EP4226435A1 - Beschichtungsvorrichtung mit stabiler folienführung - Google Patents

Beschichtungsvorrichtung mit stabiler folienführung

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EP4226435A1
EP4226435A1 EP22714143.9A EP22714143A EP4226435A1 EP 4226435 A1 EP4226435 A1 EP 4226435A1 EP 22714143 A EP22714143 A EP 22714143A EP 4226435 A1 EP4226435 A1 EP 4226435A1
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EP
European Patent Office
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carrier
transport
coating
bearing
bearings
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP22714143.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Ebner
Deniz BOZYIGIT
Max KORY
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Battrion AG
Original Assignee
Battrion AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Battrion AG filed Critical Battrion AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the invention relates to a coating device for coating a carrier on at least one side with a paste according to the preamble of claim 1.
  • WO 2018/047054 A1 for example, a manufacturing process for such a coating of a carrier film with a paste is known from the prior art and is explained using the example of manufacturing a negative electrode for lithium-ion batteries.
  • the carrier is in the form of a film web, which is transported through the corresponding production/coating system via rollers.
  • the paste also contains graphite particles that can be aligned in the magnetic field.
  • the transport has to be very precise, because the carrier has to be guided through the magnetic field in a precisely defined manner in order to obtain a precisely controllable alignment of the graphite particles.
  • JP 2020053278 A refers to the problem that when drying fans are used to dry coatings, the support can sag as a result of the air flow. To compensate for this, a magnetic material is added to the electrode material, more specifically the coating on the carrier, and a permanent magnet is placed near the carrier to compensate for the deflection.
  • the object of the invention is to provide a coating device that enables more precise manufacture with more precise positioning of the carrier.
  • the coating device according to the invention provides a
  • Transport device before, with which the carrier film to be coated is passed through the system.
  • the carrier film per se is not an integral part of the coating device according to the invention.
  • the carrier in turn includes a film as the basic material and the coating applied to the film.
  • the manufacture of negative electrodes for lithium-ion batteries uses copper foil that comes in long strips.
  • a coating for example, a paste made of soft to liquid material is applied as a coating and then dried. During drying, the paste volume can shrink due to evaporation of components of the paste. Because of the adhesion to the film, the carrier as a whole may warp, buckle, wrinkle, or wrinkle.
  • the heating used to dry the paste can cause the carrier to expand or shrink.
  • the copper foil used will expand when heated, while a paste applied to it will shrink.
  • the entire complex of the carrier, which includes the foil and the paste, curves in this case, similar to a current-carrying, heating bimetallic strip.
  • the paste with which the carrier film is coated can contain platelet-shaped particles in which, for a majority of the particles, an ellipsoid approximating the respective particle shape has two axes of similar length and one significantly shorter axis.
  • the paste with which the carrier film is coated for example, can contain spherical particles in which, for a majority of the particles, an ellipsoid approximate to the respective particle shape has three axes of similar length.
  • the paste with which the carrier film is coated for example, can contain needle-shaped particles in which, for a majority of the particles, an ellipsoid that approximates the respective particle shape has a long axis and two significantly shorter axes.
  • the uniform orientation of the particles can in principle influence the tension due to volume reduction during drying, but the orientation is dependent on the desired production result specified and cannot be based solely on potential tension.
  • the coating can also have a material with thermoresponsive properties, but even these properties usually only contribute to the avoidance of tension to a limited extent.
  • Particles in the paste can be oriented, for example, under the influence of a force field.
  • Graphite particles can be oriented, for example, in a magnetic field, in particular a temporal and/or spatial alternating magnetic field. If there are particles in the paste that are to be oriented, this process is advantageously carried out before and/or during drying, since the particles are in a completely dried and surrounding environment can hardly move the solidified mass of the paste mechanically.
  • the orientation of the particles can partly be carried out simultaneously with the drying process, so that the orientation of the particles is not lost again during drying, either in whole or in part, for example due to air flow or under the influence of the shrinkage of the paste volume.
  • the mounting device according to the invention can also be used, which allows mounting in several directions, optionally without contact.
  • a dry coating with a powder can also be carried out.
  • the particles can also be aligned in a force field depending on the application in the dry coating.
  • the invention can also be used with this material.
  • the coating device according to the invention provides a reliable and stable support, even if the carrier has a delicate coating and precise positioning is desired.
  • the coating device according to the invention is characterized in that the
  • Transport device comprises a storage device for position-stable storage of the carrier with respect to a direction perpendicular to the transport plane, in which the carrier lies during transport, with which a force perpendicular to the transport surface can be exercised. Basically it can
  • the storage device thus represents a mechanical constraint for the range of movement perpendicular to the transport plane or to the surface of the carrier.
  • stable storage in the transport plane is not only advantageous in order to be able to apply the paste precisely during coating, but also to expose the carrier to a force field in a defined manner.
  • it is advantageous to position the carrier in a precisely defined manner in the force field for example to align it precisely in relation to the device generating the force field and to position it at a precisely defined distance in relation to the device generating the force field.
  • permanent magnets are typically used to generate a magnetic field, which is why it is particularly important that the carrier is positioned at a predetermined, well-defined distance from the permanent magnets so that the particles to be oriented are exposed to the intended field strength, which is necessary for aligning the particles .
  • Such stable storage can be obtained by the coating device according to the invention.
  • the distance between the carrier and the magnets must be precisely defined over the entire area on which the magnetic field acts on the carrier.
  • the coating device according to the invention can also do without a convex film guide, which is conventionally used in the prior art but is significantly more complex to implement.
  • the distance between the foil and the magnet is preferably between 0 mm and 200 mm, preferably between 0 mm and 20 mm, particularly preferably 1 mm and 4 mm.
  • the carrier can rest on one or more roller bearings.
  • the roller bearings provide a mechanical constraint to keep the beam from sagging in the direction of gravity. They have the advantage that they can rotate with the translational movement of the carrier, so only small frictional forces act, which consequently could not influence the carrier (e.g. due to abrasion, electrostatic charging or the like).
  • sliding bearings are also possible, which do not turn when they come into contact with the carrier, but remain non-rotatable.
  • flat sliding bearings are unusable because they have a large contact area that is in contact with the carrier and thus lead to high frictional forces.
  • thin wires or plastic threads stretched across or at an angle to the transport direction can be used. The carrier rests on the wire or thread and slides over it. Due to the extremely small contact area, only low frictional forces occur between the carrier and the thread or wire.
  • Such storage can usually be implemented in a cost-effective, space-saving manner with a low overall height and without major technical effort. There are different possibilities of the arrangement or the
  • a liquid cushion can also be provided to reduce friction, so that the wearer slides over this cushion.
  • a gas bearing or air bearing for example, a gas flow, advantageously an air flow, is generated at a surface. The wearer can then slide on this gas cushion. The frictional forces are regularly negligible. Nevertheless, a gas bearing should be dimensioned in such a way that even when it is attached to the coating side, it does not impede the drying process. It is particularly advantageous to design a gas bearing in such a way that it can be fitted flat over the magnet and has a small thickness, advantageously between 1 mm and 4 mm. In this configuration, the magnetic field penetrates the gas bearing and acts on the carrier. This allows the foil to be precisely positioned parallel to the magnets.
