DE-102024132145-A1 - Auftragwerk mit einer Pulverzufuhrvorrichtung zur Zufuhr pulverförmigen Materials und Beschichtungsvorrichtung

Abstract

Dier Erfindung betrifft ein Auftragwerk mit einer Pulverzufuhrvorrichtung zur Zufuhr eines pulverförmigen Materials, wobei das Auftragwerk eine erste Walze und eine mit der ersten Walze einen Spalt ausbildende zweite Walze umfasst, wobei im Bereich des Zwickels oberhalb des Spaltes ein Vorlageraum mit einer sich in axialer Richtung der zweiten Walze erstreckenden Breite ausgebildet ist, wobei die Pulverzufuhrvorrichtung eine Bereitstellungseinrichtung zur Bereitstellung des pulverförmigen Materials aufweist, von welcher das pulverförmigen Materials über eine ein- oder mehrteilige Förderstrecke in den Spalt gefördert wird oder werden kann, und wobei die Förderstrecke einen der Bereitstellungseinrichtung mittel- oder unmittelbar nachgeordneten und als Vibrationsförderer ausgebildeten Linearförderer mit einer Vibrationsrinne aufweist, welcher ausgangsseitig einen oberhalb des Spaltes angeordneten Auslass aufweist, über welchen dem Vorlageraum mittel oder unmittelbar das pulverförmige Material zuführbar ist oder zugeführt wird. Im Materialpfad der Förderstrecke ist zwischen einem Auslass der Bereitstellungseinrichtung und dem Auslass des Vibrationsförderers mindestens eine mit der Vibrationsrinne starr verbundene und/oder mit dieser mitvibrierende Rückhalteeinrichtung mit einer gitter- oder siebartigen Struktur angeordnet, welche eine die Größe der durchtretenden Partikel nach oben hin begrenzenden Maschenweite aufweist. Die Erfindung betrifft ferner eine Beschichtungsvorrichtung mit einem solchen Auftragwerk.

Inventors

• Stefan Bauer
• Andreas Klug

Assignees

• KOENIG & BAUER AG

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241105

Claims (15)

