DE1533024B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von faserporoesen Platten - Google Patents

Description

trischen Strom durchflossen und durch die dabei ent- io züglich der Preßwerkzeuge, stehende ohmsche Wärme die Fasern an Berührungs- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstelpunkten versintert (vgl. Technische Mitteilungen, 51, lung von faserporösen Platten durch Elektrosinterung, Nr. 4, S. 189 ff.; deutsche Patentschrift 1 206 705). Im wobei metallische oder metallisierte Fasern mit einer Rahmen der bekannten Maßnahmen wird also das Vorzugsrichtung vliesförmig geschichtet sowie ge-Sintergut selbst vom elektrischen Strom durchflossen, 15 gebenenfalls einem Preßdruck unterworfen werden es erwärmt sich dabei, und es kommt an den vlies- und das an Elektroden angeschlossene Vlies von statistisch verteilten Berührungspunkten der einzel- einem elektrischen Sinterstrom durchflossen wird sonen Fasern zu Sinterprozessen. Man erwartet auf wie durch die dabei entstehende ohmsche Wärme die diese Weise eine einfache und elegante Herstellung Fasern an den Berührungspunkten versintert werden, faserporöser Platten, insbesondere auch deshalb, weil ao Die Erfindung besteht darin, daß das Vlies quer zur in den metallischen oder metallisierten Fasern ein Vorzugsrichtung der Fasern, d. h. senkrecht zur für den elektrischen Strom besonders günstiger Weg Ebene der herzustellenden Platten, von dem elektripräformiert ist. Das bekannte Verfahren zur Herstel- sehen Strom durchflossen wird. Arbeitet man im lung faserporöser Platten durch Elektrosinterung Rahmen der Erfindung mit einem gleichmäßig aufmetallischer oder metallisierter Fasern arbeitet daher 25 geschichteten Vlies, so erhält man nach dem erfinauch mit einem elektrischen Strom, der die Fasern dungsgemäßen Verfahren eine überraschend gleichin ihrer Längsrichtung durchfließt. Im Rahmen der mäßige Verteilung der Sinterpunkte in den Platten, bekannten Maßnahmen werden einerseits die Enden was für viele Anwendungsfälle, insbesondere im der Fasern an Elektroden angeschlossen, anderer- Akkumulatorenbau, von großer Bedeutung ist. Die seits wird das Vlies einem Preßdruck unterworfen, 30 Anzahl der Sinterpunkte läßt sich durch die Intenwobei man mit Preßwerkzeugen arbeiten muß, die sität der Verfilzung der Fasern im Vlies, den Preßelektrisch nichtleitend ausgeführt sind. Darüber hin- druck auf das Vlies beim Sintervorgang und die aus müssen die Preßwerkzeuge hinreichend tempera- Stromstärke, aber auch dadurch beeinflussen, daß das turbeständig sein und schließlich mechanisch für ge- Vlies aus metallischen oder metallisierten Fasern vor wisse Verformungs- oder Preßvorgänge hinreichend 35 dem Sintervorgang quer zur Vorzugsrichtung der stabil sein. Im praktischen Betrieb haben sich hier Fasern komprimiert wird. Selbstverständlich lassen verschiedene keramische Materialien, insbesondere sich die beschriebenen Maßnahmen zur Beeinflussung Quarzkörper, als plattenförmige Preßwerkzeuge mehr der Anzahl der Sinterpunkte pro Volumeinheit der oder weniger gut bewährt. So gelingt es im Rahmen herzustellenden Platte auch kombinieren. Immer der bekannten Maßnahmen zwar, metallische Fasern 40 kann so der Sintervorgang dem Verwendungszweck ohne weiteres und schnell miteinander zu versintern, der herzustellenden faserporösen Platte ohne Schwiejedoch verteilen sich die Sinterpunkte auch dann, rigkeiten angepaßt werden. Auch wenn mit Fasern wenn man das Vlies sehr gleichmäßig aufbaut, nicht aus Glas, Quarz, Mineralien mit metallisierter Oberimmer hinreichend gleichmäßig über das Volumen fläche gearbeitet wird, tritt ein Ansintern an den vorder herzustellenden Platte. Erhebliche Schwierigkei- 45 zugsweise aus Graphit bestehenden Elektroden nicht ten entstehen außerdem beim Versintern metallisier- auf.

ter Fasern aus Glas. Hier treten zusätzlich Werkzeug- Dies gilt auch bei Anwendung eines zusätzlichen

Probleme auf. Die keramischen, glasemailleartig ge- Preßdruckes, der erfindungsgemäß von eben diesen schützten oder aus Quarz bestehenden plattenförmi- Elektroden auch aufgebracht wird. Das gilt insbesongen Preßwerkzeuge verbinden sich stets mit dem teil- 50 dere dann, wenn während des Sintervorganges die zur weise an die Oberfläche tretenden Grundkörper der Zu- bzw. Abführung des elektrischen Stromes diemetallisierten, im Inneren aus Glas bestehenden nenden und gleichzeitig als plattenförmige Preßwerk-Fasern. Es kommt zu einem festen Verbund, d. h. zu zeuge wirkenden Elektroden gekühlt werden. Zweckeinem Ansintern der metallisierten, im Inneren aus mäßigerweise wird der Sintervorgang unter Schutzgas Glas bestehenden Fasern an die plattenförmigen 55 durchgeführt.

