KR20240128936A - 코일 제조 기기 및 방법, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일 제조 기기 및 방법 - Google Patents

코일 제조 기기 및 방법, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일 제조 기기 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20240128936A
KR20240128936A KR1020247024740A KR20247024740A KR20240128936A KR 20240128936 A KR20240128936 A KR 20240128936A KR 1020247024740 A KR1020247024740 A KR 1020247024740A KR 20247024740 A KR20247024740 A KR 20247024740A KR 20240128936 A KR20240128936 A KR 20240128936A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
strip
winding
shaped article
strips
coil
Prior art date
Application number
KR1020247024740A
Other languages
English (en)
Inventor
안드레아 바이온디
엔리코 캄파놀리
루카 카바짜
파브리지오 난니
이바노에 벨투찌
Original Assignee
쥐.디 에스.피.에이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from IT102021000032009A external-priority patent/IT202100032009A1/it
Priority claimed from IT102021000032015A external-priority patent/IT202100032015A1/it
Priority claimed from IT102021000032012A external-priority patent/IT202100032012A1/it
Priority claimed from IT102022000008033A external-priority patent/IT202200008033A1/it
Priority claimed from IT102022000008102A external-priority patent/IT202200008102A1/it
Application filed by 쥐.디 에스.피.에이. filed Critical 쥐.디 에스.피.에이.
Publication of KR20240128936A publication Critical patent/KR20240128936A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404—Machines for assembling batteries
    • H01M10/0409—Machines for assembling batteries for cells with wound electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/02—Winding-up or coiling
    • B21C47/04—Winding-up or coiling on or in reels or drums, without using a moving guide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/24—Transferring coils to or from winding apparatus or to or from operative position therein; Preventing uncoiling during transfer
    • B21C47/245—Devices for the replacement of full reels by empty reels or vice versa, without considerable loss of time
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/32—Tongs or gripping means specially adapted for reeling operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/34—Feeding or guiding devices not specially adapted to a particular type of apparatus
    • B21C47/345—Feeding or guiding devices not specially adapted to a particular type of apparatus for monitoring the tension or advance of the material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H19/00—Changing the web roll
    • B65H19/22—Changing the web roll in winding mechanisms or in connection with winding operations
    • B65H19/2207—Changing the web roll in winding mechanisms or in connection with winding operations the web roll being driven by a winding mechanism of the centre or core drive type
    • B65H19/2223—Turret-type with more than two roll supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H19/00—Changing the web roll
    • B65H19/22—Changing the web roll in winding mechanisms or in connection with winding operations
    • B65H19/26—Cutting-off the web running to the wound web roll
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H20/00—Advancing webs
    • B65H20/30—Arrangements for accumulating surplus web
    • B65H20/32—Arrangements for accumulating surplus web by making loops
    • B65H20/34—Arrangements for accumulating surplus web by making loops with rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
    • B65H23/18—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web
    • B65H23/188—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web in connection with running-web
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/40—Type of handling process
    • B65H2301/41—Winding, unwinding
    • B65H2301/413—Supporting web roll
    • B65H2301/4135—Movable supporting means
    • B65H2301/41354—Movable supporting means moving along a path enclosing a circular area, e.g. turret
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2408/00—Specific machines
    • B65H2408/20—Specific machines for handling web(s)
    • B65H2408/23—Winding machines
    • B65H2408/231—Turret winders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/10—Handled articles or webs
    • B65H2701/19—Specific article or web
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2801/00—Application field
    • B65H2801/72—Fuel cell manufacture
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Primary Cells (AREA)

Abstract

코일(B) 제조 기기(100)는 복수의 스트립들(N1, N2, N3, N4)에 의해 형성되는 적어도 하나의 스트립-형상의 물품(N)을 공급하도록 구성되는 공급 유닛(2) 및 권취 유닛(1)을 포함한다. 상기 권취 유닛은 복수의 권취 헤드들(10)과, 작업 경로(P)를 따라 상기 권취 헤드들(10)을 변위시키도록 구성되는, 상기 권취 헤드들(10)의 이동 장치(3)를 포함한다. 상기 기기는 상기 스트립들(N1, N2, N3, N4) 중 상기 적어도 하나의 가변 양을 저장하도록 구성되는 저장 장치(4) 및 상기 저장된 스트립의 양을 가변시키도록 상기 저장 장치(4)를 변위시키는, 상기 저장 장치(4)의 가동 장치를 추가 포함한다.

Description

코일 제조 기기 및 방법, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일 제조 기기 및 방법
본 발명은, 예를 들면, 스트립(strip) 또는 복수의 중첩 스트립들(overlapping strips)을 포함하는 스트립-형상(strip-shaped)의 물품을 권취함으로써 형성된 유형의 코일(coil) 제조 기기에 관한 것이다.
본 발명은 또한 동일한 코일을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 바람직하게, 비제한적으로, 스트립-형상의 물품의 권취(winding, 권선)가 사용되는 전기화학 전지의 생산 분야에 적용된다.
특히 관련 기술 분야에서는 양극과 음극 구조를 형성하기 위해 도체 스트립들(conductor strips)과 분리기 스트립들(separator strips)을 층들로 결합하는 것이 알려져 있다. 상술한 층들을 중첩함으로써 제조되는 물품은 이후 코일로 권취되고, 전기화학 전지 자체를 제조하는데 사용된다.
도체 스트립들과 분리기 스트립들을 권취하여 배터리를 제조하는 기기 및 방법의 일례는 WO2010023525A1에 기술되어 있다.
본 명세서뿐만 아니라 첨부된 청구항들에서, 특정 용어들 및 표현들은 달리 명시적으로 나타내지 않는 한, 다음의 정의에 표현된 의미를 가지는 것으로 간주된다.
"상기 스트립-형상의 물품(strip-shaped article)"이라는 용어는 산업 생산 라인 내에서 세장형 스트립(elongated strip) 또는 밴드의 형태로, 즉 길이 방향 연장이 그의 가로 방향 연장보다 상당히 큰 요소인 형태인 임의의 고체 제품을 의미한다. 상기 스트립-형상의 물품은 재료의 단일 스트립 또는 밴드에 의해 형성될 수 있거나, 또는 층으로 배열되는 여러 개의 스트립들을 중첩함으로써 형성될 수 있다.
상기 스트립-형상의 물품은 또한 상대 생산 라인을 따라 전진하는 동안 약간의 변형(flection)을 제공하는 특성을 가진다.
상기 스트립-형상의 물품은 예를 들어 서로 교번하여 중첩되는 도체 및 절연층들로 제조될 수 있고, 전기화학 전지의 생산을 위해 의도된 코일을 제조하기 위해 권취될 수 있는 샌드위치를 형성하도록 의도된다.
"권취(winding)"라는 용어는 축(axis), 평평한 표면 또는 다른 구조물 주위로 상기 스트립, 밴드 또는 보다 일반적으로 스트립-형상의 물품을 회전시킴으로써 나선형 구조물을 제조하는 것을 의미한다. 권취에 의해, 상기 스트립-형상의 물품은 상기 축 또는 구조물 주위에 하나 이상의 턴(turn)을 형성할 것이다.
"코일"이란 용어는 축, 평평한 표면 또는 다른 권취 구조물 주위로 스트립, 밴드 또는 보다 일반적으로 스트립-형상의 물품을 권취함으로써 형성되는 임의의 나선형 구조물을 의미한다. 상기 스트립-형상의 물품이 권취되는 상기 구조물에 따라, 상기 코일의 전체 형상은 평평하거나 달리 형상화되기 보다는 실질적으로 원통형일 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 코일은 전기화학 전지 분야 뿐만 아니라 코일 형상 구조물들이 동일하게 사용될 수 있는 도체 분야와 같은 다른 분야에서도 적용될 수 있다.
"폐쇄식 경로(closed path)"라는 용어는 경로의 시작점과 끝점이 실질적으로 일치하는, 권취 헤드(winding head) 또는 다른 요소가 이동하는 경로를 의미한다.
"연속적(continuous)"이라는 용어는 동작의 표현을 말하며, 이는 해당 동작에서 중단 또는 방해 없이, 장애 없이 일어나는 동작을 의미한다. 특히, 상기 스트립 또는 다른 요소의 이동과 관련하여 "연속적"이라는 용어는 상기 스트립이 그 이동 중에 결코 중단되지 않는다는 것을 나타낸다.
"실질적으로 일정한(substantially constant)"이라는 용어는 예를 들어 물체의 변위(displacement) 속도와 같은 척도 또는 양을 지칭하는 것으로, 이러한 척도 또는 양은 시간이 지남에 따라 바람직하게는, 최대 ±10%, 바람직하게는, 최대 ±5%, 바람직하게는, 최대 ±2%로 변하는 값을 유지하는 것을 의미한다.
"일체(integral)"라는 용어는 2개 이상의 요소들의 이동과 관련된 것으로, 이들 요소는 실질적으로 동일한 이동을 수행하고 실질적으로 동시에 수행하는 것을 의미한다. 다시 말하면, 2개의 일체 요소는 반드시 서로 결합되거나 구속되는 것은 아니지만 단일체로서 함께 이동한다. 실제로 상기 2개의 요소의 각각의 이동 시스템은 필요에 따라 2개의 요소를 함께 이동시키는 방식으로 조정되는 것이 제공될 수 있다. 또한, 예를 들어 서로 결합하여 일부 단계에서 함께 이동하게 하고, 다시 분리하여 서로 독립적으로 이동할 수 있게 하는 2개의 요소 사이의 일시적인 제약 조건을 사용하도록 제공될 수 있다.
또한, "제1 위치와 제2 위치 사이에서 물체를 변위시킨다(to displace/displacing an object between a first position and a second position)"라는 표현은 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로의 변위와 상기 제2 위치로부터 상기 제1 위치로의 변위를 모두 의미한다는 점에 유의해야 한다.
이러한 정의는 예를 들어 2개의 위치 사이 또는 2개의 구역 사이 또는 심지어 2개의 상이한 작동 구성 사이에서 일반 물체를 전송하거나 이동시키는 것과 같은 유사한 운동 표현에 유사한 방식으로 적용된다.
생산 공정의 성능과 효율을 증가시킬 필요가 지속적으로 요구되는 상황에서, 코일을 제조하는 생산 라인에서, 출원인은 그 권취를 수행하는 유닛에 대한 상기 스트립-형상의 물품의 진행(advancement) 속도가 라인 자체의 생산 능력을 제한하는 중요한 요소를 나타낼 수 있음을 예비적으로 관찰하였다.
이러한 제한은 상기 코일의 형성에 높은 정밀도가 요구되는 경우에 더욱 중요하다. 특히, 본 출원인은 예를 들어 전기화학 전지의 생산 분야와 같은 많은 응용 분야에서 완성된 제품의 요구되는 성능을 보장하기 위해 상기 권취들의 기하학적으로 높은 수준의 정밀도가 보장되어야 한다는 점에 주목하였다.
이러한 요구 사항은 필요한 권취 정확도를 보장하기 위해 상기 스트립-형상의 물품의 전진을 방해할 필요가 있기 때문에 생산 라인의 전반적인 감속을 수반한다.
그러나 본 출원인은 이러한 해결수단이 그 정지 및/또는 재시작으로 인해 상기 스트립-형상의 물품에 장력 상태를 형성하게 되고, 이는 물품의 권취에 의해 형성된 코일을 통해 얻어진 최종 제품의 제조 품질을 손상시킬 수 있는 것을 관찰하였다.
따라서, 스트립-형상의 물품을 이용하여 코일을 제조하기 위한 작동 속도(operating speed)를 증가시키기 위해 스트립-형상의 물품 이외에도 권취에 사용되는 상기 권취 헤드를 또한 운동 상태로 설정함으로써 이를 달성할 수 있다는 것을 인식하였다.
또한 본 출원인은 하나 이상의 권취 헤드를 이용하여 두 개의 분리된 코일에서 동시에 작동하고 및/또는 상기 권취 헤드들 중 하나는 리셋 동작들(reset actions)을 수행하도록 하고 다른 하나는 상기 처리를 실행한다는 점에 주목하였다.
따라서, 본 출원인은 또한, 장치가 작동하는 프로세스의 다른 작동 단계 중에 상기 스트립의 이동이 방해받지 않는다면, 공지의 해결수단과 비교하여 상기 코일의 생산 속도를 높일 수 있음을 추가로 인식하였다.
마지막으로, 본 출원인은 특정 단계에서 적절한 양의 스트립을 저장하고, 이어서 이후 단계에서 저장된 스트립을 회수(recover)할 수 있는 가능성을 제공함으로써 상기 스트립이 진행(advance)됨에 따라 중단을 방지할 수 있음을 알아냈다.
이러한 특성으로 인해, 상기 스트립은 지속적으로 진행할 수 있으므로 상기 스트립의 상기 권취 속도를 높이고, 이러한 동작 중에 스트립의 중단을 불필요하게 하면서 상기 스트립에 대한 장력 상태를 피할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제1 측면에서, 본 발명은 코일 제조 기기에 관한 것으로, 바람직하게는, 배터리의 생산을 목적으로 의도된 전기화학 전지용 코일의 제조 기기에 관한 것이다.
바람직하게는, 상기 기기는 스트립-형상의 물품을 공급하도록 구성되는 공급 유닛을 포함하며, 상기 물품은 바람직하게는, 적어도 하나 이상의 스트립들을 포함하며, 상기 스트립들은 바람직하게는, 도체 스트립들 및 분리기 스트립들을 포함한다.
상기 공급 유닛은 바람직하게는, 상기 스트립-형상의 물품이 상기 권취 유닛에 공급되는 출구 구간, 바람직하게는, 입구 구간을 포함한다.
상기 입구 구간은 바람직하게는, 각각의 전달 장치로부터 상기 적어도 하나의 스트립을 수용하도록 적응된다.
바람직하게는, 상기 기기는 권취 유닛을 포함한다.
상기 권취 유닛은 바람직하게는, 복수의 권취 헤드들을 포함하고, 각각의 권취 헤드는 바람직하게는, 상기 코일을 제조하기 위해 상기 스트립-형상의 물품을 권취하도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 권취 유닛은 작업 경로를 따라 상기 권취 헤드들을 변위시키도록 구성되는 상기 권취 헤드들을 이동시키기 위한 장치를 포함한다.
상기 기기는 바람직하게는 상기 입구 구간과 상기 출구 구간 사이에 상기 적어도 하나의 스트립-형상의 물품의 가변 양을 저장하도록 구성되는 저장 장치를 포함한다.
바람직하게는, 상기 기기는 상기 저장된 스트립의 양을 가변시키는 방식으로 상기 저장 장치를 작동시키도록, 바람직하게는 이를 변위시킴으로써 상기 저장 장치를 가동시키도록 구성된 저장 장치의 가동 장치를 포함한다.
이러한 특성으로 인해, 상기 스트립들 중 적어도 하나를 계속해서 전진시키면서, 이들이 제공되지 않고, 특히 권취되는 단계를 제공할 수 있다. 이와 같이, 절단 단계들은 더 잘 관리될 수 있고, 및/또는 복수의 중첩 층들로 구성된 상기 스트립-형상의 물품의 경우에 상이한 길이의 스트립들을 제공할 수 있다.
스트립-형상의 물품을 형성하는 모든 스트립들을 동시에 저장할 수 있고, 예를 들어, 이동 장치 및 따라서 이동식 부분이 작동 세그먼트를 따라 이동하고, 저장된 스트립을 신속하게 권취하거나 저장된 스트립의 양을 이용하여 스트립의 장력을 최적으로 조절할 수도 있다.
본 발명의 제2 측면에서, 본 발명은 코일 제조 방법에 관한 것으로, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 코일은 하나의 스트립-형상의 물품을 권취함으로써 제조된다.
바람직하게는, 상기 방법은 작업 경로를 따라 이동 가능한 복수의 권취 헤드들을 제공하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 바람직하게는 상기 권취 헤드에 의해 상기 스트립-형상의 물품을 권취하는 단계를 제공한다.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 스트립-형상의 물품이 권취되는 상기 권취 헤드의 상류 위치에 상기 적어도 하나의 스트립-형상 물품의 가변 양을 저장하는 단계를 포함하며, 상기 저장된 양은 상기 권취 헤드들의 변위 동안 바람직하게는, 가변적이다.
또한, 이러한 측면을 바탕으로, 이전의 측면과 관련하여 설명한 동일한 장점들을 달성할 수 있다.
본 발명의 제3 측면에서, 본 발명은 코일 제조 기기에 관한 것으로, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일의 제조 기기에 관한 것이다.
바람직하게는, 상기 기기는 적어도 하나의 스트립-형상의 물품을 공급하도록 구성된 상기 공급 유닛을 포함하고, 상기 물품은 바람직하게는, 도체 스트립들 및 분리기 스트립들을 포함하는 하나 이상의 스트립들을 포함하며, 상기 공급 유닛은 상기 스트립-형상의 물품을 공급 방향을 따라 변위시킨다.
상기 기기는 바람직하게는, 권취 유닛을 포함한다.
바람직하게는, 상기 권취 유닛은 복수의 권취 헤드들을 포함한다.
바람직하게는, 상기 권취 유닛은 상기 권취 헤드들을 작업 경로를 따라 변위시키도록 구성되는 상기 권취 헤드들을 이동시키기 위한 장치를 포함한다.
바람직하게는, 각각의 권취 헤드는 상기 스트립의 일부를 파지하도록 구성되고 상기 코일을 제조하기 위해 상기 스트립을 권취하도록 구성되는 그래빙 장치(grabbing device)를 지지한다.
바람직하게는, 상기 이동 장치는 상기 스트립 일부를 파지할 때, 바람직하게는, 상기 공급 방향에 대해 부합하지 않는 방향으로 상기 작업 경로의 작동 세그먼트를 따라 각각의 권취 헤드를 변위시키도록 추가로 구성된다.
이러한 특성으로 인해, 상기 스트립을 권취하는 과정에서 상기 스트립-형상의 물품의 상기 길이를 줄이거나 어떤 경우에도 최소한으로 유지할 수 있다. 이와 같이, 상기 스트립에 장력 상태를 유발할 수 있는 상황이 감소되고 일반적으로 높은 권취 속도들을 달성할 수 있다.
본 발명의 제4 측면에서, 본 발명은 코일 제조 방법에 관한 것으로, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 코일은 적어도 하나의 스트립-형상의 물품을 권취함으로써 제조된다.
상기 방법은 바람직하게는, 작업 경로를 따라 이동 가능한 복수의 권취 헤드들을 제공하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 스트립-형상의 물품을 상기 권취 헤드들 중 하나에 공급하도록 상기 스트립-형상의 물품을 공급 방향으로 이동하도록 제공된다.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 권취 헤드의 그래빙 장치에 의해 상기 스트립-형상의 물품의 일부를 파지하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 스트립-형상의 물품의 상기 일부를 파지하는 동안, 상기 공급 방향에 대해 부합하지 않는 방향으로 상기 작업 경로의 작동 세그먼트를 따라 상기 권취 헤드를 변위시키는 단계를 포함한다.
이러한 측면을 바탕으로, 이전의 측면과 관련하여 설명한 동일한 장점들을 달성할 수 있다.
본 발명의 제5 측면에서, 본 발명은 코일 제조 기기에 관한 것으로, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일의 제조 기기에 관한 것이다.
바람직하게는, 상기 기기는 적어도 하나의 스트립-형상의 물품, 바람직하게는, 도체 스트립들 및 분리기 스트립들을 포함하는 복수의 스트립들을 공급하도록 구성되는 공급 유닛을 포함한다.
바람직하게는, 상기 기기는 권취 유닛을 포함한다.