  • a vacuum bearing which provides negative pressure, for example, by a vacuum pump or a fan can be used.
  • the vacuum bearing sucks in the wearer and thus exerts a force on him.
  • This arrangement can also be used to press the carrier against another bearing.
  • electromagnetic bearings such as eddy current bearings or electrostatic bearings are conceivable, which allow similarly low frictional forces as gas bearings.
  • the material it is necessary for the material to be stored to have the appropriate properties, for example to enable electrostatic charging or the generation of eddy currents.
  • non-contact bearings such as gas bearings or electromagnetic bearings can be used in particular. These can effectively prevent the carrier from bending or arching too much perpendicularly to the plane of transport, but without touching or damaging the soft or partially liquid coating.
  • gas bearings according to the development of the invention make it possible for access to the film, e.g. during the drying process, not to be impeded.
  • rollers over which the carrier tape is guided can then be arranged in the transport direction between the respective magnets in the conventional manner, so that the field lines are not disturbed by the rollers.
  • roles require a comparatively large amount of space. Due to the one-sided storage, the film can lift off the rolls. Lifting of the slides when aligning increases the distance to the magnets, ie the particles may not be properly aligned.
  • gas bearings such as air bearings
  • a non-contact air bearing can be used, so that no matter what bearing is used on the opposite side (e.g. a contacting roller or grinding bearing, or even a non-contact gas bearing), a two-sided bearing that is on the opposite attacking sides.
  • the distance between adjacent bearings can in principle be between 1 cm and 8 m, preferably 1 cm - 50 cm, depending on which bearings are still used.
  • a vacuum bearing can be provided for exerting a contact pressure.
  • This vacuum bearing can be arranged on the same side of the carrier as the other bearings, since it sucks in the film, ie acts in the opposite direction to the direction of force of the other bearings.
  • the vacuum bearing can preferably be configured with a vacuum pump.
  • the coating device serves to complete the coating, so that the coating device according to the invention also comprises an alignment device in order to be able to orientate the particles in the paste.
  • the alignment device creates the force field under the influence of which the particles are aligned.
  • magnetic fields which change over time or locally can be used.
  • essentially permanent magnets are arranged in stacks and aligned in such a way that the orientation of their magnetic fields varies spatially, so that the carrier moved through the fields experiences a magnetic field that changes over time in relation to a point fixed to the carrier.
  • stable positioning of the carrier which is made possible by a coating device according to the invention, is advantageous precisely when passing through the magnetic fields.
  • the storage device advantageously stores the carrier in a stable position perpendicular to the transport plane.
  • the storage device is thus designed for at least two-sided or multi-sided storage of the carrier.
  • the storage elements can be arranged, for example, opposite one another above and below the transport plane or the carrier.
  • the bearings can also enclose the carrier in a U-shape in the edge area and thus form a three-sided bearing.
  • Two or more bearings can be connected in series along the transport route in order to obtain a particularly stable bearing over the corresponding area.
  • the bearings can be arranged opposite each other at the individual points along the transport route or at different points directly in series. In this way, despite the length of the film web, sagging is prevented or reduced.
  • At least two gas bearings are connected in series, with a vacuum bearing for exerting a contact pressure perpendicular to the transport direction being provided on the same side on which the gas bearings are located. In this way, the stability can be particularly increased.
  • the carrier can become tense when the paste dries, which usually leads to a disruptive curvature perpendicular to the transport plane.
  • a disruptive curvature perpendicular to the transport plane.
  • it can be advantageous to use, for example, a grinding bearing that restores the shape of the carrier or the film.
  • a bearing force on the coated side can also be brought about by a convex foil guide.
  • the foil then passes a greater distance than on a straight path;
  • the guiding of the foil with a constant change of direction on the arcuate section causes the carrier foil to be subjected to a certain amount of pressure.
  • precisely when an alignment is also to take place on this transport route section at the same time it is necessary to produce a convex force field or magnet surface there, which is technically difficult.
  • the convex leadership can also only be done within a certain framework, since the
  • Coating device geometrically usually only allows a certain angle range.
  • a convex foil guide can also be used in combination with at least one air bearing.
  • all bearings can be arranged on one side so that, for example, the coated side is accessible for a drying process.
  • Fig. 1 carriers with different coatings
  • Fig. 2 a schematic representation of a roller bearing in a coating device
  • Fig. 3 a schematic representation of a grinding bearing in a coating device according to the invention
  • Fig. 4 a schematic representation of an air bearing in a coating device according to the invention
  • Fig. 5 a schematic representation of a combination of
  • Fig. 6 a schematic representation of a double-sided air bearing according to the invention
  • Fig. 9 a schematic representation of a coating device according to the invention, as well as
  • Figure 10 is an illustration of an air bearing for use with the invention.
  • Figures 2-4 each show single direction bearings.
  • Coating device like, the invention can be processed or transported.
  • the carrier la consists basically only of the film F, without any coating.
  • the supports 1b, 1c each have a coating B or two coatings B1, B2.
  • the coatings B1, B2 can also be different from one another.
  • a paste or a dry coating can be used as the coating B, B1, B2.
  • the other carriers 1 in the following figures can be correspondingly coated or uncoated.
  • Figure 2 shows a section of a transport section over which a film F or a carrier 1 in the transport direction T transported to be coated.
  • the carrier 1 runs over roller bearings 2.
  • magnets 3 (not shown here) are provided, in whose magnetic field the particles can align themselves. In order not to disturb the field lines, the magnets 3 are arranged between the roller bearings 2.
  • the carrier 1 sags slightly between two adjacent roller bearings 2, so that the distance between the carrier 1 and the magnet 3 decreases compared to a fully tensioned film.
  • the roller bearings 2 have a low level of friction, but they only act on the carrier 1 on one side.
  • the foil side facing the magnet 3 is therefore the coated side, the opposite side, which is not touched by the bearing, is coated.
  • the disadvantage of this arrangement is that the distance between the carrier 1 and the magnet 3, which is crucial for a defined particle orientation, depends very much on individual circumstances such as the current tensile stress on the carrier 1 and can vary from individual case to individual case, causing fluctuations in production quality is subject.
  • the bottom 4 is drawn in to indicate the direction of gravity.
  • the sagging of the carrier 1 can be reduced by supporting it in more places closer together.
  • the prerequisite for this, however, is that the bearings 12 are smaller so that the magnets 3 do not have such a strong influence on the magnetic field.
  • Such an embodiment can be used as a spacer 12 via grinding bearings.
  • Figure 3 can be achieved. Individual wires or plastic threads, which are braced transversely to the transport direction T and over which the carrier 1 can slide, are sufficient for the sliding bearing 12 .
  • the spacers 12 can then also be located between the carrier 1 and the magnet 3 . Even if here If a certain sagging of the carrier 1 can still be observed, the distance between the carrier 1 and the magnet 3 is nevertheless approximately constant. Due to the friction, the grinding bearings can scratch the surface of the film during transport.
