IT201700015423A1 - Apparato e metodo di avvolgimento - Google Patents

Apparato e metodo di avvolgimento

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IT201700015423A1
IT201700015423A1 IT102017000015423A IT201700015423A IT201700015423A1 IT 201700015423 A1 IT201700015423 A1 IT 201700015423A1 IT 102017000015423 A IT102017000015423 A IT 102017000015423A IT 201700015423 A IT201700015423 A IT 201700015423A IT 201700015423 A1 IT201700015423 A1 IT 201700015423A1
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Description

APPARATO E METODO DI AVVOLGIMENTO
Background dell’invenzione
[0001] L’invenzione concerne un apparato e un metodo di avvolgimento, in particolare per avvolgere materiale almeno in parte in forma di nastro, o striscia, o foglio.
[0002] In modo specifico, ma non esclusivo, l’invenzione può essere applicata per la produzione di dispositivi di accumulo di energia elettrica.
[0003] La tecnica nota comprende vari apparati di avvolgimento utilizzati per la produzione di dispositivi di accumulo di energia elettrica. In questi apparati il nucleo di avvolgimento è in genere di forma oblunga, non circolare, per cui il movimento del materiale da avvolgere può essere incostante e disomogeneo. Sono stati proposti diversi sistemi di compensazione per rendere più costante e omogeno il movimento del materiale che viene alimentato al nucleo di avvolgimento.
[0004] La pubblicazione brevettuale US 5,312,064 descrive l’avvolgimento di un foglio su una bobina azionata in rotazione, in cui un rullo è azionato a compiere un movimento alternato per mantenere il foglio in pressione contro la bobina.
[0005] La pubblicazione brevettuale EP 2595233 A2 descrive un apparato avente un nucleo di avvolgimento, un gruppo di compensazione lungo l’asse Y per compensare gli spostamenti verticali del nastro in ingresso e un gruppo di compensazione lungo l’asse X per compensare variazioni della velocità del nastro dovute all’avvolgimento così da mantenere una tensione uniforme sul nastro stesso.
[0006] La pubblicazione brevettuale KR 20140015994 A descrive un apparato di avvolgimento avente un nucleo rotante di forma oblunga e un sistema di regolazione della tensione che compensa le variazioni di tensione generate dalla forma del nucleo di avvolgimento tramite un moto alternato lineare, con un gruppo di regolazione ausiliario dotato di un braccio oscillante sul quale è fissato un rullo di tensionamento.
[0007] La pubblicazione brevettuale JP 6168736 A descrive un metodo e un apparato di avvolgimento per produrre un corpo a elettrodi muovendo il centro di rotazione di una piastra lungo una traiettoria circolare.
[0008] La pubblicazione brevettuale US 2006/0123622 A1 descrive un dispositivo per realizzare elementi di stoccaggio di energia elettrica, con rulli di laminazione per laminare fogli, in cui i laminati sono avvolti da mezzi avvolgitori comprendenti un mandrino avente un profilo sagomato e un rullo pressore che lo contatta.
[0009] La pubblicazione brevettuale JP 2001243971 A descrive un dispositivo di avvolgimento che evita le oscillazioni della velocità di avvolgimento del materiale in foglio, con un nucleo di avvolgimento a sezione non circolare, un rullo rotante attorno ad un asse di rotazione e mezzi di spostamento che spostano la posizione del centro del rullo in funzione della rotazione del nucleo di avvolgimento.
[0010] La pubblicazione brevettuale JP 2001233511 A descrive un avvolgitore con un membro di avvolgimento azionato in rotazione attorno a un asse di avvolgimento Z, con mezzi volventi disposti per spostare l’asse di avvolgimento Z, con un meccanismo di regolazione della velocità angolare del membro di avvolgimento e con un meccanismo di regolazione della velocità angolare dei mezzi volventi, per muovere il membro di avvolgimento secondo un moto lineare uniforme mantenendo una tensione uniforme ed evitando oscillazioni della velocità di avvolgimento.
