CN211858815U - 一种卷针结构及卷绕机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种卷针结构及卷绕机，该卷针结构包括第一卷针和第二卷针，第一卷针具有第一卷绕段，所述第一卷绕段具有第一端和第二端，所述第一卷绕段在所述第一端形成有第一斜面，所述第一卷绕段在所述第二端形成有第二斜面，所述第二卷绕段用于与所述第一卷绕段配合以夹紧隔膜，并将所述隔膜卷绕在由所述第一卷绕段和所述第二卷绕段所形成的卷绕轴上。本实用新型中的卷针结构具有两种配合方式，不仅丰富了卷针结构的使用场景，而且还使得卷针结构在卷绕机上至少具有两种安装方式，因此为卷绕机上相应结构的改进提供了空间。

Description

一种卷针结构及卷绕机

技术领域

本实用新型涉及电池生产设备技术领域，尤其涉及一种卷针结构及卷绕机。

背景技术

卷绕式电池的电芯由电极片和隔膜材料组成，在生产电芯时需要借助卷针结构将电极片和隔膜材料卷绕成型。现有的卷针结构一般由大卷针和小卷针组成，在大卷针和小卷针相互靠拢或分离的过程中，特别是在分离的过程中(即抽芯动作)，借助设置在大卷针上的斜面能够驱使小卷针沿径向方向进行收缩运动或者扩展运动，从而达到防止隔膜随小卷针一起抽出的目的(抽芯现象)，同时还能够将隔膜推向边缘(扩孔)。

但现有的卷针结构配合方式单一，工作过程中，大卷针和小卷针仅能同向进行插芯动作或抽芯动作，由此会限制卷针结构在卷绕机上的安装方式，同时会限制对卷绕机的设计开发。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种卷针结构，用于解决现有的卷针结构所存在的配合方式单一的技术问题。

为此，根据第一方面，一种实施例中提供了一种卷针结构，包括：

第一卷针，所述第一卷针具有第一卷绕段，所述第一卷绕段具有第一端和第二端，所述第一卷绕段在所述第一端形成有第一斜面，所述第一卷绕段在所述第二端形成有第二斜面，所述第一斜面和所述第二斜面朝向所述第一卷绕段的同一侧，且所述第一斜面自所述第二端到所述第一端的横截面的面积逐渐变小，所述第二斜面自所述第一端到所述第二端的横截面的面积逐渐变小；

以及第二卷针，所述第二卷针具有第二卷绕段，所述第二卷绕段用于与所述第一卷绕段配合以夹紧隔膜，并将所述隔膜卷绕在由所述第一卷绕段和所述第二卷绕段所形成的卷绕轴上。

作为所述卷针结构的进一步可选方案，所述第一斜面和所述第一卷绕段的连接处通过圆弧过渡；和/或所述第二斜面和所述第一卷绕段的连接处通过圆弧过渡。

作为所述卷针结构的进一步可选方案，所述第一斜面上形成有第一凸缘；和/或所述第二斜面上形成有第二凸缘。

作为所述卷针结构的进一步可选方案，所述第一卷绕段一体成型。

作为所述卷针结构的进一步可选方案，所述第一卷绕段包括第一卷绕段本体及连接在所述第一卷绕段本体上的第一卷绕段副体，所述第一卷绕段副体的两端分别形成所述第一斜面和所述第二斜面。

作为所述卷针结构的进一步可选方案，所述第二卷绕段的一端形成有第三斜面，其另一端形成有一缺口。

作为所述卷针结构的进一步可选方案，所述第二卷绕段相对于所述第一卷绕段倾斜设置。

作为所述卷针结构的进一步可选方案，所述第一卷针还包括用于与卷绕机实现装配的第一连接座，所述第一连接座连接在所述第一卷绕段的第一端；所述第二卷针还包括用于与卷绕机实现装配的第二连接座，所述第二连接座连接在所述第二卷绕段的一端。

根据第二方面，一种实施例中提供了一种卷绕机，包括机座和安装在所述机座上的驱动机构，还包括根据第一方面所述的卷针结构，所述卷针结构安装在所述驱动机构上的输出端，由所述驱动机构驱动所述卷针结构进行卷绕。

