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Dokumentenidentifikation DE69920080T2 22.09.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0000941781
Titel Verfahren und Vorrichtung zum Formen von Streckmetall und Verwendung dieses Streckmetalls in einer Batterie
Anmelder Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka, JP
Erfinder Goda, Yoshio, Yao-shi, Osaka 581-0027, JP;
Ogawa, Masahiko, Takarazuka-shi, Hyogo 665-0051, JP;
Kobayashi, Hiroyuki, Yawata-shi, Kyoto 614-8374, JP;
Nakatsuka, Saburo, Kyoto-shi, Kyoto 612-8486, JP
Vertreter Eisenführ, Speiser & Partner, 28195 Bremen
DE-Aktenzeichen 69920080
Vertragsstaaten DE, FR, GB, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 09.03.1999
EP-Aktenzeichen 993017706
EP-Offenlegungsdatum 15.09.1999
EP date of grant 15.09.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.09.2005
IPC-Hauptklasse B21D 31/04

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Streckmetallgitterblech, das vorzugsweise als Akkumulator-Sammelelektrode verwendet wird, und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Streckmetallgitterblechs, mit denen in einem dünnen Blech eine feine Gitternetzstruktur geschaffen werden kann, damit kleinere, dünnere Akkumulatoren mit höherer Kapazität hergestellt werden können, sowie einen Akkumulator, in dem ein solches Streckmetallgitterblech verwendet wird.

Da tragbare Geräte wie Mobiltelefone kleiner, dünner und leichter geworden sind, müssen auch die als Energiequelle dafür verwendeten Akkumulatoren eine höhere Kapazität haben und kleiner und leichter sein. 13 und 14 zeigen den Aufbau eines Polymerelektrolyt-Sekundärelements, d.h. eines Akkumulators, der in Reaktion auf diese Anforderungen entwickelt worden ist. Dieser Akkumulator besitzt eine Schichtelektrode 4 aus positiven Elektrodenplatten 1 und einer negativen Elektrodenplatte 2, die mit dazwischenliegenden Separatoren 3 zusammenlaminiert sind und in einem Gehäuse 7 aus Laminat aufgenommen sind. Wie in 14 zu sehen, die einen Querschnitt durch 13 entlang der Linie XIV-XIV zeigt, wird die positive Elektrodenplatte 1 aus Aktivmasse 1b gebildet, die auf eine positive Sammelelektrode 1a aufgebracht ist; und wird die negative Elektrodenplatte 2 aus Aktivmasse 2b gebildet, die auf eine negative Sammelelektrode 2a aufgebracht ist. Die positive Elektrodenplatte 1 und die negative Elektrodenplatte 2 sind mit dazwischenliegenden Separatoren 3 aus Festelektrolyt übereinandergeschichtet und mit Flüssigelektrolyt dicht in einem Gehäuse 7 untergebracht, das aus einem Paar Laminatbögen besteht, die an den Versiegelungsabschnitten P1, P2, P3 an ihrer Umfangskante zusammengeschweißt sind. Der positive Elektrodenanschluss 8 ist mit den Anschlussverbindungsabschnitten 1c, 1c verbunden, die an den beiden positiven Sammelelektroden 1a, 1a ausgebildet sind, und der negative Elektrodenanschluss 9 ist mit dem Anschlussverbindungsabschnitt 2c verbunden, der an der negativen Sammelelektrode 2a ausgebildet ist. Der positive Elektrodenanschluss 8 und der negative Elektrodenanschluss 9 sind durch eine Isolierplatte 6 gegeneinander isoliert und aus dem Außengehäuse 7 herausgeführt, um als Akkumulatoranschlussklemmen für die positiven und die negativen Elektroden des Akkumulators zu dienen.

Die positive Elektrodenplatte 1 und die negative Elektrodenplatte 2 werden wie folgt hergestellt: Die Aktivmasse für die positive Elektrode, die als Paste zubereitet wird, wird auf ein Streckmetallblech aus Aluminium aufgebracht, das die positive Sammelelektrode 1a bildet, die dann getrocknet und gewalzt wird, um ein positives Elektrodenblech zu bilden. Die positive Elektrodenplatte wird aus dem so erhaltenen positiven Elektrodenblech in der vorgeschriebenen Form und Größe zugeschnitten, wobei die Aktivmasse 1b für die positive Elektrode in vorgeschriebener Dicke auf die positive Sammelelektrode 1a aufgebracht ist. Ebenso wird die Aktivmasse für die negative Elektrode, die als Paste zubereitet wird, auf beide Seiten eines Streckmetallgitterblechs aus Kupfer aufgebracht, welches die negative Sammelelektrode 2a bildet, die dann getrocknet und gewalzt wird, um ein negatives Elektrodenblech zu bilden. Die negative Elektrodenplatte wird aus dem so erhaltenen negativen Elektrodenblech in vorgeschriebener Form und Größe zugeschnitten, wobei die Aktivmasse 2b der negativen Elektrode in vorgeschriebener Dicke auf beide Oberflächen der negativen Elektrodenplatte 2a aufgebracht ist. Wie in 13 gezeigt, werden die positive Elektrodenplatte 1 und die negative Elektrodenplatte 2 aus dem positiven Elektrodenblech bzw. dem negativen Elektrodenblech so zugeschnitten, dass der Anschlussverbindungsabschnitt 1c von der positiven Sammelelektrode 1a an einer gegen die Mittellinie versetzten Stelle abgeht und dass der Anschlussverbindungsabschnitt 2c von der negativen Sammelelektrode 2a von einer Stelle abgeht, die gegen die Mittellinie entgegengesetzt zum Anschlussverbindungsabschnitt 1c der positiven Sammelelektrode 1a versetzt ist. Der Anschluss 8 der positiven Elektroden aus Aluminium wird mit dem Anschlussverbindungsabschnitt 1c der positiven Sammelelektrode 1a verbunden, und der Anschluss 9 der negativen Elektroden aus Kupfer wird mit dem Anschlussverbindungsabschnitt 2c der negativen Sammelelektrode 2a verbunden, und zwar jeweils an der Schweißstelle S mittels Widerstandsschweißen oder Ultraschallschweißen.

Damit ein Akkumulator den Anforderungen klein, leicht, höhere Kapazität genügt, muss das als Sammelelektrode verwendete Streckmetallgitterblech dünn sein, ein feines Gitternetz und außerdem eine ausreichende Festigkeit aufweisen, damit es den während der Herstellung angreifenden Zugkräften standhält. Außerdem muss das Gitterblech hervorragende Bindungseigenschaften für die Aktivmasse und hervorragende Stromsammeleigenschaften aufweisen.

Bei dem Sammler sind die Elektroden gleicher Polarität an den Anschlussverbindungsabschnitten miteinander verbunden, mit denen der Anschluss verbunden wird. Daher müssen die Anschlussverbindungsabschnitte mit steigender Anzahl der laminierten positiven und negativen Elektroden immer bessere Schweißbarkeit haben. Jedoch haben die Anschlussverbindungsabschnitte bei Sammlern, in denen ein Streckmetallblech mit einer großen Anzahl von Öffnungen verwendet wird, eher schlechte Schweißbarkeit sowie geringe Verbindungsfestigkeit und Leitfähigkeit zwischen den Sammlern und den Anschlüssen.