바람직하게는, 상기 권취 유닛은 복수의 권취 헤드들을 포함하고, 각각의 권취 헤드는 상기 코일을 제조하기 위해 각각의 권취 축 주위로 상기 스트립-형상의 물품을 권취하도록 구성된다.
또한, 바람직하게는, 상기 권취 유닛은 작업 경로를 따라 상기 권취 헤드들을 변위시키도록 구성되는 상기 권취 헤드들을 이동시키기 위한 장치를 포함한다.
바람직하게는, 상기 권취 헤드들은 상기 이동 장치의 회전 축 주위의 적어도 하나의 회전을 포함하는 궤적에 따라 변위되며, 상기 회전 축은 바람직하게는, 상기 권취 축과 상이하고, 바람직하게는, 상기 회전 축 및 상기 권취 축과 상이한 추가 축 주위의 병진 및/또는 회전을 포함한다.
이러한 특성으로 인해, 적절한 기구학적 메커니즘에 의해, 상기 이동 장치의 상기 회전 축 주위의 회전에 의해 얻어질 수 있는 상기 회전 헤드들의 순환 이동(cyclic movement)과 함께, 병진 및/또는 추가 회전 이동들에 의해 얻어진 상기 헤드들의 추가 이동을 달성하는 것이 가능하다.
이와 같이, 구조가 간단하고 고속을 달성할 수 있는 해결수단을 이용하여, 헤드 자체의 이동 중에 스트립을 권취하기 위해 권취 헤드들에 필요한 궤적을 얻을 수 있고, 이로써, 상기 스트립에 대해 제어하기 어려운 장력 또는 움직임을 초래하지 않는다.
상기 권취 헤드에 의해 움직이는 궤적은 순차적인 회전 및 병진/회전 또는 이러한 회전/병진을 포함하는 조합된 회전 병진 이동을 포함할 수 있음을 이해할 것이다.
본 발명의 제6 측면에서, 본 발명은 코일 제조 방법에 관한 것으로, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일 제조 방법에 관한 것으로, 상기 코일은 적어도 하나의 스트립-형상의 물품을 권취함으로써 제조된다.
상기 방법은 바람직하게는, 복수의 권취 헤드들을 제공하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 권취 헤드들 중 하나에 의해 상기 권취 축 주위로 상기 스트립-형상의 물품을 권취하는 것이 제공된다.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 이동 장치의 회전 축 주위의 적어도 하나의 회전에 의해 형성된 궤적에 따라 상기 권취 헤드들을 이동시키는 단계를 포함하고, 상기 회전 축은 바람직하게는, 상기 권취 축과 상이하고, 바람직하게는, 상기 회전 축과 상기 권취 축과 상이한 추가 축 주위의 병진 및/또는 회전하는 것을 포함한다.
또한, 이러한 측면을 바탕으로, 이전의 측면과 관련하여 설명한 동일한 장점들을 달성할 수 있다.
본 발명의 제7 측면에서, 본 발명은 코일 제조 기기에 관한 것으로, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일의 제조 기기에 관한 것이다.
바람직하게는, 상기 기기는 적어도 하나의 스트립-형상의 물품을 공급하도록 구성되는 공급 유닛을 포함하고, 상기 물품은 바람직하게는, 도체 스트립들 및 분리기 스트립들을 포함하는 하나 이상의 스트립들을 포함하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 공급 유닛은 상기 스트립-형상의 물품이 상기 공급 유닛으로부터 통과하여 빠져나가는 출구 구간을 포함하는 이동식 부분을 포함한다.
상기 기기는 또한 바람직하게는, 상기 출구 구간으로부터 상기 스트립-형상의 물품을 수용하도록 구성되는 상기 권취 유닛을 포함한다.
상기 권취 유닛은 바람직하게는, 복수의 권취 헤드들을 포함한다.
바람직하게는, 상기 권취 유닛은 상기 권취 헤드들을 이동시키기 위한 장치를 포함한다.
바람직하게는, 각각의 권취 헤드는 상기 코일을 제조하기 위해 상기 스트립-형상의 물품을 권취하도록 구성된다.
상기 권취 헤드들과 상기 이동식 부분은 바람직하게는, 모두 이동 가능하다.
바람직하게는, 상기 이동 장치는 상기 권취 헤드가 이동하는 동안 상기 스트립-형상의 물품이 권취되는 각각의 권취 헤드를 상기 이동식 부분으로부터 미리 결정된 거리로 유지하는 방식으로 상기 권취 헤드들을 작업 경로를 따라 이동시키도록 구성된다.
이러한 특성으로 인해, 상기 코일을 제조하는 다양한 단계에서 상기 공급 유닛과 상기 권취 헤드 사이의 상기 거리를 제어하여 장력 상태를 최소화하면서 권취를 수행하고, 필요한 경우 상기 스트립-형상의 물품의 상기 절단을 허용하기 위해 적절한 거리를 제공하는 것이 가능하다.
본 발명의 제8 측면에서, 본 발명은 코일 제조 방법에 관한 것으로, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일 제조 방법에 관한 것으로, 상기 코일은 적어도 하나의 스트립-형상의 물품을 권취함으로써 제조된다.
상기 방법은 바람직하게는, 작업 경로를 따라 이동 가능한 복수의 권취 헤드들을 제공하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 스트립-형상의 물품을 상기 공급 유닛의 출구 구간을 통해 상기 권취 헤드들 중 하나에 공급하는 것을 제공한다.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 스트립-형상의 물품이 공급되는 상기 권취 헤드에 의해 상기 스트립-형상의 물품을 권취하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 출구 구간 및 상기 스트립-형상의 물품이 공급되는 상기 권취 헤드를 동시에 이동시켜 미리 결정된 거리를 유지하도록 제공된다.
또한, 이러한 측면을 바탕으로, 이전의 측면과 관련하여 설명한 동일한 장점들을 달성할 수 있다.
본 발명의 제9 측면에서, 본 발명은 코일 제조 기기에 관한 것으로, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일의 제조 기기에 관한 것이다.
바람직하게는, 상기 기기는 바람직하게는, 도체 스트립들 및 분리기 스트립들을 포함하는 하나 이상의 스트립들을 포함하는 적어도 하나의 스트립-형상의 물품을 공급하도록 구성되는 공급 유닛을 포함한다;
상기 기기는 바람직하게는, 상기 권취 유닛을 포함한다.
상기 권취 유닛은 바람직하게는, 복수의 권취 헤드들을 포함하고, 각각의 권취 헤드는 바람직하게는, 상기 코일을 제조하기 위해 상기 스트립-형상의 물품을 권취하도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 권취 유닛은 작업 경로를 따라 상기 권취 헤드들을 변위시키도록 구성되는, 상기 권취 헤드들을 이동시키기 위한 장치를 포함한다.
바람직하게는, 상기 복수의 권취 헤드들은 적어도 제1 권취 헤드 및 제2 권취 헤드를 포함한다.
상기 이동 장치는 바람직하게는, 상기 작업 경로를 따라 상기 제1 권취 헤드와 상기 제2 권취 헤드 사이의 거리를 가변시키도록 구성된다.
이러한 특성으로 인해, 특히 상기 2개의 권취 헤드들 사이의 상기 거리를 가변시킬 수 있기 때문에, 코일 제조 단계, 특히 특히 상기 권취가 일어나는 단계들과 상기 스트립-형상의 물품이 절단되는 단계들 사이에서 상기 2개의 헤드들 사이의 상기 거리를 가변시킴으로써 코일 제조 단계들을 효율적으로 관리할 수 있다.
본 발명의 제10 측면에서, 본 발명은 코일 제조 방법에 관한 것으로, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일 제조 방법에 관한 것으로, 상기 코일은 적어도 하나의 스트립-형상의 물품을 권취함으로써 제조된다.
바람직하게는, 상기 방법은 작업 경로를 따라 이동 가능한 복수의 권취 헤드들을 제공하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 복수의 권취 헤드들은 적어도 제1 권취 헤드 및 제2 권취 헤드를 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 제1 권취 헤드 및/또는 상기 제2 권취 헤드에 의해 상기 스트립-형상의 물품을 권취하는 단계를 포함한다.
또한, 바람직하게는, 상기 작업 경로를 따라 상기 제1 권취 헤드와 상기 제2 권취 헤드 사이의 거리를 가변시키는 단계가 제공된다
또한, 이러한 측면을 바탕으로, 이전의 측면과 관련하여 설명한 동일한 장점들을 달성할 수 있다.
본 발명의 제11 측면에서, 본 발명은 코일 제조 기기에 관한 것으로, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일의 제조 기기에 관한 것이다.
바람직하게는, 상기 기기는 바람직하게는, 도체 스트립들 및 분리기 스트립들을 포함하는 하나 이상의 스트립들을 포함하는 하나 이상의 스트립-형상의 물품을 공급하도록 구성되는 공급 유닛을 포함한다.
바람직하게는, 상기 기기는 권취 유닛을 포함한다.
상기 권취 유닛은 바람직하게는, 복수의 권취 헤드들을 포함한다.
바람직하게는, 상기 권취 유닛은 상기 권취 헤드들을 작업 경로를 따라 이동시키도록 구성되는, 상기 권취 헤드들을 이동시키기 위한 장치를 포함한다.
바람직하게는, 각각의 권취 헤드는 상기 코일을 제조하기 위해 상기 스트립-형상의 물품을 권취하도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 권취 헤드는 상기 적어도 하나의 스트립-형상의 물품이 각각의 권취 헤드에 의해 그리고 상기 권취 헤드의 이동의 결과로서, 그리고 바람직하게는, 적어도 상기 공급 유닛과 상기 권취 헤드 사이에 포함되는 세그먼트에서, 상기 스트립-형상의 물품의 상기 권취 동안 실질적으로 일정한 장력을 받는 방식으로 상기 작업 경로를 따라 이동 가능하다.
"실질적으로 일정한 장력(substantially constant tension)"이라는 용어는 상기 장력이 바람직하게는, 상기 기기의 작동 단계들 동안 ±5% 이하의 변동으로 일정하게 유지되는 것을 의미한다. 더욱이, 본 발명의 문맥에서, 상기 일정하거나 실질적으로 일정한 장력 상태는 바람직하게는, 상기 스트립을 공급하고 권취하는 단계들 동안 상기 스트립-형상의 물품의 일정한 속도로 나타날 수 있다.
이러한 특성으로 인해, 상기 권취 헤드가 변위되는 동안에 상기 권취가 이루어지기 때문에, 특히 상기 코일을 제조하는 동안에, 상기 스트립-형상의 물품에 실질적으로 일정한 장력을 부여하는 것이 가능하다.
이러한 특성으로 인해, 상기 권취 헤드가 변위되는 동안에 상기 권취가 이루어지기 때문에, 특히 상기 코일을 제조하는 동안에, 상기 스트립-형상의 물품에 실질적으로 일정한 장력을 부여하는 것이 가능하다.
이와 같이, 상기 기기의 생산성은 단위 시간당 권취되는 코일들의 관점에서 증가될 수 있고, 상기 권취의 특성은 개선될 수 있으며, 이는 보다 정밀하고 규칙적인 방식으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 제12 측면에 따르면, 본 발명은 코일 제조 방법에 관한 것으로, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일 제조 방법에 관한 것으로, 상기 코일은 적어도 하나의 스트립-형상의 물품을 권취함으로써 제조된다.
상기 방법은 바람직하게는, 작업 경로를 따라 이동 가능한 복수의 권취 헤드들을 제공하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 스트립-형상의 물품을 상기 복수의 권취 헤드에 의해 권취하는 것을 제공한다.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 스트립-형상의 물품이 실질적으로 일정한 장력을 받도록 상기 스트립-형상의 물품이 권취되는 상기 권취 헤드를 이동시키는 단계를 포함한다.
이러한 측면을 바탕으로, 이전의 측면과 관련하여 설명한 동일한 장점들을 달성할 수 있다.
본 발명의 제13 측면에서, 본 발명은 코일 제조 기기에 관한 것으로, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일의 제조 기기에 관한 것이다.
바람직하게는, 상기 기기는 바람직하게는, 도체 스트립들 및 분리기 스트립들을 포함하는 복수의 스트립들에 의해 형성되는 적어도 하나의 스트립-형상의 물품을 공급하도록 구성되는 공급 유닛을 포함한다.
상기 기기는 바람직하게는, 권취 유닛을 포함한다.
상기 권취 유닛은 바람직하게는, 복수의 권취 헤드들을 포함한다.
바람직하게는, 상기 권취 유닛은 상기 권취 헤드들을 작업 경로를 따라 변위시키도록 구성되는, 상기 권취 헤드들을 이동시키기 위한 장치를 포함한다.
바람직하게는, 각각의 권취 헤드는 상기 코일을 제조하기 위해 상기 스트립-형상의 물품을 권취하도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 스트립들 중 적어도 하나는 상기 공급 유닛에 의해 상기 권취 헤드에 연속적으로 공급된다.
이러한 특성으로 인해, 상기 스트립의 공급을 방해하지 않고 상기 코일을 제조하는 것이 가능하며, 따라서 원치 않는 장력 상태를 발생시키거나 상기 기기의 생산성을 감소시킬 수 있는 상기 스트립들의 이동의 방해를 피할 수 있으며, 이로써 항상 제조된 제품의 생산성 및 품질의 이익을 얻을 수 있다.
본 발명의 제14 측면에서, 본 발명은 코일 제조 방법에 관한 것으로, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일 제조 방법에 관한 것으로, 상기 코일은 적어도 하나의 스트립-형상의 물품을 권취함으로써 제조된다.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 스트립-형상의 물품을 형성하기 위해 바람직하게는, 도체 스트립들 및 분리기 스트립들을 포함하는 복수의 층들을 결합하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 스트립들 중 적어도 하나는 연속적으로 공급된다.
바람직하게는, 상기 방법은 작업 경로를 따라 이동 가능한 복수의 권취 헤드들을 제공하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 권취 헤드에 의해 상기 스트립-형상의 물품을 권취하도록 제공된다.
이러한 측면을 바탕으로, 이전의 측면과 관련하여 설명한 동일한 장점들을 달성할 수 있다.
본 발명의 제15 측면에서, 본 발명은 코일 제조 기기에 관한 것으로, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일의 제조 기기에 관한 것이다. 바람직하게는, 상기 기기는 바람직하게는, 도체 스트립들 및 분리기 스트립들을 포함하는 하나 이상의 스트립들을 포함하는 적어도 하나의 스트립-형상의 물품을 공급하도록 구성되는 공급 유닛을 포함한다.
바람직하게는, 상기 기기는 또한 바람직하게는, 복수의 권취 헤드들을 포함하는 권취 유닛을 포함한다.
바람직하게는, 상기 기기는 작업 경로를 따라 상기 권취 헤드들을 변위시키도록 구성되는 상기 권취 헤드들을 이동시키는 장치를 포함한다.
각각의 권취 헤드는 바람직하게는, 상기 작업 경로의 작동 세그먼트를 따라 상기 권취 헤드의 상기 이동 장치에 의해 수행되는 변위 동안 상기 코일을 생성하도록 상기 스트립을 권취하도록 구성된다.
이러한 특성으로 인해, 코일 제조 기기는 스트립-형상의 물품이 권취되는 동안 상기 권취 헤드가 이동할 수 있기 때문에, 상기 물품의 공급을 방해할 필요 없이 상기 스트립-형상의 물품을 권취할 수 있다.
이것은 한편으로는 상기 권취 속도 및 상기 권취 헤드들의 상기 변위에 작용함으로써 상기 스트립-형상의 물품에 작용하는 장력을 제어할 수 있는 가능성 덕분에 알려진 해결수단보다 더 빠른 속도로 작동하는 것을 가능하게 하는 동시에, 상기 코일 구조에서 요구되는 품질을 보장한다.
본 발명의 제16 측면에서, 본 발명은 코일 제조 방법에 관한 것으로, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일 제조 방법에 관한 것으로, 상기 코일은 적어도 하나의 스트립-형상의 물품을 권취함으로써 제조된다.
상기 방법은 바람직하게는, 작업 경로를 따라 이동 가능한 복수의 권취 헤드들을 제공하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 방법은 바람직하게는, 상기 작업 경로의 작동 세그먼트를 따라 상기 권취 헤드의 변위 동안 상기 권취 헤드에 의해 상기 스트립-형상의 물품을 권취하는 단계를 포함한다.
이러한 측면에 따른 방법은 또한 권취 헤드 자체가 작업 경로를 따라, 특히 그의 특정 세그먼트를 따라 움직이는 동안 상기 권취의 가능성으로 인해, 상기 스트립-형상의 물품의 경로에서 더 높은 속도 및 중단 없이 코일을 제조할 수 있게 한다.
실제로, 상기 권취 헤드의 변위는 상기 스트립-형상의 물품의 공급을 상기 권취 헤드들에 공급하는 것과 조화되어, 상기 코일을 제조하는 공정 중에 상기 스트립-형상의 물품 또는 이를 형성할 수 있는 상대 스트립의 공급을 방해할 필요가 없다.
본 발명의 제17 측면에서, 본 발명은 코일 제조 기기에 관한 것으로, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일의 제조 기기에 관한 것이다.
바람직하게는, 상기 기기는 적어도 하나의 스트립-형상의 물품을 공급하도록 구성되는 공급 유닛을 포함하고, 바람직하게는, 도체 스트립들 및 분리기 스트립들을 포함하는 하나 이상의 스트립들을 포함한다.
바람직하게는, 상기 기기는 복수의 권취 헤드들을 포함하는 권취 유닛을 포함한다.
바람직하게는, 각각의 권취 헤드는 상기 스트립-형상의 물품의 일부를 파지하도록 구성되는 그래빙 장치를 지지한다.
상기 권취 유닛은 바람직하게는, 작업 경로를 따라 상기 권취 헤드들을 변위시키도록 구성되는, 상기 권취 헤드들을 이동시키기 위한 장치를 포함한다.
바람직하게는, 각각의 권취 헤드는 상기 코일을 제조하기 위해 상기 스트립-형상의 물품을 권취하도록 구성된다.
바람직하게는, 각각의 그래빙 장치는 상기 스트립-형상의 물품을 그들 사이에 유지하도록 구성되는 한 쌍의 핀들을 포함한다.
바람직하게는, 상기 핀들 중 적어도 하나는 상기 스트립-형상의 물품을 사이에 유지하는 다른 핀을 결합하도록 이동 가능하다.
이러한 특성으로 인해, 상기 스트립-형상의 물품을 잡고 고정(clamp)할 수 있어 권취가 간단한 방식으로 그리고 연속적이고 자동화된 공정으로 수행될 수 있다.
본 발명의 제18 측면에서, 본 발명은 코일 제조 방법에 관한 것으로, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 코일은 스트립-형상의 물품을 권취함으로써 제조된다.
바람직하게는, 상기 방법은 작업 경로를 따라 이동 가능한 복수의 권취 헤드들을 제공하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 바람직하게는, 상기 권취 헤드에 의해 상기 스트립-형상의 물품의 일부를 파지하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 권취 헤드에 의해 상기 스트립-형상의 물품을 권취하는 것이 제공된다.
바람직하게는, 상기 스트립-형상의 물품의 일부를 파지하는 단계는 상기 일부를 한 쌍의 핀들 사이에 배열하는 단계를 포함하며, 상기 핀들 중 적어도 하나는 상기 스트립-형상의 물품을 사이에 유지하는 다른 핀을 결합하도록 이동 가능하다.
또한, 이러한 측면을 바탕으로, 이전의 측면과 관련하여 설명한 동일한 장점들을 달성할 수 있다.
