CN101399360A - 一种电芯入壳夹具 - Google Patents
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Abstract
一种电芯入壳夹具，包括：可作为整个夹具的支承部件和工作台之底座，用于将电芯送入壳体内之电芯推移机构以及用于将壳体推入以使电芯置于其内之壳体推移机构，其特征在于：所述底座上还设有导轨，其与电芯推移机构、壳体推移机构位于同一直线上，所述导轨上设有可沿其表面作纵向移动、将电芯夹紧并将其送入壳体内后脱离之电芯夹紧机构。本发明结构设计完善，操作简便，电芯进入壳体位置准确、可靠，送入过程受力均匀，不会带来对电芯表面的任何损伤，可使加工后的产品具有较高的完好率。本发明适用于电池行业中的电芯入壳工序或用于制作电芯入壳设备，尤其适用于长度和宽度较大而厚度较小的大型号电芯的入壳，有利于在电池产业中推广应用。
Description
【技术领域】
本发明涉及电池夹具领域，具体涉及一种将卷绕完毕的电池极芯套于电池壳体内之夹紧式电芯入壳夹具。
【背景技术】
锂离子电池是一种大容量、高功率的电池，其主要应用于小型设备上，特别是移动电话。在锂离子二次电池的生产过程中，卷绕完毕的电池极组被装入电池壳体，这一步骤被称为入壳工序，目前业内普遍采用人工手动方式进行入壳工序，人工手工方式不仅效率低下，而且容易给电芯引入污染，同时由于手的作用力不均，经常会造成电芯变形，从而难以进入电池壳体，且进入铝壳后电芯表面容易被划伤。而电池的安全性能是衡量电池特性的重要指标，电芯表面的划伤在电池受到外力作用时，很可能会造成电池内部短路，影响电池的安全性能，这一系列问题有待解决。
中国专利局公开了一种电池套壳装置(专利号：200620131231.7，公告日：2007年8月29日)，上述电池套壳装置通过在电池极芯通过孔的周围设置导向件，然后利用外壳定位体对电池外壳进行定位，使电池极芯通过辊轴的滚动而装入到电池外壳中。故而在套装的过程中，电池极芯只受到滚动摩擦力，从而减小极芯所受的摩擦力，防止电池极芯在套装过程中发生破损。上述结构虽从理论上看，可减少极芯所受到的摩擦力，但在具体的结构制造中，上下辊轴之间的距离很难达到设计要求，制造较为困难，且很难进行调整，故而难以实现其技术效果。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是，克服上述现有技术的缺陷，提供一种结构设计简单、容易制造和调整之电芯入壳夹具，可代替手工操作，使用时不会造成电芯变形，且可适应不同尺寸的电芯和壳体。
为实现上述目的，本发明所提出的技术方案是：
一种电芯入壳夹具，包括：可作为整个夹具的支承部件和工作台之底座，用于将电芯送入壳体内之电芯推移机构以及用于将壳体推入以使电芯置于其内之壳体推移机构，所述底座上还设有导轨，其与电芯推移机构、壳体推移机构位于同一直线上，所述导轨上设有可沿其表面作纵向移动、将电芯夹紧并将其送入壳体内后脱离之电芯夹紧机构。
所述导轨为对称且平行设置的两长条形构件，两导轨之间的空腔构成可容电芯穿越的通道，所述导轨上表面划分为电芯区、过渡区和壳体区，其中壳体区高度大于电芯区高度，过渡区为连接于电芯区和壳体区之间的过渡面。
所述两导轨壳体区之间，还设置有一用于置放壳体之电池壳体托板。
所述电芯夹紧机构与壳体推移机构之间，还设有用于电芯定位之电芯模具和用于壳体定位之壳体模具，
进一步地，所述电芯模具上开设有可容电芯穿越之置入孔，所述置入孔之入口处设有导向倾角；所述壳体模具上开设有可容壳体置入之置入孔，所述置入孔之入口处设有导向倾角。
所述电芯推移机构包括一驱动装置以及与该驱动装置连接的电芯推料板。
所述壳体推移机构包括一驱动装置以及与该驱动装置连接的壳体推料板。
