CN102380568A - 型锻装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种型锻装置，用于通过吸收驱动部的杆与受驱动部的套爪之间的在预定水平之上的超出的负载而平稳地型锻可再充电电池的罐。根据示范性实施例的型锻装置包括：套爪外壳，用于型锻包括电极组件的罐；套爪，用于型锻插入到套爪外壳中的罐的开口；震动吸收部，设置在套爪外壳中并连接到套爪；以及杆，连接到震动吸收部以通过震动吸收部将型锻负载传送到套爪。

Description

型锻装置

技术领域

本公开涉及一种型锻可再充电电池的罐的型锻装置(swagingapparatus)。

背景技术

型锻装置例如包括将型锻负载(swaging load)施加到物体的受驱动部(driven part)以及将型锻负载传送到受驱动部的驱动部(driving part)。通常，驱动部的杆直接连接到受驱动部的套爪(collet)。也就是，驱动部的驱动力作为型锻负载通过驱动部的杆传送到受驱动部的套爪。

制造可再充电电池的工艺例如包括罐型锻工艺，其中电极组件通过罐的扩张的开口插入到由圆筒形成的罐中，并且在电极组件插入到罐之后，罐的扩张的开口被型锻(或变细)为圆筒形状。通过罐的扩张的开口，电极组件被容易地插入到罐中。

罐型锻工艺在型锻罐的开口的受驱动部处会需要大的负载，使得大的负载施加到受驱动部与驱动部之间的摩擦表面。

在型锻罐时，驱动部的驱动力可能由于驱动部的异常操作而过分地增加或可能改变。因此，驱动部的杆的冲程(stroke)可能改变。此外，套爪的位置或对准可能由于驱动部和受驱动部的装配工艺过程中的错误而被不适当地设置。因此，驱动部与受驱动部之间的位移量可能存在差异。

也就是，采用通过直接连接驱动部的杆与受驱动部的套爪而机械形成的刚体，杆冲程的变化和偏移量的差异可能在被型锻的罐中引起缺陷，或者可能损坏受驱动部的外壳和套爪。

在背景技术部分公开的上述信息仅用于增加对所描述的技术的背景的理解，因此可以包含没有形成在该国对于本领域普通技术人员已经公知的现有技术的信息。

发明内容

所描述的技术致力于提供一种型锻装置，该型锻装置具有这样的优点：即使在型锻装置中可能产生的驱动部的异常操作中，也能平稳地进行型锻工艺。

所描述的技术还致力于提供一种型锻装置，该型锻装置具有这样的优点：通过吸收驱动部的杆与受驱动部的套爪之间的在预定水平之上的负载，能够平稳地进行型锻工艺。

示范性实施例提供了一种型锻装置，该型锻装置包括：套爪外壳(collethousing)，用于型锻包括电极组件的罐；套爪，用于型锻插入到套爪外壳中的罐的开口；震动吸收部，设置在套爪外壳中并连接到套爪，用于吸收震动；以及杆，连接到震动吸收部以通过震动吸收部将型锻负载传送到套爪。

型锻装置还可以包括设置在震动吸收部与杆之间的测压元件(loadcell)。

型锻装置还可以包括：可旋转的轴(shaft)；转台(turret)，安装到该轴以与该轴整体地旋转，套爪外壳被安装到转台；轴承，安装到杆的突出到转台之外的部分；以及凸轮轨道(cam track)，固定在一位置。凸轮轨道通过轴承启动杆的移动。

震动吸收部可以包括：圆筒，连接到套爪；活塞，设置在圆筒的内侧，活塞连接到杆的末端；以及第一弹性构件，设置在圆筒的内侧。第一弹性构件设置在圆筒的壁与活塞之间以支撑活塞。

第一弹性构件可以包括多个盘形弹簧(disc spring)，杆穿过盘形弹簧的中心定位。

型锻装置还可以包括设置在套爪外壳的内侧的第二弹性构件。第二弹性构件设置在套爪外壳的壁与震动吸收部之间。

型锻装置还可以包括罐推动器(can pusher)，该罐推动器安装在轴的端部上以支撑罐的一侧。

套爪可以能够施加300kgf±50kgf的型锻负载以型锻该罐。

通过使罐的扩张的开口变窄，套爪可以将罐再成形为圆筒形状。

示范性实施例提供了一种用于可再充电电池的型锻装置，该型锻装置包括：套爪，用于型锻可再充电电池的罐；杆，耦接到套爪；震动吸收部，设置在套爪与杆之间，震动吸收部吸收震动；以及套爪外壳，用于容纳震动吸收部，套爪外壳引导套爪的移动。

