschte Dicke betrug 0,050 Zoll. Die Schneider-Geschwindigkeit und der Ausrichtungswinkel waren entsprechend 510 U/min und 60° zur Längsrichtung des Bandes· Die Anzahl der Schneidmesser betrug 18. Unter Verwendung der Ausdrücke (4), (6) und (8)

N = t χ (1+e) = 0,050 χ 1,2 s 60 Schichten und ~ 0,001

¹I

Ci = d N χ P χ f f = l45,9 §0 χ

^W
L(18)(510)4 x 0.001 x OOI25 = 190 Zoll/Minute

Ua nur ein einzelner Schneider verwendet wurde, war X gleich 1.

Kine geeignete Matrix wurde maschinendupliziert mit einer Stützoberflächen-Traversiergeschwindigkeit von 19Ο Zoll/Minute und 60 <4uerbewegungen der Stützoberfläche. Das tatsächliche Matrix-Gewicht war ungefähr 3% unter dem entsprechenden Gewicht von

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0,6l g/c^uadratzoll, aber innerhalb der zulässigen Gewichtstoleranz (+5%)· Die 60 Schichten lieferten genügend Dicke, tun eine endgültige Plattendicke von 0,050 Zoll nach dem Sintern in einem II50 C Ofen zu erreichen, um die Fasern an Kreuzungspunkten benachbarter Schichten zu binden.

Zusammenfassend, bei diesem Beispiel wurde ein grundlegender Lösungsweg in Richtung auf ein kontrolliertes bzw. gesteuertes und automatisiertes Schneid/Schichtungs-Verfahren für die Herstellung von gesinterten Matrizen mit langen I etallfasern aufgezeigt· Dieser Lösungsweg wurde durch den Bau eines experimentellen Prototyp-Systems für die Herstellung von Muster-Platten "7 Zoll breit (8 sin 60°) χ 36 Zoll¹¹ mit acht Zoll langen Nickel-Fasern demonstriert. Es besteht kein Zweifel, daß die drei Arbeits-Komponenten des Prototyps zur besseren Produktkontrolle zu einem Gesamtsystem synchronisiert werden können. Es besteht ferner kein Zweifel, daß das System vergrößert und modifiziert werden kann, wie bei dem Zwei-Schneider-Fahrschlitten-System, alles innerhalb der Intentionen der grundsätzlichen Problemlösung, und zwar im Hinblick auf die Herstellung breiterer und längerer Platten bei schnelleren Raten und mit- größerer Material-Wirtschaftlichkeit.

Durch das beschriebene Verfahren wird mehr als ein Duplizieren des gewünschten bzw. erforderlichen Gewichtes und der entsprechenden endgültigen Plattendicke der von Jland geschichteten entwicklungsmäßigen Batterie-Platten erreicht. Die kontrollierbare Geometrie der beschriebenen Matrix bietet der inaschinengeschichteten Platte - zusätzlich ;;ur Exnheitlichkeit, Gleich-

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förmigkeit und Konstanz - eine vollständige Kontrolle über die Tafel- bzw. Plattenporosität, % Plattendichte und die Faseroberfläche. Somit bietet dieses Verfahren größere Möglichkeiten für die Optimalisierung der Batterie-Platten im Hinblick auf elektrischen Ausgang pro Gewicht und/oder Oberflächenbereich. Beispielsweise wird aus dem Ausdruck (3) deutlich, daß - ohne Veränderung des Plattengewichtes - die Plattenporosität erhöht werden kann und die % Plattendichte bzw· -dichtigkeit vermindert werden kann (durch das proportionale Erhöhen und Vermindern von N und F), um erhöhtes Laden bzw. verbessertes Belasten der aktiven Materialien vorzusehen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann zum Schichten von Faser-Matrizen mit langen Fasern in anderen Anwendungsbereichen verwendet werden, beispielsweise metallische Filter und metallische Dochte für Heizrohre, bei welchen kontrollierte Prosität erforderlich ist.

Patentansprüche;

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Claims

Patentansprüche :

1. Verfahren zur Herstellung eines lame11aren Streifens, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte, daß auf eine längliche Stützoberfläche geschnittene Metallfasern in einer Schicht aufgebracht werden, welche das Gewicht von w Gramm/ Quadratzoll aufweisen, wobei die Fasern (a) durch einen Schneider mit der Rate von P Fasern/Minute geschnitten werden,

(b) eine Dicke von f. Zoll, eine Breite von f_o Zoll und eine Dichte von d Gramm/Kubikzoll aufweisen, und (c) im wesentlichen parallel zueinander und unter einem Winkel θ von zwischen 13 und 75 zur Längsachse der länglichen Stützoberflache angeordnet werden, und daß eine Traversierbewegung zwischen dem Schneider und der länglichen Stützoberfläche in der Richtung der Längsachse der Stützoberfläche mit einer Geschwindigkeit von Q Zoll/Minute bewirkt wird, wobei die folgende Beziehung besteht:

Q = P(f. x f_o χ d)/(w sin Θ).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geschnittenen Metallfasern auf die Stützoberfläche in einer Matrix von N distinkten Schichten durch X Schneider aufgebracht werden, wobei die genannte Matrix ein Gewicht von W Gramm/ Quadratzoll aufweist, und N Traversierbewegungen zwischen den X Schneidern als einer Gruppe durchgeführt werden und der länglichen Stützoberfläche in der Richtung der Längsachse der Stützoberfläche mit einer Geschwindigkeit von Q Zoll/Minute, wobei die X Schneider entlang der Längsachse der Oberfläche

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abwechselnd unter Winkeln O=O¹ gruppiert werden, wobei die Winkel am Ende jeder Querbewegung entsprechend in Winkel O* und 0 wechseln und wobei die folgende Beziehung besteht:

Q = XNP U₁ χ f2 χ d)/(U)(sin O),

und die A-n««iiT; der Querbewegungen gleich N ist·

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern benachbarter Schichten unter eine« Winkel in entgegengesetzten Richtungen von der Längsachse der länglichen Stützoberfläche her angeordnet werden·

%· Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Faserlänge zwischen 4 und l6 Zoll, liegt, die Faserdicke zwischen 0,0005 und 0,0030 Zoll liegt und die Faserbreite zwischen 0,0005 und 0,0030 Zoll liegt«

5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die längliche Stützoberfläche aus einem Band besteht, welches in der Längsrichtung bewegbar ist, und daß der oder die Schneider nicht in der Längsrichtung bewegt werden«

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis %, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Schneider in der Längsrichtung bewegbar sind und die abstützende Oberfläche nicht in der Längsrichtung bewegt wird·

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