본 발명의 제19 측면에 의하면, 본 발명은 또한, 코일 제조 기기에 관한 것으로, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일의 제조 기기에 관한 것이다.
상기 기기는 바람직하게는, 도체 스트립들 및 분리기 스트립들을 포함하는 복수의 스트립들에 의해 형성되는 적어도 하나의 스트립-형상의 물품을 공급하도록 구성되는 공급 유닛을 포함한다.
바람직하게는, 상기 공급 유닛은 이동식 부분을 포함한다.
바람직하게는, 각각의 공급 경로는 상기 스트립 각각에 대해 형성(define, 정의)된다.
상기 공급 경로들은 바람직하게는, 각각의 저장 세그먼트를 포함하며, 상기 저장 세그먼트들은 서로 실질적으로 평행하다.
바람직하게는, 상기 기기는 상기 코일을 제조하기 위해 상기 스트립-형상의 물품을 권취하도록 구성되는 적어도 하나의 상기 권취 헤드를 포함하는 상기 권취 유닛을 포함한다.
바람직하게는, 상기 공급 유닛은 상기 이동식 부분을 이동시킴으로써 상기 저장 세그먼트 각각의 길이 방향 연장을 가변시키는 방식으로 구성된다. 상기 저장 세그먼트들의 상기 길이 방향 연장은 동시에, 바람직하게는, 동일한 양으로 가변되고, 바람직하게는, 상기 저장 세그먼트들은 서로 실질적으로 평행하게 유지된다.
이러한 특성으로 인해, 상기 스트립-형상의 물품을 형성하는 상기 스트립마다 동일한 양의 스트립을 동시에 저장하기 위해, 상기 이동식 부분의 상기 변위를 사용할 수 있다. 이와 같이, 상기 스트립-형상의 물품이 권취되지 않는 단계들을 제공하면서도 상기 스트립을 연속적으로 공급하는 것이 가능하다.
제20 측면에 따르면, 본 발명은 또한, 코일 제조 방법에 관한 것으로, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일 제조 방법에 관한 것이다. 바람직하게는, 상기 코일은 적어도 하나의 스트립-형상의 물품을 권취함으로써 제조된다.
상기 방법은 바람직하게는, 각각의 공급 경로를 따라 복수의 스트립들을 전진시키는 단계를 포함하고, 상기 복수의 스트립들은 바람직하게는, 도체 스트립들 및 분리기 스트립들을 포함한다.
바람직하게는, 상기 스트립들을 상기 공급 경로의 단부에서 상기 스트립-형상의 물품을 형성하는 방식으로 층들로 결합된다.
상기 방법은 바람직하게는, 적어도 하나의 권취 헤드를 제공하는 단계, 및 바람직하게는, 상기 권취 헤드에 의해 상기 스트립-형상의 물품을 권취하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 각각의 공급 경로는 가변 가능한 길이를 가지는 각각의 저장 상기 세그먼트를 포함하고, 상기 저장 상기 세그먼트들은 바람직하게는, 서로 실질적으로 평행하다.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 저장 세그먼트의 각각의 길이를 동시에, 바람직하게는, 동일한 양만큼, 가변시키는 단계, 및 바람직하게는, 상기 길이를 가변시키는 단계 동안 상기 저장 세그먼트를 서로 실질적으로 평행하게 유지시키는 단계를 포함한다.
또한, 이러한 측면을 바탕으로, 이전의 측면과 관련하여 설명한 동일한 장점들을 달성할 수 있다.
본 발명은 전술한 측면들 중 적어도 하나에 있어서, 이하에서 설명되는 더욱 바람직한 특징들 중 적어도 하나를 가질 수 있다.
바람직하게는, 각각의 권취 헤드는 상기 스트립-형상의 물품의 일부를 파지하도록 구성되는 그래빙 장치를 지지하고, 상기 그래빙 장치들은 바람직하게는, 상기 스트립-형상의 물품을 권취하도록 권취 축을 중심으로 스스로 회전하도록 추가로 구성된다.
이러한 특성으로 인해, 상기 스트립-형상의 물품은 용이하게 파지될 수 있고, 이를 파지하는 동일한 장치의 회전에 의해 권취될 수 있다. 이와 같이, 상기 스트립-형상의 물품을 권취하는 동안에 상기 권취 헤드들의 상기 회전 속도뿐만 아니라 상기 궤적 및 상기 속도를 용이하게 제어할 수 있다.
바람직하게는, 상기 공급 유닛은 상기 스트립-형상의 물품의 공급 방향을 정의한다.
이와 같이, 상기 공급 유닛 자체는 상기 스트립-형상의 물품이 공급되는 방향, 즉 상기 스트립-형상의 물품이 상기 권취 헤드에 도달한 후 파지되어 권취되는 방향을 정의한다.
상기 스트립-형상의 물품이 여러 개의 상기 스트립들로 형성되는 경우, 상기 공급 방향은 상기 스트립들이 서로 결합된 후에 상기 물품의 상기 공급 방향과 일치한다.
바람직하게는, 상기 이동 장치는 상기 권취 헤드들의 변위 동안에 상기 스트립-형상의 물품을 권취하도록 구성된다. 바람직하게는, 권취되는 동안의 각각의 권취 헤드의 상기 변위는 상기 공급 방향에 대해 부합하지 않는 방향으로 된다.
이러한 특성으로 인해, 상기 스트립의 상기 권취 동안에 상기 스트립-형상의 물품의 상기 길이를 감소시키거나 최소한으로 유지할 수 있다. 이와 같이, 상기 스트립에 장력 상태를 야기할 수 있는 상황이 감소되고, 일반적으로 높은 권취 속도를 달성할 수 있다.
"부합하지 않는(discordant)"이라는 용어와 반대로 "부합하는(concordant)"이라는 용어가 두 방향을 지칭하는 경우, 이러한 방향은 부합하지 않는 것과 관련하여 반대 방향, 또는 부합하는 것과 관련하여 동일한 방향으로 움직이는 것으로 이해되어야 한다.
이러한 방향들은 반드시 평행할 필요는 없으며, 이러한 경우에 제2 방향에 대해 평행한 하나의 방향의 구성요소가 다른 방향에 대해 반대 방향으로 물체가 변위되는 경로를 정의할 때 두 방향들은 부합하지 않는 것으로 간주될 것이다.
이러한 개념은 도 11에 개략적으로 도시되어 있는데, 상기 도면에서 두 방향은 연속선으로 도시되어 있으며, 각각 문자들(a와 b)로 표시되어 있는 반면, 상기 제2 방향과 평행한 구성요소는 점선으로 도시되어 있으며, 문자(c)로 표시되어 있다. 도면에 도시된 예에서, 상기 두 방향들은 상기 두 선들에 존재하는 화살표로부터 알 수 있는 바와 같이, 부합하지 않는 것으로 나타난다.
바람직하게는, 작동 세그먼트를 따르는 각각의 권취 헤드의 상기 변위는 상기 공급 방향에 실질적으로 평행하다.
본 발명의 문맥에서 "실질적으로 평행"이라는 용어는 완벽한 평행성과 관련하여 ±10°, 바람직하게는, ±5°의 가능한 편차를 나타낼 것이다.
이러한 특성으로 인해, 상기 권취 헤드는 상기 스트립의 상기 전진 이동을 따르고 및/또는 그러한 조건 하에서 상기 스트립을 권취하기 위해 상기 스트립의 전진 이동과 반대 방향으로 이동할 수 있다. 이러한 특성들 각각은 상기 스트립의 권취를 및 그에 따른 코일의 형성을 보다 빠르고 보다 효율적으로 만드는 데에 더 기여한다.
바람직하게는, 상기 공급 유닛은 상기 스트립-형상의 물품이 상기 공급 유닛으로부터 통과하여 빠져나와 상기 권취 유닛에 공급되는 출구 구간, 및 바람직하게는, 각각의 전달 장치로부터 상기 적어도 하나의 스트립을 수용하도록 적응되는 입구 구간을 포함하고, 상기 스트립의 공급 경로는 상기 입구 구간과 상기 출구 구간 사이에 포함된다.
바람직하게는, 상기 공급 유닛은 상기 출구 구간이 바람직하게는, 형성되는 이동식 부분을 포함한다.
상기 공급 유닛 내에 이동식 부분이 존재하기 때문에 상기 스트립-형상의 물품이 빠져나가는 상기 구간의 위치를 변경하여 상기 권취 헤드에 공급할 수 있다. 이와 같이, 상기 권취 헤드들은 상기 스트립-형상의 물품을 보다 용이하게 파지할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 헤드들과 상기 공급 유닛 사이의 상기 거리, 그리고 결과적으로 상기 물품이 권취되는 상기 헤드와 상기 공급 유닛 사이의 상기 스트립의 상기 길이를 조정할 수 있을 것이다.
바람직하게는, 상기 기기는 상기 공급 유닛의 하류 위치에서 상기 스트립-형상의 물품을 절단하도록 구성되는 절단 장치를 포함한다.
상기 공급 유닛의 하류에 상기 절단 장치가 존재함으로써, 스트립이 절단될 때 상기 스트립을 정지시킬 필요가 없게 되어, 상기 상대 이동 장치를 통해 수행되는 헤드의 이동과 함께 절단 동작을 조율할 수 있게 된다.
바람직하게는, 상기 공급 유닛과 상기 이동 장치는 상기 절단 장치가 상기 스트립-형상의 물품을 절단할 때를 대비하여, 각각의 권취 헤드가 상기 공급 유닛으로부터 미리 결정된 거리에 위치하도록 구성되며, 상기 미리 결정된 거리는 바람직하게는, 상기 공급 헤드로부터 최소 거리와 실질적으로 동일하다.
"실질적으로 동일한(substantially equal)"이라는 용어는 두 구성요소들 사이의 최소 거리와 관련되어 본 발명의 문맥에서 이해될 것이며, 이는 상기 기기의 상이한 작동 단계들 동안에 상기 두 구성요소들은 약간 더 짧은 거리에 있을 수도 있지만, 전체적으로 운동 중인 상기 두 구성요소들을 움직이는(set) 기구학적 메커니즘과 그리고 그들의 전체 치수와 호환적으로 이러한 거리는 달성 가능한 최소의 거리로 간주될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
다시 말하면, 상기 권취 헤드들은 상기 작업 경로를 따라 이동하는 동안, 전술한 절단 단계에서 그들이 위치하는 것보다 더 짧은 거리에 있을 수도 있지만, 이러한 작동의 맥락에서 그들이 위치하는 상기 거리는 그들이 절단에 사용되는 장치들의 접근 및 사용을 허용하도록 위치할 수 있는 최소 거리이고, 상기 이동에 사용되는 기구학적 메커니즘과 호환적으로 위치할 수 있다.
이러한 특성으로 인해, 절단이 이루어지는 순간에 상기 공급 유닛을 빠져나가는 상기 스트립-형상의 물품의 일부의 길이를 최소화할 수 있으므로, 관리 및, 특히 절단의 결과로서 생성되는 상기 스트립-형상의 물품의 두 개에 대한 권취 동작들을 단순화한다.
바람직하게는, 상기 공급 유닛 및 상기 이동 장치는 상기 절단 장치가 상기 스트립-형상의 물품을 절단할 때, 상기 각각의 권취 헤드가 상기 이동식 부분으로부터 상기 최소 거리에 위치하도록 구성된다.
이러한 특성에 기초하여, 상기 이동식 부분의 이동은 전술한 상기 권취 헤드를 최소 거리에서 위치시키기 위해 유리하게 이용될 수 있다.
바람직하게는, 상기 절단 장치는 상기 권취 헤드 및/또는 상기 스트립-형상의 물품과 일체로 이동 가능하다.
바람직하게는, 상기 이동 장치는 상기 작업 경로를 따라, 적어도 다음을 포함하는 궤적에 따라 상기 권취 헤드들을 변위시키도록 구성된다:
● 상기 이동 장치의 회전 축 중심의 회전, 상기 회전 축은 상기 권취 축과 상이함; 및
● 상기 회전 축 및 상기 권취 축과 상이한 추가 축 주위의 병진 및/또는 회전.
이러한 특성은 적절한 기구학적 메커니즘에 의해, 상기 이동 장치의 상기 회전 축 주위의 회전에 의해 얻어질 수 있는 상기 회전 헤드들의 순환 운동을, 병진 운동 및/또는 추가 회전 이동들에 의해 얻어진 상기 헤드들의 추가 이동과 가능하게 한다.
이와 같이, 구조가 간단하고 고속을 달성할 수 있는 해결수단을 이용하여, 헤드 자체의 이동 중에 스트립을 권취하기 위해 권취 헤드들에 필요한 궤적을 얻을 수 있고, 이로써, 상기 스트립에 대해 제어하기 어려운 장력 또는 움직임을 초래하지 않는다.
바람직하게는, 상기 이동 장치는 상기 헤드들 사이의 거리를 변화시키지 않고 병진 및/또는 상기 헤드들 사이의 거리를 가변시키는 임의의 이동과 같은 이러한 이동들의 조합을 수행하도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 권취 헤드들 및 상기 이동식 부분은 조정된 방식으로 이동 가능하며, 상기 이동 장치는 상기 권취 헤드가 이동하는 동안 상기 스트립-형상의 물품이 권취되는 각각의 권취 헤드를 상기 이동식 부분으로부터 미리 결정된 거리로 유지하는 방식으로 상기 작동 세그먼트를 따라 상기 권취 헤드들을 이동시키도록 구성된다.
이러한 특성으로 인해, 상기 코일을 제조하는 다양한 단계에서 상기 공급 유닛과 상기 권취 헤드 사이의 상기 거리를 제어하여 장력 상태를 최소화하면서 상기 권취를 수행하고 필요한 경우 상기 스트립-형상의 물품의 상기 절단을 허용할 수 있는 적절한 거리를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 적어도 하나의 스트립-형상의 물품은 적어도 상기 공급 유닛과 상기 스트립-형상의 물품이 권취되는 각각의 권취 헤드 사이에 포함되는 세그먼트에 대해 실질적으로 일정한 장력을 받는다.
본 발명으로 인해, 상기 권취 헤드가 변위되는 동안에 상기 권취가 이루어지기 때문에, 특히 상기 코일을 제조하는 동안에, 상기 스트립-형상의 물품에 실질적으로 일정한 장력을 부여하는 것이 가능하다는 것을 이해할 것이다.
바람직하게는, 상기 공급 유닛은 상기 스트립-형상의 물품을 공급 속도로 공급하도록 구성되고, 상기 권취 헤드들은 상기 스트립을 권취 속도로 권취하도록 구성되며, 변위 속도로 변위하도록 구성되며, 상기 권취 속도 및 상기 변위 속도는 바람직하게는, 상기 스트립-형상의 물품에 상기 실질적으로 일정한 장력을 가하도록 구성된다.
이와 같이, 단순히 상기 기기가 작동하는 상기 속도들을 제어함으로써 상기 장력을 제어할 수 있게 되어 그것의 작동 단계의 용이한 제어를 가능하게 한다.
바람직하게는, 상기 공급 속도는 상기 권취 속도와 상기 변위 속도의 합과 실질적으로 동일하다.
이러한 조건은 권취 동안 또는 일반적으로 상기 코일을 형성하는 동안 중단될 필요 없이 상기 스트립-형상의 물품에 실질적으로 일정한 장력이 유지될 수 있게 한다.
바람직하게는, 상기 스트립-형상의 물품은 층들로 중첩되는 복수의 스트립들을 포함하고, 상기 스트립들 중 적어도 하나는 연속적으로 공급된다.
바람직하게는, 상기 공급 속도는 상기 공급 경로를 따라 항상 0보다 크고, 바람직하게는, 실질적으로 일정하다.
이러한 특성은 각각이 상기 스트립의 공급을 방해하지 않고 상기 코일을 제조할 수 있게 하여, 원치 않는 장력 상태를 발생시키거나 상기 기기의 생산성을 감소시킬 수 있는 상기 스트립들의 이동의 중단을 방지한다.
바람직하게는, 상기 공급 유닛은 커플링 롤러를 포함하고, 상기 스트립들은 상기 스트립들이 부분적으로 권취된 상기 커플링 롤러를 향해 수렴하도록 배열되고, 상기 스트립들은 상기 커플링 롤러의 하류에서 상기 스트립들이 상기 스트립-형상의 물품을 형성하도록 그룹화된다.
바람직하게는, 상기 출구 구간은 상기 커플링 롤러에 형성(define, 정의)된다.
바람직하게는, 상기 커플링 롤러는 상기 이동식 부분에 연결된다.
이러한 특성으로 인해, 상기 스트립들의 연속적인 전진을 가능하게 하는 해결수단을 가지고 다층 스트립-형상의 물품을 얻기 위해 상기 스트립들을 그룹화할 수 있다. 또한, 상기 스트립들이 결합되는 상기 위치들은 상기 기기의 상이한 작동 단계 동안 유리하게 변경될 수 있다.
바람직하게는, 상기 작동 세그먼트는 적어도 제1 부분과 제2 부분을 포함하고, 바람직하게는, 서로 실질적으로 평행하다.
이러한 특성으로 인해, 높은 확장성을 가진 작동 세그먼트를 얻을 수 있고, 구성이 비교적 간단한 이동 장치를 사용할 수 있으므로 실질적으로 평행한 2개의 세그먼트들이 움직이기에 지나치게 복잡하지 않은 기구학적 메커니즘을 사용할 수 있다.
바람직하게는, 상기 이동 장치는 상기 제1 부분을 따라 제1 방향으로, 그리고 상기 제2 부분에서 상기 제1 방향의 반대 방향으로 각각의 권취 헤드를 변위시키도록 구성된다.
이와 같이, 상기 권취 헤드들이 서로 반대 방향인 2개의 실질적으로 평행한 상기 세그먼트들을 따라 이동할 수 있기 때문에, 상기 이동 장치의 전체적인 치수, 또는 보다 일반적으로는 상기 기기의 전체적인 치수가 최적화될 수 있다.
바람직하게는, 각각의 그래빙 장치는 상기 제1 부분을 따라 상기 제2 부분과 상이한 속도로 상기 스트립-형상의 물품을 권취하도록 구성된다.
상이한 권취 속도들을 사용함으로써, 특히 연속적으로 공급되는 경우, 권취 동안 상기 스트립-형상의 물품에 실질적으로 일정한 장력을 유지할 수 있다.
바람직하게는, 상기 권취 헤드는 상기 제1 부분에서 상기 공급 방향에 부합하는 방향으로 변위되고, 상기 제2 부분에서 상기 공급 방향에 부합하지 않는 방향으로 변위되며, 상기 권취 헤드는 바람직하게는, 각각의 권취 헤드가 상기 공급 방향에 부합하지 않는 방향으로 변위될 때 상기 스트립-형상의 물품을 보다 높은 속도로 권취하도록 구성된다.
이러한 특성으로 인해, 상기 권취 동안 상기 권취 헤드가 이동함과 동시에 상기 스트립-형상의 물품이 계속 공급된다는 사실을 고려하여, 상기 스트립-형상의 물품의 상기 권취를 가능한 한 신속하게 만들기 위해 상기 권취 헤드의 이동을 최적으로 이용할 수 있다.
바람직하게는, 상기 작동 세그먼트는 바람직하게는, 상기 제1 및/또는 제2 부분들에 실질적으로 평행한 제3 부분을 포함하고, 상기 권취 헤드는 상기 제3 부분을 따라 상기 공급 방향에 부합하는 방향으로 다시 변위된다.
제3 부분의 존재는 순환 해결수단 내에서 이동 장치의 특성을 추가로 이용할 수 있게 하고, 바람직하게는, 폐쇄식 경로를 따라 상기 권취 헤드들의 상기 변위를 제공한다.