[0011] La pubblicazione brevettuale JP 2003146538 A descrive un metodo e un dispositivo di avvolgimento in cui un nucleo di avvolgimento piatto è supportato da una piastra mobile su una superficie piana perpendicolare all’asse di rotazione del nucleo di avvolgimento secondo una direzione orizzontale e una direzione verticale.
[0012] La pubblicazione brevettuale JP 2012051725 A descrive un dispositivo di avvolgimento con un nucleo non circolare per avvolgere il materiale, un motore che aziona in rotazione il nucleo e un meccanismo di trasmissione del moto dal motore al nucleo che include ruote dentate configurate affinché la velocità del moto rotatorio trasmesso dalle ruote dentate sia variabile in funzione dell’angolo del nucleo.
Sommario dell’invenzione
[0013] Uno scopo dell’invenzione è di fornire un apparato di avvolgimento che consente un avanzamento regolare e uniforme del/i materiale/i da avvolgere.
[0014] Un vantaggio è di provvedere un apparato di avvolgimento con un sistema di compensazione che avvolge il materiale in maniera omogenea anche se il nucleo girevole, attorno al quale viene avvolto il materiale, ha forma non circolare.
[0015] Un vantaggio è di realizzare un apparato di avvolgimento in grado di ridurre oscillazioni e/o accelerazioni del/i materiale/i processato/i.
[0016] Un vantaggio è di assicurare una tensione costante e uniforme del/i materiale/i alimentato/i all’apparato di avvolgimento.
[0017] Un vantaggio è rendere disponibile un apparato di avvolgimento idoneo per la produzione di dispositivi di accumulo di energia elettrica.
[0018] Un vantaggio è di fornire un metodo per la produzione di dispositivi di accumulo di energia elettrica di elevata qualità con un elevato rendimento.
[0019] Un vantaggio è di dare luogo a un apparato di avvolgimento costruttivamente semplice ed economico e facilmente adattabile a cambi di formato, in particolare al cambio di dimensioni e/o forma del nucleo di avvolgimento.
[0020] Un vantaggio è di avvolgere con precisione e affidabilità del/i materiale/i su un nucleo di avvolgimento, in particolare a sezione non circolare.
[0021] Un vantaggio è di consentire l’avvolgimento del/i materiale/i su un nucleo non circolare, così come, se necessario, su un nucleo circolare.
[0022] Tali scopi e vantaggi ed altri ancora sono raggiunti da un apparato e/o da un metodo secondo una o più delle rivendicazioni sotto riportate.
[0023] In un esempio, un apparato per avvolgere materiale/i comprende un nucleo di avvolgimento azionato in rotazione da un asse di rotazione che è portato da un primo elemento rotante (manovella) azionato in rotazione da un asse di rotazione che a sua volta è portato da un secondo elemento rotante (manovella). I suddetti tre assi di rotazione (del nucleo e dei due elementi rotanti) sono motorizzati in maniera indipendente da rispettive camme elettriche, con tre (distinte) leggi di moto, una per il moto di avvolgimento del nucleo e le altre due per i due moti di compensazione degli elementi rotanti.
[0024] L’asse di rotazione del nucleo di avvolgimento può essere azionato con un moto rotatorio unidirezionale, ad esempio con una velocità di rotazione ad andamento ondulatorio (sinusoidale), in particolare con valori di minimo a velocità nulla. L’asse di rotazione del primo elemento rotante può essere azionato con un moto rotatorio (continuo) unidirezionale. L’asse di rotazione del secondo elemento rotante può essere azionato con un moto rotatorio (continuo) unidirezionale.
[0025] L’apparato di avvolgimento può essere usato, in particolare, per la produzione di dispositivi di accumulo di energia elettrica.
[0026] Le tre camme elettriche possono essere programmate con tre leggi di moto, una per il moto di avvolgimento e le altre due per i due moti di compensazione, configurate per annullare (o comunque per ridurre notevolmente) la variazione della posizione del/i materiale/i all’ingresso del nucleo e per annullare (o comunque per ridurre notevolmente) la variazione della velocità del/i materiale/i all’ingresso del nucleo.