  • a one-sided storage is provided. If the foil is deformed, e.g. due to tension during drying of the applied coating paste, it can also detach locally from a bearing and lift off. This not only makes transport more difficult, but the distance from the magnet 3 then no longer corresponds to the predetermined distance value, but has increased.
  • Figures 5-8 show double direction bearings.
  • a contacting bearing such as a slide or roller bearing could damage the coating on the top of the film.
  • An air bearing in turn, could, as shown in Figure 6, block access to the upper, coated side, which could make drying more difficult, for example.
  • a vacuum pump 29 is provided as a vacuum bearing, which produces a contact pressure force on the air bearing 22 by the suction effect.
  • the upper, coated side is freely accessible here.
  • FIGS. This tensile force is achieved by a convex guide course, which is curved relative to the transport direction and away from the air bearings 22, because the carrier 1 has to exert a tensioned counterforce against the supporting force of the air bearings 22 in order to maintain the convex shape.
  • the magnets 3 In addition to the air bearings 22, the magnets 3 must also be arranged at an angle to one another, as can be seen in Figure 7, or the magnet is bent and thus generates the corresponding magnetic field with the desired course of the field lines or the desired field distribution, as shown in Figure 8 .
  • the curvature cannot be chosen to be arbitrarily large, and adapting the course of the field lines to the curvature is also not easy from a technical point of view, because a comparable field strength should always prevail over a region of the carrier 1, especially transversely to the transport direction.
  • the carrier 1 With an angled magnet arrangement, as can be seen from FIG. 7, the carrier 1 also runs slightly angled at the transition points between two magnets arranged at an angle to one another.
  • FIG. 9 shows a schematic representation of a coating device 30 for coating a film F or a carrier 1.
  • the film F or the carrier 1 is provided with paste in the application station 31 and then fed to a drying module 32 for drying the paste in the transport direction T.
  • the drying module 32 includes a specific number n of individual stations 32.1, 32.2, ..., 32.nl, 32.n, which are connected in series.
  • the carrier 1 runs back again, reversing direction, for example in order to be coated on the other side.
  • FIG. 10 shows the technical implementation of an air bearing 22 for a coating device according to the invention.
  • the air bearing 22 included a mounting plate 23 as a base plate for mounting within the system.
  • the surface 24 facing the object to be stored is designed as a porous graphite surface in order to be able to let air through and form an air cushion.
  • air connections 25 are provided on the lateral sections.

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Abstract

Vorgeschlagen wird eine Beschichtungsvorrichtung (30) zur Beschichtung eines Trägers (1) mit einer Beschichtung, umfassend eine Transportvorrichtung zum Transport des Trägers (1) während des Beschichtungsvorgangs zur Beschichtung des Trägers (1) auf wenigstens einer Seite des Trägers (1) sowie zum Transport wenigstens nach dem Auftragen der Paste auf einer Seite und eine Ausrichtungsvorrichtung. Zur besonders stabilen Folienführung umfasst die Transportvorrichtung eine Lagerungsvorrichtung (2, 12, 22, 29) zur positionsstabilen Lagerung des Trägers (1) in Bezug zur Richtung senkrecht zur Transportfläche, in welcher der Träger beim Transport liegt, und/oder senkrecht zur Transportrichtung (T), welche dazu ausgebildet ist, eine mechanische Zwangsbedingung für den Bewegungsbereich des Trägers (1) senkrecht zur Oberfläche in Richtung der unbeschichteten Seite des Trägers (1) auszubilden, um einer Änderung der Position in Bezug zur Richtung senkrecht zur Oberfläche entgegenzuwirken.

Description

Beschichtungsvorrichtung mit stabiler Folienführung
Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsvorrichtung zur Beschichtung eines Trägers auf mindestens einer Seite mit einer Paste nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der WO 2018 / 047054 Al ist zum Beispiel aus dem Stand der Technik ein Herstellungsprozess für eine derartige Beschichtung einer Trägerfolie mit einer Paste bekannt und wird am Beispiel einer Fertigung einer negativen Elektrode für Lithium-Ionen- Batterien erläutert. Der Träger liegt in Form einer Folienbahn vor, welche durch die entsprechende Fertigungs-/ Beschichtungsanlage hindurch über Rollen transportiert wird. In diesem Fall enthält die Paste auch im Magnetfeld ausrichtbare Graphitpartikel. Der Transport muss allerdings sehr präzise erfolgen, denn der Träger muss, um eine genau kontrollierbare Ausrichtung der Graphit-Partikel zu erhalten, genau definiert durch das Magnetfeld geführt werden.
In der JP 2020053278 A wird auf die Problematik verwiesen, dass sich der Träger bei der Verwendung von Trocknungsgebläsen zum Trocknen von Beschichtungen infolge des Luftstroms durchbiegen kann. Um dies auszugleichen, wird dem Elektrodenmaterial, genauer der Beschichtung auf dem Träger, ein magnetisches Material beigefügt, und ein Permanentmagnet in der Nähe des Trägers angeordnet, um das Durchbiegen auszugleichen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Beschichtungsvorrichtung bereitzustellen, die eine präzisere Fertigung mit genauerer Positionierung des Trägers ermöglicht.
Die Aufgabe wird, ausgehend von einer Beschichtungsvorrichtung der eingangs genannten Art, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich. Die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung sieht eine
Transportvorrichtung vor, mit welcher die zu beschichtende Trägerfolie durch die Anlage hindurchgeführt wird. Die Trägerfolie an sich ist kein fester Bestandteil der erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung.
Der Träger wiederum umfasst in der hier verwendeten Nomenklatur eine Folie als grundlegendes Material sowie die auf der Folie aufgebrachte Beschichtung. Für die Herstellung negativer Elektroden für Lithium-Ionen-Batterien zum Beispiel wird Kupferfolie verwendet, die in langen Bahnen vorliegt. Allerdings hat sich herausgestellt, dass bei herkömmlichen Verfahren nach dem Stand der Technik der Transport von vor allem langen Folienbahnen in Bezug zum Kraftfeld bzw. Magnetfeld unzureichend genau ist und bislang regelmäßig Probleme bereitet Hinzu kommen bei einer Beschichtung in der Regel weitere Anforderungen an den Fertigungsprozess: Als Beschichtung wird beispielsweise eine Paste aus weichem bis flüssigem Material aufgetragen und anschließend getrocknet. Beim Trocknen kann durch Verdampfung von Bestandteilen der Paste das Pastenvolumen schrumpfen. Aufgrund der Haftung an der Folie kann sich der Träger insgesamt verformen, wölben, Falten werfen, oder knittern. Außerdem kann sich beim Erhitzen, welches zum Trocknen der Paste eingesetzt wird,der Träger ausdehnen oder schrumpfen.
Zum Beispiel ist bei der Fertigung von Lithium-Ionen-Batterien zu erwarten, dass die verwendete Kupferfolie sich bei Erwärmung ausdehnt, während eine darauf aufgetragene Paste schrumpft. Der Gesamtkomplex des Trägers, der die Folie und die Paste umfasst, krümmt sich in diesem Fall, ähnlich wie ein stromdurchflossener, sich erwärmender Bimetallstreifen.