实施本实用新型实施例，将具有如下有益效果：

依据以上实施例中的卷针结构，由于在第一卷针的第一端和第二端分别形成有第一斜面和第二斜面，使得第二卷针与第一卷针在插芯或者抽芯时至少有两种配合方式，其一为第一卷针和第二卷针同向进行插芯或抽芯，其二为第一卷针和第二卷针反向进行插芯或抽芯，换言之，第二卷针可以自第一端向第二端相对于第一卷针动作，第二卷针也可以自第二端向第一端相对于第一卷针动作，这两种动作方式均可使得第二卷针沿其径向进行收缩运动或扩张运动，从而能够防止抽芯，同时实现扩孔。对应地，由于该两种配合方式的存在，不仅丰富了卷针结构的使用场景，还使得卷针结构在卷绕机上至少具有两种安装方式，因此为卷绕机上相应结构的改进提供了空间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

其中：

图1示出了根据本实用新型实施例所提供的卷针结构的一种配合方式的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型实施例所提供的卷针结构的另一种配合方式的结构示意图；

图3示出了图1中A处的局部放大示意图；

图4示出了图1中B处的局部放大示意图；

图5示出了根据本实用新型实施例所提供的卷针结构的一种局部安装示意图；

图6示出了根据本实用新型实施例所提供的卷针结构的另一种局部安装示意图。

主要元件符号说明：

100-第一卷针；200-第二卷针；300-卷绕轴；400-转动盘；110-第一卷绕段；120-第一连接座；210-第二卷绕段；220-第二连接座；111-第一端；112-第二端；113-第一斜面；114-第二斜面；121-第一安装孔；211-第三斜面；212-缺口；221-第二安装孔。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以通过许多其他不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型实施例提供了一种卷绕机，该卷绕机用于对电极片和隔膜进行卷绕以形成电芯。

该卷绕机包括机座(图中未示出)和安装在机座上的驱动机构(图中未示出)，机座主要起支撑作用，其具体的结构可参照现有的相关设计，本文对此不作限定。

在驱动机构的输出端上安装有卷针结构，该驱动机构能够输出旋转运动，从而带动卷针结构进行卷绕。

可以理解的是，驱动机构可以采用电机驱动的方式，此时需要将卷针结构安装在电机的输出轴上，使卷针结构能够随着输出轴转动。

发明人对卷针结构和驱动机构的装配关系进行了相关研究，使得卷针结构可以以多种方式安装在驱动机构上，为满足这种安装需求，同时还对卷针结构的结构进行了研究和改进。

在本实用新型实施例中，请参考图1-4，卷针结构包括第一卷针100以及第二卷针200，该第一卷针100和第二卷针200可以相互配合以实现电芯的卷绕。

第一卷针100具有第一卷绕段110，第一卷绕段110具有第一端111和第二端112，第一卷绕段110在第一端111形成有第一斜面113，第一卷绕段110在第二端112形成有第二斜面114，第一斜面113和第二斜面114朝向第一卷绕段110的同一侧，且第一斜面113自第二端112到第一端111的横截面的面积逐渐变小，第二斜面114自第一端111到第二端112的横截面的面积逐渐变小。

第二卷针200具有第二卷绕段210，第二卷绕段210用于与第一卷绕段110配合以夹紧隔膜，并将隔膜卷绕在由第一卷绕段110和第二卷绕段210所形成的卷绕轴300上。

此处需要说明的是，第一卷绕段110整体呈杆状结构，并且在其一侧具有弧形表面。同样的，第二卷绕段210整体也呈杆状结构，并且在其一侧同样具有弧形表面，当第一卷绕段110和第二卷绕段210配合时，两者共同形成大致呈圆柱状的卷绕轴300，此时第一卷绕段110的非圆弧面和第二卷绕段210的非圆弧面为配合面，隔膜能够被夹紧在第一卷绕段110和第二卷绕段210之间。

此时可以理解的是，针对第一卷绕段110而言，分别位于其两端的第一斜面113和第二斜面114形成在第一卷绕段110的非圆弧面上，也即当第二卷绕段210配合第一卷绕段110使用时，第一斜面113和第二斜面114均朝向第二卷绕段210，以使得第一斜面113和第二斜面114能够发挥作用。

实用新型实施例中的卷针结构，由于在第一卷针100的第一端111和第二端112分别形成有第一斜面113和第二斜面114，使得第二卷针200与第一卷针100在插芯或者抽芯时至少有两种配合方式，其一为第一卷针100和第二卷针200同向进行插芯或抽芯，其二为第一卷针100和第二卷针200反向进行插芯或抽芯，换言之，第二卷针200可以自第一端111向第二端112相对于第一卷针100动作，第二卷针200也可以自第二端112向第一端111相对于第一卷针100动作，这两种动作方式均可使得第二卷针200沿其径向进行收缩运动或扩张运动，从而能够防止抽芯，同时实现扩孔。对应地，由于该两种配合方式的存在，不仅丰富了卷针结构的使用场景，还使得卷针结构在卷绕机上至少具有两种安装方式，因此为卷绕机上相应结构的改进提供了空间。