바람직하게는, 상기 스트립-형상의 물품은 상기 제1 부분 및/또는 상기 제2 부분 및/또는 상기 제3 부분을 따라 상기 이동 헤드의 상기 변위 동안 권취된다.
바람직하게는, 상기 이동 장치는 상기 제1 부분을 따라 단일 코일을 형성하는데 사용되는 상기 스트립-형상의 물품의 전체 길이의 5% 내지 15%, 바람직하게는, 10%를 포함하는 양으로 상기 스트립-형상의 물품을 권취하도록 구성되고, 상기 제2 부분을 따라 상기 단일 코일을 형성하는데 사용되는 상기 스트립-형상의 물품의 전체 길이의 70% 내지 90%, 바람직하게는, 80%를 포함하는 양으로 권취하도록 구성되고, 상기 제3 부분을 따라 상기 단일 코일을 형성하는데 사용되는 상기 스트립-형상의 물품의 전체 길이의 5% 내지 15%, 바람직하게는, 10%를 포함하는 양으로 권취하도록 구성된다.
이와 같이, 상기 권취는 주로 권취 헤드가 되돌아오는(backwards) 도중에, 즉 제2 부분을 따라 이동할 때 발생하며, 상기 권취 헤드가 상기 공급 방향에 대해 부합하지 않는 방향으로 이동함에 따라 상기 권취가 더 높은 속도로 일어날 수 있다.
바람직하게는, 상기 기기는 상기 입구 구간과 상기 출구 구간 사이에 상기 복수의 스트립들 중 적어도 하나의 스트립의 양을 저장하도록 구성되는 저장 장치, 및 바람직하게는, 상기 저장 장치를 변위시켜 상기 저장된 스트립의 양을 가변시키는 상기 저장 장치의 가동 장치를 포함한다.
이러한 특성으로 인해, 상기 스트립들 중 적어도 하나를 계속해서 전진시키면서, 이들을 상기 권취 헤드들에 제공되지 않고, 특히 권취되는 단계를 제공할 수 있다. 이와 같이, 상기 절단 단계들은 더 잘 관리될 수 있고, 및/또는 복수의 중첩 층들에 의해 형성되는 상기 스트립-형상의 물품의 경우에 상이한 길이의 상기 스트립들을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 저장 장치는 적어도 하나의 이동식 요소를 포함하고, 상기 이동식 요소를 이동시킴으로써 상기 공급 경로의 전체 길이를 가변시키도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 이동식 요소는 상기 이동식 부분에 의해 형성된다.
바람직하게는, 상기 이동 장치는 상기 이동식 부분과 일체로 이동하도록 구성되고, 바람직하게는, 상기 이동식 부분에 회전 가능하게 지지된다.
이와 같이, 예를 들어 상기 이동 장치 및 이에 따른 상기 이동식 부분이 상기 작동 세그먼트의 상기 제1 부분을 따라 이동할 때 상기 스트립-형상의 물품을 형성하는 모든 상기 스트립들을 동시에 저장할 수 있고, 상기 작동 세그먼트의 제2 부분으로 되돌아올 때 이와 같이, 상기 저장된 스트립을 신속하게 권취할 수 있다.
바람직하게는, 상기 이동식 요소는 적어도 하나의 이동식 롤러를 포함하고, 상기 적어도 하나의 스트립은 상기 이동식 롤러 및 적어도 하나의 고정식 롤러에 권취되어 상기 전체 길이를 가변시킨다. 바람직하게는, 상기 이동식 롤러 및 상기 고정식 롤러는 유휴(idly) 회전하도록 구성된다.
이러한 특성으로 인해, 상기 스트립-형상의 물품이 여러 개의 중첩 스트립들에 의해 형성되는 경우, 상기 스트립들의 전진을 중단시킬 필요 없이 나머지 스트립들에 대해 단일 스트립 또는 보다 구체적인 스트립들의 진행을 스태거(stagger)할 수 있다. 이와 같이, 저장된 상기 스트립을 미리 결정된 위치들에서 절단함으로써, 상기 다층 구조물을 형성하는 상기 스트립들 중 하나 이상이 존재하지 않는 상기 스트립-형상의 물품의 부분을 얻을 수 있다. 이것은 특히 전기화학 전지용 코일의 경우에 유리한데, 이러한 경우 일반적으로 분리기 스트립들의 일부만이 존재하는 코일의 터미널 파트가 제공된다.
바람직하게는, 상기 공급 유닛은 상기 출구 구간을 통한 상기 하나 이상의 스트립들 중 적어도 하나의 상기 공급을 감속하거나 중단하도록 구성되는 상기 하나 이상의 스트립들 중 적어도 하나를 유지(hold)하기 위한 장치를 포함한다.
바람직하게는, 상기 저장 장치는 상기 유지 장치가 상기 스트립의 상기 공급을 감속하거나 중단할 때 상기 스트립을 저장하도록 구성된다.
이와 같이, 상기 저장 장치는 상기 스트립이 감속되거나 중단될 때 작동할 수 있고, 따라서 이로 인해 상기 스트립에 장력이 가해지는 것을 피하고, 상기 공급 유닛의 상기 출구 구간을 통해 공급되지 않고 단일 스트립을 연속적으로 전진시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 작동 세그먼트는 적어도 하나의 실질적으로 직선인 세그먼트를 포함한다.
상기 권취가 일어나는 직선인 세그먼트의 존재는 상기 스트립-형상의 물품에 대한 바람직하지 않은 장력 상태를 피하기 위해 특히 유리하다.
바람직하게는, 상기 직선인 세그먼트는 상기 코일을 제조하는 동안 상기 스트립-형상의 물품에 장력 상태가 없는 것에 더 기여하도록 상기 공급 방향에 실질적으로 평행하다.
바람직하게는, 상기 제1 부분 및/또는 상기 제2 부분 및/또는 상기 제3 부분은 각각 직선인 세그먼트를 각각 형성한다.
바람직하게는, 상기 권취 헤드들은 적어도 부분적으로 상기 적어도 하나의 스트립을 권취한 후에 상기 코일을 방출하도록 구성되고, 상기 작업 경로는 리셋 세그먼트를 포함하며, 이를 따라 상기 권취 헤드 각각은 방출 위치로부터 상기 권취 헤드가 상기 적어도 하나의 스트립-형상의 물품의 상기 일부를 파지하는 파지 위치로 변위된다. 바람직하게는, 상기 작업 경로는 폐쇄되어 있다.
이와 같이, 장치가 순환적으로 작동할 수 있으며, 상기 권취 헤드들이 상기 권취를 수행하고 일반적으로 상기 코일을 제조하는 작동 세그먼트를 제공하고, 상기 헤드들이 적절한 위치로 복귀하여 상기 순환을 다시 시작할 수 있는 리셋 파트를 제공하는 것이 유리하다.
이것은 더욱이 직선 경로가 있는 경우 또는 어떤 특정 영역에 상기 권취 동작들을 집중시키기를 원하는 경우에 특히 유리한데, 이는 이러한 영역에서 상기 스트립-형상의 물품에 대한 헤드의 회전 및 그들의 거동을 제어하여 필요한 기구학적 메커니즘을 단순화시키기에 충분하기 때문이다.
바람직하게는, 상기 작동 세그먼트는 상기 작업 경로의 전체 길이의 적어도 5%, 바람직하게는, 적어도 10%, 바람직하게는, 적어도 15%, 바람직하게는, 적어도 20%와 동일한 길이를 가진다.
바람직하게는, 이러한 작동 세그먼트에서 상기 스트립-형상의 물품의 상기 권취는 상기 스트립-형상의 물품이 권취되는 상기 각각의 권취 헤드의 변위 동안에 일어난다.
따라서, 즉, 이러한 변위는 상기 권취 헤드의 전체 작업 경로의 상당 부분을 커버할 것이다. 따라서, 상기 권취 헤드의 이동은 권취 동안 야기되는 직경의 임의의 차이, 또는 권취 동안 그 이동 공급 방향에 대한 상기 스트립-형상의 물품의 최소 변위를 보상하는 것으로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다.
이와 같이, 상기 헤드가 그 이동하는 동안 상기 스트립-형상의 물품의 전진과 코일의 형성을 따르게 할 수 있다.
더욱이, 이것은 예를 들어 하나의 헤드가 하나의 코일을 권취하기 시작하는 반면 다른 하나의 헤드는 다른 하나의 코일을 권취하는 것을 종료한다는 것을 제공함으로써 2개 이상의 권취 헤드들의 동작을 적절한 방식으로 조정하기 위해, 상기 권취 헤드가 이동하여 상기 스트립-형상의 물품을 권취하는 상기 작동 세그먼트를 적절한 방식으로 활용할 수 있게 한다.
바람직하게는, 상기 절단 장치는 상기 작업 경로의 상기 작동 세그먼트를 따라, 바람직하게는, 상기 작업 경로의 중간 구역에서 상기 스트립-형상의 물품을 절단하도록 구성된다.
이러한 특성으로 인해, 권취를 위한 다양한 단계들에서 상기 권취 헤드의 상기 이동을 활용하여 이렇게 절단된 코일을 절단하여 이의 방출 영역까지 이송할 수 있다.
바람직하게는, 상기 복수의 권취 헤드들은 적어도 제1 권취 헤드와 제2 권취 헤드를 포함하고, 상기 이동 장치는 상기 작업 경로를 따라 상기 제1 권취 헤드와 상기 제2 권취 헤드 사이의 상기 거리를 가변시키도록 구성된다.
상기 2개의 권취 헤드들 사이의 상기 거리를 가변시킬 수 있기 때문에, 특히 상기 권취가 일어나는 단계들과 상기 스트립-형상의 물품이 절단되는 단계들 사이의 상기 거리를 가변시킴으로써 상기 코일을 제조하는 단계들을 효율적으로 관리할 수 있게 한다.
바람직하게는, 상기 이동 장치는 상기 절단 장치가 상기 스트립-형상의 물품을 절단할 때 상기 작업 경로를 따라 상기 제1 권취 헤드를 상기 제2 권취 헤드에 접근하도록 구성된다.
이와 같이, 상기 2개의 권취 헤드들 사이의 상기 절단을 수행할 수 있어, 상기 절단 후에 발생하는 상기 스트립-형상의 물품의 2개의 스트립들의 치수들을 최소화할 수 있으며, 하나의 헤드는 다른 헤드에 가능한 한 가깝다.
바람직하게는, 상기 이동 장치는 상기 제1 권취 헤드를 상기 공급 유닛으로부터 멀어지게 이동시키도록 구성되고, 상기 제1 권취 헤드가 멀어지게 이동될 때 상기 제2 권취 헤드를 상기 작동 세그먼트를 따라 상기 제1 권취 헤드와 상기 공급 유닛 사이의 중간 위치로 이동하도록 추가로 구성된다.
이러한 특성으로 인해, 다른 상기 권취 헤드가 여전히 권취되어 있는 동안, 또는 어떤 경우에도 상기 스트립-형상의 물품 자체를 파지하는 동안, 상기 스트립-형상의 물품을 파지하도록 상기 제2 권취 헤드를 배열할 수 있다. 이와 같이, 제2 이동 헤드가 상기 스트립-형상의 물품을 권취할 때, 후자는 여전히 상기 제1 권취 헤드에 권취된다.
바람직하게는, 상기 이동 장치는 상기 제1 권취 헤드가 상기 제3 부분을 따라 움직일 때, 상기 작업 경로를 따라 상기 제1 권취 헤드에 선행하는 상기 제2 권취 헤드가 상기 제1 부분을 따라 움직이는 방식으로 구성된다.
이러한 특성은 또한 상기 기기의 전체 치수를 최적화할 수 있다. 또한 적어도 부분적으로는 상기 스트립-형상의 물품을 절단한 후에 제1 권취 헤드가 상기 제3 부분을 따라 나머지 플랩을 권취하는 것을 완료하고, 상기 제2 권취 헤드가 상기 제1 부분을 따라 권취를 시작한다는 점에서 2개의 코일들의 권취를 동시에 수행할 수 있게 한다.
바람직하게는, 각각의 그래빙 장치는 상기 스트립-형상의 물품을 그들 사이에 유지하도록 구성되는 한 쌍의 핀들을 포함하고, 상기 핀들 중 적어도 하나는 상기 스트립-형상의 물품을 그들 사이에 유지하는 다른 핀과 결합하도록 이동 가능하다.
이러한 특성으로 인해, 상기 스트립-형상의 물품을 잡고 고정(clamp)할 수 있어 권취가 간단한 방식으로 그리고 연속적이고 자동화된 공정으로 수행될 수 있다.
바람직하게는, 상기 권취 축은 상기 핀들의 길이 방향 연장 방향과 정렬된다.
바람직하게는, 상기 적어도 하나의 핀은 상기 스트립-형상의 물품의 상기 공급 방향에 대해 가로 방향 추출 방향을 따라, 바람직하게는 수직인, 이동 가능하다.
이와 같이, 상기 권취 헤드가 물품 자체에 접근함에 따라 상기 스트립-형상의 물품을 상기 2개의 핀들 사이에 샌드위치 구성으로 배열할 수 있다. 하나의 핀이 상기 헤드의 이동 중에 상기 스트립에 더 가깝게 접근되고, 다른 핀이 상기 스트립에 도달한 후에만 상기 제1 핀으로 이동하기 때문이다. 이러한 위치에 있게 되면, 상기 핀들은 회전하기 시작하여 상기 스트립을 권취하고 파지하기 시작할 수 있다.
바람직하게는, 상기 핀들은 모두 이동 가능하고, 상기 핀들은 서로 독립적으로 그리고 서로 연동하여 이동 가능하도록 구성되며, 상기 핀들은 모두 상기 추출 방향을 따라 이동 가능하다.
이와 같이, 동일한 핀들은 상기 스트립-형상의 물품을 파지하고 그의 권취를 시작하고, 그리고 상기 코일이 제조된 후에 방출하기 위해 모두 유리하게 사용될 수 있다.
바람직하게는, 상기 이동식 부분의 상기 변위 방향은 30° 내지 60°, 바람직하게는, 40° 내지 50° 사이에 포함되는 수평 방향에 대한 각도를 형성하고, 상기 각도는 바람직하게는, 실질적으로 45°와 동일하다. 이와 같이, 상기 이동식 부분의 스트로크와 관련된 전체 치수와 상기 이동식 부분 및 그에 의해 지지되는 모든 구성요소의 수직 이동에 필요한 동력 사이에서 최적의 절충을 얻을 수 있다.
바람직하게는, 상기 스트립 각각은 각각의 공급 경로를 형성(define, 정의)하고, 상기 공급 경로는 각각의 저장 세그먼트를 포함하고, 상기 저장 세그먼트는 서로 실질적으로 평행하다.
바람직하게는, 상기 저장 세그먼트들 중 적어도 하나, 상기 스트립-형상의 물품의 상기 공급 방향, 상기 이동식 부분의 상기 변위 방향 및 상기 작동 세그먼트의 부분들 중 적어도 하나에 의해 형성되는 그룹들 중 2개 이상은 서로 실질적으로 평행하다.
바람직하게는, 상기 저장 세그먼트들, 상기 스트립-형상의 물품의 상기 공급 방향, 상기 이동식 부분의 상기 변위 방향 및 상기 작동 세그먼트의 부분들 중 적어도 하나는 서로 실질적으로 평행하다.
바람직하게는, 상기 공급 유닛은 상기 변위 방향을 따라 상기 이동식 부분의 상기 이동과 조정된 방식으로, 상기 저장 세그먼트들 각각의 길이 방향 연장을 가변시키도록 구성된다.
이와 같이, 상기 스트립-형상의 물품을 형성하는 상기 스트립들의 저장 동안에도 상기 이동식 부분의 이동이 상기 스트립들 상에 원하지 않는 장력을 발생시키지 않고 일정한 장력을 유지할 수 있다.
바람직하게는, 상기 하나 이상의 저장 세그먼트(들)은 각각의 쌍의 방향전환 롤러들 사이에서 연장/확장되며, 바람직하게는, 유휴 상태이다. 바람직하게는, 상기 쌍의 방향전환 롤러는 상기 이동식 부분 상에 지지된다.
이러한 특성은 앞서 설명한 바와 같이, 저장되는 동안, 특히 상기 이동식 부분의 상기 이동 중에, 원하지 않는 장력을 발생시키지 않도록 상기 스트립들이 미끄러질 수 있도록 한다.
바람직하게는, 상기 저장 세그먼트들의 상기 길이 방향 연장은 동일한 양만큼 동시에 가변되며, 상기 저장 세그먼트들은 실질적으로 서로 평행하게 유지된다.
"저장 세그먼트(storage segment)"라는 용어는 상기 스트립-형상의 물품을 형성하는 상기 스트립을 지칭하는 것으로, 본 발명의 문맥에서 상대 전진과 관련된 상기 스트립의 미끄러짐이 존재하는 상기 스트립이 이동하는 경로의 가변 가능한 길이를 가지는 일부를 나타낼 것임을 주목해야 한다. 따라서, 상기 저장 세그먼트들은 상기 스트립-형상의 물품을 형성하는 상기 스트립들 중 하나 이상의 스트립의 버퍼를 형성할 수 있다.
이러한 특성으로 인해, 상기 스트립-형상의 물품을 형성하는 상기 스트립마다 동일한 양의 스트립을 동시에 저장하기 위해, 상기 이동식 부분의 상기 변위를 이용할 수 있다. 이와 같이, 상기 스트립-형상의 물품이 권취되지 않는 단계들을 제공하면서도, 상기 스트립들의 연속적인 공급을 이용할 수 있다.
바람직하게는, 상기 스트립들을 층들로 결합하는 단계는 상기 저장 세그먼트들의 하류에서 상기 스트립-형상의 물품이 상기 권취 헤드에 제공되는 상기 출구 구간을 향해 상기 스트립들을 수렴시키는 단계를 포함한다.
이와 같이, 하나의 스트립과 다른 스트립 사이에서, 상기 출구 구간 이전에, 상기 스트립-형상의 물품을 형성하기 위해 결합되기 전에 상기 스트립들 중 하나 이상을 절단하는데 사용될 수 있는 상기 그리퍼들 및 나이프들을 배치하기 위한 공간이 형성(define, 정의)될 수 있다.
바람직하게는, 상기 스트립-형상의 물품은 그래빙 장치에 의해 파지되고, 상기 스트립-형상의 물품은 상기 그래빙 장치를 권취 축을 중심으로 회전시킴으로써 권취된다.
이러한 특성은 또한 상기 스트립 모양의 물품을 용이하게 파지할 수 있게 하며, 이러한 물품은 그것을 파지하는 동일한 장치를 회전시켜 권취할 수 있다. 이와 같이, 상기 스트립-형상의 물품을 권취하는 동안, 상기 권취 헤드들의 회전 속도와 상기 궤적 및 상기 속도를 용이하게 제어할 수 있다.
바람직하게는, 상기 스트립-형상의 물품의 상기 일부를 파지하는 단계는 상기 스트립-형상의 물품을 공급하는 단계를 포함하고, 상기 스트립-형상의 물품은 상기 공급 방향으로의 변위에 의해 공급된다.
이와 같이, 상기 공급 유닛 자체는 상기 스트립-형상의 물품이 공급되는 방향, 즉, 상기 권취 헤드들에 도달한 후 파지되어 권취되는 방향을 형성(define, 정의)한다.
바람직하게는, 상기 스트립-형상의 물품은 상기 권취 헤드의 변위 동안에 권취된다. 바람직하게는, 상기 권취 헤드는 상기 스트립-형상의 물품을 권취할 때, 상기 공급 방향에 대해 부합하지 않는 방향으로 변위한다.
