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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von
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Röhrchenelektrodenplatten für Akkumulatoren Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung von Röhrchenelektrodenplatten für Akkumulatoren durch
Zuschneiden von kontinuierlich zuführbaren Gewebebahnen, die aus miteinander verbundenen,
parallnl angeordneten Röhrchen bestehen sowtr, eine Uorrichtung Lur Durchführung
des Verfahrens.
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Es ist bekannt, Gewebebahnen zur Herstellung von Röhrchenelektrodenplatten
durch Bandsägen von Hand aufzuteilen. Es handelt sich dabei um ein verhältnismäßig
arbeitsaufwendiges Herstellungsverfahren, bei dem eine exakte Aufteilung der Röhrchen
pro Platten nur unter Schwierigkeiten möglich ist. Weiterhin treten unsaubere Schnittstellen
auf, bei denen heraushängende Fäden durch zusätzliche Arbeitsgenge beseitigt werden
müssen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung
anzugeben, die eine Röhrchengewebebahn auf einfache Weise im Elektrodenplattenformat
zuschneidet.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein mit Klauen versehener Transportgreifer
auf die Gewebebahn abgesenkt wird, bis die Klauen in den Zwischenraum zweier benachbarter
Röhrchen eingreifen, daß der Transportgreifer die Gewebebahn senkrecht zur Röhrchenachse
bis zum Erreichen einer Endposition verschiebt, daß nach Erreichen der Endposition
das vor den Klauen befindliche Röhrchen parallel zu seiner Längsachse geschnitten
wird, daß anschließend die Klauen aus dem Zwischenraum herausgefuhrt werden und
daß der Transportgreifer zurückgesetzt wird.
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Vorzugsweise wird die Gewebebahn mittig in Höhe einer Röhrchenachse
über die gesamte Länge geschnitten, wobei ein doppellagiger Streifen herausgetrennt
wird.
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Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung anhand der Figuren Im
und 1b näher erläutert. Figur la zeigt in perspektivischer Darstellung die wesentlichen
Teile der Vorrichtung im aufgebrochenen Zustand. Zur besseren Übersicht ist dabei
zum Teil euf die Darstellung von Halterungen, Führungen, Gegenlager und Ausziehwalzen
verzichtet worden. In Figur 1b ist die erfindungagemaße Vorrichtung im Querschnitt
dargestellt.
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Gemäß Figur la besteht die Vorrichtung aus einer ersten Toileinheit,
in welcher die ungeschnittene Röhrchengewebebahn durch Querschnitte auf die erforderliche
Breite geschnitten wird. Der Schnittbreite entspricht eine ganz bestimmte Anzahl
von Röhrchen, welche sich aus den Kapazitätsanforderungen des Akkumulators ergibt.
An diese als Querschneidevorrichtung beschriebene Teileinheit schließt sich eine
Längsschneidevorrichtung als zweite Teileinheit an. Diese bringt die Rdhrchen durch
Abschneiden der Ränder auf eine vorgegebene Länge. Die Querschneidevorrichtung ist
mit der Längeschneidevorrich tung durch eine Bandtransport zu verbinden. Vorzugsi,;eise
ist der Bandtransport verschiebbar angeordnet.
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Die ungeschnittene Röhrchengewebebahn 1 wird der Vorrichtung in einer
Länge von ca. 200 m und in einer Breite von ca. 1,2 m über eine Walzengruppe zugeführt.
Die Walzen gruppe besteht aus einer Vorwalze 3 und zwei sich gegenüberliegenden
Transportwalzen 4 und 5. Die Walzen 3, 4 und 5 sind auf ihrem Umfang jeweils mit
Nocken 6 versehen, die in die zwischen den Röhrchen liegenden Räume eingreifen und
die Röhrchengewebehahn in tangentialer Richtung auf einer feststehenden horizontalen
Bahnebene transportieren. Diese Bahnebene ist in Figur 1b unter Ziffer 2 symbolisch
dargestellt.
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Da die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen 3, 4 und 5 sehr viel höher
ist als die durchschnittliche Transportgeschwindigkeit der ungeschnittenen
Rohrchengeinebebahn
1, wird ein impulsartiger Vorschub um jeweils ein Röhrchen erzeugt. Durch diese
stückweise Vorgabe wird die ungeschnittene Röhrchengewebebahn einer kleinen Profilwalze
9 so zugeführt, daß deren Ausnehmungen die Unterseite der Röhrchengewebebahn aufnehmen.
