CN109436891A - 一种锂电池隔膜快速收卷传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂电池隔膜快速收卷传动机构，包括动力电机、主动轴总成、中转传动组合和收卷轴总成，所述动力电机与所述主动轴总成传动连接，所述主动轴总成与中转传动组合、以及主动轴总成与收卷轴总成之间均通过同步带传动连接，且所述中转传动组合与收卷轴总成之间通过齿轮传动连接。锂电池隔膜首先经由主动轴总成的托举与牵引，然后进入收卷轴总成的转动收卷中，在收卷即将完成时，切断隔膜，通过变换动力电机的旋转方向，切断主动轴总成的动力，同时还可以实现收卷轴总成旋转方向不变的转速大幅加速收卷，实现对锂电池隔膜的快速收卷，有效的较少锂电池隔膜的浪费，节省时间和成本。

Description

一种锂电池隔膜快速收卷传动机构

技术领域

本发明涉及隔膜生产设备技术领域，特别涉及一种锂电池隔膜快速收卷传动机构。

背景技术

锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，锂离子在两个电极之间往返嵌入和脱嵌；充电时，锂离子从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。

在锂离子电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。对于锂电池系列，由于电解液为有机溶剂体系，因而需要有耐有机溶剂的隔膜材料，一般采用高强度隔膜化的聚烯烃多孔膜。

现有生产工艺在快速收卷时采用两台电机传动，平时大多时间第二台电机是闲置的。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种锂电池隔膜快速收卷传动机构，仅采用一台电机即可实现锂电池隔膜生产的快速收卷，节省了时间和成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种锂电池隔膜快速收卷传动机构，包括动力电机、主动轴总成、中转传动组合和收卷轴总成，所述动力电机与所述主动轴总成传动连接，所述主动轴总成与中转传动组合、以及主动轴总成与收卷轴总成之间均通过同步带传动连接，且所述中转传动组合与收卷轴总成之间通过齿轮传动连接。

优选的，所述主动轴总成包括动力输入盘组合、主动同步带轮和主动承载轴，所述动力输入盘组合包括动力输入盘和聚氨酯缓冲块，且所述动力输入盘与主动同步带轮的内环转动配合，所述聚氨酯缓冲块嵌设在动力输入盘一侧面上，且所述动力输入盘通过聚氨酯缓冲块与所述动力电机的输出轴传动连接，所述动力输入盘为棘轮盘，所述主动同步带轮的一侧面上沿周向均布有若干与动力输入盘相配合的楔块(相当于棘爪)，当所述动力输入盘正转时，所述楔块与动力输入盘正啮合，当所述动力输入盘反转时，所述楔块与动力输入盘负啮合，所述主动承载轴与主动同步带轮键连接，且所述主动承载轴通过第一支撑轴承支撑固定。

优选的，所述收卷轴总成包括收卷同步带轮、收卷棘轮和收卷承载轴，所述收卷棘轮与收卷同步带轮的内环转动配合，所述收卷同步带轮的一侧面上沿周向均布有若干与收卷棘轮相配合的收卷楔块(相当于棘爪)，当所述收卷同步带轮正转时，所述收卷楔块与收卷棘轮正啮合，当所述收卷同步带轮反转时，所述收卷楔块与收卷棘轮负啮合，所述收卷承载轴与收卷棘轮键连接，且所述收卷承载轴通过第二支撑轴承支撑固定，所述收卷承载轴靠近收卷同步带轮的一端键连接有第一齿轮。

优选的，所述中转传动组合包括中转同步带轮、中转轴和第二齿轮，所述中转同步带轮和第二齿轮均套接在所述中转轴上，且所述第二齿轮与中转轴同轴固连，所述中转同步带轮与中转轴转动连接，所述中转轴的外周面上设有棘齿，所述中转同步带轮的一侧面上沿周向均布有若干与所述棘齿相配合的中转楔块(相当于棘爪)，当中转同步带轮正向转动时，所述中转楔块与棘齿负啮合，当中转同步带轮反向转动时，所述中转楔块与棘齿正啮合，所述中转轴通过第三支撑轴承支撑固定。

优选的，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，且所述第二齿轮的齿数大于第一齿轮的齿数。

优选的，所述主动同步带轮与所述收卷同步带轮之间、以及所述主动同步带轮与所述中转同步带轮之间均通过同步带传动连接。

优选的，所述主动轴总成的各结构零件均采用固溶处理的铝合金材料制作而成。主动轴总成的各结构零件均采用固溶处理的铝合金材料制作而成，可以降低各部件的转动惯量，减小电机反转时承受的惯性冲击力。

