CN203095287U - 导电丝张力控制装置 - Google Patents

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武建康
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Abstract

本实用新型涉及导电丝张力控制装置,该装置不但可以给导电丝提供一个张力大小可调的恒定的张力源,还可以在拉丝过程中当导电丝张力波动时,通过张力补偿机构,将所述导电丝的张力补偿到张力源的设定值,从而在制作太阳能正面电极的拉丝过程中保持导电丝恒定的张力控制。并且本实用新型的张力控制装置还具有断线检测电路来检测导电丝断线情况并报警。本实用新型的张力控制装置结构简单、易于操作、成本较低,能达到很好的张力调整效果以及断线检测效果。

Description

导电丝张力控制装置
技术领域
[0001] 本发明涉及太阳能电池正面电极的制造领域,特别涉及一种在利用导电丝拉丝裹浆制作太阳能电池正面电极的过程中,对导电丝的张力进行控制的导电丝张力控制装置。
背景技术
[0002] 目前,太阳能电池片的生产工艺主要使用丝网印刷机以及丝网印刷的方法,而丝网印刷生产线结构复杂,制造成本较高。由于申请人发明了一种不同于丝网印刷机的太阳能电池片正面电极制作设备,即使用将导电丝裹覆导电浆,然后在电池片表面贴丝通过烘干烧结来形成电池片细栅线的设备。基于此,在利用裹有导电浆料的导电丝制作太阳能电池正面电极栅线的制作过程中,被裹浆的导电丝必须具备一定的张力,从而不至于太松弛,因为太松弛裹浆效果不好,也不至于断丝,因为断丝会造成太阳能电池片上的细栅线变少,从而光电转换效率会变低,影响发电效率。
[0003] 而现有的被动放线的张力控制装置只能对一根导电丝进行张力控制,如果针对每根栅线的导电丝均采取现有的张力控制技术,那么制造成本会激增,而且由于每根细栅线之间的间距较小,也无法实现现有单根线被动放线的张力控制机构的集成在一起,而本发明提供一种能够为多根导电丝提供张力控制的装置和方法,并且实现了对导电丝的断线进行实时检测。
发明内容
[0004] 为了克服利用裹有导电浆料的导电丝制作太阳能电池正面电极细栅线时出现的:导电丝断线、导电丝张力过大或者张力不够导致栅线松弛以及对断线的检测问题,本发明提供一种对多根导电丝进行有效张力控制的装置,同时该张力控制装置还具有断线检测电路,具有断线报警功能。
[0005] 本发明所采用的技术方案是:导电丝张力控制装置,其包括支撑座、张力调整辊、静止张力辊以及滚动张力辊,所述张力调整辊、静止张力辊以及滚动张力辊都安装在所述支撑座上,其中所述静止张力辊和滚动张力辊分别位于所述张力调整辊的两侧并且均相对于所述张力调整辊上下成角度平行设置,所述张力调整辊可以在所述支撑座内上下调整位置。
[0006] 进一步地,还包括张力补偿机构,所述张力补偿机构包括张力补偿杆、弹性部件、弹性部件挂臂、弹性部件支撑件和挂臂旋转轴,所述张力补偿杆通过所述弹性部件挂臂连接到所述挂臂旋转轴,所述弹性部件挂臂通过所述弹性部件连接到所述弹性部件支撑件,所述挂臂旋转轴通过轴承可转动地固定到支撑座,所述弹性部件可以拉动所述弹性部件挂臂从而使得所述张力补偿杆绕所述挂臂旋转轴为旋转中心进行旋转。
[0007] 进一步地,还包括张力调整块,所述张力调整块连接到所述张力调整辊,可以调整所述张力调整辊进行上下移动。
[0008] 进一步地,还包括断线检测电路和断丝检测棒,所述断线检测电路的一端连接到所述张力调整辊、静止张力辊、滚动张力辊或张力补偿杆上,所述断线检测电路的另一端连接到所述断丝检测棒,当无断丝时,所述断丝检测棒不与导电丝接触。
[0009] 进一步地,所述弹性部件支撑件具有旋转调整轴和插入在所述旋转调整轴的孔中的弹簧挂杆,其中所述旋转调整轴可旋转地安装在所述支撑座中,所述弹性部件一端连接在所述弹簧挂杆上。