具体而言，请首先参考图1，图1所示状态为卷针结构的第一卷针100和第二卷针200均进行完插芯动作且处于卷绕过程中的状态，在该状态下，电极片和隔膜被卷绕在卷绕轴300上，同时对卷绕轴300形成了一定的挤压力。当卷芯完成后，第一卷针100和第二卷针200分离的过程中，可先控制第二卷针200动作，此时第二卷针200自第一卷绕段110的第二端112向第一端111动作，由于第一斜面113的存在，使得第二卷针200在上述挤压力的作用下具有收缩动作，从而卸掉隔膜和第二卷针200之间的内应力，保证第二卷针200顺利抽芯。此后第一卷针100继续抽芯，该第一卷针100沿与第二卷针200相同的方向进行抽芯，在抽芯过程中，由于第一斜面113的存在，该第一斜面113能够作用到隔膜的表面，对隔膜由内向外形成压力，促使隔膜靠向电芯的中心孔的边缘，大大扩孔的目的。

同理，请接着参考图2，图2所示状态为卷针结构的第一卷针100和第二卷针200均进行完插芯动作且处于卷绕过程中的状态，在该状态下，电极片和隔膜被卷绕在卷绕轴300上，同时对卷绕轴300形成了一定的挤压力。当卷芯完成后，第一卷针100和第二卷针200分离的过程中，可先控制第二卷针200动作，此时第二卷针200自第一卷绕段110的第一端111向第二端112动作，由于第二斜面114的存在，使得第二卷针200在上述挤压力的作用下具有收缩动作，从而卸掉隔膜和第二卷针200之间的内应力，保证第二卷针200顺利抽芯。此后第一卷针100继续抽芯，该第一卷针100沿与第二卷针200相反的方向进行抽芯，在抽芯过程中，由于第一斜面113的存在，该第一斜面113能够作用到隔膜的表面，对隔膜由内向外形成压力，促使隔膜靠向电芯的中心孔的边缘，大大扩孔的目的。

在卷针结构具有前述结构特征和配合方式的前提下，卷针结构在驱动机构上的安装方式也得以改变。

请结合参考图1及图5，此时卷针结构整体上仅需设置一组驱动机构(图5仅出示了驱动机构中的转动盘400)，使得第一卷针100和第二卷针200能够在同一驱动机构的驱动下转动，此时可以理解的是，由于仅在卷针结构的一端设置驱动机构，该卷针结构容易受力变形，从而影响最终的电芯的质量，此种配合方式的卷针结构以及驱动机构较为适用于电芯尺寸较小的情形。请结合参考图2及图6，在卷针结构的另一种配合方式下，可以在卷针结构的两端各设置一组驱动机构(图6仅出示了驱动机构中的转动盘400)，由两组驱动机构共同驱动卷针结构转动，此时相对于卷针结构整体而言，其两端受力均匀，即使电芯尺寸较大也不会使卷针结构变形，因此这种配合方式的卷针结构以及驱动机构较为适用于电芯尺寸较大的情形。

在某些实施例中，第一斜面113和第一卷绕段110的连接处通过圆弧过渡，由此一方面可提高第一卷绕段110的结构强度，另一方面还可以减小第一卷绕段110和隔膜之间以及第一卷绕段110和第二卷绕段210之间的摩擦力，从而有利于卷针结构的插芯和抽芯。在某些实施例中，第二斜面114和第一卷绕段110的连接处也可以通过圆弧过渡。在其他实施例中，两者可兼而有之，即第一斜面113和第一卷绕段110的连接处以及第二斜面114和第一卷绕段110的连接处均通过圆弧过渡。

在某些实施例中，第一斜面113上形成有第一凸缘(图中未示出)，该第一凸缘能够进一步减小第一卷绕段110和隔膜之间以及第一卷绕段110和第二卷绕段210之间的摩擦力。在某些实施例中，第二斜面114上形成有第二凸缘(图中未示出)。在其他实施例中，两者可兼而有之，即第一斜面113形成有第一凸缘，同时第二斜面114上形成有第二凸缘。