또한, 이러한 특성으로 인해, 상기 스트립을 권취하는 과정에서 상기 스트립-형상의 물품의 상기 길이를 줄이거나 어떤 경우에도 최소한으로 유지할 수 있다. 이와 같이, 상기 스트립에 장력 상태를 야기할 수 있는 상황이 제한되고, 일반적으로 높은 권취 속도를 달성할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 스트립-형상의 물품을 상기 권취 헤드에 공급하도록 제공될 수 있으며, 상기 스트립-형상의 물품은 상기 스트립-형상의 물품의 출구 구간을 통해 공급되는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 출구 구간은 상기 변위 방향을 따라 이동 가능하며, 상기 변위 방향은 상기 공급 방향에 실질적으로 평행하다.
바람직하게는, 상기 출구 구간은 상기 변위 방향을 따라 전방 및 후방으로 이동 가능하다.
상기 출구 구간을 이동시킴으로써 상기 스트립-형상의 물품이 빠져나와 상기 권취 헤드들에 공급되는 상기 위치를 변경할 수 있다. 이와 같이, 상기 권취 헤드들은 상기 스트립-형상의 물품을 보다 용이하게 파지할 수 있을 뿐만 아니라 권취되는 헤드와 상기 공급 유닛 사이에서 상기 스트립의 상기 길이를 조절할 수 있을 것이다.
바람직한 실시예에서 상기 스트립-형상의 물품을 상기 공급 유닛의 하류 위치에서 절단하도록 제공될 수 있다.
상기 공급 유닛의 하류에서 상기 스트립-형상의 물품을 절단함으로써 절단될 때 상기 스트립을 중단시킬 필요가 없으므로, 상대 이동 장치를 통해 수행되는 상기 헤드의 이동과 함께 절단 작용을 조정할 수 있다.
바람직하게는, 상기 권취 헤드는 상기 스트립-형상의 물품을 절단하는 상기 단계에 대비하여 상기 출구 구간으로부터 최소 거리에 위치한다.
이러한 특성으로 인해, 상기 절단이 이루어지는 순간에 상기 공급 유닛을 빠져나가는 상기 스트립-형상의 물품의 일부의 길이를 최소화할 수 있으므로, 관리 및, 특히 절단의 결과로서 생성되는 상기 스트립-형상의 물품의 두 개에 대한 권취 동작들을 단순화한다.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 스트립-형상의 물품이 절단되면서, 상기 스트립-형상의 물품을 절단하고, 상기 절단 장치를 상기 이동식 부분 및/또는 상기 권취 헤드 및/또는 상기 스트립-형상의 물품과 일체로 변위시키는 단계를 포함한다.
이와 같이, 상기 스트립을 중단시킬 필요없이 상기 권취 헤드들의 이동 중에 상기 절단을 수행할 수 있으며, 결과적으로 상기 코일을 제조하기 위한 연속 공정을 허용할 수 있다.
바람직한 실시예들에서, 적어도 다음에 의해 형성된 궤적에 따라 상기 권취 헤드들을 이동시키도록 제공될 수 있다: 상기 이동 장치의 회전 축 중심의 회전, 상기 회전 축은 상기 권취 축과 상이함; 및 상기 회전 축 및 상기 권취 축과 상이한 추가 축 주위의 병진 및/또는 회전.
이러한 단계들로 인해, 구조가 간단하고 고속을 달성할 수 있는 해결수단을 이용하여, 헤드 자체의 이동 중에 스트립을 권취하기 위해 권취 헤드들에 필요한 궤적을 얻을 수 있고, 이로써, 상기 스트립에 대해 제어하기 어려운 장력 또는 움직임을 초래하지 않는다.
바람직한 실시예들에서, 상기 출구 구간과 상기 스트립-형상의 물품이 공급되는 상기 권취 헤드를 미리 결정된 거리를 유지하면서 동시에 이동시키도록 제공될 수 있다.
또한, 이러한 특성으로 인해, 상기 코일을 제조하는 다양한 단계에서 상기 공급 유닛과 상기 권취 헤드 사이의 상기 거리를 제어하여 상기 권취를 수행하기 위해 적절한 거리를 제공하고, 장력 상태를 최소화하고, 필요한 경우 상기 스트립-형상의 물품의 상기 절단을 허용할 수 있다.
바람직하게는, 상기 권취 헤드가 상기 스트립-형상의 물품을 권취하는 동안, 상기 출구 구간과 상기 권취 헤드를 동시에 이동시키도록 제공될 수 있다. 상기 스트립-형상의 물품은 상기 권취 헤드의 상류에서 실질적으로 일정한 장력을 받는 방식으로 상기 권취 헤드에 의해 파지되고 이동된다.
이와 같이, 상기 권취 헤드가 변위되는 동안 상기 권취가 일어난다는 사실로 인해, 특히 상기 코일을 제조하는 동안, 상기 스트립-형상의 물품에 실질적으로 일정한 장력을 가할 수 있다.
바람직하게는, 상기 형상화된 상기 스트립-형상의 물품은 상기 스트립-형상의 물품의 권취 속도와 상기 스트립-형상의 물품이 권취되는 상기 권취 헤드가 변위되는 변위 속도의 합과 실질적으로 동일한 공급 속도로 상기 출구 구간을 통해 공급된다.
이와 같이, 단순히 상기 기기가 작동하는 상기 속도들을 제어함으로써 상기 장력을 제어할 수 있게 되어, 상이한 작동 단계의 제어를 용이하게 할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 스트립-형상의 물품을 형성하기 위해 복수의 층들을 결합하도록 제공될 수 있으며, 상기 스트립들 중 적어도 하나는 연속적으로 공급된다.
바람직하게는, 상기 공급 속도는 항상 0보다 크고, 더욱 바람직하게는, 실질적으로 일정하다.
또한, 이러한 특성은 상기 스트립의 공급을 방해하지 않고 상기 코일을 제조할 수 있게 하여, 원치 않는 장력 상태를 발생시키거나 상기 기기의 생산성을 감소시킬 수 있는 상기 스트립들의 이동의 중단을 방지한다.
바람직하게는, 상기 스트립들을 결합하여 커플링 롤러 상에 부분적으로 권취함으로써 상기 스트립-형상의 물품을 형성하는 것이 제공될 수 있다.
바람직하게는, 상기 출구 구간은 상기 커플링 롤러에 형성(define, 정의)된다.
또한, 이러한 특성으로 인해, 이러한 특성으로 인해, 상기 스트립들의 연속적인 전진을 가능하게 하는 해결수단을 가지고 다층 스트립-형상의 물품을 얻기 위해 상기 스트립들을 그룹화할 수 있다. 또한, 상기 스트립들이 결합되는 상기 위치들은 상기 기기의 상이한 작동 단계 동안 유리하게 변경될 수 있다.
바람직한 실시예들에서, 상기 권취 헤드들은 상기 작동 세그먼트의 제1 부분과 제2 부분을 따라 서로 실질적으로 평행하게 이동하고, 각각의 권취 헤드는 상기 제1 부분을 따라 제1 방향으로 그리고 상기 제2 부분에서 상기 방향과 반대 방향으로 변위되도록 제공될 수 있다.
이와 같이, 널리 확장된 작동 세그먼트를 얻을 수 있고, 실질적으로 평행한 2개의 세그먼트들이 움직이기에는 지나치게 복잡하지 않은 기구학적 메커니즘을 사용할 수 있기 때문에, 구성 관점에서 비교적 간단한 이동 장치를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 방법의 상기 권취 헤드들의 작동 단계 또는 보다 일반적으로 본 발명에 따른 작동 단계는 상기 권취 헤드들이 2개의 평행 또는 심지어 실질적으로 일치하는 세그먼트들을 따라 이동할 수 있지만, 서로 반대되는 2개의 방향들로 이동할 수 있기 때문에 최적화될 수 있다.
바람직하게는, 각각의 그래빙 장치는 상기 제1 부분을 따라 상기 제2 부분과 상이한 속도로 상기 스트립-형상의 물품을 권취하도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 권취 헤드는 상기 제1 부분에서 상기 공급 방향에 부합하는 방향으로 변위되고, 상기 제2 부분에서 상기 공급 방향에 부합하지 않는 방향으로 변위된다.
바람직하게는, 상기 스트립-형상의 물품은 각각의 권취 헤드가 상기 제2 부분을 따라 변위될 때 더 높은 속도로 권취된다.
상이한 권취 속도들을 사용함으로써, 특히 연속적으로 공급되는 경우, 권취 동안 상기 스트립-형상의 물품에 실질적으로 일정한 장력을 유지할 수 있다.
바람직한 실시예들에서, 상기 권취 헤드들은 상기 작동 세그먼트의 제3 부분을 따라 이동하고, 바람직하게는, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분에 실질적으로 평행하게 이동하고, 바람직하게는, 상기 권취 헤드는 상기 제3 부분을 따라 상기 공급 방향에 부합하는 방향으로 변위되는 단계들이 제공될 수 있다.
이러한 특성으로 인해, 상기 권취 동안 상기 권취 헤드가 이동함과 동시에 상기 스트립-형상의 물품이 계속 공급된다는 사실을 고려하여, 상기 스트립-형상의 물품의 상기 권취를 가능한 한 신속하게 만들기 위해 상기 권취 헤드의 이동을 최적으로 이용할 수 있다.
바람직하게는, 상기 스트립들 중 적어도 하나는 상기 스트립들이 개별적으로 제공되는 상기 입구 구간과 상기 출구 구간 사이에 포함되는 세그먼트를 따라 실질적으로 일정한 속도로 전진한다.
바람직한 실시예들에서, 상기 권취 헤드에 의해 파지되기 전에 상기 적어도 하나의 스트립의 양을 저장하는 단계가 제공될 수 있고, 바람직하게는, 상기 권취 헤드들의 변위 중에 상기 저장된 양이 가변적이다.
바람직하게는, 상기 스트립들은 도체 스트립들과 분리기 스트립들을 포함하고, 상기 방법은 상기 입구 구간과 상기 출구 구간 사이의 전진하는 동안 상기 도체 스트립들 중 적어도 하나를 저장하는 단계를 포함한다.
또한, 이러한 특성으로 인해, 상기 스트립 중 적어도 하나를 계속해서 전진시키면서, 이들을 상기 권취 헤드들에 제공하지 않고, 특히 권취되는 단계들을 제공할 수 있다. 이와 같이, 상기 절단 단계들은 더 잘 관리될 수 있고, 및/또는 복수의 중첩 층들에 의해 형성되는 상기 스트립-형상의 물품의 경우에 상이한 길이의 상기 스트립들을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 스트립들 중 하나 이상의 공급을 감속하거나 중단하는 단계를 포함하고, 상기 스트립들 중 하나 이상의 가변 양은 상기 공급이 감속되거나 중단될 때 저장되도록 제공될 수 있다.
이와 같이, 상기 스트립의 상기 저장은 그것이 감속되거나 정지될 때 발생할 수 있고, 따라서 상기 스트립 상에 장력이 발생하는 것을 방지하고 이것이 상기 공급 유닛의 상기 출구 구간을 통해 공급되지 않고 단일 스트립을 연속적으로 전진시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 출구 구간은 상기 스트립-형상의 물품이 저장될 때 바람직하게는, 상기 변위 방향을 따라 변위된다.
바람직하게는, 상기 권취 헤드들은 서로 실질적으로 일정한 거리를 유지하면서 동시에 이동한다.
바람직하게는, 상기 권취 헤드들은 상기 출구 구간과 일체로 이동한다.
이와 같이, 예를 들어 상기 이동 장치 및 이에 따른 상기 이동식 부분이 상기 작동 세그먼트의 상기 제1 부분을 따라 이동할 때 상기 스트립-형상의 물품을 형성하는 모든 상기 스트립들을 동시에 저장할 수 있고, 상기 작동 세그먼트의 제2 부분으로 되돌아올 때 이와 같이, 상기 저장된 스트립을 신속하게 권취할 수 있다.
바람직하게는, 상기 적어도 하나의 스트립을 저장하는 단계는 상기 입구 구간과 상기 출구 구간 사이에서 상기 적어도 하나의 스트립에 의해 움직이는 거리를 가변시키는 단계를 포함한다.
또한, 이러한 특성으로 인해, 상기 스트립-형상의 물품이 여러 개의 중첩 스트립들에 의해 형성되는 경우, 상기 스트립들의 전진을 중단시킬 필요 없이 나머지 스트립들에 대해 단일 스트립 또는 보다 구체적인 여러 개의 스트립들의 진행을 스태거할 수 있다.
바람직하게는, 상기 작동 세그먼트는 실질적으로 직선인 세그먼트를 포함한다.
상기 권취가 일어나는 직선인 세그먼트의 존재는 상기 스트립-형상의 물품에 대한 바람직하지 않은 장력 상태를 피하기 위해 특히 유리하다.
바람직한 실시예에서, 적어도 부분적으로 상기 스트립-형상의 물품을 권취한 후에 상기 코일을 방출(unload)하는 단계를 제공할 수 있으며, 상기 권취 헤드들은 상기 코일을 방출한 후에 상기 스트립-형상의 물품의 상기 일부를 파지하는 상기 작업 경로를 따라 파지 위치로 복귀한다.
또한, 이러한 특성은 본 발명의 방법이 순환 방식으로 일어날 수 있게 하는데 기여하며, 상기 권취 헤드들이 상기 권취를 수행하는 작동 파트를 제공하여 일반적으로 상기 코일을 제조하고, 상기 헤드들이 적절한 위치로 복귀하여 상기 순환을 다시 시작할 수 있는 리셋 파트를 제공하는 것이 유리하다.
바람직하게는, 상기 복수의 권취 헤드들은 적어도 제1 권취 헤드 및 제2 권취 헤드를 포함하며, 상기 방법은 상기 작업 경로를 따라 상기 제1 권취 헤드와 상기 제2 권취 헤드 사이의 상기 거리를 가변시키는 단계를 포함한다.
상기 2개의 권취 헤드들 사이의 상기 거리의 변화는 특히 상기 권취가 일어나는 단계들과 상기 스트립-형상의 물품이 절단되는 단계들 사이의 상기 2개의 헤드들 사이의 상기 거리를 가변시킴으로써 상기 코일을 제조하는 단계들을 효율적으로 관리할 수 있게 한다.
바람직하게는, 상기 스트립-형상의 물품을 절단하는 단계에 대비하여 상기 작업 경로를 따라 상기 제1 권취 헤드를 상기 제2 권취 헤드를 따라 상기 제2 권취 헤드에 더 가깝게 접근시키는 것이 제공될 수 있다.
이와 같이, 상기 2개의 권취 헤드들 사이에서 상기 스트립-형상의 물품의 절단을 수행할 수 있어, 상기 절단 후에 발생하는 상기 스트립-형상의 물품의 2개의 플랩들의 크기들을 최소화할 수 있으며, 하나의 헤드는 다른 헤드에 가능한 한 가깝다.
바람직하게는, 상기 제1 권취 헤드가 상기 스트립-형상의 물품의 상기 일부를 파지하고 있는 동안, 상기 제1 권취 헤드를 상기 출구 구간으로부터 멀리 이동시키고, 상기 제2 권취 헤드를 상기 제1 권취 헤드와 상기 출구 구간 사이의 중간 위치에 배치하도록 제공할 수 있다.
또한 이러한 특성으로 인해, 다른 상기 권취 헤드가 여전히 권취되어 있는 동안, 또는 어떤 경우에도 상기 스트립-형상의 물품 자체를 파지하는 동안, 상기 스트립-형상의 물품을 파지하도록 상기 제2 권취 헤드를 배열할 수 있다. 이와 같이, 제2 이동 헤드가 상기 스트립-형상의 물품을 권취할 때, 여전히 상기 제1 권취 헤드에 권취된다.
바람직하게는, 상기 제1 권취 헤드가 상기 제3 부분을 따라 움직일 때, 상기 제1 권취 헤드에 선행하는 상기 제2 권취 헤드는 상기 제1 부분을 따라 움직인다.
이러한 특성은 또한 상기 기기의 전체 치수를 최적화할 수 있게 한다. 더욱이, 적어도 부분적으로 2개의 코일을 동시에 권취하는 것을 수행하는 것이 바람직할 수 있는데, 상기 스트립-형상의 물품을 절단한 후에, 상기 제1 권취 헤드는 상기 제3 부분을 따라 나머지 플랩을 권취하는 것을 종료하고, 상기 제2 권취 헤드는 상기 제1 부분을 따라 권취하기 시작한다.
바람직하게는, 상기 스트립-형상의 물품의 일부를 파지하는 단계는 상기 스트립-형상의 물품의 상기 일부를 한 쌍의 핀들 사이에 배열하는 단계를 포함하며, 상기 핀들 중 적어도 하나는 상기 스트립-형상의 물품을 사이에 유지하는 다른 핀을 결합하도록 이동 가능하다.
이러한 특성으로 인해, 상기 스트립-형상의 물품을 잡고 고정(clamp)할 수 있어 권취가 간단한 방식으로 그리고 연속적이고 자동화된 공정으로 수행될 수 있다.
바람직하게는, 상기 핀은 상기 스트립-형상의 물품의 상기 공급 방향에 대해 가로 방향 추출 방향을 따라, 바람직하게는 수직인, 이동 가능하다.
이러한 특성으로 인해, 상기 헤드의 이동 중에 하나의 핀이 상기 스트립에 접근하게 되고, 다른 하나의 핀은 상기 스트립에 도달한 후에만 상기 제1 핀에 이동하게 된다.
바람직하게는, 상기 핀들은 모두 이동 가능하며, 상기 방법은 상기 스트립-형상의 물품의 상기 일부를 파지하기 위해 상기 핀들을 서로 독립적으로 이동시키는 단계, 및 상기 스트립-형상의 물품을 권취함으로써 상기 코일이 제조되면, 상기 권취 헤드로부터 상기 코일을 방출하기 위해 상기 핀들을 서로 연동시켜 이동하는 단계를 포함한다.
이와 같이, 동일한 핀들은 상기 스트립-형상의 물품을 파지하고 그의 권취를 시작하고, 그리고 상기 코일이 제조된 후에 방출하기 위해 모두 유리하게 사용될 수 있다.
전술한 방법들의 일부 단계들은 보고된 실행 순서와 독립적일 수 있다는 점에 유의해야 한다. 또한, 일부 단계들은 선택적일 수 있다. 또한, 상기 방법들의 일부 단계들은 반복적으로 수행될 수도 있고, 또는 방법의 다른 단계와 직렬 또는 병렬로 수행될 수도 있다.
본 발명의 특징과 장점은 첨부된 도면을 참조하여 비제한적인 예로서 도시된 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 상기 기기의 개략적인 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따라 제조되는 기기의 사시도이다.
도 3 내지 도 8은 다양한 작동 단계들 동안 본 발명에 따른 상기 기기를 도시한 개략적인 정면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 상기 기기의 또 다른 사시도로서, 일부 구성요소들은 예시적인 명확성을 위해 제거된 것이다.
도 10은 본 발명에 따른 상기 기기의 대안적인 실시예의 사시도에 따른 개략도이다.
도 11은 본 발명의 의미에 따라 2개의 부합하지 않는 방향들을 도시한 개략도이다.
도 12는 스트립의 양을 저장하기 위해 이동되는 동안 본 발명에 따른 상기 기기의 공급 유닛의 이동식 부분의 대안적인 실시예를 도시한 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따라 제조되는 코일(B) 제조 기기가 전체적으로 100으로 표시되어 있다.