Dies kann wiederum dazu führen, dass sich der Träger insgesamt verformt, wölbt, Falten wirft oder knittert. Diese Effekte bereiteten bisher grundsätzlich bei der Lagerung und Positionierung und somit auch beim Transport und der Fertigung, insbesondere beim genauen Positionieren des Trägers in einem Kraftfeld Probleme. Die Paste, mit welcher die Trägerfolie z.B. beschichtet wird, kann plättchenförmige Partikel enthalten, bei denen für eine Mehrheit der Partikel ein an die jeweilige Partikelform angenäherter Ellipsoid zwei ähnlich lange Achsen sowie eine deutlich kürzere Achse besitzt. Die Paste, mit welcher die Trägerfolie z.B. beschichtet wird, kann kugelförmige Partikel enthalten, bei denen für eine Mehrheit der Partikel ein an die jeweilige Partikelform angenäherter Ellipsoid drei ähnlich lange Achsen besitzt.
Die Paste, mit welcher die Trägerfolie z.B. beschichtet wird, kann nadelförmige Partikel enthalten, bei denen für eine Mehrheit der Partikel ein an die jeweilige Partikelform angenäherter Ellipsoid eine lange Achse sowie zwei deutlich kürzere Achsen besitzt.
Wenn die Paste, mit welcher die Trägerfolie beschichtet wird, Partikel wie beispielsweise Partikel auf Kohlenstoffbasis, insbesondere Graphitpartikel enthält, insbesondere plättchenförmige Partikel, kann die einheitliche Ausrichtung der Partikel die Verspannung durch Volumenreduzierung beim Trocknen prinzipiell zwar beeinflussen, allerdings ist die Ausrichtung durch das gewünschte Produktionsergebnis vorgegeben und kann sich nicht allein nach einer potentiellen Verspannung richten. Sofern möglich, kann die Beschichtung auch ein Material mit thermoresponsiven Eigenschaften aufweisen, aber auch diese Eigenschaften tragen in der Regel nurbedingt zur Vermeidung von Verspannungen bei.
Eine Orientierung von Partikeln in der Paste kann zum Beispiel unter dem Einfluss eines Kraftfeldes erfolgen. Graphitpartikel lassen sich zum Beispiel in einem Magnetfeld, insbesondere einem zeitlichen und/oder räumlichen magnetischen Wechselfeld orientieren. Sind Partikel in der Paste vorhanden, die orientiert werden sollen, wird dieser Prozess vorteilhafterweise vor und/oder während der Trocknung ausgeführt, da sich die Partikel in einer sie umgebenden, vollständig getrockneten und erstarrten Masse der Paste mechanisch meist kaum noch bewegen lassen. Die Ausrichtung der Partikel kann zum Teil gleichzeitig zum Trocknungsprozess vorgenommen werden, damit die Orientierung der Partikel nicht beim Trocknen ganz oder teilweise, beispielsweise durch Luftströmung oder unter dem Einfluss des Schrumpfens des Pastenvolumens, wieder verloren geht. Denkbar ist auch, dass durch eine aktive Formung des Trägers der beim Trocknen und Schrumpfen der Paste auftretenden Verformung entgegengewirkt wird. Damit sich Folie bei einer solchen Verformung aber nicht aus der Lagerung hebt, kann aber auch die erfindungsgemäße Lagerungsvorrichtung eingesetzt werden, die eine Lagerung in mehrere Richtungen, gegebenenfalls berührungslos, ermöglicht.
Außer einer Paste, die eine weiche oder flüssige Masse mit Partikeln als wesentlichen Bestandteil aufweist, kann auch eine Trockenbeschichtung mit einem Pulver erfolgen. Die Partikel können je nach Anwendung in der Trockenbeschichtung auch in einem Kraftfeld ausgerichtet werden. Auch mit diesem Material kann die Erfindung verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung stellt eine zuverlässige und stabile Lagerung zur Verfügung, auch wenn der Träger eine empfindliche Beschichtung aufweist und eine genaue Positionierung gewünscht ist.
Dementsprechend zeichnet sich die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung dadurch aus, dass die
Transportvorrichtung eine Lagervorrichtung zur positionsstabilen Lagerung des Trägers in Bezug auf eine Richtung senkrecht zur Transportebene, in welcher der Träger beim Transport liegt, umfasst, mit welcher senkrecht zur Transportfläche eine Kraft ausgeübt werden kann. Grundsätzlich kann die
Lagerungsvorrichtung an unbeschichteten Stellen, auf denen keine Beschichtung vorliegt, oder an beschichteten Stellen berührend oder berührungslos angreifen. Die Lagerungsvorrichtung stellt somit eine mechanische Zwangsbedingung für den Bewegungsbereich senkrecht zur Transportebene bzw. zur Oberfläche des Trägers dar .
Beim Herstellungsprozess ist eine stabile Lagerung in der Transportebene nicht nur vorteilhaft, um die Paste bei der Beschichtung exakt auftragen zu können, sondern auch, um den Träger in definierter Weise einem Kraftfeld auszusetzen. Vor allem ist es vorteilhaft, den Träger in genau definierter Weise im Kraftfeld zu positionieren, z.B. genau in Bezug zu der das Kraftfeld erzeugenden Vorrichtung auszurichten und in genau definiertem Abstand in Bezug zu der das Kraftfeld erzeugenden Vorrichtung zu positionieren. In der Regel werden typischerweise Permanentmagnete zur Erzeugung eines Magnetfelds verwendet, weshalb es besonders wichtig ist, dass der Träger im vorbestimmten, wohldefinierten Abstand zu den Permanentmagneten positioniert ist, damit die zu orientierenden Partikel der vorgesehenen Feldstärke ausgesetzt sind, die zur Ausrichtung der Partikel notwendig ist. Eine solche stabile Lagerung kann durch die Beschichtungsvorrichtung gemäß der Erfindung erhalten werden. Insbesondere muss der Abstand des Trägers zu den Magneten auf der ganzen Fläche, auf der das Magnetfeld auf den Träger einwirkt, genau definiert sein. Die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung kann bezüglich ihrer Lagerung auch auf eine konvexe Folienführung verzichten, welche herkömmlicherweise im Stand der Technik Verwendung findet, jedoch deutlich aufwendiger umzusetzen ist. Der Abstand zwischen der Folie und dem Magneten beträgt bei einer Ausführungsvariante vorzugsweise zwischen 0 mm - 200mm, bevorzugt zwischen 0 mm - 20 mm, besonders bevorzugt 1 mm - 4 mm.
