Die Erfindung betrifft eine temperierbare Kalanderwalze zum Herstellen einer Elektrodenbahn im Trockenelektrodenverfahren mit einem Walzenkörper und zwei sich stirnseitig von diesem wegerstreckenden Walzenzapfen, wobei im Innern der Kalanderwalze eine Fluidkanalanordnung vorgesehen ist.

Eine Hohlwalze mit einer Temperatursteuereinrichtung ist bekannt aus der Druckschrift DE 33 21 122 Al. Diese weist eine Mehrzahl parallel zur Walzenoberfläche verlaufende Durchgänge zum Leiten eines Temperatursteuerfluids sowie eine mit den Durchgängen verbundene zentrale Bohrung auf, mittels welcher die Durchgänge mit dem Fluid versorgt sind.

Das Herstellen von Elektrodenbahnen im Trockenelektrodenverfahren erfordert Prozesstemperaturen, welche oberhalb von 100 °C liegen. Daher ist es erforderlich, die zum Herstellen der Elektrodenbahn verwendeten Kalanderwalze zu beheizen. Eine Problematik beim Beheizen einer Walze besteht jedoch darin, dass die Walzenoberfläche unter Umständen über ihren axialen Verlauf einen Temperaturgradienten aufweist, welcher beispielsweise eine höhere Temperatur in einem Mittenbereich der Walze erzeugt als in den am Rand gelegenen äußeren Bereichen. Dies führt dazu, dass sich das stärker erhitzte Walzenmaterial in der Mitte stärker ausdehnt als das weniger erhitzte in den Randbereichen und daher eine Balligkeit entsteht, also eine von der zylindrischen Form abweichende Querschnittsverdickung. Elektrodenbahnen für Batteriezellen weisen allerdings die Anforderung auf, über ihre Breite eine möglichst homogene Dicke aufzuweisen. Daher ist es notwendig, die beim Beheizen der Walze auftretende Balligkeit zu vermeiden.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine temperierbare Kalanderwalze zum Herstellen einer Elektrodenbahn im Trockenelektrodenverfahren derart zu verbessern, dass diese an ihrer Walzenoberfläche einen gleichmäßigen Temperaturverlauf aufweist.

Die Erfindung wird gelöst durch eine temperierbare Kalanderwalze mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Demgemäß ist vorgesehen, dass die Kalanderwalze eine Fluidkanalanordnung zum Temperieren des Walzenkörpers aufweist, die eine sich zumindest abschnittsweise durch den Walzenkörper und durch zumindest einen der Walzenzapfen axial erstreckende Zentralbohrung sowie eine Mehrzahl über den Umfang des Walzenkörpers verteilte, unterhalb der Walzenkörperoberfläche und parallel zu dieser verlaufende Temperierkanäle aufweist, welche fluidisch mit der Zentralbohrung gekoppelt sind. Ferner weist die Kalanderwalze eine Zulaufleitung und eine Ablaufleitung für ein Thermofluid auf, welche an die Fluidkanalanordnung angeschlossen sind, wobei die Zulaufleitung ein sich zumindest abschnittsweise in die Zentralbohrung hineinerstreckendes Speiserohr zum Einleiten des Thermofluids in die Fluidkanalanordnung aufweist und wobei die Ablaufleitung fluidisch an einen zwischen der Außenseite des Speiserohrs und dem Innendurchmesser der Zentralbohrung gebildeten Ablaufspalt der Fluidkanalanordnung gekoppelt ist. Die Fluidkanalanordnung kann beispielsweise dazu verwendet werden, die Walze mittels eines Thermofluids wie beispielsweise Öl auf eine vorgesehene Prozesstemperatur aufzuheizen. Alternativ kann vorgesehen sein, beispielsweise für den Fall eines wartungsbedingt notwendigen Ausbaus der Kalanderwalze ein Kühlmedium, gegebenenfalls dasselbe wie zum Heizen verwendete Thermofluid, durch die Fluidkanalanordnung durchzuleiten, so dass die Abkühlzeit der Walze reduziert werden kann, bis diese bereit zum Ausbauen ist.

Es kann vorgesehen sein, dass die Zulaufleitung und die Ablaufleitung in denselben Walzenzapfen der Kalanderwalze münden und die Temperierkanäle über eine Mehrzahl Zulaufkanäle fluidisch mit dem Speiserohr und über eine Mehrzahl Ablaufkanäle fluidisch mit dem Ablaufspalt gekoppelt sind, wobei die Zulaufkanäle an einer von der Zulaufleitung abgewandten Seite in die Zentralbohrung münden und die Ablaufkanäle in den Ablaufspalt münden.

