KR101373996B1 - 배터리 그룹 몰딩 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배터리 그룹 스트랩을 몰딩(주조0하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 몰딩 장치는 몰딩 장치(참조부호 '10'으로 표시됨)는 중앙 냉각 몰드 블록(11)을 포함하며, 이는 세로로 이격된 몰드 구멍(14)으로 구성된 두 개의 측면으로 분리된 세트(12, 13)를 정의하고, 몰딩 장치는 적합한 공급 채널을 가지는 개별적인 리드 피드 블록(15, 16)을 포함한다. 전기 전도성 로드(25) 형태의 센서가 배치되고, 센서의 팁은 몰드 구멍(14)의 바닥 일부를 형성한다. 이는 리드가 구멍에 입력되는 지 여부를 검출하고 이러한 검출 결과는 사전 지정된 구간(시간)까지 리드의 주입 시간을 제어하는 데 되며, 이로서 구멍으로 입력되는 리드가 각 사이클에서 일정한 양으로 유지되도록 한다.

Description

배터리 그룹 몰딩 장치 및 방법{Apparatus and Method For Moulding Battery Group Straps}

본 발명은 배터리 플레이트 그룹상에 스트랩을 몰딩(주조)하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

영국 특허(GB-A-2023471)에 몰딩 시스템이 게시된다. 여기서, 몰드(mould, 주형)는 배터리 스트랩을 형성하기 위한 복수의 몰드 구멍(cavity)으로 구성되며, 이는 개개의 위어(weir)에 대한 단일 공급 채널로부터 공급된다. 프로세스는 리드 포트(lead pot)로부터 공급 채널로 리드(lead, 납)를 펌프질하여 리드가 위어를 넘어 흐르고, 리드가 아직 뜨거울 때, 개개의 구멍에 배터리 플레이트 그룹의 돌출부(lug)를 적시는 단계를 포함한다. 일단 리드가 구멍을 채우는 데 충분한 시간 동안 펌프질 되었으면, 펌프질 동작이 중단되고, 과잉 리드가 양방향 펌프질 하에 공급 라인으로 다시 흐르게 하거나, 더 바람직하게는 중력에 의해 리드 포트로 되돌아 가게 하는 복귀 밸브 개구부(opening)의 작용 결과 공급 라인으로 다시 흐르도록 한다. 소위 "타이달 플로우(tidal flow, 시간에 따라 변하는 흐름)"라 불리는 특성이 있는 몰드가 적셔진 배터리 플레이트 없이 동작하는 경우에, 구멍이 위어에 의해 정의된 레벨까지 매우 정밀하게 채워진다. 그러나, 실제로, 고체 돌출부(lug) 의 삽입에 의해 형성된 구멍 내의 리드의 냉각은 구멍으로 쏟아진 리드 양에 의해 주조된 스트랩의 두께가 결정된다는 것을 의미하는 경향이 있다.

원래 "타이달 플로우" 시스템이 잘 작동한다. 왜냐하면, 공급 파이프 내의 리드가 일정한 기준 레벨로 다시 설정되도록 하는 주기 시간(cycle time)에서 기계가 작동되었기 때문이다. 그러나, 배터리에 대한 제조 라인의 많은 부분의 자동화는 프로세스 전체에 걸쳐 주기 시간이 감소 되어야 한다는 것을 의미한다. 이러한 주조 장치 동작의 주요 실행 파트 중에, 공급 파이프 내의 리드가 기준점(datum)으로 복귀되는 내내 떨어지지 않는 것은 종종 있는 일이다. 왜냐하면, 배출 사이클(주기)의 마지막 부분이 다소 느리기 때문이다. 그러나, 기계가 몰드(주형)을 유지하거나 변경하기 위해 정지할 때, 완전한 재 배출이 이루어지지 않는다. 결과적으로 생산 사이클에서 스트랩이 형성되는 시점에 따라, 서로 다른 두께의 스트랩이 생성된다.

일 측면에서, 본 발명은 배터리 플레이트 그룹에 스트랩을 주조하는 장치를 포함하며, 이 장치는 몰드 구멍을 가지는 몰드와, 구멍에 대한 입/출구를 형성하는 위어, 그리고 이 위어 너머로 리드(납)를 공급하고 구멍 내의 과잉 리드가 리드 공급 장치로 다시 흐르도록 하는 리드 복귀 장치로 동작하는 리드 공급 장치를 포함한다. 이 장치는 또한, 구멍 내 리드의 존재 여부를 검출하기 위한 센서와, 센서에 응답하여, 리드가 검출된 후 사전 지정된 시간에 구멍으로 흐르는 리드의 흐름을 중단시키는 컨트롤러를 포함한다.

