DE3233423C2

DE3233423C2 -

Info

Publication number: DE3233423C2
Application number: DE3233423A
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Weber; Horst 5800 Hagen De Demuth
Original assignee: VARTA Batterie AG
Current assignee: VARTA Batterie AG
Priority date: 1982-09-09
Filing date: 1982-09-09
Publication date: 1989-11-30
Also published as: DE3233423A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von spiral förmigen Elektroden und Separatoren als Elektrodensatz für gal vanische Elemente, insbesondere für alkalische Akkumulatoren, wo bei blattförmige Elektroden in den Spalten eines Wickeldorns ein geführt und durch anschließende Drehung gewickelt werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for producing spiral shaped electrodes and separators as an electrode set for gal vanic elements, especially for alkaline batteries, where for sheet-shaped electrodes in the gaps of a mandrel guided and wound by subsequent rotation, as well a device for performing the method.

Es ist bekannt, blattförmige Elektroden mit einem streifenförmi gen Separatorband abzudecken und nach Auflegen einer flächenför migen Elektrode der anderen Polarität zu einem Elektrodensatz zu wickeln. So beschreibt beispielsweise die DE-AS 11 25 983 eine Vorrichtung zur Herstellung von Elektrodenwickeln für gal vanische Zellen, bei der die mit Separatoren versehenen Elektro denbänder in den Schlitz eines Wickeldorns eingeführt werden und während des Wickelvorganges mit Hilfe von Druckrollen zu der gewünschten Größe aufgerollt werden. Nach dem Wickelvorgang bleibt eine der Druckrollen weiterhin gespannt, um ein vorzei tiges Aufschnellen des Wickels zu verhindern. Anschließend wird durch Aufschieben eines zylindrischen Zellgefäßes das Wickel paket in seinen Zellbecher eingebracht. Da keine Spannung der Druckrolle mehr vorliegt, spreizt sich der Elektrodenwickel und füllt somit das gesamte Gefäß aus.It is known to have sheet-shaped electrodes with a stripe-shaped cover the separator tape and after placing a flat electrode of the other polarity to form an electrode set to wrap. For example, DE-AS 11 25 983 describes a device for producing electrode coils for gal vanic cells, in which the separators are equipped with electro the tapes are inserted into the slot of a winding mandrel and during the winding process with the help of pressure rollers to the desired size can be rolled up. After the wrapping process one of the pressure rollers remains tensioned to show one to prevent the winding from opening. Then will by pushing on a cylindrical cell vessel the winding in his cell cup. Since no tension of the If there is more pressure roller, the electrode wrap and spreads thus fills the entire vessel.

Als nachteilig erweist es sich dabei, daß die Elektrodensätze einzeln vorbereitet und manuell der Wickelvorrichtung zugeführt werden müssen. Neben einer Begrenzung des Fertigungsdurchsatzes kann dies bei giftigen Elektrodenmaterialien auch zu gesundheit lichen Schäden des Bedienungspersonals führen. Weiterhin läßt die nachträgliche Aufspreizung des Wickels im Zellgefäß nur eine verhältnismäßig geringe Energiedichte zu.It turns out to be disadvantageous that the electrode sets individually prepared and fed manually to the winding device Need to become. In addition to limiting the production throughput This can also lead to health problems with toxic electrode materials damage to the operating personnel. Furthermore lets the subsequent spreading of the wrap in the cell vessel is only one relatively low energy density too.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung anzugeben, wonach eine selbsttätige Fertigung der artiger Elektrodenpakete möglich ist.The invention has for its object a method or a Specify device, after which an automatic production of the like electrode packages is possible.

Die Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren durch die im Anspruch angegebenen Maßnahmen gelöst. Bevorzugte Ausführungs formen des Verfahrens und zur Durchführung des Verfahrens geeigne te Vorrichtungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The task is in the process mentioned by the Measures specified in the claim solved. Preferred execution Form the method and suitable for performing the method te devices are specified in the subclaims.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Wickelnadel in einem Bereich von 90 bis 300° gedreht, wobei anschließend eine zweite blattförmige Elektrode in Richtung Wickelnadel geführt wird und in einem zweiten Wickelvorgang zusammen mit der ersten Elektrode zu einer Spirale gewickelt wird. Nach dem Wickelvor gang wird auf das Elektrodenpaket ein dünnwandiger Metallring als Bandage geschoben.In a preferred embodiment, the winding needle is in rotated a range of 90 to 300 °, followed by a second sheet-shaped electrode in the direction of the winding needle and in a second winding process together with the first Electrode is wound into a spiral. After the wrap a thin-walled metal ring is placed on the electrode package pushed as a bandage.

Im folgenden ist der erfindungsgemäße Gegenstand anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert. Fig. 1 stellt in einer nicht maßstabsgetreuen Zeichnung die wesentlichen Elemente dar, wo bei zwecks besserer Übersicht auf die Darstellung von unbeweg lichen Halterungen und Gegenlagern weitgehend verzichtet wurde. Es wurden lediglich die für die prinzipielle Arbeitsweise not wendigen Elemente aufgenommen. Fig. 2 stellt als Aufriß den eigentlichen Arbeitsbereich zur Durchführung des Verfahrens dar; aus dieser Figur ist die räumliche Zuordnung zu erkennen. Da bei wurde auf die Darstellung der Separatorhaspel und ihrer Zu führung sowie der geschichteten Elektrodenplatten verzichtet. The subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 1 and 2. Fig. 1 shows in a not to scale drawing the essential elements where, for the sake of a better overview, the representation of immovable mounts and counter bearings has been largely dispensed with. Only the elements necessary for the principle of operation were included. Fig. 2 shows the actual work area for performing the method as an elevation; the spatial assignment can be seen from this figure. Since the representation of the separator reel and its lead as well as the layered electrode plates has been omitted.