Ferner kann vorgesehen sein, dass sich das Speiserohr axial bis hinter die Mündungsöffnungen der Zulaufkanäle in die Zentralbohrung hineinerstreckt. Das Speiserohr kann sich beispielsweise axial bis an den gegenüberliegenden Walzenzapfen oder in diesen hineinerstrecken. Dadurch wird gegenüber einem kürzen Speiserohr eine bessere Umwälzung des im Walzenzapfens befindlichen Thermofluids erzielt. Ferner kann im Bereich zwischen dem Auslass des Speiserohrs und dem Mündungsbereich der Zulaufkanäle zwischen der Außenseite des Speiserohrs und der Innenseite der Zentralbohrung ein Zulaufspalt gebildet sein, durch welchen das Thermofluid nach Verlassen des Auslasses des Speiserohrs in Richtung Mündungsbereich der Zulaufkanäle strömen kann.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Zentralbohrung eine sich durch beide Walzenzapfen und den Walzenkörper hindurcherstreckende Durchgangsbohrung ist und sich das Speiserohr bis in den Bereich des der Zulaufleitung gegenüberliegenden Walzenzapfens in die Zentralbohrung hineinerstreckt. Zwischen dem Auslass des Speiserohrs und dem Ende der Zentralbohrung, welches durch einen Deckel verschlossen sein kann, kann ein Raum vorgesehen sein, welcher durch Thermofluid durchströmbar ist. Dadurch kann effektiv ein Erhitzen der gesamten Walze inklusive der Walzenzapfen erreicht werden, so dass ein Temperaturgradient zwischen Walzenkörper und den Walzenzapfen vermieden wird, so dass die Temperaturverteilung entlang der Oberfläche der Walze gleichmäßiger ist.

Es ist denkbar, dass der Mündungsbereich der Zulaufkanäle vom Mündungsbereich der Ablaufkanäle mittels zumindest einer zwischen diesen Bereichen auf der Außenseite des Speiserohrs angeordneten Dichtbuchse abgedichtet ist. Ferner ist denkbar, dass auf der Außenseite des Speiserohrs zwischen dem Mündungsbereich der Zulaufkanäle und dem Mündungsbereich der Ablaufkanäle zwei voneinander beabstandete Dichtbuchsen angeordnet sind, durch welche der zwischen den Dichtbuchsen eingeschlossene Abschnitt zwischen der Außenseite des Speiserohrs und dem Innendurchmesser der Zentralbohrung frei von Thermofluid ist.

Außerdem ist denkbar, dass zwischen jedem Zulaufkanal und diesem jeweils zugeordneten Ablaufkanal eine ungeradzahlige Mehrzahl in Walzenumlaufrichtung parallel voneinander beabstandeter Temperierkanäle angeordnet ist, durch welche das Thermofluid in Axialrichtung entsprechend der Anzahl Temperierkanäle schlangenförmig durchgeführt wird. Dadurch kann die Anzahl an unterhalb der Walzenoberfläche verlaufenden Temperierkanäle maximiert werden, da die maximale Anzahl der in die Zentralbohrung mündenden Zulauf- bzw. Ablaufkanäle durch das Durchmesserverhältnis von Zentralbohrung und den Zulauf- bzw. Ablaufkanälen begrenzt ist.

Es kann vorgesehen sein, dass die Temperierkanäle jeweils als durch den Walzenkörper geführte Durchgangsbohrungen ausgebildet sind und benachbarte Temperierkanäle mittels stirnseitig eingebrachter im Wesentlichen tangential verlaufender, axial abgedichteter Nuten miteinander verbunden sind.

Ferner kann vorgesehen sein, dass der Walzenkörper im Bereich der Temperierkanäle auf beiden Stirnseiten des Walzenkörpers eine axiale Ringnut aufweist, in welche eine die Nuten und Bohrungen aufweisende Abdeckkappe eingesetzt ist, welche axial mit einem Dichtelement abgedichtet ist. Die Dichtelemente können die stirnseitigen Flächen des Walzenkörpers im Wesentlichen vollständig bedecken, Die Dichtelemente können ferner eine geringe Wärmeleitfähigkeit von weniger als 3 W/ (m-K) aufweisen. Dadurch kann ein Abstrahlen von Wärme entlang der Stirnseiten bz. Eine Luftkonvektion vermieden werden, so dass der Hitzegradient des durch die Walze strömenden Fluids entlang der zurückzulegenden Strecke durch die Walze möglichst gering ist. Die Bohrungen können jeweils an die mit einem Zulauf- oder Ablaufkanal verbundenen Temperierkanäle fluchtend angrenzen, so dass der Kontaktbereich zwischen der Abdeckkappe und dem Thermofluid vergrößert ist.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Zentralbohrung auf der der Zulaufleitung gegenüberliegenden Seite endseitig mit einem Deckel verschlossen ist.

Es ist denkbar, dass sich die Zulaufkanäle in einer ersten Diagonalrichtung axial von der Zulaufseite und radial von der Zentralbohrung wegerstrecken und sich die Ablaufkanäle in einer zweiten Diagonalrichtung axial auf die Zulaufseite zu erstrecken und radial von der Zentralbohrung wegerstrecken.

Ferner ist denkbar, dass die Fluidkanalanordnung zumindest im Bereich des diese aufweisenden Walzenzapfens ein Isolierelement zum thermischen Abschirmen der Fluidkanalanordnung gegenüber dem Walzenzapfen aufweist.

Außerdem ist denkbar, dass das Isolierelement aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von weniger als 0,3 W/(m-K) wie beispielsweise PTFE besteht.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass sich die Fluidkanalanordnung zumindest abschnittsweise durch beide Walzenzapfen erstreckt und die Fluidkanalanordnung im Bereich beider Walzenzapfen ein Isolierelement zum thermischen Abschirmen der Fluidkanalanordnung gegenüber dem jeweiligen Walzenzapfen aufweist. Es kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine Isolierelement in Form einer die Zentralbohrung auskleidende Isolierhülse in die Zentralbohrung eingeschoben ist.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrodenbahn, aufweisend die Schritte:

Bereitstellen eines pulverförmigen Elektrodenvorläufermaterials und zumindest einer Kalanderwalze, wobei die Kalanderwalze eine Fluidkanalanordnung zum Temperieren der Kalanderwalze aufweist;

Beheizen der Kalanderwalze mittels Durchleiten eines Fluids durch die Fluidkanalanordnung;

Kontaktieren der Kalanderwalze mit dem pulverförmigen Elektrodenvorläufermaterial.

