CN108232323B - 一种用于电芯卷绕的卷针组件及卷绕装置 - Google Patents

一种用于电芯卷绕的卷针组件及卷绕装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于电芯卷绕的卷针组件及卷绕装置，所述卷针组件包括依次排列布置的第一卷针、第二卷针和第三卷针，所述第一卷针和第二卷针之间通过弹性元件连接，所述第二卷针与所述第三卷针之间存在间隙，所述弹性元件为所述第二卷针提供弹性力，以使得所述第二卷针与第三卷针将原材料夹紧在所述间隙中以便于进行卷绕。此外，所述卷绕装置包括所述卷针组件。本发明卷绕组件和卷绕装置采用依次排列布置的第一卷针、第二卷针和第三卷针，第一卷针和第二卷针之间设置了弹性元件，以便于更好地夹持原材料进行卷绕得到电芯，本发明卷针组件的结构相对于传统方式而言，体积小，弥补了市面没有小型化卷针组件的技术空白，使得卷绕装置更为紧凑。

Description

一种用于电芯卷绕的卷针组件及卷绕装置
技术领域
本发明属于电芯制作技术领域，更具体地说，本发明涉及一种用于电芯卷绕的卷针组件及卷绕装置。
背景技术
在电池制备过程中，需要将隔膜和极片卷绕成电芯，然后将电芯装入电池外壳组装成电池。在将隔膜和极片卷绕成电芯的过程中，采用的设备即卷绕装置，其中，卷针即用于固定隔膜和极片的以方便卷绕的组件。现有的卷绕机中，根据不同的生产过程和不同的电池，卷针也是多种多样的。在卷绕机中，卷针是至关重要的一个组件，卷针的好坏直接决定了卷绕机的工作质量与工作效率。现有的用于电芯卷绕的卷针组件的卷针部分都是大型零件，暂无小型化，且无法很好地原材料固定在卷针上。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种用于电芯卷绕的卷针组件，能够实现电芯卷绕装置的卷针部分的小型化设置，并且能够更好地将原材料固定在卷针上以便于卷绕。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种用于电芯卷绕的卷针组件，所述卷针组件包括依次排列布置的第一卷针、第二卷针和第三卷针，所述第一卷针和第二卷针之间通过弹性元件连接，所述第二卷针与所述第三卷针之间存在间隙，所述弹性元件为所述第二卷针提供弹性力，以使得所述第二卷针与第三卷针将原材料夹紧在所述间隙中以便于进行卷绕；
所述卷针组件还包括外针嘴机构，所述外针嘴机构包括外针嘴驱动机构和外针嘴本体，所述外针嘴本体开设有凹槽，所述外针嘴驱动机构用于驱动所述外针嘴本体向前运动套住所述卷针组件，以使得卷针组件进入所述凹槽；
所述凹槽包括第一凹槽和第二凹槽，所述外针嘴在外针嘴驱动机构作用下动作使得所述第一卷针进入所述第一凹槽，所述第二卷针和第三卷针进入所述第二凹槽；
所述第一凹槽和第二凹槽之间设置分针部，所述第一卷针的针头与所述第二卷针的针头之间设有第二间隙，所述分针部插入所述第二间隙以使得所述第二卷针将原材料压紧在所述第三卷针上。
与现有技术相比，实施本实施例的用于电芯卷绕的卷针组件具有以下优点：
采用依次排列布置的第一卷针、第二卷针和第三卷针，第一卷针和第二卷针之间设置了弹性元件，以便于更好地夹持原材料进行卷绕得到电芯，以上卷针组件的结构设计，有别于现有技术的卷针结构，通过三个卷针配合可以可靠地夹住原材料进行卷绕，从而使得卷绕装置的小型化成为可能，因此本发明实施例卷针组件的结构相对于传统方式而言，体积小，弥补了市面没有小型化卷针组件的技术空白。
在一较佳实施例中，所述外针嘴驱动机构包括外针嘴气缸和外针嘴轴杆；所述外针嘴轴杆连接所述外针嘴本体，所述外针嘴气缸用于推动外针嘴轴杆带动外针嘴本体往前套住所述卷针组件。
