DE2345205C3 - Anlage zum Herstellen einer Sinterbahn aus Kunststoffpulver, insbesondere für die Fertigung von Separatoren für Akkumulatoren - Google Patents
Anlage zum Herstellen einer Sinterbahn aus Kunststoffpulver, insbesondere für die Fertigung von Separatoren für AkkumulatorenInfo
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Description
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 unmittelbar auf das obere Trum eines als endloses Transportband umlaufenden Metallbandes
aufgebracht und die Pulverschicht mittels dieses Bandes zwecks Sinterung durch einen Tunnelofen geleitet wird,
der an ein Heißluft-Zirkulationssystem angeschlossen ist
Bei einer aus der DE-PS 10 91 319 bekannten, mit
ίο einem Tunnelofen ausgestatteten Sinteranlage zur
Herstellung poröser Kunststoffplatten wird das Kunststoffpulver auf einzelne Metallplatten aufgetragen, die
sodann von einer als endloser Kettenrost mit dünnen Roststäben ausgebildeten Transporteinrichtung durch
den Tunnelofen geführt werden, in dem die das Kunststoffpulver tragenden Metallplatten von unten
her durch den Kettenrost durchsetzende Strahlungswärme erhitzt werden.
Die Verwendung und mühevolle Handhabung zahlreicher Metallplatten als Träger für das zu sinternde Kunststoffpulver wurde im Verlauf der weiteren Entwicklung dadurch vermieden, daß das Kunststoffpulver, wie beispielsweise in der DE-PS 1941825 beschrieben, unmittelbar auf das obere Trum eines als Transportband dienenden endlosen Metallbandes aufgebracht wurde, wobei die Pulverschicht verwiegend durch Strahlungswärme mit Hilfe elektrischer Heizkörper erhitzt wurde, die unterhalb und oberhalb der Durchlaufbahn des Bandes im Tunnelofen angeordnet waren.
Die Verwendung und mühevolle Handhabung zahlreicher Metallplatten als Träger für das zu sinternde Kunststoffpulver wurde im Verlauf der weiteren Entwicklung dadurch vermieden, daß das Kunststoffpulver, wie beispielsweise in der DE-PS 1941825 beschrieben, unmittelbar auf das obere Trum eines als Transportband dienenden endlosen Metallbandes aufgebracht wurde, wobei die Pulverschicht verwiegend durch Strahlungswärme mit Hilfe elektrischer Heizkörper erhitzt wurde, die unterhalb und oberhalb der Durchlaufbahn des Bandes im Tunnelofen angeordnet waren.
Bei einer ähnlichen, in der Zeitschrift »British Plastics« August 1969, Seite 80, beschriebenen Sinteranlage
durchläuft die auf das Transportband aufgebrachte Pulverschicht im Tunnelofen zunächst eine Heizzone, in
welcher oberhalb und unterhalb des Bandes Infrarotstrahler angeordnet sind, die eine Vorsinterung des
Pulvers bewirkten, und sodann eine weitere Heizzone, in welcher der Tunnelofen in seiner Längsrichtung von
zirkulierender Heißluft durchströmt wird, weiche über die vorgesinterte Pulverschicht streicht.
Schließlich ist aus der US-PS 37 00 366 eine ebenfalls mit einem Metallband als Transportband arbeitende
Sinteranlage bekannt, bei welcher in Längsrichtung des Bandes an dessen Oberseite und Unterseite von
Elektro- oder Gasheizkörpern gebildete Heizabschnitte aufeinanderfolgen, die zur Strahlungsheizung dienen.
Es hat sich nun gezeigt, daß bei einer Strahlungsheizung des üblicherweise aus Stahl bestehenden Transportbandes
die Erwärmung des Bandes sehr stark von
so 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
wurden sich bei einer Heißluftheizung des Transportbandes mit Hilfe von Radiatoren ergeben. Da zumindest
bei lang andauerndem Betrieb die Oberfläche von Metallbändern, insbesondere Stahlbändern, unvermeid-Hch
ungleichmäßige Reflexionseigenschaften annimmt, treten zwangsläufig mit der Zeit Ungleichmäßigkeiten
in den in solchen Anlagen hergestellten Sinterschichten auf.