Weiterhin ist von der Wickelstation nur das Gegenlager zur Wickelnadel zu erkennen.Furthermore, only the counter bearing is from the winding station To recognize winding needle.

Die erfindungsgemäße Anordnung besteht gemäß Fig. 1 aus einer drehbar angeordneten Trommel 1, deren Mantelfläche mit einer Ring nut 2 zur Aufnahme eines von einer Vorratsrolle 3 abgespulten Separatorbandes 4 versehen ist. Zwischen Vorratsrolle 3 und Trommel 1 befindet sich ein Bandvorzug 5, der ein unkontrollier tes Abrollen des Bandes 2 von der Vorratsrolle 1 verhindern soll. Der Bandvorzug 5 ist von zwei Klemmvorrichtungen 6, 7 umgeben, welche auf eine nur teilweise dargestellte Führungsschiene 8 herabsenkbar sind.The inventive arrangement is shown in FIG. 1 comprises a rotatably arranged drum 1 whose lateral surface with an annular groove is provided for receiving an unwound from a supply roll 3 Separatorbandes 4 2. Between supply roll 3 and drum 1 there is a tape advance 5 , which is intended to prevent uncontrolled unrolling of the tape 2 from the supply roll 1 . The band preference 5 is surrounded by two clamping devices 6, 7 , which can be lowered onto a guide rail 8 which is only partially shown.

Die Trommel 1 ist auf einer Stirnfläche mit wenigstens einem nut förmigen Einschnitt 9 versehen, dessen Längsachse 10 waagerecht zur Drehachse der Trommel 1 verläuft. Im Einschnitt 9 ist eine in axialer Richtung zuführbare Elektrodenplatte 11 unterzubringen. Einschnitt 9 hat in seiner Längsachse 10 ein rechteckiges Profil, das in seiner Breite einer Elektrodenplatte entspricht. Er ist in beiden Richtungen seiner Längsachse 10 mit spaltartigen Öff nungen zur Ringnut 2 der Trommel 1 versehen.The drum 1 is provided on an end face with at least one groove-shaped incision 9 , the longitudinal axis 10 of which runs horizontally to the axis of rotation of the drum 1 . In the incision 9 , an electrode plate 11 that can be fed in the axial direction is to be accommodated. Notch 9 has a rectangular profile in its longitudinal axis 10 , the width of which corresponds to an electrode plate. It is provided in both directions of its longitudinal axis 10 with slot-like openings to the annular groove 2 of the drum 1 .

Im Bereich der Mantelfläche bzw. der Ringnut 2 ist die Trommel 1 mit jeweils sich diagonal gegenüberliegenden Sperrklinken 12 und spaltförmigen Einschnitten 13 versehen. Die Sperrklinken 12 arbeiten mit einer Klemmvorrichtung 14 zusammen und dienen zur Befestigung des Separatorbandes 4 auf der Trommel 1. Zur Lösung des Bandes 4 ist eine Klinkenlösung 15 vorgesehen, die ebenfalls in die Sperrklinke 12 eingreifen kann. Neben den Sperrklinken 12 ist die Trommel auf ihrer Mantelfläche mit zwei sich diagonal gegenüberliegenden nutförmigen Einschnitten 13 versehen, die in Richtung der Trommelachse verlaufen und als Gegenblock für ein Trennmesser 16 dienen. Zur Verbesserung des Trennvorgangs - z. B. bei Kunststoffseparatoren - ist das Messer 16 heizbar. Als Messer dient in diesem Fall ein Heizdraht. In the area of the lateral surface or the annular groove 2, the drum 1 is provided with diagonally opposite pawls 12 and slot-shaped incisions 13 . The pawls 12 work together with a clamping device 14 and serve to fasten the separator belt 4 on the drum 1 . To release the band 4 , a pawl solution 15 is provided, which can also engage in the pawl 12 . In addition to the pawls 12 , the drum is provided on its outer surface with two diagonally opposite groove-shaped incisions 13 which run in the direction of the drum axis and serve as a counter block for a separating knife 16 . To improve the separation process - e.g. B. in plastic separators - the knife 16 is heated. In this case, a heating wire serves as the knife.

Gemäß Fig. 2 ist die Trommel 1 mit zwei nutförmigen Einschnit ten 9 versehen, deren Längsachsen 10 sehnenartig verlaufen und zueinander parallel angeordnet sind. Diese Einschnitte 9 sind auf einer Seite so weit zu öffnen, daß mit Hilfe einer Vorschub vorrichtung 17 blattförmige Elektrodenplatten 11 einzuführen sind.Referring to FIG. 2, the drum 1 with two groove-shaped Einschnit is provided th 9 whose longitudinal axes extend like chords 10 and arranged in parallel. These incisions 9 are to be opened on one side so far that 17 sheet-shaped electrode plates 11 are to be introduced with the aid of a feed device.