工作原理：锂电池隔膜的收卷工作分为两个过程。

过程一，动力电机正转，通过聚氨酯缓冲块将动力传输给动力输入盘，带动动力输入盘正转，此时主动同步带轮上的楔块与动力输入盘正啮合，动力输入盘正转可以挤动楔块，通过楔块挤压主动同步带轮内侧，使动力输入盘与主动同步带轮整合为一体，进而驱动主动同步带轮正转，主动同步带轮的一部分动力通过平键传递给主动承载轴，保证了主动承载轴的正向转动，托举和牵引上游设备引导而来的连续锂电池隔膜，主动同步带轮的另一部分动力通过同步带带动收卷同步带轮正转，此时，收卷同步带轮上的收卷楔块与收卷棘轮正啮合，收卷同步带轮正转可以带动收卷棘轮正转，收卷棘轮通过平键连接并带动收卷承载轴正转，最终实现主动承载轴和收卷承载轴的同步正向转动，使锂电池隔膜在收卷承载轴上越卷越多。主动同步带轮与收卷同步带轮之间，以及主动同步带轮与中转同步带轮之间始终通过同步带传动连接，当动力电机正转时，主动同步带轮带动中转同步带轮正转，此时，中转同步带轮上的中转楔块与中转轴上的棘齿负啮合，中转同步带轮与中转轴之间的动力传递中断。

过程二，当收卷承载轴上的锂电池隔膜卷足够大时，用刀具割开主动承载轴与收卷承载轴之间连接的锂电池隔膜，此时，动力电机反转，由于转速始终较低，又通过聚氨酯缓冲块缓冲，惯性冲击力较小，驱动动力输入盘反转，此时，楔块与动力输入盘负啮合，使动力输入盘与主动同步带轮的动力传递中断，此时主动同步带轮与主动承载轴之间失去了驱动力，只能按照惯性正向旋转，但转速必定渐缓，并最终停止转动，而动力输入盘在动力电机的反转驱动下随之反转，并通过同步带驱动中转同步带轮反转，此时，中转楔块与中转轴上的棘齿正啮合，驱动中转轴反转，进而带动第二齿轮反转，第二齿轮驱动收卷承载轴上的第一齿轮正转，第一齿轮通过平键带动收卷承载轴正转，第二齿轮的尺寸大于第一齿轮的尺寸，由于第二齿轮和第一齿轮传动比的关系，收卷承载轴的转速被大幅提升，从而实现收卷承载轴加速收卷锂电池隔膜的目的，在快速加速收卷的过程中，第一齿轮正转带动收卷承载轴正转，收卷承载轴键连接并带动收卷棘轮正转，此时收卷棘轮与收卷楔块负啮合，收卷棘轮与收卷同步带轮之间的动力传递中断。

本发明的有益效果是：

1、本发明相对与现有技术，利用楔块与棘轮之间正负啮合的原理，及大齿轮和小齿轮的传动关系，仅采用一台动力电机，通过控制动力电机的正反转，即实现了对锂电池隔膜的快速加速收卷的目的。

2、动力电机通过聚氨酯缓冲块与动力输入盘传动连接，在动力电机由正转变为反转时，可以起到缓冲的作用，减小惯性冲击力，避免主动轴总成被损坏。

3、中转轴和收卷承载轴之间通过大齿轮和小齿轮传动连接，利用大小齿轮之间传动比的关系，当中转轴正转时，可以大幅提升收卷承载轴的转速，实现收卷承载轴快速加速收卷的目的。

4、主动轴总成的各结构零件均采用固溶处理的铝合金材料制作而成，可以降低各部件的转动惯量，减小电机反转时承受的惯性冲击力。

附图说明

图1为本发明实施例所述锂电池隔膜快速收卷传动机构的整体结构示意图；

图2为本发明实施例所述主动轴总成的剖视图；

图3为本发明实施例所述动力输入盘组合的剖视图；

图4为本发明实施例所述主动同步带轮的结构示意图；

图5为本发明实施例所述收卷轴总成的结构示意图；

图6为图5中A-A处的结构示意图；

图7为本发明实施例所述中转传动组合的结构示意图；

图8为图7中B-B处的结构示意图。

附图标记：

1、主动轴总成；2、中转传动组合；3、收卷轴总成；4、动力输入盘组合；5、主动同步带轮；6、主动承载轴；7、第一支撑轴承；8、动力输入盘；9、聚氨酯缓冲块；10、楔块；11、收卷同步带轮；12、收卷棘轮；13、收卷承载轴；14、收卷楔块；15、第二支撑轴承；16、第一齿轮；17、中转同步带轮；18、中转轴；19、第二齿轮；20、中转楔块；21、第三支撑轴承。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例1