Das vorgenannte Streckmetallgitterblech wird hergestellt, indem ein Metallblech, das mit Schlitzen im Zickzackmuster versehen worden ist, in eine Richtung gezogen wird, die senkrecht zur Schlitzrichtung steht, wodurch die Schlitze so geöffnet werden, dass sich ein rautenförmiges Gitternetz ergibt.

Es werden mit anderen Worten, wie in 15A gezeigt, entlang des Metallblechs A eine Vielzahl voneinander beabstandeter und parallel zueinander verlaufender Schlitze gebildet. Die Schlitze a werden im Zickzackmuster angeordnet, wobei die parallelen und die aneinander angrenzenden Positionen entlang des Metallblechs A versetzt sind. Zwischen voneinander beabstandeten Schlitzen a, a ergeben sich Verbindungsabschnitte b. Wie in 15B gezeigt, bilden sich durch die plastische Verformung an Stellen, die sandwichartig zwischen in Breitenrichtung benachbarten Schlitzen a, a liegen, Aufwölbungen c, die von beiden Oberflächen des Metallblechs abstehen, und zwar abwechselnd in entgegengesetzter Richtung. Das Metallblech, in dem Schlitze a, Verbindungsabschnitte b und Aufwölbungen c gebildet worden sind, wird in die Breite gezogen, wie in 16 gezeigt, um ein Streckmetallgitterblech zu erhalten, das eine Gitternetzstruktur hat, wobei die Schlitze a, a geöffnet werden und rautenförmige Öffnungen bilden, die von linearen Gitterstegen d umgeben sind, die durch Verbindungsabschnitte b verbunden sind.

Zu den derzeitigen Verfahren zum Herstellen eines derartigen Gitternetzes gehören Verfahren mit Drehsystem und Verfahren mit hin- und hergehendem System.

17 zeigt ein Beispiel für eine Drehvorrichtung zum Herstellen von Streckmetallgitterblechen. Diese Vorrichtung besitzt ein Paar Walzen 100, 100, die so gestaltet sind, dass eine Vielzahl scheibenförmiger Schneidelemente 31, die an der Umfangskante mit vorstehenden Abschnitten 32 zum Bilden der erwähnten Aufwölbungen c versehen sind, koaxial übereinander und in Abständen zueinander angeordnet sind, die in etwa gleich der Dicke der scheibenförmigen Schneidelemente 31 sind. Die Walzen 100, 100 sind einander gegenüberliegend angeordnet, wobei ihre Achsen zueinander parallel sind und ihre Position in axialer Richtung durch die Dicke der scheibenförmigen Schneidelemente 31 versetzt ist. Schneidkanten zum Bilden der Schlitze a in Zuführrichtung des Metallblechs A in dem Bereich zwischen den scheibenförmigen Schneidelementen 31 der einen Walze 100 und den scheibenförmigen Schneidelementen 31 der anderen Walze 100 sind an beiden Kanten der einzelnen scheibenförmigen Schneidelemente 31 ausgebildet. Ausnehmungen 33 für die Abstände zwischen den Schlitzen a und zur Bildung der Verbindungsstellen b sind in vorgegebenem Abstand an den Scheidkanten in Umfangsrichtung der scheibenförmigen Schneidelemente 31 ausgebildet. Indem das Metallblech A zwischen diese Walzen 100, 100 geführt wird und die Walzen 100, 100 um ihre jeweilige Achse gedreht werden, werden die durch die Verbindungsstellen b verbundenen Schlitze a in dem Metallblech A gebildet, ebenso wie die Aufwölbungen c, die in jeweils entgegengesetzter Richtung vorstehen, an den Stellen gebildet werden, an denen Schlitze a, a nebeneinander liegen, wie in 15A und 15B gezeigt. Ein Beispiel für ein solches Drehsystem ist ausführlich in der US-Patentschrift A-4,291,443 beschrieben.

Ein Nachteil eines derartigen Drehsystems liegt darin, dass die scheibenförmigen Schneidelemente 31 zumindest eine gewisse Mindestdicke haben müssen, damit die Festigkeit der Scheiben gewährleistet ist, so dass der Dünne und Feinheit der Schneidelemente Grenzen gesetzt sind. Aus diesem Grund ist das bereits erwähnte hin- und hergehende System zur Herstellung von Streckmetallgitterblechen mit feinem Gitternetz besser geeignet.

Bei dem Verfahren zum Herstellen von Streckmetallgitterblechen mit einem hin- und hergehenden System werden mit einem Paar Plattenschneidelementen, nämlich einem oberen Plattenschneidelement 53 und einem unteren Plattenschneidelement 54, wie sie in 18 gezeigt sind, in einem länglichen Blech 55 voneinander beabstandete Schlitze j in Breitenrichtung in der Weise gebildet, dass die Schlitze j im Zickzackmuster und in Schlitzrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind, wie in 19 gezeigt, wobei jeweils eine Reihe auf einmal gebildet wird. Die Schneidelemente 53, 54 besitzen vorstehende Abschnitte als Teil der schlitzbildenden Schneiden, mit denen gleichzeitig mit den Schlitzen j Aufwölbungen k gebildet werden. Das längliche Blech 55, in dem die Schlitze j und die Aufwölbungen k im Zickzackmuster gebildet worden sind, wird in Längsrichtung des Blechs gezogen, wie in 19 gezeigt, wodurch die Schlitze j und die Aufwölbungen k auseinandergezogen werden und ein Streckmetallblech mit rautenförmigem Gitter erhalten wird. Ein Beispiel für ein solches hin- und hergehendes System ist in der Patentschrift GB-A-2071530 beschrieben, wobei statt der ebenen Schneidelemente tannenförmige Schneidelemente verwendet werden, um bei jedem Schneidvorgang eine Zickzackanordnung von Schlitzen zu schneiden. Auch bei diesem Beispiel wird bei jedem Bewegungsvorgang jeweils nur ein Satz Schlitze geschnitten.

Das vorstehend beschriebene Verfahren zum Herstellen von Streckmetallgitterblechen mit einem hin- und hergehenden System hat den Nachteil hoher Kosten, geringer Produktivität und geringer Arbeitsgeschwindigkeit, weil immer nur eine Reihe von Schlitzen j auf einmal gebildet wird. Außerdem sollten die Enden des Streckmetallgitterblechs massive Abschnitte ohne Gitter aufweisen, damit die Festigkeit gewährleistet ist, die für das Einbringen von Aktivmasse und das Walzen des dünnen Streckmetallgitterblechs sowie zur Bildung von Anschlussverbindungsabschnitten zum Anschließen der Leiter an die Sammelelektroden erforderlich ist. Jedoch muss mit dem in 18 gezeigten hin- und hergehenden System wegen des speziellen Streckverfahrens auf der gesamten Oberfläche des Gitterblechs eine Gitterstruktur gebildet werden, so dass es nicht möglich war, ein Streckmetallgitterblech herzustellen, das massive Abschnitte ohne Gitterstruktur aufweist.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Streckmetallgitterblechs zur Verfügung zu stellen, mit denen auf effiziente Weise in einem dünnen Metallblech mittels eines hin- und hergehenden Systems eine feine Gitternetzstruktur gebildet wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Streckmetallgitterblechs weist die folgenden Schritte auf:

Einbringen eines langgestreckten Blechs (B) zwischen ein oberes Werkzeug und ein unteres Werkzeug, die mehrere Plattenschneidelemente mit mehreren Klingen zum Bilden von Schlitzen haben und in vorgegebenen Abständen übereinander angeordnet sind,

intermittierendes Herstellen einer Vielzahl von Schlitzen in Zickzackanordnung in Längsrichtung des langgestreckten Blechs (B) auf einer Fläche, die durch die Länge und die Breite der übereinander angeordneten Plattenschneidelemente definiert ist, durch hin- und hergehendes Bewegen des oberen Werkzeugs und des unteren Werkzeugs in entgegengesetzter Richtung,

intermittierendes Weiterbewegen des langgestreckten Blechs (B) um die Länge der Plattenschneidelemente, und

Ziehen des langgestreckten Blechs (B) in einer Richtung, um das Breitenmaß des langgestreckten Blechs (B) zu vergrößern, wodurch in dem langgestreckten Blech (B) ein Gitternetz gebildet wird.

