DE68908396T2

DE68908396T2 - Ausrichtevorrichtung.

Info

Publication number: DE68908396T2
Application number: DE89901729T
Authority: DE
Inventors: Robert Hopwood
Original assignee: TBS Engineering Ltd
Current assignee: TBS Engineering Ltd
Priority date: 1988-01-22
Filing date: 1989-01-13
Publication date: 1994-03-10
Anticipated expiration: 2009-01-14
Also published as: WO1989006867A2; EP0398921A1; EP0327208A2; DE68908396D1; EP0398921B1; WO1989006867A3; ES2044228T3; US5123160A; EP0327208A3; JP2851335B2; JPH03503329A

Description

Die Erfindung berifft eine Vorrichtung zur fluchtenden Anordnung von Platten und Separatoren in einer Gruppe zwecks Verwendung in einer Akkumulatorenbatterie.
Bei den meisten modernen Batterien werden die Zellen mit Gruppen gefüllt, die aus abwechelnd angeordneten Platten mit Stromfahnen und mikroporösen Separatoren bestehen, welche im allgemeinen größere Abmessungen haben als die Platten mit Ausnahme der Stromfahnen, die von der ganzen Gruppe vorstehen. Vor dem Einsetzen in ihre Zellen verden die Stromfahnen einem Gießvorgang unterworfen, und es ist hierfür und für andere Herstellungsschritte wichtig, daß die Platten und die Separatoren korrekt innerhalb der Gruppe positioniert sind. Es gibt eine Anzahl von verschiedenen Maschinen zur Durchführung des Gießvorganges vor dem Einsetzen der Gruppen in die Batteriezellen. Diese Maschinen halten die Gruppen in Haltern, in denen sie von einer Arbeitsstation zur nächsten befördert werden. Bevor die Gruppen in dem Halter festgelegt werden, werden sie mnuell von einem Arbeiter eingesetzt, der einige Zeit braucht, um sicherzustellen, daß die Platten und die Separatoren einen ordentlichen Stapel bilden, und der nach dem Beladen die Stromfahnen der Platten in Fluchtung bringt. Dies ist nicht nur ein langsamer Vorgang, sondern er erfordert auch, daß die Breite des Halters nur geringfügig größer ist als diejenige der Gruppe, was den Beladevorgang weiter verlangsamt. Daraus ergibt sich, daß die Beladezeit beträchtlich länger sein kann als jeder andere Schritt im Maschinenzyklus, so daß sie die Gesamtzeit des Arbeitszyklus der Maschine bestimmt.
Aus den japanischen Patent-Auszügen, Bd. 6, Nr. 170 (E-128) (1048) ist eine Vorrichtung zur fluchtenden Anordnung von Batterieplatten und Separatoren bekannt, die eine vibrierenden Trageinrichtung, Mittel zum Ergreifen der Platten und der Separatoren und Mittel aufweist, welche die Platten in Fluchtung bringen. US-A-3 052 968 (KERNS) offenbart einen Batterieplatten-Fluchtungsmaschine mit einer in Vibration versetzbaren Plattform, Zentrierklappen für die Separatoren und Führungsschienen für die Plattenfahnen.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur fluchtenden Anordnung von Platten mit Stromfahnen und Separatoren in einer Gruppe für eine Akkumulatorenbatterie, mit einer Trageinrichtung zum Vibrieren der Platten und Separatoren derart, daß sie sich relativ zueinander frei bewegen, Mitteln zum Ergreifen einer Seite der vibrierenden separatoren, um diese in Fluchtung zu bringen, Mitteln zum Ergreifen der vibrierenden Platten, um diese in Fluchtung zu bringen, und Mitteln zum Andrücken der Platten und der Separatoren an die Trageinrichtung, mit dem Kennzeichen, daß die Trageinrichtung zwei unabhängige Träger zum Stützen der betreffenden Seiten der Platten aufweist sowie Mittel zum Bewegen der Träger derart, daß sie an ihren betreffenden Seiten in entgegengesetzten Richtungen wirken.
In einer bevorzugten Ausführung enthält die Trageinrichtung Mittel zum Induzieren einer Vibration der Träger. Die Vibrationsmittel können zumindest eine vertikale Vibration der Träger induzieren, und es hat sich gezeigt, daß eine relativ niederfrequente Vibration besonders brauchbar ist, um eine zufriedenstellende Bewegung der Separatoren zu erreichen. Vorzugsweise induzieren die Vibrationsmittel auch zumindest eine im wesentlichen horizontale Vibration der Träger, die eine im wesentlichen kreisförmige Bewegung der Träger einschließt. Diese horizontale Vibration ist vorzugsweise eine verhältnismäßig hochfrequente Vibration, da dies zum Lösen der Platten für eine Bewegung besonders wirkungsvoll ist.
Die Mittel zum Andrücken der Platten und der Separatoren an die Träger können ein oder mehrere Gewichte aufweisen, die mit deren Oberkanten zusammenwirken. Zweckmäßigerweise kann ein auf die Separatoren wirkendes Gewicht und ein weiteres Gewicht für jeden Satz von Plattenfahnen vorgesehen sein.
