DE1533024B2 - Method and device for the production of fiber-porous plates - 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.tric current flowing through it and through the standing ohmic heat the fibers in contact The invention relates to a method for manufacturing points sintered (see Technische Mitteilungen, 51, development of fiber-porous plates by electrosintering, No. 4, pp. 189 ff .; German Patent 1 206 705). Im being metallic or metallized fibers with a Within the framework of the known measures, the preferred direction is therefore layered in the form of a fleece and sintered material even traversed by the electric current, 15 may be subjected to a compression pressure it heats up in the process and it comes off the fleece and the fleece connected to the electrodes statistically distributed points of contact through which an electrical sintered current flows Fibers to sintering processes. One expects the resulting ohmic heat this way a simple and elegant manufacture fibers are sintered at the points of contact, fiber-porous plates, in particular because ao The invention consists in that the fleece transversely to in the metallic or metallized fibers, a preferred direction of the fibers, d. H. perpendicular to the for the electric current particularly favorable way level of the plates to be manufactured, from which electriprformed is. The known process for the production see current flowing through it. Do you work in development of fiber-porous plates by electrosintering the scope of the invention with a uniformly onmetallic or metallized fibers works 25 layered fleece, so one obtains according to the invention with an electric current that is surprisingly similar to the fibers of the method according to the invention flows through its longitudinal direction. As part of the moderate distribution of sintering points in the plates, known measures are on the one hand the ends what for many applications, especially in the fibers connected to electrodes, other - accumulator construction, is of great importance. the on the other hand, the fleece is subjected to a pressure, the number of sintering points can be determined by the Intenwobei you have to work with pressing tools, the sity of the felting of the fibers in the fleece, the electric press are designed to be non-conductive. In addition, pressure on the fleece during the sintering process and the The pressing tools must have sufficient tempera- current strength, but also influence the fact that the be turbo-resistant and finally mechanically for fleece made of metallic or metallized fibers know deformation or pressing processes sufficiently 35 the sintering process transversely to the preferred direction of the be stable. In practical operation, fibers have become compressed here. Of course leave various ceramic materials, in particular the measures described for influencing Quartz body, than plate-shaped pressing tools more the number of sintering points per unit volume of the or less well proven. In this way, it is also possible to combine the panels to be produced in the frame. always Although the known measures, metallic fibers 40 can so the sintering process the intended use without further and quickly sintering together, the fiber-porous plate to be produced without Schwiejedoch the sintering points are distributed even then, rities are adjusted. Even if with fibers if the fleece is built up very evenly, not from glass, quartz, minerals with a metallized upper part If the surface is worked sufficiently evenly over the volume, sintering occurs at the front plate to be produced. There are no significant difficulties with electrodes made of graphite thes also arise metallized during sintering.

ter Fasern aus Glas. Hier treten zusätzlich Werkzeug- Dies gilt auch bei Anwendung eines zusätzlichenter fibers made of glass. This also applies to the use of an additional tool

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.Problems. The ceramic, glass-enamel-like pressure, according to the invention, of these Protected or made of quartz plate-shaped electrodes is also applied. This is especially true Pressing tools are always connected to the partial 50 more when during the sintering process the wise body of the supply and discharge of the electrical current that comes to the surface, the metalized, inside consisting of glass ends and at the same time as plate-shaped press-work fibers. There is a firm bond, i. H. to produce acting electrodes are cooled. Purpose of one Sintering the metallized, inside from moderately, the sintering process is carried out under protective gas Glass existing fibers carried to the plate-shaped 55.