[0010] 进一步地,所述弹簧挂杆插入所述旋转调整轴孔中的长度可在孔内调整。
[0011] 进一步地,所述旋转调整轴在所述支撑座中旋转可带动所述弹簧挂杆旋转,从而进一步控制所述弹簧的拉伸长度。
[0012] 进一步地,所述弹性部件挂臂上具有一系列并排设置的挂孔,所述弹性部件可以连接在不同的挂孔上。
[0013] 进一步地,所述弹性部件为弹簧、拉簧、卷簧或其他具有弹性的部件。
[0014] 进一步地,所述断丝检测棒可以为多根,并且设置在所述张力控制装置的两端。
[0015] 本发明的有益效果是:该张力控制装置不但可以给导电丝提供一个张力大小可调的恒定的张力源,还可以在拉丝过程中当导电丝张力波动时,通过其中的张力补偿机构进行张力补偿(也即张力平衡),将所述导电丝的张力补偿到张力源的设定值,从而在制作太阳能正面电极的拉丝过程中保持恒定的张力控制。并且本发明的张力控制装置还具有断线检测电路来检测导电丝断线情况并报警。本发明的张力控制装置结构简单、易于操作、成本较低,能达到很好的张力调整效果以及断线检测效果。
附图说明
·[0016] 下面结合附图和实例对本发明进一步说明。
[0017] 图1是处于拉丝过程中的张力控制装置的整体结构示意图;
[0018] 图2是本发明的张力控制装置的结构示意图;
[0019] 图3是本发明张力控制装置中的张力补偿机构的剖视图;
[0020] 图4是本发明张张力补偿机构中的弹性部件支撑件的放大图。
具体实施方式
[0021] 下面结合附图和实施例对本发明的结构和具体操作进一步进行说明。
[0022] 如图1所示,其示出了在制作太阳能正面电极的拉丝过程中的导电丝张力控制装置,从图中可以看出,导电丝19从导电丝盒15中拉出被均匀等间距隔开后将等间距的导电丝19越过断丝检测棒10,从而进入到本发明的导电丝张力控制装置,经过张力控制装置后进一步通过其中的张力补偿机构,使得导电丝19上的张力保持恒定,而后将适当张紧的导电丝19送入下一步裹浆工序。
[0023] 在图1和图3中,张力控制装置包括有三根张力辊和支撑座7,该三根张力辊为张力调整辊1、静止张力辊2以及滚动张力辊4,从图中可以看出,该张力调整辊1、静止张力辊2和滚动张力辊4都安装在支撑座7上,静止张力辊2和滚动张力辊4分别位于张力调整辊I的两侧,并且相对于张力调整辊I上下成一定角度地平行设置。如图1和图3所示,静止张力辊2和滚动张力辊4的位置稍低于张力调整辊1,当导电丝19通过张力控制装置时,导电丝19从静止张力辊2下通过,然后从张力调整辊I的上方通过(张力调整辊I被导电丝19压在下方),继而再从滚动张力辊4的下面通过(滚动张力辊4压在导电丝19上方),因而当进行拉丝操作时,由于三根张力辊高低位置不一致,因此当导电丝19通过三根张力辊时导电丝19与三根张力辊都会有一定的包角。当然也可以对张力调整辊1、静止张力辊2以及滚动张力辊4进行其他位置设置,如可利用张力调整块6将张力调整辊I调整到静止张力辊2、滚动张力辊4之下的位置,然后导电丝19从静止张力辊2的上面通过,然后绕过张力调整辊I的下方,再从滚动张力辊4上方穿出,这样设置同样可以设置导电丝与三根张力辊之间的包角,提供张力源。
