用于实现蓄电池板的设备以及实现上述板的相关方法与流程

应用范围

根据各自独立的专利要求的序言部分，本发明涉及一种用于实现蓄电池板的设备以及实现上述板的相关方法。

所涉及的设备和方法旨在用于蓄电池的生产过程中，以便从一个铅制网格连续带开始生产板。

通过本发明所述的设备和方法生产的板旨在实现任何可能的蓄电池应用，并且相较汽车领域常用的那些蓄电池或静态蓄电池尺寸更小，因此特别适合于实现电动自行车、赛车或类似应用的蓄电池，这些应用都要求尺寸和重量更小的铅蓄电池。

因此，本发明适用于生产铅电池的工业领域。

技术形态

众所周知，铅电池的工业生产线包括专用于生产板的设备和专用于将板装配到由各种电极层实现并用于形成电触点的容纳箱中的设备。

生产汽车蓄电池板的设备将在一个铅制连续带上实现多个连续的操作，并获得一个由铅丝形成的网格的成型或扩展。

如此成型的连续带被通过一个专门的涂抹机涂上了一层铅氧化物的糊料，然后被剪切成块以形成单个的板，接着将这些板首先在烤箱中进行干燥处理，再收集堆积成组。

一旦从生产设备输出，在通过蓄电池装配设备中的正极或负极进行使用之前，成组的板被进一步干燥一段成熟期，然后在蓄电池装配设备中它们被有序地放入箱体的单元格中并且被浸入一种电解溶液中，以便实现产生电能所需的氧化还原反应。

铅制网格有电导体的功能，也有机械支撑电化学反应所需的活性物质涂料的功能。

网格带可以通过不同的技术连续实现(连续网格建设)，特别是通过一个铅带的扩展，通过一个铅带的冲孔，或者甚至通过一个旋转鼓模具的连续铸造来实现。

在第一种扩展技术情况中，网格通过变形带并连续穿透适当的异形齿来获得。这项技术能够获得很高的生产力而不产生加工废料，但是获得的网格，其质量并非最佳。

在通过冲孔进行的技术情况下，使用刚性冲头周期性地敲打对应于一个基础矩阵的带，矩阵用于确定对应每个冲头的腔，从而除去垫块。目前已知的静态冲压设备，其中带被一步一步地前进，而已知的动态冲压设备，其中带几乎被连续供给。后一种设备，既包括冲头在其中执行一个双摆动移动的设备，也包括冲头在其中被牢固地安装在一个耦合于一个提供腔的矩阵辊的辊子上的设备。在后一种情况下，设置有能够在冲压期间从腔移走切除材料的移动推杆。

专利US 6,145,363或WO 01/96043描述了关于一条铅带连续冲床的某些示例，通过移动切口模具来追踪前进的带。

专利US 4,544,014描述了通过铸造连续生产网格成型技术的示例，涉及到使用一个在旋转鼓上的熔融铅合金连续铸造机，并根据想要实现的蓄电池网格的图纸在外围表面设置多个凹槽的分布。

因此，熔融的铅被分布到这些凹槽内，而一个滑轮在由凹槽外切的鼓部分上实现一次刮削。

生产汽车蓄电池板的已知类型设备会使用一个网格连续带的卷轴，如上所述被获得。

从卷轴上退绕的带被一台涂抹机的涂抹，仅在用于电化学反应的区域涂抹以铅氧化物为基底的糊状涂料，并留出用于形成电触点(标记)的区域。

已知类型涂抹机按照第一个已经实现的实例在一条位于装配有涂料辊的料斗下方的输送机带上实现运输。

第二种已知类型的涂抹机设置网格被牵引过料斗下方，并且在两个反向旋转的牵引辊之间推动它们。在涂上以含氧化铅为基底的糊状涂料之后，它们被穿过一个由两个重叠设置有倒角切削刃的平行板组成的模具，从而实现在两个面上覆盖网格的糊料厚度的精加工。

一旦涂上糊料，连续带要通过一台剪切机，在其中被专门的刀具剪切成形成单个板的单个块。

事实上，网格一旦被涂抹并被分开，通常称其为板。

剪切机将包括一个在带前进方向装有横向刀具或者在带前进方向装有平行圆盘刀具的辊子，它们通过连续绘制在带上的网格印适当地对齐，在同一个带上运动，并分离成对应于单个板的块(例如根据标记运转，以便处理边缘和/或以便按照相邻板网格的形式来分离区域)。

