CN201185210Y - 卷绕机构及电池卷绕机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种卷绕机构和使用该卷绕机构的电池卷绕机，该卷绕机构包括第一驱动轮和第二驱动轮，第一传动轮和第二传动轮、第一内卷针轴和第二内卷针轴、第一内卷针套和第二内卷针套、第一传动轴和第二传动轴、第一外卷针轴和第二外卷针轴、第一外卷针套和第二外卷针套、第三传动轮、第四传动轮、第五传动轮、第六传动轮、第七传动轮、第八传动轮、第九传动轮、第十传动轮、第一卷针、第二卷针、安装座、安装在安装座上的卷绕支架、安装在卷绕支架上的固定座，采用相互套设的传动轴分别向两个卷针系统传动，在互不干涉的情况下使驱动卷针的两套卷针轴都采用主动轮驱动，卷绕过程更稳定，卷绕质量和生产效率也进一步提高。

Description

卷绕机构及电池卷绕机

技术领域

本实用新型涉及到一种锂离子电池芯的卷绕设备以及卷绕设备中使用的卷绕机构。

背景技术

现有的电池芯卷绕技术，一般采用手工卷绕、半自动、全自动设备生产。在半自动或全自动的电池芯卷绕装置中，其卷绕机构多数为两片卷针首尾相对重叠放置的结构，其中一片卷针与电机固定连接，另一片卷针相对于该与电机固接的卷针轴向移动，在退针时可以完全移开。当两片卷针组合在一起时，通过设置在两卷针相对侧的铆钉穿插联动，在电机的带动下旋转，卷绕电芯；卷绕完成后，可轴向移动的卷针退针移开，即可将卷好的电芯从与电机固接的卷针上取下。在卷针的上下，还设置有通过张力机构连接的上、下压轮，以便在卷针卷绕的过程中压住卷芯。参照图1所示，一种电池卷绕机的卷绕机构，包括固定在机架1’上的电机2’、固定在机架1’上的第一轴承座3’、在第一轴承座3’中设置有一可相对第一轴承座3’轴向运动和径向转动的第一卷针轴4’，在第一卷针轴4’的一端安装有第一卷针5’，在第一卷针轴4’的一端安装有驱动第一卷针轴4’沿第一轴承座3’轴向运动的第一进退针气缸6’；在电机2’的轴上设置有第一同步轮7’，在第一卷针轴4’上设置有第二同步轮8’。在机架1’上还通过固定板9’安装有第二轴承座10’，在第二轴承座10’中设置有相对第二轴承座10’径向转动的第二卷针轴11’；在第二卷针轴11’的一端安装有第二卷针12’；开始卷绕时，隔膜和正、负极片位于第一、第二卷针之间，第一卷针5’被驱动旋转，第二卷针11’跟着第一卷针5’一起旋转；卷绕完毕后，第一卷针5’轴向移动退离第二卷针11’，将卷芯取下，进行下一个卷绕工序。在上述结构中，实际上采用的是主从动卷针的运动方式，使得卷绕过程不稳定，生产效率和卷绕质量不高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种有效提高卷绕效率和保证卷绕质量的卷绕机构以及电池卷绕机。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下的技术方案：卷绕机构，包括：第一驱动轮和第二驱动轮，第一传动轮和第二传动轮、第一内卷针轴和第二内卷针轴、第一内卷针套和第二内卷针套、第一传动轴和第二传动轴、第一外卷针轴和第二外卷针轴、第一外卷针套和第二外卷针套、第三传动轮、第四传动轮、第五传动轮、第六传动轮、第七传动轮、第八传动轮、第九传动轮、第十传动轮、第一卷针、第二卷针、安装座、安装在安装座上的卷绕支架、安装在卷绕支架上的固定座，所述卷绕支架包括内支架和外支架；第一卷针包括第一内卷针和第一外卷针，第一内卷针和第一外卷针首尾相对重叠设置，第一内卷针套可径向转动地设于安装座上，第一内卷针可径向转动地设于内支架上，第一内卷针轴可轴向移动地设于第一内卷针套里且可脱离地与第一内卷针配合；第一外卷针套可径向转动地设于外支架上，第一外卷针轴可轴向移动地设于第一外卷针套里且与第一外卷针固定配合，第一外卷针可轴向移动和径向转动地设于第一外卷针套里；第一传动轮和第三传动轮安装于第一内卷针套上，第九传动轮安装于第一外卷针套上；