在一较佳实施例中，所述卷绕装置还包括外针嘴定位机构，所述外针嘴定位机构顶住所述外针嘴轴杆以防止外针嘴轴杆后缩。
在一较佳实施例中，所述第一卷针、第二卷针和第三卷针平行设置。
在一较佳实施例中，所述第一卷针包括第一针本体，所述第一针本体的端部设置有第一倾斜面和第一针头；所述第三卷针包括第三针本体，所述第三针本体的端部设置有第三倾斜面和第三针头；所述第一倾斜面和第三倾斜面用于引导所述卷针组件进入所述凹槽。
在一较佳实施例中，所述第一卷针包括第一针本体，所述第一针本体的端部设置有第一倾斜面和第一针头；所述第二卷针包括第二针本体，所述第二针本体的端部设置有第二倾斜面和第二针头，所述第二针头和第一针头之间设置第二间隙；所述第三卷针包括第三针本体，所述第三针本体的端部设置有第三倾斜面和第三针头；所述第一倾斜面用于引导所述第一卷针针头进入所述第一凹槽；所述第二倾斜面用于引导所述第二卷针针头进入所述第二凹槽，并使得所述分针部进入所述第二间隙；所述第三倾斜面用于引导所述第三卷针针头进入所述第二凹槽。
本发明的另一个目的在于提供一种卷绕装置，所述卷绕装置包括如上所述多个实施例之一的用于电芯卷绕的卷针组件。该卷绕装置由于采用了所述卷针组件，使得卷绕装置的卷针部分体积较小，并能够更好地将原材料固定在卷针上，大大提高卷绕得到的电芯产品合格率，使得卷绕装置结构更为紧凑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施方式，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例卷针结构示意图；
图2为本发明实施例外针嘴机构结构示意图；
图3为本发明实施例卷针组件结构示意图；
图中，第一卷针1，第二卷针2，第三卷针3，外针嘴本体4，第一凹槽5，第二凹槽6，分针部7，外针嘴轴杆8。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
本发明实施例提供一种用于电芯卷绕的卷针组件，其可以应用于电池电芯的卷绕，具体如图1所示，本实施例中所述卷针组件包括依次排列布置的第一卷针1、第二卷针2和第三卷针3。其中，所述第一卷针1和第二卷针2之间通过弹性元件连接，所述第二卷针2与所述第三卷针3之间存在第一间隙，所述弹性元件为所述第二卷针2提供弹性力，以使得所述第二卷针2与第三卷针3将原材料夹紧在所述第一间隙中以便于进行卷绕。其中，第一卷针1为动卷针，第二卷针2为中卷针，第三卷针3为定卷针，本实施例在所述第一卷针1和第二卷针2之间设置了弹性元件，当第一卷针1、第二卷针2和第三卷针3在驱动机构的作用下伸出时，第三卷针3位置固定，第二卷针2在弹性元件的弹性力作用下，可以相对于第三卷针3调整其自身位置，从而调整第一间隙的大小，来夹紧原材料，使得原材料可以可靠被第二卷针2和第三卷针3所夹持，进而进行原材料的卷绕以得到电芯。由于本实施例的卷针结构设计，使得卷针具有良好的夹持性能，从而使得卷针部分可以实现小型化设计而不影响卷针的性能。
进一步地，在一较佳实施例中，如图1所示所述卷针组件还包括一外针嘴机构，所述外针嘴机构包括外针嘴驱动机构和外针嘴本体4，所述外针嘴本体4开设有凹槽，所述外针嘴驱动机构用于驱动所述外针嘴本体4向前运动套住所述卷针组件，以使得卷针组件进入所述凹槽。本实施例中，所述外针嘴机构用于套住卷针组件的卷针针头部分，以可靠固定卷针，且在卷针在卷绕过程中，所述外针嘴机构也随之转动。需要说明的是，本实施例中未对所述外针嘴驱动机构的具体结构进行限定，但可以理解的是，该外针嘴驱动机构为一提供动力以使得外针嘴本体4运动的机构，本实施例中不进行详细记述。
