DE2515556A1

DE2515556A1 - Verfahren bei der herstellung von roehrchenhuellen fuer akkumulatoren und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2515556A1
Application number: DE19752515556
Authority: DE
Inventors: John Dipl Ing Andersson; Erik Gustav Sundberg
Original assignee: Tudor AB
Current assignee: Tudor AB
Priority date: 1974-04-09
Filing date: 1975-04-09
Publication date: 1975-10-23
Also published as: JPS50140832A; ES218110U; ES436412A1; SE7404757L; GB1475837A; SE397606B; ES218110Y

Description

AKTIEBOLAGET TUDOR
S-172 81 Sundbyberg, Schweden

Verfahren bei der Herstellung von Röhrchenhüllen für Akkumulatoren und Vorrichtung zur Durchführung des

Verfahrens

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren bei der Herstellung von Röhrchenhüllen für Röhrchenelektroden von Akkumulatoren mit unterschiedlichen geometrischen Querschnitten sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Für derartige Röhrchenhüllen, die von unterschiedlichster Art sein können, gibt es verschiedenste Herstellungsmöglichkeiten. Die Erfindung betrifft Röhrchenhüllen und ein Verfahren für deren Herstellung, die auf einem Dorn geformt

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werden. Hierbei ist es bekannt, Röhrchenhüllen für Röhrchenelektroden für elektrische Akkumulatoren auf Dornen aus verschiedenen Hüllenmaterialien auszuformen. Es kann dabei sowohl mit kontinuierlichem als auch mit diskontinuierlichem Verfahrensablauf gearbeitet werden. Diskontinuierliche Methoden werden beispielsweise zur Versteifung von Röhrchenhüllen, welche aus einer Matte zusammengewebter Röhrchen und thermoplastischer oder überv/iegend thermoplastischer Faser bestehen, verwendet. Hierbei wird so verfahren, daß zunächst Stücke von der Röhrchenmatte abgeschnitten werden, deren Länge die Länge des gewünschten Endproduktes etwas übersteigt. In jeden Röhrchenkanal der Matte wird ein Dorn gesteckt und die Matte wird dann der gewünschten Behandlung I

unterzogen, welche eine Wärmebeaufschlagung oder eine Impräg- |

I nierung oder eine Kombination aus beiden sein kann. Danach ;

werden die Dorne entfernt und die Matte auf die gewünschte !

j Länge zugeschnitten. \

Bei der kontinuierlichen Röhrchenherstellung wird das Röhrchenhüllenmaterial in Form eines endlosen Bandes über einen Dorn geführt, der in geeigneter Weise festgehalten wird. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß der Dorn mit einem Halteorgan an dem Ende versehen ist, über das das Zuführen des Hüllenmaterials erfolgt, wobei es dort mittels dieses Halteorgans über einem Laufrädchen festgehalten wird.

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Es kann auch dadurch gehalten v/erden, daß der Dorn an seinem Zuführungsende mit einem schmaleren Abschnitt versehen ist und dort quer zum Dorn verlaufende Rollen oder Räder vorhanden sind, welche paarweise mit einem Zwischenraum angeordnet sind, der kleiner ist als der größte Durchmesser des Dorns aber größer als der kleinste Dorndurchmesser.

Die oben beschriebenen bekannten Verfahren sind mit gewissen Nachteilen verbunden. Hinsichtlich der diskontinuierlichen Methoden sind diese offensichtlich, da sie teils sehr arbeitsaufwendig sind und teils auch unnötigen Materialabfall mit sich bringen. Bei den oben beschriebenen kontinuierlichen Methoden ergibt sich eine teils nicht erwünschte Beeinflussung des Hüllenmaterials im Zusammenhang mit der Vorrichtung für das Festhalten des Dorns und teils bringen die Methoden als solche unnötige technische Komplikationen mit sich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen und die vorgenannten Nachteile auszuräumen, wobei besonders darauf zu achten ist, daß die Herstellung von Röhrchenhüllen mit beliebig gewähltem geometrischn Querschnitt möglich wird.

