MX2013014409A - Metodo y dispositivo para someter a prueba paquetes de placas de bateria. - Google Patents

Metodo y dispositivo para someter a prueba paquetes de placas de bateria.

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Abstract

Con el fin de someter a prueba los paquetes de placas de batería (12, 13), se transportan los paquetes de placas de batería entre las cintas transportadoras (5, 6) mientras se comprimen a un grosor específico, y la fuerza requerida para la compresión es detectada por unas celdas de medición (14) mientras se están transportando los paquetes de placas de batería, celdas de medición que están asociadas con una placa de prensado (11) asociada con una de las cintas transportadoras (5); si dicha fuerza se desvía de un valor específico, se evalúa el paquete de placas de batería como defectuoso y se expulsa.

Description

MÉTODO Y DISPOSITIVO PARA SOMETER A PRUEBA PAQUETES DE PLACAS DE BATERÍA MEMORIA DESCRIPTIVA La invención se refiere a un método y un dispositivo para someter a prueba paquetes de placas de batería con las características de las partes introductorias de las reivindicaciones independientes que están dirigidas al método y al dispositivo.
En la producción de baterías y acumuladores, placas positivas y negativas de batería que se acomodan en cavidades de material separador ("que se forran") se insertan en las celdas de los alojamientos de batería.
Aquí, es importante no sólo que el paquete contenga el número correcto de placas de batería, sino también que todas las placas de batería contenidas en el paquete queden acomodadas apropiadamente en las cavidades de material separador.
Esto es también aplicable especialmente a las cavidades de separadores que constan de material compresible tales como por ejemplo material no tejido de fibra de vidrio (AGM = separadores absorbentes de manta de fibra de vidrio).
Los paquetes forrados de placas de batería son sometidos a prueba, por ejemplo por la fuerza que se detecta que es necesaria para comprimir el paquete de placas de batería a una dimensión (grosor de paquete) predeterminada, dimensión que corresponde por ejemplo a la dimensión interna de una celda en un alojamiento de batería en el cual se ha de insertar el paquete de placas de batería. En el procedimiento conocido, el proceso tiene lugar de manera discontinua, es decir que se debe insertar por separado cada paquete de placas de batería en el dispositivo de prueba y se remueve de nuevo de la misma.
El objeto de la invención es proponer un método del tipo mencionado inicialmente, y también un dispositivo que permita acelerar las pruebas.
Se logra este objeto de acuerdo con la invención con un método que tenga las características de la reivindicación 1 , por un lado, y con un dispositivo que tenga las características de la reivindicación independiente que está dirigida al dispositivo, por otro lado.
Configuraciones preferidas y ventajosas de la invención son el tema de las reivindicaciones dependientes.
La invención hace posible asegurarse de que se suministren sólo aquellos paquetes de placas de batería a la producción de baterías o acumuladores cuya funcionalidad está garantizada por la compresión específica para el producto, ya que se utiliza la compresión del separador (AG ) para producir un ajuste perfecto entre el separador y la placa. La fuerza de la compresión (compactación) necesaria depende del tipo de batería, pero por lo general está entre 15 y 40% de compresión. En este caso, se debe evitar la compresión excesivamente fuerte, ya que se puede destruir el material separador, especialmente cuando el material es un material no tejido de fibra de vidrio (AGM).
Con el fin de someter a prueba los paquetes de placas de batería (elementos AGM) bajo condiciones definidas, de acuerdo con la invención se propone un método de prueba dinámica con el cual se comprimen los paquetes de placas de batería a una dimensión predefinida (preferiblemente las dimensiones interiores de la celda en el alojamiento de batería) y se miden (continuamente) las fuerzas que se producen al hacerlo.
El procedimiento de acuerdo con la invención hace posible verificar los paquetes placas de batería en un tiempo de ciclo, por ejemplo, de sólo 1.5 segundos. Esto se logra, por ejemplo, pasando entre dos bandas los paquetes de placas de batería que se han de someter a prueba y comprimiéndolos al hacerlo, mientras se mide la fuerza que actúa sobre las bandas.
