DE2345205B2 - Anlage zum Herstellen einer Sinterbahn aus Kunststoffpulver, insbesondere für die Fertigung von Separatoren für Akkumulatoren - Google Patents

Description

65

Die Erfindung betrifft eine insbesondere für die Fertigung von Separatoren für Akkumulatoren geeignete Anlage mm Herstellen einer Smterbahn aus Kunststpffpulver, b^et 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 HeißluftZirkulationssystera angeschlossen ist

Bei einer aus der DE-PS 10 91319 bekannten, mit 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 19 41825 beschrieben, unmittelbar auf das obere Trum eines als Transportband dienenden endlosen Metallbandes aufgebracht wurde, wobei die Pulverschicht vorwiegend' 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, welche 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 der Beschaffenheit der Bandoberfläche abhängt, weil beispielsweise an stärker glänzenden Stellen der Bandoberfläche eine erhöhte Reflexion auftritt, wodurch diese Bandstellen weniger stark als andere erhitzt werden, was eine ungleichmäßige Erhitzung der Pulverschicht zur Folge hat Analoge Verhältnisse würden sich bei einer Heißluftheizung des Transportbandes mit Hilfe von Radiatoren ergeben. Da zumindest bei lang andauerndem Betrieb die Oberfläche von Metallbändern, insbesondere Stahlbändern, unvermeidlich ungleichmäßige Reflexionseigenschaften annimmt, treten zwangsläufig mit der Zeit Ungleichmäßigkeiten in den in solchen Anlagen hergestellten Sinterschichten auf.

Die Anwendung einer längs des Tunnelofens über dem 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.

Pie vorliegende Erfindung befaßt sich nun mit der Aufgabe, die geschilderten Nachteile der bekannten Sinteranlagen zu \ermeiden, d.h. die Erhitzung de$ metallischen Transportbandes unabhängig von seinen Reflexionseigenschaften und ohne die Gefahr des Verblasens des Pulvers durch eine Heißluftströmung zu bewirken und dadurch db 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 Inneiiwanrfung 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 HeiSIuftstrom unmittelbar durch Konvektion erhitzt, so daß einerseits die Reflexionseigenschaften und andere Oberffächeneigenschaften 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 lösen war, bestand darin, daß der Heißluftstrom im Ofen gegen die äußere Atmosphäre längs der unvermeidlichen Bewegungsspalte für das Transportband nicht abgedichtet werden kann, so daß bei einem Durchleiten eines Heißluftstromes in Längsrichtung durch den Tunnelofen un relativ hoher Druck angewendet werden müßte, der in der Anfangszone des Ofens zu einem hohen Oberdruck gegenüber der Atmosphäre und damit zu einem starken Luftaustritt an den Bewegungsspalten des Transportbandes führen würde, in der Endzone hii\gegen 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 Metdlbandes hintereinander liegende Heizabschnitte unterteilt und 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 kaon.

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-ZirkulationssystetT's auf der Saugseite eine einstellbare Fremdluft-Zuleitung aufweist, die mit der Atmosphäre in Verbindung steht tiid vorzugsweise über einen Vorwärmer verläuft.

Bei einer bevorzugten Ausföhrungsform der Erfindung verlaufen seitlich längs des Tunnelofens ein Heißluftverteilerrohr und ein Ruckluftsammelrohr, 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 Ruckluftsammelrohr münden. 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 Querschnitt?! längs der Linie ITI-III 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 r 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 unö anderseits an ein Ruckluftsammelrohr 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 Heißluftzuleitt'ngen 11 sind ebenfalls quer zum Stahlband 2 in den Ofen hineinragende Rückluftableitungen 12 vorgesehen, welche in das Ruckluftsammelrohr 10 münden. Das Heißluftverteilerrohr 9 und das Ruckluftsammelrohr 10 haben so große Querschnitte, daß in diesen Rohren praktisch kein Druckabfall auftritt Es ergibt sich dann eine Vielzahl von parallel geschalteten Strömungswegen zwischen den Heißluftzuleitungen 11 und den Rückluftableitungen 12, welche je einen Heizabschnitt 21 bilden und gewährleisten, daß der Druckunterschied zwischen der Heißluft und der Atmosphäre, der zur Aufrechterhaltung der Zirkulationsströmung erfordtrlich 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 Zirkuiationsströmung eingesaugt werden können, ist an der Saugseite des Ventilators 6 eine Fremdluft-Zuleitung 13 angeschlossen, die LuT'. 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 Fig.2 und der Querschnitte nach den Fig.3 bis 5 durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Tunnelofen erläutert Beim dargestellten Ausfuhrungsbeispiel bilden der