바람직한 실시예들에서, 상기 기기(100)는 전기화학 전지들의 생산을 위해 의도된 스트립-형상의 물품(N)의 권취를 수행하도록 의도된다.
그러나 이는 가능한 실시예를 나타내는 것이며, 본 발명에 따른 상기 기기(100)는 전기화학 전지의 생산과 관련된 분야 이외의 분야에서도 다양한 용도로 의도된 스트립-형상의 물품을 권취하기 위한 것임을 이해할 수 있을 것이다.
예를 들어, 여전히 에너지 저장 분야에서 본 발명은 배터리 또는 슈퍼 커패시터용으로 의도된 다른 압연 부품의 생산에 적용될 수 있다.
예를 들어 도 1에 도시된 것과 같은 일부 실시예들에서, 상기 기기(100)는 전기화학 전지용 코일의 생산을 위한 라인 내에서 사용될 수 있으며, 상기 스트립-형상의 물품(N)은 바람직하게는, 중첩되는 다중 스트립들(N1, N2, N3, N4)의 조합에 의해 제조된다.
이러한 상기 스트립들은 유리하게는 상기 스트립-형상의 물품(N)을 형성하도록 교번하여 배열되는 적어도 2개의 도체 스트립들(N1, N3)과 2개의 분리기 층들(N2, N4)을 포함한다.
이와 같이, 상기 분리기 스트립들(N2, N4)은 상기 2개의 도체 스트립들(N1, N3)이 나선형으로 권취될 때 전기적으로 서로 분리되어 전기화학 전지를 위한 코일을 형성하도록 할 수 있다.
바람직한 실시예들에서, 상기 스트립들(N1, N2, N3, N4)은 적절한 전달 장치(6)에 의해 제공된다. 예를 들어, 도 1은 상기 분리기 스트립들의 전달 장치(6)의 일 실시예를 도시한 것으로, 상기 분리기 스트립들은 상기 기기의 작동 동안 권출되어 제공되도록 수집되는 대형 코일들에 의해 형성될 수 있다.
상기 전달 장치들(6)에 의해 제공되는 상기 스트립들은 그 후 상기 공급 유닛(2)에 공급되며, 이러한 공급 유닛(2)은 바람직한 실시예에서 상대 권취 유닛(1)에 의해 권취되기 전에 상기 스트립-형상의 물품(N)을 형성하는 방식으로 이들 사이에 상기 스트립들을 결합하는 것을 관리하며, 그 특징에 대해서는 이하에서 상세히 설명한다.
바람직하게는, 상기 공급 유닛(2)은 각각의 전달 장치(6)로부터 상기 스트립을 수용하도록 바람직하게는, 적응되는 입구 구간(21)과, 상기 스트립-형상의 물품(N)이 상기 공급 유닛(2)으로부터 나올 때 통과하여 상기 권취 유닛(1)에 공급되는 출구 구간(22)을 포함한다.
따라서, 상기 입구 구간(21)과 상기 출구 구간(22) 사이에는 상기 스트립들용 공급 경로(8)가 형성(define, 정의)된다.
상기 공급 유닛(2)에 제공되기 전에 상기 스트립들은 예를 들어 상기 스트립들에 대한 예비 처리를 수행하기 위한 추가 유닛을 통과할 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 상기 전기화학 전지 내의 상기 추가 도체 부분들과의 연결을 돕기 위해 상기 도체 스트립들은 상대 외측 에지를 형성하도록 예비 식각 동작들을 받을 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 스트립들(N1, N2, N3, N4)은 상기 공급 유닛 내부에 결합되어 코일을 제조하기 위해 권취될 상기 스트립-형상의 물품(N)을 형성할 수 있다.
이를 위해, 상기 스트립들(N1, N2, N3, N4)은 도 9에서 볼 수 있는 커플링 롤러(23)를 향해 수렴하도록 상이한 방향을 따라 전진되며, 상기 커플링 롤러(23) 상에는 상기 스트립의 하류에 상기 스트립-형상의 물품(N)을 형성하는 하나의 다층 구조물이 존재하도록 모두 부분적으로 권취된다.
바람직한 실시예들에서, 상기 스트립들(N1, N2, N3, N4)은 상기 공급 유닛(2) 내부에 연속적으로 공급된다.
즉, 각각의 스트립 또는 전술한 스트립들 중 하나 이상의 스트립은 0보다 큰 속도로, 바람직하게는, 실질적으로 일정한 속도로 진행하면서 계속 중단되지 않고 상기 공급 유닛(2)에 도입된다.
그러나, 상기 스트립-형상의 물품(N)을 형성하는 상기 스트립 중 하나 이상의 스트립의 중단을 제공하거나 특정 처리에 연계된 다른 작동 요구에 대한 상기 스트립 중 하나 이상의 전진을 감속 시킬 필요가 있을 수 있다.
예를 들어, 전기화학 전지들을 제조하기 위해 의도된 코일들을 제조하기 위해, 양극과 음극을 각각 형성하는 상기 스트립들은 상기 코일을 형성하기 위해 권취되는 상기 스트립-형상의 물품의 상기 터미널 부분에 존재하지 않는 것이 제공될 수 있다. 즉, 상기 코일은 2개의 분리기 스트립들만이 중첩되어 존재하는 터미널 플랩을 구비하는 것이 제공될 수 있다.
이러한 목적과 다른 목적을 위해, 상기 장치의 상기 입구 구간(21)과 상기 출구 구간(22) 사이에 상기 복수의 스트립들(N1, N2, N3, N4) 중 적어도 하나의 양을 저장하도록 구성되는 저장 장치(4)가 제공될 수 있다.
도 3의 실시 예에 도시된 바와 같이, 바람직한 실시 예에서, 상기 저장 장치(4)는 상기 이동식 요소(4A)를 이동시킴으로써 상기 공급 경로의 전체 길이를 변화시키도록 구성되는 적어도 하나의 이동식 요소(4A)를 포함한다.
상기 저장된 스트립의 양은 위에서 언급한 바와 같이 특정한 요구를 충족시키기 위하여 길이에 관하여 저장되는 스트립의 양이 공정의 상이한 단계 동안 가변적이라는 점에서 가변적일 수 있다.
이를 위해, 상기 저장 장치(4)를 작동시키는 장치가 제공될 수 있는데, 상기 장치는 상기 저장 장치(4)를 변위시켜 저장된 스트립의 양을 변화시킨다.
도 3의 예에 도시된 바와 같이, 이동식 요소(4A)는 적어도 하나의 이동식 롤러(40)를 포함할 수 있으며, 그 위에 일정 량의 저장될 스트립이 권취된다.
그런 다음 상기 스트립은 상기 이동식 롤러(40) 및 적어도 하나의 고정식 롤러에 권취된다. 이와 같이, 상기 2개의 롤러 사이의 거리를 달리함으로써 상기 스트립이 상기 입구 구간(21)과 상기 출구 구간(22) 사이를 이동해야 하는 경로의 상기 길이를 가변시킬 수 있어 원하는 양을 효과적으로 저장할 수 있다.
이와 같이, 예를 들어, 도 3의 예를 고려하면, 상기 이동식 롤러(40)를 하강시켜 상기 스트립(N1)의 길이를 늘릴 수 있으며, 상기 공급 유닛(2)의 입구에서 일정하거나 실질적으로 일정한 전진 속도를 고려하면, 상기 출구 구간의 상기 스트립 부분은 다른 스트립에 대하여 감속되거나 중단될 수 있다.
또한, 바람직한 실시예에서, 상기 이동식 롤러(40), 또는 보다 일반적으로 상기 저장 장치(4)의 작용은 하나 이상의 스트립의 공급을 감속하거나 중단하도록 구성되는 스트립 유지 장치(26A)와 관련될 수 있다는 점에 주목한다.
다시 말하면, 상기 저장 장치(4)의 작동은 상기 유지 장치(26A)가 상기 스트립을 감속하거나 공급을 중단할 때 상기 저장 장치(2)가 상기 스트립(N)을 저장하도록 상기 유지 장치(26A) 중 하나와 조정될 수 있다.
예를 들어, 일부 실시예들에서 예를 들어 도 2에 도시된 그리퍼(26) 또는 다른 유사한 유지 요소의 존재는 상기 스트립의 그러한 부분의 이동을 느리게 하기 위해서 중단되거나 감속될 필요가 있는 때에 상기 스트립에 작용하도록 제공될 수 있다.
상기 그리퍼(26)는 이동을 제어하여 상대 스트립의 전진 속도를 조절할 수 있도록 이동 가능한 것이 유리하다.
상기 그리퍼(26)는 또한 필요하다면 상기 스트립들 중 하나를 절단하여 전체 스트립-형상의 물품(N) 내에서 이러한 스트립의 연속성에 방해물을 생성하는 상대 나이프(27)와 연관될 수 있다.
이제 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 권취 유닛(1)은 상기 공급 유닛(2)의 바로 하류에 배열되어 그에 의해 형성된 상기 스트립-형상의 물품(N)을 수용한다.
바람직하게는, 상기 스트립-형상의 물품(N)은 상기 공급 방향(f)을 따라 변위되어 공급되며, 바람직한 실시예에서는 상기 스트립-형상의 물품(N)이 개별 스트립(N1, N2, N3, N4)을 결합함으로써 형성되면, 상기 스트립-형상의 물품(N)이 이동하는 방향 및 롤러(23)와 상기 권취 유닛(1) 사이에서 추정되는 방향에 대응한다.
그러나, 일반적으로 상기 공급 유닛(2)의 특성 및 상기 스트립들이 그 내부에서 결합되는 방식에 따라 상기 스트립-형상의 물품(N)의 전진 방향을 전체적으로 정의할 수 있을 것이다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 바람직한 실시예들에서, 상기 권취 유닛(1)은 복수의 권취 헤드들(10)을 구비하여, 이하에서 더욱 상세히 설명하는 방식에 따라 상기 스트립-형상의 물품(N)을 권취할 수 있도록 한다.
상기 권취 헤드들(10)은 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이 바람직하게는, 폐쇄된 작업 경로(P) 내에서 이동 가능하다.
상기 권취 헤드들(10)의 상기 이동은 각각의 헤드가 상기 작업 경로(P)를 따라 이동할 수 있도록 하는 각각의 이동 장치(3)에 의해 수행된다.
일부 실시예들에서, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 이동 장치(3)는 회전 축(C)을 중심으로 회전할 수 있는 회전식 몸체(30)를 구비한다.
상기 회전식 몸체(30)는 일측 단부에서 회전식 몸체(30)에 힌지 결합되는 것이 바람직한 복수의 신축식 암(31)을 지지하며, 타측 단부에서는 각각의 권취 헤드(10)가 차례로 지지된다.
유리하게는, 회전식 몸체(30)와 신축식 암(31)의 결합에 의해 상기 권취 헤드들은 상기 작업 경로(P)를 따라 이동할 필요가 있는 변위들을 수행할 수 있게 된다.
바람직한 실시예에서, 이는 상기 권취 헤드들(10)이 상기 이동 장치(3)의 상기 회전 축(C)을 중심으로 적어도 하나의 회전과 상기 회전 축(C)과 상이한 다른 축을 중심으로 한 병진 및/또는 회전을 포함하는 궤적에 따라 이동하도록 한다.
따라서, 도면에 도시된 실시예들에서 추가 축 주위의 회전은 상기 회전식 몸체(30)에 연결되는 단부를 통과하는 축 주위의 상기 암들(31)의 진동을 통해 어떻게 이루어질 수 있는지 관찰할 수 있다.
그러나 이러한 이동의 다양한 조합도 제공될 수 있으며, 이는 동시에 또는 차례로 수행될 수 있음이 분명하다.
도 10은 상기 권취 헤드들(10)이 상기 회전식 몸체(30)에 직접 고정되어 있으므로 상기 신축식 암들을 사용하지 않는 본 발명의 대안적인 실시예를 도시한 것이다. 상기 회전식 몸체(30)는 또한 그 회전 축(C)을 중심으로 이동할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 회전식 몸체(30) 및 일반적으로 상기 이동 장치(3)가 변위될 수 있는 상기 변위 방향(d)으로도 유리하게 이동 가능하다.
다시 도 2를 참조하면, 일부 실시예들에서 각각의 권취 헤드(10)는 상기 스트립-형상의 물품(N)의 일부를 파지하도록 구성되는 그래빙 장치(11)를 지지한다.
따라서, 상기 스트립-형상의 물품(N)의 상기 권취는 권취 축(X) 주위로 상기 그래빙 장치(11) 자체를 회전시킴으로써 이루어질 수 있다. 상기 스트립-형상의 물품(N)의 일측 단부 또는 더욱 일반적으로 그 일부를 파지하고, 이러한 단부 또는 일부를 회전시킴으로써 상기 스트립-형상의 물품(N)을 권취하여 상기 코일을 형성하는 나선형 구성을 얻을 수 있다.
이제 또한 도 9를 참조하면, 각각의 그래빙 장치(11)는 바람직하게는, 한 쌍의 핀들(12, 13)을 포함하며, 그 사이에 상기 스트립-형상의 물품(N)이 유지된다.
상기 2개의 핀들 중 적어도 하나는 상기 스트립-형상의 물품(N)을 사이에 유지하고 다른 핀을 결합할 수 있도록 이동 가능하다.
상기 핀들(12, 13)은 상기 스트립-형상의 물품의 상기 권취 축(X)에 실질적으로 평행하게 배치되어 있으며, 또한 상기 턴들의 권취를 수행하도록 회전될 수 있다.
상기 핀들이 상기 스트립-형상의 물품(N)을 파지할 수 있도록 하기 위하여, 상기 2개의 핀들 중 적어도 하나가 추출 방향(e)을 따라 이동할 수 있도록 제공될 수 있다. 이와 같이, 상기 경로(P)를 따라 상기 상대 헤드(10)의 이동 중에 쌍의 제1 핀(12)이 상기 스트립-형상의 물품(N)에 접근할 수 있다.
한편, 상기 이동식 제2 핀(13)은 상기 고정식 핀(12)에 대해 상기 경로(P)를 따라 하류 위치에 배열되도록 의도된 것이다. 이와 같이, 상기 스트립-형상의 물품은 상기 2개의 핀들(12,13) 사이에 포함될 수 있다.
이러한 목적을 위해, 추출 방향과 가동 핀(13)의 이동은 축(X)에 대해 실질적으로 평행하거나 더욱 일반적으로 수직이 아니고, 상기 스트립-형상의 물품(N)의 상기 공급 방향(f)에 대해, 수직이거나 더욱 일반적으로 가로 방향이다.
이와 같이, 상기 제2 핀(13)은 상기 제1 핀(12)의 상기 스트립-형상의 물품(N)에 대한 접근을 방해하지 않는 위치에 배치될 수 있으며, 상기 제1 핀(12)이 위치되면 상기 제2 핀(13)을 물품(N)을 유지하고 있는 위치로 이동시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 핀(12)은 이하에서 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, 상기 코일의 방출을 허용하기 위해, 상기 추출 방향을 따라 이동하는 동시에 제2 핀(13)과 함께 이동하는 방식으로 구성될 수 있는 것이 유리하다.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상기 권취 헤드들(10)의 상기 이동 및 일반적으로 본 발명의 상기 작동을 도시한 것이다.
아래의 도면은 2개의 권취 헤드들(10)과 관련하여 설명될 것이며, 동일한 개념이 무한한 수의 헤드들에 적용될 수 있음이 분명하다.
따라서, 제1 권취 헤드(10A)와 제2 권취 헤드(10B)가 도 3에 식별되어 있으며, 상기 제2 권취 헤드는 상기 제1 권취 헤드(10A)에 대해 상기 작업 경로(P)를 따라 상류 위치에 배치되어 있다.
도 3의 조건에서 상기 제1 권취 헤드(10A)는 상기 공급 유닛의 상기 출구 구간(22)에 인접한 위치에 있고, 그곳으로부터 상기 스트립-형상의 물품(N)을 수용하는 위치에 있다.
상기 제2 권취 헤드(10B)는 상기 작업 경로(P)의 리셋 세그먼트(P2)를 따라 배치된다. 이러한 리셋 세그먼트(P2)는 상기 경로(P)가 폐쇄되도록 하며, 특히 상기 스트립-형상의 물품을 권취한 후에 상기 권취 헤드들이 상기 작동 세그먼트(P1)의 시작으로 복귀하는 세그먼트이며, 코일을 형성하여 상기 방출 구역(7)으로 방출하며, 도 1과 도 2에 개략적으로 도시되어 있다. 이러한 방출 구역(7) 내의 상기 코일(B)은 상기 권취 유닛(1)으로부터 방출되어 상기 전지를 제조하기 위한 다른 유닛들로 이송되는 것으로 이해될 것이다.
바람직하게는, 상기 상대 권취 헤드로부터 상기 코일(B)을 자유롭게 하는 방식으로 추출 방향을 따라 변위되는 상기 2개의 핀들(12, 13)을 이동시킴으로써 상기 방출이 발생한다.
상기 스트립-형상의 물품(N)이 상기 권취 헤드(10A)에 의해 파지된 후에, 그것은 상기 작동 세그먼트(P1)의 제1 부분(P11)에서 상기 작업 경로를 따라 계속 이동한다.
바람직하게는, 상기 제1 부분(P11)은 직선이며 상기 스트립-형상의 물품(N)의 상기 공급 방향(f)에 부합하는 방식으로 진행된다.
일부 실시예들에서, 상기 공급 유닛(2)은 이동식 부분(20)을 포함하며, 상기 이동식 부분(20)은 상기 변위 방향(d)을 따라 변위될 수 있고, 출구 구간(22)이 형성되며, 상기 커플링 롤러(23)가 고정되는 것이 바람직하다.
일부 실시예들에서, 상기 변위 방향(d)은 상기 수평 방향에 대해 30° 내지 60°의 각도를 형성하며, 바람직하게는, 45°와 같다.
이제 도 4를 참조하면, 바람직하게는, 상기 스트립들(N1, N2, N3, N4)의 상기 공급 경로들(8)은 각각의 방향전환기 롤러들(24, 25) 쌍 사이에서 바람직하게는, 유휴 상태로 연장되는 가변 길이를 가지는 각각의 저장 세그먼트(81)를 포함한다.
바람직하게는, 상기 저장 세그먼트들(81)은 서로 실질적으로 평행하게 연장되고, 상기 스트립들(N1, N2, N3, N4)의 방향은 각각의 스트립들이 상기 커플링 롤러(23)로 유동하도록 방향전환기 롤러(25)에 의해 방향전환된다. 도 1 내지 도 10 및 특히 도 4에 도시된 것과 같은 일부 실시예들에서, 상기 스트립(N1)은 상기 이동식 부분(20)의 상기 변위 방향(d)에 실질적으로 평행하고 상기 저장 롤러(23)와 정렬되며, 결과적으로 상기 롤러(25)의 존재는 필요하지 않다.
유리하게는, 평행한 세그먼트들(81) 사이의 상기 거리는 상기 방향전환기 롤러(25)와 커플링 롤러(23) 사이에 포함되는 상기 세그먼트 내의 2개의 인접한 스트립들 사이에 이전에 도시된 상기 그리퍼들(26)과 나이프들(27)을 수용할 수 있도록 한다.
일부 실시예들에서, 각각의 쌍의 방향전환기 롤러들(24, 25) 중 하나는 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 상기 이동식 부분(20)과 일체로 이동하도록 상기 이동식 부분(20) 상에 지지된다.
이와 같이, 각각의 스트립의 저장 세그먼트들(81)의 길이는 상기 이동식 부분(20)을 이동시킴으로써 동시에 변경될 수 있다.