震动吸收部可以包括：圆筒，圆筒的上壁连接到套爪；活塞，设置在所述圆筒的内侧，活塞连接到杆的末端；以及第一弹性构件，设置在圆筒的内侧，第一弹性构件设置在圆筒的下壁与活塞之间。

型锻装置还可以包括：轴，关于轴的轴线可旋转；转台，安装到轴以与轴整体地旋转，套爪外壳被安装到转台；凸轮轨道，固定在一位置；以及轴承，安装到杆并能够被耦接到凸轮轨道，当轴承不耦接到凸轮轨道时，套爪处于第一位置，当轴承耦接到凸轮轨道时，套爪处于第二位置。

当套爪处于第二位置时，可再充电电池的罐被型锻。

型锻装置还可以包括第二弹性构件，第二弹性构件设置在所述套爪外壳的内侧，第二弹性构件设置在套爪外壳的壁与震动吸收部之间。

型锻装置还可以包括罐推动器，罐推动器安装在所述轴的端部上以与所述轴整体地旋转，罐推动器支撑罐的一侧。

根据示范性实施例，通过在套爪(该套爪型锻套爪外壳中的罐的开口)与传送型锻负载的杆之间包括震动吸收部，以及在型锻过程中驱动部的异常操作中通过使用震动吸收部来吸收施加到杆的负载中的在预定水平之上的超出的负载，可以平稳地型锻罐的开口。

附图说明

通过参照以下结合附图考虑的详细描述，本发明的更完全的理解及其许多伴随的优点将更明显，并被更好地理解，附图中相似的附图标记指示相同或相似的部件，在附图中：

图1是根据示范性实施例的型锻装置的透视图；

图2是沿图1的线II-II截取的截面图；

图3是通过图1所示的型锻装置制造的可再充电电池的截面图；

图4是当图2的震动吸收部作为刚体操作时的截面图；

图5是当图2的震动吸收部吸收震动时的截面图。

具体实施方式

型锻装置包括受驱动部和驱动部，该受驱动部将型锻负载施加到包括电极组件的罐，该驱动部将型锻负载传送到受驱动部。通常，驱动部的杆连接到受驱动部的套爪。驱动部的驱动力作为型锻负载通过驱动部的杆传送到受驱动部的套爪。制造可再充电电池的工艺包括罐型锻工艺，其中电极组件通过罐的扩张的开口插入到由圆筒形成的罐中，在电极组件被插入到罐中之后，罐的扩张的开口被型锻或(被变细)成圆筒形状。通过罐的该扩张的开口，电极组件被容易地插入到罐中。

在下文将参照附图更充分地描述本发明，附图中示出了本发明的示范性实施例。如本领域技术人员将意识到的，所描述的实施例可以以各种不同的方式修改，而都不脱离本发明的精神和范围。附图和描述应被认为在本质上是说明性的而不是限制性的。在整个说明书中相似的附图标记指示相似的元件。

图1是根据示范性实施例的型锻装置的透视图，图2是沿图1的线II-II截取的截面图。参照图1和图2，型锻装置包括：套爪外壳1和套爪2，型锻可再充电电池100(在图3中示出)的罐20；杆3，传送型锻负载到套爪2；以及震动吸收部4，设置在套爪2与杆3之间。

同时，插入到型锻装置中的罐20容纳电极组件10(见图3)。在电极组件10插入之前，罐20具有扩张的开口，从而使得容易将电极组件10插入到罐20中，同时防止电极组件10被损坏。

因此，在电极组件10被插入到罐20中之后，型锻装置进行型锻工艺，以将罐20再成形为罐20的开口扩张之前的形状，例如，罐20从具有张开的(splayed)或扩张的敞开端的管形(pipe shape)变形为具有恒定直径的管形。图2示范性地示出了从具有扩张的开口的罐20(右侧)型锻的罐20(左侧)。在图2的右侧的罐20被再成形为左侧的罐20。