所述电芯夹紧机构包括上下相对、配合设置之上夹紧压头和下夹紧压头；所述上夹紧压头和下夹紧压头均与可带动其作纵向移动之纵向驱动装置相连；所述上夹紧压头同时还与纵向驱动装置连接，其包括至少一沿导轨纵向排列之上压头，所述上压头两端设有可在导轨上滚动之轴承，上压头上端设有至少一上压杆，该上压杆上套设有压杆弹簧；所述下夹紧压头包括至少一沿导轨纵向排列之下压头，所述下压头两端设有可在底座底面滚动之轴承，下压头下端设有至少一下压杆，该下压杆上亦套设有压杆弹簧；
进一步地，所述上压头和下压头与电芯的接触面可设有弹性垫。
与现有技术相比，本发明具有下列技术效果：
1)本发明设置了一具有过渡区的导轨，夹紧机构在夹紧和移送电芯时，是通过其轴承在导轨上的滚动逐渐送入和脱离，电芯的送入过程受力均匀，动作准确，不会带来对电芯表面的任何损伤，可使加工后的产品具有较高的完好率。
2)本发明在电芯夹紧机构与壳体推移机构之间所设的用于电芯定位之电芯模具和用于壳体定位之壳体模具上设有导向倾角，可保证电芯和壳体在被推移时具有较好的导向性，使电芯进入壳体位置准确、可靠，避免加工时可能产生的卡死情形。
3)本发明结构设计完善，制造容易，可通过调整压杆弹簧的弹性力以及压板与压头之间的距离调整电芯的高度和对电芯的夹紧力，非常方便。同时，导轨的相对位置也非常容易调整，可适应不同规格的电芯和壳体，具有较好的通用性。
4)本发明适用于电池行业中的电芯入壳工序或用于制作电芯入壳设备，尤其适用于长度和宽度较大而厚度较小的大型号电芯的入壳，降低了人工手工入壳引入的污染，减少了手工导致电芯变形的情况，降低了不良品率，提高了电池的生产效率，操作简便，有利于在电池产业中推广应用。
【附图说明】
图1是本发明整体结构示意图一；
图2是本发明整体结构示意图二；
图3为本发明图1之A向视图；
图4是本发明导轨结构示意图；
图5是发明上夹紧压头结构示意图；
图6是发明下夹紧压头结构示意图；
图7是本实用新型电芯模具结构示意图；
图8是本实用新型壳体模具结构示意图。
图中：
1—底座；
2—电芯推移机构；
21—电芯驱动装置； 22—电芯推料板；
3—电芯夹紧机构；
31—上夹紧压头； 311—上压板； 312—弹性垫；
313—轴承； 314—上压杆； 315—压杆弹簧；
316—上压头； 32—下夹紧压头； 321—下压头；
322—垫板； 323—下压杆； 324—下压板；
33—纵向驱动装置； 34—横向驱动装置； 35—连接座；
4—壳体推移机构；
41—壳体驱动装置； 42—壳体推料板；
5—电芯模具；
51—电芯置入孔； 52—电芯导向倾角；
6—壳体模具；
61—壳体置入孔； 62—壳体导向倾角；
7—导轨；
71—电芯区； 72—过渡区； 73—壳体区；
74—定位孔； 75—电池壳体托板。
【具体实施方式】
如图1、图2所示，本发明提供了一种可将锂离子电池电芯送入绝缘壳体内之夹具，其包括一底座1，所述的底座1作为整个夹具的支承部件和工作台，在该底座1上，设有电芯推移机构2、电芯夹紧机构3、导轨7和壳体推移机构4，其中电芯推移机构2、导轨7和壳体推移机构4依序排列固定在底座1上，三者位于同一直线，电芯夹紧机构3设于导轨7上。
所述电芯推移机构2包括一电芯驱动装置21，该电芯驱动装置21可采用气缸、液压缸或步进电机，固定在底座1之一端，其活动端与电芯推料板22连接，电芯推料板22用于顶触电芯，可在电芯驱动装置21作用下推动电芯沿底座1作纵向移动。
所述壳体推移机构4包括一壳体驱动装置41，该壳体驱动装置41可采用气缸、液压缸或步进电机，固定在底座1另一端，其活动端与壳体推料板42连接，壳体推料板42用于顶触壳体，可在壳体驱动装置41作用下推动壳体沿底座1作与电芯移动方向相反的纵向移动。
