CN100433409C - 制造电池盒的设备及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于制造电池盒的设备，该电池盒呈具有封闭端的管状并装有发电元件，该设备包括：包括下料模、拉模、再拉模和压平模的模组件，这些模各自具有彼此不同尺寸的模孔，并按照模孔的尺寸的顺序连续、固定地同轴布置；第一冲头、第二冲头和第三冲头，这些冲头相对于模组件同轴设置，以使第一至第三冲头能插入各个模相应的模孔中；以及移动机构，其允许第一至第三冲头插入相应的模孔中。在该设备中，先由第一冲头和下料模在板状金属材料上进行下料，从而形成金属坯料。接着，由第二冲头和拉模在金属坯料上进行拉延，从而形成中间产品。最后，在中间产品上连续地进行由第三冲头和再拉模进行的再拉延以及由第三冲头和压平模进行的压平，从而形成作为终端产品的电池盒。

Description

制造电池盒的设备及方法

本申请根据在2005年5月24日申请的日本专利申请No.2005-150609，这里引用其内容以作为参考。

技术领域

本发明总的涉及一种制造电池盒的设备和方法，尤其涉及通过进行包括DI(拉延和压平)处理在内的多种按压工作，对制造呈具有封闭端的管状的电池盒的设备及方法的改进。

背景技术

众所周知，大多数干电池和二次电池被这样构成，即，使得适于各电池的各种发电元件容纳在金属电池盒(电池罐)的内部，该电池盒呈带有其中一个相对端封闭的管状，如圆柱形或棱柱形。在每一个这种电池中，作为电池壳体的电池盒要重量轻，并且具有经受得住电池在使用过程中所增加的内部压力的结构。

针对上述这些，最近提出了一种利用能够形成具有薄的壁厚且具有足够高度的抗压强度的金属管状体的DI(拉延和压平)处理，即，利用连续进行拉延和压平的压力加工方法，来制造电池盒的技术，例如在WO 00/69004中公开的那样。

更具体地说，在所提出的技术中，先用下料模和下料冲头在板状金属材料上进行拉延操作，从而得到具有预定形状的金属坯料料。然后，用拉模和拉延冲头对这样得到的金属坯料料进行拉延操作，从而形成具有封闭端和小深度的管状中间产品。随后，对中间产品进行DI处理，在该处理中，用DI冲头、第一模组件(模机构)和第二模组件(模机构)连续进行多个再拉延操作和多个压平操作，所述第一模组件包括多个再拉模，其模孔的尺寸彼此不同，并按照模孔的尺寸的顺序布置，所述第二模组件包括多个压平模，其模孔的尺寸彼此不同，并按照模孔的尺寸的顺序布置。因此，形成所需要的电池盒，其呈具有封闭端并且与中间产品相比深度更大和壁厚更薄的管状。根据所提出的技术，能够以高可靠性得到重量轻并且具有经受得住电池在使用过程中所增加的内部压力的结构的电池盒。

然而，在所提出的制造电池盒的技术中，将板状金属材料形成中间产品的步骤是用专门用来连续地进行下料和拉延的压床进行的，之后，将中间产品形成所需要的电池盒的步骤是用另一台专门用来进行DI处理的压床进行的。所以，所提出的技术存在以下缺陷。

即，如果用前述传统技术生产电池盒，需要用于安装两个压床的空间。另外，除了这两台压床以外，必须安装传送装置，用来将由两台压床中的一台所形成的中间产品传送给另一台压床。因而，需要巨额的设备投资，提高了电池盒的制造成本，而这是人们所不希望的。

发明内容

鉴于上述情形研发了本发明。因而，本发明的目的是提供一种用于在以降低成本的工业优势的条件下，制造通过进行包括D I处理在内的多种压力加工操作获得的电池盒的设备及方法。

根据本发明的原理可实现本发明的上述目的，本发明提供一种用于制造电池盒的设备，该电池盒呈具有封闭端的管状并装有发电元件，该设备包括：模组件，其包括：下料模，其带有具有预定尺寸的模孔；拉模，其具有其尺寸小于下料模之模孔的模孔；再拉模，其具有其尺寸小于拉模之模孔的模孔；以及压平模，其具有其尺寸小于再拉模之模孔的模孔，下料模、拉模、再拉模和压平模按照各个模的模孔的尺寸的顺序连续地同轴布置，从而禁止各个模移动；第一冲头，其与模组件同轴设置，以使其位于远离拉模的下料模的一侧上，从而使得第一冲头可插入下料模的模孔内，并且，其具有延伸以与下料模的模孔同轴的第一容纳孔；第二冲头，其同轴地容纳在第一冲头的第一容纳孔中，从而使第二冲头可朝着下料模前进，由于其从第一容纳孔向前移动，因此，其被设置成可插入拉模的模孔内，并且，其具有延伸以与第一容纳孔同轴的第二容纳孔；第三冲头，其同轴地容纳在第二冲头的第二容纳孔内，从而使第三冲头可朝着下料模前进，并且，由于其从第二容纳孔向前移动，因此，其被设置成可相继地插入再拉模的模孔和压平模的模孔中；以及移动机构，其允许第一冲头插入下料模的模孔的插入移动，第二冲头从第一容纳孔的向前移动以及第三冲头从第二容纳孔的向前移动彼此独立地进行，其中，在板状金属材料定位在下料模与第一冲头之间的情况下，第一冲头的插入移动、第二冲头的向前移动以及第三冲头的向前移动由移动机构相继按顺序进行以相继地完成：由第一冲头和下料模在板状金属材料上进行的下料操作，从而形成具有与下料模的模孔相应的构造的金属坯料；由第二冲头和拉模在金属坯料上进行的拉延操作，从而形成具有封闭端和预定深度的管状中间产品；以及在管状中间产品上进行由第三冲头和再拉模进行的再拉延操作以及由第三冲头和压平模进行的压平操作，从而形成作为具有封闭端且与管状中间产品相比具有较小壁厚及较大深度的终端产品的管状电池盒。