일 실시예에서, 센서는 구멍으로 리드가 들어가는 것을 돕는다. 이 경우에 리드가 공급되는 시간의 길이를 결정함으로써, 주기 사이에 어떤 기준 레벨이 설정되었던지 동일한 두께의 스트랩이 얻어진다. 선택적인 실시예에서, 센서는 사전 지정된 레벨에 도달한 리드를 감지하며, 이 경우에 사전지정된 시간이 매우 짧거나 바람직하게는 제로이다.

센서는 리드 입력 검출기 및 이 검출기에 응답하는 타이머를 포함한다. 이 경우에, 타이머는 컨트롤러로 입력하기 위한 제어 신호를 생성한다. 일 실시예에서, 검출기가 구멍 내에 형성되는 전기 콘택트이고, 흐르는 리드가 이 콘택트에 접촉할 때 완성되는 회로에 연결된다. 바람직하게는 콘택트가 구멍의 바닥에 존재하거나 인접하게 위치한다. 다른 선택적인 실시예에서, 검출기가 광학 검출기일 수 있으며, 예를 들면 위어를 넘는 리드의 최초 통과 여부(passage)를 검출할 수 있다.

일반적으로, 복수의 구멍(cavity)이 존재한다. 그러나 대부분의 경우에 단일 구멍 내에 하나의 검출기면 충분하다.

다른 측면에서, 본 발명은 일 그룹의 배터리 플레이트 상에 스트랩을 주조하기 위한 방법을 포함한다. 이 방법은 몰드 구멍 내에 리드를 붓는 단계와, 이 구멍내로 스트랩을 적시는 단계와, 구멍 밖으로 초과 리드가 흐르도록 하는 단계를 포함한다. 이 방법은 구멍 내 리드의 존재를 검출하고, 그 후에 사전 지정된 시간에 리드가 내부로 흐른는 것을 중단시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명이 위와 같이 정의되었으나, 본 발명이 위에 설정된 또는 이하에 설명할 특징을 진보성있게 조합한 발명을 포함할 수 있음은 당연하다.

본 발명이 온전히 이해되고 실질적인 효과를 내기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예(이에 제한되는 것은 아님)를 첨부된 도면을 참조하여, 이하에서 설명한다.

도 1은 몰딩 장치의 일부에 대한 단면도이며 부분적인 회로도를 포함한다.

이하에서, 첨부된 도면 및 실시예와 함께 본 발명을 상세히 설명한다.

몰딩 장치(참조부호 '10'으로 표시됨)는 중앙 냉각 몰드 블록(11)을 포함하며, 이는 세로로 이격된 몰드 구멍(14) 으로 구성된 두 개의 측면으로 분리된 세트(12, 13)를 정의하고, 몰딩 장치는 개별적인 리드 피드 블록(15, 16)을 포함한다.

피드 블록(feed block)(15, 16)은 반대로 감지되나 주요하게는 서로 동일하며, 이하에서는 단 하나의 피드 블록, 몰드 세트 조합이 설명될 것이다.

위에서 알 수 있는 바와 같이, 피드 블록(15)은 상부 표면에 형성된 리드 공급 채널(17)을 포함하며, 이는 공급 파이프(20, 21) 및 이련의 수직 공급 장치(22, 23)를 통해 리드 포트(19)와 연결된다. 종래 기술로 잘 알려진 바와 같이 그리고 이 명세서의 도입부에 잘 설명된 바와 같이, 이 공급 채널(17)은 위어(24)의 상부를 넘어 몰드 구멍(14)과 연결된다.

위에 나타낸 바와 같이, 출원인은 현재의 장치의 문제점이 리드가 구멍으로 처음 입력될 때를 검출함으로써 그리고 펌프를 정지시켜 리드가 몰드 구멍(14)으로 쏟아지는 것을 중단시킴으로써 극복될 수 있다는 사실을 인식하다. 주요하게는, 이러한 검출 동작은 수많은 방식으로 수행될 수 있으나, 이러한 검출이 지극히 공격적인 상황에서도 수행될 수 있으며, 따라서 이에 따라 검출기가 선택되어야 한다.

