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BESCHREIBUNG
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Die Erfindung bezieht sich auf die Produktion von Akkumulatoren,
und zwar auf eine Vorrichtung zur stilckweisen Ausgabe von Elektroden für Akkumulatoren
im Beschicker von Montagemaschinen, z.B. in Elektrodensortierautomaten, in Automaten
für die Verpackung von Elektroden in Isoliermaterial und anderen Automaten, die
zu einer automatisierten Taktstrasse für die Montage von Akkumulatoren gehören.
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Die erwähnte Vorrichtung kann zur Automatisierung verschiedener Arbeitstakte
wie Sortierung, Verpackung u.a. in der Produktion von Artikeln, die flache Elemente
enthalten, serwendet werden.
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Am effektivsten ist die Anwendung der erwähnten Vorrichtung bei der
Automatisierung von Montageoperationen in der Produktion von £#ckel-Kadmium-Akkumulatoren
mit erhöhter spezifischer Energiekapazität, die besonders dünne Elektroden mit geringer
Steife und Festigkeit enthalten, z.B. für Batterien, die im Plugwesen, in Elektromobilen
u.a. Verwendung finden.
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Das Problem der Automatisierung von Montageoperationen in der Produktion
von Akkumulatoren mit besonders dUnnen Elektroden besteht darin, dass die geringe
Dicke und unzureichende Festigkeit solcher Elektroden es nicht erlaubt, bekannte
und z.B. in der Produktion von Blei-Säure-Akkumulatoren weit verbreitete Vorrichtungen
für die stückweise Zuführung von Elektroden zu den Montagemaschinen durch aufeinanderfolgendes
Einschieben derselben in die Arbeitsorgane der Maschine zu verwenden.
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Deshalb wird die Mehrzahl der Montageoperationen in der Produktion
von Akhzmulatoren mit erhöhter spezifischer Energiekapazität entweder von Hand oder
auf halbautomatischen Einrichtungen unter Handbeschickung der Maschine mit Einzelteilen
ausgeführt.
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Eine bekannte Vorrichtung zur stückweisen Ausgabe von Akkwnulatorenplatten
unter Zufühng derselben in die Arbeitsorgane einer Maschine durch Vorschub der Platten
auf Führungen (siehe z.B. SU-PS 358 739) mit einem Magazin für die Unterbringung
des Plattenstapels und einem Schiebermeohanismus in Form eines Schrittförderers,
der sich im unteren Teil des Magazins befindet sind je eine platte pro Arbeitsgang
des Schiebers liefert, der
eine horizontale Vor- und Rückbewegung
ausführt und dabei die untere Platte des Stapels ergreift, arbeitet zuverlässig
nur bei einer Plattendicke von minà3stens einem Millimeter1 wobei die Platten ebenmässige
glatte und ausreichend feste Kanten haben müssen. Aus diesem Grund kann die Vorrichtung
nicht zur Zuführung dünner, zerbrechlicher Elektroden verwendet werden.
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Bekannt sind ebenfalls Xechanismen für die ZufUhrung von Platten
und Separatoren aus einem Bunker zur Montagestelle mittels Vakuumheber, die Jeweils
eine Platte von einem Stapel von oben aus dem Bunker abheben und sie auf einen Stapel
an der Montagestelle ablegen, welche Mechanismen in Vorrichtungen zur Montage von
Akkumulatorblöcken Verwendung finden (siehe z.B.
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DT-PS 935 374, SU-PS 125 587). Diese Bechanismen haben einen Vakuumheber
(einen Saugkopf), der auf einem Hebel-Nocken-Manipulator befestigt ist, der eine
Stange hat und hin- und hergehende Bewegungen vertikal über dem Stapel im Beschicker
beim Zrfassen der obersten Platte vom Stapel ausführt und horizontal den Vakuumheber
mit der Platte vom Beschicker zur Montagestelle bewegt, um dort die Platte auf einen
Stapel abzulegen.