En una modalidad de la invención, se puede hace medir la fuerza en varios sitios sucesivamente en el tiempo y luego se calcula un valor medio en el cual se base la evaluación de los paquetes de placas de batería.
Si el valor medido de la fuerza necesaria para comprimir el paquete de placas de batería a la dimensión predefinida se encuentra dentro de un rango definido, se considera que el paquete de placas de batería está en regla. Las desviaciones de la fuerza hacia arriba o hacia abajo que indican que el paquete de placas de batería está defectuoso, se remueve el paquete de placas de batería y se deja de suministrar para la producción de baterías o acumuladores. Puede ser necesaria una presión excesivamente alta si el paquete de placas de batería contiene demasiadas placas y/o hay demasiado material separador en el paquete, por ejemplo en la forma de una cavidad superflua sin llenar. Una presión excesivamente baja índica que en el paquete de placas de batería falta una placa de batería o una cavidad de material separador.
Con el fin de evitar que se afecte adversamente la calidad de los paquetes de placas de batería, en una modalidad de la invención se puede disponer que haya medidas para pasar sincrónicamente las dos cintas de la sección de prensado.
En otra modalidad, se puede disponer que las bandas en la estación de prueba tengan un ancho que sea al menos del mismo tamaño que el ancho del paquete de placas de batería que se ha de someter a prueba.
Con el fin de lograr las condiciones que se definen en la medida de lo posible cuando se mide la fuerza de prensado y para evitar el calentamiento excesivo de las cintas, por lo menos en la zona en la que se dirige el paquete comprimido de placas de batería, la banda de la cinta superior y de la cinta inferior, por ejemplo sobre placas de metal (acero) pulido.
En una modalidad de la invención, se puede disponer que la banda inferior del alímentador (banda), especialmente la banda a la cual está asignado el aparato para medir la fuerza de prensado (celdas de medición), esté fijada de manera esencialmente rígida a la armazón de máquina; por el contrario, se puede ajusfar la banda superior en la armazón de máquina a fin de que se pueda adaptar a los diferentes tamaños/grosores de los paquetes de placas de batería. Durante la operación, sin embargo, se mantiene también la banda superior a una distancia determinada (predefinida) desde la banda inferior.
Con el fin de evitar daños en el dispositivo, se puede disponer que la banda superior y/o la banda inferior ceda (dé de sí) cuando se exceda una fuerza predeterminada, la cual ocurre cuando se está transmitiendo un paquete de placas de batería entre las bandas. Se puede lograr esto, por ejemplo, mediante el correspondiente accionamiento con resortes o una protección contra sobrecargas.
Además, dentro del alcance de la invención, se puede disponer pesar el paquete de placas enseguida de la medición de la fuerza necesaria para la compresión y también se puede llevar a cabo el pesaje en el método continuo.
La estación de pesaje que se provee opcionalmente en una modalidad de la invención está construida como un medio dinámico de medición. Debe prestarse especial atención aquí al hecho de que la carga preliminar que actúa sobre la celda de pesaje se mantenga lo más reducida posible. Se pueden implementar el transporte de los paquetes de placas de batería en la estación de pesaje mediante fajas o bandas que puedan ser impulsadas directamente. Por ejemplo, se utilizan dos celdas de pesaje opuestas para medir el peso.
Debe prestarse especial atención al hecho de que todos los rodillos tensores y los mecanismos impulsores no tienen desequilibrio. La armazón debe estar construida para estar desacoplada de todas las demás partes del sistema y debe estar provista de patas y soportes inhibidores de vibraciones. Se puede hacer variable la velocidad de la banda.
En la invención, enseguida de la estación de prueba o la estación de pesaje que se provee opcionalmente, puede haber una estación de expulsión que se utilice para separar los paquetes defectuosos de placas de baterías.