바람직한 실시예에서 이는 전기 전도성 로드(rod, 25)로 구성된다. 전기 전도성 로드(25)는 리드(lead, 납)보다 녹는점이 높은 물질로 형성되고, 몰드 블록(11) 내에 배치되어, 그 끝단 중 하나가 몰드 구멍(14)의 바닥 일부를 형성한다. 로드(25)는 전기적으로 절연된 슬리브(sleeve, 36)에 의해 둘러싸이고, 세라믹 물질로 형성될 수 있다.

로드(25)의 다른 끝단은 타이머(26)와 전기적으로 연결되고 이후 접지(27)에 연결된다. 타이머는 전원(도시되지 않음)을 포함하며, 전원은 공급 채널(17) 내의 리드에 차례로 전기적으로 연결되어, 리드가 위어(24)를 넘어 몰드 구멍(14)의 베이스로 흐를때, 로드(25)가 타이머를 시동시킴으로써 회로가 완성된다. 이러한 접촉을 강화하기 위해, 로드(25)의 상부가 약간 오목한 부분에 의해 둘러 싸여 리드가 로드(25)로 흐로도록 할 수 있다.

이후에, 타이머가 사전 지정된 구간(가령, 0.5초)을 기록하고, 이 구간이 경과되면, 입력 신호를 컨트롤러(28)로 전달한다. 이전에 컨트롤러(28)에 의해 활성화된 때, 구멍으로 리드가 구멍으로 흐르도록 했던, 리드 펌프(29)를 컨트롤러(28)가 비활성화 시킨다.

따라서, 각 펌프 사이클은 리드가 몰드 구멍(14)으로 삽입된 시점부터 정확히 동일한 시간 동안만 지속되고, 이전 사이클(주기)에서 도달된 기준 레벨이 어떤 것이든, 동일한 양의 리드가 몰드 구멍(14)으로 펌핑 된다.

보통 하나의 로드(25) 또는 프로브가 각 장치에 요구된다. 왜냐하면, 몰드 구멍(14)으로 흘러들어가는 리드의 흐름이 펌프(29)의 동작에 의해 주요하게 조정되게 때문이다. 그러나, 각 세트(12, 13)는 하나의 프로브를 포함할 수 있으며, 리드 도달 검출 시간 사이에 리드 또는 래그(lag)가 존재하는 경우에(이는 허용가능한 에러 범위를 벗어남), 경고 신호를 발생하도록 장치가 구성될 수 있다.

추가적인 실시예에서, 센서(참조부호 '30'에 점선으로 도시됨)가 배치되어, 타이머가 매우 빠르게 중단되거나, 펌프(29)를 중단시키기 위해 회로가 할당된 사전 지정된 시간이 생략된 경우에, 리드가 몰드 구멍(14) 내의 특정한 레벨에 도달하였는지 여부를 검출한다. 튐 현상(splashing) 또는 거친 흐름에 의해 야기된 오동작을 방지하기 위해 센서를 배치하는 데 주의하여야 하며, 이러한 이유로 제 1 실시예가 선호된다.

본 발명의 일부 특징, 이는 명확성을 위해 별개의 실시예의 내용으로 기술되었지만 하나의 실시예에 조합되어 제공될 수도 있다. 역으로, 본 발명의 다양한 특성이, 명확성을 위해 하나의 실시예의 내용으로 설명되었으나, 분리되어 또는 적합한 하위 조합으로 제공될 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예들은 단지 예시와 설명을 위한 것일 뿐이며, 본 발명을 설명된 형태로 한정하려는 것이 아니다. 따라서, 다양한 변화 및 변경을 할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게 자명하다. 또한, 이 명세서의 상세한 설명이 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항에 의해서 정의된다.