상기 이동식 부분(20)이 전진하는 동안, 상기 공급 유닛(2)은 따라서 상기 입구 구간(21)과 상기 출구 구간(22) 사이에 상기 스트립-형상의 물품(N)의 양을 저장할 수 있다.
실제로, 도 3과 도 4의 비교에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 저장 세그먼트들(81)의 길이, 더욱 일반적으로는 상기 입구 구간(21)과 상기 출구 구간(22) 사이에서 연장되는 상기 스트립들(N1, N2, N3, N4)의 경로의 길이는 상기 스트립들의 전진을 이동식 부분(20)의 변위와 조율함으로써 증가되어, 이들 구간들 사이의 각각의 스트립의 양을 효과적으로 저장한다.
바람직하게는, 상기 이동식 부분(20)의 변위는 상기 스트립들에 장력을 발생시키지 않도록 상기 스트립들의 전진과 관련된다. 상기 이동식 부분(20)이 변위되는 동안에는 상기 스트립들이 실제로 상기 방향전환기 롤러들(25) 상에서 미끄러질 수 있으므로, 어떠한 장력 상태도 유도하지 않고 상기 롤러(24)와 롤러(25) 사이의 상기 스트립의 길이를 증가시킨다. 바람직하게는, 상기 이동식 부분(20)의 변위 속도는 상기 스트립들의 전진 운동에 부합하는 경우 그 이송 속도보다 낮을 것이다.
이와 같이, 상기 이동식 부분(20)의 이동 중에 상기 스트립을 당기는 것을 피할 수 있어, 상기 스트립들의 이동에 대하여 이러한 변위를 중립적으로 할 수 있다.
바람직한 실시예들에서, 상기 저장 세그먼트들(81)은 서로에 대해 실질적으로 평행하게 연장되고, 이동식 부분(20)의 변위 동안 및 그 후에도 실질적으로 평행하게 유지되며, 결과적으로 길이의 변화를 가진다.
이는, 상기 이동식 부분(20)이 저장 세그먼트들(81)에 실질적으로 평행한 변위 방향(d)을 따라 변위되는 단계를 제공함으로써 달성될 수 있다. 이와 같이, 상기 이동식 부분이 상기 방향(d)을 따라 변위됨에 따라, 상기 저장 세그먼트들(81)의 길이는 동일한 양만큼 증가 또는 감소한다.
보다 일반적으로, 상기 변위 방향(d)은 상기 공급 방향(f)에 실질적으로 평행한 것이 바람직할 수 있다.
또는, 상기 저장 세그먼트들(81)이 연장되는 상기 롤러들(24, 25)을 적절히 배치함으로써 동일한 결과를 달성할 수 있다.
특히, 예를 들어 도 12에 도시된 것과 같은 다른 실시예들에서는, 다른 도면에 도시된 실시예와 달리, 상기 롤러들(24)과 롤러들(25)이 서로 정렬되고 상기 이동식 부분(20)의 상기 변위 방향(d)과 정렬되는 것을 제공할 수 있다.
따라서, 이 경우에도, 상기 이동식 부분(20)의 이동은 각각의 저장 세그먼트들(81)의 상기 길이의 변화와 관련된다는 점을 알 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 공급 유닛(2)은 상기 공급 경로(8)를 따라, 그 전진 동안 상기 스트립들(N)의 가로 방향 편차를 피하거나 어떠한 경우에도 제한하기 위해 상기 스트립들(N)을 안내하도록 구성된 하나 이상의 정렬 장치들(82)을 포함한다. 예를 들어, 상기 정렬 장치들(82)은 상기 스트립이 그 전진 방향에 대하여 가로 방향으로 편차를 가질 경우, 상기 스트립을 직선 상태로 되돌리도록 강제하는 피봇식 캐리지들을 포함할 수 있다.
이제 다시 도 4를 참조하면, 일부 실시예들에서 상기 부분(P11)을 따른 상기 권취 헤드의 이동은 상기 변위 방향(d)을 따른 상기 이동식 부분(20)의 대응하는 이동을 수반할 수 있다.
또한, 상기 권취 헤드들(10)과 상기 이동식 부분(20)은 조정된 방식으로 이동할 수 있다는 점을 알 수 있다. 즉, 상기 권취 헤드들(10)과 상기 이동식 부분(20)은 동기적으로 이동한다.
이와 같이, 상기 스트립을 권취하거나 보다 일반적으로 유지하는 상기 권취 헤드(10)와 상기 권취 유닛(2)의 상기 이동식 부분(20) 사이의 거리가 제어될 수 있다. 따라서, 상기 권취 유닛(2)과 이를 유지하는 권취 헤드 사이에 포함되는 상기 스트립-형상의 물품(N)의 길이가 최소이거나 어떤 경우에도 미리 결정된 거리와 같도록 제공하는 것이 유리할 것이다.
예를 들어, 도 4의 작동 위치에서도 제1 헤드(10A)가 상기 공급 유닛(2)의 상기 출구 구간(22)에 인접하게 배치된다는 것을 알 수 있다.
이러한 목적을 위해, 바람직한 실시예들에서, 상기 변위 방향(d)은 상기 작동 세그먼트(P1)의 제1 부분(P11)에 실질적으로 평행할 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이 본 발명에서 "실질적으로"라는 용어는 권취가 일어나는 작동 세그먼트(P1)에 대한 평행성(parallelism)을 말하는 것으로, 상기 스트립-형상의 물품(N)의 권취에 연계된 편차를 제외하고는 두 방향이 평행하다는 것을 의미하는 것으로 이해될 것이다.
실제로 상기 스트립-형상의 물품(N)의 권취 동안 형성되는 코일 상의 접점의 위치는 가변적이며, 신축식 암(31)의 이동에 의해 보상되지 않는 한 완벽하게 직선을 따르지 않는다. 따라서 이는 완벽한 평행성에서 벗어날 수 있다.
따라서 앞서 예시한 바와 같이 "실질적으로 평행한"이라는 용어는 완벽한 평행성에 대하여 여전히 가능한 편차를 ±10°, 바람직하게는, ±5°로 나타낼 것이다.
상기 부분(P11)을 따라 상기 권취 헤드(10)는 또한 상기 스트립-형상의 물품(N)의 권취를 시작할 수 있다.
이는 특히 상기 스트립-형상의 물품이 상기 공급 유닛(2)에 의해 공급되는 상기 공급 속도(vf)와 상기 권취 헤드들이 상기 부분(P11)을 따라 이동하는 상기 변위 속도(vsp)의 비율과 연계되어 있음을 이해할 것이다.
실제로 상기 공급 속도(vf)가 상기 변위 속도(vsp) 보다 높은 경우, 이 부분에서는 전술한 2개의 속도 사이의 차이를 보상하는 것과 같은 권취 속도로 상기 스트립-형상의 물품(N)을 권취될 수 있다.
이와 같이, 공급되는 상기 스트립-형상의 물품(N)의 양은 상술한 바와 같이 권취되거나 저장된다. 따라서, 상기 스트립-형상의 물품(N)은 상기 스트립-형상의 물품(N)을 권취 및/또는 유지하는 중에 상기 헤드의 이동 속도들에 적절히 작용하여 실질적으로 일정한 장력을 유지할 수 있다.
상기 이송 속도(vf)는 바람직하게는, 상기 전달 장치(6)를 형성하는 상기 전달 코일들이 상기 스트립을 풀고, 밀고, 그리고 나서 상기 스트립을 상기 공급 유닛(1) 내로 그리고 이어서 상기 권취 유닛(3) 내로 이송하기 위해 회전되는 속도에 의해 결정된다는 것을 알 수 있을 것이다. 보다 일반적으로 이러한 속도는 상기 전달 장치(6)의 작동 모드에 의해 결정될 수 있다.
이와 동시에 상기 권취 헤드들(10)을 통한 상기 스트립-형상의 물품(N)의 권취는 각각의 스트립에 대한 당김 작용으로 상기 공급 속도(vf)를 결정하는데 기여할 수 있다. 대부분 상기 코일들이나 다른 전달 장치(6)가 전동되지 않아 유휴 상태인 경우에는 상기 권취 작용만으로 상기 스트립을 전진시킬 수 있다.
또한, 상기 스트립의 장력은 속도와 관련하여 예시한 바와 개념상 유사한 방식으로 상기 전달 장치(6)의 작용과 상기 스트립-형상의 물품의 권취 사이의 균형에 의해 조정된다.
도 5를 참조하면, 상기 공급 방향(f)에 따른 방향으로 변위 제한 위치에 도달하면 상기 권취 헤드(10A)는 상기 작동 세그먼트(P1)의 제2 부분(P12)을 따라 반대 방향으로 변위된다.
또한, 이러한 경우, 상기 헤드(10A)의 이동은 바람직하게는, 상기 공급 유닛(2)의 이동식 부분(20)의 대응하는 변위와 연관될 수 있다.
상기 부분(P12)에서 상기 권취 헤드(10A)의 이동 중에, 상기 스트립-형상의 물품(N)은 바람직하게는, 상기 부분(P11)에 제공된 것보다 큰 권취 속도로 상기 헤드 자체를 통해 권취된다.
이러한 권취를 수행하는 동안의 상기 권취 헤드(10)의 변위는 상기 공급 방향(f)에 대해 부합하지 않는 방향으로 발생한다는 것을 이해할 것이다.
또한, 상대 부분(P12)은 바람직하게는, 상기 공급 방향(f)에, 가능하게는 상기 변위 방향(d)에 실질적으로 평행하다.
또한, 이 경우 "실질적으로 평행한"이라는 용어와 관련하여 상술한 동일한 고려 사항이 적용된다.
따라서, 이전 단계에서 저장된 상기 스트립의 양은 상기 권취 헤드(10A)가 상기 부분(P12)을 따라 이동하는 동안에 권취될 수 있다.
또한, 이러한 단계에서 상기 부분(P11)을 기준으로 하여 만들어진 상기 헤드의 상기 공급 속도 및 상기 변위 속도와 관련하여 동등한 고려 사항이 적용된다.
상기 공급 속도(vf), 상기 권취 속도(vavv) 및 상기 변위 속도(vsp)는 바람직하게는, 사실상 상기 스트립-형상의 물품(N)에 실질적으로 일정한 장력을 가한다.
앞서 예시한 바와 같이, 바람직한 실시예에서 이는 상기 공급 속도(vf)가 상기 권취 속도(vavv)와 상기 변위 속도(vsp)의 합과 실질적으로 동일한 것을 제공함으로써 실제로 달성될 수 있다.
또한, 상기 이동 장치(3)의 상기 회전식 몸체(30)는 상기 암(31)이 반대 방향으로 회전하는 동안에 연속적인 방식으로 회전 운동을 진행하여, 상기 부분(P11)을 따른 이동 중에 수행되는 것과 반대되는 이동을 하는 것이 유리하다는 것을 이해할 것이다.
다시 말하면, 상기 부분(P11) 및 부분(P12)을 따라, 상기 암(31)은 전술한 바와 같이 상기 권취 헤드가 상기 스트립-형상의 물품의 이동 및 권취를 수행할 수 있도록 전방 및 후방으로 진동한다.
도 6에 도시된 상기 세그먼트(P12)를 따른 제한 위치에서, 제1 권취 헤드(6)는 상기 출구 구간(22)으로부터 멀어지도록 이동될 수 있다.
이러한 이동은 헤드 자체 및/또는 이동식 부분(20)의 변위를 이동시킴으로써 발생할 수 있다.
따라서, 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 경로(P)를 따라 상기 제1 헤드(10A)의 상류에 배치되는 제2 권취 헤드(10B)가 제1 권취 헤드(10A)와 상기 출구 구간(22) 사이에 개재될 수 있도록 충분한 공간이 제공될 수 있다.
실제로, 바람직한 실시예에서 상기 제1 권취 헤드(10A)와 제2 권취 헤드(10B) 사이의 상기 거리는 상기 기기(100)의 작동 단계들에 따라 상기 작업 경로(P)를 따라 가변적일 수 있다는 점에 주목해야 한다.
이러한 특성으로 인해, 도 7 내지 도 9에 예로서 도시된 구성을 얻을 수 있으며, 상기 2개의 헤드들(10A, 10B)은 그들과 제2 헤드(10B) 사이에서 상기 절단 장치(5)의 절단 요소(51)의 위치가 미리 결정된 거리에서 차례로, 바람직하게는, 이동식 부분(20)으로부터의 최소 거리, 보다 일반적으로는 상기 공급 유닛(2)으로부터의 최소 거리와 실질적으로 동일하게 되도록 하는 최소 거리에 있다.
또한, 2개의 헤드들은 상기 스트립-형상의 물품(N)의 상기 공급 방향을 따라 정렬되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 도 9에서 알 수 있는 바와 같이, 상술한 바와 같이, 상기 제2 권취 헤드(10B)의 상기 그래빙 장치(11)를 통해 상기 스트립-형상의 물품(N)의 상대 부분을 파지할 수 있다.
상기 스트립-형상의 물품(N)의 부분은 특히 한 쌍의 핀들(12, 13)을 이용하여 상술한 바와 같이 파지할 수 있다.
이러한 조건에서, 상기 스트립-형상의 물품(N)은 상기 제1 권취 헤드(10A) 상에 상기 코일(B)을 형성하도록 권취되고, 동시에 상기 제2 권취 헤드(10B)에 의해 파지된다.
즉, 상기 스트립-형상의 물품(N)은 제1 권취 헤드(10A)와 제2 권취 헤드(10B)에 동시에 파지된다.
더욱이, 이러한 위치에서 다시, 상기 제1 권취 헤드(10A)와 제2 권취 헤드(10B) 사이의 중간 위치에서 상기 스트립-형상의 물품(N)을 절단할 수 있다.
이를 위해, 상기 스트립-형상의 물품(N)을 상기 공급 유닛(2)의 하류 위치, 바람직하게는, 전술한 위치에서 절단하도록 구성되는 절단 장치(5)가 구비될 수 있다.
사실, 예시된 실시예들로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 절단 장치(5)는 각각의 권취 헤드(10)가 상기 공급 유닛(2)으로부터 미리 결정된 거리에 위치될 때, 유리하게는 상기 권취 헤드(10)의 이동을 야기하는 기구학적 메커니즘과 호환 가능한 최소 거리와 실질적으로 동일한 상기 스트립-형상의 물품(N)을 절단한다.
이미 도시된 바와 같이, 절단과 함께, 상기 제2 권취 헤드(10B)는 제1 권취 헤드(10A)에 접근하며, 상기 스트립-형상의 물품(N)이 절단될 때 상기 작업 경로(P)를 따라 최소 상호 거리에 있는 것이 유리하다.
상기 절단 장치(5)는 도 9의 바람직한 실시예에 도시되어 있다.
바람직하게는, 상기 절단 장치(5)는 절단 요소(51)를 지지하는 본체(50)를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 권취 헤드(10)는 상기 스트립-형상의 물품(N)이 맞닿음 요소(14)와 절단 장치(5) 사이에 개재되는 위치에 배치되는 맞닿음 요소(14)를 포함한다.
맞닿음 요소(14)는 절단 요소(51)를 수용하도록 구성된 시트(14A)를 가지는 것이 바람직하다.
이와 같이, 상기 절단 장치(5)가 상기 맞닿음 요소(14)에 접근할 때, 상기 절단 장치(5)의 본체(50)는 상기 스트립-형상의 물품(N)이 개재된 상태에서 맞닿음 요소(14)에 접할 수 있으며, 상기 절단 요소(51)는 상기 시트(14A)에 수용되어 상기 스트립-형상의 물품(N)에 절단을 충분히 할 수 있는 압력을 발생시킬 수 있다.
상기 스트립-형상의 물품(N)의 절단 작업에 앞서 상기 도체 스트립들(N1, N3)이 중단되고 이전에 도시된 상기 그리퍼 시스템(26)에 의해 전진이 정지되거나 느려질 수 있음에 유의해야 한다.
이와 같이, 상기 장치(5)에 의해 수행되는 절단은 상기 도체 스트립들의 중단에 따른 상기 스트립-형상의 물품(N)을 형성하는 분리기 스트립들(N2, N4)에만 영향을 미칠 수 있다.
특히, 도 7 및 도 8에는 도 6의 위치에 대한 상기 도체 스트립들 상의 상기 그리퍼들(26)의 작용 및 상기 이동식 롤러(40)의 변위가 이전에 도시된 바와 같이 상기 스트립을 저장하는 방식으로 기록될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 절단 장치(5)는 또한 상기 공급 방향(f)에 실질적으로 평행한 방향으로 이동 가능하다. 일반적으로, 상기 절단 장치는 이러한 방향에 실질적으로 평행한 적어도 하나의 구성요소를 가지고 이동 가능하다. 예를 들어, 상기 절단 장치(5)는 이동식 부분(20) 상에 지지되거나 그와 일체로 이동 가능하다. 이와 같이, 상기 절단 장치(5)를 상기 맞닿음 요소(14)에 접근시키고 이를 상기 스트립-형상의 물품(N)에 동기화된 방식으로 변위시킬 수 있을 것이다. 다시 말하면, 절단 장치(5)는 상기 스트립-형상의 물품(N)의 이동을 복사하고, 상기 절단 작업을 수행할 때 이와 동기하여 이동한다.
또한, 이러한 특성으로 인해, 상기 스트립-형상의 물품(N)에 상기 공급 속도(vf)가 0보다 항상 크고, 바람직하게는, 실질적으로 일정하게 공급되는 것을 제공할 수 있고, 상기 스트립-형상의 물품이 또한 이동하는 동안에 절단을 수행할 수 있다.
또한, 상기 스트립-형상의 물품(N)을 형성하는 상기 스트립은 상기 공급 유닛(2) 내부에서 연속적으로 전진하도록 제조될 수 있음에 유의해야 한다. 상기 도체 스트립들 또는 상기 스트립-형상의 물품을 형성하는 다른 상기 스트립들의 중단되도록 제공되는 실시예에서, 상기 연속적인 전진은 바람직하게는, 상기 스트립을 저장할 가능성과 관련될 것이다. 대신에, 중단이 제공되지 않는 상기 스트립 또는 상기 스트립들과 관련하여, 이/이들이 상기 출구 구간(22)을 통해 연속적으로 상기 스트립-형상의 물품(N)과 연속적으로 전진하도록 제조될 수 있다.
상기 스트립-형상의 물품(N)이 절단되면, 2개의 플랩들이 형성(define, 정의)되고, 이러한 플랩들 중 하나는 그 내부에 권취된 코일의 터미널 파트를 형성하는 상기 제1 권취 헤드(10A)와 관련되고, 다른 하나는 후속하여 권취될 코일(B)의 이니셜 파트를 형성하는 제2 권취 헤드(10B)와 관련된다.
바람직하게는, 상기 코일(B)을 제조하는 공정은 상기 작동 세그먼트(P1)의 제3 부분(P13)을 제공하고, 바람직하게는, 상기 제1 및 제2 부분들(P11, P12)에 실질적으로 평행하고, 이를 따라 상기 권취 헤드(10A)가 상기 스트립-형상의 물품(N)의 절단 후에 변위된다.
바람직한 실시예에서, 상기 권취 헤드는 상기 제3 부분(P13)을 따라 상기 공급 방향(f)에 부합하는 방향으로 다시 이동한다.
바람직하게는, 상기 이동 장치(3)는 상기 제1 권취 헤드(10A)가 상기 제3 부분(P13)을 따라 주행할 때, 유리하게 단지 상기 스트립-형상의 물품(N)을 파지한 제2 권취 헤드(10)가 제1 부분(P11)을 따라 움직여 상기 제1 권취 헤드(10A)와 관련하여 상술한 단계를 순차적으로 수행하도록 구성된다.