在完成电极组件10通过罐20的扩张的开口的插入之后，罐20被插入到套爪2中，该扩张的开口朝向套爪2。杆3的型锻负载通过震动吸收部4传送到套爪2，使得罐20的扩张的开口在套爪外壳1中被型锻。

例如，当驱动部正常操作时，震动吸收部4起到将预定范围内的型锻负载从杆3传送到套爪2的刚体的作用。当驱动部异常操作时，震动吸收部4吸收震动。换言之，震动吸收部4吸收超过预定范围的负载的量，并将预定范围内的型锻负载从杆3传送到套爪2。

通过震动吸收部4的震动吸收，即使在具有过大的型锻负载的异常操作中，根据示范性实施例的型锻装置也能够平稳地型锻罐，同时防止对套爪外壳1和套爪2的损坏。

此外，该型锻装置还可以包括设置在震动吸收部4与杆3之间的测压元件6。在罐的型锻中，通过测量在套爪2中产生的型锻负载并确定该型锻负载是否适当，测压元件6可以进行适当的测量。

图3是在采用图1的型锻装置的型锻工艺之后可再充电电池的截面图。参照图3，可再充电电池100包括：电极组件10，收集并放出电流；罐20，容纳电极组件10；以及盖组件30，与罐20结合以电连接到电极组件10。

电极组件10包括依次堆叠的正电极11、分隔物(separator)12和负电极13。例如，电极组件10通过以果冻卷形(jelly roll shape)卷绕正电极11、负电极13和设置在电极之间作为绝缘体的分隔物12的堆叠而形成。例如，电极组件10形成为圆筒形。扇形销(sector pin)14设置在圆筒形电极组件10的中央以保持电极组件10的圆筒形状。

正电极11和负电极13包括涂敷区11a和13a以及非涂敷区11b和13b，涂敷区11a和13a在由薄金属板形成的电流收集器的两侧上施加有活性材料，非涂敷区11b和13b没有活性材料以暴露出电流收集器，并在相反侧。在该果冻卷中，正电流收集板11d连接到正电极11的非涂敷区11b，负电流收集板13d连接到负电极13的非涂敷区13b。

罐20在一侧敞开以插入电极组件10，并形成为圆筒形状以容纳圆筒形电极组件10。罐20连接到负电流收集板13d以用作可再充电电池100中的负端子。罐20可以由导电金属例如钢制成。

盖组件30通过衬垫40连接到罐20的敞开侧，并密封容纳电极组件10和电解质溶液的罐20。此外，盖组件30具有电流切断单元(current-cuttingunit)，并通过该电流切断单元电连接到电极组件10。

例如，盖组件30包括盖板31、通气板(vent plate)32、绝缘板33、子板34、正温度系数元件35和中间板38。

盖板31因此连接到正电流收集板11d以用作可再充电电池100中的正端子。盖板31形成从罐20向外突出的突起31a和形成在突起31a的侧部的排气孔31b。

实质上，电流切断单元由通气板32和子板34形成，电流切断单元的连接部分通过将通气板32与子板34焊接而形成。形成电流切断单元的一侧的通气板32设置在盖板31的内侧，以电连接到形成电流切断单元的另一侧的子板34。

此外，通气板32通过在预定压力条件下破裂而排出可再充电电池100里面的气体，并包括通气口(vent)32a，形成该通气口以切断与子板34的电连接。当电流切断单元操作时，也就是当通气板32通过通气口32a的破裂而与子板34断开时，于是电极组件10和盖板31被电断开。

例如，通气口32a从通气板32突出到罐20的内侧。通气板32具有在通气口32a周围的凹口32b以帮助通气口32a破裂。当压力被罐20中产生的气体增大时，凹口32b预先破裂并排出气体以防止可再充电电池100爆炸。

正温度系数元件35设置在盖板31与通气板32之间以切断或允许在盖板31与通气板32之间的电流流动。在预定温度之上，正温度系数元件35具有无限增大的电阻并切断充电或放电电流的流动。

子板34与通气板32相对地设置并电连接到通气口32a，绝缘板33位于子板34与通气板32之间。中间板38设置在绝缘板33与子板34之间。通过绝缘板33和中间板38的通孔突出的通气口32a连接到子板34。