第二卷针包括第二内卷针和第二外卷针，第二内卷针和第二外卷针首尾相对重叠设置，第二内卷针套可径向转动地设于安装座上，第二内卷针可径向转动地设于内支架上，第二内卷针轴可轴向移动地设于第二内卷针套里且可脱离地与第二内卷针配合；第二外卷针套可径向转动地设于外支架上，第二外卷针轴可轴向移动地设于第二外卷针套里且与第二外卷针固定配合，第二外卷针可轴向移动和径向转动地设于第二外卷针套里；第二传动轮和第四传动轮安装于第二内卷针套上，第十传动轮安装于第二外卷针套上；第一传动轴和第二传动轴分别通过轴承座贯穿地安装在安装座和固定座上，所述第一传动轴套在第二传动轴的外部，第二传动轴的两端伸出于第一传动轴，第五传动轮和第七传动轮分别安装于第一传动轴的两端，第六传动轮和第八传动轮分别安装于第二传动轴的两端；由不同电机驱动的第一驱动轮和第二驱动轮分别与第一传动轮和第二传动轮啮合，第五传动轮和第六传动轮分别与第三传动轮和第四传动轮啮合，第七传动轮和第八传动轮分别与第九传动轮和第十传动轮相啮合。

由以上方案可见，电池卷绕机的卷绕机构中，采用相互套设的传动轴分别向两个卷针系统传动，在互不干涉的情况下使驱动卷针的两套卷针轴都采用主动轮驱动，卷绕过程更稳定，卷绕质量也进一步提高；同时，两套卷针一起卷绕，可以提高卷绕生产的效率。

附图说明

图1为现有电池卷绕机卷绕机构的结构示意图；

图2为本实用新型卷绕机构的的结构示意图。

以下结合各图及最佳实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

一般电池卷绕机包括：机架、卷绕机构、隔膜送料机构、极片上料机构、贴胶机构、下料机构以及电气控制部分。卷绕机构是将隔膜和正、负极片卷绕到一起制成电池芯的机构。

本实用新型电池卷绕机的卷绕机构安装在电池卷绕机的机架(未图示)上，为了便于描述，将驱动轮所在侧方向定义为内侧。卷绕机构包括：第一驱动轮1和第二驱动轮2，第一传动轮10和第二传动轮20、第一内卷针轴11和第二内卷针轴21、第一内卷针套12和第二内卷针套22、第一传动轴13和第二传动轴23、第一外卷针轴14和第二外卷针轴24、第一外卷针套15和第二外卷针套25、第三传动轮16、第四传动轮26、第五传动轮17、第六传动轮27、第七传动轮18、第八传动轮28、第九传动轮19、第十传动轮29、卷绕支架3、固定座4、第一卷针5a、5b、第二卷针6a、6b和安装座7。

参照图2，第一卷针和第二卷针安装在卷绕支架3上，卷绕支架3包括内支架3a和外支架3b，第一卷针包括第一内卷针5a和第一外卷针5b，第二卷针也包括第二内卷针6a和第二外卷针6b，第一内卷针5a和第一外卷针5b首位相对重叠设置，第二内卷针6a和第二外卷针6b也是首位相对重叠设置，两片卷针间均有间隙。卷绕支架3可旋转地安装在安装座7上，固定座4安装在外支架3b上。第一内卷针5a和第二内卷针6a可径向转动地安装在卷绕支架3的内支架3a上，第一内卷针套12和第二内卷针套22安装在安装座7上，第一内卷针轴11和第二内卷针轴21可轴向移动地设于第一内卷针套12和第二内卷针套22内，并分别可脱离地与第一内卷针5a和第二内卷针6a配合安装。通过设在卷针轴端部的插销(未标号)和设在卷针套上的插销槽(未标号)传动，第一内卷针轴11、第二内卷针轴21都可与第一内卷针套12和第二内卷针套22一起轴向移动和转动并进而带动第一内卷针5a和第二内卷针6a旋转。第一外卷针5b和第二外卷针6b可径向转动和轴向移动地安装在卷绕支架3的外支架3b上，第一外卷针套15和第二外卷针套25也安装在外支架3b上，第一外卷针轴14和第二外卷针轴24分别设于第一外卷针套15和第二外卷针套25内，并分别与第一外卷针5b和第二外卷针6b的端部固定配合，因此第一外卷针5b和第二外卷针6b可随第一外卷针轴14和第二外卷针轴24一起轴向移动。通过设在卷针轴端部的插销和设在卷针套上的插销槽传动，第一外卷针轴14、第二外卷针轴24都可与第一外卷针套15和第二外卷针套25一起转动并进而带动第一外卷针5b和第二外卷针6b旋转。在第一内卷针轴11和第二内卷针轴21的端部安装有驱动第一内卷针轴11和第二内卷针轴21轴向移动的进退针装置(未图示)，例如可以为进退针气缸；在第一外卷针轴14和第二外卷针轴24的端部也安装有驱动第一外卷针轴14和第二外卷针轴24轴向移动的进退针装置(未图示)，同样可以为进退针气缸或者手动进退针。