Bei Weiterbildungen der Erfindung können zum Beispiel folgende Lagerungsvorrichtungen oder Kombinationen an Lagerungsvorrichtungen eingesetzt werden:
- Der Träger kann auf einem oder mehreren Rollenlagern aufliegen. Die Rollenlager bieten eine mechanische Zwangsbedingung aus, damit der Träger nicht in Schwerkraftrichtung durchhängt. Sie besitzen den Vorteil, dass sie sich mit der Translationsbewegung des Trägers mitdrehen können, also auch nur geringe Reibungskräfte wirken, die den Träger folglich auch nicht beeinflussen könnten (etwa durch Abrieb, elektrostatische Aufladung oder dergl.).
- Stattdessen sind auch Schleiflager möglich, die sich bei Kontakt mit dem Träger nicht mitdrehen, sondern drehfest verharren. In der Regel sind flächige Schleiflager unbrauchbar, da sie eine große Kontaktfläche, die mit dem Träger in Kontakt steht, aufweisen und damit zu hohen Reibungskräften führen. In der Regel können dünne Drähte oder Kunststofffäden, die quer oder in einem Winkel zur Transportrichtung gespannt werden, verwendet werden. Der Träger liegt auf dem Draht oder Faden auf und gleitet darüber. Aufgrund der äußerst geringen Kontaktfläche treten meist zwischen Träger und Faden bzw. Draht nur geringe Reibungskräfte auf. Eine derartige Lagerung kann meist kostengünstig, platzsparend mit geringer Bauhöhe sowie ohne größeren technischen Aufwand umgesetzt werden. Es gibt verschiedene Möglichkeiten der Anordnung bzw. der
Kombination von Lagern:
- Rollen- oder Schleiflager werden in der Regel bei Kontakt mit Festkörperoberflächen eingesetzt. Zur Verringerung der Reibung kann auch ein Flüssigkeitspolster vorgesehen sein, sodass der Träger über dieses Polster hinweg gleitet.
- Gegenüber Flächen aus weicher Materie oder flüssigen Beschichtungen wiederum ist es vorteilhaft, berührungslose Lager einzusetzen. Bei einem Gaslager oder Luftlager zum Beispiel wird ein Gasstrom, vorteilshaft ein Luftstrom, an einer Oberfläche erzeugt. Auf diesem Gaspolster kann der Träger sodann gleiten. Die Reibungskräfte sind regelmäßig vernachlässigbar gering. Dennoch sollte ein Gaslager so dimensioniert sein, dass auch gerade dann, wenn es beschichtungsseitig angebracht ist, nicht den Trocknungsvorgang behindert. Es ist besonders vorteilhaft ein Gaslager so auszugestalten, dass es flächig über den Magneten angebracht werden kann, und eine geringe Dicke, vorteilshaft zwischen 1 mm - 4 mm, aufweist. In dieser Ausgestaltung durchdringt das Magnetfeld das Gaslager und wirkt auf den Träger ein. Dies erlaubt eine präzise Lagerung der Folie parallel zu den Magneten.
- In vorteilhafter Weise kann auch ein Vakuumlager, welches Unterdrück beispielsweise durch eine Vakuumpumpe oder ein Gebläse bereitstellt, eingesetzt werden. Das Vakuumlager saugt den Träger an und übt so eine Kraftwirkung auf ihn aus. Diese Anordnung kann auch dazu verwendet werden, den Träger an ein anderes Lager anzupressen. - Darüber hinaus sind auch elektromagnetische Lager wie Wirbelstromlager oder elektrostatische Lager denkbar, die ähnlich geringe Reibungskräfte erlauben wie Gaslager.
Dennoch ist es notwendig, dass das zu lagernde Material entsprechende Eigenschaften aufweist, es zum Beispiel eine elektrostatische Aufladung oder die Erzeugung von Wirbelströmen ermöglicht.
Beschichtungsseitig können vor allem berührungslose Lager wie Gaslager oder elektromagnetische Lager eingesetzt werden. Diese können wirksam verhindern, dass sich der Träger zu stark senkrecht zur Transportebene biegt bzw. wölbt, jedoch ohne dabei die weiche bzw. teilweise flüssige Beschichtung zu berühren oder zu beschädigen. Gleichzeitig wird mit den Gaslagern gemäß der Weiterbildung der Erfindung ermöglicht, dass der Zugang zur Folie, also z.B. beim Trocknungsvorgang, nicht behindert wird.
Insgesamt ist es vorteilhaft, dass sämtliche Lager so ausgerichtet sind, dass die Geradheit der Folie senkrecht zur Folientransportrichtung gewährleistet wird, um ein Wölben, Knittern, oder Falten werfen der Folie zu vermeiden, wobei berührungslose Lager in seitlicher Richtung ein gewisses Spiel zulassen können.
Als Ausgangspunkt werden folgende Lagerungen betrachtet:
- Grundsätzlich können herkömmlicherweise Rollen, über die das Trägerband geführt wird, sodann jeweils zwischen den jeweiligen Magneten in Transportrichtung angeordnet werden, damit die Feldlinien nicht durch die Rollen gestört werden. Rollen benötigen aber vergleichsweise viel Platz. Aufgrund der einseitigen Lagerung kann die Folie von den Rollen abheben. Ein Abheben der Folien beim Ausrichten vergrößert den Abstand zu den Magneten, d.h. die Partikel werden gegebenenfalls nur unzureichend ausgerichtet.
- Um den genauen Abstand der Folie zum Magneten zu erhalten, können Abstandshalter, die auf den Magneten aufliegen, verwendet werden. Grundsätzlich stellt aber auch eine solche Lagerung eine einseitige Lagerung dar, d.h. die Folie kann immer noch abheben. Es wird nur verhindert, dass der Abstand zwischen Folie und Magnet zu gering wird. Zudem ist diese herkömmliche Lagerung mit Schwierigkeiten verbunden, weil ein Abstandshalter ein Schleiflager darstellt, und durch die Reibung Kratzer in der Folie auftreten können. Die Prozessstabilität ist unter Umständen nicht mehr gewährleistet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel können nun Gaslager, wie zum Beispiel Luftlager eingesetzt werden. Vor allem auf der beschichteten Seite kann ein berührungsloses Luftlager verwendet werden, sodass, unabhängig davon, welches Lager auf der gegenüberliegenden Seite verwendet wird (z.B. ein in Kontakt stehendes Rollen- oder Schleiflager oder auch ein berührungsloses Gaslager) eine beidseitige Lagerung, die an den gegenüberliegenden Seiten angreift, besteht.
Sind die einzelnen Lager in Serie geschaltet (in Transportrichtung) , so kann der Abstand zwischen benachbarten Lagern grundsätzlich zwischen 1 cm und 8 m, vorzugsweise 1 cm - 50 cm betragen, je nachdem welche Lager noch verwendet werden.
Damit das beschichtungsseitig angeordnete, zum Beispiel das obere Luftlager, nicht den Trocknungsprozess stört und ein schlechter Zugang für die Trocknung besteht, kann ein Vakuumlager zur Ausübung einer Anpresskraft vorgesehen sein. Dieses Vakuumlager kann auf der gleichen Seite des Trägers wie die anderen Lager angeordnet werden, da es die Folie ansaugt, also der Kraftrichtung der andern Lager entgegengesetzt wirkt. Vorzugsweise kann das Vakuumlager mit einer Vakuumpumpe ausgestaltet sein.