用于生产如上构造而成的电池盒的本设备包括：用于进行下料操作的第一冲头，用于进行拉延操作的第二冲头，以及用于连续或相继地进行再拉延操作和压平操作的第三冲头。这三个冲头组装在一起，使得第二冲头容纳在形成于第一冲头内的第一容纳孔中，从而能从第一容纳孔中向前进，并使得第三冲头容纳在形成于第二冲头内的第二容纳孔中，从而能从第二容纳孔中向前进。该设备还具有模组件，其包括下料模、拉模、再拉模和压平模，这些模被组装在一起。在金属材料设置在下料模与第一冲头之间的情况下，移动机构先允许第一冲头插入下料模的模孔中，然后，由于其从第一容纳孔向前移动，其允许第二冲头插入拉模的模孔中，最后，由于其从第二容纳孔向前移动，其允许第三冲头相继地插入再拉模的模孔和压平模的模孔中，由此，通过一系列步骤一次实现由板状金属材料形成中间产品以及由中间产品形成电池盒。所以，本设备的整体能以高可靠性将板状金属材料制成所需要的电池盒。

在本发明的上述设备中，模组件包括：下料模、拉模、再拉模和压平模，这些模按顺序连续地布置，以禁止其移动。为此，在其中板状金属材料形成中间产品、中间产品形成电池盒的系列步骤中，中间产品根据第二冲头进入拉模的模孔内的向前移动而朝着再拉模移动，从而使中间产品定位在再拉模与第三冲头之间。因此，本设备能快速而可靠地实施DI处理，在该处理中，在中间产品上相继地进行再拉延操作和压平操作，而不需要如传统设备中所需要的那样，通过单独设置的传送装置传送中间产品。

所以，与使用两台压床的传统的电池盒制造设备不同，根据本发明的电池盒制造设备需要用于安装仅一台压床的空间。此外，仅需为一台压床提供用于将冲头插入那些模相应的模孔中的设备。另外，除去了传统上所需要的用于传送中间产品的传送装置。

因此，在根据本发明构造的电池盒制造设备中，能在工业优势的条件下以低成本执行包括DI处理在内的多种按压工作操作而制成电池盒。结果，本设备实现了重量轻且具有高度的抗压强度的电池盒的高生产率和低成本。

优选至少以下列特征实施本发明。

(1)一种用于制造电池盒的设备，该电池盒呈具有封闭端的管状并装有发电元件，该设备包括：模组件，其包括：下料模，其带有具有预定尺寸的模孔；拉模，其具有其尺寸小于下料模之模孔的模孔；再拉模，其具有其尺寸小于拉模之模孔的模孔；以及压平模，其具有其尺寸小于再拉模之模孔的模孔，下料模、拉模、再拉模和压平模按照各个模的模孔的尺寸的顺序连续地同轴布置，从而禁止各个模移动；第一冲头，其与模组件同轴设置，并位于下料模的远离拉模的一侧上，使得第一冲头可插入下料模的模孔中，并且，其具有延伸以与下料模的模孔同轴的第一容纳孔；第二冲头，其同轴地容纳在第一冲头的第一容纳孔中，从而使第二冲头可朝着下料模前进，由于其从第一容纳孔向前移动，因此，其被设置成可插入拉模的模孔内，并且，其具有延伸以与第一容纳孔同轴的第二容纳孔；第三冲头，其同轴地容纳在第二冲头的第二容纳孔中，从而使第三冲头可朝着下料模前进，并且，由于其从第二容纳孔向前移动，因此，其被设置成可相继地插入再拉模的模孔和压平模的模孔中；以及移动机构，其允许第一冲头进入下料模的模孔的插入移动，第二冲头从第一容纳孔的向前移动以及第三冲头从第二容纳孔的向前移动彼此独立地进行，其中，在板状金属材料定位在下料模与第一冲头之间的情况下，第一冲头的插入移动、第二冲头的向前移动以及第三冲头的向前移动由移动机构相继按顺序进行以相继地完成：由第一冲头和下料模在板状金属材料上进行的下料操作，从而形成具有与下料模的模孔相应的构造的金属坯料；由第二冲头和拉模在金属坯料上进行的拉延操作，从而形成具有封闭端和预定深度的管状中间产品；以及在管状中间产品上进行由第三冲头和再拉模进行的再拉延操作以及由第三冲头和压平模进行的压平操作，从而形成作为具有封闭端且与管状中间产品相比具有较小壁厚及较大深度的终端产品的管状电池盒。

(2)根据上述形式(1)的设备，还包括第一控制装置，其控制移动机构以使得第一冲头的插入移动、第二冲头的向前移动以及第三冲头的向前移动按顺序自动并相继地进行。

根据上述形式(2)，自动进行由板状金属材料形成中间产品以及由中间产品形成电池盒的系列步骤，从而有效地提高了电池盒的生产率。

(3)根据上述形式(1)的设备，还包括第二控制装置，其控制第一冲头、第二冲头和第三冲头的移动，以使第三冲头与第二冲头一起移动，从而使得沿其向前移动的方向看的第三冲头的前端面与沿其向前移动方向看的第二冲头的前端面齐平，直到由于第二冲头从第一容纳孔向前移动，而由第二冲头和拉模进行的拉延操作形成管状中间产品。

根据上述形式(3)，防止第三冲头从第二容纳孔前进，并因而在形成中间产品之前，换言之，在由第二冲头和拉模在金属坯料上进行拉延操作之前，防止第三冲头使金属坯料的一部分变形。因此，可以顺利而稳定地在金属坯料上进行拉延操作。结果，可以高稳定性生产具有所需形状的希望得到的电池盒。