Der Transport der Elektrodenplatten 11 erfolgt gemäß Fig. 1 über ein Zuführgerät 18. Es enthält einen in horizontaler Rich tung schwenkbaren Tragarm 19, der mit Hilfe einer Antriebsvor richtung 20 bewegt werden kann. Der Tragarm 19 ist mit einer Plattenaufnahmevorrichtung 21 versehen, die eine Vakuumansaug vorrichtung zum Aufnehmen jeweils einer Platte von einem Plat tenstapel 22 enthält. Im Schwenkbereich des Tragearms liegt die Aufnahmebühne 23 der parallel zur Trommelachse beweglichen Vorschubeinrichtung 17. Sie dient zum Einlegen der Elektroden platte 11 in den in Fig. 2 erkennbaren unteren nutförmigen Ein schnitt 9 der Trommel 1. Nach Einbringen der Elektrodenplatte wird der Einschnitt 9 durch die auf der Trommel 1 verschiebbar angeordnete seitliche Plattenführung 24 mit Hilfe eines Arbeits zylinders 25 geschlossen.According to FIG. 1, the electrode plates 11 are transported via a feed device 18 . It contains a support arm 19 which can be pivoted in the horizontal direction and which can be moved with the aid of a drive device 20 . The support arm 19 is provided with a plate receiving device 21 , the vacuum suction device for receiving one plate from a plate tenstapel 22 contains. In the pivoting range of the support arm receiving stage 23 is movable parallel to the drum axis feed mechanism 17th It is used to insert the electrode plate 11 in the visible in FIG. 2, groove-like bottom a section 9 of the drum 1. After inserting the electrode plate, the incision 9 is closed by the side plate guide 24, which is displaceably arranged on the drum 1, with the aid of a working cylinder 25 .

Die Trommel 1 ist in zwei Positionen arretierbar, in denen je weils ein nutförmiger Einschnitt 9 mit seiner Längsachse 10 einen Wickeldorn 26 schneidet. Die Drehachsen von Trommel 1 und Wickeldorn 26 sind parallel angeordnet. Der Wickeldorn 26 ist arretierbar, so daß der Spalt zum Einfädeln einer Elektro denplatte 11 sich in Richtung der Längsachse 10 des Einschnitts 9 befindet. Auf der Gegenseite der Längsachse befinden sich zwei Schubvorrichtungen 27, 28, die beide durch Arbeitszylinder in den nutförmigen Einschnitt 9 in Richtung seiner Längsachse einschiebbar angeordnet sind. Die Schubvorrichtung 27 dient gemäß Fig. 1 zur u-förmigen Umhüllung der Elektrodenplatte 11 mit dem Separatorband 4 durch Vorschub einer die Elektrodenplat te tragenden Plattenführung 29 in Richtung der Längsachse 10, während Schubvorrichtung 28 zum Einfädeln der mit Separator um kleideten Vorderkante in den Spalt des Wickeldorns 26 vorgesehen ist. Die innerhalb der Trommel verschiebbar angeordnete Platten führung 29 hat die Form eines L; sie ist mit ihrem Anschlag le diglich in Richtung der Trommeldrehachse arretierbar. Um ein Herausschleudern der Plattenführung durch Fliehkraft während der Trommeldrehung zu verhindern, ist eine Arretiervorrichtung 30 mit Arretierungsstift vorgesehen. Sie ist in der Arbeits position zu lösen. Der für beide Schubvorrichtungen zugehörige Rückholzylinder 31 ist mit Schubvorrichtung 27 verbunden.The drum 1 can be locked in two positions, in each of which a groove-shaped incision 9 with its longitudinal axis 10 cuts a mandrel 26 . The axes of rotation of drum 1 and mandrel 26 are arranged in parallel. The winding mandrel 26 can be locked so that the gap for threading an electric denplatte 11 is in the direction of the longitudinal axis 10 of the incision 9 . On the opposite side of the longitudinal axis there are two pushing devices 27, 28 , both of which are arranged so that they can be inserted into the groove-shaped incision 9 in the direction of its longitudinal axis by working cylinders. The pusher 27 serves as shown in FIG. 1 for the U-shaped covering of the electrode plate 11 with the separator tape 4 by advancing a plate guide 29 carrying the electrode plate in the direction of the longitudinal axis 10 , while the pusher 28 for threading the separator-clad leading edge into the gap of the Winding mandrel 26 is provided. The slidably arranged plate guide 29 has the shape of an L; it can be locked with its stop le diglich in the direction of the axis of rotation of the drum. In order to prevent the plate guide from being thrown out by centrifugal force during the rotation of the drum, a locking device 30 with a locking pin is provided. It must be released in the working position. The logging cylinder 31 associated with both pushing devices is connected to pushing device 27 .

Nach einer Teilumdrehung der Wickelnadel wird eine Elektroden platte 32 der anderen Polarität in Richtung Drehachse des Wickel dorns 26 transportiert.After a partial rotation of the winding needle, an electrode plate 32 of the other polarity is transported in the direction of the axis of rotation of the winding mandrel 26 .