第一驱动轮1和第二驱动轮2分别由第一电机驱和第二电机驱动(未图示)，第一驱动轮1与第一传动轮10啮合，第二驱动轮2与第二传动轮20啮合，第一传动轮10和第二传动轮20分别安装在第一内卷针套12和第二内卷针套22上；第一内卷针套12上同时还设有第三传动轮16，第一传动轮10带动第一内卷针套12旋转时，第三传动轮16也一起转动；第二内卷针套22上同时也设有第四传动轮26，第二传动轮20带动第二内卷针套22旋转时，第四传动轮26也转动；第五传动轮17和第六传动轮27分别安装在第一转动轴13和第二转动轴23内侧的端部，第五传动轮17和第六传动轮27分别与第三传动轮16和第四传动轮26啮合。第七传动轮18和第八传动轮28分别安装在第一转动轴13和第二转动轴23外侧的端部，第九传动轮19安装在第一外卷针套15上，第十传动轮29安装在第二外卷针套25上，第七传动轮18、第八传动轮28分别与第九传动轮19及第十传动轮29相啮合。

第一传动轴13和第二传动轴23互相套设，第一传动轴13套在第二传动轴23的外部，第二传动轴23的两端伸出于第一传动轴13，第一传动轴13和第二传动轴23分别通过轴承座贯穿地安装在安装座7和固定座4上，两个传动轴各自转动。第一、第二内卷针套12、22也安装在安装座7上。本实施例中的固定座4呈门形，卷绕支架3大致呈H形。

本实用新型卷绕机在机架上依次设有隔膜料卷、极片上料板、卷绕机构和贴胶机构，以下对电池卷绕机的工作过程作进一步的说明：

1、未开始卷绕时，第一外卷针轴14容纳在第一外卷针套15内，即第一外卷针5b完全退离第一内卷针5a，处于退针位置。当隔膜和正、负极片从隔膜料卷和正、负极片运送板送至卷绕位置时，进退针装置控制第一外卷针轴14进针，第一外卷针5b被第一外卷针轴14推出于第一外卷针套15，与第一内卷针5a首位相对重叠，将隔膜和正、负极片夹于第一内卷针5a和第一外卷针5b之间；第一内卷针轴11被进退针装置驱动在第一内卷针套12内轴向移动至第一内卷针5a的端部，并进行安装配合；第一电机驱动第一驱动轮1转动，第一驱动轮1通过带动第一传动轮10转动，由于第一传动轮10和第三传动轮16是套设于第一内卷针套12上，因此，第三传动轮16也跟着转动，并使与之啮合第五传动轮17也转动，进一步带动第一传动轴13、第七传动轮18和第九传动轮19的转动，使第一内卷针5a和第一外卷针5b同时旋转，实现主动卷针卷绕；

2、隔膜和正、负极片卷绕完毕后形成卷芯，将卷绕支架3旋转180度，第一卷针5位于贴胶装置的贴胶位置，第二卷针6位于原第一卷针5的卷绕位置；隔膜和正、负极片送至卷绕位置时，进退针装置控制第二外卷针轴24进针，第二外卷针6b被第二外卷针轴24推出于第二外卷针套25，与第二内卷针6a首位相对重叠，将隔膜和正、负极片夹于第二内卷针6a和第二外卷针6b之间；第二内卷针轴21被进退针装置驱动在第二内卷针套22内轴向移动至第二内卷针6a的端部，并进行安装配合；第二电机驱动第二驱动轮2转动，第二驱动轮2通过带动第二传动轮20转动，由于第二传动轮20和第四传动轮26是套设于第二内卷针套22上，因此，第四传动轮26也跟着转动，并使与之啮合第六传动轮27也转动，进一步带动第二传动轴23、第八传动轮28和第十传动轮29的转动，使第二内卷针6a和第二外卷针6b同时旋转，实现主动卷针卷绕；同时，第一卷针5a、5b仍在第一电机的驱动下进行转动贴胶，其卷绕动力的传动过程与步骤1相同；