因此，中间板38在一侧通过子板34和通气口32a电连接到通气板32，并在另一侧通过连接构件37连接到正电流收集板11d。

结果，正电流收集板11d通过连接构件37、中间板38、子板34、通气口32a、通气板32和正温度系数元件35电连接到盖板31。

在容纳电极组件10的罐经历了型锻之后，如上所述形成的盖组件30连接到罐20的开口。因此，可再充电电池100可以具有在罐20上的卷边部(beading portion)21和夹紧部(clamping portion)22。

回到图1和图2，在与盖组件30装配之前，将被型锻的罐20插入有装配好的电极组件10。根据示范性实施例的型锻装置可以由套爪外壳1、套爪2、杆3和震动吸收部4构成，或者可以包括多个套爪外壳1、套爪2和杆3，并进一步包括用于操作杆3的构造，从而提高型锻罐的效率。

在下文，举例说明了包括多个套爪外壳1、套爪2和杆3的型锻装置。此外，为了更好的理解和描述的方便，举例说明了图1和图2所示的包括两个套爪外壳1、两个套爪2和两个杆3的型锻装置。

根据示范性实施例的型锻装置还包括轴51、转台52、轴承53、凸轮轨道54和罐推动器55，以操作套爪外壳1、套爪2和杆3。

例如，轴51连接到驱动部(未示出)以旋转，并竖直地设置以有效地型锻罐。换言之，轴51关于轴的中心轴线可旋转。此外，转台52安装在轴51上以与轴51整体地旋转，并具有配置有套爪外壳1的圆形板形。

套爪外壳1沿着转台52的圆周以等距离布置，径向地远离转台52的中心。转台52的直径越大，能够安装的套爪外壳1和套爪2越多。

因此，随着轴51和转台52的旋转，罐在一个套爪外壳1中被型锻，同时即将被型锻的另一罐20能够放入另一套爪外壳1中，或者已被型锻的罐20能够从另一套爪外壳1排出。

套爪外壳1垂直于转台52设置，套爪2形成为型锻竖直地(也就是，在轴向上)放入套爪外壳1中的罐20的开口。

例如，使套爪2施加300kgf±50kgf的型锻负载以型锻由钢制成的圆筒形罐20的开口。套爪外壳1和套爪2能够以公知的构造来制造，不提供详细的描述。然而，当使用圆筒形罐20时，使套爪2在直圆筒形开口中接收并型锻罐20的扩张的开口。如图2所示，套爪2向上或向下移动，并且套爪外壳1引导套爪2的移动。

震动吸收部4设置在套爪外壳1中，并轴向地连接到套爪2，杆3在套爪2的相反侧轴向地连接到震动吸收部4。也就是，套爪2通过震动吸收部4连接到传送型锻负载的杆3。因此，型锻负载通过杆3和震动吸收部4传送到套爪2。在此情形下，根据型锻负载的大小，震动吸收部4起到刚体的作用或吸收震动。

轴承53安装到朝向轴51突出的杆3。轴承53设置在转台52之下，而套爪2通过套爪外壳1设置在转台52之上。杆3被轴向地设置并且轴承53以直角附接到杆3的下端。例如，轴承53形成为圆筒形且该圆筒的中心延长线被对准为垂直于轴51的轴线。

凸轮轨道54设置在轴51的一侧，并具有在转台52的旋转方向上弯曲的弧形形状。凸轮轨道54以不随轴51旋转的方式固定在轴51的一侧的位置。也就是，即使轴51和转台52旋转，凸轮轨道54也被保持为固定在预定位置处，并在轴承53在凸轮轨道54下面移动时支撑轴承53。因此，随着转台52的旋转，轴承53能够在顺序地经过凸轮轨道54时将型锻负载传送到杆3。

例如，凸轮轨道54通过肋541固定到外部轴542。外部轴542设置为围绕轴51。外部轴542通过轴承543耦接到型锻装置，使得外部轴542支撑轴51的旋转并同时被固定在一位置。换言之，外部轴542不干扰轴51的旋转。此外，凸轮轨道54具有在两端的倾斜表面544以平稳地引导轴承53。随转台52旋转的轴承53在凸轮轨道54下面滑动的同时向下移动，向下拉动杆3。或者，轴承53向上移动，向上推动杆3。