Nach diesem Herstellungsverfahren werden in dem langgestreckten Blech mehrere Reihen von Schlitzen auf einmal gebildet, und zwar durch plastische Bearbeitung mit einem oberen und einem unteren Werkzeug, die eine Vielzahl übereinander angeordneter Plattenschneidelemente aufweisen, und auf einer Fläche, die durch die Länge und die Breite der übereinander angeordneten Plattenschneidelemente definiert ist, so dass selbst mit einem hin- und hergehenden System auf effiziente Weise ein Gitter erzeugt werden kann. Außerdem können die Plattenschneidelemente eine geringere Dicke erhalten, ohne dass sie ihre Festigkeit und Steifheit verlieren, wodurch die Bildung einer feinen Gitternetzstruktur möglich ist. Durch Anfügen eines Schritts, in dem das Gitterblech nach dem Strecken gewalzt wird, wird ein noch dünneres Streckmetallgitterblech gebildet, aus dem eine dünne Sammelelektrode mit feiner Gitternetzstruktur gebildet werden kann, wie sie zur Herstellung kleiner, dünner Akkumulatoren von hoher Kapazität erforderlich ist.

Indem das Streckmetallgitterblech so gefertigt wird, dass beim Bilden der Schlitze ein massiver Streifen an vorgegebener Stelle in Längsrichtung des langgestreckten Blechs gelassen wird, so dass das langgestreckte Blech nach dem Strecken einen Bereich ohne Gitternetz hat, erhöht sich die Zugfestigkeit des langgestreckten Blechs durch diesen massiven Bereich, so dass das langgestreckte Blech ausreichende Festigkeit hat, um selbst bei geringer Dicke der Zugbelastung während des Transports oder des Walzens standzuhalten. Bei Verwendung als Sammelelektrode können diese massiven Bereiche außerdem zur Bildung von Anschlussverbindungsabschnitten für die Elektrodenplatten verwendet werden. Damit kann die Schweißbarkeit der Elektrodenplatten bei der Verbindung mit den Anschlüssen verbessert werden.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen eines Streckmetallgitterblechs besitzt:

ein Schlitzbildungsmittel mit einem oberen Werkzeug und einem unteren Werkzeug, wobei sowohl das obere Werkzeug als auch das untere Werkzeug mehrere Plattenschneidelemente aufweist, die in Abständen übereinander angeordnet sind, welche in etwa ihrer Dicke entsprechen, wobei die Plattenschneidelemente Klingen, die auf beiden Seiten davon ausgebildet sind, mehrere Auskragungen, die in vorgegebenen Abständen vorstehen, und zurückgesetzte Abschnitte, die durch abwechselndes Abschneiden der einen Seite und der anderen Seite der Klingen in einem Winkel zwischen den Auskragungen geschaffen werden, enthalten, wobei das obere Werkzeug und das untere Werkzeug einander gegenüberliegend und um die Dicke in der Richtung, in der die Plattenschneidelemente übereinandergelegt sind, versetzt angeordnet sind und wobei das obere Werkzeug und das untere Werkzeug so angetrieben werden, dass sie eine hin- und hergehende Bewegung in entgegengesetzte Richtungen ausführen, wobei sie bei jeder Hin- und Herbewegung eine Vielzahl von im Zickzack angeordneten Schlitzen in Längsrichtung auf einer durch die Länge und die Breite der Plattenschneidelemente definierten Fläche in einem langgestreckten Blech (B) erzeugen, das in Längsrichtung der Plattenschneidelemente zwischen das obere Werkzeug und das untere Werkzeug intermittierend zugeführt wird,

Mittel zum intermittierenden Fördern des langgestreckten Blechs (B) um die Länge der Plattenschneidelemente in Längsrichtung der Plattenschneidelemente im Schlitzbildungsmittel,

Streckmittel zum Ziehen des langgestreckten Blechs (B) in eine Richtung dergestalt, dass es in der Breite gestreckt wird, und Öffnen der Schlitze, wodurch ein Gitterblech (C) mit Gitternetzstruktur entsteht, und

Walzmittel (14) zum Abplatten des Gitterblechs (C) von oben und von unten.

Bei dieser Konstruktion können selbst mit einem hin- und hergehenden System auf einer vorgegebenen Fläche Schlitze auf einmal gebildet werden, wodurch die Bearbeitungsgeschwindigkeit im Vergleich zur herkömmlichen Konstruktion, bei der immer nur eine Reihe von Schlitzen auf einmal gebildet wird, beträchtlich gesteigert wird. Da zum Bilden der Schlitze Plattenschneidelemente verwendet werden, kann außerdem die Bearbeitungspräzision der Schneidelemente leicht erzielt werden, wodurch die Werkzeugkosten reduziert werden. Indem die Plattenschneidelemente dünner gemacht werden, kann außerdem ein feines Gitter gebildet werden, und es können aus diesem Streckmetallgitterblech die dünnen Elektrodenplatten mit feiner Gitternetzstruktur erhalten werden, die zur Herstellung von kleinen, dünnen Akkumulatoren hoher Kapazität erforderlich sind.

Bei vorstehender Konstruktion kann die Dicke der Plattenschneidelemente zu den Seiten des oberen und des unteren Werkzeugs hin allmählich zunehmen, wodurch die Breite der linearen Gitterstege, welche die rautenförmigen Zellen bilden, die die Gitternetzstruktur ergeben, zu den Rändern des Blechs hin allmählich zunimmt, so dass die Festigkeit der Seitenabschnitte des Blechs, auf die ein besonders starker Zug ausgeübt wird, gesteigert werden kann.

Durch Schaffung einer Konfiguration, bei der die Klingen zwischen den zurückgesetzten Abschnitten der Plattenschneidelemente so geformt werden, dass die Eckabschnitte beidseits zu den zurückgesetzten Abschnitten hin abgefast sind, werden außerdem die Verbindungen zwischen den Zellen des Gitternetzes verbreitert, und die beiden Ecken, die von den Enden der Langdiagonalen der Zellen gebildet werden, erhalten einen stumpfen Winkel, wodurch die Festigkeit der Gitterstruktur weiter gesteigert wird.