Breve descrizione dei disegni
[0027] L’invenzione potrà essere meglio compresa ed attuata con riferimento agli allegati disegni che ne illustrano un esempio non limitativo di attuazione.
[0028] La figura 1 mostra uno schema di un esempio di un apparato di avvolgimento realizzato in accordo con la presente invenzione.
[0029] La figura 2 è una vista laterale schematica di un esempio di un apparato di avvolgimento realizzato in accordo con la presente invenzione.
[0030] La figura 3 mostra i diagrammi, in funzione del tempo, dello spostamento angolare e della velocità angolare degli angoli θ, α, β di figura 1.
Descrizione dettagliata
[0031] Con 1 è stato indicato nel suo complesso un apparato di avvolgimento, in particolare per avvolgere materiale/i M in forma di nastro, striscia, foglio, eccetera, attorno a un nucleo di avvolgimento.
[0032] L’apparato di avvolgimento 1 può essere utilizzato, in particolare, nella produzione di un dispositivo di accumulo di energia elettrica, ad esempio per avvolgere materiale/i M comprendente/i mezzi a elettrodo (ad esempio almeno una membrana elettrodica) e/o mezzi a separatore (ad esempio almeno un elemento separatore per elettrodi, in particolare un elemento separatore almeno in parte in forma di nastro).
[0033] L’apparato di avvolgimento 1 può comprendere, in particolare, mezzi di alimentazione (non illustrati, ad esempio di tipo noto) per alimentare il/i materiale/i M almeno lungo un piano di alimentazione (orizzontale). Tali mezzi di alimentazione possono comprendere, ad esempio, almeno una bobina di svolgimento di materiale.
[0034] L’apparato di avvolgimento 1 può comprendere, in particolare, almeno un telaio F. L’apparato di avvolgimento 1 può comprendere, in particolare, almeno un primo elemento rotante accoppiato girevolmente al telaio F. L’apparato di avvolgimento 1 può comprendere, in particolare, almeno un secondo elemento rotante accoppiato girevolmente al primo elemento rotante. L’apparato di avvolgimento 1 può comprendere, in particolare, almeno un nucleo di avvolgimento S del materiale accoppiato girevolmente al secondo elemento rotante. Il primo elemento rotante può essere azionato in rotazione da mezzi motori. Il secondo elemento rotante può essere azionato in rotazione da mezzi motori. Il nucleo di avvolgimento S può essere azionato in rotazione da mezzi motori. Il primo elemento rotante, il secondo elemento rotante e il nucleo di avvolgimento S possono essere azionati in rotazione con azionamenti indipendenti gli uni dagli altri (mediante tre mezzi di azionamento distinti e indipendenti tra loro).
[0035] Il primo elemento rotante può comprendere, in particolare, primi mezzi a manovella R1 azionati in rotazione da un primo asse h (orizzontale) motorizzato portato dal telaio F. I primi mezzi a manovella R1 possono comprendere, in particolare, almeno una prima manovella montata sul telaio F. Il primo asse h può ricevere il moto di rotazione, in particolare, da un primo motore M1. Il primo asse h può essere, in particolare, coassiale con un albero motore del primo motore M1.
[0036] Il secondo elemento rotante può comprendere, in particolare, secondi mezzi a manovella R2 azionati in rotazione da un secondo asse j (orizzontale) motorizzato portato dai primi mezzi a manovella R1. I secondi mezzi a manovella R2 possono comprendere, in particolare, almeno una seconda manovella montata sulla prima manovella. Il secondo asse j può ricevere il moto di rotazione, in particolare, da un secondo motore M2. Il secondo asse j può essere, in particolare, coassiale con un albero motore del secondo motore M2. Il secondo motore M2 può essere supportato dai primi mezzi a manovella R1. Il secondo asse j può essere, in particolare, parallelo al primo asse h. In altri esempi, non illustrati, il secondo motore M2 potrebbe essere montato sul telaio F e collegato al secondo asse j per mezzo di un meccanismo di trasmissione del moto che può comprendere, ad esempio, un rotismo, in particolare un rotismo epicicloidale (un sistema a planetario e satelliti).
