IT202100009248A1 - Apparato di taglio e convogliamento di un nastro di materiale e relativo metodo per la produzione di dispositivi di accumulo di energia elettrica - Google Patents

Apparato di taglio e convogliamento di un nastro di materiale e relativo metodo per la produzione di dispositivi di accumulo di energia elettrica Download PDF

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Pantaleone Barbieri
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Description

DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
?APPARATO DI TAGLIO E CONVOGLIAMENTO DI UN NASTRO DI MATERIALE E RELATIVO METODO PER LA PRODUZIONE DI DISPOSITIVI DI ACCUMULO DI ENERGIA ELETTRICA?
SETTORE DELLA TECNICA
La presente invenzione ? relativa ad un apparato di taglio e convogliamento di un nastro di materiale e ad un relativo metodo per la produzione di dispositivi di accumulo di energia elettrica.
In particolare, la presente invenzione trova vantaggiosa, ma non esclusiva applicazione nella produzione di batterie ricaricabili, pi? in particolare comprendenti avvolti, cui la descrizione che segue far? esplicito riferimento senza per questo perdere in generalit?.
CONTESTO DELL?INVENZIONE
Nel campo della produzione di dispositivi di accumulo di energia elettrica, ed in particolare di batterie cilindriche o di condensatori, ? noto alimentare, mediante rispettive unit? di alimentazione, i nastri elettrodo e i nastri di separatore lungo diversi percorsi di alimentazione che convergono tutti verso un nucleo di avvolgimento rotante che ? configurato per trattenere ed avvolgere (generalmente attorno ad un supporto oblungo) i nastri elettrodo e i nastri di separatore disposti tra loro sfalsati, cos? da formare un avvolto. In particolare, ? noto realizzare avvolti cilindrici attorno ad un nucleo (o spina) filiforme e sostanzialmente con sezione trasversale circolare (formando dispositivi di accumulo del tipo ?jelly roll?), oppure avvolti planari attorno ad un nucleo piatto con sezione trasversale non circolare (sia del tipo ?spiral wound?, con elettrodo e separatore continui, sia con elettrodo interrotto e separatore continuo).
In dettaglio, i noti metodi ed apparati di avvolgimento prevedono, nel caso di elettrodi non laminati, di alimentare prima i nastri di separatore al nucleo di avvolgimento e successivamente, quando i nastri di separatore sono in presa attorno al nucleo di avvolgimento (vale a dire, solo dopo aver realizzato almeno un giro attorno al nucleo di avvolgimento), di alimentare i nastri elettrodo tra i nastri di separatore. In questo modo, i nastri elettrodo, durante l?avvolgimento, sono trattenuti e trascinati in rotazione dai nastri di separatore cos? da formare un avvolto. Prima che l?avvolto sia terminato vengono tagliati i nastri elettrodo e viene realizzato almeno un ulteriore giro di chiusura con i nastri di separatore. Una volta terminato l?avvolto e tagliati anche i nastri di separatore, l?avvolto viene chiuso ad esempio tramite un nastro adesivo (in quella che ? nota come operazione di taping).
Ancora pi? in dettaglio, il nucleo di avvolgimento ? tipicamente montato su una piattaforma rotante disposta e configurata in modo che ad ogni passo (step) di rotazione di tale piattaforma rotante il nucleo di avvolgimento venga movimentato tra una stazione di avvolgimento, dove viene formato l?avvolto, una stazione di chiusura, dove tale avvolto gi? formato viene chiuso (taping), ed una stazione di scarico, dove l?avvolto chiuso viene scaricato (unloading).
Negli ultimi anni, sono stati sviluppati diversi apparati di avvolgimento per la produzione di dispositivi di accumulo di energia elettrica. In questi apparati, nella parte finale della fase di avvolgimento, gli elettrodi vengono generalmente afferrati da un gruppo di presa che si muove linearmente in modo intermittente (parallelamente al nastro di elettrodo) ed ? composto da due pinze che, una volta portatesi alla velocit? del nastro di elettrodo, si chiudono trattenendo il nastro stesso mentre un gruppo di taglio taglia l?elettrodo a valle del gruppo di presa. Le stesse pinze sono generalmente utilizzate per introdurre il lembo da esse trattenuto, dopo il taglio, nel successivo avvolto.
La movimentazione lineare del gruppo di presa (e del gruppo di taglio) viene effettuata ad oggi tramite un motore elettrico lineare, il quale, tuttavia, ? sottoposto ad accelerazioni estreme nel caso di elevate velocit? di avvolgimento. In altre parole, il motore lineare, gravato dal peso del gruppo di presa e del gruppo di taglio, accelera fino a raggiungere la velocit? del nastro da tagliare, lo afferra, lo taglia e decelera, mantenendo in presa il lembo a monte del nastro tagliato. Tale lembo, rimane parzialmente pendente dal gruppo di presa, il quale, tuttavia, necessita di un certo spazio di decelerazione, rendendo complesso il successivo reinserimento del nastro all?interno del successivo avvolto, in quanto il primo supporto per il lembo (ad esempio un rullo o una coppia di rulli), successivo al gruppo di presa, ? necessariamente distante dal punto di taglio poich? bisogna consentire al gruppo di presa di decelerare.