因此，当轴51和转台52旋转时，连接到套爪2的杆3被轴承53支撑，并沿着凸轮轨道54上下移动。换言之，凸轮轨道54启动了杆3的移动。参照图2，在右侧的杆3通过第二弹性构件44(将在下面描述)的弹力向上移动，因为轴承53在凸轮轨道54之外，这也可以被描述为轴承53不耦接到凸轮轨道54。在左侧的杆3向下移动，因为轴承53被凸轮轨道54支撑，这也可以被描述为轴承53耦接到凸轮轨道54。如图2所示，当轴承53不耦接到凸轮轨道54时，套爪2(右侧)处于第一位置，当轴承53耦接到凸轮轨道54时，套爪2(左侧)处于第二位置。

罐推动器55安装在轴51的顶部以面对套爪2。当连接到杆3的套爪2已经被第二弹性构件44的弹力向上移动到套爪外壳1之外时，罐推动器55通过施加力到罐20的顶部以对抗套爪2的提升力，从而将罐20定位在套爪2中。通过罐推动器55的挤压，罐20能够被型锻而不离开套爪2。

当转台52旋转时，轴承53被凸轮轨道54支撑，并向下移动杆3。当连接到杆3的套爪2向下移动时，罐20被型锻。在此操作中，罐推动器55与被型锻的罐20的顶部间隔开。

图4是当图2的震动吸收部作为刚体操作时的截面图。参照图4，震动吸收部4包括连接到杆3的顶部的活塞41、连接到套爪2并容纳活塞41的圆筒42以及在圆筒42中支撑活塞41的第一弹性构件43。

第一弹性构件43设置在圆筒42内部。当套爪2连接到圆筒42的上壁(第一壁)时，第一弹性构件43设置在活塞41与圆筒42的下壁(第二壁)之间以向上移动活塞41和杆3，并向下移动套爪2。也就是，第一弹性构件43设置在活塞41的底部与圆筒42的下壁之间，圆筒42的下壁面对活塞的底部。

例如，第一弹性构件43可以是设置成环绕圆筒42中的杆3的盘形弹簧。根据活塞41的底部与圆筒42的相对表面之间的间隙，第一弹性构件43可以包括若干其它构件。

回到图2，第二弹性构件44设置在套爪外壳1的下壁与震动吸收部4之间以支撑震动吸收部4的圆筒42，使得杆3和震动吸收部4向上移动。第二弹性构件44可以被限制在套爪外壳1的下壁与测压元件6之间的空间中。当测压元件6刚性地附接到杆3时，第二弹性构件44的移动被传送到震动吸收部4。

参照图2和图4，当转台52随着轴51的旋转而旋转时，连接到杆3的轴承53向下移动，同时被凸轮轨道54支撑(图2的左边)。在此操作中，负载通过杆3被正常传送到震动吸收部4的活塞41、第一弹性构件43和圆筒42，使得震动吸收部4作为刚体操作。

也就是，震动吸收部4和杆3移动相同的距离(A1＝A2，如图4中的箭头长度所示)。因此，传送到轴承53和杆3的型锻负载被完全传送到套爪2，使得罐20被正常地型锻。

图5是当图2的震动吸收部吸收震动时的截面图。参照图2和图5，当杆3上的轴承53向下移动并同时被凸轮轨道54支撑时(图2的左侧)，如果异常负载(其是大于预定水平的负载)通过杆3被传送到震动吸收部4的活塞41、第一弹性构件43和圆筒42，则震动吸收部4吸收震动。

在通过轴承53和杆3施加到活塞41的异常负载中的超出量被第一弹性构件43吸收，预定水平的负载通过第一弹性构件43和圆筒42传送到套爪2。

也就是，震动吸收部4移动距离A1’，该距离A1’与图4所示的正常负载下的距离A1相同，而杆3从震动吸收部4的距离A1’进一步向下移动额外的距离A2’。因此，总距离是A1’+A2’(A1’+A2’由图5中的箭头长度所示)。在此操作中，活塞41从圆筒42的上部的内侧间隔开并压缩第一弹性构件43。额外的距离A2’是活塞41的向下位移或者是第一弹性构件43的压缩量。