Ferner sind das obere und das untere Werkzeug so konstruiert, dass an den Stellen, die den vorgegebenen Flächen in Breitenrichtung des langgestreckten Blechs entsprechen, keine Plattenschneidelemente vorgesehen sind, so dass in Längsrichtung des langgestreckten Blechs massive Bereiche ohne Schlitze bleiben. Die Festigkeit des Gitterblechs gegenüber dem während des Transport- und des Walzvorgangs darauf ausgeübten Zug wird dadurch verbessert. Bei Verwendung des Gitterblechs als Elektrodenplatte werden außerdem aus diesen massiven Abschnitten Verbindungsabschnitte zum Herausführen der Anschlüsse ausgeschnitten, wodurch die Schweißbarkeit zwischen Elektroden und Anschlüssen verbessert werden kann.

Außerdem ist ein Biegemittel zum Bilden von Eintiefungen und Aufwölbungen in den massiven Abschnitten des langgestreckten Blechs vor dem Walzen vorgesehen, mit dem in den massiven Abschnitten des langgestreckten Blechs Eintiefungen und Aufwölbungen gebildet werden, die beim Strecken der massiven Abschnitte ein Spiel bereitstellen, durch das die Auslängung des Gitterbereichs und der massiven Abschnitte beim Walzen des Gitterblechs ausgeglichen wird, wodurch sich ein Streckmetallgitterblech ergibt, das geringere Verformungen durch das Walzen zeigt.

Bei obiger Konstruktion werden die massiven Abschnitte des Streckmetallgitterblechs in Längsrichtung des langgestreckten Blechs, und zwar in der Mitte der Breite sowie zu beiden Seiten gebildet. Dadurch ergibt sich ein Ausgleich der Zugfestigkeit in Breitenrichtung, und es kommt zu keiner Deformation während des Transports und des Walzens. Außerdem können Elektrodenplatten ohne Materialvergeudung abgeschnitten werden, weil der massive Abschnitt im Mittenbereich als Anschlussverbindungsabschnitt verwendet werden kann.

Bei Fertigung eines Streckmetallgitterblechs aus einem Aluminium- und einem Kupferblech wird ein Gitterblech aus Aluminium als positive Elektrodenplatte für einen Akkumulator und ein Gitterblech aus Kupfer als negative Elektrodenplatte verwendet.

Außerdem erhält die in dem Streckmetallgitterblech gebildete Gitterstruktur rautenförmige Zellen, deren kürzere Länge im Bereich von 0,5 bis 2,0 ram liegt. Dadurch wird die Herstellung eines Streckmetallgitterblechs mit feiner Netzstruktur für eine kleinere Batterie höherer Leistung möglich. Weil der Abstand zwischen der Aktivmasse und dem Gitterblech egalisiert wird, ergibt sich außerdem eine Sammelelektrode mit guten Entlade- und Sammeleigenschaften.

Es werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die Folgendes zeigen:

1 zeigt in perspektivischer Darstellung den Vorgang der Herstellung eines erfindungsgemäßen Streckmetallgitterblechs.

2 ist eine perspektivische Teilansicht des Metallblechs, in dem in der Schlitzbildungsstation Schlitze gebildet worden sind.

3 ist eine perspektivische Teilansicht die den Aufbau der Plattenschneidelemente in der Schlitzbildungsstation zeigt.

4A ist eine Draufsicht, welche die Schlitzbildungsstation in dem Zustand zeigt, in dem das obere und das untere Werkzeug miteinander in Eingriff stehen.

4B ist eine Draufsicht, die den Zustand zeigt, in dem in dem Metallblech Schlitze gebildet werden.

5A ist eine Draufsicht, die das Metallblech, in dem Schlitze gebildet sind, in dem Zustand vor dem Strecken zeigt.

5B ist eine Draufsicht auf das Metallblech in dem Zustand, in dem es zu einem Gitterblech mit rautenförmiger Gitterkonfiguration gestreckt wird.

6A ist eine Draufsicht in dem Zustand, in dem in den massiven Abschnitten des Gitterblechs Einkerbungen gebildet werden.

6B zeigt das Gleiche von der Seite.

7 ist eine perspektivische Ansicht abgewandelter Plattenschneidelemente in der Schlitzbildungsstation.

8 ist eine Draufsicht, welche die von den Schneidelementen gebildete Gitterstruktur zeigt.

9 ist eine Draufsicht, die zeigt, wie Elektrodenplatten von dem Streckmetallgitterblech abgeschnitten werden.

10 ist eine perspektivische Ansicht, welche die gleichzeitige Herstellung mehrerer Streckmetallgitterbleche zeigt.

11 ist eine perspektivische Ansicht, welche das Trennen der verschiedenen gemäß 10 gleichzeitig hergestellten Streckmetallgitterbleche zeigt.

12 ist eine Draufsicht, die das Falten eines Metallblechs in der Mitte zeigt.

13 ist eine Draufsicht, welche den Aufbau einer Polymerelektrolytbatterie zeigt.

14 zeigt einen Querschnitt an der Linie XIV-XIV von 13.

15A ist eine Draufsicht des Zustands, in dem in dem Metallblech Schlitze gebildet werden.

15B zeigt das Gleiche in Seitenansicht.

16 ist eine Draufsicht des Zustands, in dem durch Strecken die Gitternetzstruktur in dem Metallblech gebildet wird.

17 ist eine Seitenansicht, welche das Verfahren der Schlitzbildung mit einem Drehsystem zeigt.

18 ist eine perspektivische Ansicht, welche das Verfahren der Schlitzbildung mit einem hin- und hergehenden System zeigt, und

19 ist eine perspektivische Ansicht, welche den Zustand zeigt; in dem die von dem hin- und hergehenden System gebildeten Schlitze geweitet werden.

1 zeigt einen Herstellungsvorgang nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Streckmetallgitterblechs. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Streckmetallgitterblech hergestellt, indem in einem dünnen, langgestreckten Metallblech, beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium, ein feines Gitternetz gebildet wird, wobei im Mittelbereich und an beiden Seitenkanten des Blechs massive Abschnitte ohne Gitternetz gelassen werden. Dieses Streckmetallgitterblech wird beispielsweise als Sammler zur Bildung einer Elektrodenplatte für einen Akkumulator mit nichtwässrigem Elektrolyt verwendet.

Gemäß 1 wird ein langes Metallblech B, das in der Spulenstation 10 auf eine Rolle gewickelt ist, abgewickelt und in die Schlitzbildungsstation 11 eingeführt. Ein oberes und ein unteres Werkzeug, bestehend aus den nachstehend beschriebenen übereinander angeordneten Plattenschneidelementen, sind in der Schlitzbildungsstation 11 einander gegenüberliegend angeordnet. Indem diese Werkzeuge in entgegengesetzte Richtungen angetrieben werden, werden in einem vorgegebenen Bereich des Metallblechs B, das zwischen das obere und das untere Werkzeug geführt wird, Schlitze e sowie durch plastische Verformung Aufwölbungen g gebildet, wie in 2 gezeigt. Bei dem oberen und dem unteren in der Schlitzbildungsstation 11 angeordneten Werkzeug sind an den Stellen, die dem Mittenabschnitt (in Breitenrichtung) und den Randabschnitten des Metallblechs B entsprechen, keine der obengenannten Plattenschneidelemente angeordnet. Daher werden im Mittenabschnitt (in Breitenrichtung) und an beiden Seitenkanten des Metallblechs B keine Schlitze e gebildet.