Gemäß Fig. 1 verläuft die Transportrichtung für die zweite Elek trodenplatte 32 im spitzen Winkel zur Längsachse 10 des nutför migen Einschnitts 9 radial in Richtung Wickeldorn 26. Die über ein zweites Zuführgerät 33 in die Zuführvorrichtung einlegbare zweite Elektrodenplatte 32 ist durch eine ähnlich aufgebaute Einschubvorrichtung wie sie für die Einfädelung der 1. Elektrode bereits erläutert ist, unmittelbar vor die Wickelnadel 26 zu verschieben; Zuführgerät 33 enthält einen schwenkbaren Tragarm mit einer Vakuumsaugvorrichtung zum Abheben der Elektroden platte 32 von einem Plattenstapel. Im Schwenkbereich des Trag armes liegt die Aufnahmebühne einer parallel zur Achse des Wickelsdorns 26 verschiebbaren Vorschubrichtung 35. Sie dient zum Einlegen der positiven Platten 32 in einen Platten schieber 36, der mit einem Transportzylinder 37 sowie einen Einschubzylinder 38 zum Einführen der zweiten Elektrodenplatte 32 in den durch Teildrehung der Wickelnadel 26 entstandenen Wickel vorgesehen ist. Die Wirkungsrichtung des Plattenschie bers 36 sowie der Arbeitszylinder 37 und 38 verläuft in radialer Richtung zur Achse des Wickeldorns 26. Der Plattenschieber 36 ist durch eine seitliche Plattenführung 34 zu verschließen. Referring to FIG. 1, the direction of transport for the second Elek trodenplatte 32 extends at an acute angle to the longitudinal axis 10 of the nutför-shaped notch 9 radially toward winding mandrel 26. The second electrode plate 32 , which can be inserted into the feeding device via a second feeding device 33 , can be moved directly in front of the winding needle 26 by a similarly designed insertion device as already explained for the threading in of the 1st electrode; Feed device 33 contains a pivotable support arm with a vacuum suction device for lifting the electrode plate 32 from a plate stack. In the pivoting range of the support arm, the receiving platform is a feed direction 35 which is displaceable parallel to the axis of the winding mandrel 26 . It serves for inserting the positive plates 32 into a plate slide 36 , which is provided with a transport cylinder 37 and an insertion cylinder 38 for inserting the second electrode plate 32 into the winding formed by partial rotation of the winding needle 26 . The direction of action of the plate slide 36 and the working cylinders 37 and 38 extend in the radial direction to the axis of the winding mandrel 26 . The knife gate valve 36 is to be closed by a lateral plate guide 34 .

Mit Hilfe der Vorschubrichtung 35 ist die Elektrodenplatte 32 neben die Knickkante im Spaltbereich der bereits eingefädelten und aufgewickelten ersten Elektrode 11 aufzubringen, so daß sie mit ihrer unteren Seite auf der Innenseite des zunächst aus erster Elektrode 11 und Separatorband 4 bestehenden Wickels zu liegen kommt.With the aid of the feed direction 35 , the electrode plate 32 is to be applied next to the fold edge in the gap area of the already threaded and wound up first electrode 11 , so that its lower side comes to rest on the inside of the winding which initially consists of the first electrode 11 and separator tape 4 .

Die eigentliche Wickelvorrichtung besteht nach Fig. 1 aus dem Wickeldorn 26, einem in axialer Richtung verschiebbaren Gegen lager 40 sowie eine in radialer Richtung zum Gegenlager wirken den Arretiervorrichtung 41 für die richtige Stellung des Spaltes der Wickelnadel. Die Arretierung 41 greift in die Nut eines auf der Drehachse angeordneten Ringes 42 ein, der auch bei axialer Verschiebung des Gegenlagers eine formschlüssige Verbindung zuläßt. In seiner Arbeitsposition greift das Gegenlager durch den zylindrischen Hohlraum 43 eines Schwenkarmes 44 in den Mittel punkt des Wickeldorns 26; nach Beendigung des Wickelvorganges ist das Gegenlager 40 durch axiale Verschiebung aus dem zylin drischen Hohlraum 43 herauszuschieben. Schwenkarm 44 ist axial symmetrisch aufgebaut und dient zur Entfernung des Elektroden wickels 39 aus der Wickelstation. Zum Abstreifen des Wickels 39 vom Wickeldorn 26 ist ein Abstreifer 45 vorgesehen, der eine Schiebeplatte mit einer Öffnung enthält, welche auf dem Wickel dorn 26 verschiebbar angeordnet ist. Die Schiebeplatte ist bis vor den Hohlraum 43 innerhalb des Schwenkarmes verschiebbar; sie ist mit einer in Richtung Wickel 39 verschiebbaren Andruck rolle 46 verbunden. Andruckrolle 46 soll ein selbständiges Auf springen des Elektrodenwickels 39 aufgrund seiner Federspannung bis zum Eindringen in den zylindrischen Hohlraum 43 verhindern. Der Schwenkarm 44 ist jeweils um 180° schwenkbar; er wird nach jedem Schwenkvorgang arretiert. Nach einer Drehung um 180° be findet sich der mit dem Elektrodenwickel 39 versehene zylindri sche Hohlraum 43 in einer Beringungsstation, die zur Bandage des Wickels 39 mit Hilfe eines dünnen Metallringes 47 dient. Die jeweiligen Links-, Rechtsdrehungen des Schwenkarmes 44 um 180° werden durch Antrieb 48 betätigt.The actual winding device according to FIG. 1 consists of the mandrel 26 , an axially displaceable counter bearing 40 and a radial direction to the counter bearing act the locking device 41 for the correct position of the gap of the winding needle. The lock 41 engages in the groove of a ring 42 arranged on the axis of rotation, which allows a positive connection even when the thrust bearing is axially displaced. In its working position, the counter bearing engages through the cylindrical cavity 43 of a swivel arm 44 in the center point of the winding mandrel 26 ; after completion of the winding process, the thrust bearing 40 is to be pushed out of the cylindrical cavity 43 by axial displacement. Swivel arm 44 is axially symmetrical and is used to remove the electrode winding 39 from the winding station. For stripping the winding 39 from the winding mandrel 26 , a stripper 45 is provided, which contains a sliding plate with an opening which is arranged on the winding mandrel 26 slidably. The sliding plate can be moved up to the cavity 43 within the swivel arm; it is connected to a pressure roller 46 which can be displaced in the direction of the winding 39 . Pressure roller 46 is intended to prevent the electrode winding 39 from jumping on its own due to its spring tension until it penetrates into the cylindrical cavity 43 . The swivel arm 44 can be swiveled through 180 °; it is locked after every swiveling operation. After a rotation of 180 ° be found with the electrode coil 39 cylindri cal cavity 43 in a ringing station, which serves to bandage the coil 39 with the aid of a thin metal ring 47 . The respective left and right turns of the swivel arm 44 through 180 ° are actuated by drive 48 .