Die Anwendung einer längs des Tunnelofens über '»m die Pulverschicht tragenden Transportband zirkulierenden
Heißluftströmung unter Vermeidung einer vorhergehenden Strahlungsbeheizung verbietet sich
aber schon aus dem Grunde, weil durch eine solche
Strömung das nicht vorgesinterte Pulver verblasen werden würde.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich nun mit der Aufgabe, die geschilderten Nachteile der bekannten
Sinteranlagen zu vermeiden, d.h. die Erhitzung des metallischen Transportbandes unabhängig von seinen
Reflexionseigenschaften und ohne die Gefahr des Verblasens des Pulvers durch eine Heißluftströmung zu
bewirken und dadurch die Herstellung besonders gleichmäßiger Sinterschichten zu gewährleisten. Dies
wird erfindungsgemäß bei einer Anlage der einleitend angegebenen Gattung dadurch erreicht, daß die
gesamte Heizstrecke im Inneren des Tunnelofens in in
Längsrichtung des Metallbandes hintereinander liegende, strömungstechnisch parallel im Zirkulationsweg is
liegende Heizabschnitte unterteilt ist, die nach unten hin sowie seitlich von der Innenwandung des Ofenunterteiles
und nach oben hin unmittelbar vom Metallband begrenzt sind, wobei der Druck der strömenden
Heißluft am Ende jedes Heizabschnittes zumindest gleich dem Atmosphärendruck eingestellt ist
Bei der Erfindung wird somit nur das metallische Transportband von unten her vom Heißluftstrom
unmittelbar durch Konvektion erhitzt, so daß einerseits die Reflexionseigenschaften und andere Oberflächeneigenschaften
des Bandes keine wesentliche Rolle mehr spielen und anderseits ein Verblasen des Pulvers auch
im Einlaufbereich des Ofens durch den Heißluftstrom vermieden wird.
Eine Schwierigkeit, die durch die Erfindung zu lös^n
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 Metallbandes hintereinander liegende Heizabschnitte unterteilt i<nd diese
Heizabschnitte sind strömungstechnisch parallel geschaltet, so daß der Druckunterschied zwischen der so
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 Heizabschnittes, wo er den niedrigsten Wert hat,
zumindest gleich dem Atmosphärendruck eingestellt.
Bei dieser Betriebsweise strömt also längs der Bewegungsspalte des Transportbandes in jedem Heizabschnitt
eine dem erwähnten kleinen Druckunterschied entsprechende kleine Luftmenge aus. Diese
ausströmende Luftmenge kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung 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 Heißluftverteilerrohr quer zum Transportband im Ofen
angeordnete Heißluftzuleitungen abgezweigt sind und zwischen diesen Heißluftzuleitungen quer zum Transportband
im Ofen Rückluftableitungen angeordnet sind, die in das Rückluftsammelrohr mündea Das Heißluftverteilerrohr
und das Rückluftsammelrohr verlaufen dabei vorteilhaft auf der gleichen Seite des Tunnelofens.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in den Zeichnungen näher erläutert.
F i g. 1 zeigt das Schema einer erfindungsgemäßen Anlage,
Fig.2 ist ein Längsschnitt durch den Tunnelofen dieser Anlage und die
Fig.3, 4 und 5 sind Querschnitte längs der Linie
IU-IlI bzw. IV-IV und V-V in F i g. 2.
F i g. 6 zeigt einen Teilschnitt durch den Ofen nach F i g. 2 und
F i g. 7 stellt perspektivisch ein in F i g. 6 eingezeichnetes Strömungshindernis dar.
In F i g. 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 6 sind über
Zirkulationsleitungen 7 und 8 einerseits an ein Heißluftverteilerrohr 9 und anderseits an ein Rückluftsammelrohr
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 Heißlufuuleitungen 11 sind ebenfalls quer zum Stahlband 2 in den
Ofen hineinragende Rückluftableitungen 12 vorgesehen, welche in das Rückluftsammelrohr 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 Zirkulationsströmi-ng 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 Zirku'ationsströmung
eingesaugt werden können, ist an der Saugseite des Ventilators 6 eine Fremdluft-Zuleitung 13 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.