[0037] Il nucleo S di avvolgimento può comprendere, in particolare, un nucleo con sezione (trasversale retta) di forma non circolare sul quale avvolgere il materiale (in film). Il nucleo S può avere, ad esempio, una sezione (trasversale retta) di forma piatta. Il nucleo S può avere, ad esempio, una sezione (trasversale retta) di forma rettangolare. Il nucleo S può essere, ad esempio, a forma di lamina. Il nucleo S può avere, ad esempio, una sezione (trasversale retta) di forma ellittica, ovale, romboidale, oblunga, eccetera. Il nucleo S potrebbe avere, comunque, una sezione (trasversale retta) di forma circolare.
[0038] Il nucleo S può essere azionato in rotazione da un terzo asse k (orizzontale) motorizzato portato dai secondi mezzi a manovella R2. Il terzo asse k può ricevere il moto di rotazione, in particolare, da un terzo motore M3. Il terzo asse k può essere, in particolare, coassiale con un albero motore del terzo motore M3. Il terzo motore M3 può essere supportato dai secondi mezzi a manovella R2. Il terzo asse k può essere, in particolare, parallelo al primo asse h e/o al secondo asse j.
[0039] Il primo asse h, il secondo asse j e il terzo asse k possono essere, come in questo esempio, motorizzati in maniera indipendente tra loro.
[0040] Il primo elemento rotante (primi mezzi a manovella R1) può essere, in particolare, girevolmente accoppiato al telaio F mediante l’interposizione di primi mezzi di supporto al rotolamento 10. Il secondo elemento rotante (secondi mezzi a manovella R2) può essere, in particolare, girevolmente accoppiato al primo elemento rotante mediante l’interposizione di secondi mezzi di supporto al rotolamento 20 portati dal primo elemento rotante. Il nucleo S di avvolgimento può essere, in particolare, girevolmente accoppiato al secondo elemento rotante mediante l’interposizione di terzi mezzi di supporto al rotolamento 30 portati dal secondo elemento rotante.
[0041] L’apparato di avvolgimento 1 può comprendere, in particolare, mezzi di controllo elettronici programmabili (CPU) dotati di istruzioni di programma di computer per controllare il primo asse h e/o il secondo asse j e/o il terzo asse k con, rispettivamente, una prima legge di moto, una seconda legge di moto e una terza legge di moto.
[0042] La prima legge di moto può essere diversa dalla seconda legge di moto. La seconda legge di moto può essere diversa dalla terza legge di moto. La prima legge di moto può essere diversa dalla terza legge di moto. La prima legge di moto può comprendere, in particolare, una velocità di rotazione non costante del primo asse h. La seconda legge di moto può comprendere, in particolare, una velocità di rotazione non costante del secondo asse j. La terza legge di moto può comprendere, in particolare, una velocità di rotazione non costante del terzo asse k.
[0043] La prima legge di moto, la seconda legge di moto e la terza legge di moto possono essere generate impostando come vincoli almeno due parametri comprendenti almeno una posizione di una porzione del nucleo S o di una porzione del materiale M e almeno una velocità di una porzione del nucleo S o di una porzione del materiale M. In particolare, la prima legge di moto, la seconda legge di moto e la terza legge di moto possono essere generate impostando i seguenti vincoli: la posizione di ingresso del materiale M nel nucleo S non varia e la velocità di ingresso del materiale M nel nucleo S non varia.
[0044] La figura 3 illustra un esempio dell’andamento nel tempo delle tre leggi di moto, mostrando, in particolare, nel grafico in alto, l’andamento degli spostamenti angolari α (alpha), β (beta), θ (theta) (espressi in gradi sessagesimali), rispettivamente del primo asse h, del secondo asse j e del terzo asse k e, inoltre, nel grafico in basso, il corrispondente andamento delle velocità angolari α’, β’, θ’ (in giri al minuto). Gli angoli α (alpha), β (beta), θ (theta) possono essere misurati prendendo come riferimento (zero), come in questo esempio, una linea orizzontale.