Die Beringungsstation enthält gemäß Fig. 1 zwei untere Ring backen 49 und 50, von denen Ringbacke 49 horizontal verschieb bar angeordnet ist. Im zusammengeschobenen Zustand bilden die beiden unteren Ringbacken eine kreisförmige Mulde, die zur Auf nahme des Metallringes 47 vorgesehen ist. Die Zuführung des Ringes 47 erfolgt durch eine Ringtransportvorrichtung 51, welche in gleicher Richtung wie die untere Ringbacke 49 verschiebbar ist und in eine Position oberhalb der durch die Ringbacken 49, 50 gebildeten Mulde zu bringen ist. Weiterhin befindet sich oberhalb der durch die Ringbacken gebildeten Mulde eine senk recht nach unten wirkende Ringpositionierung 52, welche den zuzuführenden Ring 47 aus dem Ringtransport 51 in die von den Ringbacken gebildete Mulde einbringt und zentriert. Zur exakten Anpassung des Ringdurchmessers ist ein zylinderförmiger Aufweit dorn 53 vorgesehen, welcher in Richtung der Ringachse in den Innenraum des Ringes 47 einschiebbar ist. Schwenkarm 44 und die Ringbacken 49, 50 sind unmittelbar nebeneinanderliegend so aufgebaut, daß die Achse des zylindrischen Hohlraumes 43 bei Arretierung des Schwenkarmes 44 in einer Arbeitsposition mit der Achse des Ringes identisch ist. Ebenfalls in Richtung der Ringachse ist ein Transportzylinder 54 angeordnet, durch den der Elektrodenwickel aus dem zylindrischen Hohlraum 43 herausge schoben und in den Ring eingeschoben werden kann. In einer zweiten Schubbewegung ist es möglich, mit Hilfe des Transport zylinders 54 den beringten Wickel aus dem Bereich der Ring backen 49, 50 zu entfernen. Dabei kann der Wickel in eine Trans porteinheit geschoben werden, welche den Elektrodensatz zu den weiteren Bearbeitungsstationen führt.The ringing station contains Fig mutandis. 1, two bottom baking ring 49 and 50, of which the ring jaw 49 is arranged horizontally displaceable bar. When pushed together, the two lower ring jaws form a circular trough, which is provided for taking on the metal ring 47 . The ring 47 is supplied by a ring transport device 51 which can be displaced in the same direction as the lower ring jaw 49 and is to be brought into a position above the trough formed by the ring jaws 49, 50 . Furthermore, above the trough formed by the ring jaws there is a vertical ring positioning 52 which acts downwards and brings the ring 47 to be supplied from the ring transport 51 into the trough formed by the ring jaws and centers it. For exact adaptation of the ring diameter, a cylindrical expanding mandrel 53 is provided, which can be inserted into the interior of the ring 47 in the direction of the ring axis. Swivel arm 44 and the ring jaws 49, 50 are constructed so that they lie directly next to one another so that the axis of the cylindrical cavity 43 is identical to the axis of the ring when the swivel arm 44 is locked in a working position. Also in the direction of the ring axis, a transport cylinder 54 is arranged through which the electrode coil can be pushed out of the cylindrical cavity 43 and inserted into the ring. In a second pushing movement, it is possible to remove the ringed coil from the area of the ring baking 49, 50 with the aid of the transport cylinder 54 . The winding can be pushed into a transport unit, which leads the electrode set to the other processing stations.

Im folgenden ist der Verlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Beispiels näher erläutert.The following is the course of the method according to the invention explained in more detail using an example.