En un modalidad ejemplar del dispositivo de acuerdo con la invención que se propone para ejecutar el método de acuerdo con la invención, la cinta transportadora superior se ajusta con referencia a la cinta transportadora inferior, de manera que la distancia entre las dos cintas corresponde a la dimensión interior de la caja de batería o una dimensión deseada por el fabricante de la batería. Después, el paquete de placas de batería de una máquina forradora durante el transporte a través de la estación de prueba para el monitoreo del grosor de elemento entre las cintas transportadoras (bandas) se comprime a manera de manta (las bandas o cintas transportadoras tienen un ancho mayor que el ancho máximo de la placa) a la dimensión (grosor) mencionada y se registra (detecta) la fuerza resultante (la necesaria). Dado que se puede comprimir el separador muchas veces más fácilmente que las placas de batería (placas de plomo) forradas, la compresión es producida esencialmente tan sólo compactando el material separador. La fuerza se mide mediante las celdas (versión sencilla, doble o múltiple) que se montan debajo, sobre todo directamente debajo de la placa de prensado (se pueden montar también, sin embargo, sobre la placa superior de prensado). Con el uso de una señal de inicio (por ejemplo una barrera fotoeléctrica, un sensor, pero también puede tener lugar de manera que se controle con respecto al tiempo), se inicia la medición. Después, durante el transporte de un paquete de placas de batería, se registra una pluralidad de valores medidos y se promedian dichos valores en una unidad de evaluación para obtener un solo valor. Con una señal de detención (por ejemplo una barrera fotoeléctrica, un sensor, pero también puede tener lugar de manera que se controle con respecto al tiempo), se termina la medición. Se compara el valor medido (valor medio) determinado en un control con un valor establecido y se evalúa conforme a las tolerancias predefinidas. Si el paquete de placas de batería está en regla, se entrega para su producción posterior; si no corresponde, se expulsa.
Si hay una estación de pesaje, se valora el paquete de placas de batería sólo después de la evaluación del peso del paquete de placas de batería.
El control del sistema, la evaluación de los valores medidos, así como la entrada de las tolerancias y detalles del elemento (detalles del paquete de placas de batería) tienen lugar preferiblemente por medio de un PLC (controlador lógico programable) y una unidad de HMI (interfaz persona- máquina).
Otros detalles y características del procedimiento de acuerdo con la invención y del dispositivo de acuerdo con la invención se pondrán de manifiesto en la siguiente descripción de una modalidad preferida basada en los dibujos: la figura 1 muestra una modalidad de un dispositivo de acuerdo con la invención con una estación para el monitoreo de grosor de elemento ("estación de prueba"), una estación para el pesaje de elementos ("estación de pesaje") y una estación para la remoción, a la cual está asignada una estación de expulsión, la figura 2 muestra la estación de prueba individualmente, y la figura 3 muestra una estación de prueba con una estación de pesaje corriente abajo.
Un dispositivo 1 mostrado en la figura 1 tiene una estación 2 para someter a prueba el grosor de los paquetes de placas de batería 12, 13 (véase la figura 3), una estación 3 para el pesaje de los paquetes de placas de batería 12, 13, y una estación de expulsión 4, la cual está asignada para la remoción, diseñada como un transportador de rodillos, de los paquetes de placas de batería 12, 13.
En la estación de prueba 2 que se muestra en la figura 2, hay dos cintas transportadoras continuas 5 y 6 (bandas) que son movidas sincrónicamente por una unidad común (mecanismo impulsor dentado de cinta o mecanismo impulsor de cadena 9). En la modalidad de la estación 2 que se muestra en la figura 2, la cinta transportadora inferior 5 está dispuesta de manera estacionaria en la armazón de máquina 7; por el contrario, se puede ajustar la cinta transportadora superior 6 usando un mecanismo impulsor 8 de modo que se pueda poner en regla la distancia entre los ramales de frente de las cintas transportadoras 5 y 6 para permitir las pruebas de los paquetes de placas de batería 12, 13 de grosor diferente en la estación de prueba 2.