Die Vorrichtung kann weiterhin eine Bezugswand aufweisen, die einen seitlichen Anschlag für die Separatoren bildet, und die Mittel zum Ergreifen der Separatoren können von einer weiteren Wand gebildet sein, die parallel zu der Bezugswand und zu dieser hin und von dieser wegbewegbar ist. Alternativ können beide Wände beweglich oder feststehend sein. Die Wände können von den Wänden eines Halters für die Batteriegruppen gebildet sein, und dies hat den zusätzlichen Vorteil, daß ihr Abstand voneinander größer sein kann als normal beim Be- und Entladevorgang, wodurch die Handhabung der Gruppen wesentlich erleichtert wird. Der Halter hat Mittel, welche die Gruppen in ihm klemmen und im wesentlichen entlang einer sich zwischen den Wänden erstreckenden Achse wirken.
Die Mittel zum Ergreifen der Platten können für jeden Satz Fahnen zwei beabstandete, relativ bewegbare Wände aufweisen, die zum Ergreifen der Fahnen nach innen bewegbar sind. Vorzugsweise sind die Wände eines Paares relativ zueinander nach außen und unten geneigt, und die auf die Fahnen wirkenden Gewichte können sich zwischen den Wänden erstrecken. Alternativ können sie parallel zu den Wänden oder einwärts derselben angeordnet sein.
Die Vorrichtung kann weiterhin Mittel zum Hin- und Wegbewegen der Trageinrichtung zu bzw. von der Position aufweisen,, in der die Gruppen in Fluchtung gebracht werden, sowie Mittel zum Bewegen der die Fahnen in Fluchtung bringenden Mittel hin zu und weg von dieser Position.
Bei bestimmten Arten von Platten hat sich gezeigt, daß sie während des Fluchtungsvorganges in eine Schräglage kippen können und die Vibrationen der Trageinrichtung nicht ausreichen, um die Platten richtigzustellen. Daher kann die genannte Trageinrichtung zwei unabhängige Träger zum Stützen von betreffenden Seiten der Platten aufweisen sowie Mittel zum Bewegen der Träger derart, daß sie auf ihren betreffenden Seiten in entgegengesetzten Richtungen wirken.
Demnach können die Träger als Vibriationsförderer ausgebildet sein, die in direkt entgegengesetztem Sinn gerichtet sind. Die Träger können Hälften eines in Längsrichtung geteilten Tisches sein.
Die Erfindung besteht weiterhin in einer Maschine zur Herstellung von Platten für Akkumulatorenbatterien, welche die vorstehend definierte Vorrichtung enthält. Wenn die Maschine eine Bürst- und Flußmittelstation aufweist, kann die Vorrichtung zweckmäßig auf dieser Station angeordnet werden, da dieser Vorgang eine verhältnismäßig kurze Zykluszeit benötigt.
Die Erfindung kann auf verschiedene Weise ausgeführt werden, und spezielle Ausführungsbeispiele werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist eine Draufsicht einer Maschine zur Verwendung bei der Herstellung von Platten für Akkumulatorenbatterien,
Fig. 2 ist eine schematische Endansicht einer Vorrichtung zur fluchtenden Anordnung von Platten mit Stromfahnen und Separatoren in einer Gruppe,
Fig. 3 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung von Fig. 2, wobei ihr Fluchtungskopf angehoben ist,
Fig. 4 ist eine vergrößerte Teil-Endansicht, die eine alternative Ausbildung dieses Kopfes zeigt,
Fig. 5 ist die Endansicht eine Vorrichtung, um Platten entsprechend der Erfindung in Fluchtung zu bringen, und
Fig. 6 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung von Fig. 5.
In Fig. 1 ist eine Maschine zum Gießen von Polbrücken an Gruppen von Batterieplatten und Separatoren allgemein mit 10 bezeichnet. Die Maschine hat eine Beladestation 11, eine Bürst- und Flußmittelstation 12, eine Gießstation 13 und eine Entladestation 14.
Halter 15 für Gruppen von Platten und Separatoren sind um den Umfang eines Tisches 16 herum angeordnet und können auf dem Tisch nacheinander durch die Stationen 11 bis 14 bewegt werden.
Für die im folgenden beschriebene Vorrichtung wird vorgeschlagen, daß eine Wand 17 feststehend sein soll, um eine Bezugsfläche für die Seiten der Platten und der Separatoren zu bilden, während die gegenüberliegende Wand 18 in eine äußere Stellung federbelastet und so angeordnet ist, daß sie auf die Bezugswand zu bewegt werden kann. Mit dem hierdurch verfügbaren großen Abstand kann der Arbeiter auf der Beladestation 11 Gruppen von Platten und Separatoren aufnehmen und in den Halter 15 laden, ohne daß er besonders auf ihre relativen Lagen achten muß. Der Tisch wird dann zur Bürst- und Flußmittelstation 12 befördert, auf der die Fluchtungseinrichtung 19 (Fig.2) angeordnet ist.