Gemäß Fig. 1 befindet sich bandförmiges Separatormaterial 4 auf eine Vorratsrolle 3. Die Breite des Bandes ist abhängig von der Höhe des herzustellenden Elektrodenwickels bzw. vom Typ der Zelle. Die Stärke des Separators beträgt ca. 0,25 mm. Das Separatorband wird über einen Bandvorzug 5 über eine nur zum Teil dargestellte Führungsschiene 8 in den Bereich der Ringnut 2 der Trommel 1 ge bracht und mit Hilfe einer Klemmvorrichtung 14 in die Sperrklinke 12 eingeklemmt. Gleichzeitig wird durch ein erstes Zuführgerät 18 eine negative Elektrodenplatte 11 mit Hilfe einer Unterdruck saugvorrichtung von einem Plattenstapel 22 abgenommen und auf den Vorschub 17 für die negative Platte 11 gelegt. Der untere seitliche Einschnitt 9 der Trommel ist gemäß Fig. 2 geöffnet. Nach Fig. 1 wird die Platte 11 durch den Vorschub 17 in den unteren seitlichen Einschnitt geschoben. Zur besseren Übersicht wurde in Fig. 1 auf die Darstellung des unteren seitlichen Ein schnitts verzichtet. Nach dem Einschiebevorgang wird die seit liche Plattenführung 24 geschlossen und gleichzeitig der Vorschub 17 für die negative Platte 11 zurückgefahren. Eine Separator klemmvorrichtung 7 preßt das Separatorband 4 auf die Führungs schiene, wobei gleichzeitig der Bandvorzug 5 nach unten fällt und eine Schlaufe gebildet wird. Die Länge der Schlaufe ist von der Stärke des fertigen Wickels abhängig; sie wird durch den Umfang der Trommel 1 bzw. Teilstücke derselben bestimmt. An schließend fährt die Separatorklemmvorrichtung 6 auf die Führungs schiene 8 herunter und hält den Separator 4 fest. Danach bewegt sich der Bandvorzug 5 in die Ausgangslage zurück und Klemmvor richtung 7 wird wiederum gelöst. Trommel 1 wird dann soweit ge dreht, bis der Wickeldorn 26 in der Ebene der Fläche der Elek trodenplatte 11 liegt. Anschließend wird eine Separatorklemm vorrichtung 55 auf das Band 4 herabgesenkt; das mit einem heiz baren Glühfaden versehene Trennmesser 16 fährt herunter und schneidet in einem nutförmigen Einschnitt 13 der Trommel 1 das Separatorband 4 ab. Daraufhin wird die Klemmvorrichtung 14 herabgesenkt, um in der Sperrklinke 12 der Trommel 1 das Sepa ratorband 4 einzuklemmen; anschließend fährt die Klemmvorrich tung 14 wieder in ihre Ausgangsstellung zurück. Im unteren Teil der Trommel greift die Klinkenlösung 15 in die Sperrklinke 12 ein und löst die Separatoreinklemmung. Die Arretierung 30 der Plattenführung 29 wird gelöst. Während der Rückholzylinder 31 für die Plattenführung 29 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt, schiebt Transportzylinder 27 die negative Platte 11 auf der Plat tenführung bis vor die Wickelnadel 26, wobei die Platte mit dem Separatorband 4 u-förmig umhüllt wird. Anschließend schiebt der Einschubzylinder 28 die negative Platte mit der u-förmig umhüllten Vorderkante in den Spalt des Wickeldorns 26. Der Wickeldorn 26 wird sodann um ca. 270° gedreht, wobei gleichzeitig die Andruck rolle 46 die negative Platte 11 mit dem Separatorband 4 an die Wickelnadel 15 preßt. Die Drehachse des Gegenlagers 40 zur Ab stützung des Wickeldorns ist durch den zylindrischen Hohlraum 43 des Schwenkarmes 44 geführt und mit dem Wickeldorn 26 formschlüs sig verbunden. Gleichzeitig ist der Schwenkarm 44 arretiert. Die Klinkenlösung 15 und der Einschubzylinder 28 für die mit Separatorband 4 versehene Elektrodenplatte fahren in ihre Aus gangsstellungen zurück. Der Rückholzylinder 31 schiebt die Plattenführung 29 sowie die Transportvorrichtung 27 um den Radius des späteren Elektrodenwickels zurück.Referring to FIG. 1 there is band-shaped separator 4 on a supply roll 3. The width of the band depends on the height of the electrode coil to be manufactured or on the type of cell. The thickness of the separator is approximately 0.25 mm. The separator belt is brought about a band preference 5 via a guide rail 8 only partially shown in the area of the annular groove 2 of the drum 1 and clamped with the aid of a clamping device 14 in the pawl 12 . Simultaneously, a negative electrode plate 11 is by means of a vacuum suction device removed from a plate stack 22 and sent to the feed 17 for the negative plate 11 by a first feeder 18th The lower lateral incision 9 of the drum is open according to FIG. 2. According to Fig. 1, the plate 11 is pushed by the feed 17 in the lower lateral incision. For a better overview, the representation of the lower lateral section A has been omitted in Fig. 1. After the insertion process, the plate guide 24 since closed, and at the same time the feed 17 for the negative plate 11 is retracted. A separator clamping device 7 presses the separator belt 4 onto the guide rail, with the belt preference 5 simultaneously falling down and a loop being formed. The length of the loop depends on the thickness of the finished roll; it is determined by the circumference of the drum 1 or parts thereof. At closing the separator clamping device 6 moves down to the guide rail 8 and holds the separator 4 . Thereafter, the tape preference 5 moves back to the starting position and Klemmvor device 7 is released again. Drum 1 is then rotated until the mandrel 26 lies in the plane of the surface of the electrode plate 11 . Then a Separatorklemm device 55 is lowered onto the belt 4 ; the separating knife 16 provided with a heatable filament moves down and cuts off the separator strip 4 in a groove-shaped incision 13 in the drum 1 . Then the clamping device 14 is lowered in order to clamp the separator band 4 in the pawl 12 of the drum 1 ; then the device 14 Klemmvorrich moves back to its original position. In the lower part of the drum, the pawl solution 15 engages in the pawl 12 and releases the separator pinch. The lock 30 of the plate guide 29 is released. While the log cylinder 31 for the plate guide 29 returns to its initial position, the transport cylinder 27 pushes the negative plate 11 on the plate guide up to the winding needle 26 , the plate being wrapped in a U-shape with the separator belt 4 . Then the insertion cylinder 28 pushes the negative plate with the U-shaped wrapped front edge into the gap of the winding mandrel 26 . The mandrel 26 is then rotated by about 270 °, while the pressure roll 46 presses the negative plate 11 with the separator belt 4 on the winding needle 15 . The axis of rotation of the thrust bearing 40 for supporting the mandrel is guided through the cylindrical cavity 43 of the swivel arm 44 and connected to the mandrel 26 in a positive-locking manner. At the same time, the swivel arm 44 is locked. The pawl solution 15 and the insertion cylinder 28 for the electrode plate provided with separator tape 4 move back into their starting positions. The log cylinder 31 pushes the plate guide 29 and the transport device 27 back by the radius of the later electrode coil.