Como se muestra en la figura 3, después de ajustar la distancia entre las cintas transportadoras 5 y 6, se pueden someter a prueba igualmente los paquetes gruesos de placas 12, así como los paquetes delgados de placas 13.
Los dibujos muestran que las cintas transportadoras 5 y 6 tienen un ancho que es al menos tan grande como el mayor ancho de las placas de batería en los paquetes de placas de batería 12 y 13.
En el lado de entrada (a la derecha en las figuras 2 y 3), el ramal de la cinta transportadora superior 6 de frente a la cinta transportadora inferior 5 está alineada en ángulo, de modo que el paquete de placas de batería de 12 o 13 es comprimido entre las cintas transportadoras 5, 6 conforme van llegando.
En la región en la cual los ramales de frente de las cintas transportadoras 5 y 6 están alineados en paralelo entre sí, hay placas de prensado 10, 1 1 pulidas (hechas de acero) que proveen que haya condiciones definidas en esta región y que se evite el calentamiento excesivo de las cintas transportadoras 5 y 6.
A la placa inferior de prensado 11 , es decir la placa 1 que se asigna a la cinta transportadora inferior 5, se le asignan las celdas de medición 14, mientras que en la modalidad ilustrada hay dos celdas de medición 14. Estas celdas de medición 14 miden la fuerza que surge cuando el paquete placas de batería de 12 o 13 que pasa entre las cintas transportadoras 5 y 6 se comprime al grosor que es determinado por la posición de la cinta transportadora superior 6.
Además, como se indica anteriormente, se pueden realizar varias medidas que se promedian con el fin de obtener un valor medio que sirva de base para la evaluación del paquete de placas de batería 12 o 13.
En el lado de salida (a la izquierda de la figura 2), una estación de pesaje 3, en la cual de determina el peso de los paquetes de placas de batería 12, 13, está ubicada corriente abajo de la estación 2.
Enseguida de la estación de pesaje 3, hay una remoción 20 para los paquetes de placas de batería 12 o 13, paquetes de placas de batería 12 o 13 que han pasado la prueba y que por consiguiente tienen el número correcto de placas de batería y el número correcto de cavidades de separadores que se están transportando.
Los paquetes de placas de batería 12, 13, que han sido valorados como defectuosos son base en la medición de la fuerza de prensado en la estación 2 y/o un peso incorrecto en la estación 3, se expulsan en una estación de expulsión 4. Esta estación de expulsión 4 tiene una plataforma de elevación 24 que levanta los paquetes de placas de la cinta transportadora y una placa 21 que se puede conducir transversalmente a la dirección del transportador usando un cilindro hidráulico 22 y que empuja hacia fuera los paquetes defectuosos de placas lateralmente sobre un transportador de rodillos 23.
En resumen, se puede describir una modalidad de la invención como sigue: Para someter a prueba los paquetes de placas de batería 12, 13, se transportan éstos comprimidos entre bandas alimentadoras 5, 6 a un grosor dado y, durante el transporte de los paquetes de placas de batería 12, 13, la fuerza que es necesaria para la compresión es detectada por las celdas de medición 14 que están asignadas a una placa de prensado 1 1 que se asigna a una de las cintas transportadoras 5. Si esta fuerza se desvía de un valor dado, se evalúa el paquete de placas de batería como defectuoso y se expulsa.

Claims (25)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES
1.- Un método para someter a prueba los paquetes de placas de batería, que constan de varias placas de batería positivas y negativas que se acomodan en cavidades de separador, en que se mide la fuerza que es necesaria para comprimir el paquete de placas de batería a un grosor dado, caracterizado porque la compresión y la medición de la fuerza necesaria para este propósito se realizan mientras el paquete de placas de batería se está moviendo.
2 - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque se mueve el paquete de placas de batería entre dos bandas alimentadoras que se mueven sincrónicamente.
3 - El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque las bandas alimentadoras continuas se utilizan como bandas alimentadoras.