如图4所示，所述导轨7固定在底座1中部，为对称设置的两长条形构件，两者之间的间距可通过底座1上开设的长形孔进行调整(图中未画出)，其构成的空腔为可容电芯穿越的通道。所述导轨7上表面划分为电芯区71、过渡区72和壳体区73，其中壳体区73高度大于电芯区71的高度，过渡区72为连接于电芯区71和壳体区73之间的坡形过渡面。在两导轨壳体区73之间，设置有一电池壳体托板75，用于置放被推入前之壳体。
如图1、图2、图3所示，所述电芯夹紧机构3包括上下相对、配合设置之上夹紧压头31(参见图5)和下夹紧压头32(参见图6)，其中所述上夹紧压头31设于导轨7上，其包括上压头316以及固于其上端之上压杆314，所述上压头316设至少一个，多个上压头316可沿导轨7纵向排列，以保证压于电芯上之纵向力均匀、恒定，上压杆314设一个或横向排列的两个，以使电芯横向受力均匀，上述多个排列的上压头316及上压杆314，尤其使对于较大尺寸的电芯，具有较好的效果。所述上压杆314上，还套设有压杆弹簧315，以保证其夹紧力；所述上压头316两端设有可在导轨7上滚动之轴承313，下端设有弹性垫312，避免其在将电芯夹紧时对电芯的压伤。所述上压头316顶端通过上压板311与上夹紧压头纵向驱动装置33活动端连接，可由其带动作上下移动，以便将电芯压紧，所述纵向驱动装置33固定端与连接座35相连，该连接座35与横向驱动装置34活动端相连，横向驱动装置34固定端固于底座1上，且设置于壳体推移机构4旁边相应的位置，其驱动方向与壳体驱动装置41平行且相反。所述下夹紧压头33设于底座1之底面，其包括下压头321以及固于其下端之下压杆323，对应地，所述下压头321亦设至少一个，沿导轨7纵向排列，下压杆332亦设一个或横向排列的两个，所述下压杆323上亦套设有压杆弹簧315，所述下压头321两端设有可在底座1底面滚动之轴承313，上端设有垫板322，用作电芯的支承。所述下夹紧压头33连接下压板324，下压板324亦与连接座35相接。因此，连接座35可作为使上夹紧压头31和下夹紧压头32连接成一体之连接构件，故而横向驱动装置34可通过连接座35带动上夹紧压头31和下夹紧压头32一同作纵向位移。当上压头316通过纵向驱动装置33向下压紧电芯后，横向驱动装置34带动电芯夹紧机构3沿导轨7作纵向移动，使电芯向壳体方向移动。
如图1、图2所示，在所述底座1上，位于电芯夹紧机构3与壳体推移机构4之间，还并排设置有电芯模具5和壳体模具6，两模具两端置于导轨7上所设的定位孔74内。如图7所示，所述电芯模具5上设有电芯置入孔51，该置入孔尺寸与电芯外侧尺寸相等，可容电芯被电芯推移机构2推入时穿越，所述电芯置入孔51之入口处设有电芯导向倾角52，可方便电芯的导入。如图8所示，所述壳体模具6上设有壳体置入孔61，该置入孔尺寸与电池壳体内侧尺寸相等，可容壳体被壳体推移机构4推入时准确的对中，所述壳体置入孔61之入口处亦设有壳体导向倾角62，可方便壳体口部的导入。
本发明电芯入壳夹具的工作过程：
首先，在导轨壳体区73的电池壳体托板57上放置一电池壳体，其开口端面背向电池壳体推料板42，然后电池壳体驱动装置41驱动壳体推料板42动作，将电池壳体推入壳体模具6内，为电芯的入壳做好准备。同时电芯夹紧机构3中上夹紧压头纵向驱动装置33驱动上压头316向上运动，使夹紧模具处于打开状态，同时将一个电芯置于下压头321上面，电芯的极耳一端与前面电池壳体开口方向一致，然后上夹紧压头纵向驱动装置33返回，带动上压头316向下运动，电芯就在上夹紧压头31和下夹紧压头32上的压杆弹簧315的作用下被夹紧在整个夹紧机构中。