1. Auftragwerk (101) mit einer Pulverzufuhrvorrichtung (200) zur Zufuhr eines pulverförmigen Materials (004), wobei das Auftragwerk (101) eine erste Walze (102) und eine mit der ersten Walze (102) einen Spalt (104) ausbildende zweite Walze (103) umfasst, wobei im Bereich des Zwickels oberhalb des Spaltes (104) ein Vorlageraum (116) mit einer sich in axialer Richtung der zweiten Walze (103) erstreckenden Breite ausgebildet ist, wobei die Pulverzufuhrvorrichtung (200) eine Bereitstellungseinrichtung (203) zur Bereitstellung des pulverförmigen Materials (004) aufweist, von welcher das pulverförmigen Materials (004) über eine ein- oder mehrteilige Förderstrecke in den Spalt (104) gefördert wird oder werden kann, und wobei die Förderstrecke einen der Bereitstellungseinrichtung (203) mittel- oder unmittelbar nachgeordneten und als Vibrationsförderer (204) ausgebildeten Linearförderer mit einer Vibrationsrinne (206) aufweist, welcher ausgangsseitig einen oberhalb des Spaltes (104) angeordneten Auslass (223) aufweist, über welchen dem Vorlageraum (116) mittel oder unmittelbar das pulverförmige Material (004) zuführbar ist oder zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet , dass im Materialpfad der Förderstrecke zwischen einem Auslass der Bereitstellungseinrichtung (203) und dem Auslass (223) des Vibrationsförderers (204) mindestens eine mit der Vibrationsrinne (206) starr verbundene und/oder mit dieser mitvibrierende Rückhalteeinrichtung (226; 227; 228) mit einer gitter- oder siebartigen Struktur angeordnet ist, welche eine die Größe der durchtretenden Partikel nach oben hin begrenzende Maschenweite aufweist.
2. Auftragwerk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass auf der Oberseite der Vibrationsrinne (206) mindestens eine über die Förderbreite reichende und sich von der Oberseite her nach oben erstreckende Rückhalteeinrichtung (226) mit einer Maschenweite derart im Materialpfad angeordnet ist, sodass im auf der Vibrationsrinne (206) in Förderrichtung (T P ) geförderten Materialstrom mitgeführte Pulveragglomeraten oder -bestandteilen bis zu einer durch die Maschenweite begrenzte Größe die Rückhalteeinrichtung (226) passieren und auf der Vibrationsrinne (206) weiter in Richtung Auslass (223) gefördert werden können, im Materialstrom ggf. mitgeführte größere Pulveragglomerate oder -bestandteile jedoch zurückgehalten werden.
3. Auftragwerk nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , dass auf der Oberseite der Vibrationsrinne (206) in Förderrichtung (T P ) hintereinander mindestens zwei derartige Rückhalteeinrichtungen (226; 227) angeordnet sind, von welchen die weiter stromabwärts liegende Rückhalteeinrichtung (226) in Querrichtung der Vibrationsrinne (206) betrachtet eine kleinere Maschenweite zwischen Rückhalteelementen der betreffenden Rückhalteeinrichtung aufweist als die weiter stromaufwärts liegende Rückhalteeinrichtung zwischen deren Rückhalteelementen.
4. Auftragwerk nach Anspruch 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet , dass auf einem unmittelbar vor der betreffenden oder jeweiligen Rückhalteeinrichtung liegenden Abschnitt (231; 232) die Oberseite der Vibrationsrinne (206) eine rillen- oder gitterförmige Oberflächenstruktur mit einer Vielzahl von in Querrichtung nebeneinander vorgesehenen und durch Erhebungen voneinander getrennten Vertiefungen aufweist.
5. Auftragwerk nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet , dass der die Oberflächenstruktur aufweisende Abschnitt (231; 232) durch einen auf der Oberseite der Vibrationsrinne (206) aufliegenden ersten Schenkel (231; 232) eines über die Förderbreite reichenden abgebogenen gitter- oder siebartigen Materialstreifens (226, 231; 227, 231) ausgebildet ist, dessen zweiter, nach oben abgebogener Schenkel die sich von der Oberfläche nach oben erstreckende Rückhalteeinrichtung (226; 227) ausbildet.
6. Auftragwerk nach Anspruch 1 , 2 , 3 , 4 oder 5 , dadurch gekennzeichnet , dass eingangsseitig des Vibrationsförderers (204) eine in einem Abstand über der Vibrationsrinne (206) angeordnete und mitvibrierende Rückhalteeinrichtung (228) mit einer Maschenweite derart im Materialpfad angeordnet ist, sodass im auf die Rückhalteeinrichtung (228) geförderten Materialstrom mitgeführte Pulveragglomerate oder -bestandteile bis zu einer durch die Maschenweite begrenzten Größe die Rückhalteeinrichtung (228) passieren und auf die Vibrationsrinne (206) gelangen können, im Materialstrom ggf. mitgeführte größere Pulveragglomerate oder -bestandteile jedoch zurückgehalten werden.