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Die Lösung dieser Aufgabe wird dadurch erreicht, daß das Material für die Röhrchenhüllen in Form eines kontinuierlichen Bandes über einen frei schwebenden Dorn zugeführt und auf diesem Dorn geformt wird. Die Röhrchenhüllen werden anschließend in gewünschte Längen geschnitten. Dadurch, daß der Dorn frei schv/ebend gehalten wird, kann er gerade ausgebildet sein und einen Querschnitt haben, welcher nur im Hinblick auf den Erhalt des bestmöglichen Produkts gewählt zu werden braucht, ohne daß andere erschwerende Gesichtspunkte berücksichtigt v/erden müssen, wie z.B. das Festhalten des Dorns und ähnliches. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, den Dorn auf elektromagnetischem Wege festzuhalten. Das kann sowohl mit Permanentmagneten als auch mit Elektromagneten erfolgen und mit statischen wie auch veränderlichen Magnetfeldern. Mit den veränderlichen Magnetfeldern sind hierbei nicht die Veränderungen im Magnetfeld gemeint, die bei Verwendung von Wechselstrom für Elektromagneten erhalten werden, sondern Magnetfelder von der Art, wie sie in Linearmotoren erzeugt werden. Das elektromagnetische Festhalten hat den weiteren Vorteil, daß das Dornmaterial hierdurch erwärmt wird, was wiederum zu einer Erwärmung des Materials für die Röhrchenhüllen führt. Hierdurch wird teils eine Trocknung des Materials erreicht für den Fall, daß dieses feucht sein sollte und teils eine Erwärmung, die einen schnelleren Durchlauf in den

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nachfolgenden Prozessen ermöglicht und damit eine größere
Kapazität beim Herstellungsprozeß.

Das Verfahren und die Vorrichtung sollen nachstehend unter
Hinweis auf die Abbildungen beschrieben werden, die als beispielsweise zu betrachten sind.

Fig. 1 zeigt einen Dorn, der für eine Festhaltung auf
magnetischem Wege vorgesehen ist,

Fig. 2 zeigt die Anordnung eines solchen Dorn in einem
kreisrunden Magneten, und

Fig. 3 zeigt einen Teil eines Dorns, der von zwei kreisrunden Magneten festgehalten wird.

Fig. 4 zeigt verschiedene unterschiedliche Querschnittsformen.

Der Dorn besteht aus einem Eintrittsteil 3 und einer Formung !

und einem Austrittsteil 4. Zwischen diesen befindet sich eine !

Anzahl Teile aus magnetisch nicht leitendem Material 2, I

zwischen welchen wiederum Teile aus magnetisch leitendem Ma- ;

terial angeordnet sind. Dadurch, daß die Teile aus elektrisch j

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leitendem Material mit kreisförmigen Magneten umgeben werden, wird erreicht, daß diese danach streben, in der Mitte eines solchen Magneten gehalten zu werden. Die Anzahl der Magneten sowie der dazugehörigen Stücke aus magnetisch leitendem Material, wie auch die Beschaffenheit der Magneten in verschiedener Hinsicht, wird im Hinblick auf die Kräfte gewählt, die auf den Dorn einwirken. Hierdurch wird erreicht, v/ie in Fig.2 gezeigt wird, daß der Dorn 6 danach strebt, in der Mitte des Magneten 5 gehalten zu werden. Als magnetisch leitendes Material wird zweckmäßigerweise Stahl gewählt, und als magnetisch nicht leitendes Material kann beispielsweise Kupfer oder Aluminium oder Legierungen davon gewählt werden. Auch keramisches oder polymeres Material ist möglich. Die Eingangs- wie

auch die Formungs- und Ausgangsteile des Dorns können aus je- j dem beliebigen geeigneten Material ohne Rücksicht auf die j Festhaltevorrichtung gewählt werden. Um die größtmögliche Krafij

und Festhaltewirkung am Dorn zu erzielen, muß der Spalt zwi- j sehen dem Dorn und dem Magneten klein sein. Er muß jedoch mindestens so groß sein, daß das Rohrchenhullenmaterial über den Dorn passieren kann.

Besonders vorteilhaft ist es, die Erfindung dann anzuwenden, wenn man Röhrchenhüllen aus geflochtenem Material mit sogenannten Stengeldrähten herstellen soll. In Hüllen aus geflochtenem Material nehmen die am Geflecht mitwirkenden

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Drähte eine Spiralenform an. Eine gleiche Anzahl von Drähten verläuft im allgemeinen in Links- bzw. Rechtswindungen und zwischen diesen Drähten liegt eine große Anzahl von Kreuzungspunkten. Stengeldrähte sind Drähte, die mit der Mittelachse der Röhrchenhülle parallel verlaufen und im Geflecht so eingelegt sind, daß sie von den spiralenförmigen Drähten am Platz gehalten werden. Um unerwünschte Effekte, wie Verschiebung der Drähte im Geflecht oder ähnliches, wie sie bei früher bekannten Verfahren zur Herstellung von Röhrchenhüllen aus solchem Material bekannt waren, zu vermeiden, hat man sich eines Materials mit sehr dichter Flechtung bedient. Dies ist aber sowohl aus technischer wie auch aus wirtschaftlicher Sicht unzweckmäßig,und mit dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist es nun möglich geworden, ein Geflecht von dem Typ zu wählen, wie er ausschließlich im Hinblick auf das Produkt, das man herstellen will, wünschenswert ist, und ohne daß man unnötigerweise Rücksicht auf das Verfahren zu nehmen hat, nach dem das Produkt hergestellt wird.