Preßwerkzeuge. Diese Affinität zwischen dem Glas Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sindPressing tools. This affinity between the glass are the advantages achieved by the invention

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-of the fibrous sintered material and the oxydkerami- not only to be seen in the fact that a See press tools therefore allow an even distribution of the sintering points over the application of the aforementioned method of electrical volume of the fiber-porous plates to be produced Sintering on metallized glass fibers is not possible. 60 is reached, the number of which can be easily influenced However, it is precisely these that can be used for many applications, and not only in the fact that the initially bevon considerable importance. - A material-technical or tool-technical written To this day, the solution to the problem is not genetic problems no longer arise, but multiple solutions. There is apparently no material that is more in that with a particularly simple one Above requirements for the method 65 device can be worked. This is invented the electrical sintering in the course of manufacture is characterized by a pressing tool of fiber-porous plates made of metallized fibers with plate-shaped, in the preferred direction of the fibers enough. Because of its fleece to be sintered, graphite can also extend transversely to the front

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.direction of pull adjustable electrodes, which at the same time are designed as plate-shaped pressing tools. According to a preferred embodiment of the invention these electrodes consist of graphite or graphitized material. In addition, the inventive Device according to a preferred embodiment, characterized in that the electrodes are equipped with cooling devices (e.g. cooling chambers or cooling channels). Of course must be ensured during the sintering process that the pressure on the fleece during the sintering process does not become too large. This can be done via well known in the relevant art Locking devices are easily achieved, but easiest by the fact that between the Electrode spacer bolts or spacers are arranged.

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.In the following the invention is illustrated by means of a drawing which shows only one exemplary embodiment explained in more detail. The single figure shows ao in a schematic representation in side view Device for carrying out the method according to the invention.

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. The device shown in the figure has a pressing tool with plate-shaped, preferably ag direction of the fibers of the nonwoven 1 to be sintered, transversely to the preferred direction in the direction of Arrows 2 adjustable electrodes 3, 4. These are preferably made of graphite or graphitized material. You can have cooling devices (not shown) in the form of cooling chambers or cooling channels.

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.The metallized, for example nickel-metallized, fiber G , consisting of glass on the inside, is placed between the two electrodes 3, 4 in the form of several layers of up to 20 layers. On the back of the electrodes 3, 4, the power supply 5, for example made of copper, is attached in a direct galvanic bond. It is essential that between the two electrodes 3, 4 and the power supply 5 there is a solid and uniform electrical contact over the entire surface. The device described is located in a protective gas space with a bell 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.The fleece 1 located between the two electrodes 3, 4 is somewhat compressed by the weight of the upper electrode 3. The compression can of course also take place in other ways. When the electrical current is switched on, which assumes a thickness of about A for the case described and with a surface area of 50 cm ² , there is heating and finally an annealing of the fleece 1 made of metallized fibers and thus further automatic compression of the plate-shaped, fiber-porous framework. The sintering process is completed after about 2 minutes. The finished, fiber-porous plate can be detached from the electrodes 3, 4 directly and without difficulty and cut to its final form of use.

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 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.1. Process for the production of fiber-porous plates, in particular for accumulators, by Electrosintering, whereby metallic or metallized fibers with a preferred direction are fleece-shaped layered and, if necessary, subjected to a compression pressure, and the fleece connected to electrodes by an electrical one Electricity flows through it and the resulting ohmic heat causes the fibers are sintered at points of contact, characterized in that the fleece (1) transverse to the preferred direction of the fibers, d. H. perpendicular to the plane of the panels to be produced, from the electric current flows through. 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).2. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized by a Pressing tool with plate-shaped, in the preferred direction of the fibers of the fleece to be sintered (1) extended electrodes (3, 4) adjustable transversely to the preferred direction. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (3, 4) aus Graphit oder graphitisiertem Werkstoff bestehen.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the electrodes (3, 4) from Graphite or graphitized material exist. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (3, 4) mit Kühleinrichtungen, z. B. Kühlkammern oder Kühlkanälen, ausgerüstet sind.4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the electrodes (3, 4) with cooling devices, e.g. B. cooling chambers or cooling channels are equipped. 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.5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the electrodes (3, 4) with adjustable locking devices at a certain distance, e.g. B. spacer bolts, are equipped. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen CO-YFor this 1 sheet of drawings CO-Y