7. Auftragwerk nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet , dass die Rückhalteeinrichtung (228) als Teil eines Aufgabetisches (229) in dessen Boden vorgesehen ist, wobei der Aufgabetisch (229) zwischen dem Auslass der Bereitstellungseinrichtung (203) und der Vibrationsrinne (206) angeordnet und mit letzterer starr verbunden ist.
8. Auftragwerk nach Anspruch 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 oder 7 , dadurch gekennzeichnet , dass eine Maschenweite quer zur Förderrichtung (T P ) betrachtet mindestens 1 mm und/oder höchstens 5 mm beträgt.
9. Auftragwerk nach Anspruch 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 oder 8 , dadurch gekennzeichnet , dass oberhalb des Spaltes (104; 104') ein betriebsmäßig gestellfest angeordneter Schacht (202) vorgesehen ist, in welchen über den von einer Abgabeeinrichtung (201) umfassten Linearförderer (204) pulverförmiges Material (004; 004') zuführbar ist.
10. Auftragwerk nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet , dass der Schacht (202) mit seinem unteren Ende in den zwischen den beiden Walzen (102; 103) über dem Spalt (104) ausgebildeten Raum eintaucht.
11. Auftragwerk nach Anspruch 9 oder 10 , dadurch gekennzeichnet , dass ein oberes Ende des Schachtes (202) und ein darüber liegendes ausgangsseitiges Ende des Linearförderers (204) oder eines an diesem angeordneten, nach unten führenden Kanalabschnittes (219) über eine den Fallweg rundherum abschließende Verbindung (216) schwingungsisoliert miteinander verbunden sind.
12. Auftragwerk nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet , dass ein oberes Ende des Schachtes (202) und ein darüber oder auf einem höheren Niveau liegendes ausgangsseitiges Ende des Linearförderers (204) oder eines an diesem angeordneten, nach unten führenden Schachtabschnittes (217) über eine den Fallweg für das Material (004) fortsetzende und rundherum abschließende Wandung (216) oder eine durch eine Gummimanschette (216) gebildete Wandung (216) schwingungsisoliert miteinander verbunden sind.
13. Auftragwerk nach Anspruch 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 oder 12 , dadurch gekennzeichnet , dass die Rückhalteeinrichtung (226; 227; 228) als Sieb (226; 227; 228) oder Gitter (226; 227; 228) ausgebildet ist.
14. Beschichtungsvorrichtung (100) zum Trockenbeschichten eines Trägersubstrates (006) mit einem Trockenfilm (003; 003') mit wenigstens einem Auftragwerk (101; 101'), durch welches pulverförmiges Material (004; 004') zunächst unter Anwendung einer Presskraft zu einem Trockenfilm (003; 003') verarbeitbar ist und nachfolgend dieser Trockenfilm (003; 003') auf eine erste Seite des Trägersubstrates (006) aufgebringbar ist, gekennzeichnet durch die Ausführung des Auftragwerkes (101; 101') gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 , wobei die zweite Walze (103; 103') oder eine mit der zweiten Walze (103; 103') unmittelbar oder über eine oder mehrere weitere Walzen mittelbar zusammenwirkende und als Laminierwalze (103; 103') wirksame Walze (103; 103) im Nip (104; 104') zwischen ihrer Mantelfläche mit der Mantelfläche einer als Gegendruckwalze (106; 103') wirksamen Walze (106; 103') einen zweiten Spalt (107; 107') bildet, durch welchen das Trägersubstrat (006) führbar und dabei mit dem über den ersten Spalt (104; 104') gebildeten Trockenfilm (003; 003') beaufschlagbar ist.
15. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 14 , gekennzeichnet durch ein zweites Auftragwerk (101'; 100) in Ausführung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 , in welches pulverförmiges Material (004';004) über eine weitere Pulverzufuhrvorrichtung (200') einführbar, in diesem zu einem zweiten Trockenfilm (003'; 003) verarbeitbar und nachfolgend dieser zweite Trockenfilm (003'; 003) auf die andere, zweite Seite des Trägersubstrates (006) aufgebringbar ist, und dass im zweiten Auftragwerk (101'; 100) ebenfalls eine erste Walze (102'; 102) und eine zweite Walze (103'; 103) derart vorgesehen sind, dass die zweiten Walzen (103'; 103) der beiden Auftragwerke (101; 101') miteinander einen Auftragspalt (107; 107') ausbilden, durch welchen das Trägersubstrat (006) führbar und dabei gleichzeitig beidseitig mit dem über den jeweiligen ersten Spalt (104; 104') gebildeten Trockenfilm (003; 003') beaufschlagbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Auftragwerk mit einer Pulverzufuhrvorrichtung zur Zufuhr pulverförmigen Materials und eine Beschichtungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 bzw. 14. In der WO 2020/150254 A1 wird ein Film durch Kalandrieren einer Pulvermischung erzeugt und auf einer Rolle aufgewickelt, um als solche einem weiteren Prozess zugeführt zu werden, in welchem sie auf einen