DE2345205A1 - Anlage zum herstellen einer sinterbahn aus kunststoffpulver, insbesondere fuer die fertigung von separatoren fuer akkumulatoren - Google Patents

Anlage zum herstellen einer sinterbahn aus kunststoffpulver, insbesondere fuer die fertigung von separatoren fuer akkumulatoren

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DE2345205A1 DE19732345205 DE2345205A DE2345205A1 DE 2345205 A1 DE2345205 A1 DE 2345205A1 DE 19732345205 DE19732345205 DE 19732345205 DE 2345205 A DE2345205 A DE 2345205A DE 2345205 A1 DE2345205 A1 DE 2345205A1
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Description

PATENTANWALT DIPL-PHYS. HEINRICH SEIDS
62 Wiesbaden-Bierstadt · Bierstadter Höhe 15 · Postfach 12068 · Telefon (0 612X) 56 53 82 Postscheck Frankfurt/Main 181008 ■ Bank Deutsche Bank 3956372 · Nass. Sparkasse 108003065
Wiesbaden, den 6. September 1973 J 115 s/rd
Akkumulatorenfabrik
Dr. Leopold JUNGFER
Feistritz im Rosental (Kämt en, Österreich)
Anlage zum Herstellen einer Sinterbahn aus Kunststoffpulver, insbesondere für die Fertigung von Separatoren für Akkumulatoren
Die Erfindung betrifft eine insbesondere für die Fertigung von Separatoren für Akkumulatoren geeignete Anlage zum Herstellen einer Sinterbahn aus Kunststoffpulver, bei welcher das Kunststoffpulver in einer Schicht auf das obere Trum eines endlosen umlaufenden metallischen Transportbandes aufgebracht und die Pulverschicht mittels dieses Bandes zwecks Sinterung durch einen Tunnelofen geleitet wird.
Bei bekannten Anlagen dieser Art wird das den Tunnelofen durchsetzende obere Trum des Transportbandes, auf dem sich die zu sinternde Pulverschicht befindet, vorwiegend durch Strahlungswärme mit Hilfe elektrischer Heizkörper erhitzt, die unterhalb und oberhalb der Durchlaufbahn des Bandes im
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Tunnelofen angeordnet sind. Es hat sich nun gezeigt, daß bei dieser Strahlungsheizung des üblicherweise aus Stahl bestehenden Transportbandes die Erwärmung des Bandes sehr ' stark von- der Beschaffenheit der Bandoberfläche abhängt, weil beispielsweise an stärker glänzenden Stellen der Bandoberfläche eine erhöhte Reflexion auftritt, wodurch diese Bandstellen weniger stark als andere erhitzt werden, was eine ungleichmäßige Erhitzung der Pulverschicht zur Folge hat. Analoge Verhältnisse würden sich bei einer Heißluftheizung des Transportbandes mit Hilfe von Radiatoren ergeben. Da zumindest bei lang andauerndem Betrieb die Oberfläche von Metallbändern, insbesondere Stahlbändern, unvermeidlich ungleichmäßige Reflexionseigenschaften annimmt, treten zwangläufig mit der Zeit Ungleichmäßigkeiten in den in solchen Anlagen hergestellten Sinterschichten auf.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich nun mit der Aufgabe, diese Nachteile zu vermeiden, d.h. die Erhitzung des metallischen Transportbandes unabhängig von seinen Reflexionseigenschaften zu bewirken und dadurch die Herstellung gleichmäßiger Sinterschichten zu gewährleisten. Dies wird erfindungsgemäß bei einer Anlage der einleitend angegebenen Art dadurch erreicht, daß zur Heizung des metallischen Transportbandes im Tunnelofen ein Heißluft-Zirkulationssystem vorgesehen ist, das einen über Zirkulationsleitungen an den Tunnelofen angeschlossenen Ventilator und einen äußeren Wärmeaustauscher aufweist, wobei die gesamte Heizstrecke im Inneren des Tunnelofens in in Längsrichtung des Transportbandes hintereinander liegende Heizabschnitte unterteilt ist, die strömungstechnisch parallel geschaltet sind und nach unten hin sowie seitlich von der Innenwandung des Ofenunterteils und nach oben hin unmittelbar vom metallischen Transportband begrenzt werden, wobei der Druck der strömenden Heißluft am Ende jedes Heizabschnittes zumindest gleich dem Atmosphärendruck eingestellt ist.
