Vorrichtung zum Auftragen einer Pulverschicht
Die österreichische Patentschrift Nr. 188096 beschreibt eine Vorrichtung zum Auftragen einer Pulverschicht auf eine relativ dazu bewegte Unterlage mit Hilfe eines quer zur Richtung der Relativbewegung der Unterlage vorzugsweise langgestreckten Aufgabetrichters, deren Kennzeichen im wesentlichen darin besteht, dass sich am Mündungsende des Aufgabetrichters ein zweckmässig ebenfalls trichterartiger Hohlkörper befindet, der das Mündungsende des Aufgabetrichters mit Zwischenraum umschliesst und über dessen Mündungsende nach unten vorsteht, wobei die ablaufseitige Querkante des Hohlkörpers als Streichkante für die Begrenzung der aufgetragenen Schichtdicke ausgebildet ist.
Diese Vorrichtung hat den Vorteil, dass das aufzutragende pulverförmige Gut sehr gleichmässig und vor allem praktisch unabhängig vom Pulverstand im Aufgabetrichter auf die Unterlage verteilt wird, so dass Dichteschwankungen und Risse in der aufgetragenen Schicht vermieden werden.
Es hat sich nun gezeigt, dass bei Vorrichtungen der beschriebenen Art besonders für das Auftragen von wenig fliessfähigem Pulver eine weitere Verbesserung hinsichtlich der Gleichmässigkeit des Pulverauftrags erzielt werden kann, wenn gemäss der vorliegenden Erfindung auf der Ablaufseite des Aufgabetrichters in dem Raum zwischen diesem Trichter und der die Dicke der aufgetragenen Pulverschicht bestimmenden Streichkante zumindest ein zusätzliches Verteilungsorgan für das Pulver angeordnet ist. Dieses zusätzliche Verteilungsorgan kann als eine Hilfsstreichkante ausgebildet sein, die höher liegt als die Hauptstreichkante. Die Höhenlage der Hilfsstreichkante bezüglich der Hauptstreichkante kann einstellbar sein.
Anderseits kann das zusätzliche, die Pulververteilung beeinflussende Organ auch kamm- oder rechenartig geformt sein und zweckmässig in Querrichtung eine hin und her gehende Bewegung ausführen. In diesem Falle werden vorzugsweise zwei oder mehr gegensinnig bewegte kammartige Organe hintereinander angeordnet.
In Kombination mit einem als Hilfsstreichkante wirkenden oder als Kamm ausgebildeten Zusatzorgan im Sinne der Erfindung wird zweckmässig der Träger der Hauptstreichkante auf der Zulaufseite des Pulvers mit einer sanften, konvexen Krümmung ausgeführt, so dass das Pulver allmählich von einer grösseren Schichtdicke auf die durch die gegebenenfalls profilierte Hauptstreichkante definierte Solldicke der Pulverschicht übergeleitet wird.
Das Hauptanwendungsgebiet der Erfindung ist die Herstellung von porösen Separatorplatten für Akkumulatoren aus einer gesinterten Kunststoffpulver- schicht. Diese Pulverschicht wird dabei mit der Vorrichtung nach der Erfindung glatt oder gegebenenfalls mit einem Rippenprofil auf eine Unterlage aufgetragen und sodann samt der Unterlage durch einen Sinterofen geführt; hinter diesem Ofen wird die gesinterte Kunststoffbahn auf ein gewünschtes Plattenformat abgelängt.
Die Erfindung und die mit ihr erzielten Vorteile sollen nun anhand der Zeichnung an Ausführungs- beispielen genauer erläutert werden.
Fig. 1 stellt ein erstes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt dar.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1 bei abgenommenem Aufgabetrichter.
Fig. 3 ist eine Seitenansicht vom ablaufseitigen Ende des Trichters her gesehen.
Die Fig. 4 und 5 stellen im Längsschnitt bzw. in einer der Fig. 3 ähnlichen Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel dar.
Fig. 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel im Längs schnitt.
Fig. 7 ist eine Draufsicht zu Fig. 6 bei abgenommenem Aufgabetrichter.
Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Auftragsvorrichtung nach der Erfindung ist mit einem Aufgabetrichter 1 für das Pulver ausgestattet, der z. B. mittels einer nicht dargestellten Konsole fest gehaltert ist.