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Dabei ist der Heber am Ende der Stange des Hebel-Nocken-Manipulators
angebracht, die unter ihrem Eigengewicht auf den Piattenstapel herabsinkt.
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Diese Uechanismen haben Jedoch keine Vorrichtung zum horizontalen
Vorschub der Elektroden auf Führungen und können nich für die Zufuhrung der Elektroden
in die Arbeitsorgane der Maschine
durch Einschieben, z.B. für die
Beschickung des Automaten zum Verpacken der Elektroden in Isoliermaterial, für die
Sortierung der Elektroden nach der Dicke u.a. verwendet werden.
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Die Anwendung separater Vorrichtungen für das Einschieben der Elektroden
in die Arbeitsorgane macht die Maschine komplizierter und gewährleistet nicht die
Beweglichkeit der Vorrichtung zur stückweisen Ausgabe von Elektroden für Akkumulatoren.
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Das Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der aufgeführten Nachteile
der bekannten Vorrichtungen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und zuverlässige
Vorrichtung zur stückweisen Ausgabe dünner und zerbrechlicher Elektroden für Akkumulatoren
und deren Einschieben in die Arbeitsorgane einer Maschine ohne wesentliche Deformierung
der Elektroden zu schaffen, die es ermöglicht viele Montageoperationen in der Produktion
von Akkumulatoren mit erhöhter spezifischer Energiekapazitat zu automatisieren durch
eine neue Anordnung des Manipulators mit Heber und des Schrittförderers.
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Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in der Vorrichtung
zur stückweisen Ausgabe von Elektroden für Akkumulatoren, enthaltend einen Tisch,
auf dem sich ein Stapel Elektroden befindet, einen in der Nähe des erwähnten Tisches
angebrachten i£:anipulator in Form einer drehbaren Stange mit einem Halter, an dessen
Ende ein Heber befestigt ist, und einen Schrittförderer mit Zugstange, erfindungsgemäss
die drehbare Stange mit einem gleichachsig mit ihr angeordneten Stössel, der sie
bei der durch einen Antrieb bewirkten Aufwärtsbewegung anhebt
und
unter der Schwere des Eigengewichtes frei absenkt, sowie einem zweiarmigen Hebel
mit kimematisch mit der Zugstange des Schrittförderers verbundenen Rollen ausgerüstet
ist, wobei die Zugstange eine rechteckige Nut hat, deren äussere Arbeitskante kürzer
ist als die innere Arbeitskante, wodurch ein Eingriff der Zugstange mit der Rolle
des erwähnten Hebels bei der Drehung der Stange gewahrleistet ist.
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Die Vorrichtung zur stückweisen Ausgabe von Elektroden Pür Akkumulatoren
gemäss der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine Automatisierung der Montageoperationen
in der Produktion z.B. von Nickel-Kadmium-Akkumulatoren mit erhöhter spezifischer
Energiekapazität, die besonders dtinne, leicht zerbrechliche Elektroden enthalten,
dadurch, dass der Heber an einer drehbaren Stange angebracht ist, die unter ihrem
Eigengewicht nach unten sinkt und dadurch einen konstanten Druck auf die Elektroden
unabhängig von der Höhe des Stapels ausübt, wobei die Drehung der Stange durch Zusammenwirken
des Hebels der Stange mit der Nut in der Zugstange des Schrittförderers hervorgerufen
und der Vorschub der Elektrode auf dem Schrjttförderer durch Stossen der Elektrode
an der Stirnseite auf Führungsleisten des Schrittförderers gewährleistet wird, was
die Deformierung der Elektroden im Prozess ihres Einschiebens in die Arbeitsorgane
des Automaten ausschliesst.