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Bei der Erfindung wird somit das metallische Transportband vom Heißluftstrom unmittelbar durch Konvektion erhitzt, so daß die Reflexionseigenschaften und andere Oberflächeneigenschaften des Bandes keine wesentliche Rolle mehr spielen. Eine Schwierigkeit, die durch die Erfindung zu lösen war, bestand darin, daß der Heißluftstrom im Ofen gegen die äußere Atmosphäre längs der unvermeidlichen Bewegungsspalte für das Transportband 'nicht abgedichtet werden kann, so daß bei einem Durchleiten eines Heißluftstromes in Längsrichtung durch den Tunnelofen ein relativ hoher Druck angewendet werden müßte, der in der Anfangszone des Ofens zu einem hohen Überdruck gegenüber der Atmosphäre und damit zu einem starken Luftaustritt an den Bewegungsspalten des Transportbandes führen würde, in der Endzone hingegen einen ebenso starken Unterdruck gegenüber der Atmosphäre ergäbe, was mit einem unerwünschten Einsaugen der beim Sintervorgang entstehenden Gase in die Zirkulationsströmung verbunden wäre. Aus diesem Grunde ist erfindungsgemäß, wie schon erwähnt, die gesamte Heizstrecke im Inneren des Tunnels in in Längsrichtung des Transportbandes hintereinan der liegende Heizabschnitte unterteilt und diese Heizabschnitte sind strömungstechnisch parallel geschaltet, so daß der Druckunterschied zwischen der strömenden Heißluft und der äußeren Atmosphäre längs des gesamten Tunnelofens relativ klein gehalten werden kann.
Um ein Einsaugen schädlicher Gase in die Zirkulationsströmung mit Sicherheit zu vermeiden, wird der Druck der strömenden Heißluft am Ende jedes Hgizabschnittes, wo er den niedrigsten Wert hat, zumindest gleich dem Atmosphärendruck eingestellt. Bei dieser Betriebsweise strömt also längs der Be we gu ng s spalte des Transportbandes in jedem Heizabschnitt eine dem erwähnten kleinen Druckunterschied entsprechende kleine Luftmenge aus. Diese ausströmende Luftmenge kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
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auf einfache Weise dadurch kompensiert werden, daß der Ventilator des Heißluft-Zirkulationssystems auf der Saugseite eine einstellbare Fremdluft-Zuleitung aufweist, die mit der Atmosphäre in Verbindung steht und vorzugsweise über einen Vorwärmer verläuft.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verlaufen seitlich längs des Tunnelofens ein Heißluftverteilerrohr und ein Rückluftsammelrohr, wobei diese Rohre an die Zirkulationsleitungen angeschlossen sind und wobei in Abständen vom Hexßluftverteilerrohr quer zum Transportband im Ofen angeordnete Heißluftzuleitungen abgezweigt sind und zwischen diesen Heißluftzuleitungen quer zum Transportband im Ofen Rückluftableitungeη angeordnet sind, die in das Rückluftsammelrohr münden. Das Heißluftverteilerrohr und das Rückluftsammelrohr verlaufen dabei vorteilhaft auf der gleichen Seite des Tunnelofens.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnungen hervor.
Fig. 1 zeigt das Schema einer erfindungsgemäßen Anlage,
Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch den Tunnelofen dieser Anlage und die
Fig. 3j 4- und 5 sind Querschnitte längs der Linien III-III bzw. IV-IV und V-V in Fig. 2.
Fig. 6 zeigt einen Teilschnitt durch den Ofen nach Fig. 2 und
Fig. 7 stellt perspektivisch ein in Fig. 6 eingezeichnetes Strömungshindernis dar.