[0045] In base alla terza legge di moto, il nucleo S potrebbe ruotare, come in questo esempio, attorno al proprio asse (terzo asse k) con una velocità di rotazione θ’ che varia in maniera periodica, ad esempio con andamento sinusoidale, raggiungendo due valori massimi e due valori minimi di velocità θ’ nel corso di un giro completo del nucleo S attorno al proprio asse (terzo asse k). I due valori minimi di velocità θ’ possono essere, come in questo esempio, due valori uguali a zero.
[0046] In base alla prima, alla seconda e alla terza legge di moto, a un giro completo di rotazione del nucleo S potrebbero corrispondere, come in questo esempio, due giri completi di rotazione dei primi mezzi a manovella R1 e due giri completi di rotazione dei secondi mezzi a manovella R2.
[0047] La prima legge di moto e/o la seconda legge di moto e/o la terza legge di moto possono essere impostate in base ad almeno un valore di spessore del materiale M in maniera da compensare l’aumento di dimensioni del nucleo S che avviene ad ogni giro di avvolgimento, dovuto all’accumulo del materiale M avvolto sul nucleo stesso.
[0048] I due elementi rotanti (primi mezzi a manovella R1 e secondi mezzi a manovella R2) sono configurati in maniera da compiere, rispettivamente, un primo moto (orbitale) di compensazione e un secondo moto (orbitale) di compensazione, in particolare attorno, rispettivamente, a un primo asse di rotazione h e a un secondo asse di rotazione j. I moti di compensazione possono essere regolati, in particolare, al fine di mantenere costante la posizione del materiale M (almeno in parte in formato di film) all’ingresso del nucleo S di avvolgimento e/o al fine di mantenere costante la velocità di avanzamento del materiale M (nella direzione di avanzamento A) all’ingresso del nucleo S.
[0049] In un esempio non illustrato, il primo asse motorizzato h può essere collegato ai mezzi di azionamento (primo motore M1) mediante mezzi di trasmissione del moto (ad esempio mezzi a ingranaggio). In un esempio non illustrato, il secondo asse motorizzato j può essere collegato ai mezzi di azionamento (secondo motore M2) mediante mezzi di trasmissione del moto (ad esempio mezzi a ingranaggio). In un esempio non illustrato, il terzo asse motorizzato k può essere collegato ai mezzi di azionamento (terzo motore M3) mediante mezzi di trasmissione del moto (ad esempio mezzi a ingranaggio).
[0050] Come si è visto, i tre assi h, j, k possono essere motorizzati in maniera indipendente l’uno dall’altro. In particolare, i tre assi h, j, k possono essere azionati in rotazione da tre motori M1, M2, M3 distinti tra loro. I tre motori M1, M2, M3 possono comprendere, in particolare, motori di tipo noto (ad esempio motori elettrici).
[0051] Come detto, le camme elettriche che regolano la rotazione dei tre assi h, j, k possono essere programmate (generando le tre rispettive leggi di moto) avendo come vincoli almeno due parametri i quali comprendono una posizione e una velocità di almeno un corpo mobile coinvolto nell’avvolgimento, ad esempio una porzione del nucleo S o una porzione del materiale M, al fine di imporre un moto omogeneo del materiale.
[0052] Un primo parametro può comprendere, ad esempio, la posizione del materiale M in corrispondenza di un’estremità del nucleo S, in particolare l’estremità di ingresso del materiale M nel nucleo S, ovverosia l’estremità del nucleo S che, di volta in volta, ad ogni mezzo giro della rotazione di avvolgimento, riceve il materiale M che avanza (lungo il piano di alimentazione) per essere avvolto. Il vincolo può prevedere, ad esempio, che l’estremità del nucleo S rimanga sempre, durante l’avvolgimento, disposta sul piano di alimentazione del materiale M, o in prossimità di tale piano.