상기 부분(P13)을 따라, 한편, 상기 제1 권취 헤드는 상기 절단 후에 생성된 상기 스트립-형상의 물품(N)의 상기 플랩의 권취를 완료하여 상기 코일(B)을 제조하는 것을 종료한다.
상술한 바와 같이, 코일(B)을 제조하기 위한 상기 스트립-형상의 물품(N)의 권취는 3개의 부분들(P11, P12, P13) 각각에서 일어날 수 있다.
바람직하게는, 상기 권취는 주로, 즉 상기 제2 부분(P12)을 따라 더 많은 양으로 일어난다.
그러나 다른 부분에서도 부분적으로 상기 권취가 일어날 수 있다.
사실, 바람직한 실시예에서, 상기 스트립의 권취는 상기 제1 부분(P11)을 따라 단일 코일을 형성하는 상기 스트립-형상의 물품의 전체 길이의 5% 내지 15%, 바람직하게는, 10%를 포함하는 양에 대해, 상기 제2 부분(P12)을 따라 70% 내지 90%, 바람직하게는, 80%를 포함하는 양에 대해, 그리고 상기 제3 부분(P13)을 따라 5% 내지 15%, 바람직하게는, 10%를 포함하는 양에 대해 이루어진다.
그 후, 상기 제1 권취 헤드(10A)의 변위는 상기 코일(B)이 상기 권취 유닛(1)으로부터 방출되는 상기 방출 영역(7)에 도달할 때까지 계속된다.
일부 실시예들에서, 상기 기기(100)는 상기 권취 헤드(10)가 상기 방출 구역(7)에 도달하기 전에 상기 코일(B)과 함께 통과하는 다른 작업 유닛들(60)을 포함할 수 있다.
일례로, 상기 추가의 작업 유닛(60)은 상기 코일의 2개의 대향하는 축 단부들을 접도록 구성되는 폴딩 장치를 포함할 수 있다. 실제로, 상기 도체 스트립은 각각 축 방향으로 돌출되고, 하나는 일측에, 다른 하나는 타측에 돌출되며, 일단 조립되면 상기 전지의 양극/음극 단부에 연결되도록 의도된 단일 도체 부분을 형성하도록 접혀진다.
일부 실시예들에서, 상기 코일(B)의 폐쇄 요소의 적용이 또한 제공될 수 있는데, 상기 폐쇄 요소는 일단 상기 권취 헤드(10)로부터 방출되면 풀리는 것을 방지하는 방식으로 구성된다. 이러한 폐쇄 요소는 예를 들어 상기 스트립-형상 요소의 상기 터미널 플랩을 폐쇄하기 위해 상기 코일에 원주 방향으로 적용되는 상기 스트립으로 나타낼 수 있다.
상기 코일을 방출한 후에 상기 권취 헤드(10A)는 리셋 세그먼트(P2)를 따라 지나가기 시작하여 이전에 예시한 바와 같이 방출 위치에서 상기 권취 헤드(10)가 상기 스트립-형상의 물품(N)의 일부를 파지할 수 있는 파지 위치로 스스로 변위된다.
그러면, 전술한 단계들은 상기 권취 유닛(1)의 상기 포함되는 권취 헤드들(10) 각각에 대해 순환적으로 반복될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 도 10은 본 발명에 따른 상기 기기의 가능한 예시적인 변형예를 도시한 것이다.
이러한 변형예에서, 상기 이동 장치(3)가 상기 권취 유닛(2)의 상기 이동식 부분(20)과 일체로 이동하도록 제공된다.
이를 위해, 상기 이동 장치(3)가 상기 이동식 부분(20) 상의 상기 회전 축(C) 주위로 회전 가능하게 지지될 수 있다.
상기 이동 장치(3)가 전체적으로 이동할 수 있는 상기 실시예들에서, 이동 장치(3)가 상기 변위 방향(d)을 따라 이동하는 예에서와 같이, 상기 권취 헤드(10)가 회전식 몸체(3)에 대해 실질적으로 고정된 위치에 유지되고, 결과적으로 이들의 상호 거리가 변하지 않는 것이 제공될 수 있다.
즉, 이러한 경우, 상기 이동 장치(3)의 상기 회전식 몸체의 이동, 바람직하게는, 선형 변위의 이동에 따라, 상기 스트립-형상의 물품(N)을 권취하기 위해 스스로 회전할 뿐만 아니라, 상기 이동 장치(3)의 회전식 몸체 자체의 이동이 변위될 수 있다. 도 10에 도시된 실시예뿐만 아니라, 도시되지 않은 바람직한 실시예에서 보다 일반적으로 다른 실시예들에서, 이러한 이동은 축(C)에 대한 회전 및 상기 변위 방향(d)을 따르는 병진 운동을 모두 포함한다.
그러나, 보다 일반적으로, 상기 이동 헤드(10)의 이동은 이러한 경우 상기 스트립-형상의 물품(N)을 권취하기 위해 만들어진 회전에 더하여 항상 임의의 회전과 임의의 병진이동 또는 추가적인 회전에 의해 야기될 수 있음을 이해할 것이다.
그러나, 이러한 이동들은 상기 권취 헤드들(10) 사이의 상호 거리의 변동을 야기하지 않는다.
그러나, 본 실시예와 앞서 설명한 것들 사이에는 상기 헤드들의 거리가 가변적인 조합이 제공될 수 있다.
보다 일반적으로, 도 10에 도시된 실시예와 관련하여 지금까지 설명한 모든 요소들은 본 발명에 의해 제공되고 전술한 모든 가능한 실시예와 조합될 수 있다.
물론, 특정하고 불확실한 응용 요구를 충족시키기 위해, 당업자는 다음의 청구범위에 의해 규정되는 보호 범위 내에서 추가적인 수정 및 변형을 할 수 있을 것이다.

Claims (26)

  1. 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일(B) 제조 기기(100)로서,
    - 적어도 스트립-형상의 물품(N)을 공급하도록 구성되는 공급 유닛(2) - 바람직하게는, 도체 스트립들(N1, N3) 및 분리기 스트립들(N2, N4)을 포함하는 하나 이상의 스트립을 포함하고, 상기 공급 유닛(2)은 상기 스트립-형상의 물품(N)이 상기 권취 유닛(1)에 공급되는 출구 구간(22), 및 바람직하게는, 각각의 전달 장치(6)로부터 상기 적어도 하나의 스트립을 수용하도록 적응되는 입구 구간(21)을 포함함 -;
    - 하기를 포함하는 권취 유닛(1):
    o 상기 코일(B)을 제조하기 위해 상기 스트립-형상의 물품(N)을 권취하도록 구성되는 적어도 하나의 권취 헤드(10);
    o 상기 권취 헤드들(10)을 작업 경로(P)를 따라 변위시키도록 구성되는 상기 권취 헤드(10)를 이동시키기 위한 장치(3);
    - 상기 입구 구간(21)과 상기 출구 구간(22) 사이에 상기 하나 이상의 스트립들(N1, N2, N3, N4) 중 적어도 하나의 스트립의 가변 양을 저장하도록 구성되는 저장 장치(4); 및
    - 상기 저장된 스트립의 양을 가변시키기 위해 상기 저장 장치(4)를 변위시키도록 구성되는 저장 장치(4)를 작동시키기 위한 장치를 포함하는, 코일 제조 기기(100).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 저장 장치(4)는 상기 입구 구간(21)과 상기 출구 구간(22) 사이에 형성되는 공급 경로(8)의 전체 길이를 이동식 요소(4A)를 이동시킴으로써 가변시키도록 구성되는 적어도 하나의 이동식 요소(4A)를 포함하는, 코일 제조 기기(100).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 공급 유닛(2)은 상기 출구 구간(22)이 형성되는 이동식 부분(20)을 포함하고, 상기 이동식 요소(4A)는 상기 이동식 부분(20)에 의해 형성되는, 코일 제조 기기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 공급 유닛(2)은 상기 이동식 부분(20)을 이동시킴으로써 상기 공급 경로(8)의 전체 길이가 가변시키도록 구성되는, 코일 제조 기기(100).
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동식 요소(4A)는 적어도 하나의 이동식 롤러(40)를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 스트립은 상기 이동식 롤러(40) 및 상기 적어도 하나의 고정식 롤러 상에 권취되어 상기 전체 길이를 가변시키는, 코일 제조 기기(100).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급 유닛(2)은 상기 출구 구간(22)을 통해 상기 하나 이상의 스트립들(N1, N2, N3, N4) 중 적어도 하나의 스트립을 공급하는 것을 감속하거나 중단하도록 구성된 상기 하나 이상의 스트립들(N) 중 하나 이상을 유지하는 장치(26A)를 포함하고,
    상기 저장 장치(4)는 바람직하게는, 상기 유지 장치(26A)가 상기 스트립을 공급하는 것을 감속하거나 중단할 때 상기 스트립을 저장하도록 구성되는, 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급 유닛(2)은 커플링 롤러(23)를 포함하고,
    상기 스트립들(N1, N2, N3, N4)은 상기 스트립들(N1, N2, N3, N4)이 부분적으로 권취되는 상기 커플링 롤러(23)를 향해 수렴하도록 배치되어, 상기 커플링 롤러(23)의 하류에서 상기 스트립들이 함께 그룹화되어 상기 스트립-형상의 물품(N)을 형성하는, 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 출구 구간(22)은 상기 커플링 롤러(23)에 형성되는(defined), 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 제 3 항에 종속될 때,
    상기 커플링 롤러(23)는 상기 이동식 부분(20)에 연결되는, 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 권취 헤드(10)는 상기 작업 경로(P)의 작동 세그먼트(P1)를 따라 상기 권취 헤드(10)의 상기 이동 장치(3)에 의해 수행되는 변위 동안 상기 코일(B)을 제조하기 위해 상기 스트립-형상의 물품(N)을 권취하도록 구성되는, 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 공급 경로는 상기 스트립들 각각에 대해 형성되고,
    상기 공급 경로들은 각각의 저장 세그먼트를 포함하는, 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 저장 세그먼트들은 바람직하게는, 서로 실질적으로 평행한, 장치.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 전력 공급 유닛은 상기 저장 세그먼트들 각각의 길이 방향 연장을 가변시키도록 구성되는, 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 저장 장치는 상기 저장 세그먼트들의 상기 길이 방향 연장을 동시에 가변시키도록 구성되는, 장치.
  15. 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일(B) 제조 방법(100)로서,
    상기 코일(B)은 적어도 하나의 스트립-형상의 물품(N)을 권취함으로써 제조되고,
    상기 스트립-형상의 물품(N)은 바람직하게는, 도체 스트립들(N1, N3) 및 분리기 스트립들(N2, N4)을 포함하는 하나 이상의 스트립을 포함하고,
    상기 방법(100)은:
    - 작업 경로(P)를 따라 이동 가능한 적어도 하나의 권취 헤드(10)를 제공하는 단계;
    - 상기 권취 헤드(10)에 의해 상기 스트립-형상의 물품(N)을 권취하는 단계; 및
    - 상기 스트립들 중 적어도 하나 이상의 가변 양(variable amount)을 상기 권취 헤드(10)의 상류 위치에 저장하는 단계를 포함하고,
    상기 저장된 양은 상기 권취 헤드(10)의 상기 변위 동안 가변 가능한, 코일 제조 방법(100).
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 스트립-형상의 물품(N)은 상기 출구 구간(22)을 이동시킴으로써 저장되고,
    상기 출구 구간(22)은 바람직하게는, 상기 스트립-형상의 물품(N)이 상기 권취 헤드(10)에 공급되는 공급 유닛(2)의 이동식 부분(20)에 형성되는, 코일 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 스트립들 중 하나 이상의 공급을 감속하거나 중단하는 단계를 포함하고,
    상기 공급이 감속되거나 중단될 때 상기 스트립들 중 하나 이상의 가변 양이 저장되는, 코일 제조 방법.
  18. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스트립들은 도체 스트립들(N1, N3) 및 분리 스트립들(N2, N4)을 포함하고,
    상기 방법은:
    상기 스트립들을 결합하여 상기 스트립-형상의 물품(N)을 형성하는 단계, 및
    상기 스트립들이 각각 개별적으로 제공되는 입구 구간(21) 및 상기 출구 구간(22) 사이에서 도체 스트립들(N1, N3) 중 적어도 하나의 전진 동안 상기 도체 스트립들(N1, N3) 중 적어도 하나를 저장하는 단계를 포함하는, 코일 제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트립을 저장하는 단계는 상기 입구 구간(21)과 상기 출구 구간(22) 사이에서 상기 적어도 하나의 스트립에 의해 움직이는 거리를 가변시키는 단계를 포함하는, 코일 제조 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 스트립-형상의 물품(N)은 상기 출구 구간(22)을 포함하는 이동식 부분(20)을 포함하는 공급 유닛(2)에 의해 공급되고,
    상기 이동식 부분(20)을 변위시킴으로써 상기 적어도 하나의 스트립에 의해 움직이는 상기 거리가 가변되는, 코일 제조 방법.
  21. 제 15 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 16 항에 종속될 때,
    상기 스트립들(N1, N2, N3, N4)을 결합하여 상기 스트립-형상의 물품(N)을 형성하는 단계는,
    상기 스트립들을 커플링 롤러(23) 상에 부분적으로 권취하는 단계를 포함하는, 코일 제조 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 출구 구간(22)은 상기 커플링 롤러(23)에 형성되는, 코일 제조 방법.
  23. 제 15 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작업 경로(P)의 작동 세그먼트(P1)를 따라 상기 권취 헤드(10)가 변위되는 동안 상기 권취 헤드(10)를 이용하여 상기 스트립-형상의 물품(N)을 권취하는 단계를 포함하는, 코일 제조 방법.
  24. 제 15 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저장 세그먼트들 각각의 길이를 동시에 가변시키는 단계를 포함하는, 코일 제조 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 저장 세그먼트들 각각의 길이는 동일한 양만큼 가변되는, 코일 제조 방법.
  26. 제 24 항 또는 제 25 항에 있어서,
    상기 저장 세그먼트들의 상기 길이를 가변시키는 동안 상기 저장 세그먼트들을 서로 실질적으로 평행하게 유지하는, 코일 제조 방법.
KR1020247024740A 2021-12-21 2022-12-21 코일 제조 기기 및 방법, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일 제조 기기 및 방법 KR20240128936A (ko)

Applications Claiming Priority (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102021000032009A IT202100032009A1 (it) 2021-12-21 2021-12-21 Macchina confezionatrice e metodo di confezionamento di una cella elettrochimica cilindrica
IT102021000032015A IT202100032015A1 (it) 2021-12-21 2021-12-21 Macchina confezionatrice e metodo di confezionamento di una cella elettrochimica cilindrica
IT102021000032009 2021-12-21
IT102021000032012 2021-12-21
IT102021000032015 2021-12-21
IT102021000032012A IT202100032012A1 (it) 2021-12-21 2021-12-21 Macchina confezionatrice e metodo di confezionamento di una cella elettrochimica cilindrica
IT102022000008033A IT202200008033A1 (it) 2022-04-22 2022-04-22 Apparato e metodo per la realizzazione di una bobina, preferibilmente per una cella elettrochimica destinata alla produzione di batterie
IT102022000008102A IT202200008102A1 (it) 2022-04-22 2022-04-22 Apparato e metodo per la realizzazione di una bobina, preferibilmente per una cella elettrochimica destinata alla produzione di batterie
IT102022000008102 2022-04-22
IT102022000008033 2022-04-22
PCT/IB2022/062611 WO2023119184A1 (en) 2021-12-21 2022-12-21 Apparatus and method for making a coil, preferably for an electrochemical cell intended for producing batteries

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240128936A true KR20240128936A (ko) 2024-08-27

Family

ID=85017987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020247024740A KR20240128936A (ko) 2021-12-21 2022-12-21 코일 제조 기기 및 방법, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일 제조 기기 및 방법

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR20240128936A (ko)
CA (1) CA3241597A1 (ko)
WO (1) WO2023119184A1 (ko)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003017111A (ja) * 2001-07-04 2003-01-17 Toray Eng Co Ltd 二次電池および二次電池製造方法ならびに二次電池製造装置
ITBO20040120A1 (it) * 2004-02-27 2004-05-27 Arcotronics Italia Spa Procedimento per la realizzazione di componenti elettrici, di tipo elettrostatico o elettrochimico, ad accumulo di energia, macchina che attua tale procedimento e componenti secondo il procedimento
JP6034630B2 (ja) * 2012-09-14 2016-11-30 株式会社皆藤製作所 蓄電素子、巻回方法、及び巻回装置
JP5809177B2 (ja) * 2013-02-13 2015-11-10 Ckd株式会社 捲回装置
JP6670769B2 (ja) * 2017-01-13 2020-03-25 Ckd株式会社 検査装置及び巻回装置
ES2951034T3 (es) * 2018-05-18 2023-10-17 Siemens Ag Procedimiento para bobinar un producto a bobinar

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023119184A1 (en) 2023-06-29
CA3241597A1 (en) 2023-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8490958B2 (en) Separator belt finger count apparatus and method
WO2012131557A2 (en) Machine for producing stacks of folded sheets of paper and method therefor
US20230043750A1 (en) Apparatus and relative method for winding strips of material for the production of electrical energy storage devices
ITRE20080120A1 (it) '' gruppo di alimentazione di nastro di confezionamento da bobine, con cambio automatico della bobina di alimentazione, per macchine per confezionare oggetti ''.
US20240266581A1 (en) Apparatus for cutting and conveying a strip of material for the production of electrical energy storage devices and relative method
IT201800006936A1 (it) Apparecchiatura e metodo per il confezionamento di prodotti
KR20240128936A (ko) 코일 제조 기기 및 방법, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일 제조 기기 및 방법
US4240336A (en) Bag making machine
KR20240128037A (ko) 코일 제조 기기 및 방법, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일 제조 기기 및 방법
KR20240122556A (ko) 코일 제조 기기 및 방법, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일 제조 기기 및 방법
KR20240128911A (ko) 코일 제조 기기 및 방법, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일 제조 기기 및 방법
KR20240128032A (ko) 코일 제조 기기 및 방법, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일 제조 기기 및 방법
KR20240128937A (ko) 코일 제조 기기 및 방법, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일 제조 기기 및 방법
KR20240128703A (ko) 코일 제조 기기 및 방법, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일 제조 기기 및 방법
KR100284515B1 (ko) 변압기 코어 제조기용 비결정질 강띠 묶음의 제조방법 및 장치
KR20240122551A (ko) 코일 제조 기기 및 방법, 바람직하게는, 배터리의 생산을 위해 의도된 전기화학 전지용 코일 제조 기기 및 방법
CN118414292A (zh) 用于对优选用于生产电池用的电化学电芯的线圈进行制造的设备和方法
WO2023203554A1 (en) Apparatus and method for making a coil, preferably for an electrochemical cell intended for the production of batteries
CN118434655A (zh) 用于对优选用于生产电池用的电化学电芯的线圈进行制造的设备和方法
CN118541324A (zh) 用于对优选用于生产电池用的电化学电芯的线圈进行制造的设备和方法
CN118434653A (zh) 用于对优选用于生产电池用的电化学电芯的线圈进行制造的设备和方法
CN118414293A (zh) 用于对优选用于生产电池用的电化学电芯的线圈进行制造的设备和方法
WO2024033743A1 (en) Apparatus and method for making a coil, preferably for an electrochemical cell intended for battery production
EP4439750A1 (en) Apparatus and method for manufacturing an electrochemical cell for producing batteries
EP4439749A1 (en) Apparatus and method for manufacturing a poly-coupled article, preferably for an electrochemical cell for producing batteries