Diese Einrichtung hat einen Tisch 20, der auf einem Rahmen angeordnet ist, welcher durch einen Hydraulikzylinder 21 angehoben werden kann, um den Tisch vom Rest der Maschine zu isolieren, sowie einen in senkrechter Richtung wirkenden niederfrequenten Vibrator 22. Auf den Tisch 20 wirkt außerdem ein weiterer, zyklisch horizonal wirkender Vibrator 23. Oberhalb des Tisches und in einem Abstand davon befindet sich ein Kopf 24, der Paare von Fahnen-Fluchtungswänden 25,26 trägt, die innerhalb eines Paares aufeinander zu bewegt werden können. Zwischen den Wänden befindet sich ein frei angeordnetes Gewicht 27, und ein weiteres Gewicht 27a hängt in der Mitte des Kopfes 24. Alternativ können zwei Gewichte nahe den Kanten der Platten vorgesehen sein. Der Kopf 24 ist an einem Hydraulikzylinder 28 oder einem anderen Hebezeug angebracht zwecks Bewegung auf den Tisch 20 zu und von diesem weg. Die Einrichtung enthält auch den Halter 15 und einen Hydraulikzylinder 29 zum Bewegen der Wand 18 des Halters nach innen.
Im Betrieb bringt der Halter 15 Platten 31 und parallel dazwischen liegende Separatoren 30 zur Fluchtungseinrichtung 19. Wie vorher beschrieben wurde, sind die Platten und Separatoren in diesem Stadium noch nicht in Fluchtung. Wenn der Halter 15 in die Position gemäß Fig. 2 und 3 gelangt, bewegt sich der Tisch 20 nach oben, um die Gruppe aus Separatoren 30 und Platten 31 zu ergreifen, worauf die (nicht gezeigte) Klammer auf dem Halter 15 gelöst wird. Der Tisch 20 wird nun von den Vibratoren 22 und 23 vibriert, wobei sich gezeigt hat, daß eine Kombination von niederfrequenten vertikalen Vibrationen und hochfrequenten kreisförmigen horizontalen Vibrationen den Stapel von Platten und Separatoren in der Gruppe freimacht für eine Relativbewegung. Der Hydraulikzylinder 29 drückt dann die Wand 18 nach innen, um die Kanten der Separatoren 30 an die Bezugswand 17 zu drücken und in eine seitlich fluchtende Position zu bringen. Unmittelbar danach wird der Kopf 24 abgesenkt, so daß die Gewichte 27 und 27a mit den Platten 31 bzw. den Separatoren 30 in Berührung kommen und diese fest nach unten auf den Tisch 20 drücken, womit eine senkrecht fluchtende Position für die Platten und die Separatoren erreicht wird. Dann werden die Wände 25,26 aufeinander zu bewegt, um die hochstehenden Fahnen 32 an den Platten 31 zu ergreifen und damit die Platten 31 in Fluchtung zu bringen. Die Gruppe ist daher in allen Richtungen in Fluchtung und wird dann auf dem Halter 15 wieder zusammengeklemmt, und der Tisch 20 und der Kopf 24 bewegen sich weg von dem Halter 15, damit dieser zu der Bürst- und Flußmittelstation gedreht werden kann.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, können die Wände 25 und 26 auf Wellen 33,34 angeordnet werden, die miteinander kämmende Zahnräder 35,36 tragen, so daß die Drehung einer der Wellen entweder eine Einwärts- oder eine Auswärtsbewegung der Wände bewirkt. Zweckmäßigerweise divergieren die Wände nach unten, so daß sie selbst die Seiten von stark nichtfluchtenden Fahnen ergreifen können, ohne daß sie sich oben auf den Fahnen verklemmen.
Bei der Ausführung gemäß Fig. 5 und 6 ist der Träger 20 in zwei Hälften 40 und 41 geteilt, die jeweils durch Blattfedern 42 und 43 an einer Grundplatte 44 angebracht sind, die wiederum durch Antivibrationslager 46 und 47 an einem Unterrahmen 45 befestigt ist. Die gesamte Einheit kann durch den Kolben 21 vertikal bewegt werden. Wie vorher werden niederfrequente Vibrationen durch einen Kolbenvibrator 22 induziert, der in diesem Fall auf die Grundplatte 44 wirkt.
Es ist ersichtlich, daß die äußeren Blattfedern 42 jeweils senkrecht, die inneren Blattfedern 43 jedoch nach innen schräggestellt sind. Dies bedeutet, daß, wenn die betreffenden Trägerteile 40, 41 von ihren Linearvibratoren 48,49 vibriert werden, diese als Vibrationsförderer wirken und daher bestrebt sind, alles auf ihrer Oberfläche befindliche nach außen zu bewegen, wie dies durch die Pfeile in der Zeichnung angedeutet ist.
Wenn also eine Fahne 32 durch die Fahnen-Fluchtungswände 25,26 (die bei dieser Konstruktion in Eingriff gedreht werden) ergriffen wird, so wird die Platte 31 aus der in Fig. 5 gezeigten Lage gekippt, wobei ihre Ecke 31a nach links gezogen wird, bis ihr Fuß 31b auf dem Tisch 41 landet. In dieser Position steht die Platte 31 nun in gleicher Weise auf den Trägern 40 und 41 und die betreffenden Antriebskräfte gleichen sich aus.
Es wurde gefunden, daß diese hochfrequente Vibration eine adäquate Substitution für die vorher erwähnte kreisförmige Vibration ist und den Vorteil hat, daß das Problem von kippenden Platten gelöst ist.
Die Vorrichtung kann besonders vorteilhaft sein, wenn eine automatische Beladung dem Halters erfolgt, da sie die Notwendigkeit einer akkuraten Fluchtung in diesem Stadium beseitigt.
Wenn die alternierenden Platten in Separator-Hüllen enthalten sind, kann es notwendig sein, sie durch seitlichen Druck, z.B. von einer beweglichen Wand, in Fluchtung gegen eine feste Bezugsfläche zu schieben.