不同地是，剪切机在两个对立的垂直刀具之间移动带，两个刀具一上一下各自往复运动，以便向剪刀一样剪开板。

因此，已知类型的汽车蓄电池板成型设备提供一个已分开单个板的干燥炉，在其中板受到第一次的干燥，温度通常在180度到220度之间。

由此获得的板然后被通常是使用吸盘的机械臂自动提取和堆叠。

在汽车蓄电池板的生产设备内部，板从一台机器到另一台的转移将通过机动传输带来进行，该带通常是由缠绕在滑轮上的带子来实现，根据炉内或炉外运输可以是塑料的或金属的。

汽车领域的蓄电池板能够被有序、对齐地从一台运输机转移到另一台上、从一台机器转移到另一台上，这得益于它们的尺寸能够在传输机带上获得一个足够稳定的定位。

剪切操作通常也不易以不想要的方式将由连续铅带剪切的单个板移动到传输带上。

最有可能提供的板的对齐设备是专利US 5918725描述的示例类型，但是通常汽车蓄电池板的已知工艺设备可以管理单个的板，并且这些板不会在从一条带转移到另一条带的过程中或者随后的剪切操作中失去对齐。

用于实现更小尺寸的汽车蓄电池或电动自行车蓄电池的已知类型设备和方法，最常见的例子是实现长度在3.5到10厘米、深度在3.5到9厘米的板，不能实现从一台传输机到另一台的转移或随后的从一条连续带开始的剪切操作，同时最大程度地保持单个板的对齐。因此，如果在涂抹后这些小尺寸的板被分开，它们将凌乱地前进，而不可能被自动管理并在设备的最后堆叠成组。

因此，小尺寸板的生产设备在涂抹后不会将带分离为单个的板，但是在带的前进方向和横向方向上保持将板装配到包括多个并排板的多板元件中。在这种方式下，多板元件能够在设备的不同站点之间有序地进行。在设备出口处，多板元件因此被手动提取并被堆积成重叠的多板元件组，然后被发送到成熟阶段。

一旦完成成熟阶段，单个的多板元件将被手动剪切，从而分开组成每个多板元件的单个的板。

在小尺寸板生产中所用的手动操作很显然具有较高的生产成本。此外，板的质量和尺寸一致性取决于剪切元件的操作人员的能力是否能够以正确和完全重复的方式进行。

专利WO 94/01895描述了一个用于实现蓄电池板的已知类型设备，包括一台用于在网带上涂抹一种活性物质糊料的涂抹机，从而实现一个各板彼此连接的连续流，和一台用于将持续带分离为更多队板的剪切设备。

然而，WO 94/01895中描述的已知类型设备仍然需要大量的手动操作，不能优化板的生产成本。

发明介绍

在这种情况下，因此，本发明的基本问题在于通过设置一种用于实现蓄电池板的设备和一个实现上述板的相关方法来克服已知类型设备所遇到的问题，能够以全自动的方式堆叠成组从而为成熟阶段做准备，并且获得比传统上用于汽车工业的板尺寸更小的板。

本发明的另一个目的是设置一种实现蓄电池板的设备和一个实现上述板的相关方法，能够持续获得高质量的单板，特别是板的尺寸尽可能相同。

本发明的另一个目的是设置一种实现蓄电池板的设备，其制造简单运行可靠。

图纸简述

根据上述目的，本发明的技术特点从以下权利要求的内容中清晰可见，其优点大致体现在了下面的详细描述中，并附有图纸以便参考，这些图纸表示了一个纯粹用于示例并且没有界定的实现形式，其中：