4.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado además porque se comprime el paquete de placas de batería a la dimensión dada en la región de entrada de las bandas alimentadoras y, subsiguientemente, se mide la fuerza que es necesaria para la compresión en al menos un sitio.
5 - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado además porque se utilizan bandas alimentadoras que están hechas continuas transversalmente a la dirección del movimiento.
6. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado además porque la fuerza que es necesaria para la compresión del paquete de placas de batería al grosor dado se mide en varios sitios durante el movimiento de las placas de batería.
7. - El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque se calcula un valor medio a partir de varios valores medidos para la fuerza.
8. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado además porque enseguida de la determinación de la fuerza que es necesaria para la compresión del paquete de placas de batería a una dimensión dada, se adquiere el peso del paquete de placas de batería.
9. - El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque se obtiene el peso del paquete de placas de batería mientras el mismo está en movimiento.
10. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado además porque la fuerza que es necesaria para la compresión del paquete de placas de batería y opcionalmente el peso del paquete de placas de batería se comparan con uno o varios valores dados y, para una desviación de este valor que exceda cierta tolerancia, se remueve el paquete de placas de batería.
11. - Un dispositivo (1) para someter a prueba paquetes de placas de batería con el método que se reclama en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque comprende una estación (2) que está provista para medir la fuerza que es necesaria para la compresión del paquete de placas de batería (12, 13) al grosor dado.
12. - El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizado además porque la estación (2) tiene bandas alimentadoras continuas (5, 6) que se mueven paralelo una con otra en la región de medición.
13. - El dispositivo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque unas placas de prensado (10, 11 ) que están provistas en el lado de los ramales de frente a la banda opuesta del alimentador (5, 6) se asignan a los ramales de las bandas alimentadoras (5, 6), ramales que están alineados en paralelo uno con otro.
14. - El dispositivo de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque las placas de soporte son preferiblemente placas de metal (acero) o placas de plástico.
15. - El dispositivo de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque los lados de las placas de metal (10, 1 1 ) frente a los ramales de las bandas alimentadoras están pulidos.
16. - El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, caracterizado además porque al menos una celda de medición (14) para registrar la fuerza es asignada al menos a una banda alimentadora (5).
17.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque hay varias celdas de medición (14).
18 - El dispositivo de conformidad con la reivindicación 16 o 17, caracterizado además porque la celda de medición (14) está conectada a la placa (1 ) que está asignada a la banda alimentadora (5).
19. - El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 18, caracterizado además porque en la parte de entrada, por lo menos una banda alimentadora (6) tiene una región alineada oblicuamente, de manera que hay una región de entrada ahusada entre las bandas alimentadoras (5, 6).
20. - El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 19, caracterizado además porque al menos una de las bandas alimentadoras (6) está dispuesta de manera individualmente ajustable en la armazón de máquina (7).
21. - El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 20, caracterizado además porque al menos a una de las bandas alimentadoras (5, 6) le está asignada una protección de sobrecarga que libera la banda alimentadora (5, 6) tan pronto como la fuerza que actúa en la banda alimentadora (5, 6) excede un valor determinado.
22. - El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 1 a 21 , caracterizado además porque enseguida de la estación de prueba (2) para medir la fuerza que es necesaria para la compresión, hay una estación de pesaje (3).
23. - El dispositivo de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque la estación de pesaje (3) tiene bandas alimentadoras continuas.
24. - El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 1 a 23, caracterizado además porque enseguida de la estación (2) para medir la fuerza y opcionalmente la estación de pesaje (3), hay una remoción (20) para los paquetes de placas de batería (12, 13) y en donde se coordina allí un aparato de expulsión (4) para los paquetes de placa (12, 13) defectuosos a la remoción (20).
25. - El dispositivo de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado además porque la estación de expulsión (4) tiene una deslizadera (21) que se puede ajustar transversalmente a la dirección de transporte de la remoción (20), con una plataforma de elevación (24), a la cual se le asigna un transportador de rodillos (23).
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