Per ovviare parzialmente a queste problematiche sono stati aggiunti dei supporti (ad esempio dei pattini o dei rulli folli) a bordo del gruppo di presa (e quindi del suddetto motore lineare), aumentandone per? la massa. Di conseguenza, nell?avvolgimento ad alta velocit? (ovvero almeno a centinaia di mm al secondo) di avvolti anche molto piccoli, il motore lineare presenta delle dimensioni sproporzionatamente imponenti rispetto al resto della macchina automatica, in quanto ha bisogno dello spazio e della coppia necessari per accelerare tutto il gruppo di presa fino alla velocit? lineare di avvolgimento e successivamente decelerare, dopo il taglio, fino a fermarsi.
Tutto questo porta quindi ad aumentare gli ingombri e i costi della macchina automatica. Inoltre, il movimento intermittente risulta essere un vincolo per l?aumento della produttivit? della macchina automatica stessa.
Scopo della presente invenzione ? realizzare un apparato di taglio e convogliamento di un nastro di materiale e un relativo metodo per la produzione di dispositivi di accumulo di energia elettrica, i quali permettano di superare, almeno parzialmente, gli inconvenienti dell?arte nota e siano, nel contempo, di facile ed economica realizzazione.
SOMMARIO
In accordo con la presente invenzione vengono forniti un apparato di taglio e convogliamento di un nastro di materiale e un relativo metodo per la produzione di dispositivi di accumulo di energia elettrica secondo quanto rivendicato nelle rivendicazioni indipendenti che seguono e, preferibilmente, in una qualsiasi delle rivendicazioni dipendenti direttamente o indirettamente dalle rivendicazioni indipendenti.
Le rivendicazioni descrivono forme di realizzazione preferite della presente invenzione formando parte integrante della presente descrizione.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
La presente invenzione verr? ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcuni esempi di attuazione non limitativi, in cui:
- la figura 1 ? una vista prospettica di un apparato di taglio e convogliamento in accordo con la presente invenzione;
- la figura 2 ? una vista prospettica e in sezione dell?apparato di taglio e convogliamento della figura 1;
- la figura 3 ? una vista frontale e schematica di una parte di una macchina automatica per la produzione di dispositivi di accumulo di energia elettrica comprendente due apparati della figura 1; e
- le figure da 4 a 7 illustrano schematicamente e frontalmente diverse fasi operative dell?apparato della figura 1.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA
Nelle figure allegate con 1 ? indicato nel suo complesso un apparato di taglio e convogliamento di un nastro 2 di materiale per la produzione di dispositivi di energia elettrica.
In particolare, la descrizione che segue far? esplicito riferimento all?utilizzo, vantaggioso ma non esclusivo, dell?apparato 1 per il taglio e convogliamento di un nastro elettrodo (anodo o catodo), ed ancora pi? in particolare per la produzione di condensatori o di batterie ricaricabili cilindriche o ovali, ad esempio del tipo ?jelly roll?. In questo caso, vantaggiosamente ma non limitativamente, l?apparato di taglio e convogliamento ? utilizzato per tagliare il nastro elettrodo in modo da consentire, con un lembo, la chiusura di un avvolto in fase di avvolgimento, e per convogliare l?altro lembo in modo da inserirlo nell?avvolto successivo.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il nastro 2 di materiale ? un nastro 2 di elettrodo E. In altri casi non limitativi, il nastro 2 ? uno o pi? nastri di separatore o un nastro di materiale composito elettrodo/separatore.
L?apparato 1 comprende un sistema 3 attuatore ed una unit? 4 di convogliamento, la quale comprende a sua volta una coppia 5 di rulli 6 contrapposti tra i quali transita il nastro 2 di materiale e dei quali almeno un rullo 6 ? azionabile in rotazione dal sistema 3 attuatore, cos? da movimentare il nastro 2 lungo un percorso CP di convogliamento. In particolare, la coppia 5 di rulli 6 comprime parzialmente il nastro 2 di materiale, in modo da poterlo trainare/spingere per attrito.
Nella non limitativa forma di attuazione della figura 1, il rullo 6 azionabile in rotazione ? il rullo inferiore.
In altre forme di attuazione non limitative, il rullo 6 azionabile in rotazione ? il rullo 6 superiore. In ulteriori forme di attuazione non limitative, entrambi i rulli 6 della coppia 5 sono azionabili in rotazione con rispettivi moti sincroni contrapposti.
Nella non limitativa forma di attuazione delle figure 1 e 2, il sistema 3 attuatore ? un motore 7 elettrico, in particolare brushless. In altre forme di attuazione non limitative, il sistema 3 attuatore ? un motore elettrico di tipo diverso o disposto diversamente, ad esempio in corrispondenza o internamente al rullo 6 motorizzato (ovvero azionabile in rotazione).
Vantaggiosamente ma non necessariamente, l?apparato 1 comprende dei mezzi di trasmissione del moto configurati per dislocare il rullo 6 dal motore 7. In tal modo, il motore 7 elettrico movimenta in rotazione il rullo 6, il quale pu? essere realizzato con diametro ridotto (ad esempio inferiore a 30 mm). Secondo la non limitativa forma di attuazione delle figure 1 e 2, i mezzi di trasmissione del moto sono delle cinghie 8 dentate. Ovviamente, ? possibile utilizzare altri mezzi noti per la trasmissione del moto come cinghie piatte, boccole, ruote dentate?