图1A和1B分别展示根据本发明实现的一个用于实现蓄电池板的设备示例的侧视图和平面图；

图2展示根据本发明实现的设备的一个关于将连续带剪切成并排板块的剪切机的细节，在全景视图中突出显示在入口处由板的一个连续流形成的连续带；

图3展示图2所示连续带剪切机的侧视图，并且某些部分被删除以便更好地突出其他部分；

图4和5展示根据本发明实现的设备的一个关于位于炉下游的并排板块运输工具的细节图，并强调侧面的对齐工具；

图6展示根据本发明实现的设备的一个关于板在两个不同带之间传输的传输工具的细节图，并配有从一个水平位置移动到一个垂直位置的板块；

图7展示图6所示的垂直位置上板的传输带的一个细节截面侧视图；

图8展示根据本发明实现的设备的一个关于并排板块存储设备的细节图；

图9展示根据本发明实现的设备的一个关于并排板块剪切站的细节图；

图10展示根据本发明实现的设备的一个关于上述并排板块剪切站的进一步的细节图；

图11展示根据本发明实现的设备的一个关于一个铅制网格连续带的细节图；

一个优秀实例的详细说明

参照附图，完整地展示了一种按照本发明实现的用于实现蓄电池板的设备1。

其目的是更好地用于实现比汽车领域的传统蓄电池板尺寸更小的蓄电池板，用于如电动自行车、赛车或类似的应用中。

特别是，通过本发明所述设备和方法生产的板40完全具有以下的尺寸范围：高度H在3.5-10厘米之内(不包括电触点标记的高度)，深度P在3.5-9厘米之内。

设备1的目的在于，从一条铅制网格4的连续带3开始，对已包纳和已分开的板44进行分组，以便准备进入一个成熟阶段。

这条带能够更好地缠绕在位于设备1上游的一个卷轴5(开卷机)上，该卷轴最好被根据垂直轴水平放置在一个机动旋转结构上。

卷轴5展开连续带3并供应给涂抹工具6，用一种活性物质糊料涂抹网格4中至少对应于一个由相互连接的丝构成的网的部分，从而以这种方式实现彼此连接的板40的一个连续流。

糊料由涂抹工具6释放到网状区域中，目的在于一旦板40插入耗尽的蓄电池外壳中就与电解质溶液接触。

涂抹工具6包括一台其结构原理和操作都是传统类型的涂抹机6'，行业内众所周知，因此不再详细描述。例如，在下方由一个钢辊支撑的连续带上还可能将包括一个糊料供应料斗7。

涂抹工具6将可以用由轧辊9释放的纸张来涂抹糊料蔓延的网格区域。

在涂抹工具6的出口，连续带3由在这点上多个彼此连接的板40形成。

更具体地说，板40被连续带3前进方向上的横向接缝10连接，也被平行于连续带3前进方向的纵向接缝11连接。

更具体地说，横向接缝10由无糊料的网格部分实现，用于形成电气连接的接触并在下面被以标记12指出，而纵向接缝11由被糊料涂抹的网格4的相邻边实现，并且这些边通过一条连接线相互连接在一起。

设备包括以各种机械结构支撑带的运输工具13，从卷轴5到最终的剪切站点，如下具体所述。

更具体地说，从卷轴5到涂抹工具6，带3也部分前进到由该卷轴5或一个位于卷轴旁边的装有辊子的柱子和多个安装在涂抹机6'入口处的支撑辊支撑的空气中。

在涂抹机6之后，传输工具13包括至少一条第一传输机带14，更优化地是它具有多条环绕在滑轮(其中一个是机动)上的第一皮带。第一传输机带14支撑由板40形成的带，通过它供应给剪切工具15，用刀具将板40的连续带3分为并排板的单个块41，其特点将在下面详细说明。

因此，剪切工具15位于涂抹工具6的下游，并且更优化地包括一台如图2和图3所示的剪切机15'，其结构原理和操作都是传统类型的，行业内众所周知，因此不再详细描述。示例可能包括两个刀具16，一个在带3上方，一个在相对于带3移动的可运动带的下方，并且具有重复的动作以便将带分为并排的板块41(下面简称为板块41)。

更优化地是，每个刀具16都由一个由偏心轮17驱动的框架支撑，以便执行一个既垂直剪切、又水平追踪带3的前进直到在尽可能没有相对水平运动的情况下剪切它的运动。

连续带3对应于剪切机15'，然后板块41，由位于板块一个接一个连续中的传输工具13的相应第二传输机带18和第三传输机带19支撑。它们在刀具16的对应位置重叠，并留出一个水平空间，刀具16从这里插入到它们的交替运动中。更具体地说，上方的刀具16落到连续带3上，推动被切板块41的后部边缘朝着第三运输机带19的表面运动，从而更优化地给板块41一个大于第二运输机带18的速度以便分离它们。