优选地，在一较佳实施例中，所述凹槽具体包括第一凹槽5和第二凹槽6，所述外针嘴在外针嘴驱动机构作用下动作使得所述第一卷针1进入所述第一凹槽5，所述第二卷针2和第三卷针3进入所述第二凹槽6。
在以上实施例的基础上，进一步地，所述第一凹槽5和第二凹槽6之间设置分针部7，所述第一卷针1的针头与所述第二卷针2的针头之间设有第二间隙，所述分针部7插入所述第二间隙以使得所述第二卷针2将原材料压紧在所述第三卷针3上。
其中，所述分针部7将所述凹槽分成了第一凹槽5和第二凹槽6，在外针嘴套住所述卷针组件的卷针时，所述分针部7插入所述第一卷针1和第二卷针2之间的第二间隙，此时第一卷针1进入所述第一凹槽5，所述第二卷针2和第三卷针3进入所述第二凹槽6，卷针被可靠固定在外针嘴内，并使得所述第二卷针2在弹性力的作用下，将原材料夹紧在第二卷针2和第三卷针3之间。
如图2所示，在一较佳实施例中，所述外针嘴驱动机构包括外针嘴气缸和外针嘴轴杆8；所述外针嘴轴杆8连接所述外针嘴本体4，所述外针嘴气缸用于推动外针嘴轴杆8带动外针嘴本体4往前套住所述卷针组件。本实施例中，外针嘴轴杆8可以固定在某一部件上，并可在气缸驱动下相对于该部件运动，例如该外针嘴轴杆8可以是套设于一轴套杆内的，该轴套杆固定设置，使得外针嘴轴杆8可以在气缸的驱动下相对于所述轴套杆运动。
在以上实施例的基础上，优选地，所述卷绕装置还包括外针嘴定位机构，所述外针嘴定位机构顶住所述外针嘴轴杆8以防止所述外针嘴轴杆8后缩，以保证在卷针卷绕过程中，所述外针嘴能够可靠地套住卷针的针头部分。需要说明的是，该定位机构为限制所述外针嘴轴杆8后缩的部件，其具体是在外针嘴套住卷针时顶住所述外针嘴轴杆8。定位机构的机构可以是弹性卡合元件，例如弹性锁销；也可以是在卷针进入所述凹槽之后，由一气缸驱动的动作的某一顶住外针嘴轴杆8以限制其运动的部件，本实施例中不对外针嘴定位机构穷举。
在一较佳实施例中，如图1所示，所述第一卷针1、第二卷针2和第三卷针3平行设置。本实施例中第一卷针1、第二卷针2和第三卷针3平行设置的目的在于便于卷绕方形电池的电芯。
在一较佳实施例中，如图1所示，所述第一卷针1包括第一针本体，所述第一针本体的端部设置有第一倾斜面和第一针头；所述第三卷针3包括第三针本体，所述第三针本体的端部设置有第三倾斜面和第三针头；所述第一倾斜面和第三倾斜面用于引导所述卷针组件进入所述凹槽。在所述外针嘴朝向卷针运动时，第一卷针1针头进入第一凹槽5，第二卷针2和第三卷针3进入第二凹槽6，随着外针嘴的运动，所述第一倾斜面与所述第一凹槽5的侧壁接触，第一凹槽5的侧壁沿着该第一倾斜面运动，从而顺利地将第一卷针1套于所述第一凹槽5内，避免了第一卷针1无法对准所述第一凹槽5的情况出现。同理，随着外针嘴的运动，所述第三倾斜面与所述第二凹槽6的侧壁接触，第二凹槽6的侧壁沿着该第三倾斜面运动，从而顺利地将第三卷针3套于所述第二凹槽6内，避免了第三卷针3无法对准所述第二凹槽6的情况出现。
在一较佳实施例中，所述第一卷针1包括第一针本体，所述第一针本体的端部设置有第一倾斜面和第一针头；所述第二卷针2包括第二针本体，所述第二针本体的端部设置有第二倾斜面和第二针头，所述第二针头和第一针头之间设置第二间隙；所述第三卷针3包括第三针本体，所述第三针本体的端部设置有第三倾斜面和第三针头；所述第一倾斜面用于引导所述第一卷针1针头进入所述第一凹槽5；所述第二倾斜面用于引导所述第二卷针2针头进入所述第二凹槽6，并使得所述分针部7进入所述第二间隙；所述第三倾斜面用于引导所述第三卷针3针头进入所述第二凹槽6。随着外针嘴的运动，所述第二倾斜面与所述分针块的侧壁接触，分针块的侧壁沿着该第二倾斜面运动，从而顺利地将第二卷针2套于所述第二凹槽6内，避免了第二卷针2无法对准所述第二凹槽6的情况出现。