(4)根据上述形式(1)的设备，其中，第一冲头沿其插入下料模的模孔的插入移动的方向上看被分成前部和后部，使前部和后部组装在一起以彼此靠近但彼此分开，并且，其中第一冲头设有在前部和后部之间设置的偏压装置，用于沿前部和后部彼此分开的方向向前部和后部施加偏压力，从而由于第一冲头插入下料模的模孔内的插入移动而形成金属坯料，所述金属坯料在偏压装置的偏压力的作用下由第一冲头和拉模夹持并保持在第一冲头与拉模之间。

根据上述形式(4)，当由第二冲头和拉模在金属坯料上进行拉延操作时，第一冲头的前部有效地起到作为用于保持金属坯料的坯料保持器的作用。因而，能以稳定的质量有利地制造由在金属坯料上进行的拉延操作形成的中间产品以及由此作为终端产品所得到的电池盒，而不会存在任何诸如折痕和皱纹这样的毛病和缺陷。

(5)一种制造电池盒的方法，该电池盒呈具有封闭端的管状并装有发电元件，其包括：预制步骤，其预制：(a)模组件，其包括：下料模，其具有带有预定尺寸的模孔；拉模，其具有其尺寸小于下料模之模孔的模孔；再拉模，其具有其尺寸小于拉模之模孔的模孔；以及压平模，其具有其尺寸小于再拉模之模孔的模孔，下料模、拉模、再拉模和压平模按照各个模的模孔的尺寸的顺序连续地同轴布置，从而禁止各个模移动；(b)第一冲头，其与模组件同轴设置，并位于下料模的远离拉模的一侧上，使得第一冲头可插入下料模的模孔内，并且，其具有延伸以与下料模的模孔同轴的第一容纳孔；(c)第二冲头，其同轴地容纳在第一冲头的第一容纳孔中，从而使第二冲头可朝着下料模前进，由于其从第一容纳孔向前移动，因此，其被设置成可插入拉模的模孔内，并且，其具有延伸以与第一容纳孔同轴的第二容纳孔；以及(d)第三冲头，其同轴地容纳在第二冲头的第二容纳孔内，从而使第三冲头可朝着下料模前进，并且，由于其从第二容纳孔向前移动，因此，其被设置得可相继地插入再拉模的模孔和压平模的模孔中；第一处理步骤，其中，在板状金属材料定位在下料模与第一冲头之间的情况下，通过将第一冲头插入下料模的模孔内，而在板状金属材料上进行由第一冲头和下料模进行的下料操作，从而形成具有与下料模的模孔相对应的构造的金属坯料，并且其中，金属坯料朝着拉模移动从而被定位在第二冲头与拉模之间；第二处理步骤，其中，通过使第二冲头从第一容纳孔向前进以便插入拉模的模孔中，而在第一处理步骤中得到且定位在第二冲头与拉模之间的金属坯料上进行由第二冲头和拉模进行的拉延操作，从而形成具有封闭端和预定深度的管状中间产品，并且其中，使管状中间产品朝着再拉模移动从而被定位在第三冲头与再拉模之间；以及第三处理步骤，其中，通过使第三冲头从第二容纳孔向前进以便相继地插入再拉模的模孔和压平模的模孔中，而在第二处理步骤中所得到且定位在第三冲头与再拉模之间的管状中间产品上连续地进行由第三冲头和再拉模进行的再拉延操作以及由第三冲头和压平模进行的压平操作，从而形成作为具有封闭端且与管状中间产品相比具有较小壁厚及较大深度的终端产品的管状电池盒。

在根据上述形式(5)的电池盒制造方法中，通过使用第一至第三冲头以及模组件，相继或连续地进行从板状金属材料形成金属坯料的第一处理步骤、从金属坯料形成中间产品的第二处理步骤以及从中间产品形成所需要的电池盒的第三处理步骤，所述第一至第三冲头被组装在一起以使第一至第三冲头同轴布置，从而彼此可相对移动，所述模组件包括下料模、拉模、再拉模和压平模，这些模按顺序连续、固定地布置。此外，随着进行下料操作的第一冲头的移动，在第一处理步骤中由下料操作形成的金属坯料被移动到可以在第二处理步骤中进行拉延操作的位置上。而且，随着进行拉延操作的第二冲头的移动，在第二处理步骤中由拉延操作形成的中间产品被移动到可以在第三处理步骤中进行DI处理的位置上。

在上述传统方法中，用两台压床和在两台压床之间传送中间产品的传送装置来进行从板状金属材料形成中间产品的步骤以及通过DI处理从中间产品形成电池盒的步骤，从而制造电池盒。相反，在根据上述形式(5)的本方法中，可通过使用配有模组件和整体组装的第一至第三冲头的单台压床在包括DI处理在内的系列步骤中一次制成电池盒。因此，与传统方法相比，本方法可更有效地降低用于制造电池盒的设备所需要的成本、安装空间等。

因此，根据上述形式(5)的本方法能够以优良的生产率和高度节约来有利地制造重量轻且具有高度的抗压强度的电池盒。

附图说明

通过参照附图阅读本发明优选实施方案的以下详细说明，将会更好地理解本发明的上述及其它目的、特征、优点和技术及工业意义，在这些图中：

图1是表示根据本发明制造电池盒的设备的一个实施例的垂直剖视图；

图2是用于解释用图1中所示的设备根据本发明制造电池盒的步骤的一个实施例的视图，该视图表示板状金属材料放置在设备中的状态；

图3是用于解释图2中所示的步骤之后的步骤的一个实施例的视图，该视图表示通过在板状金属材料上进行下料操作而形成金属坯料的状态；

图4是用于解释图3中所示的步骤之后的步骤的一个实施例的视图，该视图表示对金属坯料进行拉延操作的状态；

图5是表示图4中所示的步骤之后的步骤的一个实施例的视图，该视图表示由在金属坯料上进行的拉延操作形成第一中间产品以及所形成的第一中间坯料位于再拉模与DI冲头之间的状态；

图6是表示图5中所示的步骤之后的步骤的一个实施例的视图，该视图表示对第一中间产品进行再拉延操作的状态；

图7是表示图6中所示的步骤之后的步骤的一个实施例的视图，该视图表示通过在第一中间产品上的再拉延操作形成第二中间产品以及所形成的第二中间产品位于压平模与DI冲头之间的状态；