Es kann vorgesehen sein, dass das Fluid ein Öl ist. Es ist denkbar, dass das Fluid auf einer Temperatur von 3O°C bis 200°C gehalten wird. Es ist ferner denkbar, dass das Fluid auf einer Temperatur von 6o°C bis 15O°C gehalten wird. Außerdem kann vorgesehen sein, dass das Fluid auf einer Temperatur von 9O°C bis 12O°C gehalten wird.

Ferner kann vorgesehen sein, dass zum Kühlen der Kalanderwalze ein Kühlmedium durch die Fluidkanalanordnung geleitet wird, wobei die Temperatur des Kühlmediums auf einer Temperatur gehalten wird, welche kleiner als die Temperatur der Kalanderwalze ist.

Die Erfindung betrifft ferner eine Trockenelektrode, produziert durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 17-22. Die Trockenelektrode kann eine Dickentoleranz von weniger als 1 pm aufweisen.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Kalanderwalze, wobei das Verfahren umfasst:

Herstellen eines oder mehrerer Kalanderwalzenteile; und

Verbinden des einen oder der mehreren Kalanderwalzenteile; wobei: das eine oder die mehreren Kalanderwalzenteile mindestens ein Speiserohr, mindestens einen Temperierkanal und mindestens eine Ablaufleitung umfassen; wobei die Kalanderwalze ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist; und das mindestens eine Speiserohr sich von dem ersten Ende bis in das zweite Ende hineinerstreckt. Es kann ferner vorgesehen sein, dass das eine oder die mehreren Kalanderwalzenteile durch CNC-Bearbeitung, Schmieden, Feinguss, Spritzguss, Druckguss, additive Fertigung oder Kombinationen davon hergestellt werden.

Außerdem kann vorgesehen sein, dass das eine oder die mehreren Kalanderwalzenteile durch Metallgasschweißen, Lichtbogenschweißen, Wolfram- Inertgasschweißen, Flussmittelkernschweißen, Löten, Mischen, Kleben oder Kombinationen davon verbunden werden.

Ferner kann die Herstellung mindestens einer Isolierhülse und das Verbinden der Isolierhülse mit dem einen oder den mehreren Kalanderwalzenteilen vorgesehen sein, wobei die mindestens eine Isolationshülse durch Transferformen, Spritzgießen, Schmelzgießen, Formpressen, Vakuumformen, Pultrusion oder Kombinationen davon hergestellt werden kann; und die mindestens eine Isolationshülse mit dem einen oder den mehreren Kalanderwalzenteilen durch Kleben, mechanische Befestigung oder Kombinationen davon verbunden sein kann.

Ferner kann die Herstellung mindestens einer Isolierschicht und das Verbinden der Isolierschicht mit dem einen oder den mehreren Kalanderwalzenteilen vorgesehen sein, wobei die mindestens eine Isolierschicht durch Transferformen, Spritzgießen, Schmelzgießen, Formpressen, Vakuumformen, Pultrusion oder Kombinationen davon hergestellt werden kann; und die mindestens eine Isolierschicht mit dem einen oder den mehreren Kalanderwalzenteilen durch Kleben, mechanische Befestigung oder Kombinationen davon verbunden sein kann.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die Kalanderwalze eine Oberfläche aufweist, ferner umfassend das Behandeln der Oberfläche der Kalanderwalze, wobei die Oberfläche der Kalanderwalze mit einer Mikroätzbehandlung, einer Lasergravurbehandlung, einer Superpolierbehandlung oder Kombinationen davon behandelt wird.

Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figuren erläutert. Dabei zeigt:

Fig. i eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen temperierbaren Kalanderwalze; Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen temperierbaren Kalanderwalze;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht von einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen temperierbaren Kalanderwalze mit parallel verlaufenden Temperierkanälen;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht eines Schnittpunkts zwischen einem Temperierkanal und einem Zulaufkanal;

Fig. 5 eine Detailansicht von Verbindungsnuten von Temperierkanälen im Halbschnitt und;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Walzenzapfens und einer stirnseitig an einem Walzenkörpers montierten Abdeckkappe;

FIG. 7 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung einer Trockenelektrode;

FIG. 8 ein Diagramm mit Messergebnissen einer thermischen Bombierungsprüfung einer Standardwalze;

Fig. 9 ein Diagramm mit Messergebnissen einer thermischen Bombierungsprüfung einer Walze mit modifizierten Endkappen;

FIG. io ein Diagramm mit Messergebnissen einer thermischen Bombierungsprüfung einer Walze mit verlängertem Speiserohr;

FIG. nein Diagramm mit Messergebnissen einer thermischen Bombierungsprüfung einer Kalanderwalze;

FIG. I2ein Diagramm mit Messergebnissen einer thermischen Bombierungsprüfung einer Kalanderwalze;