Claims (12)

1. 배터리 플레이트 그룹상에 스트랩을 몰딩(주조)하는 장치에 있어서, 상기 장치는,

   몰드 구멍을 가지는 몰드와, 상기 구멍에 입/출입 장치를 형성하는 위어, 그리고 상기 위어를 넘어 리드를 공급하고, 구멍 내의 과잉 리드를 상기 리드 공급 장치로 다시 흐르게 하기 위한 리드 복귀 장치로 동작하는 리드 공급 장치를 포함하되, 상기 장치는,

   구멍 내 리드의 존재여부를 검출하기 위한 센서와,

   상기 센서에 응답하여, 리드가 검출된 후 소정 시간에, 상기 구멍으로의 리드의 흐름을 중단시키기 위한 컨트롤러를 더 포함하며,

   상기 센서는 상기 구멍 내 리드의 입력을 검출하고,

   상기 센서는 리드 입력을 검출하는 검출기와, 상기 검출기에 응답하는 타이머를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스트랩 몰딩 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 센서는 상기 구멍 내에 형성되고 회로에 연결된 전기 콘택트이며, 상기 회로는 상기 전기 콘택트와 흐르는 리드가 접촉한때, 완성되는 것을 특징으로 하는 스트랩 몰딩 장치.
3. 배터리 플레이트 그룹상에 스트랩을 몰딩(주조)하는 장치에 있어서, 상기 장치는,

   몰드 구멍을 가지는 몰드와, 상기 구멍에 입/출입 장치를 형성하는 위어, 그리고 상기 위어를 넘어 리드를 공급하고, 구멍 내의 과잉 리드를 상기 리드 공급 장치로 다시 흐르게 하기 위한 리드 복귀 장치로 동작하는 리드 공급 장치를 포함하되, 상기 장치는,

   구멍 내 리드의 존재여부를 검출하기 위한 센서와,

   상기 센서에 응답하여, 리드가 검출된 후 소정 시간에, 상기 구멍으로의 리드의 흐름을 중단시키기 위한 컨트롤러를 더 포함하며,

   상기 센서는 상기 구멍 내 리드의 입력을 검출하고,

   상기 센서는 상기 구멍 내에 형성되고 회로에 연결된 전기 콘택트이며, 상기 회로는 상기 전기 콘택트와 흐르는 리드가 접촉한때, 완성되는 것을 특징으로 하는 스트랩 몰딩 장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 콘택트는 상기 구멍의 바닥에 존재하거나 상기 구멍의 바닥에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 스트랩 몰딩 장치.
5. 배터리 플레이트 그룹상에 스트랩을 몰딩(주조)하는 장치에 있어서, 상기 장치는,

   몰드 구멍을 가지는 몰드와, 상기 구멍에 입/출입 장치를 형성하는 위어, 그리고 상기 위어를 넘어 리드를 공급하고, 구멍 내의 과잉 리드를 상기 리드 공급 장치로 다시 흐르게 하기 위한 리드 복귀 장치로 동작하는 리드 공급 장치를 포함하되, 상기 장치는,

   구멍 내 리드의 존재여부를 검출하기 위한 센서와,

   상기 센서에 응답하여, 리드가 검출된 후 소정 시간에, 상기 구멍으로의 리드의 흐름을 중단시키기 위한 컨트롤러를 더 포함하며,

   상기 센서는 상기 구멍 내 리드의 입력을 검출하고,

   상기 센서는 광학 검출기인 것을 특징으로 하는 스트랩 몰딩 장치.
6. 배터리 플레이트 그룹상에 스트랩을 몰딩(주조)하는 장치에 있어서, 상기 장치는,

   몰드 구멍을 가지는 몰드와, 상기 구멍에 입/출입 장치를 형성하는 위어, 그리고 상기 위어를 넘어 리드를 공급하고, 구멍 내의 과잉 리드를 상기 리드 공급 장치로 다시 흐르게 하기 위한 리드 복귀 장치로 동작하는 리드 공급 장치를 포함하되, 상기 장치는,

   구멍 내 리드의 존재여부를 검출하기 위한 센서와,

   상기 센서에 응답하여, 리드가 검출된 후 소정 시간에, 상기 구멍으로의 리드의 흐름을 중단시키기 위한 컨트롤러를 더 포함하며,

   상기 센서는 상기 구멍 내 사전 지정된 레벨에 상기 리드가 도달하였는지 여부를 검출하고,

   상기 센서는 광학 검출기인 것을 특징으로 하는 스트랩 몰딩 장치.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 광학 검출기가 상기 위어를 넘는 리드의 통과여부를 검출하는 것을 특징으로 하는 스트랩 몰딩 장치.
8. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 몰드가 복수의 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 스트랩 몰딩 장치.
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