Unter der Mündung des Aufgabetrichters wird mit Abstand die zu beschichtende Unterlage 3 im Sinne des Pfeiles P an der Auftragsstelle vorbeigeführt. Das Mündungsende des Aufgabetrichters ist an drei Seiten von einem einseitig offenen Rahmen 2 umgeben, der auf der rechts liegenden Ablaufseite des Trichters unten eine Streichkante 4 bildet und auf der gegen überliegenden, offenen Seite des Rahmens über einen Bügelteil an einer festen Achse 5 gelenkig gehaltert ist. Oberhalb der Streichkante 4 ist an der Aussenseite des Rahmens 2 ein Querbalken 6 angebracht, der seitlich über den Rahmen vorsteht, wobei die vorstehenden Balkenendteile auf Führungsschienen 9 gleiten, die seitlich an der bewegten Unterlage 3 ausgebildet sind.
Dadurch wird der Rahmen 2 bzw. dessen Streichkante 4 in einem bestimmten Abstand von der Unterlage gehalten, und zwar derart, dass der Spalt zwischen der Unterkante 4 und der Unterlage 3 die Dicke der aufzutragenden Schicht bestimmt.
Am Rahmen 2 ist mittels Gelenkzapfen 10 schwenkbar ein weiterer, in Draufsicht U-förmiger Rahmen 11 gelagert, dessen Unterteil auf der Ablaufseite eine Hilfsstreichkante 12 bildet. Mit Hilfe einer Stellschraube 13, welche sich an einem Ansatz 14 des Rahmens 2 abstützt, kann die Lage des Rahmens 11 in bezug auf den Rahmen 2 und damit die relative Höhenlage der beiden Streichkanten 4 und 12 eingestellt werden.
Das aus dem Aufgabetrichter 1 austretende Pulver wird von der bewegten Unterlage 3 mitgenommen und staut sich zunächst an der ablaufseitigen Wandung des Rahmens 11, wo es entsprechend der Höheneinstellung der Hilfsstreichkante 12 auf der Unterlage aufgestrichen wird. Im Zwischenraum zwischen den Streichkanten 4 und 12 staut sich wieder Pulver an, weil die Haupstreichkante 4 tiefer liegt als die Hilfsstreichkante 12. Das Pulverniveau in diesem Zwischenraum ist jedoch niedriger als in dem Zwischenraum zwischen der ablaufseitigen Wand des Trichters 1 und der Hilfsstreichkante 12.
Es hat sich gezeigt, dass die Streichkante 4 unter dem in ihrem Arbeitsbereich wirksamen mässigen P ulverdruck die von dur Hilfsstreichkante 12 aufgetragene Pulverschicht in der Dicke auf den gewiinschten Sollwert einwandfrei reduzieren kann, ohne dass selbst bei wenig fliessfähigem Pulver Oberflächenrisse auftreten.
Falls bei besonders ungünstigen Pulversorten auch diese Massnahme noch nicht ausreichen sollte, kann man gemäss den Fig. 4 und 5 dem Träger 15 der Hauptstreichkante 4 auf der Zulaufseite des Pulvers eine sanfte, konvexe Krümmung erteilen, die allmählich von einer grösseren Schichtdicke auf die durch die Hauptstreichkante definierte Solldicke überleitet. Es divergieren dann die Räume links und rechts von der Hilfsstreichkante 12 nach unten, wodurch auch allfällige Brückenbildungen des Pulvers verhindert werden. Wenn die Hauptstreichkante, wie in den Fig. 4 und 5 angenommen worden ist, z. B. zwecks Ausbildung von Längsrippen in der aufgetragenen Schicht, profiliert ist, wird diese gekrümmte Zulauffläche zweckmässig so ausgebildet, dass sie nach hydro dynamischen Gesichtspunkten allmählich in die Endform des Profils übergeht.
Unter Anwendung dieser Massnahmen gelingt auch der Auftrag wenig fliessfähigen Pulvers mit profilierter Oberfläche, ohne dass dabei, speziell an den vorstehenden Profilteilen, irgendwelche Risse auftreten.
Gemäss den Fig. 4 und 5 ist der die ablaufseitige Wandung des Rahmens 2 bildende Träger 15 der Hauptstreichkante 4 an Zapfen 20 in den Seitenwän- den des Rahmens 2 schwenkbar gelagert und mit einem Bügel 17 versehen, der von einer Stellschraube 16 dursetzt wird. Eine Feder 18 zieht diesen Bügel gegen einen zwischen den Seitenwänden des Rahmens 2 verlaufenden Balken 19, an dem sich die Stellschraube 16 abstützt. Mit Hilfe dieser Stellschraube kann die Winkellage des Trägers 15 und damit die Höhenlage der Hauptstreichkante 4 bzw. die Dicke der aufgetragenen Pulverschicht eingestellt werden.