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Die Drehung der Stange mittels Zugstange des Schrittförderers durch
Zusammenwirken der Kanten der rechteckigen Nut in der Zugstange mit der Rolle des
zweiarmigen Hebels der drehbaren Stange vereinfacht wesentlich die Konstruktion
und ermöglicht es, die Vorrichtung zur Automatisierung des Einbringens
der
Elektroden in bereits existierende halbautomatische X «-tagemaschinen zu verwenden.
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Die Einfachheit und Betriebszuverlässigkeit der erfindungsgemässen
Vorrlchtung erlauben di. Annahm., das. sie weite Verbreitung in der Produktion beliebiger
Artikel, die flache Elemente enthalten, bei der Automatisierung von Sortierungs-,
Verpackungs-und anderen Operationen finden wird.
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Im weiteren wird die Erfindung an Sand eines Ausführungebeispiels
erläutert mit Hinweisen auf Zeichnungen, in denen es zeigen: Fig. 1 ein kinematisches
Schema der Vorrichtung für die stückweise Ausgabe von Elektroden für Akkumulatoren;
Fig. 2 ein kinematisches Schema des Eingriffs der Zugstange mit der Rolle des zweiarmigen
Hebels.
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Die Vorrichtung enthält nach der vorliegenden Erfindung einen Tisch
1 (Fig. 1), auf dem vertikal Leisten 2 angebracht sind, die die Lage des 8tapels
Elektroden 3 an den Stirnseiten fitieren. In der Nähe des Tische. 1 befindet sich
ein Manipulator, der eine drehbare Stange 4 mit einem Halter 5 enthält, an dessen
Ende ein Heber 6 befestigt ist, der z.B. einen pneumatischen Sauger darstellt, Die
drehbare Stange 4 ist in FUhrungen 7 gleichachsig mit einem Stössel 8 angeordnet,
der eine vertikale hin- und hergehende Bewegung ausführt, z.B. mit Hilfe einer Socke
des Antriebes (auf den Zeichnungen nicht abgebildet).
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Unter einem Winkel (z.3. 150) zur Stirnseite des Tisches 1 nind die
Pihrungsleisten 9 eines Schrittförderers vorgesehen.
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Der Schrittförderer enthält ebenfalls einen Hebel 10 mit einem Stößel
11 an einem Ende und einem Pendellager 12 am anderen. Der Hebel 10 befindet sich
in einer Ebene mit den Pührungs leisten 9 und voll führt Pendelbewegungen in dieser
Ebene.
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Im unteren Teil des Hebels 10 über dem Pendellager 12 ist eine Rolle
13 befestigt. In Höhe der Rolle 13 ist eine zylindrlsche Nocke 14 angeordnet, deren
Achse parallel zur Pendelebene des Hebels 10 ist. Die Zusammenwirkung der Rolle
13 und der Nut der Nocke 14 bei deren Rotation ermöglicht die Vor- und Rückbewegung
des Stösseis 11 auf den Flürungsleisten 9.
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Auf einer Welle mit der Nocke 14 befindet sich eine Nocke, die die
vertikale hin- und hergehende Bewegung des Stössels 8 ermöglicht.
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In der Pendelebene des Hebels 10 ist in Lagern 15 eine Zugstange
16 angeordnet (Fig. 1,2), deren eines Ende beweglich mit dem Hebel 10 verbunden
ist. Am anderen Ende ist eine rechteckige Nut ausgebildet. die eine innere Arbeitskante
17 (Fig. 2), eine äussere Arbeitskante 18 und eine senkrecht zu ihr gelegene Kante
19 hat. Im mittleren Teil der Stange 4 (Fig. .1) ist in gleicher Höhe mit der Zugstange
16 bei dezn höchsten Lage 4 ein zweiarmiger Hebel 20 befestigt.