FIG. 13 ein Diagramm mit Messergebnissen einer thermischen Bombierungsprüfung einer Kalanderwalze. Die in Fig. 1 gezeigte temperierbare Kalanderwalze 1 weist einen Walzenkörper 2 mit zwei von diesem in entgegengesetzte Richtungen abstehenden Walzenzapfen 3 auf. Im Innern der Walze 1 ist eine Fluidkanalanordnung 4 angeordnet, welche zum einen eine in Axialrichtung X durch die Walze 1 verlaufende Zentralbohrung 5 sowie eine Mehrzahl über den Walzenumfang verteilte und unterhalb der Walzenoberfläche parallel zu dieser angeordnete Temperierkanäle 6 umfasst. Die Zentralbohrung 5 ist über eine Mehrzahl diagonal verlaufender Zulaufkanäle 11 und einer Mehrzahl in entgegengesetzter Richtung diagonal verlaufender Ablaufkanäle 12 mit den Temperierkanälen 6 fluidisch verbunden. Die Zulaufkanäle 11 münden in einem ersten Mündungsbereich 13 und die Ablaufkanäle 12 in einem zweiten Mündungsbereich 14 in die Zentralbohrung 5. In die Zentralbohrung 5 ist ein Speiserohr 9 eingeschoben, welches mit einer Zulaufleitung 7 fluidisch gekoppelt ist und durch welches ein Thermofluid in die Walze 1 eingespeist wird. Die Länge des Speiserohrs 9 ist so bemessen, dass dieses beide Mündungsbereiche 13, 14 überragt und der Auslass 24 des Speiserohrs 9 über den ersten Mündungsbereich 13 der Zulaufkanäle 11 hinausragt. In dem ersten und dem zweiten Mündungsbereich 13, 14 weist das Speiserohr 9 gegenüber der Zentralbohrung 5 eine derartige Durchmesserdifferenz auf, dass zwischen dem Außendurchmesser des Speiserohrs 9 und dem Innendurchmesser der Zentralbohrung 5 jeweils ein Spalt gebildet ist, nämlich ein Zulaufspalt 30 zwischen dem Auslass 24 und dem ersten Mündungsbereich 13 und ein Ablaufspalt 10 zwischen dem zweiten Mündungsbereich 14 bis zum axialen Ende des Walzenzapfens 3 rechts im Bild. Zwischen dem ersten und dem zweiten Mündungsbereich 13, 14 ist das Speiserohr 9 mittels zweier Dichtbuchsen 15 gegenüber der Zentralbohrung 5 abgedichtet, so dass ein Zurückläufen von Thermofluid vom ersten zum zweiten Mündungsbereich 13, 14 durch die Zentralbohrung 5 verhindert wird. Durch die Dichtbuchsen 15 wird ein dazwischen eingeschlossener Abschnittiö gebildet. Somit strömt das Thermofluid zunächst durch die Zulaufleitung 7 in das Speiserohr 9, anschließend entlang des Speiserohrs 9 einmal quer durch die Zentralbohrung 5 bis zum Auslass 24 des Speiserohrs 9. Hinter dem Auslass 24 strömt das Thermofluid zunächst in den sich in den linken Walzenzapfen 3 hineinerstreckenden Abschnitt der Zentralbohrung 5, welche endseitig mit einem Deckel 22 verschlossen ist. Dieser Abschnitt weist zudem eine die Zentralbohrung 5 auskleidende Isolierhülse 23 aus Teflon auf, welche die Zentralbohrung 5 gegenüber dem Walzenzapfen 3 thermisch abdichtet. Wenn dieser Raum gefüllt ist, strömt das Thermofluid in nun entgegengesetzter Richtung in den Zulaufspalt 30 zwischen Speiserohr 9 und Zentralbohrung 5 und von dort in die einzelnen Zulaufkanäle 11. Über die in die Temperierkanäle 6 mündenden Zulaufkanäle 11 strömt das Thermofluid in die Temperierkanäle 6 und somit parallel unterhalb der Walzenoberfläche, so dass diese beheizt wird. Nach dem Durchströmen der Temperierkanäle 6 strömt das Thermofluid in die Ablaufkanäle 12 und über diese in den Ablaufspalt 10, über welchen das Thermofluid einer Ablaufleitung 8 zugeführt wird, welche sich am selben Walzenzapfen 3 befindet wie die Zulaufleitung 7.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer temperierbaren Kalanderwalze 1. Diese weist im Gegensatz zur in Fig. 1 gezeigten Konfiguration keine Isolierhülse 23 auf, so dass beide sich innerhalb der Walzenzapfen 3 befindlichen Bereiche der Zentralbohrung 5 nicht thermisch gegenüber dem Walzenzapfen 3 abgedichtet sind. Ferner zu erkennen sind Abdeckkappen 20, welche jeweils in einer axialen Ringnut 18 angeordnet sind, welche gegenüberliegend stirnseitig in den Walzenkörper 2 eingebracht sind. Fig. 2 zeigt ferner eine Detailansicht des Speiserohrs 9, einmal im in die Walze 1 eingebauten Zustand sowie einmal in separater Darstellung neben der Walze 1. Das Speiserohr 9 weist eingangsseitig, das heißt dem Auslass 24 gegenüberliegend, ein Verbindungsstück zum Koppeln mit der Zulaufleitung 7 auf. Auf der Außenseite des Speiserohrs 9 sind beabstandet voneinander zwei Dichtbuchsen 15 angeordnet, welche das Speiserohr 9 gegenüber der Zentralbohrung abdichten. Die Dichtbuchsen 15 dienen ferner als Gleitbuchsen, um die Montage des Speiserohrs 9 in der Zentralbohrung 5 zu erleichtern.