Eine weitere Möglichkeit zur Verwirklichung der Erfindung ist in den Fig. 6 und ! 7 dargestellt. Hierbei sind zwischen der Rückwand des Trichters 1 und der Streichkante 4, die ähnlich wie bei der Ausfiih- rungsform nach den Fig. 4 und 5 ausgebildet ist, Querbalken 21 und 22 angeordnet, die kammartig mit Zinken 21', 22' versehen sind, welche mit gekrümmtem Verlauf in die Pulveranhäufung vor der Streichkante 4 eingreifen und bis in die Nähe der Streichkante reichen. Diese beiden kammartigen Verteilungsorgane führen, wie durch Doppelpfeile angedeutet worden ist, eine gegenläufige, rasch hin und her gehende Bewegung parallel zur Abstreichkante aus und durchwirbeln dadurch das schwerfliessende Pulver.
Die hin und her gehende Bewegung dieser kammartigen Organe wird beispielsweise dadurch bewirkt, dass die beiden in den Seitenwänden des Rahmens 2 verschiebbar geführten Balken 21,22 an einem Ende durch ein Laschenglied 23 miteinander verbunden sind, an das senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 7 eine Welle 24 angreift, die eine periodische Schwenkbewegung ausführt.
In den Fig. 6 und 7 ist eine weitere Verstelivor- richtung für die Hauptstreichkante 4 dargestellt. Der Träger 15 der Hauptstreichkante ist um Zapfen 20 im Rahmen 2 schwenkbar und trägt einen Bügel 17, der durch eine Druckfeder 18 vorgespannt ist; anderseits stützt sich der Träger 15 gegen eine Stellschraube 16 ab, die in einem Querbalken 19 montiert ist. Durch Drehen der Stellschraube kann wieder die Winkellage der Abstreichkante und damit die Dicke der aufgetragenen Pulverschicht eingestellt werden.
Anstelle der dargestellten einseitig offenen Rahmen 2 und 11 können bei allen Ausführungsbeispielen auch allseitig geschlossene Rahmen, insbesondere auch z. B. trichterförmige Hohlkörper, verwendet werden.
Device for applying a powder layer
The Austrian patent specification No. 188096 describes a device for applying a powder layer to a base moved relative to it with the help of a feed hopper which is preferably elongated transversely to the direction of the relative movement of the base, the characteristic of which is essentially that at the mouth end of the feed hopper there is an expediently also funnel-like Hollow body is located, which encloses the mouth end of the feed hopper with a gap and protrudes over its mouth end downwards, wherein the outlet-side transverse edge of the hollow body is designed as a brushed edge for limiting the applied layer thickness.
This device has the advantage that the powdery material to be applied is distributed very evenly and, above all, practically independent of the powder level in the feed hopper, so that density fluctuations and cracks in the applied layer are avoided.
It has now been shown that with devices of the type described, especially for the application of poorly flowable powder, a further improvement in terms of the uniformity of the powder application can be achieved if, according to the present invention, on the discharge side of the feed hopper in the space between this funnel and the the thickness of the applied powder layer determining the coating edge at least one additional distribution element for the powder is arranged. This additional distribution element can be designed as an auxiliary coating edge which is higher than the main coating edge. The height of the auxiliary coating edge with respect to the main coating edge can be adjustable.
On the other hand, the additional organ influencing the powder distribution can also be shaped like a comb or rake and expediently execute a reciprocating movement in the transverse direction. In this case, two or more comb-like organs moving in opposite directions are preferably arranged one behind the other.
In combination with an additional organ acting as an auxiliary coating edge or designed as a comb within the meaning of the invention, the carrier of the main coating edge on the inlet side of the powder is expediently designed with a gentle, convex curvature so that the powder gradually moves from a greater layer thickness to that possibly profiled by the Main coating edge defined target thickness of the powder layer is transferred.
The main field of application of the invention is the production of porous separator plates for accumulators from a sintered plastic powder layer. This powder layer is applied smoothly or optionally with a rib profile to a base with the device according to the invention and then passed through a sintering furnace together with the base; Behind this furnace, the sintered plastic sheet is cut to the desired plate format.
The invention and the advantages achieved with it will now be explained in more detail with reference to the drawing of exemplary embodiments.
Fig. 1 shows a first embodiment in longitudinal section.
FIG. 2 shows a plan view of the device according to FIG. 1 with the feed hopper removed.
Fig. 3 is a side view seen from the downstream end of the hopper.
FIGS. 4 and 5 represent a further embodiment in longitudinal section or in a side view similar to FIG. 3.
Fig. 6 shows a third embodiment in longitudinal section.
FIG. 7 is a plan view of FIG. 6 with the feed hopper removed.
The application device according to the invention shown in FIGS. 1 to 3 is equipped with a feed hopper 1 for the powder, which z. B. is firmly supported by means of a console, not shown.