通过以上描述可知，本发明实施例的卷针组件采用依次排列布置的第一卷针、第二卷针和第三卷针，第一卷针和第二卷针之间设置了弹性元件，以便于更好地夹持原材料进行卷绕得到电芯，以上卷针组件的结构设计，有别于现有技术的卷针结构，通过三个卷针配合可以可靠地夹住原材料进行卷绕，从而使得卷绕装置的小型化成为可能，因此本发明实施例卷针组件的结构相对于传统方式而言，体积小，弥补了市面没有小型化卷针组件的技术空白。
此外，本发明另一个实施例还提供一种卷绕装置，所述卷绕装置包括如上所述多个实施例之一的用于电芯卷绕的卷针组件。该卷绕装置由于采用了所述卷针组件，使得卷绕装置的卷针部分体积较小，并能够更好地将原材料固定在卷针上，大大提高卷绕得到的电芯产品合格率，使得卷绕装置结构更为紧凑。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (7)

1.一种用于电芯卷绕的卷针组件，其特征在于，所述卷针组件包括依次排列布置的第一卷针、第二卷针和第三卷针，所述第一卷针和第二卷针之间通过弹性元件连接，所述第二卷针与所述第三卷针之间存在第一间隙，所述弹性元件为所述第二卷针提供弹性力，以使得所述第二卷针与第三卷针将原材料夹紧在所述第一间隙中以便于进行卷绕；
所述卷针组件还包括外针嘴机构，所述外针嘴机构包括外针嘴驱动机构和外针嘴本体，所述外针嘴本体开设有凹槽，所述外针嘴驱动机构用于驱动所述外针嘴本体向前运动套住所述卷针组件，以使得卷针组件进入所述凹槽；
所述凹槽包括第一凹槽和第二凹槽，所述外针嘴在外针嘴驱动机构作用下动作使得所述第一卷针进入所述第一凹槽，所述第二卷针和第三卷针进入所述第二凹槽；
所述第一凹槽和第二凹槽之间设置分针部，所述第一卷针的针头与所述第二卷针的针头之间设有第二间隙，所述分针部插入所述第二间隙以使得所述第二卷针将原材料压紧在所述第三卷针上。
2.根据权利要求1所述的一种用于电芯卷绕的卷针组件，其特征在于，所述外针嘴驱动机构包括外针嘴气缸和外针嘴轴杆；所述外针嘴轴杆连接所述外针嘴本体，所述外针嘴气缸用于推动外针嘴轴杆带动外针嘴本体往前套住所述卷针组件。
3.根据权利要求2所述的一种用于电芯卷绕的卷针组件，其特征在于，所述卷针组件还包括外针嘴定位机构，所述外针嘴定位机构顶住所述外针嘴轴杆以防止外针嘴轴杆后缩。
4.根据权利要求1所述的一种用于电芯卷绕的卷针组件，其特征在于，所述第一卷针、第二卷针和第三卷针平行设置。
5.根据权利要求1所述的一种用于电芯卷绕的卷针组件，其特征在于，所述第一卷针包括第一针本体，所述第一针本体的端部设置有第一倾斜面和第一针头；所述第三卷针包括第三针本体，所述第三针本体的端部设置有第三倾斜面和第三针头；所述第一倾斜面和第三倾斜面用于引导所述卷针组件进入所述凹槽。
6.根据权利要求1所述的一种用于电芯卷绕的卷针组件，其特征在于，所述第一卷针包括第一针本体，所述第一针本体的端部设置有第一倾斜面和第一针头；所述第二卷针包括第二针本体，所述第二针本体的端部设置有第二倾斜面和第二针头，所述第二针头和第一针头之间设置第二间隙；所述第三卷针包括第三针本体，所述第三针本体的端部设置有第三倾斜面和第三针头；
所述第一倾斜面用于引导所述第一针头进入所述第一凹槽；所述第二倾斜面用于引导所述第二针头进入所述第二凹槽，并使得所述分针部进入所述第二间隙；所述第三倾斜面用于引导所述第三针头进入所述第二凹槽。
7.一种卷绕装置，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的用于电芯卷绕的卷针组件。
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