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Auf einem Arm des zweiarmigen Hebels 20 (Fig. 2) ist auf einer vertikalen
Achse eine Rolle 21 befestigt. die mit den Arbeitskanten 17, 18 und 19 der rechteckigen
Nut der Zugstange 16 in der obersten Lage der Zugstange 16 zusan=enwirkt und dabei
eine Drehung der Stange 4 um ihre Achse serursacht. Am anderen Arm des zweiarmigen
Hebels 20 ist eine Rolle 22 angebracht, deren Achse senkrecht zur Achse der Walze
21 ist.
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In der oberen Lage statt sich die Stange 4 bei ihrer Drehung mit der
Rolle 22 auf eine horizontale Fläche 23 einer U-förmigen Führungsschiene 24, deren
Nut vertikal auf dem Weg der Walse 22 bei der Abwartsbewegung der Stange 4 unter
ihrer eigenen Schwere nach dem sich senkenden Stöpsel 8(Fig. 1) verlauft.
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Die Vorricntung funktioniert in folgender Weise. Die Stange 4 befindet
sich zu Anfang in der obersten Lage. Die Rolle 21 (Fig. 2) des zweiarmigen Hebels
20 ist in diesem Moment so gelegen, dass die sich rückwärts bewegende Zugstange
16 nach dem Vorschub der Elektrode 3 mit Hilfe des Hebels 10 (Fig. 1) mit dem Stössel
11 an der Rolle 21 (Fig. 2) vorbei geführt wird, wobei sie mit der Kante 19 die
Oberfläche der Rolle 21 bis zum Anschlag an die Arbeitskante 17, die langer ist
als die Arbeitskante 18, berührt.
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Bei der Weiterbewegung der Zugstange 16 schwenkt die lrbeitskante
17 den Hebel 20 in die äusserste rechte Lage. Zusammarl mit dem Hebel 20 dreht sich
auch die Stange 4 mit dem Halter 5 (Fig.l) und dem leber 6, der die Elektrode 3
trägt und sie auf die Führungsleisten 9 des Schrittförderers ablegt.
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Es ist zweckmäßig, den Heber 6 so zu konstruieren, daß er durch einen
äußeren Anschlag abschaltbar ist Xan kann den Heber auch in Form einer Vakuumkammer
ausführen. Dabei empfiehlt es sich, den Halt er 5 und die Stange 4 hohl auszubilden,
den Schlauch von der Vakuumpumpe an den im unteren Teil der Stange 4 befindlichen
Stutzen anzuschliessen und zwischen dem Stutzen und dem heber 6 ein
Umschaltventil
anzubringen, um den Hohlraum der Stange 4 abzusperren und eine Verbindung der Kammer
des Hebers mit der Atmosphäre unter der Einwirkung eines äusseren Anschlags herzustellen.
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Man kann den Heber 6 ebenfalls in Form eines Magneten, Elektromagneten
u.a. ausführen, die abgeschaltet werden, sobald die Elektrode 3 bei ihrer Absenkung
den Schrittförderer berührt.
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Der Schrittförderer kann auch in verschiedenen Varianten hergestellt
werden, z.B. in Form eines Zahnstangentriebes. Wichtig ist nur, dass eine hin- und
hergehende Bewegung der Zugstange rür die Drehung der Stange gewährleistet wird.
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Nach dem Ablegen der Elektrode 3 zwischen den Schienen 9 vor dem
in hinterste Lage befindlichen Stossel 11 beginnt sict der Hebel 10 nach vorn zu
bewegen und schiebt die Elektrode 3 mit Hilfe des Stössels 11 längs den Fhhrungsschienen
in die Arbeitsorgane der Maschine. Gleichzeitig bewegt sich die Zugstange 16, zieht
mit Hilfe der äusseren Kante 18 (Fig. 2) die Walze 20 mit sich und dreht die Stange
4 zusammen mit dem Heber 6 in die äusserste linke Lage. Dabei wird die äusserste
Lage des Hebers 6 über dem Schrittförderer durch die Länge der Zugstange 16 von
der Arbeitskante 17 bis zur Anschlusstelle an den Hebel 10 bestimmt. Der Drehungswinkel
des Hebers 6 in die äusserste linke Lage hängt von der Lage der Kante 19 ab, welche
durch den Längenunterschied der Kanten 17 und 18 und durch deren Lage relativ zur
Rolle 21 bestimmt wird.