额外的距离A2’根据异常负载的量而增大或减小，并与杆3向下移动时的超出的负载成比例。如上所述，由于杆3进一步向下移动额外的距离A2’，所以即使大于预定水平的负载施加到杆3，罐20也能够被正常地型锻。

尽管已经结合目前被认为是可实现的示范性实施例描述了本公开，但应当理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，本发明旨在涵盖包括在权利要求书的精神和范围内的各种修改和等同布置。

Claims (15)

1.一种型锻装置，包括：

套爪外壳，用于型锻包括电极组件的罐；

套爪，用于型锻插入到所述套爪外壳中的所述罐的开口；

震动吸收部，设置在所述套爪外壳中并连接到所述套爪，用于吸收震动；以及

杆，连接到所述震动吸收部，以通过所述震动吸收部将型锻负载传送到所述套爪。

2.根据权利要求1所述的型锻装置，还包括：

测压元件，设置在所述震动吸收部与所述杆之间。

3.根据权利要求1所述的型锻装置，还包括：

可旋转的轴；

转台，安装到所述轴以与所述轴整体地旋转，所述套爪外壳被安装到所述转台；

轴承，安装到所述杆的突出到所述转台之外的部分；以及

凸轮轨道，固定在一位置，所述凸轮轨道通过所述轴承启动所述杆的移动。

4.根据权利要求3所述的型锻装置，其中所述震动吸收部包括：

圆筒，连接到所述套爪；

活塞，设置在所述圆筒的内侧，所述活塞连接到所述杆的末端；以及

第一弹性构件，设置在所述圆筒的内侧，所述第一弹性构件设置在所述圆筒的壁与所述活塞之间以支撑所述活塞。

5.根据权利要求4所述的型锻装置，其中所述第一弹性构件包括多个盘形弹簧，所述杆穿过所述盘形弹簧的中心定位。

6.根据权利要求4所述的型锻装置，还包括：

第二弹性构件，设置在所述套爪外壳的内侧，所述第二弹性构件设置在所述套爪外壳的壁与所述震动吸收部之间。

7.根据权利要求3所述的型锻装置，还包括：

罐推动器，安装在所述轴的端部上以支撑所述罐的一侧。

8.根据权利要求1所述的型锻装置，其中所述套爪能够施加300kgf±50kgf的型锻负载以型锻所述罐。

9.根据权利要求1所述的型锻装置，其中所述套爪通过使所述罐的扩张的开口变窄而将所述罐再成形为圆筒形状。

10.一种用于可再充电电池的型锻装置，该型锻装置包括：

套爪，用于型锻所述可再充电电池的罐；

杆，耦接到所述套爪；

震动吸收部，设置在所述套爪与所述杆之间，所述震动吸收部吸收震动；以及

套爪外壳，用于容纳所述震动吸收部，所述套爪外壳引导所述套爪的移动。

11.根据权利要求10所述的型锻装置，其中所述震动吸收部包括：

圆筒，所述圆筒的上壁连接到所述套爪；

活塞，设置在所述圆筒的内侧，所述活塞连接到所述杆的末端；以及

第一弹性构件，设置在所述圆筒的内侧，所述第一弹性构件设置在所述圆筒的下壁与所述活塞之间。

12.根据权利要求10所述的型锻装置，还包括：

轴，关于所述轴的轴线可旋转；

转台，安装到所述轴以与所述轴整体地旋转，所述套爪外壳被安装到所述转台；

凸轮轨道，固定在一位置；以及

轴承，安装到所述杆并能够被耦接到所述凸轮轨道，当所述轴承不耦接到所述凸轮轨道时，所述套爪处于第一位置，当所述轴承耦接到所述凸轮轨道时，所述套爪处于第二位置。

13.根据权利要求12所述的型锻装置，其中当所述套爪处于第二位置时，所述可再充电电池的所述罐被型锻。

14.根据权利要求12所述的型锻装置，还包括：

第二弹性构件，设置在所述套爪外壳的内侧，所述第二弹性构件设置在所述套爪外壳的壁与所述震动吸收部之间。

15.根据权利要求12所述的型锻装置，还包括：

罐推动器，安装在所述轴的端部上以与所述轴整体地旋转，所述罐推动器支撑所述罐的一侧。

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