Die Beschichtungsvorrichtung dient zur Fertigstellung der Beschichtung, sodass die Beschichtungsvorrichtung erfindungsgemäß auch eine Ausrichtungsvorrichtung umfasst, um die Partikel in der Paste orientieren zu können. Die Ausrichtungsvorrichtung erzeugt das Kraftfeld, unter dessen Einfluss die Partikel ausgerichtet werden. Bei plättchenförmigen Graphitpartikeln in Flockenform bzw. länglicher Form können zeitlich bzw. örtlich wechselnde Magnetfelder verwendet werden. In der Regel werden im Wesentlichen Permanentmagnete in Stapeln angeordnet und so ausgerichtet, dass die Orientierung ihrer Magnetfelder räumlich variiert, sodass der durch die Felder bewegte Träger in Bezug auf einen zum Träger fixen Punkt ein zeitlich wechselndes Magnetfeld erfährt. Um beschichtete Träger konstanter Qualität zu erhalten, ist gerade beim Durchlaufen der Magnetfelder eine stabile Positionierung des Trägers, sie durch eine Beschichtungsvorrichtung gern, der Erfindung ermöglicht wird, vorteilhaft.
Die Lagerungsvorrichtung lagert den Träger vorteilhafterweise senkrecht zur Transportebene in stabiler Position. Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Lagerungsvorrichtung somit zur mindestens zweiseitigen bzw. zur mehrseitigen Lagerung des Trägers ausgebildet. In Bezug auf den Abstand zu Magnetfeld erzeugenden Elementen können die Lagerungselemente zum Beispiel gegenüberliegend oberhalb und unterhalb der Transportebene bzw. des Trägers angeordnet sein. Die Lager können auch den Träger im Randbereich U-förmig umgreifen und so ein dreiseitiges Lager ausbilden.
Entlang der Transportstrecke können zwei oder mehr Lager in Serie geschaltet sein, um über den entsprechenden Bereich eine besonders stabile Lagerung zu erhalten. Die Lager können an den einzelnen Stellen entlang der Transportstrecke gegenüberliegend angeordnet sein oder an verschiedenen Stellen unmittelbar in Serie. Auf diese Weise wird trotz der Länge der Folienbahn verhindert bzw. reduziert, dass diese durchhängt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind wenigstens zwei Gaslager in Serie geschaltet, wobei auf der gleichen Seite, auf der sich die Gaslager befinden, ein Vakuumlager zur Ausübung einer Anpresskraft senkrecht zur Transportrichtung vorgesehen ist. Auf diese Weise kann die Stabilität besonders erhöht werden.
Der Träger kann sich beim Trocknen der Paste verspannen, was in der Regel zu einer störenden Wölbung senkrecht zur Transportebene führt. In Bezug auf eine derartige Wölbung kann es vorteilhaft sein, zum Beispiel ein Schleiflager zu verwenden, welches die Form des Trägers bzw. der Folie wiederherstellt.
Eine Lagerkraft auf der beschichteten Seite kann grundsätzlich auch durch eine konvexe Folienführung herbeigeführt werden. Die Folie passiert dann eine größere Strecke als auf geradem Weg; zudem bewirkt die Führung der Folie mit ständiger Richtungsänderung auf dem kreisbogenförmigen Streckenabschnitt, dass die Trägerfolie eine gewisse Anpressung—erhält. Gerade aber dann, wenn gleichzeitig auf diesem Transportstrecken-Abschnitt eine Ausrichtung auch erfolgen soll, ist es notwendig, eine konvexe Kraftfeld- bzw. Magnetoberfläche dort herzustellen, was technisch schwierig ist. Die konvexe Führung kann zudem nur in einem bestimmten Rahmen erfolgen, da die
Beschichtungsvorrichtung geometrisch in der Regel nur einen bestimmten Winkelbereich zulässt.
Dennoch kann bei einer Ausführungsform der Erfindung auch eine konvexe Folienführung in Kombination mit mindestens einem Luftlager verwendet werden. Für den Trocknungsprozess können alle Lager auf einer Seite angeordnet werden, sodass z.B. die beschichtete Seite einem Trocknungsprozess zugänglich ist.
Ausführungsbeispiele
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend unter Angabe weiterer Einzelheiten und Vorteile näher erläutert.
Im Einzelnen zeigen:
Fig. 1: unterschiedlich beschichtete Träger,
Fig. 2: eine schematische Darstellung eines Rollenlagers in einer Beschichtungsvorrichtung,
Fig. 3: eine schematische Darstellung eines Schleiflagers in einer Beschichtungsvorrichtung gern, der Erfindung,
Fig. 4: eine schematische Darstellung eines Luftlagers in einer Beschichtungsvorrichtung gern, der Erfindung, Fig. 5: eine schematische Darstellung einer Kombination aus
Luftlager und Vakuumlager gern, der Erfindung,
Fig. 6: eine schematische Darstellung eines beidseitigen Luftlagers gern, der Erfindung,
Fig. 7, 8: jeweils schematische Darstellungen eines Luftlagers bei konvexer Folienführung gern, der Erfindung und mit zueinander unterschiedlicher Ausführung der das Kraftfeld erzeugenden Permanentmagnete
Fig. 9: eine schematische Darstellung einer Beschichtungsvorrichtung gern, der Erfindung, sowie
Fig. 10: eine Darstellung eines Luftlagers zur Verwendung gern, der Erfindung.
Die Figuren 2-4 zeigen jeweils einseitig wirkende Lager.
Unterschiedliche Arten von Trägern la, lb, lc sind in Figur 1 schematisch dargestellt, die mithilfe einer
Beschichtungsvorrichtung gern, der Erfindung verarbeitet bzw. transportiert werden können. Der Träger la besteht im Grunde nur aus der Folie F, ohne jegliche Beschichtung. Die Träger lb, lc weisen jeweils eine Beschichtung B bzw. zwei Beschichtungen Bl, B2 auf. Die Beschichtungen Bl, B2 können im Allgemeinen auch unterschiedlich zueinander sein. Als Beschichtung B, Bl, B2 kommt grundsätzlich eine Paste oder eine Trockenbeschichtung in Frage. Die weiteren Träger 1 in den nachfolgenden Figuren können entsprechend beschichtet oder unbeschichtet sein.