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Aus diesem Grunde ist es zweckmässig, die Länge der Zugstange 16
und die Lage ihrer Nut relativ zur Drehachse der
Stange 4 beim
Einrichten der Vorrichtung regulierbar zu gestalten.
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Sobald der Heber 6 die äusserste linke Lage erreicht, geht die Rolle
21 (Fig. 2) mit der Nut an der Arbeitskante 19 ausser Eingriff und die Rolle 22
bleibt Heber der Nut der U-iõrmagen Führungsschiene. 24 stehen. Im gleichen Moment
beginnt der Stössel 8 (Fig. 1) seine Bewegung nach unten, die Stange 4 folgt ihm
unter der Schwere des Eigengewichtes bis zur Hohe der Elektroden im Stapel, statt
sich mit dem Heber 6 snt den Stapel auf und bleibt in dieser Lage hängen.
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Bei der Aufwärtsbewegung des Stössels 8 kommt dessen Kugelsttttzlager
mit der Stirnseite der Stange 4 in Kontakt und hebt sie zusammen mit der Elektrode
3 am Heber 6 in die oberste Lage. Gleichzeitig vollzieht der Hebel 10 eine rückwärts
gerichtete Bewegung, und die Zugstange 16 tritt mit ihrer Nut mit der Rolle 21 (Fig.
2) in Eingriff und dreht die Stange 4 (Fig. 1) in die äuss gerste rechte Lage des
Hebers 6. Die Elektrode 3 wird an den P(Lhrungsschienen 9 des Schrittförderer. abgesetzt,
und der Zyklus wiederholt sich.
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Zweckmässigerweise werden die Bewegungen mit Hilfe von Nocken ubertragen,
die auf einer gemeinsamen Welle aufgesetzt sind, welche mit dem Antrieb der Maschine
in Verbindung steht.
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enf der die beschriebene Vorrichtung montiert ist.
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Das Anbringen eines separaten Antriebes wUrde die Abstimmung des
Arbeitszyklus der beschriebenen Vorrichtung auf den Zyklus der Maschine erschweren.
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Die erfindungsgemässe Vorrichtung gewährleistet
die
Automatisierung vieler Montageoperationen in der Akkumulatorenproduktion, in der
dünne, leicht zerbrechliche Elektroden verwendet werden, dadurch, dass der in Form
einer drehbaren Stange 4 mit Heber 6 ausgebildete und sich frei unter Einwirkung
des Eigengewichtes auf den Elektrodenstapel 3 herabsenkende Manipulator mit Hilfe
eines zweiarmigen mit der Nut der Zugstange 16 über die Rollen 21, 22 und die Arbeitskanten
17, 18 und 20 der Nut zusammenwirkenden hebels 20 mit einem Schrittförderer verbunden
ist und das stückweise Abheben und den Transport der Elektroden vom Oberteil des
Stapels sowie ihre Weiterleitung durch den Stössel 11 des Schrittförderers in die
Arbeitsorgane der Montagemaschine, auf der die beschriebene Vorrichtung montiert
ist, ohne wesentliche Deformierung der Elektroden ermöglicht.
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Die Drehung der Stange 4 des Arbeitsganges des Manipulators mit Hilfe
der Zugstange 16 des Schrittförderers durch Zusammenwirken der Arbeitskanten 17,
18 und 19 mit der Rolle 21 der Schwenkstange 4 vereinfacht wesentlich die Vorrichtung,
wodurch sie ebenfalls zur Automatisierung der Zuführung von Elektroden 3 in bereits
existierende halbautomatische Maschinen verwendet werden kann.