Under the mouth of the feed hopper, the substrate 3 to be coated is guided past the application point in the direction of the arrow P at a distance. The mouth end of the feed hopper is surrounded on three sides by a frame 2 open on one side, which forms a brushing edge 4 on the right-hand outlet side of the hopper and is hinged to a fixed axis 5 on the opposite, open side of the frame via a bracket part . Above the coating edge 4, a transverse beam 6 is attached to the outside of the frame 2 and protrudes laterally over the frame, the projecting beam end parts sliding on guide rails 9 which are formed on the side of the moving base 3.
As a result, the frame 2 or its coating edge 4 is held at a certain distance from the base, in such a way that the gap between the lower edge 4 and the base 3 determines the thickness of the layer to be applied.
A further frame 11, which is U-shaped in plan view, is pivotably mounted on the frame 2 by means of hinge pins 10, the lower part of which forms an auxiliary coating edge 12 on the drain side. With the aid of an adjusting screw 13, which is supported on a shoulder 14 of the frame 2, the position of the frame 11 in relation to the frame 2 and thus the relative height of the two stroking edges 4 and 12 can be adjusted.
The powder emerging from the feed hopper 1 is carried along by the moving base 3 and initially accumulates on the outlet-side wall of the frame 11, where it is spread on the base according to the height setting of the auxiliary coating edge 12. In the space between the coating edges 4 and 12, powder accumulates again because the main coating edge 4 is lower than the auxiliary coating edge 12. The powder level in this space is lower than in the space between the outlet wall of the funnel 1 and the auxiliary coating edge 12.
It has been shown that the coating edge 4, under the moderate powder pressure effective in its working area, can perfectly reduce the thickness of the powder layer applied by the auxiliary coating edge 12 to the desired target value without surface cracks occurring even with poorly flowable powder.
If this measure should not be sufficient for particularly unfavorable types of powder, according to FIGS. 4 and 5, the carrier 15 of the main coating edge 4 on the inlet side of the powder can be given a gentle, convex curvature, which gradually changes from a greater layer thickness to that caused by the Main coating edge defined target thickness transferred. The spaces to the left and right of the auxiliary coating edge 12 then diverge downwards, which also prevents any bridging of the powder. When the main coating edge, as has been assumed in Figs. 4 and 5, e.g. B. for the purpose of forming longitudinal ribs in the applied layer is profiled, this curved inlet surface is expediently designed so that it gradually merges into the final shape of the profile according to hydrodynamic aspects.
Using these measures, it is also possible to apply poorly flowable powder with a profiled surface without any cracks occurring, especially on the protruding profile parts.
According to FIGS. 4 and 5, the carrier 15 of the main coating edge 4, which forms the outlet-side wall of the frame 2, is pivotably mounted on pegs 20 in the side walls of the frame 2 and is provided with a bracket 17 which is penetrated by an adjusting screw 16. A spring 18 pulls this bracket against a bar 19 which runs between the side walls of the frame 2 and on which the adjusting screw 16 is supported. With the help of this adjusting screw, the angular position of the carrier 15 and thus the height of the main coating edge 4 or the thickness of the applied powder layer can be adjusted.
Another possibility for implementing the invention is shown in FIGS. 6 and! 7 shown. Here, crossbars 21 and 22 are arranged between the rear wall of the funnel 1 and the spreading edge 4, which is designed similarly to the embodiment according to FIGS. 4 and 5, which are provided in a comb-like manner with prongs 21 ', 22' which engage with a curved course in the powder accumulation in front of the coating edge 4 and extend into the vicinity of the coating edge. As has been indicated by double arrows, these two comb-like distribution organs carry out a counter-rotating, rapidly to and fro movement parallel to the wiping edge and thereby swirl through the poorly flowing powder.
The reciprocating movement of these comb-like organs is brought about, for example, in that the two bars 21, 22, which are slidably guided in the side walls of the frame 2, are connected to one another at one end by a tab member 23, to which a Shaft 24 engages, which performs a periodic pivoting movement.
A further adjusting device for the main coating edge 4 is shown in FIGS. 6 and 7. The carrier 15 of the main coating edge is pivotable about pin 20 in the frame 2 and carries a bracket 17 which is pretensioned by a compression spring 18; on the other hand, the carrier 15 is supported against an adjusting screw 16 which is mounted in a transverse beam 19. By turning the adjusting screw, the angular position of the wiping edge and thus the thickness of the powder layer can be adjusted again.
Instead of the illustrated frames 2 and 11, which are open on one side, frames which are closed on all sides, in particular also e.g. B. funnel-shaped hollow body can be used.