3、当第一卷针5上的卷芯完成贴胶时，第二卷针6上的卷芯也卷绕完毕，第一外卷针轴14由进退针装置控制退回第一外卷针套15内，同时带着第一外卷针5b从第一内卷针5a上移开，即可将贴好胶的卷芯从第一卷针上取下；再次翻转卷绕支架3，第一卷针重复步骤1重新开始卷绕卷芯的工序，而在第二卷针6上的卷芯则开始贴胶工序。

本实用新型电池卷绕机的卷绕机构中，采用相互套设的传动轴分别向两个卷针系统传动，在互不干涉的情况下使驱动卷针的两套卷针轴都采用主动轮驱动，卷绕过程更稳定，卷绕质量也进一步提高；同时，采用可以翻转的卷绕支架，使一套卷针在卷绕的同时，另一套卷针可以进行贴胶工序，大大提高了卷绕生产的效率。

当然，本实用新型的技术构思并不仅限于上述实施例，还可以依据本实用新型的构思得到许多不同的具体方案，例如，卷绕支架固定于机架安装座上，在卷绕机构的两侧分别设置隔膜料卷和正、负极片上料板，实现两个卷芯同时卷绕，也可以提高生产效率；同时也可以将双传动轴相互套设的卷绕系统应用于贴胶机构中，提高贴胶效率；此外，在还可以采用同步轮传动的方式代替齿轮啮合的传动方式，诸如此等改变以及等效变换均应包含在权利要求所述的范围之内。

Claims (6)

1、卷绕机构，其特征在于，包括：

第一驱动轮和第二驱动轮，第一传动轮和第二传动轮、第一内卷针轴和第二内卷针轴、第一内卷针套和第二内卷针套、第一传动轴和第二传动轴、第一外卷针轴和第二外卷针轴、第一外卷针套和第二外卷针套、第三传动轮、第四传动轮、第五传动轮、第六传动轮、第七传动轮、第八传动轮、第九传动轮、第十传动轮、第一卷针、第二卷针、安装座、安装在安装座上的卷绕支架、安装在卷绕支架上的固定座，所述卷绕支架包括内支架和外支架；

第一卷针包括第一内卷针和第一外卷针，第一内卷针和第一外卷针首尾相对重叠设置，第一内卷针套可径向转动地设于安装座上，第一内卷针可径向转动地设于内支架上，第一内卷针轴可轴向移动地设于第一内卷针套里且可脱离地与第一内卷针配合；第一外卷针套可径向转动地设于外支架上，第一外卷针轴可轴向移动地设于第一外卷针套里且与第一外卷针固定配合，第一外卷针可轴向移动和径向转动地设于第一外卷针套里；第一传动轮和第三传动轮安装于第一内卷针套上，第九传动轮安装于第一外卷针套上；

第二卷针包括第二内卷针和第二外卷针，第二内卷针和第二外卷针首尾相对重叠设置，第二内卷针套可径向转动地设于安装座上，第二内卷针可径向转动地设于内支架上，第二内卷针轴可轴向移动地设于第二内卷针套里且可脱离地与第二内卷针配合；第二外卷针套可径向转动地设于外支架上，第二外卷针轴可轴向移动地设于第二外卷针套里且与第二外卷针固定配合，第二外卷针可轴向移动和径向转动地设于第二外卷针套里；第二传动轮和第四传动轮安装于第二内卷针套上，第十传动轮安装于第二外卷针套上；

第一传动轴和第二传动轴分别通过轴承座贯穿地安装在安装座和固定座上，所述第一传动轴套在第二传动轴的外部，第二传动轴的两端伸出于第一传动轴，第五传动轮和第七传动轮分别安装于第一传动轴的两端，第六传动轮和第八传动轮分别安装于第二传动轴的两端；

由不同电机驱动的第一驱动轮和第二驱动轮分别与第一传动轮和第二传动轮啮合，第五传动轮和第六传动轮分别与第三传动轮和第四传动轮啮合，第七传动轮和第八传动轮分别与第九传动轮和第十传动轮相啮合。

2、根据权利要求1所述的卷绕机构，其特征在于：

所述卷绕支架可旋转地设于安装座上。

3、根据权利要求2所述的卷绕机构，其特征在于：

所述卷绕支架旋转的角度为180度。

4、根据权利要求1所述的卷绕机构，其特征在于：

所述卷绕支架呈H形。

5、根据权利要求1所述的卷绕机构，其特征在于：

所述固定座呈门形。

6、采用如权利要求1所述的卷绕机构的电池卷绕机，包括：

依次设于电池卷绕机机架上的隔膜料卷、极片传送板、卷绕机构、贴胶机构。

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