Claims

1. Vorrichtung zur fluchtenden Anordnung von Platten mit Stromfahnen und Separatoren in einer Gruppe für eine Akkumulatorbatterie, mit einer Trageinrichtung (20) zum Vibrieren der Platten (31) und der Separatoren (30), so daß sie sich relativ zueinander frei bewegen, Mitteln (18,29) zum Ergreifen einer Seite der vibrierenden Separatoren (30), um diese in Fluchtung zu bringen, Mitteln (25,26) zum Ergreifen der vibrierenden Platten (31), um diese in Fluchtung zur bringen, und Mitteln (27) zum Andrücken der Platten und der Separatoren an die Trageinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageinrichtung (20) zwei unabhängige Träger (40,41) zum Stützen der betreffenden Seiten der Platten (31) aufweist sowie Mittel (42,43,48,49) zum Bewegen der Träger (40,41) derart, daß sie auf ihren betreffenden Seiten in entgegengesetzten Richtungen wirken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel (20,21) zum Induzieren einer Vibration der Trageinrichtung.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsmittel (22) zumindest eine vertikale Vibration der Trageinrichtung induzieren.

4. Vorrichtung nach einem der vohergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsmittel (22) zumindest niederfrequente Vibrationen induzieren.

5. Vorrichtung nach einern der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsmittel (48,49) eine im wesentlichen horizontale Vibration induzieren.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontale Vibration im wesentlichen kreisförmig und/oder hochfrequent ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (40,41) als Vibrationsförderer ausgebildet sind, die in direkt entgegengesetztem Sinn gerichtet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurh gekennzeichnet, daß die Träger (40,41) jeweils eine Hälfte eines in Längsrichtung geteilten Tisches bilden.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (27) zum Andrücken der Platten (31) und der Separatoren (30) an die Trageinrichtung (20) ein oder mehrere Gewichte (27) aufweisen, die mit den oberen Kanten der Platten und der Separatoren in Eingriff bringbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf die Separatoren (30) wirkendes Gewicht (27a) und ein weiteres Gewicht (27) für jeden Satz von Platten-Stromfahnen vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Bezugswand (17), die einen seitlichen Anschlag für die Separatoren (30) bildet, wobei die Mittel zum Ergreifen der Separatoren von einer weiteren Wand (18) gebildet sind, die parallel zur Bezugswand (17) und auf diese zu und von dieser wegbewegbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugswand (17) beweglich ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Ergreifen der Separatoren eine feststehende Wand (17) aufweisen.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Platten ergreifenden Mittel zwei beabstandete, relativ zueinander bewegbare Wände (25,26) für jeden Satz von Stromfahnen aufweisen zum Ergreifen derselben durch eine nach innen gerichtete Relativbewegung.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind zum Bewegen der Trageinrichtung (20) zu der und weg von der Stelle, an der die Gruppen in Fluchtung gebracht werden.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel (28) zum Bewegen der die Stromfahnen in Fluchtung bringenden Mittel (25,26) auf diese Stelle zu und von dieser weg.

17. Maschine (10) zur Herstellung von Akkumulatorenbatterien oder Teilen derselben mit einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.