Vantaggiosamente, l?apparato 1 comprende anche una unit? 9 di convogliamento, disposta a valle (lungo il percorso CP di convogliamento) della unit? 4 di convogliamento e comprendente anch?essa una coppia 10 di rulli 11 contrapposti tra i quali transita il detto nastro 2 di materiale. L?unit? 9 di convogliamento permette di fornire supporto al nastro 2 di materiale fino in prossimit? di una stazione successiva (ad esempio di avvolgimento) cos? da favorire l?inserimento del nastro di materiale fornendo un apposito sostegno.
L?apparato 1 comprende inoltre una unit? 12 di taglio, disposta, lungo il percorso CP di convogliamento, tra l?unit? 4 di convogliamento e l?unit? 9 di convogliamento. In particolare, l?unit? 12 di taglio comprende (almeno) un elemento 13 di supporto, il quale comprende a sua volta una porzione 14 (illustrata con colore grigio scuro nelle figure allegate) mobile lungo una direzione PD parallela al percorso CP di convogliamento, ed una porzione 15 (illustrata con colore grigio chiaro nelle figure allegate) mobile lungo una direzione TD trasversale (preferibilmente perpendicolare) al percorso di convogliamento.
L?unit? 12 di taglio comprende inoltre una lama 16, montata a bordo della porzione 15 dell?elemento 13 di supporto e configurata per tagliare trasversalmente (preferibilmente perpendicolarmente) il nastro 2 di materiale durante il movimento della porzione 15 dell?elemento 13 di supporto. Vantaggiosamente ma non necessariamente, la lama 16 ? solidale alla porzione 15 dell?elemento 13 di supporto.
Vantaggiosamente, la porzione 14 dell?elemento di supporto e la porzione 15 dell?elemento di supporto sono configurate per muoversi in modo almeno parzialmente sincrono lungo la direzione D parallela al percorso CP di convogliamento. In particolare, In tal modo, la porzione 14 dell?elemento di supporto e la porzione 15 dell?elemento di supporto sono configurate per muoversi per almeno un tratto del loro moto, pi? precisamente durante il taglio, alla stessa velocit? lineare del nastro 2 di materiale lungo la direzione PD.
Preferibilmente, l?apparato 1 di taglio e convogliamento comprende inoltre un sistema 17 attuatore configurato in modo da causare, tramite un moto rotativo, un moto intermittente almeno della porzione 14 dell?elemento 13 di supporto. In particolare, il sistema 17 attuatore comprende un motore elettrico M, preferibilmente del tipo brushless.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, la porzione 15 dell?elemento 13 di supporto ? sostenuta dalla porzione 14 dell?elemento 13 di supporto, in particolare in cui la porzione 14 dell?elemento di supporto ? scorrevolmente accoppiata alla porzione 13 dell?elemento di supporto.
Nella non limitativa forma di attuazione delle figure 1 e 2, la porzione 14 e la porzione 15 sono scorrevolmente accoppiate in modo da potersi muovere relativamente (ovvero tra loro) lungo la direzione TD. Preferibilmente, la porzione 14 e la porzione 15 sono scorrevolmente accoppiate tramite delle guide 24 lineari (ad esempio complementari o con elementi di scorrimento intermedi). Scorrendo lungo le guide 24 lineari, la porzione 15 si muove trasversalmente al nastro 2 di elettrodo E in modo da tagliarlo lungo il percorso CP di convogliamento, in un lembo 21 a monte della lama 16 ed un lembo 21? a valle della lama 16.
In particolare, le guide 24 lineari sono tra loro accoppiate e disposte lungo una direzione parallela alla direzione TD, preferibilmente sono perpendicolari al percorso CP di convogliamento.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, come quello illustrato nelle figure 1 e 2, l?elemento 13 di supporto comprende un corpo 18 di base (in particolare al quale ? montato il sistema 17 attuatore, ad esempio una piastra macchina o un qualunque elemento sostanzialmente fisso/solidale rispetto ad un telaio macchina). In particolare, la porzione 14 dell?elemento 13 di supporto ? sostenuta dal corpo 18 di base. Pi? in particolare, la porzione 14 dell?elemento 13 di supporto ? scorrevolmente accoppiata al corpo 18 di base.
Nella non limitativa forma di attuazione delle figure 1 e 2, la porzione 14 e il corpo 18 sono scorrevolmente accoppiati in modo da potersi muovere relativamente (ovvero tra loro) lungo la direzione PD. Preferibilmente, la porzione 14 e il corpo 18 sono scorrevolmente accoppiati tramite delle guide 25 lineari (ad esempio complementari o con elementi di scorrimento intermedi). Scorrendo lungo le guide 25 lineari, la porzione 14 si muove parallelamente al nastro 2 di elettrodo E in modo da sostenerlo lungo il percorso CP di convogliamento, prima e dopo il taglio. In particolare, la porzione 14 ? configurata per supportare almeno il lembo 21 a monte della lama 16, preferibilmente anche il lembo 21? a valle della lama 16.
Secondo le non limitative forme di attuazione delle figure allegate, l?unit? 12 di taglio comprende una controlama 19 montata a bordo dell?elemento 13 di supporto, in particolare a bordo della porzione 14, e configurata per coadiuvare la lama 16 nel taglio del nastro 2 di materiale, pi? in particolare fornendo un contrasto. Ovviamente, si considera inteso che lama e controlama possano essere tra loro scambiate senza per questo uscire dall?ambito di tutela della presente domanda.