Figur 2 zeigt einen Ausschnitt aus einer Transportstrecke, über die eine Folie F bzw. ein Träger 1 in Transportrichtung T transportiert wird, um beschichtet zu werden. Der Träger 1 läuft über Rollenlager 2. Ferner sind zur Ausrichtung von Partikeln in einer Beschichtung der Folie des Trägers 1 Magnete 3 (hier nicht dargestellt) vorgesehen, in deren Magnetfeld sich die Partikel ausrichten können. Um die Feldlinien nicht zu stören, sind die Magnete 3 zwischen den Rollenlagern 2 angeordnet. Der Träger 1 hängt zwischen zwei benachbarten Rollenlagern 2 etwas durch, sodass der Abstand des Trägers 1 zum Magnet 3 gegenüber einer vollständig gespannten Folie abnimmt. Die Rollenlager 2 besitzen eine geringe Reibung, greifen hier aber auch nur einseitig am Träger 1 an. Die dem Magnet 3 zugewandte Folienseite ist daher die beschichtete Seite, die gegenüberliegende Seite, die vom Lager nicht berührt wird, ist beschichtet. Nachteilig ist an dieser Anordnung, dass der Abstand des Trägers 1 zum Magnet 3, der für eine definierte Partikelausrichtung entscheidend ist, sehr stark von einzelnen Gegebenheiten wie der aktuellen Zugspannung am Träger 1 abhängt und von Einzelfall zu Einzelfall durchaus variieren kann, wodurch die Fertigungsqualität Schwankungen unterworfen ist.
Zu Andeutung der Schwerkraftrichtung ist der Boden 4 eingezeichnet .
Das Durchhängen des Trägers 1 kann reduziert werden, indem diese an mehr Stellen, die näher zusammen liegen, gestützt wird. Voraussetzung hierfür ist aber, dass die Lager 12 kleiner sind, um das Magnetfeld durch die Magnete 3 nicht so stark zu beeinflussen. Eine solche Ausführung kann über Schleiflager als Abstandshalter 12 gern. Figur 3 erreicht werden. Für die Schleiflager 12 genügen einzelne Drähte oder Kunststofffäden, die quer zur Transportrichtung T verspannt werden und über welche der Träger 1 gleiten kann. Die Abstandshalter 12 können dann auch zwischen Träger 1 und Magnet 3 liegen. Auch wenn hier immer noch ein gewisses Durchhängen des Trägers 1 zu beobachten ist, ist der Abstand des Trägers 1 zum Magnet 3 dennoch annähernd konstant. Durch die Reibung können die Schleiflager beim Folientransport diese an der Oberfläche verkratzen.
Reibungseffekte können hingegen durch Luftlager 22, wie dies in Figur 4 dargestellt ist, reduziert bzw. vermieden werden. Die Lagerung erfolgt hier völlig berührungslos.
Nach den Figuren 2-4 ist eine einseitige Lagerung vorgesehen. Wird die Folie verformt, z.B. durch eine Verspannung bei der Trocknung der aufgetragenen Beschichtungspaste, so kann sie sich auch lokal von einem Lager lösen und sich abheben. Dies erschwert nicht nur den Transport, sondern der Abstand zum Magneten 3 stimmt dann auch nicht mehr mit dem vorbestimmten Abstandswert überein, sondern hat sich vergrößert.
Die Figuren 5-8 zeigen zweiseitig wirkende Lager.
Ein berührendes Lager wie ein Schleif- oder Rollenlager könnte die Beschichtung auf der Folienoberseite beschädigen. Ein Luftlager wiederum könnte, wie in Figur 6 gezeigt, den Zugang zur oberen, beschichteten Seite versperren, was z.B. die Trocknung erschweren könnte. Um eine der Stützkraft des Lagers 22 entgegenwirkende Kraft auf den Träger 1 wirken zu lassen, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform gern. Figur 4 eine Vakuumpumpe 29 als Vakuumlager vorgesehen, welches durch Sogwirkung eine Anpresskraft an das Luftlager 22 herstellt. Hier ist die obere, beschichtete Seite frei zugänglich.
Eine weitere Option mit einem ähnlichen, zweiseitigen Lagerungseffekt wie in Figur 5 (Luftlager mit Vakuumlager) kann durch Ausübung einer Zugkraft auf den Träger 1 erreicht werden. Entsprechende Ausführungsformen mit konvexem Führungsverlauf sind in den Figuren 7, 8 dargestellt. Diese Zugkraft wird durch einen konvexen Führungsverlauf, der gegenüber der Transportrichtung und von den Luftlagern 22 weg gekrümmt ist, erreicht, weil der Träger 1 gespannt eine Gegenkraft gegen die Stützkraft der Luftlager 22 ausüben muss, um die konvexe Form beizubehalten. Neben den Luftlagern 22 müssen auch die Magnete 3 gewinkelt, wie in Figur 7 zu sehen, zueinander angeordnet sein, oder der Magnet wird gebogen und erzeugt so das entsprechende Magnetfeld mit dem gewünschten Feldlinienverlauf bzw. der gewünschten Feldverteilung, wie es in Figur 8 dargestellt ist.
In der Regel kann die Krümmung nicht beliebig groß gewählt werden und auch die Anpassung des Feldlinienverlaufs an die Krümmung ist technisch nicht einfach, weil über einen Bereich des Trägers 1 hinweg, vor allem quer zur Transportrichtung, überall grundsätzlich eine vergleichbare Feldstärke herrschen sollte. Bei gewinkelter Magnetanordnung, wie sie aus Figur 7 hervorgeht, verläuft auch der Träger 1 an den Übergangspunkten zwischen zwei zueinander gewinkelt angeordneten Magneten leicht gewinkelt .
Figur 9 zeigt eine schematische Darstellung einer Beschichtungsvorrichtung 30 zur Beschichtung einer Folie F bzw. eines Trägers 1. Die Folie F bzw. der Träger 1 wird in der Auftragungsstation 31 mit Paste versehen und anschließend einem Trocknungsmodul 32 zum Trocknen der Paste in Transportrichtung T zugeführt. Das Trocknungsmodul 32 umfasst eine bestimmte Zahl n an Einzelstationen 32.1, 32.2, ..., 32.n-l, 32.n, welche in Serie geschaltet sind. Mittels der RücklaufStation 33 läuft der Träger 1 unter einer Richtungsumkehr wieder zurück, z.B. um auf der anderen Seite beschichtet zu werden. Figur 10 zeigt die technische Umsetzung eines Luftlagers 22 für eine Beschichtungsvorrichtung gern, der Erfindung. Das Luftlager 22 umfasste eine Befestigungsplatte 23 als Grundplatte zur Montage innerhalb der Anlage. Die dem zu lagernden Objekt zugewandte Oberfläche 24 ist als poröse Graphitoberfläche ausgebildet, um Luft durchlassen und ein Luftpolster ausbilden zu können. An den seitlichen Abschnitten sind dazu Luftanschlüsse 25 vorgesehen.