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In Fig. 1 ist in schematischer Draufsicht ein Tunnelofen 1 dargestellt, durch den in Längsrichtung ein Stahlband 2 verläuft, das die zu sinternde Pulverschicht trägt. Zum Erhitzen dieses Stahlbandes dient ein als Ganzes mit 3 bezeichnetes Heißluft-Zirkulationssystem, das einen Ventilator 6 und einen z.B. von einem ölbrenner 5 beheizten Wärmeaustauscher 4 enthält. Der Wärmeaustauscher 4 und der Ventilator 5 sind über Zirkulationsleitungen 7 und 8 einerseits an ein Heißluftverteilerrohr 9 und anderseits an ein RückluftsammeIrohr 10 angeschlossen, wobei diese beiden Rohre längs des Tunnelofens 1 verlaufen. Vom Verteilerrohr 9 zweigen in gleichmäßigen Abständen Heißluftzuleitungen 11 ab, welche quer zum Stahlband 2 in den Ofen 1 hineinragen. Zwischen diesen Heißluftzuleitungen 11 sind ebenfalls quer zum Stahlband 2 in den Ofen hineinragende Rückluftableitungen 12 vorgesehen, welche in das Rückluftsamme1rohr 10 münden. Das Heißluftverteilerrohr 9 und das Rückluftsammelrohr 10 haben so große Querschnitte, daß in diesen Rohren praktisch kein Druckabfall auftritt. Es ergibt sich dann eine Vielzahl von parallel geschalteten Strömungswegen zwischen den Heißluftzuleitungen 11 und den Rückluftableitungen 12, welche je einen Heizabschnitt 21 bilden und gewährleisten, daß der Druckunterschied zwischen der Heißluft und der Atmosphäre, der zur Aufrechterhaltung der Zirkulationsströmung erforderlich ist, relativ klein gehalten werden kann. Um zu sichern, daß an den Bewegungsspalten des Stahlbandes 2 ein wenig Luft austritt und daher keine schädlichen Gase aus dem oberen Ofenraum in die Zirkulationsströmung eingesaugt werden können, ist an der Saugseite des Ventilators 6 eine Fremdluft-Zuleitung 15 angeschlossen, die Luft aus der Atmosphäre ansaugt und vorzugsweise über einen Vorwärmer 14 .leitet, der im dargestellten Ausführungsbeispiel durch den Rauchgasabzug 5a des ölbrenners 5 beheizt wird.
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Die praktische Ausführung der Erfindung wird nun an Hand
des Längs^ schnittes nach Fig. 2 und der Querschnitte nach
den Fig. 3 bis 5 durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten ■ Tunnelofen erläutert.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel bilden der Oberteil 1A und der Unterteil 1B des Tunnelofens 1 einen Durchtrittskanal, durch den das umlaufende Stahlband 2 mit der zu sinternden Pulverschicht S mit bekannten und deshalb nicht dargestellten Mitteln hindurchgeleitet wird. Die schraffiert gezeichneten Ofenteile bestehen aus wärmeisolierendem Material.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind im Unterteil 1B des Tunnelofens 1 in gleichen Abständen quer zum Stahlband 2 Heißluftzuleitungen 11 und Rückluftableitungen 12 angeordnet. Die Heißluftzuleitungen 11 sind an das Heißluftverteilerrohr 9 angeschlossen und die Rückluftableitungen an das Rückluftsammelrohr 10, wobei diese beiden Rohre, wie Fig. 5 zeigt, in verschiednen Höhenlagen auf der gleichen Seite des Tunnelofens 1 angeordnet sind, so daß die andere Ofenseite für die Bedienung des Ofens freibleibt. Die Heißluft bestreicht in jedem der zwischen einer Heißluftzuleitung 11 und einer Rückluftableitung 12 liegenden Heizabschnitte 21 die Unterseite des Stahlbandes 2 und erhitzt dieses.
Zwischen dem Ofenoberteil 1A und dem Ofenunterteil 1B sind in den beiden Trennfugen Sandabdichtungen 15 angeordnet, und an den Innenrändern dieser Fugen sind nach oben vorstehende Randleisten 16 vorgesehen, deren Innenkanten 17 abgeschrägt sind. Zwischen diesen abgeschrägten. Innenkanten 17 läuft das Stahlband 2, das mit beiden Randleisten Bewegungsspalte 18 bildet und eine begrenzte seitliche Bewegungsfreiheit hat.
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Oberhalb der Heißluftzuleitungen 11 und der Rückluftableitungen 12 sind zu diesen Leitungen hin konvergierende Leitbleche 19, 20 vorgesehen, welche den aus den Heißluftzuleitungen 11 austretenden Luftstrom in zwei seitlich gerichtete Teilströme unterteilen bzw. die von zwei benachbarten Heizabschnitten 21 kommenden Teilströme zur zugeordneten Ruckluftableitung 12 samraln. Zwischen den den Rückluftableitungen 12 zugeordnetem Leitblechen 20 und dem Stahlband 2 sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel Tragwalzen 22 für das ötahlband 2 vorgesehen, die in den Randleisten 16 des Ofenunterteils 1B gelagert sind und in geeigneten Abständen eine Abstützung des Stahlbandes 2 bewirken.