In particolare, la controlama 19 ? disposta trasversalmente al nastro di materiale e ad una distanza media dallo stesso inferiore a 10 mm (preferibilmente inferiore a 5 mm).
Vantaggiosamente ma non necessariamente, l?apparato 1 ? configurato in modo che la distanza tra la controlama 19 ed il percorso CP di convogliamento del nastro 2 sia sostanzialmente costante.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, la controlama 19 ? solidale alla porzione 14 dell?elemento 13 di supporto.
Secondo alcune vantaggiose forme di attuazione non limitative, come quelle illustrate nelle figure allegare, l?apparato 1 comprende almeno un elemento 20 di sostegno configurato per sostenere e accompagnare, a monte o a valle (della lama 16 o) della controlama 19, il lembo 21, 21? del nastro 2 di materiale una volta che lo stesso ? stato tagliato. In tal modo, ? possibile supportare i lembi 21, 21? a seguito del taglio e per il successivo inserimento. In dettaglio, i lembi 21, 21?, in assenza di supporto, tendono a piegarsi leggermente nella direzione di taglio TD (in abbassamento della lama), rendendo difficoltoso il successivo inserimento del lembo 21 per la produzione del prossimo avvolto.
Nella non limitativa forma di attuazione della figura 1, l?elemento 20 di sostegno comprende almeno elemento 22 di appoggio (fisso o mobile) a monte della controlama 19 e preferibilmente solidale con la porzione 14. In tal modo, a seguito del taglio, l?elemento 22 funge sia da appoggio per non far flettere il lembo 21, sia da elemento di guida per convogliare il lembo 21 verso il prossimo avvolto, ovvero verso l?unit? 9 di convogliamento. Preferibilmente, l?elemento 22 di appoggio ? disposto in corrispondenza (ovvero ad una distanza inferiore a 50 mm, preferibilmente inferiore a 20 mm) dalla controlama 19. In dettaglio, maggiormente l?elemento 22 ? vicino alla controlama 19, migliore ? il supporto fornito al lembo 21. In particolare, l?elemento 22 ha una forma oblunga smussata ed ? disposto trasversalmente (perpendicolarmente) al percorso CP di convogliamento.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, l?elemento 20 di sostegno comprende almeno un elemento 22? appoggio (fisso o mobile) a monte della controlama 19 e preferibilmente solidale con l?unit? 4 di convogliamento. In tal modo, l?elemento 22? funge sia da appoggio (specialmente nel caso di percorsi di convogliamento verticali, come di seguito illustrato) per non far flettere il lembo 21, sia da elemento di guida per convogliare il lembo 21 verso il prossimo avvolto, ovvero verso l?unit? 9 di convogliamento.
Preferibilmente, l?elemento 22? di appoggio ? disposto in corrispondenza (ovvero ad una distanza inferiore a 50 mm, preferibilmente inferiore a 20 mm) dai rulli 6. In dettaglio, maggiormente l?elemento 22? ? vicino ai rulli 6, migliore ? la guida fornita nastro 2 di materiale. In particolare, l?elemento 22? ha una forma oblunga smussata ed ? disposto trasversalmente (perpendicolarmente) al percorso CP di convogliamento, preferibilmente dallo stesso lato della lama 16, ovvero dal lato opposto dell?elemento 22.
In alternativa o in aggiunta, e come illustrato nella non limitativa forma di attuazione della figura 1, l?elemento 20 di sostegno comprende inoltre una pinza 23 a pettine.
Preferibilmente, la pinza 23 ? disposta a valle della controlama 19 ed ? solidale con la porzione 14. In particolare, la pinza 23 a pettine ha i rebbi rivolti verso una pinza a pettine 23? complementare alla pinza 23 a pettine e solidale con l?unit? 10 di convogliamento.
Le pinze a pettine 23, 23? consentono sia di supportare il lembo 21? dopo il taglio del nastro 2 di elettrodo, sia di facilitare l?inserimento del lembo 21 verso l?unit? 10 di convogliamento, tra i rulli 11, ovvero verso il prossimo avvolto.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, nella coppia 10 di rulli 11, almeno un rullo 11 ? azionabile in rotazione, in particolare in modo sincrono al rullo 6 azionato, cos? da movimentare il detto nastro 2 lungo il percorso CP di convogliamento. In tal modo, ? possibile avvicinare, all?avvolto in cui inserire il nastro 2, il punto trainante del nastro 2 dalla unit? 4 di convogliamento all?unit? 10 di convogliamento.
In alcuni preferiti casi non limitativi, la coppia 5 di rulli 6 e/o la coppia 10 di rulli 11 sono configurate per essere (tra loro indipendentemente) aperte, in particolare a seguito del taglio cos? da accogliere il lembo 21 tagliato del nastro di materiale fatto avanzare tramite l?unit? 4 di convogliamento. In tal modo, ad esempio, le pinze 23, 23? a pettine, cooperando, sostengono il lembo 21 fino a transitare in mezzo ai rulli 11 aperti, consentendo, a seguito della chiusura della coppia 10 di rulli 11, di trainare in nastro 2 inserendo il lembo 21 all?interno del successivo avvolto.
In alternativa o in aggiunta, la coppia 5 di rulli 6 e/o la coppia 10 di rulli 11 sono configurate per essere (tra loro indipendentemente) aperte durante una fase di avvolgimento del nastro 2. In tal modo, ? possibile ridurre lo stresso sul nastro 2 di materiale attualmente in fase di avvolgitura.