Bezugszeichenliste :
1, la, lb, lc Träger 2 Rollenlager 3 Magnet
4 Boden
12 Schleiflager
22 Gaslager / Luftlager
23 Befestigungsplatte 24 poröse Graphitoberfläche
25 Luftanschlüsse
29 Vakuumpumpe / Vakuumlager
30 BeschichtungsVorrichtung
31 AuftragungsStation 32 Trocknungsmodul
32.1, 32.2,...,32.n Einzelstationen zur Trocknung
33 RücklaufStation
B, Bl, B2 Beschichtung F Folie T Transportrichtung

Claims

Ansprüche
1.Beschichtungs orrichtung (30) zur Beschichtung eines Trägers (1, la, lb, lc) auf wenigstens einer Seite, insbesondere einer Folie (F), mit einer Beschichtung (B, Bl, B2), insbesondere mit einer Paste und/oder einer Trockenbeschichtung mit in einem Kraftfeld ausrichtbaren Partikeln, vorzugsweise zur Herstellung einer Anode einer Lithium-Ionen-Batterie, umfassend eine Transportvorrichtung zum Transport des Trägers (1, la, lb, lc) während des Beschichtungsvorgangs zur Beschichtung des Trägers (1, la, lb, lc) auf wenigstens einer Seite des Trägers (1, la, lb, lc) sowie zum Transport wenigstens nach dem Aufträgen der Beschichtung auf einer Seite, wobei eine
Ausrichtungsvorrichtung (3) zur Orientierung von Partikeln in der Paste vorgesehen ist, welche insbesondere ein Kraftfeld zur Ausrichtung der Partikel erzeugt, vorzugsweise ein örtlich und/oder zeitlich wechselndes Magnetfeld, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung eine Lagerungsvorrichtung (2, 12, 22,
29) zur positionsstabilen Lagerung des Trägers (1, la, lb, lc) in Bezug zur Richtung senkrecht zur Transportflache, in welcher der Träger beim Transport liegt, und/oder senkrecht zur Transportrichtung umfasst, welche dazu ausgebildet ist, eine mechanische Kraft auf den Träger (1, la, lb, lc) auszuüben und wenigstens an einer unbeschichteten Seite des Trägers (1, la, lb, lc) anzugreifen und/oder eine mechanische Zwangsbedingung für den Bewegungsbereich des Trägers (1, la, lb, lc) senkrecht zur Oberfläche und/oder senkrecht zur Transportrichtung (T) wenigstens in Richtung der unbeschichteten Seite des Trägers (1, la, lb, lc) auszubilden, um einer Änderung der Position in Bezug zur Richtung senkrecht zur Oberfläche und/oder senkrecht zur Transportrichtung (T) entgegenzuwirken.
2.Beschichtungsvorrichtung (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerungsvorrichtung (2, 12, 22,
29) umfasst:
• wenigstens ein Rollenlager (2) umfasst, auf dem der Träger (1, la, lb) aufliegen kann und welches dazu ausgebildet ist, in Kontakt mit dem Träger (1, la, lb) sich mit der Translationsbewegung des Trägers mitzudrehen, und/oder
• wenigstens ein Schleiflager (12), auf dem der Träger (1, la, lb) aufliegen kann und welches dazu ausgebildet ist, in Kontakt mit dem Träger (1, la, lb, lc) mit der Translationsbewegung des Trägers drehfest zu verharren, insbesondere ein parallel zur Transportfläche und/oder senkrecht zur Transportrichtung (T) angeordneter Draht und/oder Kunststofffaden und/oder
• wenigstens ein Gaslager (22), insbesondere ein Luftlager, zur berührungslosen Lagerung des Trägers (1, la, lb, lc), und/oder
• ein Vakuumlager (29), insbesondere ein durch eine Vakuumpumpe ausgestaltetes Vakuumlager, insbesondere zur Ausübung einer Anpresskraft senkrecht zur Transportoberfläche und/oder Transportrichtung (T) und/oder zur Ausübung einer Zugkraft auf den Träger (1, la, lb, lc) parallel zur Transportrichtung (T), und/oder
• ein Flüssigkeitspolster als Lagerung, und/oder
• ein elektromagnetisches Lager, insbesondere ein elektrostatisches Lager und/oder ein Wirbelstromlager.
3 .Beschichtungsvorrichtung (30) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerungsvorrichtung (2, 12, 22, 29) zur mehrseitigen Lagerung des Trägers (1, la, lb, lc) ausgebildet ist, welche auf mehreren Seiten des Trägers (2) anordenbar ist, wobei die Lagerungsvorrichtung (2, 12, 22, 29) insbesondere wenigstens zwei einander in Bezug auf die Transportfläche und/oder den Träger (1, la, lb, lc) gegenüberliegende Lager aufweist.
4. Beschichtungsvorrichtung (30) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Lagerungsvorrichtung ein berührungsloses Lager (22) umfasst, um auf der unbeschichteten und/oder beschichteten Seite des Trägers (1, la, lb, lc) anzugreifen, das insbesondere als Gaslager (22), vorteilshaft als Luftlager, ausgebildet ist.
5. Beschichtungsvorrichtung (30) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Seite der Transportfläche, insbesondere auf der Seite der Transportfläche, auf der sich die unbeschichtete Seite des Trägers befindet, wenigstens zwei Lager in Transportrichtung in Serie geschaltet und zueinander gewinkelt angeordnet sind, um einen gekrümmten Transportverlauf des Trägers zu ermöglichen.
6.Beschichtungsvorrichtung (30) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei in Transportrichtung (T) in Serie geschaltete Gaslager (22), insbesondere Luftlager, vorgesehen sind und dabei zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gaslagern (22) ein Vakuumlager (29) angeordnet ist, um eine Anpresskraft senkrecht zur Transportrichtung (T) zu erzeugen.
7. Beschichtungsvorrichtung (30) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Bezug zur Transportfläche und/oder zum Träger (1, la, lb, lc) dem wenigstens einen Gaslager (22) ein gegenüberliegendes Gaslager (22) angeordnet ist.
8. Beschichtungsvorrichtung (30) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtungsvorrichtung zur Erzeugung eines zeitlich und/oder örtlich wechselnden Magnetfeldes ausgebildet ist, insbesondere wenigstens eine Permanentmagneten (3) umfasst, um die Partikel in der Paste zu orientieren.
9. Beschichtungsvorrichtung (30) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerungsvorrichtung (2, 12, 22, 29) dazu ausgebildet ist, die Folie (F) und/oder den Träger (1) im Abstand von 0 - 200 mm, insbesondere 0 mm - 20 mm, vorteilhaft 1 - 4 mm, von der Ausrichtungsvorrichtung, insbesondere von Magneten, entfernt zu halten.
10. Beschichtungsvorrichtung (30) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerungsvorrichtung (2, 12, 22, 29) wenigstens zwei in Transportrichtung (T) in Serie geschaltete Lager umfasst, deren Abstand zwischen 1 cm und 8 m, vorzugsweise zwischen 1 cm - 50 cm beträgt.
11. Beschichtungsvorrichtung (30) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, den Träger auf eine gekrümmten Transportstrecke zu führen.
12. Beschichtungsvorrichtung (30) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Ausrichtungsvorrichtung wenigstens zwei in Bezug zur Transportrichtung in Serie geschaltete
Teilausrichtungselemente, insbesondere Permanentmagente aufweist, welche entlang wenigstens eines Teils der gekrümmten Transportstrecke gewinkelt zueinander angeordnet sind.
13. Beschichtungsvorrichtung (30) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtungsvorrichtung, insbesondere der Permanentmagent entlang wenigstens eines Teils der gekrümmten Transportstrecke gekrümmt ausgebildet ist, um die Feldverteilung des Kraftfeldes an den Verlauf der gekrümmten Transportstecke anzupassen.
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