[0053] Un secondo parametro può comprendere, ad esempio, la velocità del materiale M in corrispondenza della suddetta estremità del nucleo S (o la velocità lungo il piano di alimentazione del materiale M che deve essere avvolto). Il vincolo può prevedere, ad esempio, che la velocità della suddetta estremità del nucleo S (o del materiale M disposto su tale estremità) abbia sempre, durante l’avvolgimento, un valore costante (in direzione e/o in valore assoluto) o comunque un valore entro un definito intervallo di variabilità.
[0054] È possibile prevedere che uno o più dei tre assi h, j, k di rotazione siano controllati in maniera da compiere almeno un moto di recupero (ad esempio in almeno una direzione trasversale al suddetto piano di alimentazione) per seguire l’aumento progressivo di volume del prodotto (materiale M) che man mano si sta avvolgendo attorno al nucleo S, in maniera da facilitare il rispetto dei vincoli sopra citati.
[0055] Durante l’avvolgimento del materiale M sul nucleo S di avvolgimento, il nucleo S ruota con una velocità di rotazione θ’ controllata da una camma elettrica (che controlla il terzo motore M3 di azionamento del terzo asse k) attorno al terzo asse di rotazione k che a sua volta esegue una traiettoria controllata dalle due camme elettriche che controllano il primo motore M1 di azionamento del primo asse h e il secondo motore M2 di azionamento del secondo asse j. Le tre camme elettriche sono configurate in maniera che la posizione di ingresso del materiale M (la posizione all’ingresso del nucleo S, in corrispondenza dell’estremità del nucleo S che a ogni mezzo giro riceve il materiale) sia costante e in maniera che sia costante anche la velocità di avanzamento del materiale M nella direzione A di avanzamento (orizzontale).
[0056] Il sistema sopra descritto, in cui il moto di avvolgimento (rotazione) del nucleo S attorno al proprio asse di rotazione k e il moto di compensazione (con due gradi di libertà, determinati in questo esempio dalle rotazioni dei due assi h e j) dell’asse di rotazione k del nucleo S sono azionati in maniera indipendente tra loro, in particolare mediante tre motorizzazioni distinte, consente di ottenere la costanza della posizione e della velocità di ingresso del materiale M.
[0057] Il primo asse h motorizzato e il secondo asse j motorizzato, pertanto, possono cooperare insieme per generare il moto di compensazione (con due gradi di libertà), ovverosia la combinazione dello spostamento angolare dell’angolo α (alpha) del primo elemento rotante (primi mezzi a manovella R1) e dello spostamento angolare dell’angolo β (beta) del secondo elemento rotante (secondi mezzi a manovella R2). Il terzo asse k motorizzato genera il moto di avvolgimento che, nel caso specifico, comprende uno spostamento angolare dell’angolo θ (theta), ovverosia una rotazione del nucleo S su se stesso attorno al terzo asse k.
[0058] Le variazioni di posizione e di velocità di avanzamento del materiale M all’ingresso del nucleo S sono annullate mediante le tre camme elettriche di controllo degli azionamenti dei tre assi motorizzati h, j, k. Come detto, le leggi di moto delle camme elettriche possono essere generate iterativamente prendendo come vincoli di processo la posizione di ingresso e la velocità di avanzamento del materiale M, calcolando istante per istante la posizione angolare θ (theta) del nucleo S di avvolgimento, la posizione angolare β (beta) del secondo elemento rotante (secondi mezzi a manovella R2) e la posizione angolare α (alpha) del primo elemento rotante (primi mezzi a manovella R1) idonee per rispettare i vincoli imposti. È possibile imporre un ulteriore vincolo che tiene conto dell’aumento graduale di volume del nucleo S ad ogni giro di avvolgimento, man mano che il materiale M avvolto si accumula sul nucleo S.
[0059] Come detto, i grafici riportati nella parte in alto in figura 3 mostrano un esempio pratico degli andamenti delle posizioni angolari del nucleo S rotante (angolo θ (theta) di avvolgimento), del secondo elemento rotante (angolo β (beta) di compensazione) e del terzo elemento rotante (angolo α (alpha) di compensazione) per un singolo giro di avvolgimento (rotazione di 360° del nucleo S) in un esempio di processo di avvolgimento, in funzione del tempo (in secondi). I grafici riportati nella parte in basso di figura 3 mostrano i corrispondenti andamenti delle velocità di rotazione del nucleo S (velocità θ’ (theta’) di avvolgimento) e del sistema di compensazione con due gradi di libertà (velocità β’ (beta’) e α’ (alpha’)), in giri al minuto, per lo stesso giro di avvolgimento.