Nella non limitativa forma di attuazione delle figure allegate, la porzione 15 dell?elemento 13 di supporto ? configurata per compiere un movimento (in particolare una traslazione) sostanzialmente circolare. In particolare, allo stesso tempo la porzione 14 dell?elemento 13 di supporto ? configurata per compiere un movimento sostanzialmente lineare intermittente e parallelo alla direzione PD. Pi? in particolare, la porzione 14 dell?elemento 13 e la porzione 15 dell?elemento 13 sono configurate per muoversi alla stessa velocit? lineare lungo la direzione PD, pi? precisamente, durante tutta la fase di taglio, la porzione 14 dell?elemento 13 e la porzione 15 dell?elemento 13 sono configurate per muoversi alla stessa velocit? lineare del nastro 2 di materiale lungo il percorso CP di convogliamento.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, e come illustrato nelle non limitative forme di attuazione delle figure allegate, la porzione 14 e la porzione 15 dell?elemento 13 di supporto sono entrambe movimentate dal sistema 17 attuatore.
Nella non limitativa forma di attuazione delle figure 1 e 2, il sistema 17 attuatore ? direttamente connesso solo alla porzione 15 dell?elemento 13.
In particolare, come illustrato nella non limitativa forma di attuazione della figura 2, l?apparato 1 comprende un elemento 26 eccentrico, il quale connette, per mezzo di un elemento rotante come un cuscinetto 28, il sistema 17 attuatore (ovvero il motore M) alla pozione 15 dell?elemento 13. In tal modo, alla rotazione del motore M (considerando eventuali riduzioni) corrisponde il movimento circolare (eccentrico) della porzione 15, quindi della lama 16. Pi? in particolare, l?elemento 26 eccentrico ? un elemento a manovella.
Secondo la non limitativa forma di attuazione della figura 2, la porzione 14 dell?elemento 13 comprende un?asola 27 passante, attraversata dall?elemento 26 eccentrico, il quale, durante la rotazione del sistema 17 attuatore si muove all?interno dell?asola 27. In particolare, l?asola 27 ha una forma allungata lungo la direzione TD.
In uso, la rotazione del motore M determina, tramite l?elemento 26 eccentrico, un movimento (traslazione) circolare della lama 16. Tale movimento circolare ? possibile grazie all?accoppiamento scorrevole generato dalle guide 24 e 25 lineari (le quali determinano i due gradi di libert? necessari alla porzione 15 per muoversi in modo circolare).
Allo stesso tempo, sempre a causa dell?accoppiamento scorrevole generato dalle guide 24 e 25 lineari, e poich? la porzione 14 ? interposta tra il corpo 18 di base e la porzione 15 (attuata direttamente dal sistema 17 attuatore). In tal modo, la porzione 14 ha un unico grado di libert? grazie alle guide 25 lineari. Pertanto, la porzione 14, al movimento circolare della porzione 15, si muover? con un movimento lineare lungo la direzione PD e parallelo al percorso CP di convogliamento.
Pertanto, in uso, il nastro 2 viene convogliato a velocit? sostanzialmente costante (dall?unit? 4 e/o trainato dalla rotazione dell?avvolto in cui ? impegnato). Al momento della chiusura dell?avvolto, il nastro 2, ad esempio di elettrodo E deve essere tagliato con relativa precisione, in modo da ottemperare alle richieste del cliente. Raggiunta la lunghezza predefinita, il sistema 17 attuatore entra in funzione, azionando il motore M e portando la porzione 15 (e pertanto sospingendo anche la porzione 14) ad una velocit? tale da avere una componente parallela alla direzione PD pari alla velocit? del nastro 2. Proseguendo il movimento del motore M, l?unit? 12 di taglio divide il nastro 2 in due lembi 21 e 21?, i quali si adagiano rispettivamente all?elemento 22 ed alla pinza 23 a pettine. In alcune forme di attuazione, l?unit? 4 di convogliamento rallenta immediatamente il lembo 21 lasciandolo sostare sull?elemento 22, in altre forme di attuazione non limitative, l?unit? 4 di convogliamento sospinge il lembo 21, non appena concluso il taglio, fino ad impegnare almeno la pinza 23 a pettine (in modo da avere supporto per successivamente impegnare la pinza 23? e la coppia 10 di rulli 11). Nel frattempo, il lembo 21? viene richiamato dall?avvolto in fase di formazione. Successivamente, il lembo 21 viene sospinto da dall?unit? 4 di convogliamento e/o dall?unit? 9 di convogliamento all?interno dell?avvolto successivo. Non appena il lembo 21 viene afferrato dai nastri di separatore S dell?avvolto successivo, l?unit? di taglio torna in una posizione di attesa che consenta di raggiungere nuovamente, al momento del successivo taglio, la velocit? lineare del nastro 2 di materiale da tagliare.
In accordo con un ulteriore aspetto della presente invenzione, viene fornita una macchina 30 (almeno parzialmente illustrata nella figura 3) per la produzione di dispositivi di accumulo di energia elettrica comprendente almeno un apparato 1 secondo quanto precedentemente descritto. Preferibilmente, la macchina 30 comprende due apparati 1, rispettivamente per il catodo E? e l?anodo E??.
In particolare, la macchina 30 comprende un sistema 31 di alimentazione (per ciascun nastro 2, ovvero per ciascun elettrodo E?, E??), configurato per alimentare, in particolare a velocit? costante, il nastro 2 di materiale da avvolgere lungo il percorso CP di convogliamento.