图8是表示图7中所示的步骤之后的步骤的一个实施例的视图，该视图表示对第二中间产品进行压平操作的状态；以及

图9是表示图8中所示的步骤之后的步骤的一个实施例的视图，该视图表示通过在第二中间产品上进行压平操作而形成的电池盒的状态。

具体实施方式

下面将参照附图详细说明根据本发明的制造电池盒的设备及方法。

参照图1，其示意性地表示根据本发明的一个实施方案所构造的用于制造二次电池的电池盒的设备的垂直剖视图。所制造的电池盒呈圆柱形，其相对端中的一个是封闭的。在图1中，附图标记10表示下基底，该下基底是具有较大厚度的板或块。在下基底10的上面，这样设置为矩形厚板的上基底12，即，上基底12与下基底10以预定间隔的距离相对设置。上基底12由四个长支承柱14固定地支承，这四个支承柱从下基底10的四个角中的每一个竖直延伸。模组件16固定到下基底10上，而冲头机构18由上基底12支承，从而构成根据本发明的电池盒制造设备。

更加详细地描述，模组件16包括：五个模，即，下料模20、拉模22、第一再拉模24、第二再拉模26和压平模28；以及用于保持这五个模20、22、24、26、28的模保持器30。

五个模20、22、24、26、28中的每一个整体上呈环形。模20、22、24、26、28具有各自的模孔32、34、36、38、40，这些模孔具有彼此不同的尺寸，并通过各个模20、22、24、26、28的中间部分形成。即，在这五个模20、22、24、26、28中下料模20具有最大的环形和由其内圆周表面限定的模孔32，该内圆周表面被制成具有较大直径的圆柱表面。在下料模20中，限定模孔32的内圆周表面的上边缘部分形成外片33。拉模22具有小于下料模20的环形和由其内圆周表面限定的模孔34，该内圆周表面被制成直径小于模孔32的圆柱表面。

第一和第二再拉模24、26和压平模28呈环形，这些环形彼此尺寸相同且小于拉模22。第一和第二再拉模24、26具有由其各自的内圆周表面限定的各自的模孔36、38，每一个内圆周表面由其直径沿在如图1所看到的向下的方向逐渐减小的锥形的上部以及其直径小于拉模22的模孔34的圆柱的下部构成。此外，使第二再拉模26的模孔38的最小内径小于第一再拉模24的模孔36的最小内径。压平模28具有由其内圆周表面限定的模孔40，该内圆周表面沿向下的方向呈锥形，其直径沿向下的方向逐渐减小。使压平模28的模孔40的最小内径小于第二再拉模26的模孔38的最小内径。

因此，在本实施方案中，下料模20的模孔32、拉模22的模孔34、第一和第二再拉模24、26的模孔36、38以及压平模28的模孔40的尺寸以所述的顺序逐渐减小。

模保持器30包括各具有半圆柱形的两个厚壁的半构件42a、42b。在每个半构件42a、42b的上端部，形成有：由直径小而宽度大的半环形表面构成的下台肩表面44；以及由直径大而宽度小的半环形表面构成的上台肩表面46。因此，每个半构件42a、42b的内圆周表面在上端部处这样分级设置，即，使直径沿向上的方向以两级增加。在每个半构件42a、42b的内圆周表面的轴线中间部分，形成有三个凹槽48、50、52，这些凹槽各具有矩形剖面并沿半构件42a、42b的圆周方向连续延伸。这三个凹槽48、50、52具有相同的深度，并如沿图1的垂直方向所看到的以预定间隔的距离彼此间隔开。该两个半构件42a、42b被组装成在其各自的切割或裂开表面处碰撞在一起，从而形成整体上具有厚壁的圆柱形的模保持器30。

在因此所形成的圆柱形模保持器30的上开口端部处，设置上凹槽54和下凹槽56。上凹槽54这样形成，即，使两个半构件42a、42b各自的上台肩表面46、46彼此连接并具有较大直径和环形底面。下凹槽56这样形成，即，使两个半构件42a、42b各自的下台肩表面44、44彼此连接并具有较小直径和环形底面。下凹槽56就位于上凹槽54的下面。此外，模保持器30在其内圆周表面的轴线中部处具有分别形成的三个圆周凹槽58、60、62，从而半构件42a的三个凹槽48、50、52分别连接到半构件42b相应的三个凹槽48、50、52上。三个圆周凹槽58、60、62沿图1的垂直方向以适当的距离彼此间隔开。

在三个圆周凹槽58、60、62中，下圆周凹槽62位于最下面的位置，压平模28容纳在该下圆周凹槽62内，并且，其外圆周部分在其整个圆周上与下圆周凹槽62的侧面和底面保持接触。在三个圆周凹槽58、60、62中，上圆周凹槽58位于最高的位置，第一再拉模24容纳在上圆周凹槽58内，并且，其外圆周部分在其整个圆周上与上圆周凹槽58的侧面和底面保持接触。第二再拉模26容纳在位于上下圆周凹槽58、62之间的中间圆周凹槽60内，并且，其外圆围部分在其整个周围上与中间圆周凹槽60的侧面和底面保持接触。

拉模22容纳在模保持器30的下凹槽56内，并且，其外圆周表面和下表面在其整个圆周上分别与各半构件42a、42b的内圆周表面和下台肩表面44、44保持接触。在上凹槽54内，这样容纳下料模20，即，下料模20的外圆周表面在其整个圆周上与半构件42a、42b的内圆周表面保持接触，并使得下料模20下表面的径向外部与各半构件42a、42b的上台肩表面46、46保持接触，而其下表面的径向内部与容纳在下凹槽56内的拉模22的上表面的径向外部保持接触。

因此，下料模20、拉模22、第一再拉模24、第二再拉模26和压平模28由模保持器30这样固定地保持，即，使得各模20、22、24、26、28的模孔32、34、36、38、40同轴地定位在模保持器30的内孔中。