Die positiven Platten 32 werden gemäß Fig. 1 durch eine ähnliche Vorrichtung wie die negativen Platten 11 in den Bereich der Wickelvorrichtung gebracht. Ein zweites Zuführgerät 33 greift durch Saugwirkung vom Plattenstapel eine positive Elektroden platte 32 und legt diese nach Beendigung der Saugwirkung in die Vorschubvorrichtung 35 für die positive Platte ein. Vorschub 35 führt die Platten seitlich in den Plattenschieber 36 ein. Anschließend wird die seitliche Plattenführung 34 geschlossen und die Vorschubvorrichtung 35 in ihre Ausgangslage zurückge führt. Der Transportzylinder 37 für die positive Platte schiebt den Plattenschieber 36 bis vor die Wickelnadel 26. Dann bringt der Einschubzylinder 38 die Elektrodenplatte 32 in den bereits teilgewickelten Bereich der negativen Elektrodenplatte ein. Dabei stößt die mit einer zusätzlichen Isolierkante versehene positive Elektrodenplatte 32 hinter die Knickkante der mit dem Separator versehenen negativen Elektrodenplatte 11. Durch die zusätzliche Isolierung der Vorderkante soll ein späterer Kurz schluß durch mögliche Beschädigungen des Separators verhindert werden. Anschließend wird der Elektrodensatz zu einem Wickel 39 fertiggestellt. Der Abstreifer 45 für den fertigen Wickel schiebt den Elektrodensatz auf der Wickelnadel 26 in den Hohlraum 43 des Schwenkarmes 44, wobei gleichzeitig die Andruckrolle 46 den Elektrodensatz zusammenhält. Weiterhin wird das Gegenlager 40 für die Wickelnadel in seine Ruhestellung zurückgefahren. Nach Einbringen des Elektrodensatzes im Schwenkarm 44 werden Abstrei fer 45 und Andruckrolle 46 ebenfalls zurückgefahren. Anschlie ßend wird der um Drehmpunkt 56 bewegliche Schwenkarm 44 mit Hilfe der Antriebsvorrichtung 48 um 180° gedreht und in seiner Position arretiert.The positive plates 32 are according to Fig. 1 brought by a device similar to the negative plates 11 in the region of the winding device. A second feed device 33 engages a positive electrode plate 32 by suction from the plate stack and places this after the suction in the feed device 35 for the positive plate. Feed 35 inserts the plates laterally into the plate slide 36 . Then the side plate guide 34 is closed and the feed device 35 leads back to its initial position. The transport cylinder 37 for the positive plate pushes the plate slide 36 up to the winding needle 26 . Then the insertion cylinder 38 brings the electrode plate 32 into the already partially wound area of the negative electrode plate. In this case, the positive electrode plate 32 provided with an additional insulating edge abuts behind the fold edge of the negative electrode plate 11 provided with the separator. The additional insulation of the front edge is to prevent a later short circuit due to possible damage to the separator. The electrode set to form a coil 39 is then completed. The stripper 45 for the finished winding pushes the electrode set on the winding needle 26 into the cavity 43 of the swivel arm 44 , the pressure roller 46 simultaneously holding the electrode set together. Furthermore, the counter bearing 40 for the winding needle is moved back into its rest position. After inserting the electrode set in the swivel arm 44 , stripper fer 45 and pressure roller 46 are also retracted. Subsequently, the swivel arm 44 , which is movable about the pivot point 56, is rotated by 180 ° with the aid of the drive device 48 and locked in its position.