Das Metallblech B, in dem Schlitze e gebildet worden sind, wird von Fördermitteln (nicht eingezeichnet) einer Streckstation 12 zugeführt, in der es in Breitenrichtung gezogen wird, so dass sich die Aufwölbungen g in Breitenrichtung weiten und die Schlitze e geöffnet werden, wodurch die Bereiche, in denen die Schlitze in Zickzackform mit Verbindungsstegen f zu dem Gitterblech C gestreckt werden, das rautenförmige Zellen in Zickzackanordnung aufweist. In der nachgeschalteten Biegestation 13 werden in Breitenrichtung des Gitterblechs C nutenartige Eintiefungen 19 oder alternativ Aufwölbung im massiven Mittenabschnitt Nc und in den massiven Seitenabschnitten Ns des Gitterblechs C, die keine rautenförmigen Öffnungen haben, gebildet. Diese Eintiefungen 19 werden weiter unten unter Bezugnahme auf 6A und 6B beschrieben. Das mit den Eintiefungen 19 versehene Gitterblech C wird in der Walzstation 14 mit Druckwalzen 18, 18 zu dem Streckmetallgitterblech D gewalzt, das dann aufgewickelt wird.

Nachstehend wird der Aufbau der Schlitzbildungsstation 11 für das Streckmetallgitterblech D, das mit den oben angegebenen Schritten hergestellt wird, beschrieben.

3 ist eine Teilansicht des oberen Werkzeugs 21 und des unteren Werkzeugs 22, die in der Schlitzbildungsstation 11 angeordnet sind. Mehrere Plattenschneidelemente 15, die in vorgegebenem Abstand übereinander angeordnet sind, so dass sie Scherschneidelemente ergeben, sind beidseitig mit Klingen 24 versehen, und in vorgegebenen Abständen stehen auf den Plattenschneidelementen 15 halbkreisförmige Vorsprünge bzw. Auskragungen 23 über. Außerdem werden in den geraden Bereichen zwischen den vorgenannten Vorsprüngen 23 Ausnehmungen 25 geschaffen, indem die Klingen 24 abwechselnd auf der einen und der anderen Seite der Plattenschneidelemente 15 unter einem Winkel abgeschnitten werden. Die so gestalteten Plattenschneidelemente 15 werden in Abständen übereinander angeordnet, die in etwa der Dicke der Platten entsprechen, wodurch das obere Werkzeug 21 und das untere Werkzeug 22 gebildet werden. Das obere Werkzeug 21 und das untere Werkzeug 22 werden so angeordnet, dass sie einander gegenüberliegen und in der Richtung, in der sie einander gegenüberliegen, um die Dicke der Plattenschneidelemente 15 gegeneinander versetzt sind. Indem das obere Werkzeug 21 und das untere Werkzeug 22 in einander entgegengesetzte Richtungen angetrieben werden, kommen die Plattenschneidelemente 15 des oberen Werkzeugs 21 und die Plattenschneidelemente 15 des unteren Werkzeugs 22 in Eingriff miteinander, wodurch in dem dazwischenliegenden Metallblech B die Schlitze e und durch die vorgenannten Vorsprünge 23 die Aufwölbungen g gebildet werden, wie in 2 gezeigt.

4A zeigt eine Draufsicht in dem Zustand, in dem das obere Werkzeug 21 und das untere Werkzeug 22 miteinander in Eingriff stehen, und entsprechend zeigt 4B den Zustand des Metallblechs B, das zwischen das obere Werkzeug und das untere Werkzeug in der in 4A gezeigten Stellung geführt ist und mit Schlitzen e versehen wird. Wie gezeigt, werden die Schlitze e in Abständen und in Zickzackanordnung an den Stellen gebildet, an denen die obere und die unter Klinge 24, 24 zusammenkommen, während an den Stellen, an denen die obere und die untere Ausnehmung 25, 25 aufeinandertreffen, keine Schlitze e gebildet werden, weil die Klingen 24, wie oben angegeben, weggeschnitten sind. Es werden mit anderen Worten zwischen den voneinander beabstandeten Schlitzen e Stege f gebildet. Auch werden durch die Vorsprünge 23 an den Stellen, an denen die Schlitze e, e parallel nebeneinander liegen, Aufwölbungen g gebildet, die abwechselnd von beiden Oberflächen des Metallblechs B aufragen.

Wie oben angegeben, werden das obere Werkzeug 21 und das untere Werkzeug 22 mit den übereinander angeordneten Plattenschneidelementen 15 in der Schlitzbildungsstation 11 nach oben und nach unten bewegt, wodurch gleichzeitig mehrere Reihen von Schlitzen e gebildet werden. Somit wird es möglich, mit einem hin- und hergehenden System in einem vorgegebenen Bereich eine Vielzahl von Schlitzen auf einmal zu bilden. Die Anzahl der Klingen der Plattenschneidelemente 15 muss nur einen Bruchteil der Anzahl von Schneiden betragen, die am Rand scheibenförmiger Schneidelemente 31 gebildet sind, wie in 14 gezeigt, und weil die Kingen in einer Ebene liegen, kann jedes Schneidelement geringe Größe und Dicke haben, wodurch feine Schlitze gebildet werden können, was mit einem Drehsystem nicht möglich war. Mit diesen Plattenschneidelementen 15 ist es möglich, feine Schlitze bis zur minimalen Dicke von 100 &mgr;m zu bilden. Damit wird die Herstellung von Elektrodenplatten mit feiner Gitternetzstruktur möglich, die für die Herstellung kleiner Batterien von hoher Kapazität unverzichtbar sind.

Wenn das Metallblech B, das in der Schlitzbildungsstation 11 mit Schlitzen e, Aufwölbungen g und Stegen f versehen worden ist, wie in 5A gezeigt, in der Streckstation 12 in Breitenrichtung gezogen und gestreckt wird, wird das Gitterblech C mit Gitternetzkonfiguration erzielt, in dem die Schlitze e geöffnet und die Aufwölbungen g zu rautenförmigen Zellen i geweitet worden sind, die von linearen Abschnitten h umgeben sind, wobei die Zellen i über die Knoten f aneinandergefügt sind, wie in 5B gezeigt. Der Grad der Auslängung des Bereichs, in dem die Schlitze e gebildet sind, ist abhängig von der Streckung des Metallblechs B in Breitenrichtung. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Bereiche mit Schlitzen e so stark gestreckt, dass das Verhältnis der langen Diagonale LW zur kurzen Diagonale SW der rautenförmigen Zellen, die durch das Öffnen der Schlitze e gebildet worden sind, etwa 2:1 beträgt. Dieses Gitterblech C wird dann in die Biegestation 13 transportiert, wo im massiven Mittenabschnitt Nc und in den massiven Seitenabschnitten Ns auf beiden Seiten des Gitterblechs die vorgenannten Eintiefungen 19 gebildet werden. In der Biegestation 13 sind eine männliche Walze mit Vorsprüngen in Breitenrichtung an den Stellen, die dem massiven Mittenabschnitt Nc und den massiven Seitenabschnitten Ns auf beiden Seiten des Gitterblechs entsprechen, und eine weibliche Walze mit entsprechenden Eintiefungen einander gegenüberliegend angeordnet (nicht eingezeichnet). Das Gitternetzblech C wird vorbeigeführt und damit zwischen die männliche Walze und die weibliche Walze gepresst, wodurch im massiven Mittenabschnitt Nc (auf die Breite bezogen) und in den massiven Seitenabschnitten Ns auf beiden Seiten nutartige Eintiefungen 19 gebildet werden, wie in 6A und 6B gezeigt. Es sei darauf hingewiesen, dass die Eintiefungen 19 auch als Aufwölbungen geformt werden können, die von der Oberseite des Blechs aufragen. Das mit den Eintiefungen 19 versehene Gitternetzblech C wird dann der Walzstation 14 zugeführt.