接着，夹紧机构横向驱动装置34启动，带动上夹紧压头31和下夹紧压头32一同做水平向后的移动，带动整个夹紧机构和被夹在其内的电芯通过轴承313带动沿两导轨7向壳体区73方向运动；当运动到电芯模具5位置后，电芯就会在电芯导向倾角52的引导下进入电芯模具5，并进一步进入电池壳体。由于导轨壳体区73处的高度大于电芯区71，则当电芯夹紧机构3沿过渡区72渐渐运动到壳体区73时，上夹紧压头31和下夹紧压头32上的轴承313沿上述导轨区域运动使其间距逐渐增大，并且这个间距大于电芯23和壳体模具24的高度，因此，当夹紧压头31和下夹紧压头32运动到壳体区73后，夹紧电芯的上压头316、下压头321之间的间距逐渐增大，会从电芯表面分离并最后从电芯和壳体模具的外侧走过。当电芯夹紧机构3完全进入壳体区73后，电芯驱动装置21驱动电芯推料板22动作，将残留在过渡区72及电芯模具5内的电芯送入电池壳体；入壳完毕，电芯驱动装置21返回，即可将产品取走，同时夹紧机构横向驱动装置34复位至电芯区71，进入下一个工作循环。
以上所述实施例仅表达了本发明较佳的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本本发明的保护范围。因此，本本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1、一种电芯入壳夹具，包括：
作为整个夹具的支承部件和工作台之底座；
用于将电芯送入壳体内之电芯推移机构；
用于将壳体推入以使电芯置于其内之壳体推移机构；
其特征在于：所述底座上还设有导轨，其与电芯推移机构、壳体推移机构位于同一直线上，所述导轨上设有可沿其表面作纵向移动、将电芯夹紧并将其送入壳体内后脱离之电芯夹紧机构。
2、根据权利要求1所述的一种电芯入壳夹具，其特征在于：所述导轨为对称且平行设置的两长条形构件，两导轨之间的空腔构成可容电芯穿越的通道，所述导轨上表面划分为电芯区、过渡区和壳体区，其中壳体区高度大于电芯区高度，过渡区为连接于电芯区和壳体区之间的过渡面。
3、根据权利要求2所述的一种电芯入壳夹具，其特征在于所述：两导轨壳体区之间，设置有一用于置放壳体之电池壳体托板。
4、根据权利要求1或2或3所述的一种电芯入壳夹具，其特征在于：所述电芯夹紧机构与壳体推移机构之间，还设有用于电芯定位之电芯模具和用于壳体定位之壳体模具。
5、根据权利要求4所述的一种电芯入壳夹具，其特征在于：所述电芯模具上开设有可容电芯穿越之置入孔，所述置入孔之入口处设有导向倾角。
6、根据权利要求4所述的一种电芯入壳夹具，其特征在于：所述壳体模具上开设有可容壳体置入之置入孔，所述置入孔之入口处设有导向倾角。
7、根据权利要求1或2或3所述的一种电芯入壳夹具，其特征在于：所述电芯推移机构包括一驱动装置以及与该驱动装置连接的电芯推料板。
8、根据权利要求1或2或3所述的一种电芯入壳夹具，其特征在于：所述壳体推移机构包括一驱动装置以及与该驱动装置连接的壳体推料板。
9、根据权利要求1或2或3所述的一种电芯入壳夹具，其特征在于：所述电芯夹紧机构包括上下相对、配合设置之上夹紧压头和下夹紧压头；所述上夹紧压头和下夹紧压头均与可带动其作纵向移动之纵向驱动装置相连；所述上夹紧压头同时还与纵向驱动装置连接，其包括至少一沿导轨纵向排列之上压头，所述上压头两端设有可在导轨上滚动之轴承，上压头上端设有至少一上压杆，该上压杆上套设有压杆弹簧；所述下夹紧压头包括至少一沿导轨纵向排列之下压头，所述下压头两端设有可在底座底面滚动之轴承，下压头下端设有至少一下压杆，该下压杆上亦套设有压杆弹簧。
10、根据权利要求9所述的一种电芯入壳夹具，其特征在于：所述上压头和下压头与电芯的接触面设有弹性垫。
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