Gemäß Fig. 1 wird die verschiebbare Ringbacke 49 an die feste Ringbacke 50 herangeschoben, während gleichzeitig der Ring transport 51 mit einem Ring 47 aus einem Vorratsmagazin versehen wird. Er hält diesen Ring oberhalb der durch beide Ringbacken 49, 50 gebildeten halbkreisförmigen Mulde. Anschließend wird die Ringpositionierung 52 in vertikaler Richtung durch den Ring transport 51 gefahren und der Ring 47 aus dem Ringtransport in die geschlossenen Ringbacken 49, 50 eingelegt und festgehalten. Danach wird der Aufweitdorn 53 in den Ring eingeschoben; nach dessen Aufweitung wird er wieder in seine Ausgangsstellung zu rückgezogen. Anschließend wird der Elektrodenwickel 39 aus dem zylindrischen Hohlraum 43 durch den Transportzylinder 54 heraus geschoben und in den in den geschlossenen Ringbacken 49, 50 be findlichen Ring 47 eingeschoben. Anschließend werden die Ring positionierung 52 und der Ringtransport 51 in ihre Ausgangs stellung zurückgebracht; gleichzeitig wird die verschiebbare Ringbacke 49 geöffnet. Der Transportzylinder 54 schiebt in einem zweiten Hub den nunmehr mit dem Ring versehenen Elektroden wickel aus der durch die geöffneten Ringbacken 49 und 50 ge bildeten Mulde auf eine Transporteinheit, welche ihn zu nachge schalteten Fertigungsstationen führt.Referring to FIG. 1, the slidable ring jaw is pushed towards the fixed jaw 50 ring 49 while the ring transport is provided 51 with a ring 47 from a storage magazine. He holds this ring above the semicircular trough formed by both ring jaws 49, 50 . Then the ring positioning 52 is moved in the vertical direction through the ring transport 51 and the ring 47 from the ring transport in the closed ring jaws 49, 50 is inserted and held. Then the expanding mandrel 53 is inserted into the ring; after its expansion, it is pulled back into its starting position. Subsequently, the electrode coil 39 is pushed out of the cylindrical cavity 43 through the transport cylinder 54 and inserted into the closed ring jaws 49, 50 be sensitive ring 47 . Then the ring positioning 52 and the ring transport 51 are returned to their starting position; at the same time the displaceable ring jaw 49 is opened. The transport cylinder 54 pushes in a second stroke the now provided with the ring electrodes wrap from the ge formed by the open ring jaws 49 and 50 trough on a transport unit, which leads him to downstream production stations.

Die einzelnen Verfahrensschritte werden mit Hilfe bekannter Folge steuerungen durchgeführt.The individual process steps are carried out with the help of known sequences controls carried out.

Claims

1. A process for the production of spiral electrodes and separators as an electrode set for galvanic elements, in particular for alkaline batteries, wherein leaf-shaped electrodes are inserted into the gap of a mandrel and wound by subsequent rotation, characterized in that a rotatably arranged on the lateral surface Drum ( 1 ) from a supply roll ( 3 ) rollable separator belt ( 4 ) is clamped in that a first sheet-like electrode ( 11 ) from the drum ( 1 ) is pushed in a vertical direction to the axis of rotation against the separator belt ( 4 ) and after separation of the separator band of the ( 4 ) is at least partially wrapped in a U-shape, that the electrode ( 11 ) is transported in the same direction in a second thrust, and with its U-shaped wrapped front edge in the gap of a winding needle ( 26 ) is inserted and that the winding needle is then rotated through an angle of at least 90 °, that then a second sheet-shaped electrode ( 32 ) is guided in the direction of the winding needle ( 26 ) and is wound together with the first electrode ( 11 ) to form an electrode set ( 39 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that the winding needle ( 26 ) is rotated in a range from 10 ° to 300 °.

3. The method according to claim 2, characterized in that after the winding process, the electrode set ( 39 ) by a pressure roller ( 46 ) is held together until it is displaced in the direction of the winding axis in a cylindrical cavity ( 43 ).

4. The method according to claim 2, characterized in that the electrode set ( 39 ) after leaving the cavity ( 43 ) is provided with a thin-walled banding ring ( 47 ).

5. Device for performing the method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the drum ( 1 ) has on its outer surface an annular groove ( 2 ) with a rectangular cross-section for receiving the separator belt ( 4 ) that in the area of the annular groove each have diagonally opposite clamping or separating devices ( 12, 13 ) and that the drum contains at least one groove-shaped incision ( 9 ) as a receiving space for a sheet-shaped electrode plate ( 11 ), which has two opposing gap-like openings in the region of the annular groove ( 2 ) is provided that the drum can be locked, the longitudinal axis ( 10 ) of the incision ( 9 ) on one side meeting the winding needle ( 26 ) perpendicular to its axis of rotation and that on the other side a pushing device ( 27 ) at the level of the plate guide ( 29 ) and an insertion device ( 28 ) in the direction of the longitudinal axis in the receiving space ( 9 ) are retractable and that a second plate feed ng ( 36, 37, 38 ) is provided, the transport direction of which is directed at an acute angle to the longitudinal axis ( 10 ) onto the winding needle ( 26 ) and forms a right angle with the axis of rotation thereof.

6. The device according to claim 5, characterized in that the plate guide ( 29 ) can be locked and that a radially to the drum ( 1 ) slidably arranged side plate guide ( 24 ) is provided as a closure.

7. Device according to one of claims 5 or 6, characterized in that the drum ( 1 ) contains two groove-shaped cuts ( 9 ), the longitudinal axes ( 10 ) of which are arranged in a sinew shape on the end face of the drum, both longitudinal axes running parallel to one another.

8. Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that a stripping device ( 45 ) in the axial direction on the winding mandrel ( 26 ) can be pushed, wherein the winding needle can be guided through an opening of the stripper.

9. Device according to one of claims 5 to 8, characterized in that the stripping device contains a pressure roller ( 46 ), the axis of rotation of which runs parallel to the axis of the wic keldorns ( 26 ).