In den Vertikalebenen durch die Rückluftableitungen 12 und die Bandtragwalzen 22 sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 Trennfugen zwischen benachbarten Abschnitten des Ofenoberteils 1A vorgesehen, und über diesen Trennfugen sind Abzughauben 24 angeordnet, über welche die beim Sintervorgang entstehenden Gase sowie die durch die Bewegungsspalte des Stahlbandes 2 austretende Uberschußluft mittels Abgasleitungen 25 abgesaugt werden. Wie schon erwähnt, wird im Rahmen der Erfindung die Fremdluftzufuhr über die Leitung 13 in Fig. 1 so eingestellt, daß längs der gesamten Bewegungsspalte 18 zwischen dem Stahlband 2 und den Randleisten 16 des Ofenunterteils 1B ein geringer Überdruck besteht, so daß aus allen Heizabschnitten 21 etwas Luft zu dem oberhalb des Stahlbandes befindlichen Abgassamme1raum 23 ausströmt, aber aus diesem Raum kein schädliches Gas in den Zirkulationsweg der Heißluft eindringen kann.
Es hat sich gezeigt, daß mit einer Heißluft-Zirkulationsheizung der beschriebenen Art Sinteranlagen mit Transportbändern betrieben werden können, die sich infolge nicht
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ausreichender Gleichmäßigkeit ihrer Oberflächen für Anlagen mit Strahlungsheizung nicht eignen wurden; insbesondere können auch kostspielige Transportbänder, die schon lange Zeit in Tunnelofen mit Strahlungsheizung verwendet worden sind und in diesen infolge Abnutzung ungleichmäßige Reflexionseigenschaften angenommen haben und daher nicht mehr brauchbar sind, noch einwandfrei in erfindungsgemäßen Anlagen weiterverwendet werden.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Heißluft-Zirkuiationsheizung gegenüber einer Heizung mit Strahlungswärme besteht, wie praktische Versuche erwiesen haben, darin, daß die Durchlaufgeschwindigkeit des Bandes bei gleicher Ofenlänge wesentlich erhöht werden kann, und daß sich das Band beim Aufheizen weniger stark konkav nach oben durchwölbt. Die Gleichmäßigkeit der Temperatur des Bandes in Breitenrichtung kann auf einfache Weise gesichert werden, indem gemäß Fig. 6 in die Strömungskanäle 26, in welche sich jede Heißluftzuleitung 11 verzweigt, zwischen dem dort befindlichen Leitblech 19 und dem Ofenunterteil 1B Strömungshindernisse 27 eingesetzt werden, deren Anzahl, Breite und Lage in Breitenrichtung des Transportbandes 2 empirisch so gewählt werden, daß sich dahinter ein über die Breite des Transportbandes gleichartiges Wänneprofil ergibt. Solche Strömungshindernisse für die Heißluftströmung können, wie Pig. 7 zeigt, z.B. die Form eines zu einem Keilstück eingerollten Bleches haben, das auf der dicken Basisseite des Keiles einen Griff 28 trägt, mit dem das Hindernis mit Klemmwirkung in den betreffenden Strömungskanal 26 eingesetzt werden kann.
Außer den bereits erläuterten Vorteilen bietet die Erfindung noch den weiteren Vorteil, daß der Heizbetrieb mit billigem Heizöl wesentlich wirtschaftlicher ist als eine elektrische Strahlungsheizung gleicher Leistung.
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Die Erfindung läßt natürlich noch verschiedene Abwandlungen zu, insbesondere hinsichtlich der Anordnung und Ausbildung der Fremdlufteinleitung, der Ileißluftzuleitungen und Rückluftableitungen, der Leitbleche in den Stromungskanalen, der Bandtragwalzen und der Abgasabzüge.