Preßwerkzeuge. Diese Affinität zwischen dem Glas Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind

des faserigen Sintergutes und dem oxydkerami- nicht nur darin zu sehen, daß erfindungsgemäß eine sehen Preßwerkzeug erlauben deshalb eine An- gleichmäßige Verteilung der Sinterpunkte über das wendung des vorgenannten Verfahrens der Elektro- Volumen der herzustellenden faserporösen Platten Sinterung auf metallisierte Fasern aus Glas nicht. 60 erreicht wird, deren Anzahl leicht beeinflußt werden Gerade diese sind jedoch für viele Anwendungen kann, und nicht nur darin, daß die eingangs bevon erheblicher Bedeutung. — Eine werkstofftech- schriebenen werkstofftechnischen bzw. werkzeugtechnische Lösung des Problems ist bis heute nicht ge- nischen Probleme nicht mehr auftreten, sondern viellungen. Es gibt anscheinend kein Material, das den mehr auch darin, daß mit einer besonders einfachen obengenannten Anforderungen für das Verfah- 65 Vorrichtung gearbeitet werden kann. Diese ist erfinren der Elektrosinterung im Zuge der Herstellung dungsgemäß gekennzeichnet durch ein Preßwerkzeug von faserporösen Platten aus metallisierten Fasern mit plattenförmigen, in Vorzugsrichtung der Fasern genügt. Auch Graphit kann wegen seiner des zu sinternden Vlieses erstreckten, quer zur Vor-

zugsrichtung verstellbaren Elektroden, die gleichzeitig als plattenförmige Preßwerkzeuge ausgeführt sind. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung bestehen diese Elektroden aus Graphit oder graphitisiertem Werkstoff. Im übrigen ist die erfindungsgemäße Vorrichtung nach bevorzugter Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden mit Kühleinrichtungen (z. B. Kühlkammern oder Kühlkanälen) ausgerüstet sind. Selbstverständlich muß im Rahmen des Sintervorganges dafür ge- ίο sorgt werden, daß der Preßdruck auf das Vlies während des Sintervorganges nicht zu groß wird. Das kann über in der einschlägigen Technik bekannte Feststellvorrichtungen ohne weiteres erreicht werden, am einfachsten jedoch dadurch, daß zwischen den Elektroden Abstandsbolzen oder Zwischenstücke angeordnet sind.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Die einzige Figur zeigt ao in schematischer Darstellung in Seitenansicht eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die in der Figur dargestellte Vorrichtung besitzt ein Preßwerkzeug mit plattenförmigen, in Vorzugs- ag richtung der Fasern des zu sinternden Vlieses 1 erstreckten, quer zur Vorzugsrichtung in Richtung der Pfeile 2 verstellbaren Elektroden 3, 4. Diese bestehen vorzugsweise aus Graphit oder graphitisiertem Werkstoff. Sie können nicht gezeichnete Kühleinrichtungen in Form von Kühlkammern oder Kühlkanälen aufweisen.

Die metallisierte, beispielsweise nickelmetallisierte, im Innern aus Glas bestehende Faser G wird in Form von mehreren Schichten bis zu 20 Lagen zwischen die beiden Elektroden 3, 4 gelegt. Auf der Rückseite der Elektroden 3,4 ist in direktem galvanischem Verbund die Stromzuführung 5, beispielsweise aus Kupfer, angebracht. Es ist dabei wesentlich, daß zwischen den beiden Elektroden 3, 4 und der Stromzuführung 5 eine feste und über die ganze Fläche gleichmäßige elektrische Kontaktgabe gegeben ist. Die beschriebene Vorrichtung befindet sich in einem Schutzgasraum mit Glocke 6.

Das zwischen den beiden Elektroden 3, 4 befindliehe Vlies 1 wird durch das Gewicht der oberen Elektrode 3 etwas zusammengepreßt. Das Zusammenpressen kann selbstverständlich auch auf andere Weise erfolgen. Beim Einschalten des elektrischen Stromes, der für den beschriebenen Fall und bei einer Flächenausbildung von 50 cm² eine Stärke von etwa A annimmt, kommt es zu einer Erwärmung, schließlich zu einer Glühung des Vlieses 1 aus metallisierten Fasern und damit zu einer weiteren selbsttätigen Verdichtung des plattenförmigen, faserporösen Gerüstes. Der Sintervorgang ist nach etwa 2 Minuten abgeschlossen. Die fertige, faserporöse Platte kann direkt und ohne Schwierigkeiten von den Elektroden 3, 4 abgelöst und auf ihre letzte Gebrauchsform zugeschnitten werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von faserporösen Platten, insbesondere für Akkumulatoren, durch Elektrosinterung, wobei metallische oder metallisierte Fasern mit einer Vorzugsrichtung vliesförmig geschichtet und gegebenenfalls einem Preßdruck unterworfen werden sowie das an Elektroden angeschlossene Vlies von einem elektrischen Strom durchflossen wird und durch die dabei entstehende ohmsche Wärme die Fasern an Berührungspunkten versintert werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Vlies (1) quer zur Vorzugsrichtung der Fasern, d. h. senkrecht zur Ebene der herzustellenden Platten, von dem elektrischen Strom durchflossen wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Preßwerkzeug mit plattenförmigen, in Vorzugsrichtung der Fasern des zu sinternden Vlieses (1) erstreckten, quer zur Vorzugsrichtung verstellbaren Elektroden (3, 4).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (3, 4) aus Graphit oder graphitisiertem Werkstoff bestehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (3, 4) mit Kühleinrichtungen, z. B. Kühlkammern oder Kühlkanälen, ausgerüstet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (3, 4) mit auf bestimmten Abstand einstellbaren Feststellvorrichtungen, z. B. Abstandsbolzen, ausgerüstet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen CO-Y