因此，在本实施方案中，将模组件16作为一个整体构件构成，在该整体构件中模20、22、24、26、28固定地安装在模保持器30上，从而使下料模20、拉模22、第一再拉模24、第二再拉模26和压平模28按照各个模20、22、24、26、28的模孔32、34、36、38、40的尺寸的顺序，即，按照使模孔32、34、36、38、40的尺寸沿图1中所看到的向下的方向变小的顺序同轴地连续布置，而将模20、22、24、26、28水平地方位。这样所构成的模组件16在其模保持器30的下端部处安装在设置在下基底10的上表面的中间部分处的圆形装配凹槽64中并用螺钉固定在下基底10上。因而，模组件16固定在下基底10上从而从下基底10竖直地同轴延伸。由未示出的脱模装置沿垂直方向可移动布置的脱模66被这样设置，即，使脱模66穿过下基底10的中间部分并同轴地延伸进入模组件16的模保持器30的内孔中。

同时，冲头机构18包括作为第一冲头的下料冲头68、作为第二冲头的拉延冲头70、作为第三冲头的DI冲头72以及用于垂直地移动这三个冲头68、70、72的移动机构74。

下料冲头68基本上呈具有厚度大且直径大的圆柱形。下料冲头68的外径确定为使其能插入下料模20的模孔32，如图3所示。作为第一冲头的下料冲头68具有作为第一容纳孔76功能的内孔。下料冲头68的外圆周表面的下边缘部分被制成内片78。

在本实施方案中的下料冲头68被分成两个部分，即，下部80和上部82，这两个部分由未示出的诸如连接销这样已知的连接构件连接，从而使下部和上部80、82可沿垂直方向以适当的距离彼此靠近但彼此间隔开。此外，在上部与上部80、82之间，设置多个作为偏压装置的压缩盘簧84以使其以初步压缩的状态容纳在各凹槽中，在彼此相对的下部和上部80、82的表面上的周围方向的多个位置处形成这些凹槽。根据这样的布置，当通过下料冲头68的内片78和下料模20的外片33对通过在板状金属材料上进行下料操作所获得的金属坯料进行拉延操作(如下所述)时，在压缩盘簧84的偏压力的作用下，金属坯料的外圆周部分被下料冲头68的下部80和拉模22夹持并保持在下料冲头68的下部80与拉模22之间，如图3和4所示。

拉延冲头70大体上呈具有大直径的柱形。拉延冲头70的外径确定为使其能插入拉模22的模孔34中，如图4和5所示。在拉延冲头70的中间部分处形成轴向延伸的第二容纳孔86。D I冲头72大体上呈细长柱形，并且其外径确定为使得D I冲头72能通过第一和第二再拉模24、26的模孔36、38插入压平模28的模孔40中，如图6-8所示。

这样构成的DI冲头72同轴地容纳在拉延冲头70的第二容纳孔86中，从而可垂直地移动。其中容纳着DI冲头72的拉延冲头70与DI冲头72一起同轴地容纳在下料冲头68的第一容纳孔76中，从而可垂直地移动。换言之，拉延冲头70装配在DI冲头72上，而下料冲头68装配在拉延冲头70上，因而将这三个冲头68、70、72设置为使其彼此同轴并组装在一起，从而使这三个冲头68、70、72沿垂直方向彼此相对移动。

将这样所构成的下料冲头68、拉延冲头70和DI冲头72的组件插入可移动的通孔88中，其中通孔88与固定在下基底10上的模组件16同轴布置，且通孔88具有大直径。由于这样原因，下料冲头68、拉延冲头70和DI冲头72同轴地放置在模组件16的上方，该模组件固定在下基底10上，从而沿轴向彼此可相对移动。

在本实施方案中，其中插入三个冲头68、70、72的下基底10具有上表面，其上并排地设置与三个冲头68、70、72配合以构成冲头机构18的移动机构74以及用于控制移动机构74的操作的控制装置90。

尽管在图1中未示出，但移动机构74将诸如液压缸和电机这样的三个驱动源结合在一起。这三个驱动源与控制装置90电连接。下料冲头68、拉延冲头70和DI冲头72在其各自的上部通过诸如齿轮机构和曲柄机构这样的运动转换机构直接或间接地连接到三个驱动源中的每一个上，所述运动转换机构用于将液压缸的水平往复运动以及电机的转动转换成垂直往复运动。根据这种布置，通过驱动移动机构74中的驱动源，下料冲头68、拉延冲头70和DI冲头72在被控制装置90彼此独立地控制的同时沿垂直方向移动。

即，在移动机构74中的三个驱动源被驱动之前的状态中，下料冲头68、拉延冲头70和DI冲头72被放置在模组件16的上方从而使其放置三个冲头68、70、72的垂直运动的上面的冲击端处，并且，三个冲头68、70、72的每一个的下端表面彼此齐平，如图1所示。随后，当连接到下料冲头68上的移动机构74中的三个驱动源中的一个在控制装置90的控制下以预定量被驱动时，下料冲头68向下移动，从而使下料冲头68的下端部插入下料模20的模孔32中，如图3所示。

其后，当拉延冲头70和DI冲头72分别连接到其上的两个驱动源在控制装置90的控制下以预定量彼此同步地驱动时，拉延冲头70和DI冲头72从作为一个整体单元的下料冲头68的第一容纳孔76向前进。结果，冲头70、72向下移动，从而使各冲头70、72的下端部插入拉模22的模孔34中，如图4和5所示。

随后，当DI冲头72连接到其上的唯一的驱动源在控制装置90的控制下以预定量被驱动时，DI冲头72从拉延冲头70的第二容纳孔86向前进。结果，DI冲头72向下移动，从而使D I冲头72的下端部相继地插入第一再拉模24、第二再拉模26和压平模28的每个模孔36、38、40中，并最后穿过模孔40，如图6-9所示。