Kollektor laminiert werden kann. In einer Ausführung wird die Pulvermischung auf ein Band aufgegeben und auf diesem in den Walzenspalt zweier Walzen geführt. Die JP 57 72 427 B2 betrifft eine Pulverwalzvorrichtung zur Herstellung eines Elektrodenmaterial aus Pulver. In einer Ausführung wird durch einen zentralen Vibrationsförderer Puder in einen mittleren Bereich eines über einem Walzenspalt ausgebildeten Trichters gefördert, durch zwei äußere Vibrationsförderer in die Randbereiche. In einer anderen Ausführung umfasst der Zufuhrtrichter fünf Sektionen. Durch die JP 2012-254422 A ist eine Beschichtungsvorrichtung mit zwei Walzen zum Beschichten einer Bahn mit einem Beschichtungsmaterial offenbart, in welcher ein von oben durch einen Förderer mit Beschichtungsmaterial zu versorgender Trichter mit seinem unteren Ende in den oberen Zwickel über dem Walzenspalt eintaucht. Die CN 216749956 U offenbart eine Zuführeinrichtung für eine Walzenanordnung zur Herstellung von Batterieelektroden, wobei eingangs der Zuführeinrichtung zur Einstellung der Rohmaterialmengen für die Pulvermischung eine Wägeeinrichtung vorgesehen ist. Die Materialien werden in einem Behältnis gemischt, einem Heizbehälter zugeführt, von dort über einen Vibrationsförderer einem oberhalb des Walzenzwickels vorgesehenen trichterartigen Behältnis. Die CN 113102161 A betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen von hochviskosem Batterieslurry und eine Beschichtungsvorrichtung, wobei der Slurry zunächst durch eine Förderschnecke in einen Zuführtrichter gefördert wird. Aus dem Ausgang des Trichters ist der Slurry in einen darunterliegenden Zwickel zwischen zwei Walzen abgebbar. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Auftragwerk mit einer verbesserten Pulverzufuhrvorrichtung zur Zufuhr pulverförmigen Materials und eine Beschichtungsvorrichtung zu schaffen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruch 1 bzw. 14 gelöst. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass zuverlässig ein Trockenfilm mit einer möglichst gleichmäßigen und lückenlosen Aktivmaterialschicht herstellbar ist. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird insbesondere auch erreicht, dass ein gleichmäßiger, störungsfreier Zufluss von Pulver in den der Filmbildung dienenden Spalt gewährleistet ist. Beispielsweise wird die Gefahr von Brückenbildungen in der Förderstrecke und/oder von Dichtefluktuationen durch den Eintritt größerer Agglomerate in den Spalt gemindert. Insbesondere ist es durch mindestens eine mitvibrierende sieb- oder gitterartige Rückhalteeinrichtung möglich, eine nach oben begrenzte Größenverteilung des zugeführten Materials zu erreichen. Ein in Verbindung mit der Erfindung besonders zu bevorzugendes Aufragwerk weist eine Pulverzufuhrvorrichtung zur Zufuhr eines pulverförmigen Materials auf, wobei das Aufragwerk eine erste Walze und eine mit der ersten Walze einen Spalt ausbildende zweite Walze umfasst, wobei im Bereich des Zwickels oberhalb des Spaltes, d. h. in dem über dem Spalt zwischen den Mantelflächen der beiden Walzen ausgebildeten, im Profil insbesondere keil- bzw. dreieckartigen Raum, ein Vorlageraum mit einer sich in axialer Richtung der zweiten Walze erstreckenden Breite ausgebildet ist, und wobei die Pulverzufuhrvorrichtung eine Bereitstellungseinrichtung zur Bereitstellung des pulverförmigen Materials aufweist, von welcher das pulverförmigen Materials über eine ein- oder mehrteilige Förderstrecke in den Spalt gefördert wird oder werden kann, und wobei die Förderstrecke einen der Bereitstellungseinrichtung mittel- oder unmittelbar nachgeordneten und als Vibrationsförderer ausgebildeten Linearförderer mit einer Vibrationsrinne aufweist, der ausgangsseitig einen oberhalb des Spaltes angeordneten Auslass aufweist, über welchen dem Vorlageraum mittel oder unmittelbar das pulverförmige Material zuführbar ist oder zugeführt wird. Im Materialpfad der Förderstrecke ist zwischen einem Auslass der Bereitstellungseinrichtung und dem Auslass des Vibrationsförderers mindestens eine mit der Vibrationsrinne starr verbundene und mit dieser vibrierende Rückhalteeinrichtung mit einer gitter- oder siebartigen Struktur angeordnet, welche eine die Größe der durchtretenden Partikel nach oben hin begrenzende Maschenweite aufweist. In einer besonders vorteilhaften ersten Ausführung ist auf der Oberseite der Vibrationsrinne mindestens eine über die Förderbreite reichende und sich von der Oberseite her nach oben erstreckende Rückhalteeinrichtung mit einer Maschenweite derart im Materialpfad angeordnet, sodass im auf der Vibrationsrinne in Förderrichtung geförderten Materialst