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Die Abwicklung des Profils der kleinen Profilwalze 9 entspricht in
der Teilung, in der Stegbreite und in den Aussparungen den theoretisch vorgeschriebenen
Werten der ungeschnittenen Röhrchengewebebahn. Oberhalb der kleinen Profilwalze
9 ist eine Einstreichwalze 8 angeordnet, welche mit ihrer glatten Oberfläche und
mit ihrer verhältnismäßig hohen Umfangsgeschwindigkeit fUr eine sanfte Einpassung
der Röhrchengewebebahn in das Profil der klonen Profilwalze sorgt.
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Die Umfangsgeschwindigkeit der Einstreichwalze 8 ist ungefähr dreimal
höher als die durchschnittliche Transportgeschwindigkeit der Röhrchengewebebahn
1. Oberhalb der Bahnebene sind vor der Transportwalze 4 sowie zwischen der Transportwalze
4 und der Einstreichwalze 8 mehrere in Bahnrichtung verlaufende Führungsschienen
7 angeordnet, die eine Durchbiegung der Röhrchengewebebahn 1 durch Staudruck verhindern.
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Die Walzen 8 und 9 bewirken einen exakten Parallelvorschub der ungeschnittenen
Röhrchengewebebahn 1 zu einer daran anschließenden großen Profilwalze 10. Zwischen
dem Walzenpaar 8 und 9 und der gro-Ben Profilwalze 10 wird durch Staubildung eine
bogenförmige Ausbuchtung der Gewebebahn 1 gebildet, um Teilungsfehler der Röhrchen
auszugleichen und um die Gewebebahn zu entspannen. Die große Profilwalze 10 sorgt
für eine exakte Lage der Röhrcheng#webebahn parallel zur Schneidevorrichtung und
zum Transportgreifer Ii. Die Ausbuchtung wird durch mehrere parallel zur Transportrichtung
angeordnete FUhrungsachienen 12 begrenzt, welche eine bogenförmige Ausnehmung bosetnen,
Oberhalb der großen Profilwalze 10 sind die Unterkanten der Fuhrungsschienen 12
parallel zur Bahnebene angeordnet. Sie dienen hier als Niederhalter, um den unteren
Teil der
Gewebebahn in die Ausnehmungen der großen Profilwalze einzupressen.
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Oberhalb der großen Profilwalze 10 ist ein Transportgreifer 11 angeordnet.
Der Transportgreifer besteht aus einer in Transportrichtung verschiebbaren Traverse,
deren Klauen 15 auf einer Linie parallel zur Achse der großen Profilwalze angeordnet
sind. Die Traverse ist mit zwei Stäben 16 verbunden, die in zwei Halterungen verschiebbar
angeordnet sind. Die Halterungen sind mit einem Gelenk verbunden, das in einer senkrecht
zur Transportrichtung liegenden Achse um Drehpunkt 13 schwenkbar angeordnet ist.
Zur Verschiebung des Transportgreifers 11 dient Arbeitszylinder 14.
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Oberhalb der auf der großen Profilwalze 10 aufliegenden Rd.hrchengewebebahn
1wird der Transportgreifer 11 mit mehreren nebeneinanderliegenden Klauen 15 in den
zwischen zwei Röhrchen befindlichen Zwischenraum abgesenkt. Die Klauen 15 werden
dabei in den Zwischenraum eingeführt, welcher von der senkrecht über der Achse der
großen Profilwalze 10 liegenden Erhebung abgestützt wird. Der Transportgreifer 11
übernimmt die ungeschnittene Röhrchengewebebahn und transportiert sie mit der Umfangsgeschwindigkeit
der Profilwalze 9 in Richtung Schneidevorrichtung. Die Schubbewegungen des Transportgreifers
11 werden durch Arbeitszylinder 14 gesteuert. Der Arbeitszylinder ist mit einem
Ende an der Uorrichtung befestigt.
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Gemäß Figur 1b besteht die Schneidevorrichtung aus einem in senkrechter
Richtung verschiebbar angeordneten, beidseitig schneidenden Obermesser 18, das von
oben durch die Bahnebene 2 hindurch zwischen zwei Untermesser 19, 20 eingeschoben
werden kann. Ein Untermesser 19 ist fest mit der Bahnebene verbunden, während das
andere Untermesser 20 um eine senkrecht zur Transportrichtung angeordnete Drehachse
schwenkbar angeordnet ist. Es wird durch eine Feder in Richtung des Untermessers
19 gepreßt.