Fig. 3 zeigt eine Detailansicht der unterhalb der Walzenoberfläche verlaufenden Temperierkanäle 6 und veranschaulicht den Verlauf des Thermofluids durch die Temperierkanäle 6. Über einen Zulauf 26, welcher mit einem diesem zugeordneten Zulaufkanal 11 (nicht dargestellt) fluidisch verbunden ist, strömt das Thermofluid in einen ersten in Axialrichtung verlaufenden Temperierkanal 6.1. Durch eine in Radialrichtung verlaufende Nut 17 (nicht dargestellt) in der dem Zulauf 26 gegenüberliegenden Abdeckkappe 20 strömt das Thermofluid anschließend in einen zweiten Temperierkanal 6.2, welcher parallel zum ersten Temperierkanal 6.1 und von diesem beabstandet verläuft. Im zweiten Temperierkanal 6.2 strömt das Thermofluid nun in entgegengesetzter Richtung wieder in Richtung der Seite des Zulaufs 26. Am gegenüberliegenden Ende ist eine weitere Abdeckkappe 20 montiert, welche eine entsprechende in Radialrichtung verlaufende Nut 17 (nicht dargestellt) aufweist, welche den zweiten Temperierkanal 6.2 mit einem dritten Temperierkanal 6.3 verbindet, welcher ebenfalls parallel zum ersten und zweiten Temperierkanal 6.1, 6.2 und in Umfangsrichtung der Walze 1 beabstandet von diesen angeordnet ist. Durch den dritten Temperierkanal 6.3 strömt das Thermofluid erneut von der Zulaufseite weg auf einen am Ende des dritten Temperierkanals 6.3 befindlichen Ablauf 25 zu, durch welchen das Thermofluid in einen diesem zugeordneten Ablaufkanal 12 (nicht dargestellt) abließt.

Fig. 4 zeigt eine Detailansicht des Mündungsbereichs zwischen einem Temperierkanal 6 und einem Zulaufkanal 11 einer Fluidkanalanordnung 4. Die Temperierkanäle 6 sind jeweils als sich durch den Walzenkörper 2 erstreckende Durchgangsbohrungen ausgebildet. In dem Bereich, in welchem die Temperierkanäle 6 in die Stirnseiten des Walzenkörpers 2 münden, weist der Walzenkörper eine axiale Ringnut 18 auf. In die Ringnut 18 ist eine ringförmige Abdeckkappe 20 eingesetzt, welche mit der jeweiligen Stirnseite des Walzenkörpers 2 verschraubt ist und eine Mehrzahl Sacklochbohrungen 19 beziehungsweise Nuten 17 aufweist. Die Sacklochbohrungen 19 stellen jeweils in die abdeckkappe 20 hineinragende Endabschnitte der jeweiligen Temperierkanäle 6 dar, welche an die jeweilige Sacklochbohrung 19 angrenzen. Mit Bezug auf Fig. 3 weist die Abdeckkappe 20 eingangsseitig des ersten Temperierkanals 6.1 sowie ausgangsseitig des dritten Temperierkanals 6.3 eine derartige Sacklochbohrung 19 auf. Die Sacklochbohrung 19 vergrößert den Kontaktbereich zwischen dem Thermofluid und der Abdeckkappe 20, so dass diese effektiver die Wärme an den Walzenkörper 2 abgeben kann. Das heißt, dass überall dort, wo ein Zulaufkanal 11 oder ein Ablaufkanal 12 in einen Temperierkanal 6 mündet, dem Temperierkanal 6 eine Sacklochbohrung 19 zugeordnet ist. Zwischen der Abdeckkappe 20 und dem Grund der axialen Ringnut 18 ist eine Flachdichtung 27 zum axialen Abdichten angeordnet. Ein erster O-Ring 28.1 ist in eine äußere Radialnut der Abdeckkappe 20 und ein zweiter O-Ring 28.2 ist in eine innere Radialnut der Abdeckkappe 20 eingesetzt, um diese radial abzudichten. Stirnseitig auf der Außenseite der Abdeckkappe 20 ist ein flächiges Dichtelement 21 angeordnet, um die Abdeckkappe 20 zusätzlich gegenüber äußeren Einflüssen abzudichten. Das Dichtelement 21 bedeckt einen möglichst großen Flächenanteil der Stirnseiten des Walzenkörpers 2, um den Wärmeverlust an den Stirnseiten zu minimieren. Das Dichtelement 21 besteht aus einem Isoliermaterial, welches eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist.

Fig. 5 verdeutlicht noch einmal den Kontaktbereich zwischen den Temperierkanälen 6 und der Abdeckkappe 20 über den Umfang der Walze 1 betrachtet. Die nur teilweise dargestellten Temperierkanäle 6 sind in regelmäßigen Abständen über den Walzenumfang verteilt und grenzen stirnseitig jeweils entweder in eine der Sacklochbohrungen 19 oder eine der Nuten 17. An jede Sacklochbohrung 19 grenzt dabei ein Temperierkanal 6 und an jede der Nuten 17 jeweils zwei Temperierkanäle 6, wobei die Nut 17 zum Umlenken des Thermofluids von dem einen an diese angrenzenden Temperierkanal in den anderen an diese angrenzenden Temperierkanal dient. Jeder Temperierkanalanordnung aus drei einander zugeordneten Temperierkanälen 6.1, 6.2 und 6.3, welche einen gemeinsamen Zulaufkanal 11 und einen gemeinsamen Ablaufkanal 12 teilen, ist somit in jeder der gegenüberliegenden Abdeckkappen 20 eine Sacklochbohrung 19 und eine benachbarte Nut 17 zugeordnet. Die Abdeckkappe 20 ist in dabei in die stirnseitig in den Walzenkörper eingebrachte axiale Ringnut 18 eingesetzt und über in die Abdeckkappe 20 eingebrachte Bohrungen 29 mit dem Walzenkörper 2 verschraubt.

Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht auf einen Walzenzapfen 3 mit an diesen angrenzenden Walzenkörper sowie darin eingesetzte Abdeckkappe 20, wobei diese in einem Halbschnitt dargestellt ist, so dass die rückseitigen Nuten 17 und Bohrungen 19 sichtbar sind. Es ist zu erkennen, dass jeweils abwechselnd eine Bohrung 19 und eine Nut 17 vorgesehen sind und diese regelmäßig voneinander beabstandet sind.

FIG. 7 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Herstellung einer Elektrodenbahn. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen 701 eines Trockenelektrodenvorläufermaterials und einer Kalanderwalze, die mindestens ein Speiserohr, mindestens einen Temperierkanal und mindestens eine Ablaufleitung umfasst, das Erhitzen 702 der Kalanderwalze durch Durchleiten eines Fluids durch den mindestens einen Temperierkanal und das Inkontaktbringen 703 der Kalanderwalze mit dem Trockenelektrodenvorläufermaterials. In einigen Ausführungsformen wird die Kalanderwalze 702 erhitzt, indem ein Fluid durch den mindestens einen Temperierkanal geleitet wird, wobei das Fluid auf einer Temperatur gehalten wird, die höher ist als die der Umgebung, die die Kalanderwalze unmittelbar umgibt. Bei dem Fluid kann es sich um ein beliebiges Fluid handeln, das zur Beheizung der Kalanderwalze geeignet ist und dem Fachmann bekannt ist.

In einigen Ausführungsformen ist das Fluid ein Öl. In einigen Ausführungsformen wird das Fluid auf einer Temperatur von etwa 30 °C, etwa 35 °C, etwa 40 °C, etwa 45 °C, etwa 50 °C, etwa 55 °C, etwa 60 °C, etwa 65 °C, etwa 70 °C, etwa 75 °C, etwa 80 °C, etwa 85 °C, etwa 90 °C, etwa 95 °C, etwa 100 °C, etwa 105 °C, ca. 110 °C, ca. 115 °C, ca. 120 °C, ca. 125 °C, ca. 130 °C, ca. 135 °C, ca. 140 °C, ca. 145 °C, ca. 150 °C, ca. 160 °C, ca. 170 °C, ca. 180 °C, ca. 190 °C, ca. 200 °C gehalten, oder auf einem Temperaturwert oder Wertebereich zwischen zweien dieser Werte. In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Kühlen der Kalanderwalze durch Leiten eines Kühlfluids durch den mindestens einen Temperierkanal, wobei das Kühlfluid auf einer Temperatur gehalten wird, die niedriger als die Temperatur der Kalanderwalze ist. In einigen Ausführungsformen ist das Kühlgas Luft.

Es können Verfahren zur Herstellung einer Kalanderwalze zusammengestellt werden, die mindestens ein Speiserohr, mindestens einen Temperierkanal und mindestens eine Ablaufleitung umfasst. Das Verfahren umfasst das Herstellen von einem oder mehreren Kalanderwalzenteilen, wobei das eine oder die mehreren Kalanderwalzenteile mindestens ein Speiserohr, mindestens einen Temperierkanal und mindestens eine Ablaufleitung umfassen, und das Verbinden des einen oder der mehreren Kalanderwalzenteile. In einigen Ausführungsformen hat die Kalanderwalze ein erstes Ende und ein zweites Ende, und das mindestens eine Speiserohr erstreckt sich vom ersten Ende in das zweite Ende hinein. Die Kalanderwalze kann mit jedem auf dem Gebiet der Technik bekannten Herstellungsverfahren hergestellt werden. In einigen Ausführungsformen wird die Kalanderwalze durch CNC-Bearbeitung, Schmieden, Feingießen, Spritzgießen, Druckgießen, additive Fertigung oder Kombinationen davon hergestellt.

In einigen Ausführungsformen können die ein oder mehreren Kalanderwalzen-Teile durch ein beliebiges Verfahren verbunden werden, das für einen Fachmann auf dem Gebiet der Technik geeignet erscheint, um Metallteile zu verbinden. Zum Beispiel können die ein oder mehreren Kalanderwalzenteile durch Gas-Metall- Lichtbogenschweißen, Lichtbogenschweißen, Wolfram-Inertgasschweißen, Flussmittelkernschweißen, Löten, Mischen, Kleben oder Kombinationen davon verbunden werden.

In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner die Herstellung mindestens einer Isolierhülse. Die mindestens eine Isolierhülse kann durch jedes dem Fachmann bekannte Herstellungsverfahren hergestellt werden. In einigen Ausführungsformen wird die mindestens eine Isolierhülse durch Transferformen, Spritzgießen, Schmelzgießen, Formpressen, Vakuumformen, Pultrusion oder Kombinationen davon hergestellt. In einigen Ausführungsformen wird die mindestens eine Isolationshülse mit dem einen oder den mehreren Kalanderwalzenteilen verbunden. Die mindestens eine Isolierhülse kann mit dem einen oder den mehreren Kalanderwalzenteilen durch jedes Verfahren verbunden werden, das einem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt ist. Beispielsweise kann die mindestens eine Isolierhülse mit dem einen oder den mehreren Kalanderwalzenteilen durch Kleben, mechanische Befestigung oder Kombinationen davon verbunden werden.