Die Erfindung betrifft speziell Röhrchenhüllen mit beliebig gewählter geometrischer Form. Beispiele einiger verschiedener Formen v/erden in Fig. 4 gezeigt. Welche Form für die Elektroden in einer bestimmten Batterie gewählt werden soll, hängt vom Einsatzbereich dieser Batterie ab. Man wird hierbei auf diei verschiedenen Ströme Rücksicht nehmen müssen, die man der

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Batterie zu entnehmen wünscht, auf eventuelle Möglichkeiten einer Elektrolytzirkulation, auf die Anforderungen, die an die Batteriezellen, die äußere Form des Batteriegefäßes usw.,' gestellt werden. Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung können diese Produkte unter Beibehaltung der gestellten Anforderungen, was Gleichmäßigkeit des Hüllenmaterial und gleichmäßige Verteilung der Drähte über die Hüllenoberfläche und die daraus folgende gleichmäßige Porosität der Hülle betrifft, hergestellt v/erden.

Damit das auf dem Dorn geformte Produkt nach der Entfernung vom Dorn seine Form beibehält, muß es in geeigneter Weise behandelt werden. Dies kann beispielsweise durch Erweichen oder Schmelzen von im Material enthaltenen Drähten aus Thermoplast mit niedrigem Schmelzpunkt erfolgen oder dadurch, daß das Hüllenmaterial mit einer versteifenden Imprägnierung versehen wird. Das Verfahren gemäß der Erfindung bietet bei einer solchen Imprägnierung spezielle Vorteile. Das Material, mit welchem die Imprägnierung vorgenommen wird, kann beispielsweise ein aushärtbares Plastikmaterial sein, wobei die Röhrchenhülle nach Aufnahme der Imprägnierung einen Trocken- und Härtungsofen durchläuft. Es kann zum Beispiel auch ein lösliches Harz sein, welches in Lösung eingebracht wird, wonach die Röhrchenhülle getrocknet wird. Eine solche lösliche

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Imprägnierung wird in der Schlußphase der Elektrodenherstellung entfernt. Die Vorteile der Erfindung treten indessen besonders zutage, wenn die Imprägnierung mit härtbarem Plast erfolgt, was auch bei den fertigen Produkten gev/isse Vorteile zur Folge hat. Wichtig bei dieser Imprägnierung ist indessen, daß einmal die zugeführte Menge liärtungsplast genau die richtige ist, so daß man ausreichende Steifheit mit dein geringstmöglichen Verlust an Porosität erhält. Beim Verfahren gemäß der Erfindung ist es möglich, mit einer geeigneten Dosierungsvorrichtung kontinuierlich eine genau richtige Menge an Imprägnierungsmittel zuzuführen, v/elches sich danach, infolge der Gleichmäßigkeit im Material, die bei der Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung möglich ist, gleichmäßig über das ganze Hüllenmaterial verteilt.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren bei der Herstellung von Röhrchenhüllen für Röhrchenelektroden von elektrischen Akkumulatoren, dadurch gekennzeichnet, daß das Material für die Röhrchenhüllen als kontinuierliches Band über einen frei schwebenden Dorn zugeführt wird, daß die Röhrchenhüllen anschließend auf diesem Dorn geformt und danach in gewünschter Länge abgeschnitten werden.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn magnetisch festgehalten wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn mittels Magnetfeld arretiert wird.

4. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch j

gekennzeichnet, daß das Ilüllenmaterial während es sich auf j dem Dorn befindet mit einer genau dosierten Menge Impräg- < nierungsmittel getränkt wird, welches danach,die geome- j trische Form des Hüllenmaterials stabilisierend, getrocknet ^: und/oder gehärtet wird. ;

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5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn aus einem oder mehreren Stücken magnetisch leitenden Materials besteht, und daß mindestens ein Stück von magnetisch nicht leitendem Ilaterial umgeben ist.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetisch leitende Material Stahl ist und das magnetisch nicht leitende Material aus Kupfer, Aluminium oder deren Legierungen besteht.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet daß jedes Stück aus magnetisch leitendem Ilaterial das von magnetisch nicht leitendem Material umgeben ist, in der Mittenöffnung eines kreisförmigen Magneten untergebracht ist, wobei der Spalt zwischen dem Dorn und dem Magneten mindestens so groß ist, daß das Röhrchenhüllenmaterial über den Dorn ziehbar ist.

8. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet sich aus einem oder mehreren Elektromagneten zusammensetzt.

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