即，由于在控制装置90的控制下移动机构74的操作，下料冲头68进入下料模20的模孔32的插入移动、由于拉延冲头70从第一容纳孔76向前移动使拉延冲头70进入拉模22的模孔34的插入、以及由于DI冲头72从第二容纳孔86向前移动使DI冲头72进入第一再拉模24、第二再拉模26和压平模28的每个模孔36、38、40的插入按顺序自动地进行。在这种情况下，控制装置90控制冲头68、70、72的向下移动，使得DI冲头72和拉延冲头70一起移动，并且，DI冲头72和拉模22的各自的下端表面彼此齐平，直到DI冲头72从第二容纳孔86向前进。因而，很明显地，控制装置90构成了第一控制装置和第二控制装置。

以下述方式制造电池盒，例如，使用如上所述构成的电池盒制造设备。

首先，薄平板形的板状金属材料92在与脱模66的前端面接触的同时放置在下料模20的上表面上，从而覆盖下料模20的整个模孔32，如图2所示。关于板状金属材料92，可以适当地使用铝板、铁板、钢板或类似物。板状金属材料92由尺寸足够用于形成单个电池盒的材料构成或者由尺寸足够大以用于形成多个电池盒的带状材料构成。

接着，如图3所示，根据通过由控制装置90控制的移动机构74的操作，仅有下料冲头68向下移动，并且，下料冲头68的下端部插入下料模20的模孔32中，从而由下料冲头68和下料模20在板状金属材料92上进行下料操作。结果，板状金属材料92由下料冲头68的内片78以及下料模20的外片33切割，从而使其形成具有与下料模20的模孔32相应的圆形的金属坯料94。

当下料冲头68向下移动时，这样所形成的金属坯料94与脱模66一起向下移动，即，朝着拉模22移动，从而使金属坯料定位在拉模22与下料冲头68的下部80之间。在该状态下，在压缩盘簧84的偏压力的作用下，金属坯料94在其外圆周部分处被下料冲头68的下部80的下端表面和拉模22的上表面夹持并保持在这两个表面之间。

随后，如图4和5所示，根据通过由控制装置90控制的移动机构74的操作，使设置在拉延冲头70的第二容纳孔86中的拉延冲头70和DI冲头72从作为一个整体单元的下料冲头68的第一容纳孔76中向前进(即，向下移动)，并且，冲头70、72的下端部插入拉模22的模孔34中，因而由拉延冲头70和拉模22在金属坯料94上进行拉延操作。结果，形成具有中空圆筒形的第一中间产品96，该中空圆筒具有封闭端和被制成与拉模22的模孔34的内圆周表面相应的圆柱形表面的外圆周表面。

在这种情况下，因为在压缩盘簧84的偏压力的作用下，金属坯料94的外圆周部分被夹持并保持在下料冲头68的下部80的下端表面与拉模22的上表面之间，相对于金属坯料94的外圆周部分的夹持力或保持力，作为在其上进行的拉延操作的过程中的坯料保持器压力或力作用在金属坯料94上。另外，拉延冲头70和DI冲头72作为一个整体单元向下移动，从而使它们的下端面彼此齐平。因此，能以高稳定性且更加顺利地在金属坯料94上进行拉延操作，从而有利地形成具有与拉模22的模孔34的内圆周表面很好地相对应的外圆周表面的第一中间产品96，而不会存在任何诸如皱纹这样的缺陷。

由于拉延冲头70和DI冲头72整体地向下移动，所以，第一中间产品96与脱模66一起向下移动，即，朝着第一再拉模24移动，从而使第一中间产品96定位在第一再拉模24与拉延冲头70和DI冲头的下端表面之间，同时，第一中间产品96由脱模66支承。

随后，如图6和7所示，根据通过由控制装置90控制的移动机构74的操作，DI冲头72从拉延冲头70的第二容纳孔86向前进(即，向下移动)，从而使DI冲头72的下端部相继地插入第一再拉模24的模孔36和小于模孔36的第二再拉模26的模孔38中。因而，由DI冲头72和第一再拉模24以及由DI冲头72和第二再拉模26在第一中间产品96上连续两次进行再拉延操作。结果，形成具有带台阶的圆柱形的第二中间产品98，该带台阶的圆柱形具有封闭端和比第一中间产品96更大的深度，如图7所示。在第二中间产品98中，在其上端部处的外圆周表面被制成与第一再拉模24的模孔36的内圆周表面相对应的圆柱形表面，而在其下端部处的外圆周表面被制成与第二再拉模26的模孔38的内圆周表面相应的圆柱形表面。

由于DI冲头72继续向下移动，所以，第二中间产品98与脱模66一起向下移动，即，朝着压平模28移动，从而使第二中间产品98在由脱模66支承的同时定位在压平模28与DI冲头72的下端表面之间。

其后，如图8和9所示，根据通过控制装置90控制的移动机构74的操作，使DI冲头72从拉延冲头70的第二容纳孔86继续前进(即，向下移动)，并且，DI冲头72的下端部插入压平模28的模孔40中，从而由DI冲头72和压平模28在第二中间产品98上进行压平操作。结果，形成具有圆柱形的电池盒100，该圆柱形具有封闭端且比第二中间产品98厚度更小而深度更大，并且，其外圆周表面被制成与压平模28的模孔40的内圆周表面相对应的圆柱形表面。

因此，通过在控制装置90的控制下移动机构74的操作，提升下料冲头68、拉延冲头70和DI冲头72以便其放置在如图1和2所示的上部冲击端处，而另一方面，所形成的电池盒100从DI冲头72取出，从而获得所希望的电池盒100。