[0060] Si osserva che per ogni giro del nucleo S di avvolgimento (rotazione di 360° del nucleo S su se stesso) in questo esempio sono previsti due giri del primo asse h di compensazione e due giri del secondo asse j di compensazione (rotazione di 720° dei primi mezzi a manovella R1 e di 720° dei secondi mezzi a manovella R2).
[0061] Come detto, il sistema di compensazione sopra descritto può essere controllato in maniera da compensare, nei giri successivi al primo, il graduale aumento di dimensioni del nucleo S dovuto all’accumulo del materiale avvolto.

Claims (12)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato di avvolgimento (1) comprendente: - un telaio (F); - primi mezzi a manovella (R1) azionati in rotazione da un primo asse (h) motorizzato portato da detto telaio (F); - secondi mezzi a manovella (R2) azionati in rotazione da un secondo asse (j) motorizzato portato da detti primi mezzi a manovella (R1); - un nucleo (S) di forma non circolare sul quale avvolgere materiale (M), detto nucleo (S) essendo azionato in rotazione da un terzo asse (k) motorizzato portato da detti secondi mezzi a manovella (R2).
  2. 2. Apparato secondo la rivendicazione 1, in cui detti primo asse (h), secondo asse (j) e terzo asse (k) sono motorizzati in maniera indipendente tra loro.
  3. 3. Apparato secondo la rivendicazione 2, comprendente mezzi di controllo elettronici programmabili dotati di istruzioni di programma di computer per controllare detti primo asse (h), secondo asse (j) e terzo asse (k) con, rispettivamente, una prima legge di moto, una seconda legge di moto e una terza legge di moto.
  4. 4. Apparato secondo la rivendicazione 3, in cui: - detta prima legge di moto è diversa da detta seconda legge di moto; e/o - detta seconda legge di moto è diversa da detta terza legge di moto; e/o - detta prima legge di moto è diversa da detta terza legge di moto.
  5. 5. Apparato secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui detta prima legge di moto comprende una velocità di rotazione non costante e/o in cui detta seconda legge di moto comprende una velocità di rotazione non costante e/o in cui detta terza legge di moto comprende una velocità di rotazione non costante.
  6. 6. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 5, in cui dette prima legge di moto, seconda legge di moto e terza legge di moto sono generate impostando come vincoli almeno due parametri comprendenti almeno una posizione di una porzione di detto nucleo (S) o di una porzione del materiale (M) e almeno una velocità di una porzione di detto nucleo (S) o di una porzione del materiale (M).
  7. 7. Apparato secondo la rivendicazione 6, in cui dette prima legge di moto, seconda legge di moto e terza legge di moto sono generate impostando come vincoli che la posizione di ingresso del materiale (M) in detto nucleo (S) non varia e che la velocità di ingresso del materiale (M) in detto nucleo (S) non varia.
  8. 8. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 7, in cui, in base a detta terza legge di moto, detto nucleo (S) ruota attorno al proprio asse (k) con una velocità di rotazione (θ’) che varia in maniera periodica raggiungendo due valori massimi e due valori minimi di velocità nel corso di un giro completo di detto nucleo (S) attorno al proprio asse (k); detti due valori minimi di velocità essendo, opzionalmente, due valori uguali a zero.
  9. 9. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 8, in cui, in base a dette prima legge di moto, seconda legge di moto e terza legge di moto, a un giro completo di rotazione (θ) di detto nucleo (S) attorno a detto terzo asse (k) corrispondono due giri completi di rotazione (α) di detti primi mezzi a manovella (R1) attorno a detto primo asse (h) e/o due giri completi di rotazione (β) di detti secondi mezzi a manovella (R2) attorno a detto secondo asse (j).