Oberteil \A und der Unterteil Iß des Tunnelofens 1 einen Durchtrittskanal, durch den das umlaufende Stahlband 2 mit der zu sinternden Pulverschicht 5 mit bekannten und deshalb nicht dargestellten Mitteln hindurchgeleitet wird. Die schraffiert gezeichneten Ofenteile bestehen aus wärmeisolierendem Material.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, sind im Unterteil 1 ßdes 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 Fig.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 lipppnrjpn HpJTahsrhnittP 21 Hip Wntprspitp fjpt Stshl bandes 2 und erhitzt dieses.

Zwischen dem Ofenoberteil XA und dem Ofenunterteil 1S 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 Iß gelagert sind und in geeigneten Abständen eine Abstützung des Stahlbandes 2 bewirken.

In den Vertikalebenen durch die Rückluftableitungen 12 und die Bandtragwaizen 22 sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 Trennfugen zwischen benachbarten Abschnitten des Ofenoberteils \A 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 F i g. 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 Abgassammelraum 23 ausströmt, aber aus diesem Raum kein schädliches Gas in den Zirkulationsweg der Heißluft eindringen kann.

Es hat sich gezeigt, daß mit einer Heißluft-Zirkula-

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 Tunnelöfen mit Strahlungsheizung verwendet worden sind und in diesen infolge Abnutzung ungleichmäßige Reflexionseigenschaften angenommen haben und daher nicht mehr brauchbar sind, noch einwandfrei in erfindungsgemäßen

Anlagen weiterverwendet werden.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Heißluft-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 welche sich jede Heißluftzuleitung 11 verzweigt, zwischen dem dort befindlichen Leitblech 19 und dem Ofenunterteil Iß 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.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1. Patentanspröche:

   U Anlage zum Herstellen einer Simerbahn aus Kunststoffpulver, insbesondere for die Fertigung von Separatoren für Akkumulatoren, bei welcher s 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 1 ο 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 {iß) und nach oben hin unmittelbar vom Metallband (2) begrenzt sind, wobei der Druck der strömenden Heißluft am Ende jedei Heizabschnittes (21) zumindest gleich dem Atmosphärendruck eingestellt ist
2. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator (6) des Heißluft-Zirkulationssystems (3) auf der Saugseite eine einstellbare Fremdluft-Zuleitung (13) aufweist, die mit der Atmosphäre in Verbindung steht und vorzugsweise über einen Vorwärmer (14) verläuft
3. 3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich längs des Tunnelofens (1) ein Heißluftverteilerrohr (9) und ein Rückluftsammelrohr (10) verlaufen, wobei diese Rohre (9,10) an die Zirkulationsleitungen (7, 8) angeschlossen sind und wobei in Abständen von· 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. 4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das HeiSluftverteilerrohr (9) und das Rückluftsammelrohr (10) in verschiedenen Höhenlagen auf der gleichen Seite des Tunnelofens (1) verlaufen. *5
5. 5. Anlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Heißluftzuleitungen (11) und/oder der Rückluftableitungen (12) zu diesen Leitungen (11, 12) hin konvergierende Leitbleche (19,20) vorgesehen sind. so
6. 6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich zumindest oberhalb einiger der Heißluftzuleitungen (11) und/oder Rückluftableitungen (12) und oberhalb der zu diesen Leitungen (11, 12) hin konvergierenden Leitbleche (19, 20) Tragwalzen (22) für das Transportband (2) befinden.
7. 7. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest einem der vom Leitblech (19) verzweigten Luftkanäle (26) nahe einer Heißluftzuleitung (11) ein verstellbares, nur einen Teil der Breite des Heizabschnittes (21) erfassendes Hindernis (27) für die Luftströmung eingefügt ist.