在上述的本实施方案中，移动机构74的操作由控制装置90控制以连续地进行：第一处理步骤，其中通过由下料冲头68和下料模20在板状金属材料92上进行下料操作而将板状金属材料92制成金属坯料94；第二处理步骤，其中通过由拉延冲头70和拉模22在金属坯料94上进行拉延操作而将金属坯料94制成第一中间产品96；以及第三处理步骤，其中通过进行DI处理将第一中间产品96制成第二中间产品再制成电池盒100，在所述DI处理中，用DI冲头和第一及第二再拉模24、26相继地进行两个连续(两阶段)的再拉延操作以及由DI冲头72和压平模28进行的压平操作。通过自动和连续地向下移动下料冲头68、拉延冲头70和DI冲头72的连续工作操作，进行第一至第三处理步骤，因而能容易而有效地将板状金属材料92制成所需要的电池盒100。

在本实施方案中，用于制造所需要的电池盒100的设备由单个设备构成，在该单个设备中，模组件16、冲头机构18和控制装置90安装在整体组装的下基底10和上基底12上。相反，用于制造电池盒100的传统系统使用两个设备，即，包括以下装置的设备：下料模和拉模；下料冲头和拉延冲头；以及移动机构，其用于移动冲头以使其插入各个模相应的模孔中，并且，其由板状金属材料92形成金属坯料94再形成第一中间产品96，以及包括以下装置的设备：再拉模和压平模；DI冲；以及移动机构，其用于移动DI冲头以使其插入各个模的模孔中，并且，其将第一中间产品96形成第二中间产品98再形成电池盒100。因此，在本设置中，仅需要用于设置制造电池盒100的单个设备的空间，从而有效地减小用于电池盒制造设备的安装空间，并由此减小了用于制造电池盒100所需的工作区域。

此外，在本实施方案中，尽管制造电池盒100的设备包括冲头68、70、72和模20、22、24、26、28，它们的数量与上述使用两个设备制造电池盒100的传统系统中冲头和模的数量相同，但冲头68、70、72被设置成由单个移动机构74移动以可插入各个模20、22、24、26、28的模孔32、34、36、38、40中。因此，与其中使用两个移动机构的传统系统相比，仅使用单个移动机构的本设备有利地确保了降低设备的成本，并因而降低了电池盒100的制造成本。

在形成电池盒100的过程中，通过冲头68、70、72进入模20、22、24、26、28相应的模孔32、34、36、38、40中的向前或插入移动，金属坯料94、第一中间产品96和第二中间产品98自动地移到各自的位置上，其中，在金属坯料94上进行拉延操作、在第一中间产品96上进行再拉延操作以及第二中间产品98上进行压平操作，而不需使用任何特别的传送装置。因此，可以连续且顺利地进行上述的多个操作。

因此，与前述使用两个设备以及在两个设备之间传送中间产品的传送装置制造电池盒100的传统系统不同，本设置不需要这种传送装置，因而除去了传送装置的安装空间并降低了成本。

根据本实施方案，通过在工业优势的条件下以低成本进行D I处理能自动地制造所需要的电池盒100。结果，能以高生产率和低成本获得重量轻且具有高度的抗压强度的电池盒100。

当在金属坯料94上进行拉延操作时，在压缩盘簧84的偏压力的作用下，坯料折叠压力作用在下料冲头68的下部80的下端表面与拉模22的上表面之间的金属坯料94的外圆周部分上，而同时，使拉延冲头70和DI冲头72的下表面彼此齐平。因此，通过拉延操作，金属坯料94被制成第一中间产品96，该第一中间产品没有诸如皱纹或折痕这样的缺陷，且其外圆周表面好地对应于拉模22的模孔34的内圆周表面很。因此，可以高稳定性并顺利地实施再拉延操作和随后在第一中间产品96上进行的压平操作，结果形成具有所需要形状的所希望的电池盒100的稳定的产品。

尽管仅为了示例说明的目的已经详细地描述了本发明的这些优选实施方案，但应当理解的是，本发明不限于所述实施方案的细节，而是可以其它的方式实施。

在所列举的实施方案中，控制装置90这样控制移动机构72，即，使得作为第一冲头的下料冲头68、作为第二冲头的拉延冲头70以及作为第三冲头的DI冲头72连续并自动地向下移动，从而使其插入模20、22、24、26、28相应的模孔32、34、36、38、40中。例如，可以设置用于向下移动冲头68、70、72的切换机构或类似装置，并且，可以将冲头68、70、72设置成通过操作者对切换机构的操作而继续向下移动。

通过其设置或安装冲头68、70、72以及模组件16的结构不限于上述情况。

假如固定且同轴地将模按照各模孔32、34、36、38、40的尺寸的顺序布置，则模20、22、24、26、28可以其它方式安装在模保持器30上。

此外，假如模组件16包括至少一个与下料冲头68结合以在板状金属材料92上进行下料操作的下料模、至少一个与拉延冲头70结合以在金属坯料94上进行拉延操作的拉模、至少一个与D I冲头72结合以在第一中间产品96上进行再拉延操作的再拉模、以及至少一个与D I冲头72配合以在第二中间产品98上进行压平操作的压平模，则对下料模、拉模、再拉模和压平模的数量没有特别地限制。

每个冲头68、70、72的构造以及各个模20、22、24、26、28的每个模孔32、34、36、38、40的构造不限于在所示出的实施方案中的那些，但可以根据所要得到的电池盒100的形状适当地改变。例如，如果制造呈具有封闭端的椭圆形管状的电池盒或者呈具有封闭端的棱柱形管状的电池盒，每个冲头和每个模孔被构造成具有椭圆形或矩形。

虽然上面已经对作为本发明的优选实施方案的制造二次电池的电池盒的设备和方法进行了描述，但本发明的原则同样可应用于制造诸如干电池这样的一次电池的电池盒的设备和方法。

应当理解的是，在不背离由所附权利要求所限定的本发明的范围的前提下，本领域普通技术人员可以各种其它改变及改进实施本发明。

Claims (8)

1.一种用于制造电池盒的设备，该电池盒呈具有封闭端的管状并装有发电元件，该设备包括：

模组件，其包括：下料模，其具有带有预定尺寸的模孔；拉模，其具有其尺寸小于下料模之模孔的模孔；再拉模，其具有其尺寸小于拉模之模孔的模孔；以及压平模，其具有其尺寸小于再拉模之模孔的模孔，下料模、拉模、再拉模和压平模以此顺序连续地同轴布置，从而禁止各个模移动；