Preferibilmente, la macchina 30 comprende anche un apparato 32 di avvolgimento comprendente un nucleo 33 sul quale avvolgere il nastro 2 di materiale formando un avvolto 34. In particolare, l?avvolto 34 ? formato avvolgendo attorno al nucleo 33 i due elettrodi E?, E??, intervallati da due nastri di materiale separatore S. In particolare, la macchina 30 comprende inoltre una unit? 35 di presa ed una unit? 36 di taglio, configurate rispettivamente per afferrare e tagliare i nastri di separatore S.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il catodo E? ? inserito in mezzo ai due separatori S, mentre l?anodo E?? ? inserito in modo indipendente come strato pi? interno dei quattro (ovvero i due elettrodi e i due separatori). In tal modo, grazie all?indipendenza nella gestione degli elettrodi E? ed e E??, ? possibile chiudere l?avvolto 34 con uno o pi? giri di anodo E?? esterno (comunque all?interno di una chiusura di separatore S, ma senza avere il catodo E? affacciato).
Nella non limitativa forma di attuazione della figura 3, il catodo E? viene inserito nell?avvolto 34 da una direzione sostanzialmente perpendicolare a quella da cui viene inserito l?anodo E??.
Secondo una ulteriore forma di attuazione non limitativa e non illustrata, la macchina 30 comprende una ulteriore coppia di rulli (folli o motorizzati) disposta a valle dell?unit? 9 di convogliamento, prima dell?avvolto 34.
In particolare, tale ulteriore coppia di rulli ? disposta ad una distanza non superiore a 150 mm, preferibilmente non superiore a 100 mm, dai rulli 11 dell?unit? 9 di convogliamento. Preferibilmente, l?ulteriore coppia di rulli ? presente lungo il percorso di alimentazione dell?anodo.
In accordo con un ulteriore aspetto della presente invenzione, viene fornito un metodo per la produzione di dispositivi di accumulo di energia elettrica utilizzante un apparato 1 di taglio e convogliamento secondo quanto precedentemente descritto e/o una macchina 50 secondo quanto precedentemente descritto.
In particolare, il metodo comprendente le fasi di:
- convogliare il nastro 2 di materiale tramite l?unit? 4 di convogliamento comprendente la coppia 5 di rulli 6 contrapposti azionando in rotazione almeno un rullo 6 cos? da movimentare il nastro 2 lungo il percorso CP di convogliamento;
- supportare tramite l?unit? 9 di convogliamento comprendente la coppia 10 di rulli 11 contrapposti il nastro 2 di materiale;
- tagliare il nastro 2 di materiale tramite l?unit? 12 di taglio disposta tra l?unit? 4 di convogliamento e l?unit? 9 di convogliamento, e comprendente l?elemento 13 di supporto, il quale comprende a sua volta la porzione 14 mobile lungo la direzione PD parallela al percorso CP di convogliamento, e la porzione 15 mobile lungo la direzione TD trasversale al percorso CP di convogliamento; in cui l?unit? 12 di taglio comprende la lama 16, montata a bordo della porzione 15 dell?elemento 13 di supporto, la quale taglia trasversalmente il nastro 2 di materiale durante il movimento della porzione 15 dell?elemento 13 di supporto.
Vantaggiosamente, la porzione 14 dell?elemento 13 di supporto e la porzione 15 dell?elemento 13 di supporto vengono movimentate in modo (almeno parzialmente) sincrono lungo la direzione PD parallela al percorso CP di convogliamento.
In particolare, durante la fase di tagliare, il sistema 17 attuatore viene comandato in rotazione in modo da causare, tramite un moto rotativo, un moto intermittente almeno della porzione 14 dell?elemento 13 di supporto.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il metodo comprende l?ulteriore fase di avvolgere il nastro 2 di elettrodo E attorno al nucleo 33 di avvolgimento per formare l?avvolto 34.
In alcuni preferiti casi non limitativi, il metodo comprende la fase di controllare il sistema 17 attuatore in modo da movimentare (traslare) le porzioni 14 e 15 lungo un percorso rispettivamente lineare alternato e circolare. In particolare, il sistema 17 attuatore ? controllato per movimentare la sola porzione 15, mentre la porzione 14 ? trascinata di conseguenza tramite le guide 24 e 25 lineari.
In dettaglio, le prime vincolano la porzione 14 a muoversi lungo le seconde.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il sistema 17 attuatore ? movimentato con un profilo di moto comprendente almeno due sottofasi: una fase di taglio ed una fase di recupero. In particolare, durante la fase di taglio, il sistema 17 ? comandato in modo da muovere la porzione 14 e/o la porzione 15 con una velocit? avente una componente lungo la direzione PD sostanzialmente costante, in dettaglio uguale alla velocit? di avvolgimento del nastro 2. Pi? in particolare, durante la fase di recupero il sistema 17 ? comandato in modo da muovere la porzione 14 e/o la porzione 15 con una velocit? avente la componente lungo la direzione PD variabile e diversa dalla velocit? del nastro 2.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, non appena tagliato il nastro 2 di materiale, l?unit? 9 di convogliamento viene aperta (si veda la figura 7). In particolare, preferibilmente, il lembo 21 continua ad essere spinto dall?unit? 4 di convogliamento fino ad impegnare (raggiungere e fermarsi presso) i rulli 11 o comunque la pinza a pettine 23, 23?.