根据本发明的基本构思，剪切工具15在带的前进方向上将带3横向分为由两个或多个横向并排并且通过横向接缝10彼此相互连接的板40组成的板块41。

这个横向接缝对应于电接触标志，因此形成了相较于单个板40的边缘延展更薄的横向接缝10，形状大致为一个方形、矩形或一般的菱形。

根据附图所示的示例，连续带3在其前进方向上由板块41形成的一队连续流形成，而每个板块由四个板40组成。

在不脱离本专利保护范围的前提下，板块41甚至也可能是两队并排板。

连续带3和因此板块41的横向尺寸W在14到32厘米范围内，而单个板的纵向尺寸在附图示例中对应于它们的高度H，在3.5到10厘米之间。此外，这些板沿着带的纵向尺寸最好对应于它们的深度P，在3.5到9厘米之间。

此外，根据本发明，运输工具13还包括至少一个最终运输机带20，它被连接到存储工具21上。

存储工具包括至少一个可移动的第一驱动器22(气动活塞式)，做平行地沿着上述最终运输机带20的往返运动，因此从在最终运输机带20上前进的板块41将朝向一个冲压元件230包纳到板块组43中。

此外，根据本发明所述的设备还包括一个剪切站24，该站包括至少一个剪切工具25和至少一个装配有一个提取夹具27的机械臂26，以便于朝着剪切工具25往复移动包纳在冲击元件230上的板块组43，以便将板块组43分离为被分开的板组44。

最后在剪切站24下游的是一台码垛机240,在那里存储板块组43。

根据一个可能实现的形式，存储工具21包括一个第一支撑结构58，该结构支撑驱动器22并且可以通过一个第二驱动器23沿着垂直导轨50在一个第一提升位置(其中第一驱动器22不受沿着最终运输机带20前进的板块41的干扰)和一个第一下降位置(其中第一驱动器22容易受到沿着最终运输机带20前进的板块41的拦截)之间移动。

在这个下降位置中，第一驱动器22可以驱动位于一个驱动器的压缩板22'和冲击元件230之间的板块组43朝着冲击元件230压实。

更具体地，第一驱动器22沿着导轨221移动一个在其上装有压缩板22'的小车220。

更具体地，第一驱动器22是一个气动活塞，将压缩板22'固定到拉杆的端部。

如图所示，第一驱动器22具有朝着冲击元件230旋转的拉杆(得益于在其上装配的第一支撑结构58的下降)，朝着冲击元件230延伸它，可以压缩被超出压缩板22'的板块41。

更优化地是，设备包括一个计数器60，最好位于对应于最终输送机带20的位置上，或者如附图情况所示连接在位于最终带之前的中间带29上，并且更好地是要位于带的上方，以便避免污垢和易于操作第一驱动器22朝着冲击元件230压实板块组41，直到达到一个预设的板块41数。

对于这个压实操作，首先第一驱动器22被下降到一个容易受到在最终运输机带20上前进的板块41干扰的位置，然后驱动器被水平移动以压实一个板块组43中的板块41直到达到一个预设的件数。

计数器60将可能被更适当地连接到一个监控设备1各种操作的逻辑控制单元上，到达要提取的板块41数时，控制第一和第二驱动器22和23，因此板块41的板块组43在冲击元件230上被形成。

更优化地是，为了易于从第一驱动器22的压缩板22'部分压实，最终运输机带20在倾斜或垂直的位置支撑板块41。

为此，最终运输机带20包括一些平行带，它们在张紧的倾斜或垂直位置支撑板40的板块41，并对应于变薄的横向接缝10上。基本上板块41的重量容易让该板块41被放置到由下方的一条带支撑的、张紧的垂直或至少倾斜的位置上。

更优化地是，最终运输机带20包括至少一条上部皮带200，该皮带在对应于一个它们的中间接缝10处支撑板块41，和至少一条下部皮带201,该皮带在对应于一个它们的后部边缘处支撑板块41，并且在该处下方悬挂有板块41，(最好是两条侧面的下部皮带)。