如图1-图8所示，一种锂电池隔膜快速收卷传动机构，包括动力电机、主动轴总成1、中转传动组合2和收卷轴总成3，所述动力电机与所述主动轴总成1传动连接，所述主动轴总成1与中转传动组合2、以及主动轴总成1与收卷轴总成3之间均通过同步带传动连接，且所述中转传动组合2与收卷轴总成3之间通过齿轮传动连接。

所述主动轴总成1包括动力输入盘组合4、主动同步带轮5和主动承载轴6，所述动力输入盘组合4包括动力输入盘8和聚氨酯缓冲块9，且所述动力输入盘8与主动同步带轮5的内环转动配合，所述聚氨酯缓冲块9嵌设在动力输入盘8一侧面上，且所述动力输入盘8通过聚氨酯缓冲块9与所述动力电机的输出轴传动连接，所述动力输入盘8为棘轮盘，所述主动同步带轮5的一侧面上沿周向均布有若干与动力输入盘8相配合的楔块10，当所述动力输入盘8正转时，所述楔块10与动力输入盘8正啮合，当所述动力输入盘8反转时，所述楔块10与动力输入盘8负啮合，所述主动承载轴6与主动同步带轮5键连接，且所述主动承载轴6通过第一支撑轴承7支撑固定。

所述收卷轴总成3包括收卷同步带轮11、收卷棘轮12和收卷承载轴13，所述收卷棘轮12与收卷同步带轮11的内环转动配合，所述收卷同步带轮11的一侧面上沿周向均布有若干与收卷棘轮12相配合的收卷楔块14，当所述收卷同步带轮11正转时，所述收卷楔块14与收卷棘轮12正啮合，当所述收卷同步带轮11反转时，所述收卷楔块14与收卷棘轮12负啮合，所述收卷承载轴13与收卷棘轮12键连接，且所述收卷承载轴13通过第二支撑轴承15支撑固定，所述收卷承载轴13靠近收卷同步带轮11的一端键连接有第一齿轮16。

所述中转传动组合2包括中转同步带轮17、中转轴18和第二齿轮19，所述中转同步带轮17和第二齿轮19均套接在所述中转轴18上，且所述第二齿轮19与中转轴18同轴固连，所述中转同步带轮17与中转轴18转动连接，所述中转轴18的外周面上设有棘齿，所述中转同步带轮17的一侧面上沿周向均布有若干与所述棘齿相配合的中转楔块20，当中转同步带轮17正向转动时，所述中转楔块20与棘齿负啮合，当中转同步带轮17反向转动时，所述中转楔块20与棘齿正啮合，所述中转轴18通过第三支撑轴承21支撑固定。

所述第二齿轮19与所述第一齿轮16啮合，且所述第二齿轮19的齿数大于第一齿轮16的齿数。

所述主动同步带轮5与所述收卷同步带轮11之间、以及所述主动同步带轮5与所述中转同步带轮17之间均通过同步带传动连接。

工作原理：锂电池隔膜的收卷工作分为两个过程。

过程一，动力电机正转，通过聚氨酯缓冲块9将动力传输给动力输入盘8，带动动力输入盘8正转，此时主动同步带轮5上的楔块10与动力输入盘8正啮合，动力输入盘8正转可以挤动楔块10，通过楔块10挤压主动同步带轮5内侧，使动力输入盘8与主动同步带轮5整合为一体，进而驱动主动同步带轮5正转，主动同步带轮5的一部分动力通过平键传递给主动承载轴6，保证了主动承载轴6的正向转动，托举和牵引上游设备引导而来的连续锂电池隔膜，主动同步带轮5的另一部分动力通过同步带带动收卷同步带轮11正转，此时，收卷同步带轮11上的收卷楔块14与收卷棘轮12正啮合，收卷同步带轮11正转可以带动收卷棘轮12正转，收卷棘轮12通过平键连接并带动收卷承载轴13正转，最终实现主动承载轴6和收卷承载轴13的同步正向转动，使锂电池隔膜在收卷承载轴13上越卷越多。主动同步带轮5与收卷同步带轮11之间，以及主动同步带轮5与中转同步带轮17之间始终通过同步带传动连接，当动力电机正转时，主动同步带轮5带动中转同步带轮17正转，此时，中转同步带轮17上的中转楔块20与中转轴18上的棘齿负啮合，中转同步带轮17与中转轴18之间的动力传递中断。