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Claims (9)

  1. - 1Ö -
    Pate ntansprüche
    Anlage zum Herstellen einer Winterbahn aus Kunststoffpulver, insbesondere für die Fertigung von Separatoren für Akkumulatoren, bei welcher das Kunststoffpulver in einer Schicht auf das obere Trum eines endlosen umlaufenden metallischen Transportbandes aufgebracht und die Pulverschicht mittels dieses Bandes zwecks Sinterung durch einen Tunnelofen geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Heizung des metallischen Transportbandes (2) im Tunnelofen (1) ein Heißluft-Zirkulationssystem (3) vorgesehen ist, das einen über Zirkulationsleitungen (7, 8) an den Tunnelofen angeschlossenen Ventilator (6) und einen äußeren Wärmeaustauscher (4-) aufweist, wobei die gesamte Heizstrecke im Inneren des Tunnelofens (1) in in Längsrichtung des Transportbandes hintereinander liegende Heizabschnitte (21) unterteilt ist, die strömungstechnisch parallel geschaltet sind und nach unten hin sowie seitlich von der Innenwandung des Ofenunterteiles (1B) und nach oben hin unmittelbar vom metallischen Transportband (2) begrenzt werden, wobei der Druck der strömenden Heißluft am Ende jedes Heizabschnittes (21) zumindest gleich dem Atmosphärendruck eingestellt ist.
  2. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator (6) des Heißluft-Zirkulationssystems (3) auf
    der Saugseite eine einstellbare Fremdluft-Zuleitung (13) aufweist, die mit der Atmosphäre in Verbindung steht und vorzugsweise über einen Vorwärmer (14) verläuft.
  3. 3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich längs des Tunnelofens (1) ein Heißluftver-
    teilerrohr (9) und ein Rückluftsammelrohr (10) verlaufen,
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    wobei diese Rohre (9, 10) an die Zirkulationsleitungen (7, 8) angeschlossen sind und wobei in Abständen vom Heißluftverteile rrohr (9) quer zum Transportband (2) im Ofen angeordnete Heißluftzuleitungen (11) abgezweigt sind und zwischen diesen Heißluftzuleitungen (11) quer zum Transportband (2) im Ofen Rückluftableitungen (12) angeordnet sind, die in das Rückluftsammelrohr (10) münden.
  4. 4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Heißluftverteilerrohr (9) und das RückluftsammeIrohr
    (10) in verschiedenen Höhenlagen auf der gleichen Seite des Tunnelofens (1) verlaufen.
  5. 5. Anlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Heißluftzuleitungen (11) und/oder der
    Rückluftableitungen (12) zu diesen Leitungen.(11, 12) hin konvergierende Leitbleche (19) zwecks Teilung des austretenden Luftstroms bzw. zwecks Sammlung der ankommenden Teilströme vorgesehen sind.
  6. 6. Anlage nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß sich zumindest oberhalb einiger der Heißluftzuleitungen
    (11) und/oder Rückluftableitungen (12) und oberhalb der zu diesen Leitungen (11, 12) hin konvergierenden Leitbleche (19, 20) Tragwalzen (22) für das Transportband (2) befinden.
  7. 7. Anlage nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest einem der vom Leitblech (19) verzweigten Luftkanäle (26) nahe einer Heißluftzuleitung (11) ein verstellbares, nur einen Teil der Breite des Heizabschnittes (21) erfassendes Hindernis (27) für die Luftströmung eingefügt ist.
  8. 8. Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 7■> dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Heißluftzuleitungen (11)
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    im Ofenoberteil (1A) Gasabzugschlxtze mit Abzweighauben (24-) für Abgase und Falschluft vorgesehen sind, welche den Ofenoberteil (1A) in einzelne Abschnitte unterteilen.
  9. 9. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Tunnelofen (1) in einer zumindest angenähert durch das obere Trum des Transportbandes (2) verlaufenden Horizontalebene unterteilt ist, wobei zwischen dem Ofenoberteil (1A) und dem Ofenunterteil (1B) in den beiden Trennfugen Sandabdichtungen (15) und an den Innenrändern dieser Fugen nach oben vorstehende Randleisten (16) vorgesehen sind, welche mit dem oberen Trum des Transportbandes (2) die Bewegungsspalte (18) einschließen und vorzugsweise abgeschrägte Innenkanten (17) haben.
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DE19732345205 1972-11-29 1973-09-07 Anlage zum Herstellen einer Sinterbahn aus Kunststoffpulver, insbesondere für die Fertigung von Separatoren für Akkumulatoren Expired DE2345205C3 (de)

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