In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner die Herstellung mindestens einer Isolierschicht. Die mindestens eine Isolierschicht kann durch jedes dem Fachmann bekannte Herstellungsverfahren hergestellt werden. In einigen Ausführungsformen wird die mindestens eine Isolierschicht durch Transferformen, Spritzgießen, Schmelzgießen, Formpressen, Vakuumformen, Pultrusion oder Kombinationen davon hergestellt. In einigen Ausführungsformen wird die mindestens eine Isolierschicht mit dem einen oder den mehreren Kalanderwalzenteilen verbunden. Die mindestens eine Isolierschicht kann mit dem einen oder den mehreren Kalanderwalzenteilen durch jedes Verfahren verbunden werden, das einem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt ist. Beispielsweise kann die mindestens eine Isolierschicht mit dem einen oder den mehreren Kalanderwalzenteilen durch Kleben, mechanische Befestigung oder Kombinationen davon verbunden werden.

In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner die Behandlung der Oberfläche der Kalanderwalze nach der Herstellung der Kalanderwalze. In einigen Ausführungsformen wird die Oberfläche der Kalanderwalze mit einer Mikroätzbehandlung, einer Lasergravurbehandlung, einer Superpolierbehandlung oder Kombinationen davon behandelt. Die Oberfläche von Metallen weist häufig Kratzer und Defekte auf, die sich nachteilig auf die Effizienz der von der Kalanderwalze hergestellten Elektroden auswirken können. Durch die Kombination von Mikroätzung und Lasergravur wird Material auf der Metalloberfläche entfernt und die Defekte beseitigt.

Die Superpolierbehandlung verringert die Oberflächenrauheit der Walze durch die Beseitigung von Oberflächenfehlern. In einigen Ausführungsformen wird die gesamte Oberfläche der Walze mit der Superpolitur behandelt. In einigen Ausführungsformen wird die Super-Polierbehandlung auf einen Teil der Walzenoberfläche angewendet. In einigen Ausführungsformen beträgt die durchschnittliche Oberflächenrauheit der Walze weniger als etwa 0,1 pm, weniger als etwa 0,09 pm, weniger als etwa 0,08 pm, weniger als etwa 0,07 pm, weniger als etwa 0,06 pm, weniger als etwa 0,05 pm, weniger als etwa 0,04 pm, weniger als etwa 0,03 pm, weniger als etwa 0,02 pm, oder weniger als etwa 0,01 pm.

BEISPIELE

BEISPIEL 1: Herstellung von Kalanderwalzen

Die Kalanderwalzen wurden vorbereitet, indem die Oberfläche der Walzen gereinigt wurde, um Verunreinigungen zu entfernen, und das Heizsystem und die Hydraulikeinheiten eingeschaltet wurden. Ein erster Satz von Nickelschaumstreifen wurde dann auf die Oberfläche der Kalanderwalzen gelegt. Jeder der Nickelschaumstreifen hatte eine Breite von 10 mm und eine Länge von 300 mm. Die Streifen wurden über die gesamte Länge der Walze mit einem Abstand von 50 mm zwischen den einzelnen Streifen angebracht. Auf diese Weise wurden 31 Streifen über die gesamte Länge der Walze verteilt, wobei jeder Streifen einer Position auf der Walze entsprach. Ein zweiter Satz von Nickelschaumstreifen wurde in ähnlicher Weise auf der Walze gegenüber dem ersten Satz von Nickelschaumstreifen angebracht. Jede Walze wurde dann neben einer Kalanderwalze platziert und gedreht, bis jeder der Nickelschaumstreifen durch den Walzenspalt lief. Die Walzen wurden mit einer Geschwindigkeit von 2 m/min bei einer Zugkraft von 150 kN und einem Abstand zwischen den Walzen von 350 pm gedreht. Jeder der Nickelschaumstreifen wurde dann von der Walze entfernt und die Dicke der Streifen wurde gemessen. Die Tests wurden mit drei Variationen von Walzen durchgeführt, darunter Standardwalzen, Walzen mit modifizierten Endkappen und Walzen mit verlängerten Einzugsrohren.

BEISPIEL 2: Standard-Kalanderwalzen

Die Prüfung wurde an zwei Standardwalzen gemäß den in Beispiel 1 beschriebenen Parametern durchgeführt. Die Versuche wurden mit einer Beheizung der Walze auf 20 °C, 90 °C, 120 °C und 150 °C durchgeführt. Die Ergebnisse von jedem der Nickelschaumstreifen, die Messungen von jeder Walze wurden gemittelt und sind in FIG. 8 dargestellt.

BEISPIEL 3: Kalanderwalzen mit modifizierter Endkappe

Die Tests wurden an zwei Walzen gemäß den in Beispiel 1 beschriebenen Parametern durchgeführt. Bei der ersten getesteten Walze handelte es sich um eine Standardwalze. Die zweite getestete Walze hatte eine modifizierte Endkappe. Bei der zweiten Walze wurde die Kappe gefräst und die Flachdichtung entfernt. Bei den Tests wurde die Walze auf 20 °C, 90 °C, 120 °C und 150 °C erhitzt. Die Ergebnisse von jedem der Nickelschaumstreifen und die Messungen von jeder Walze wurden gemittelt und sind in FIG. 9 dargestellt.