[0024] 在拉丝过程中,导电丝19被拉动时,导电丝盒15就会给导电丝19 一定的张力,该张力大小,由导电丝盒15的设计所决定,但该张力微小不足以满足太阳能电池片的生产所需要的张力大小,而且大小也不可调整。然而本发明的张力控制装置使得导电丝19与三根张力辊之间会有一定的包角,而包角的存在会使的导电丝19本身原有微小的张力向张力调整辊1、静止张力辊2以及滚动张力辊4的径向合成,产生导电丝19对张力调整辊1、静止张力辊2以及滚动张力辊4的压力,而张力调整辊1、静止张力辊2和滚动张力辊4并非绝对光滑,具有一定的摩擦因数,所以张力调整辊1、静止张力辊2和滚动张力辊4与导电丝19之间会产生摩擦力,该摩擦力就会使得导电丝19具有一定的张力。而且,包角越大导电丝19对张力调整辊1、静止张力辊2以及滚动张力辊4合成的压力就会越大,摩擦力就会更大,从而导致导电丝19张力变大,因此通过对张力调整辊I相对静止张力辊2和滚动张力辊4的高低位置的调整,便可调整导电丝19与张力调整辊1、静止张力辊2以及滚动张力辊4之间的包角,从而达到调整导电丝19的张力的目的。张力调整辊I相对于静止张力辊2和滚动张力辊4之间的高低位置是通过设置在张力调整辊I两端的张力调整块6来实现的,通过张力调整块6在支撑座7内的腰孔上下移动,从而带动张力调整辊I在腰孔内上下移动,因而调整了张力调整辊I相对于静止张力辊2和滚动张力辊4的高低位置,从而达到调整导电丝19包角的目的。由上可知,张力控制装置可以给导电丝19提供一个大小可调整的张力源。两根断丝检测棒10、11以及导电丝盒15 —起固定在支撑板16上。
[0025] 虽然上述结构能够给导电丝19提供一定的张力,但是另一方面,由于在拉丝过程中有其它对导电丝19有作用力的机构会导致拉丝过程中张力波动较大,导致导电丝时而松弛(张力变小),时而过紧( 张力变大),比如顶丝机构的顶丝操作以及导电丝的加减速均可导致的导电丝19上的张力波动。因此无法保证太阳能正面电极的拉丝裹浆制作过程中导电丝的张力恒定。为克服导电丝的张力波动,在上述张力大小可调整的张力源基础之上,本发明的张力控制装置还包括张力补偿机构,如图2-4所示,其示出了带有弹簧的收线张力补偿机构,该机构包括张力补偿杆5、弹簧9、弹簧挂臂8、弹簧支撑件和挂臂旋转轴18,张力补偿杆5通过弹簧挂臂8连接到挂臂旋转轴18,弹簧挂臂8通过弹簧9连接到弹簧支撑件上,旋转轴18通过轴承可转动地固定到支撑座7,弹簧9可以拉动弹簧挂臂8从而使得所述张力补偿杆5绕挂臂旋转轴18为旋转中心进行旋转。当外界因素导致导电丝19的张力变小而松弛时,弹簧9通过张力补偿杆5和弹簧挂臂8会感应到力矩的变化而收缩,从而弹簧9的收缩力带动弹簧挂臂8以挂臂旋转轴18为中心向上旋转,因而使得张力补偿杆5向上旋转绷紧导电丝19,使得导电丝19的张力再次回到张力源所带来的张力值大小,所以将导电丝19的张力保持恒定。同理,当外界因素导致丝19的张力变大而过紧时,导电丝19上的张力会向下压张力补偿杆5,张力补偿杆5带动弹簧挂臂8会向下旋转,向下旋转时使得弹簧9被拉长,张力补偿杆5就会放线,使得导电丝19的张力再次回到张力源所带来的张力值大小,从而将导电丝19的张力保持恒定。
[0026] 综上所述,很显然,弹簧9的弹力和导电丝19的张力是一对力偶,这对力偶要始终保持平衡,才使导电丝19的张力基本保持恒定。因此弹簧9劲度系数及拉伸长度的选择以及弹力的力臂的选择很重要,如果弹力的力矩太大,远大于导电丝19张力的力矩,那么就会导致导电丝19破断,如果弹力的力矩太小,又会使得张力补偿杆5的收线效果变差,不能使导电丝产生较稳定的张力。而弹簧的劲度系数可以通过选择合适的弹簧来保证,弹簧挂臂8上具有并排设置的挂孔,弹簧9可以选择挂在不同的孔位,从而可以选择不同的力臂。并且,弹簧9被拉伸的长度则可通过如图4所示的弹簧支撑件来进行调整,如图4所示,弹簧支撑件包括弹簧挂杆14和旋转调整棒13,弹簧挂杆14插入在旋转调整棒13的孔中,而旋转调整棒13则可旋转地安装在支撑座7上,弹簧挂杆14插入到旋转调整棒13里长度是可以调整的,因而可通过调整弹簧挂杆14插入在旋转调整棒13里的不同深度以及旋转所述旋转调整棒13来调整弹簧的拉伸长度或程度。这样同时也使得弹簧9劲度系数的选择范围变得很宽,也使得张力补偿机构的调试变得简单可靠。上述的弹簧9可以是拉簧、卷簧或其他具有弹性的部件,并且可以根据需要选择不同劲度系数的弹性部件,从而可以更好地调整张力平衡。