更好地是，剪切刀具25由一个或多个圆形刀片25'构成。刀片数对应于要剪切的横向接缝10，以便将板块组43分为单个的板组44。

所以，各圆形刀片25'之间的距离等于要分开的板块41的各个横向接缝10之间的距离。

根据附图中所示的一个可能实现的形式，机械臂26包括相互正交的两个导轨轴260和261，第一个是垂直向的，第二个是水平向的，两个对应的第三驱动器262和第四驱动器263沿着它们在一个笛卡尔平面上移动夹具27，这在行业领域上很容易理解，因此不再详细描述。

更具体地说，夹具27可以通过第三驱动器262在至少一个第二提升位置(其中夹具27以不受它和板块41干扰的方式沿着垂直轴260移动到一个不影响最终运输机带20的位置)和一个第二下降位置(其中夹具27易于朝着冲击元件230提取堆叠的板块组43)之间移动，特别是驱动器由一个电动马达构成。

在夹具27提取板块组43后并重新回到一个提升位置后，得益于第四驱动器263(最好是由一个电动马达构成)的驱动，夹具27沿着水平轴261滑动，从冲击元件230上方的提取位置移动到一个对应于剪切工具25的剪切位置。在对应于剪切的位置上，板块组43受到该剪切工具25的分离操作，以便获得被分开的板组44。

更优化地是，板块组43从冲击元件230到剪切工具25的移动涉及到，首先是夹具27通过第三驱动器262驱动的提升，然后是夹具27通过第四驱动器263驱动朝着剪切工具25的移动，例如简单地水平移动。

显然，考虑到行业的技术人员可以容易地变化机械臂26的移动机制，因此机械臂26用于向剪切站24移动逐渐在冲击元件230上形成的板块组43的运动机制将有可能不同于如上所述。

图10显示了一台码垛机240，用于存储由于并排刀片25'的剪切逐渐形成的单个的板块组43。

更优化地是，夹具27将可以在打开和关闭的情况下通过一个由气动活塞构成的专门的第五驱动器28来移动。

更具体地说，夹具包括一个固定板27'和一个可移动板27”，后者通过一个滚珠式滑动小车被滑动地安装到导轨271上。

根据本发明的一个更优化的特性，运输工具13包括一个位于最终运输机带上游和剪切机15'下游的中间运输机带29，并且易于在水平位置支撑板块41。

该中间运输机带29在其两侧有两条机动定心带30，它们在板块41的横向端运动以便在中间运输机带29上定心。

在这种方式下，当板块41被从中间运输机带29运输到最终运输机带20期间，最终运输机带的皮带在对应于接缝10的地方正确定位，同时允许板块41从水平位置移动到一个对于接缝10而言垂直或倾斜的张紧位置。

设备1还包括一个如图1中31所示的干燥炉，其构造完全是传统类型的。连接该炉31的运输工具包括一个机动带，在其上配有抗炉温(通常为180度到220度)的金属制皮带。

在炉内，板块41被至少部分干燥，网格上的活性物质糊料固化。

更优化地是，带金属皮带的这个运输机皮带从连接剪切机15'的第三运输机带19接收板块，并且将其传送到中间传输机皮带29上。

本发明的主题也包括实现蓄电池板的一个方法，特别是该方法将被用于但不局限于以上所述的设备1，为了简单起见，参考数值和命名法将被保留。

根据本发明的基本构思，上述方法涉及到以下操作。

一个用一种活性物质糊料涂抹铅制连续带3中彼此相连的连续网格4的涂抹阶段，在前进方向上由被运输工具13支撑的各板实现一个连续流。

这个操作由上述的涂抹工具6执行。

在涂抹之后是一个剪切阶段，用于通过刀具16将连续带3分为单个的板块41，更好地是由在连续带3前进方向上的一队横向板组成。

根据本发明，上述剪切阶段通过相对于带3前进方向的横向剪切来分开连续带3，因此产生由横向并排和彼此通过横向接缝10相互连接的两个或更多板40组成的板块41。

然后方法还涉及到一个存储阶段，在其中，通过第一驱动器22，在运输工具13上前进的板40的板块41被朝着冲击元件230包纳到由预设数量的板块41形成的板块组43中。

然后是一个分离阶段，在其中，位于剪切站24的机械臂26重复地移动板40的板块41的板块组43，并被包纳到冲击元件230上，剪切工具25将由机械臂26的夹具27夹持的板40的板块41的板块组43分离为单个的板40的板组44。

因此该构思发明达到预定的目的。