BEISPIEL 4: Kalanderwalzen mit einem verlängerten Speiserohr

Die Tests wurden an zwei Walzen gemäß den in Beispiel 1 beschriebenen Parametern durchgeführt. Die erste Walze verfügte über ein längliches Speiserohr, wobei alle anderen Merkmale der Standardwalze entsprachen. Die zweite Walze enthielt ebenfalls ein längliches Speiserohr, wobei die Flachdichtung von der Walze entfernt wurde. Die Tests wurden bei einer Erwärmung der Walze auf 20 °C, 90 °C, 120 °C und 150 °C durchgeführt. Die Ergebnisse von jedem der Nickelschaumstreifen und die Messungen von jeder Walze wurden gemittelt und sind in FIG. 10 dargestellt.

BEISPIEL 5: Vergleich verschiedener Kalanderwalzen

Die Messungen der thermischen Bombierung jeder der drei Walzenvarianten wurden gemittelt und bei den verschiedenen Prüftemperaturen verglichen. Bemerkenswert ist, dass bei 90 °C nur die Walzen mit einem verlängerten Speiserohr durchschnittliche Dickenschwankungen innerhalb der akzeptablen 1 pm Toleranz für die gesamte Arbeitszone zwischen Position 4 und Position 28 lieferten. Die Standardwalzen wiesen durchschnittliche Dickenschwankungen innerhalb der zulässigen 1 pm-Toleranz zwischen den Positionen 8 und 26 auf, und die Walzen mit modifizierten Endkappen wiesen durchschnittliche Dickenschwankungen innerhalb der zulässigen 1 pm-Toleranz zwischen den Positionen 5 und 27 auf. Die Ergebnisse der Prüfung bei 90 °C sind in FIG. 11 dargestellt. Bei 120 °C wiesen die Walzen mit einem verlängerten Zuführungsrohr durchschnittliche Dickenschwankungen innerhalb der akzeptablen 1- pm-Toleranz zwischen den Positionen 5 und 27 auf. Bei den Standardwalzen lagen die durchschnittlichen Dickenschwankungen zwischen den Positionen 8 und 25 innerhalb der zulässigen Toleranz von 1 pm, und bei den Walzen mit modifizierten Endkappen lagen die durchschnittlichen Dickenschwankungen zwischen den Positionen 7 und 27 innerhalb der zulässigen Toleranz von 1 pm. Die Ergebnisse der Prüfung bei 120 °C sind in FIG. 12 dargestellt. Bei 150 °C wiesen die Walzen mit einem verlängerten Speiserohr zwischen den Positionen 5 und 26 durchschnittliche Dickenabweichungen innerhalb der zulässigen Toleranz von 1 pm auf. Bei den Standardwalzen lagen die durchschnittlichen Dickenschwankungen zwischen den Positionen 7 und 25 innerhalb der zulässigen Toleranz von 1 pm, und bei den Walzen mit modifizierten Endkappen lagen die durchschnittlichen Dickenschwankungen zwischen den Positionen 7 und 27 innerhalb der zulässigen Toleranz von 1 pm. Die Ergebnisse der Prüfung bei 150 °C sind in FIG. 13 dargestellt. Die Abnahme der thermischen Bombierung aufgrund der Dehnung des Speiserohrs führte zu einer Vergrößerung des akzeptablen Bereichs der Dicke der Nickelschaumstreifen. Dies führt zu einer Vergrößerung der potenziellen Arbeitsfläche der Kalanderwalzen bei der Herstellung von Elektroden und zu einem größeren Verhältnis zwischen der potenziellen Arbeitsfläche der Kalanderwalze und der gesamten Länge der Kalanderwalze. Durch die Vergrößerung der potenziellen Arbeitsfläche auf die gesamte Arbeitszone entfällt die Notwendigkeit, die Kanten der hergestellten Elektroden abzuschneiden, die ansonsten eine schlechte Maßgenauigkeit aufweisen würden. Das Verhältnis zwischen dem potenziellen Arbeitsbereich und der Walzenlänge wurde berechnet, indem die Länge der akzeptablen Toleranzwerte der Walze durch die gesamte Walzenlänge von 1.600 mm geteilt wurde. Die Differenz des Verhältnisses zwischen der Arbeitsfläche der Kalanderwalze und der Gesamtlänge der Kalanderwalze für jede Walze bei jeder geprüften Temperatur ist nachstehend in TABELLE 1 dargestellt.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Figuren sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein. Bezugszeichenliste temperierbare Kalanderwalze Walzenkörper Walzenzapfen

Flui dkanalano rdnung Zentralbohrung Temperierkanäle .1 erster Temperierkanal .2 zweiter Temperierkanal -3 dritter Temperierkanal Zulaufleitung Ablaufleitung Speiserohr Ablaufspalt Zulaufkanäle Ablaufkanäle

Mündungsbereich Zulaufkanäle Mündungsbereich Ablaufkanäle Dichtbuchse

Eingeschlossener Abschnitt Nuten

Axiale Ringnut Sacklochbohrungen 0 Abdeckkappe 1 Dichtelement 2 Deckel 3 Isolierhülse 4 Auslass 5 Zulauf 6 Ablauf 7 Flachdichtung 8.1 O-Ring 8.2 O-Ring 9 Bohrung 0 Zulaufspalt X Axialrichtung