另一方面，针对第一卷绕段110而言，该第一卷绕段110可采用一体成型的方式设计，也可以采用分体成型的方式设计，当其采用前者时，第一斜面113和第二斜面114可跟随第一卷绕段110一体形成；当其采用后者时，第一卷绕段110可以包括第一卷绕段本体(图中未示出)及连接在第一卷绕段本体上的第一卷绕段副体(图中未示出)，此时可在第一卷绕段副体的两端分别形成第一斜面113和第二斜面114，也可以由第一卷绕段本体和第一卷绕段副体共同形成第一斜面113和第二斜面114，此时前文中介绍的圆弧过渡尤为适用。

针对第二卷绕段210而言，第二卷绕段210的一端形成有第三斜面211，其另一端形成有一缺口212，这种结构形式的第二卷绕段210可有效降低第二卷绕段210的整体重量，使其具有更加轻盈，由此使得第二卷针200的收缩运动和扩张运动更为显著。另外，当卷针结构采用前述第二配合方式，即第一卷针100和第二卷针200沿反向运动时，缺口212能够与第一卷绕段110的第二斜面114形成配合(如图2所示)，有利于进一步提高收缩运动和扩张运动的显著性。

在本实用新型实施例中，请参考图1，第一卷针100还包括用于与卷绕机实现装配的第一连接座120，该第一连接座120连接在第一卷绕段110的第一端111。

进一步地，在该第一连接座120上设置有第一安装孔121，通过该第一安装孔121可实现将第一卷针100整体安装在卷绕机的驱动机构上。

请参考图2，第二卷针200还包括用于与卷绕机实现装配的第二连接座220，该第二连接座220连接在第二卷绕段210的一端。

进一步地，在该第二连接座220上设置有第二安装孔221，通过该第二安装孔221可实现将第二卷针200整体安装在卷绕机的驱动机构上。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种卷针结构，其特征在于，包括：

第一卷针，所述第一卷针具有第一卷绕段，所述第一卷绕段具有第一端和第二端，所述第一卷绕段在所述第一端形成有第一斜面，所述第一卷绕段在所述第二端形成有第二斜面，所述第一斜面和所述第二斜面朝向所述第一卷绕段的同一侧，且所述第一斜面自所述第二端到所述第一端的横截面的面积逐渐变小，所述第二斜面自所述第一端到所述第二端的横截面的面积逐渐变小；

以及第二卷针，所述第二卷针具有第二卷绕段，所述第二卷绕段用于与所述第一卷绕段配合以夹紧隔膜，并将所述隔膜卷绕在由所述第一卷绕段和所述第二卷绕段所形成的卷绕轴上。

2.如权利要求1所述的卷针结构，其特征在于，所述第一斜面和所述第一卷绕段的连接处通过圆弧过渡；和/或所述第二斜面和所述第一卷绕段的连接处通过圆弧过渡。

3.如权利要求1所述的卷针结构，其特征在于，所述第一斜面上形成有第一凸缘；和/或所述第二斜面上形成有第二凸缘。

4.如权利要求1所述的卷针结构，其特征在于，所述第一卷绕段一体成型。

5.如权利要求1所述的卷针结构，其特征在于，所述第一卷绕段包括第一卷绕段本体及连接在所述第一卷绕段本体上的第一卷绕段副体，所述第一卷绕段副体的两端分别形成所述第一斜面和所述第二斜面。

6.如权利要求1所述的卷针结构，其特征在于，所述第二卷绕段的一端形成有第三斜面，其另一端形成有一缺口。

7.如权利要求1所述的卷针结构，其特征在于，所述第二卷绕段相对于所述第一卷绕段倾斜设置。

8.如权利要求1-7中任一项所述的卷针结构，其特征在于，所述第一卷针还包括用于与卷绕机实现装配的第一连接座，所述第一连接座连接在所述第一卷绕段的第一端；所述第二卷针还包括用于与卷绕机实现装配的第二连接座，所述第二连接座连接在所述第二卷绕段的一端。

9.如权利要求8所述的卷针结构，其特征在于，所述第一连接座上设置有第一安装孔；所述第二连接座上设置有第二安装孔。

10.卷绕机，包括机座和安装在所述机座上的驱动机构，其特征在于，还包括如权利要求1-9中任一项所述的卷针结构，所述卷针结构安装在所述驱动机构上的输出端，由所述驱动机构驱动所述卷针结构进行卷绕。

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