[0027] 另外,由于滚动张力辊4和张力补偿杆5均是滚动的,也即导电丝19与滚动张力4辊和张力补偿杆5之间是滚动摩擦,摩擦力不会因为包角的改变而改变,因此张力补偿杆5上下摆动时,虽然改变了导电丝19与滚动张力辊4和张力补偿杆5之间的包角,但不会改变导电丝19的张力大小。而且滚动张力辊4和张力补偿杆5均是轻质棒,转动惯量极小,也均采用小惯量的轴承,因此该滚动摩擦也不会给导电丝19带来太大张力波动,导电丝19的张力大小主要是由与导电丝19成包角的张力调整辊I和静止张力辊2来提供。
[0028] 虽然有张力控制装置的存在,但难免有不可知的外界因素,如人为因素会导致导电丝破断,如果断一根导电丝,电池板上就会少一根栅线,那么对光电转换效率会产生很大的影响。因此本发明的张力控 制装置还具有断线检测电路,用于实时检测拉丝过程中的意外断线。该断线检测电路是利用两根断丝检测棒10和11,将检测电路的一端连接在与导电丝始终接触的导电体上,比如连接在张力调整棒1、静止张力辊2上,而检测电路的另一端连接在另一些导电体上,比如连接在断丝检测棒10和断丝检测棒11上,这些棒不与没有破断的导电丝接触,但当导电丝破断,便会松弛而下垂接触到这些导电体,从而持续的或者在某个瞬间导通检测电路,控制系统检测到电路导通,便可给出警示信息。

Claims (10)

1.导电丝张力控制装置,其特征在于,包括支撑座、张力调整辊、静止张力辊以及滚动张力辊,所述张力调整辊、静止张力辊以及滚动张力辊都安装在所述支撑座上,其中所述静止张力辊和滚动张力辊分别位于所述张力调整辊的两侧并且均相对于所述张力调整辊上下成角度平行设置,所述张力调整辊可以在所述支撑座内上下调整位置。
2.根据权利要求1所述的导电丝张力控制装置,其特征在于,还包括张力补偿机构,所述张力补偿机构包括张力补偿杆、弹性部件、弹性部件挂臂、弹性部件支撑件和挂臂旋转轴,所述张力补偿杆通过所述弹性部件挂臂连接到所述挂臂旋转轴,所述弹性部件挂臂通过所述弹性部件连接到所述弹性部件支撑件,所述挂臂旋转轴通过轴承可转动地固定到支撑座,所述弹性部件可以拉动所述弹性部件挂臂从而使得所述张力补偿杆绕所述挂臂旋转轴为旋转中心进行旋转。
3.根据权利要求1所 述的导电丝张力控制装置,其特征在于,还包括张力调整块,所述张力调整块连接到所述张力调整辊,可以调整所述张力调整辊进行上下移动。
4.根据权利要求2所述的导电丝张力控制装置,其特征在于,还包括断线检测电路和断丝检测棒,所述断线检测电路的一端连接到所述张力调整辊、静止张力辊、滚动张力辊或张力补偿杆上,所述断线检测电路的另一端连接到所述断丝检测棒,当无断丝时,所述断丝检测棒不与导电丝接触。
5.根据权利要求2所述的导电丝张力控制装置,其特征在于,所述弹性部件支撑件具有旋转调整轴和插入在所述旋转调整轴的孔中的弹簧挂杆,其中所述旋转调整轴可旋转地安装在所述支撑座中,所述弹性部件一端连接在所述弹簧挂杆上。
6.根据权利要求5所述的导电丝张力控制装置,其特征在于,所述弹簧挂杆插入所述旋转调整轴孔中的长度可在孔内调整。
7.根据权利要求5所述的导电丝张力控制装置,其特征在于,所述旋转调整轴在所述支撑座中旋转可带动所述弹簧挂杆旋转,从而进一步控制所述弹簧的拉伸长度。
8.根据权利要求2所述的导电丝张力控制装置,其特征在于,所述弹性部件挂臂上具有一系列并排设置的挂孔,所述弹性部件可以连接在不同的挂孔上。
9.据权利要求2所述的导电丝张力控制装置,其特征在于,所述弹性部件为弹簧、拉簧或卷簧。
10.据权利要求4所述的导电丝张力控制装置,其特征在于,所述断丝检测棒可以为多根,并且设置在所述张力控制装置的两端。
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