Das Gitternetzblech C wird in der Walzstation 14 zwischen ein Paar Druckwalzen 18, 18 mit ebenen Oberflächen geführt, um etwaige Unregelmäßigkeiten im Gitternetzabschnitt M und an den Eintiefungen 19 in den massiven Abschnitten Nc, Ns abzuplatten und dem ganzen Gitternetzblech eine einheitliche Dicke zu verleihen. Dabei ist die Dehnung des Gitterabschnitts M mit der Netzstruktur größer als die Dehnung der massiven Abschnitte Nc, Ns, jedoch wird die ungleiche Dehnung durch die in den massiven Abschnitten Nc, Ns gebildeten Eintiefungen 19 oder Aufwölbungen ausgeglichen. Dadurch können eine Verformung des aus der Walzstation 14 herausgeführten Streckmetallgitterblechs D und eine Verformung oder ein Bruch des Gitternetzabschnitts M verhindert werden. Folglich können Abmessungen und Anzahl der in der Biegestation 13 gebildeten Eintiefungen 19 oder Aufwölbungen so gewählt werden, dass die Dehnung des Gitternetzabschnitts M beim Walzen der Dehnung der massiven Abschnitte Nc, Ns entspricht, und die männliche Walze sowie die weibliche Walze können auf dieser Grundlage gestaltet werden.

Das in der beschriebenen Weise hergestellte Streckmetallgitterblech D hat dank der massiven Abschnitte Nc und Ns eine viel höhere Zugfestigkeit, als es ohne massive Abschnitte der Fall wäre. Damit wird die Herstellung eines Streckmetallgitternetzblechs D möglich, das optimal als Elektrodenplatte für einen dünnen, kleinen Akkumulator geeignet ist und dessen Festigkeit ausreicht, dem Zug beim Transport während der einzelnen Verfahrensschritte standzuhalten, obwohl es dünn ist und eine feine Gitternetzstruktur aufweist.

7 zeigt ein abgewandeltes Beispiel von Plattenschneidelementen 15 in der obengenannten Schlitzbildungsstation 11. Bei dieser Anordnung sind die Ausnehmungsabschnitte 25 der Plattenschneidelemente 15, die durch Wegschneiden der Klingen 24 gebildet werden, in den Ecken auf beiden Seiten neben den Klingen 24 mit Abfasungen 36 versehen, die gebildet werden, indem die Ecken von der Klingenseite zu den Ausnehmungsabschnitten 25 hin abgeschnitten werden. Durch diese Gestaltung wird die Festigkeit des Gitternetzes weiter verbessert. Die Abfasungen 36 vergrößern speziell die Breite des Bereichs, in dem die Schlitzbildung durch die Klingen 24 durch die Ausnehmungsabschnitte 25 unterbrochen ist. Folglich werden die Schlitze e etwas kürzer, und bei den rautenförmigen Zellen i, die durch das Öffnen der Schlitze e beim Dehnen des Metallblechs gebildet werden, wird der Winkel an den inneren Kanten an beiden Zellenenden in Längsrichtung stumpf statt spitz und abgerundet, wie in 8 gezeigt. Damit werden die Knoten f, welche die rautenförmigen Zellen i verbinden, verbreitert, und die Zugfestigkeit des Gitternetzblechs wird weiter erhöht, weil alle Zellen i über stumpfe Winkel verbunden sind.

Die oben beschriebenen rautenförmigen Zellen i des Streckmetallgitterblechs D haben im wesentlichen die gleiche Größe. Die Größe der Zellen kann auch zu den Seitenkanten des Gitternetzblechs hin allmählich abnehmen oder an verschiedenen Stellen unterschiedlich sein. Wenn beispielsweise die Breite der Platten, welche die Plattenschneidelemente 15 bilden, die das obere Werkzeug 21 und das untere Werkzeug 22 ergeben, zu den Seitenkanten des Metallblechs B hin allmählich zunimmt, nimmt auch die Breite der linearen Gitterstege h, welche die Zellen i umgeben, zu den Seitenkanten des Metallblechs B hin allmählich zu. Dadurch kann die Festigkeit der Seitenabschnitte, an denen beim Strecken des Blechs starke Kräfte angreifen, weiter erhöht werden. Die Abmessungen der Vorsprünge 23, der Klingen 24 und der Ausnehmungsabschnitte 25 können je nach der Dicke der Plattenschneidelemente 15 unterschiedlich sein, so dass das Verhältnis lange Diagonale zu kurzer Diagonale bei der rautenförmigen Zelle i gleich bleibt, auch wenn sich die Größe der Zellen i ändert.

Es folgt eine Beschreibung des Verfahrens zum Herstellen einer Polymerelektrolyt-Sekundärzelle unter Verwendung des in obiger Weise hergestellten Streckmetallgitternetzblechs als positive oder negative Elektrodenplatte, wobei auf 9, 13 und 14 Bezug genommen wird.

Die Streckmetallgitterbleche werden aus Metallblechen hergestellt, und zwar aus Aluminiumblechen für die positive Sammelelektrode und aus Kupfer für die negative Sammelelektrode des Akkumulators. Speziell für einen kleinen Akkumulator von geringem Gewicht wie für eine Polymerelektrolyt-Sekundärzelle muss die Sammelelektrode so dünn wie möglich sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein 0,06 mm dickes Metallblech verwendet.

Das aus einem Aluminiumblech hergestellte Streckmetallgitterblech D wird mit einem Bindemittel beschichtet. Dann wird die Aktivmasse 1b für die positive Elektrode, die als Paste bereitet ist, auf den Gitterabschnitt M des Streckmetallgitterblechs D aufgebracht. Nach dem Trocknen wird das Blech gewalzt, um eine positive Elektrodenplatte der vorgeschriebenen Stärke (0,15 mm bei diesem Ausführungsbeispiel) zu bilden.

In gleicher Weise wird das aus einem Kupferblech gebildete Streckmetallgitterblech D mit einem Bindemittel beschichtet und anschließend die Aktivmasse 2b für die negative Elektrode, die als Paste bereitet ist, auf den Gitterabschnitt M des Streckmetallgitterblechs D aufgebracht. Nach dem Trocknen wird das Blech gewalzt, um eine negative Elektrodenplatte der vorgeschriebenen Stärke (0,32 mm bei diesem Ausführungsbeispiel) zu bilden.

Die positive Sammelelektrode 1a und die negative Sammelelektrode 2a werden aus dem positiven Elektrodenblech bzw. dem negativen Elektrodenblech, die wie beschrieben hergestellt wurden, geschnitten, um die positive Elektrodenplatte 1 und die negative Elektrodenplatte 2 zu bilden. Dabei werden die positive Sammelelektrode 1a und die negative Sammelelektrode 2a so abgeschnitten, dass der jeweilige Anschlussverbindungsabschnitt 1c bzw. 2c auf dem massiven Mittenabschnitt Nc liegt, der in dem Streckmetallgitterblech D gebildet wurde, wie in 9 gezeigt, wodurch kein Material verschwendet wird und die Anschlussverbindungsabschnitte 1c, 2c aus öffnungsfreien Bereichen ausgeschnitten werden können.