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Die Abwicklung des Profils der kleinen Profilwalze 9 entspricht in
der Stegbreite und im Profil dem idealisierten Format der ungeschnittenen Röhrchenbahn.
Die Walzen 8 und 9 bewirken den exakten Parallelvorschub der ungeschnittenen Röhrchengewebebahn
1 zur
großen Profilwalze 10. Die große Profilwalze 10 sorgt für
eine exakte Lage der ungeschnittenen Röhrchengewebebahn, so daß die Röhrchenachsen
parallel zu den Messern 18, 19, 20 der Schneidevorrichtung und zum Transportgreifer
11 gefUhrt werden. Gleichzeitig bewirkt die gro-Be Profilwalze 10 einen Vorschub
der Gewebebahn, der je nach der geforderten Anzahl von Röhrchen variiert werden
kann. Vorzugsweise dient eine elektronische Zählvorrichtung zur exakten Einstellung
der Röhrchenzahl. Um die noch ungeschnittene Röhrchengewebebahn in den Ausnehmungen
der großen Profilwalze 10 zu halten, wird sie durch mehrere parallel zur Transportrichtung
angeordnete Führungsschienen 12 geführt. Nach der Vorschubbewegung wird die große
Profilwalze 10 zusammen mit der kleinen Profilwalze 9 und der Einstreichwalze 8
gestoppt; anschließend greift der Transpartgrelfer 11 nit seiren Klauen en 15 in
die ungeschnittene Röhrchengewebebahn 1 ein. Sobald die Walzen 8, 9 und 10 sich
wieder drehen, schiebt der Transportgreifer gleichzeitig mit einer Geschwindigkeit,
die der Umfangageschwindig keit der Profilwalzen 9 und 10 entspricht, die Gewebebahn
in die aus dem Obermesser 18 und dem Untermesser 19 und 20 bestehende Schneidevorrichtung
ein. Der Transportgreifer 11 bleibt sodann unmittelbar vor dem Obermesser 18 stehen,
wobei sich die Stäbe 16 mit Anschlag 17 in der Endposition befinden. Der Transpartgreiferhat
dip Aufgabe, die exakte Pnsitlrn4erung der S-,hnittstelle der noch,ungeschnittenen
Röhrchengewebebahn in der Schneidevorrichtung festzulegen. Dabei kann es auf der
Strecke a zu einer Stauchung oder Streckung der ungeschnittenen Röhrchengewebebahn
kommen, um eventuelle Fertigungsstreuungen innerhalb der Bahn auszugleichen. Bei
Erreichen der Endposition des Transportgreifers werden die Profilwalzen 9 und 10
sowie die Einstreichwalze 8 wiederum gestoppt.
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Mit Hilfe des Transportgreifers wird die Röhrchengewebebahn 1 so in
die Schneidvorrichtung eingeschoben, daß das verschiebbar angeordnete Obermesser
18 die Gewebebahn 1 mittig in Höhe einer Röhrchenachse beidseitig durchschneidet.
Das Obermesser 18 kann zusätzlich beheizt werden, indem es direkt als elektrischer
Widerstand kurzgeschlossen wird; hierdurch ist ein sofortiges Verschweißen der
Schnittkanten
der Röhrchengewebebahn möglich. Durch den beidseitigen Schnitt wird aus jeweils
einem Röhrchen ein doppellagiger Streifen in Breite der Obermesserstärke sauber
herausgetrennt.
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Die geschnittene Röhrchenzahl ergibt sich somit aus der Summe der
vorgezähiten, durch die große Profilwalze 10 vorgeschobenen Röhrchen un dder konstanten
Länge "a" des Transportgreifers 11, wobei ein Röhrchen durch Verschnitt verlorengeht.
Die kleinste Röhrchenbreite entspricht somit der durch die Länge der Führungsstäbe
16 vorgegebenen Strecke "at1 abzüglich eines Röhrchens. Die maximale Breite ist
dagegen beliebig einstellbar.
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Nach dem Schneidevorgang wird die führungsschiene 16 des Trenspartgreifers
um Drehpunkt 13 nach oben gekippt, so daß die Klauen des Transportgreifers von der
Röhrchengewebebahn abgehoben werden.
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Transportgreifer 11 wird sodann um die Länge Ha bis zum Anschlag zurückgesetzt.