第一冲头，其与模组件同轴设置，并位于下料模的远离拉模的一侧上，使得第一冲头可插入下料模的模孔内，并且，其具有同轴于下料模的模孔延伸的第一容纳孔；

第二冲头，其同轴地容纳在第一冲头的第一容纳孔中，从而使第二冲头可朝着下料模前进，由于其从第一容纳孔向前移动，所以，其被设置成可插入拉模的模孔中，并且，其具有同轴于第一容纳孔延伸的第二容纳孔；

第三冲头，其同轴地容纳在第二冲头的第二容纳孔中，从而使第三冲头可朝着下料模前进，并且，由于其从第二容纳孔向前移动，所以，其被设置成可相继地插入再拉模的模孔和压平模的模孔中；以及

移动机构，其允许第一冲头进入下料模的模孔的插入移动，第二冲头从第一容纳孔的向前移动以及第三冲头从第二容纳孔的向前移动彼此独立地进行，

其中，在板状金属材料定位在下料模与第一冲头之间的情况下，第一冲头的插入移动、第二冲头的所述向前移动以及第三冲头的所述向前移动由移动机构相继按顺序进行以相继地完成：由第一冲头和下料模在板状金属材料上进行的下料操作，从而形成具有与下料模的模孔相对应的构造的金属坯料；由第二冲头和拉模在金属坯料上进行的拉延操作，从而形成具有封闭端和预定深度的管状中间产品；以及在管状中间产品上进行由第三冲头和再拉模进行的再拉延操作以及由第三冲头和压平模进行的压平操作，从而形成作为具有封闭端且与管状中间产品相比具有较小壁厚及较大深度的终端产品的管状电池盒。

2.根据权利要求1所述的设备，还包括第一控制装置，其控制移动机构以使第一冲头的插入移动、第二冲头的向前移动以及第三冲头的向前移动按顺序自动并相继地进行。

3.根据权利要求1所述的设备，还包括第二控制装置，其控制第一冲头、第二冲头和第三冲头的移动，以使第三冲头与第二冲头一起移动，从而使沿其向前移动的方向看的第三冲头的前端面与沿其向前移动的方向看的第二冲头的前端面齐平，直到由于第二冲头从第一容纳孔中向前移动，而由第二冲头和拉模进行的拉延操作形成管状中间产品。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，第一冲头沿其插入下料模的模孔的插入移动的方向看被分成前部和后部，使前部和后部组装在一起以彼此靠近但彼此分开，并且

其中，第一冲头设有在前部和后部之间设置的偏压装置，用于沿前部和后部彼此分开的方向向前部和后部施加偏压力，由于第一冲头插入下料模的模孔中的插入移动而形成金属坯料，所述金属坯料在偏压装置的偏压力的作用下由第一冲头和拉模夹持并保持在第一冲头与拉模之间。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一、第二和第三冲头定位在模组件的上面，从而使板状金属材料放置在模组件的下料模的上表面上。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，再拉模的所述模孔由其内圆周表面限定，该内圆周表面具有其直径沿向下的方向逐渐减小的锥形的上部。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，压平模的模孔由其内圆周表面限定，该内圆周表面沿向下的方向呈锥形，且其直径沿向下的方向逐渐减小。

8.一种制造电池盒的方法，该电池盒呈具有封闭端的管状并装有发电元件，其包括：

预制步骤，其预制：(a)模组件，其包括：下料模，其具有带有预定尺寸的模孔；拉模，其具有其尺寸小于下料模之模孔的模孔；再拉模，其具有其尺寸小于拉模之模孔的模孔；以及压平模，其具有其尺寸小于再拉模之模孔的模孔，下料模、拉模、再拉模和压平模以此顺序连续地同轴布置，从而禁止各个模移动；(b)第一冲头，其与模组件同轴设置，并位于下料模的远离拉模的一侧上，使得第一冲头可插入下料模的模孔内，并且，其具有同轴于下料模的模孔延伸的第一容纳孔；(c)第二冲头，其同轴地容纳在第一冲头的第一容纳孔中，从而使第二冲头可朝着下料模前进，由于其从第一容纳孔向前移动，因此，其被设置成可插入拉模的模孔中，并且，其具有同轴于第一容纳孔延伸的第二容纳孔；以及(d)第三冲头，其同轴地容纳在第二冲头的第二容纳孔中，从而使第三冲头可朝着下料模前进，并且，由于其从第二容纳孔向前移动，因此，其被设置成可相继地插入再拉模的模孔和压平模的模孔中；

第一处理步骤，其中，在板状金属材料定位在下料模与第一冲头之间的情况下，通过将第一冲头插入下料模的模孔内，而在板状金属材料上进行由第一冲头和下料模进行的下料操作，从而形成具有与下料模的模孔相对应的构造的金属坯料，并且其中，金属坯料朝着拉模移动从而定位在第二冲头与拉模之间；

第二处理步骤，其中，通过使第二冲头从第一容纳孔向前进以便插入拉模的模孔中，而在第一处理步骤中得到的且定位在第二冲头与拉模之间的金属坯料上进行由第二冲头和拉模进行的拉延操作，从而形成具有封闭端和预定深度的管状中间产品，并且其中，使管状中间产品朝着再拉模移动从而被定位在第三冲头与再拉模之间；以及

第三处理步骤，其中，通过使第三冲头从第二容纳孔向前进以便相继地插入再拉模的模孔和压平模的模孔中，而在第二处理步骤中所得到的且定位在第三冲头与再拉模之间的管状中间产品上连续进行由第三冲头和再拉模进行的再拉延操作以及由第三冲头和压平模进行的压平操作，从而形成作为具有封闭端且与管状中间产品相比具有较小壁厚及较大深度的终端产品的管状电池盒。

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