Preferibilmente, a seguito del taglio, il lembo 21, una volta raggiunta l?unit? 9 di convogliamento attende l?arrivo di un nuovo nucleo 33. A seguito dell?arrivo del nuovo nucleo 33, l?unit? 4 e/o l?unit? 9 ? comandata per inserire il nastro 2 all?interno del nuovo avvolto 34 attorno al nuovo nucleo 33.
In uso, il materiale 2 viene alimentato all?apparato 1 sotto forma di nastro. In particolare, il nastro 2 ? sia convogliato dall?unit? 4 e/o 9 di convogliamento, sia trainato dal nucleo 33 che ruota per formare l?avvolto 34 richiamando il nastro 2. Quando ? il momento di tagliare il nastro 2 per completare l?avvolto 34, viene azionato il sistema 17 attuatore (si vedano le figure 4-7), il quale, ruotando attorno all?asse AX, movimenta la porzione 15 e quindi la lama 16. Al contempo, il sistema 17 attuatore movimenta la porzione 14 e quindi la controlama 19 e l?elemento 20 di sostegno.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il momento in cui il nastro 2 viene tagliato ? quando la lama 16 si trova nella posizione pi? bassa del suo percorso circolare, impegnando la controlama 19. Come precedentemente detto, il lembo 21? viene richiamato dalla rotazione del nucleo 33, mentre il lembo 21 viene arrestato, in attesa di un nuovo nucleo.
Bench? l?invenzione sopra descritta faccia particolare riferimento ad un esempio di attuazione ben preciso, essa non ? da ritenersi limitata a tale esempio di attuazione, rientrando nel suo ambito tutte quelle varianti, modifiche o semplificazioni coperte dalle rivendicazioni allegate, quali ad esempio una diversa geometria o composizione della macchina, un diverso tipo di sistemi attuatori, un diverso tipo di taglio, ecc.
Gli apparati, la macchina ed il metodo sopra descritti comportano numerosi vantaggi.
Innanzitutto, consentono di tagliare un nastro che viene avvolto ad altissima velocit? (centinaia di mm al secondo), in quanto i limiti imposti dal moto alternato dei motori lineari attualmente in uso vengono superati poich? il motore M ? controllato con un moto rotativo monodirezionale.
In aggiunta, gli ingombri possono essere notevolmente ridotti, in quanto non sar? pi? necessario garantire una certa distanza per la frenata del sistema secondo l?arte nota, poich? gli elementi di presa (ovvero i rulli 6 e 11 sono fissi) e la lama, proseguendo il suo moto circolare abbandona il percorso di convogliamento senza richiedere ulteriore ingombro.
Inoltre, contrariamente al noto taglio rotante con lama e controlama montate su due rispettivi tamburi, la presente invenzione permette di supportare costantemente il nastro, in modo da ridurre fortemente il rischio che l?elettrodo si possa rovinare o che possa fallire l?inserimento al nucleo successivo.
Un ulteriore vantaggio della presente invenzione risiede nell?avvicinare al nucleo il punto di inserimento (ad esempio i rulli 11 o gli ulteriori rulli sopra descritti nel caso dell?anodo) semplificando e rendendo maggiormente affidabili le operazioni di inserimento, evitando che vi siano lunghi lembi di materiale dal difficile controllo.

Claims (16)

RIVENDICAZIONI
1. Apparato (1) di taglio e convogliamento di un nastro (2) di materiale per la produzione di dispositivi di accumulo di energia elettrica; l?apparato (1) comprende:
- una prima unit? (4) di convogliamento configurata per movimentare il detto nastro (2) lungo un percorso (CP) di convogliamento;
- una unit? di taglio (12), disposta a valle della prima unit? (4) di convogliamento e comprendente un elemento (13) di supporto, il quale comprende a sua volta una prima porzione (14) mobile lungo una prima direzione (PD) parallela al percorso (CP) di convogliamento, ed una seconda porzione (15) mobile almeno lungo una seconda direzione (TD) trasversale al percorso (CP) di convogliamento; l?unit? di taglio (12) comprende inoltre una lama (16), montata a bordo della seconda porzione (15) dell?elemento (13) di supporto e configurata per tagliare trasversalmente il nastro (2) di materiale durante il movimento della seconda porzione (15) dell?elemento (13) di supporto;
in cui la prima porzione (14) dell?elemento (13) di supporto e la seconda porzione (15) dell?elemento (13) di supporto sono configurate per muoversi in modo almeno parzialmente sincrono lungo la direzione (PD) parallela al percorso (CP) di convogliamento;
l?apparato (1) di taglio e convogliamento comprendendo inoltre un primo sistema (17) attuatore configurato in modo da causare, tramite un moto rotativo, un moto intermittente almeno della prima porzione (14) dell?elemento (13) di supporto.
2. Apparato (1) secondo la rivendicazione 1 e comprendente un secondo sistema (3) attuatore; e comprendente una prima unit? (4) di convogliamento, la quale comprende una prima coppia (5) di rulli (6) contrapposti tra i quali transita il detto nastro (2) di materiale e dei quali almeno un primo rullo ? azionabile in rotazione dal secondo sistema (3) attuatore, la quale ? configurata per movimentare il detto nastro (2) lungo il percorso (CP) di convogliamento; in particolare, l?apparato (1) comprende una seconda unit? (9) di convogliamento, disposta a valle della prima unit? (4) di convogliamento e comprendente una seconda coppia (10) di rulli (11) contrapposti tra i quali transita il detto nastro (2) di materiale; in particolare, l?unit? di taglio (12) ? disposta tra la prima unit? (4) di convogliamento e la seconda unit? (9) di convogliamento.