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Die von der großen Profilwalze 10 der Schneidevorrichtung nachgeschobene
Röhrchengewebebahn 1 drängt das bereits geschnittene Teilchen der Röhrchengewebebahn
über eine mit in Transportrichtung verlaufenden schienenförmigen Niederhalter 21
versehene Bahn in einen Bandtransport 22. Dieser Bandtransport besteht aus Jeweils
zwei oberhalb und unterhalb der Transportebene angeordneten Flachriemen 23, welche
die geschnittene Röhrchengewebebahn 1 jeweils von ihrer Oberseite und Unterseite
angreifen und der Längsschneidevorrichtung zuführen. Dabei ist die Transportgeschwindigkeit
des Bandantriebs etwa fünfmal so groß wie die Geschwindigkeit der ungeschnittenen
Röhrchengewebebahn, so daß zwischen den einzelnen geschnittenen Röhrchengewebebahnen
Zwischenräume entstehen. Beim Verlassen des Bandtransports erfassen die Klauen 24
eines zweiten Transportgreifers 25 die Röhrchengewehebahn, Der zweite Transportgreifer
25 entspricht in Aufbau und Wirkungsweise dem ersten Transportgreifer 11.
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Die FUhrungsstäbe 26 befinden sich ebenfalls in einer Halterung 27
die um Drehpunkt 28 schwenkbar angeordnet ist. Zur Verschiebung
des
Transportgreifers dient Arbeitszylinder 29.
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Der zweite Transportgreifer schiebt die bereits in Querrichtung geschnittene
Röhrchengewebebahn in ein aus Führungsschienen 30 bestehendes Transportsystem, welches
mit einem in Transportrichtung beweglichen Schieber 31 versehen ist. Der auf einem
Transportband angeordnete Schieber transportiert die quergeschnittene Röhrchengewebebahn
durch ein aus gegenüberliegenden rotierenden Kreismessern 32, 33 bestehendes Längsachneidesystem.
Ein solches System enthält wenigstens zwei sich gegenüberliegende Kreismesserpaare.
Es kann Jedoch auch mit bis zu zwölf Kreismesserpaaren versehen sein. Der Schieber
31 bleibt unmittelbar vor den Kreismessern 32,33 stehen; er wird anschließend in
seine Ausgangslage in Richtung Bandtransport 22 zurückgeführt. Die oberen und unteren
Kreismesser 32,33 befinden sich Jeweils auf einer senkrecht zur Transportrichtung
angeordneten Achse.
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Die Abstände der Kreismesser sind verstellbar, so daß sie sich an
Jede geforderte Länge der Röhrchenelektrodenplatte durch axiale Verstellung anpassen
lassen. Die oberen Kreismesser 32 sind mit ihren Schneiden an die Scheiden der unteren
Kreismesser 33 federnd angestellt. Die Schneidenüberdeckung beträgt ca. 2 mm. Der
Schieber 31 schiebt die quergeschnittene Röhrchengewebebahn parallel ausgerichtat
mit synchroner Geschwindigkeit, welche der mittleren Umfangsgeschwindigkeit der
Kreismesser 32 und 33 entspricht, durch die Kreismesser. Im Bereich der Transportebene
zwischen den Achsen der Obermesser bzw. der Untermesser sind gemäß Figur 1b Führungsschienen
34, 35 vorgesehen, welche eine Verbiegung bzw. eine Mitnahme der geschnittenen Röhrchengewebebahn
durch die Kreismesser verhindern sollen. Zur besseren Übersicht wurde auf die Darstellung
der Führungsschienen 34,35 in Figur is verzichtet.
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Die nunmehr längs und quer geschnittene Röhrchengewebebahn 36 wird
von den Ausziehwalzsn 37,3ß erfaßt und mit synchroner mittlerer Umfsngsgeschwindigkeit9
die der der Kreismesser 32,33 entspricht, auf einen Stapelachieber 39 transportiert
Der Stapeischieber 39 kann in Transportrichung untar den Pestat@h@nden Abstreifer
40 verschoben werden; anschließend gelangt die ggschnitt@ne Rdnrchengewebematte
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im freien Fall auf das Transportband 41. Die Führung 42 über dem Stapelachieber
verhindert ein Aufwölben der geschnittenen Röhrchengewebematte. Die Röhrchengewebematten
36 werden übereinandergestapelt und durch das taktweise betriebene Transportband
aus der Vorrichtung herausgeführt.
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