Die praktische Ausführung der Erfindung wird nun an
Hand des Längsschnittes nach F i g. 2 und der Querschnitte nach den Fig.3 bis 5 durch einen
erfindungsgemäß ausgebildeten Tunnelofen erläutert.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel bilden der
Oberteil \A und der Unterteil XB 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 bestehe^ aus wärmeisolierendem Material.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind im Unterteil XBöes
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 12 an das Rückluftsammelrohr 10,
wobei diese beiden Rohre, wie F i g. 5 zeigt, in verschiedenen 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 1/4 und dem Ofenunterteil 1 β 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 16 Bewegungsspalte
18 bildet und eine begrenzte seitliche Bewegungsfreiheit hat.
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
Rückluftableitung 12 sammeln. Zwischen den den Rückluftableitungen 12 zugeordneten Leitblechen 20
und dem Stahlband 2 sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel Tragwalzen 22 für das Stahlband 2
vorgesehen, die in den Randleisten 16 des Ofenunterteils XB 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 XA
vorgesehen, und über diesen Trennfugen sind Abzugshauben 24 angeordnet, über welche die beim Sintervor
gang entstehenden Gase sowie die durch die Bewegungsspalte des Stahlbandes 2 austretende Überschußluft 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 Iß ein geringer Überdruck besteht, so
daß aus allen Heizabschnitten 21 etwas Luft zu dem
ίο oberhalb des Stahlbandes befindlichen Abgassammel
raum 23 ausströmt, aber aus diesem Raum kein
schädliches Gas in den Zirkulationsweg der Heißluft
eindringen kann.
tionsheizung der beschriebenen Art Sinteranlagen mit Transportbändern betrieben werden können, die sich
infolge nicht ausreichender Gleichmäßigkeit ihrer Oberflächen für Anlagen mit Strahlungsheizung nicht
eignen würden; 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
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Heißluft-Zirkulationsheizung gegenüber einer Heizung mit
Strahlungswärme besteht, wie praktische Versuche erwiesen haben, darin, daß die Durchlaufgeschwindig
keit 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 F i g. 6 in die Strömungskanäle 26, in weiche sich jede Heißluftzuleitung 11 verzweigt,
zwischen dem dort befindlichen Leitblech 19 und dem Ofenunterteil XB Strömungshindernisse 27 eingesetzt
werden, deren Anzahl, Breite und Lage in Breitenrich
tung des Transportbandes 2 empirisch so gewählt
werden, daß sich dahinter ein über die Breite des Transportbandes gleichmäßiges Wärmeprofil ergibt
Solche Strömungshindernisse für die Heißluftströmung können, wie F i g. 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.
Claims (7)
1. Anlage zum Herstellen einer Sinterbahn aus Kunststoffpulver, insbesondere für die Fertigung
von Separatoren für Akkumulatoren, bei welcher das Kunststoffpulver in einer Schicht unmittelbar auf
das obere Trum eines als endloses Transportband umlaufenden Metallbandes aufgebracht und die
Pulverschicht mittels dieses Bandes zwecks Sinterung durch einen Tunnelofen geleitet wird, der an ein
Heißluft-Zirkulationssystem angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte
Heizstrecke im Inneren des Tunnelofens (1) in in Längsrichtung des Metallbandes (2) hintereinander
liegende, strömungstechnisch parallel im Zirkulationsweg liegende Heizabschnitte (21) unterteilt ist,
die nach unten hin sowie seitlich von der Innenwandung des Ofenunterteiles (iB) und nach
oben hin unmittelbar vom Metallband (2) begrenzt sind, wobei der Druck der strömenden Heißluft am
Ende jedes Heizabschnittes (21) zumindest gleich dem Atmosphärendruck eingestellt ist
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. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich längs des Tunnelofens
(1) ein Heißluftverteilerrohr (9) und ein Rückluftsammelrohr (10) verlaufen, wobei diese Rohre (9,10) an
die Zirkulationsleitungen (7, S) angeschlossen sind und wobei in Abständen vom Heißluftverteilerrohr
(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. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Heißluftverteilerrohr (9) und das
Rückluftsammelrohr (10) in verschiedenen Höhenlagen auf der gleichen Seite des Tunnelofens (1)
verlaufen.
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 (19,20) vorgesehen sind.
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 (U,
12) hin konvergierenden Leitbleche (19, 20) Tragwalzen (22) für das Transportband (2) befinden.
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.
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