3. Apparato (1) secondo la rivendicazione 1 o 2 in cui la seconda porzione (15) dell?elemento (13) di supporto ? sostenuta dalla prima porzione (14) dell?elemento (13) di supporto, in particolare in cui la seconda porzione (15) dell?elemento (13) di supporto ? scorrevolmente accoppiata alla prima porzione (14) dell?elemento (13) di supporto.
4. Apparato (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui l?elemento (13) di supporto comprende un corpo (18) di base; e in cui la prima porzione (14) dell?elemento (13) di supporto ? sostenuta dal corpo (18) di base, in particolare in cui la prima porzione (14) dell?elemento (13) di supporto ? scorrevolmente accoppiata al corpo (18) di base.
5. Apparato (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui la lama (16) ? solidale alla seconda porzione (15) dell?elemento (13) di supporto.
6. Apparato (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui l?unit? di taglio (12) comprende una controlama (19) (16) montata a bordo dell?elemento (13) di supporto, in particolare a bordo della prima porzione (14), e configurata per coadiuvare la lama (16) nel taglio del nastro (2) di materiale fornendo un contrasto.
7. Apparato (1) secondo la rivendicazione 6, in cui la controlama (19) (16) ? solidale alla prima porzione (14) dell?elemento (13) di supporto.
8. Apparato (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti e comprendente almeno un elemento (20) di sostegno configurato per sostenere e accompagnare, a monte o a valle della controlama (19) (16), un lembo (21, 21?) del nastro (2) di materiale una volta che lo stesso ? stato tagliato.
9. Apparato (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui, nella seconda coppia (10) di rulli (11), almeno un secondo rullo ? azionabile in rotazione, in particolare in modo sincrono al primo rullo, cos? da movimentare il detto nastro (2) lungo il percorso (CP) di convogliamento.
10. Apparato (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima e/o la seconda coppia (10) di rulli (11) ? configurata per essere aperta, in particolare a seguito del taglio cos? da accogliere un lembo (21, 21?) tagliato del nastro (2) di materiale fatto avanzare tramite la prima unit? (4) di convogliamento.
11. Apparato (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui il nastro (2) di materiale ? un nastro (2) di elettrodo (E).
12. Apparato (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti in cui la seconda porzione (15) dell?elemento (13) di supporto ? configurata per compiere un movimento sostanzialmente circolare.
13. Apparato (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima porzione (14) e la seconda porzione (15) dell?elemento (13) di supporto sono entrambe movimentate dal primo sistema (17) attuatore.
14. Macchina (30) per la produzione di dispositivi di accumulo di energia elettrica comprendente: un apparato (1) secondo una delle rivendicazioni da 1 a 13; un sistema (31) di alimentazione, configurato per alimentare un nastro (2) di materiale da avvolgere lungo il percorso (CP) di convogliamento; ed un apparato (1) di avvolgimento comprendente un nucleo (33) sul quale avvolgere il nastro (2) di materiale formando un avvolto (34).
15. Metodo per la produzione di dispositivi di accumulo di energia elettrica, il metodo comprendente le fasi di:
- convogliare il detto nastro (2) di materiale tramite una prima unit? (4) di convogliamento comprendente una prima coppia (5) di rulli (6) contrapposti azionando in rotazione almeno un primo rullo cos? da movimentare il detto nastro (2) lungo un percorso (CP) di convogliamento;
- supportare tramite una seconda unit? (9) di convogliamento comprendente una seconda coppia (10) di rulli (11) contrapposti il detto nastro (2) di materiale;
- tagliare il nastro (2) di materiale tramite una unit? di taglio (12) disposta tra la prima unit? (4) di convogliamento e la seconda unit? (9) di convogliamento, e comprendente un elemento (13) di supporto, il quale comprende a sua volta una prima porzione (14) mobile lungo una prima direzione (PD) parallela al percorso (CP) di convogliamento, ed una seconda porzione (15) mobile almeno lungo una seconda direzione (TD) trasversale al percorso (CP) di convogliamento; in cui l?unit? di taglio (12) comprende inoltre una lama (16), montata a bordo della seconda porzione (15) dell?elemento (13) di supporto, la quale taglia trasversalmente il nastro (2) di materiale durante il movimento della seconda porzione (15) dell?elemento (13) di supporto;
in cui la prima porzione (14) dell?elemento (13) di supporto e la seconda porzione (15) dell?elemento (13) di supporto vengono movimentate in modo almeno parzialmente sincrono lungo la direzione (PD) parallela al percorso (CP) di convogliamento;
in cui, durante la fase di tagliare, un primo sistema (17) attuatore viene comandato in rotazione in modo da causare, tramite un moto rotativo, un moto intermittente almeno della prima porzione (14) dell?elemento (13) di supporto.
16. Metodo secondo la rivendicazione 15, in cui il nastro (2) di materiale ? un nastro (2) di elettrodo (E); il metodo comprendente l?ulteriore fase di avvolgere il detto nastro (2) di elettrodo (E) attorno ad un nucleo (33) di avvolgimento.
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