Die positive Elektrodenplatte 1 und die negative Elektrodenplatte 2, die so erhalten wurden, werden mit zwischengelegten Separatoren 3 aufeinandergeschichtet und zwischen Heizwalzen erwärmt und zusammengepresst, wodurch gegenüberliegende Oberflächen verschweißt werden und eine Schichtelektrode 4 gebildet wird. Die Anschlussverbindungsabschnitte 1c der beiden positiven Sammelelektroden 1a, 1a dieser Schichtelektrode 4 werden mit dem positiven Elektrodenanschluss 8 und miteinander verschweißt. In gleicher Weise wird der negative Elektrodenanschluss 9 an den Anschlussverbindungsabschnitt 2c der negativen Sammelelektrode 2a angeschweißt. Weil die Anschlussverbindungsabschnitte 1c, 2c, wie bereits erwähnt, jeweils aus dem massiven, gitterfreien Mittenabschnitt Nc des Streckmetallgitterblechs D ausgeschnitten werden, kann das Schweißen durch Widerstandsschweißen oder Ultraschallschweißen sicher erfolgen. Außerdem wird die Verbindbarkeit der Anschlussverbindungsabschnitte 1c, 2c mit dem jeweiligen Anschluss 8, 9 verbessert und die Abgabe einer großen Stromstärke ermöglicht, weil die leitende Oberfläche groß ist.

Die Schichtelektrode 4, die mit den Anschlüssen 8, 9 verbunden worden ist, wird in ein umschlagartiges Außengehäuse 7 eingesetzt, das man durch Zusammenlegen eines Laminatbogens, der an der Falzlinie T zusammengelegt wurde, und Heißverschweißen der Abschnitte P1, P3 erhält, wie in 13 gezeigt. Nach Einspritzen der vorgeschriebenen Menge eines Flüssigelektrolyten in dieses Außengehäuse 7 wird der Dichtungsabschnitt P2 heißverschweißt, wodurch die Laminatelektrode 4 in dem Außengehäuse 7 abgedichtet und die Polymerelektrolyt-Sekundärzelle fertig ist.

Es folgt eine Beschreibung der Beziehung zwischen Batterieleistung und Konstruktion der Streckmetallgitterbleche D, die als Sammelelektroden 1a, 2a für die Polymerelektrolyt-Sekundärzelle mit oben beschriebenem Aufbau verwendet werden.

Die Dicke des als Sammelelektrode 1a, 2a für die oben beschriebene kleine, leichte Batterie mit nichtwässrigem Elektrolyt verwendeten Streckmetallgitterblechs D beeinflusst unmittelbar die Dicke und das Gewicht der Batterie und muss daher so gering wie möglich sein, und zwar in einem Bereich, in dem die Batterieleistung und der Herstellungsprozess unbeeinflusst bleiben. Je dünner die Sammelelektrode 1a, 2a ist, desto mehr Aktivmasse 1b, 2b zur Bildung der Elektrodenplatten kann verwendet werden, wodurch die Batterieleistung bei gleicher Elektrodenplattendicke vergrößert werden kann. Obwohl es wünschenswert ist, ein dünneres Streckmetallgitterblech D zu verwenden, war es daher bisher unmöglich, weniger als 0,1 mm dicke Bleche zu verwenden, weil ihre mechanische Festigkeit begrenzt ist. Wie bereits oben ausgeführt, macht es jedoch die Konstruktion mit massiven Abschnitten Nc, Ns im Streckmetallgitterblech D möglich, Bleche von weniger als 0,1 mm Dicke zu verwenden (0,06 mm bei diesem Ausführungsbeispiel).

Außerdem ergibt eine sehr kleine Gitterkonfiguration im Streckmetallgitterblech D verbesserte Entladeeigenschaften der Batterie, weil der Abstand zwischen den Sammelelektroden 1a, 2a und der Aktivmasse 1b, 2b ausgeglichen ist. Es gibt jedoch Bearbeitungsgrenzen für die Schneidelemente zur Bildung von Schlitzen im Metallblech. Wenn die rautenförmigen Zellen im Gitternetz so gebildet werden, dass das Verhältnis der langen Diagonale LW der Raute zur kurzen Diagonale SW 2:1 beträgt, wie in 5B gezeigt, können außerdem die Bindekraft mit der Aktivmasse und die Entladeeigenschaften der Batterie verbessert werden. Eine Verschmälerung der linearen Gitterstege h, welche die Zellen i bilden, verbessert außerdem die Sammeleigenschaften. Damit jedoch das Gitter die für das Walzen erforderliche Festigkeit hat, sowie im Hinblick auf die erwähnten Grenzen für die Schneidelemente sollte die Breite der linearen Gitterstege h nicht weniger als 0,1 mm betragen. Auch in dieser Hinsicht sind die massiven Abschnitte Nc, Ns, wie erwähnt, wirkungsvoll, um die Aufgabe, eine feine Gitternetzstruktur in dem Streckmetallgitterblech D zu schaffen, zu erfüllen, wodurch die Batterieleistung verbessert wird und gleichzeitig die für den Herstellungsprozess erforderliche Festigkeit erhalten bleibt.

Wie oben ausgeführt, ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Streckmetallgiterblechs möglich, mittels Plattenschneidelementen feine Schlitze zu bilden, so dass die Herstellung eines Streckmetallgiterblechs mit winziger Gitternetzstruktur möglich ist. Infolgedessen ist es möglich, Sammelelektroden mit feinem Gitternetz herzustellen, die für die Herstellung kleiner Batterien von hoher Leistungsfähigkeit erforderlich sind. Beim Bilden der Schlitze in dem Metallblech werden außerdem massive Abschnitte ohne Schlitze im Mittenabschnitt (bezogen auf die Breite) und auf beiden Seiten des Metallblechs gelassen, und es wird beim Strecken des Metallblechs ein Streckmetallgitterblech mit massiven Abschnitten erhalten. Die massiven Abschnitte erhöhen die Zugfestigkeit des Metallblechs und tragen dazu bei, einen Bruch während des Transports oder des Walzens bei der Herstellung des Streckmetallgitterblechs sowie bei der Herstellung der Akkumulatorelektroden unter Verwendung dieses Blechs zu verhindern. Außerdem können die erwähnten massiven Abschnitte auch als Flächen zum Anschweißen von Anschlüssen oder dergleichen bei der Herstellung der Batteriesammelelektroden verwendet werden. Weil das Schweißen in einem Bereich ohne Öffnungen erfolgt, ergibt sich eine sehr gute Verbindung zwischen Elektrode und Anschluss, wodurch es möglich wird, eine große Stromstärke abzugeben und zu einer verbesserten Batterieleistung beizutragen.

10 bis 12 zeigen ein Verfahren zum Herstellen eines Streckmetallgitterblechs, nach dem mehrere Streckmetallgitterbleche D1, D2 gleichzeitig aus der gleichen Anzahl von langen Blechen B1, B2 hergestellt werden können.