  10. 10. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 9, in cui detta prima legge di moto e/o detta seconda legge di moto e/o detta terza legge di moto sono impostate in base ad almeno un valore di una dimensione del materiale (M), in particolare lo spessore del materiale (M), per compensare un aumento di dimensioni di detto nucleo (S) dovuto a un accumulo del materiale (M) avvolto.
  11. 11. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente almeno un meccanismo di trasmissione del moto che collega detto secondo asse con mezzi motori fissati a detto telaio.
  12. 12. Metodo per la produzione di dispositivi di accumulo di energia elettrica utilizzando un apparato di avvolgimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti per avvolgere mezzi a elettrodo e/o mezzi a separatore.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT202000001033A1 (it) * 2020-01-21 2021-07-21 Manz Italy Srl Apparato e metodo di avvolgimento per la produzione di dispositivi di accumulo di energia elettrica

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06168736A (ja) * 1992-11-30 1994-06-14 Sanyo Electric Co Ltd 渦巻電極体の製造方法
JP2001233511A (ja) * 2000-02-24 2001-08-28 Nippei Toyama Corp 二点支持巻取装置及び巻取体の製造方法
WO2011063710A1 (zh) * 2009-11-24 2011-06-03 深圳市吉阳自动化科技有限公司 一种卷绕装置及卷绕方法
KR20140015994A (ko) * 2012-07-27 2014-02-07 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체 권취 장치 및 제어 방법

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3471098A (en) * 1968-01-10 1969-10-07 Western Electric Co Apparatus and method for winding tapes onto mandrels
US3713599A (en) * 1970-04-27 1973-01-30 Western Electric Co Apparatus for distributing a strand
JP2659472B2 (ja) 1991-04-30 1997-09-30 松下電器産業株式会社 長尺シートの平板巻取り方法及び装置
JP3726623B2 (ja) 2000-02-29 2005-12-14 三菱電機株式会社 巻き取り装置および巻き取り方法
JP2003146538A (ja) 2001-11-15 2003-05-21 Sony Corp 巻取方法および巻取装置
FR2849283B1 (fr) 2002-12-23 2005-10-28 Batscap Sa Architecture de dispositif de bobinage d'ensemble de stockage d'energie electrique
JP4325617B2 (ja) * 2005-12-26 2009-09-02 トヨタ自動車株式会社 巻線装置
JP5338223B2 (ja) 2008-09-25 2013-11-13 セイコーエプソン株式会社 スカラロボットの手首軸回転駆動機構
JP5449027B2 (ja) 2010-05-24 2014-03-19 Ckd株式会社 巻取装置
WO2012008743A2 (ko) 2010-07-14 2012-01-19 주식회사 엘지화학 전극조립체의 폴딩 장치
JP2012051725A (ja) 2010-09-03 2012-03-15 Otari Kk 巻取装置
JP2014122112A (ja) 2012-12-21 2014-07-03 Lintec Corp 長尺体の支持装置および支持方法
TWI546170B (zh) * 2012-12-24 2016-08-21 台達電子工業股份有限公司 平面關節型機器人驅動機構及其驅動方法
CN104828610A (zh) 2015-04-29 2015-08-12 广东泰格威机器人科技有限公司 一种用于卷料的机器人抓手
CN205058044U (zh) 2015-09-22 2016-03-02 尼维尔天域科技有限公司 一种新型的关节机器人
CN112058941A (zh) * 2020-08-28 2020-12-11 溧阳市超强链条制造有限公司 一种链条生产自动化定位收卷机械

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06168736A (ja) * 1992-11-30 1994-06-14 Sanyo Electric Co Ltd 渦巻電極体の製造方法
JP2001233511A (ja) * 2000-02-24 2001-08-28 Nippei Toyama Corp 二点支持巻取装置及び巻取体の製造方法
WO2011063710A1 (zh) * 2009-11-24 2011-06-03 深圳市吉阳自动化科技有限公司 一种卷绕装置及卷绕方法
KR20140015994A (ko) * 2012-07-27 2014-02-07 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체 권취 장치 및 제어 방법

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