过程二，当收卷承载轴13上的锂电池隔膜卷足够大时，用刀具割开主动承载轴6与收卷承载轴13之间连接的锂电池隔膜，此时，动力电机反转，由于转速始终较低，又通过聚氨酯缓冲块9缓冲，惯性冲击力较小，驱动动力输入盘8反转，此时，楔块10与动力输入盘8负啮合，使动力输入盘8与主动同步带轮5的动力传递中断，此时主动同步带轮5与主动承载轴6之间失去了驱动力，只能按照惯性正向旋转，但转速必定渐缓，并最终停止转动，而动力输入盘8在动力电机的反转驱动下随之反转，并通过同步带驱动中转同步带轮17反转，此时，中转楔块20与中转轴18上的棘齿正啮合，驱动中转轴18反转，进而带动第二齿轮19反转，第二齿轮19驱动收卷承载轴13上的第一齿轮16正转，第一齿轮16通过平键带动收卷承载轴13正转，第二齿轮19的尺寸大于第一齿轮16的尺寸，由于第二齿轮19和第一齿轮16传动比的关系，收卷承载轴13的转速被大幅提升，从而实现收卷承载轴13加速收卷锂电池隔膜的目的，在快速加速收卷的过程中，第一齿轮16正转带动收卷承载轴13正转，收卷承载轴13键连接并带动收卷棘轮12正转，此时收卷棘轮12与收卷楔块14负啮合，收卷棘轮12与收卷同步带轮11之间的动力传递中断。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，所述主动轴总成1的各结构零件均采用固溶处理的铝合金材料制作而成。主动轴总成1的各结构零件均采用固溶处理的铝合金材料制作而成，可以降低各部件的转动惯量，减小电机反转时承受的惯性冲击力。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，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，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种锂电池隔膜快速收卷传动机构，其特征在于，包括动力电机、主动轴总成、中转传动组合和收卷轴总成，所述动力电机与所述主动轴总成传动连接，所述主动轴总成与中转传动组合、以及主动轴总成与收卷轴总成之间均通过同步带传动连接，且所述中转传动组合与收卷轴总成之间通过齿轮传动连接。

2.根据权利要求1所述的锂电池隔膜快速收卷传动机构，其特征在于，所述主动轴总成包括动力输入盘组合、主动同步带轮和主动承载轴，所述动力输入盘组合包括动力输入盘和聚氨酯缓冲块，且所述动力输入盘与主动同步带轮的内环转动配合，所述聚氨酯缓冲块嵌设在动力输入盘一侧面上，且所述动力输入盘通过聚氨酯缓冲块与所述动力电机的输出轴传动连接，所述动力输入盘为棘轮盘，所述主动同步带轮的一侧面上沿周向均布有若干与动力输入盘相配合的楔块，所述主动承载轴与主动同步带轮键连接，且所述主动承载轴通过第一支撑轴承支撑固定。

3.根据权利要求2所述的锂电池隔膜快速收卷传动机构，其特征在于，所述收卷轴总成包括收卷同步带轮、收卷棘轮和收卷承载轴，所述收卷棘轮与收卷同步带轮的内环转动配合，所述收卷同步带轮的一侧面上沿周向均布有若干与收卷棘轮相配合的收卷楔块，所述收卷承载轴与收卷棘轮键连接，且所述收卷承载轴通过第二支撑轴承支撑固定，所述收卷承载轴靠近收卷同步带轮的一端键连接有第一齿轮。

4.根据权利要求3所述的锂电池隔膜快速收卷传动机构，其特征在于，所述中转传动组合包括中转同步带轮、中转轴和第二齿轮，所述中转同步带轮和第二齿轮均套接在所述中转轴上，且所述第二齿轮与中转轴同轴固连，所述中转同步带轮与中转轴转动连接，所述中转轴的外周面上设有棘齿，所述中转同步带轮的一侧面上沿周向均布有若干与所述棘齿相配合的中转楔块，所述中转轴通过第三支撑轴承支撑固定。

5.根据权利要求4所述的锂电池隔膜快速收卷传动机构，其特征在于，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，且所述第二齿轮的齿数大于第一齿轮的齿数。

6.根据权利要求5所述的锂电池隔膜快速收卷传动机构，其特征在于，所述主动同步带轮与所述收卷同步带轮之间、以及所述主动同步带轮与所述中转同步带轮之间均通过同步带传动连接。

7.根据权利要求6所述的锂电池隔膜快速收卷传动机构，其特征在于，所述主动轴总成的各结构零件均采用固溶处理的铝合金材料制作而成。