Im Einzelnen werden zwei lange Blechstreifen B1, B2, die aufeinander liegen, von der Wickelstation 10 der Schlitzbildungsstation 11 zugeführt. Die Bleche B1, B2 werden danach der Streckstation 12 zugeführt, wo sie zu Gitterblechen C1, C2 werden, die zur Biegestation 13 und zur Walzstation 14 weitertransportiert werden, wodurch zwei Streifen aufeinanderliegender Streckmetallgitterbleche D1, D2 erhalten werden, die dann aufgewickelt werden. Auf eine Beschreibung der Wickelstation 10, der Schlitzbildungsstation 11, der Streckstation 12, der Biegestation 13 und der Walzstation 14 wird verzichtet, weil diese im wesentlichen die gleichen sind wie bereits unter Bezugnahme auf 1 bis 8 beschrieben.

Zwei aufeinander liegende Streifen Streckmetallgitterblech D1, D2 werden getrennt, wie in 11 gezeigt. Natürlich ist es auch möglich, mehr als drei lange Blechstreifen aufeinander zu legen und nach dem angegebenen Verfahren eine entsprechende Anzahl von Streckmetallgitterblechen daraus zu bilden.

Ferner ist es möglich, ein breites, langes Blech B' an einer Falzlinie F in Längsrichtung zu falten, um ein Blech B'' zu bilden, das aus mehr als einem übereinander liegenden langen Blech besteht, wie in 12 gezeigt. Nach dem in 10 und 11 gezeigten Verfahren können gleichzeitig auch mehrere Streckmetallgitterbleche unter Verwendung gefalteter Bleche hergestellt werden.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zum Herstellen eines Streckmetallgitterblechs, enthaltend die Schritte:

    Einbringen eines langgestreckten Blechs (B) zwischen ein oberes Werkzeug (21) und ein unteres Werkzeug (22), die mehrere Plattenschneidelemente (15) mit mehreren Klingen (24) zum Bilden von Schlitzen haben und in vorgegebenen Abständen übereinander angeordnet sind,

    intermittierendes Herstellen einer Vielzahl von Schlitzen in Zickzackanordnung in Längsrichtung des langgestreckten Blechs (B) auf einer Fläche, die durch die Länge und die Breite der übereinander angeordneten Plattenschneidelemente (15) definiert ist, durch hin- und hergehendes Bewegen des oberen Werkzeugs (21) und des unteren Werkzeugs (22) in entgegengesetzter Richtung, intermittierendes Weiterbewegen des langgestreckten Blechs (B) um die Länge der Plattenschneidelemente (15); und

    Ziehen des langgestreckten Blechs (B) in einer Richtung, um das Breitenmaß des langgestreckten Blechs (B) zu vergrößern, wodurch in dem langgestreckten Blech (B) ein Gitternetz gebildet wird.
  2. Verfahren zum Herstellen eines Streckmetallgitterblechs nach Anspruch 1, bei dem in dem Schritt des Herstellens der Schlitze in dem langgestreckten Blech (B) an einer vorgegebenen Stelle in dem langgestreckten Blech (B) in Längsrichtung ein Streifen massives Material belassen wird, so dass das langgestreckte Blech (B) nach dem Strecken einen Abschnitt ohne Gitternetz aufweist.
  3. Verfahren zum Herstellen eines Streckmetallgitterblechs nach Anspruch 1 oder 2,

    bei dem mehrere langgestreckte Bleche (B1, B2), die übereinandergelegt sind, zwischen das obere Werkzeug (21) und das untere Werkzeug (22) geführt wird, so dass in den übereinanderliegenden Blechen Schlitze gebildet werden, und

    bei dem die übereinandergelegten langgestreckten Bleche (B1, B2) dann dergestalt in eine Richtung gezogen werden, dass sie in der Breite gestreckt werden, wodurch in den langgestreckten Blechen (B1, B2) ein Gitternetz gebildet wird.
  4. Vorrichtung zum Herstellen eines Streckmetallgitterblechs, enthaltend:

    ein Schlitzbildungsmittel (11) mit einem oberen Werkzeug (21) und einem unteren Werkzeug (22), wobei sowohl das obere Werkzeug (21) als auch das untere Werkzeug (22) mehrere Plattenschneidelemente (15) aufweist, die in Abständen übereinander angeordnet sind, welche in etwa ihrer Dicke entsprechen, wobei die Plattenschneidelemente (15) Klingen (24), die auf beiden Seiten davon ausgebildet sind, mehrere Auskragungen (23), die in vorgegebenen Abständen vorstehen, und zurückgesetzte Abschnitte (25), die durch abwechselndes Abschneiden der einen Seite und der anderen Seite der Klingen (24) in einem Winkel zwischen den Auskragungen (23) geschaffen werden, enthalten, wobei das obere Werkzeug (21) und das untere Werkzeug (22) einander gegenüberliegend und um die Dicke in der Richtung, in der die Plattenschneidelemente (15) übereinandergelegt sind, versetzt angeordnet sind und wobei das obere Werkzeug (21) und das untere Werkzeug (22) so angetrieben werden, dass sie eine hin- und hergehende Bewegung in entgegengesetzte Richtungen ausführen, wobei sie bei jeder Hin- und Herbewegung eine Vielzahl von im Zickzack angeordneten Schlitzen in Längsrichtung auf einer durch die Länge und die Breite der Plattenschneidelemente (15) definierten Fläche in einem langgestreckten Blech (B) erzeugen, das in Längsrichtung der Plattenschneidelemente (15) zwischen das obere Werkzeug (21) und das untere Werkzeug (22) intermittierend zugeführt wird,

    Mittel zum intermittierenden Fördern des langgestreckten Blechs (B) um die Länge der Plattenschneidelemente (15) in Längsrichtung der Plattenschneidelemente (15) im Schlitzbildungsmittel (11),

    Streckmittel (12) zum Ziehen des langgestreckten Blechs (B) in eine Richtung dergestalt, dass es in der Breite gestreckt wird, und Öffnen der Schlitze, wodurch ein Gitterblech (C) mit Gitternetzstruktur entsteht, und Walzmittel (14) zum Abplatten des Gitterblechs (C) von oben und von unten.
  5. Vorrichtung zum Herstellen eines Streckmetallgitterblechs nach Anspruch 4, bei der die Dicke der Plattenschneidelemente (15) zu den Seiten des oberen Werkzeugs (21) und des unteren Werkzeugs (22) hin allmählich zunimmt.
  6. Vorrichtung zum Herstellen eines Streckmetallgitterblechs nach Anspruch 4 oder 5, bei der die Klingen (24) zwischen den zurückgesetzten Abschnitten (25) der Plattenschneidelemente (15) so gestaltet sind, dass Eckteile zu den zurückgesetzten Abschnitten (25) hin beidseitig abgefast sind.
  7. Vorrichtung zum Herstellen eines Streckmetallgitterblechs nach Anspruch 4, 5 oder 6, bei der das obere Werkzeug (21) und das untere Werkzeug (22) so gestaltet sind, dass die Plattenschneidelemente (15) nicht an Stellen angeordnet sind, die vorgegebenen Flächen in Breitenrichtung des langgestreckten Blechs (B) entsprechen, so dass in Längsrichtung in dem langgestreckten Blech (B) massive Abschnitte bleiben, in denen keine Schlitze gebildet werden.
  8. Vorrichtung zum Herstellen eines Streckmetallgitterblechs nach Anspruch 6, weiter enthaltend Biegemittel (13) zum Ausbilden von Einwölbungen (19) oder Aufwölbungen in den massiven Abschnitten des langgestreckten Blechs (B) vor dem Walzen des langgestreckten Blechs (B).
Es folgen 12 Blatt Zeichnungen






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