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WO2001095413A1 - Ärmelseparator und vorrichtung zu dessen herstellung - Google Patents

Ärmelseparator und vorrichtung zu dessen herstellung Download PDF

Info

Publication number
WO2001095413A1
WO2001095413A1 PCT/EP2001/003894 EP0103894W WO0195413A1 WO 2001095413 A1 WO2001095413 A1 WO 2001095413A1 EP 0103894 W EP0103894 W EP 0103894W WO 0195413 A1 WO0195413 A1 WO 0195413A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sleeve
separator
turntable
lead
lead plate
Prior art date
Application number
PCT/EP2001/003894
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Dreyer
Jean-Luc Koch
Original Assignee
Daramic, Inc.
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
Application filed by Daramic, Inc. filed Critical Daramic, Inc.
Priority to AU7392001A priority Critical patent/AU7392001A/xx
Priority to JP2002502848A priority patent/JP2003536217A/ja
Priority to EP01940292A priority patent/EP1334527A1/de
Priority to US10/297,362 priority patent/US6933075B2/en
Publication of WO2001095413A1 publication Critical patent/WO2001095413A1/de

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • 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
    • H01M10/06—Lead-acid accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • H01M50/406—Moulding; Embossing; Cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
    • H01M50/466—U-shaped, bag-shaped or folded
    • 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
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    • 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
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    • 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
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    • Y10T29/53—Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/5313—Means to assemble electrical device
    • Y10T29/53135—Storage cell or battery

Definitions

  • the invention relates to a sleeve separator for encasing battery plates of a lead-acid accumulator and a device for producing such sleeve separators.
  • Battery separators are used in accumulators to prevent direct contact and thus short circuits between the electrode plates.
  • the separators are made of porous acid and oxidation resistant materials, the pore size is selected so that it allows an ionic current to flow through the membrane, but prevents the passage of growths and particles that have detached from the battery plates.
  • the risk of particles and growth penetration and thus the risk of short circuits is particularly small in microporous separators due to the smaller pore size.
  • Lead accumulators equipped with microporous separators therefore usually have a longer service life.
  • Separators are generally used in the form of plug-in or sleeve separators.
  • Plug-in separators are manufactured as piece goods and cut to the required height and width by the separator manufacturer. They are relatively stiff and are placed as such between the battery plates during battery manufacture.
  • Sleeve separators are generally manufactured as rolls with the desired width and are cut to a specified length and shaped into sleeves only by the battery manufacturer in a fully automated process. This on sleeves closed on two sides are used to hold the battery plates.
  • a sleeve separator for a lead plate of a lead-acid accumulator which surrounds the front and the back as well as the lower edge and the upper edge of the lead plate and which is characterized in that the separator material adheres to the upper edge of the lead plate and the sleeve one side protrudes laterally approximately at right angles away from the lead plate, that the separator material on the opposite other sleeve side is also folded perpendicularly over the upper edge of the lead plate and also protrudes laterally from the sleeve side, and that the two protrude laterally approximately at a right angle from the sleeve side and separator sections lying one above the other are connected to one another.
  • the sleeve separator can be folded around a lead plate in a first step and closed in a second step along a laterally projecting longitudinal edge, for which purpose a fully automatic production machine can be used.
  • a device for producing sleeve separators for encasing battery plates of a lead-acid accumulator serves to solve the further problem
  • a turntable which can be rotated about a horizontal axis in steps of 90 ° and has four surfaces which each form the sides of a square, which are each provided in the area of their edges with activatable holding devices for holding the separator material, while in the middle area of each area there is a surface section which can be moved in towards the axis, with a lead plate feed device which feeds the lead plates to be encased laterally at about the height of the axis of the turntable , with a sliding device for inserting the lead plates fed to the turntable in the direction of the turntable axis while simultaneously moving the retractable central area of the associated surface in the direction of the turntable axis, with a first folding device for folding the separator material under and over the lead plate, while this is pushed by the slide into the turntable, with a second folding device, which folds the edges of the sleeve separator folded by the first folding device at right angles and laterally above the sleeve separator, with a closing device g for closing the
  • Figure 1 is a schematic side view of a sleeve separator
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a device for producing the sleeve separator from FIG. 1; and Figures 3 to 12, the individual phases of the manufacture of the sleeve separator according to the invention.
  • Figure 1 shows a schematic side view of a sleeve separator 1 for enclosing a lead plate 2 of a lead-acid battery, not shown.
  • the sleeve separator has a front side 3 and a rear side 4, which are connected to one another at the lower edge of the lead plate 2 by a lower edge 5.
  • the front side 3, the rear side 4 and the lower edge 5 of the sleeve separator 1 are produced from separator material and are connected to one another in one piece by folding a separator material web.
  • the sleeve separator 1 Before it is closed by a seam 7, the sleeve separator 1 is open at its upper edge 6 in order to be able to insert the lead plate 2 from there.
  • the side walls of the sleeve separator are open, so that the lead plate 2 can be seen from both sides, as shown in FIG.
  • An essential feature of the invention is that the front side 3 of the sleeve separator 1 is folded out approximately at right angles to the outside in the region of the upper edge 6 and thus forms a web 8 directed away from the lead plate 2 and the rear side 4.
  • the upper end of the back 4 is folded in the same direction so that it covers the lead plate 2 and forms the upper edge 6.
  • the upper edge 6 extends as far beyond the edge of the front side 3 folded over at right angles as is necessary for the formation of a seam 7 which reliably connects the front side 3 to the rear side 4.
  • the seam 7 is formed by welding, in another embodiment by mechanical crimping.
  • a further possibility of reliably closing the sleeve separator 1 by means of a seam 7 consists in a connection by mechanical crimping, the web 8 projecting laterally from the front side 3 between two meshing gearwheels or a gearwheel meshing with a toothed rack or by two against one another pressed racks is manufactured. If a suitable tooth shape with a complementary counter-shape is selected and a pressure suitable for connecting the two separator sides is applied, the separator material is pressed together in the manner of a crimping process in such a way that a reliably closed seam 7 is produced.
  • the gearwheels and / or toothed rack (s) are straight toothed in one embodiment, helical toothed in another, for example at an angle of 10 ° to 30 °, preferably 20 °.
  • FIG. 2 shows a device for producing an arm separator 1 according to FIG. 1 with a turntable 10 which can be rotated about a horizontal axis 11.
  • the axis 11 is supported by a bearing 12 which is mounted on supports 13 of a frame 14.
  • the turntable 10 has the shape of a drum with a square cross section and rounded corners, as can be clearly seen in the drawing. In the basic position of the turntable, its top and bottom are thus aligned horizontally, while the orientation of the side surfaces is vertical.
  • a motor not shown, which is arranged on the side of the axis 11 opposite the bearing 12, the side walls of the turntable 10 are always aligned either horizontally or vertically.
  • gates 1 On the opposite right side of the turntable 10, a sliding device 18 is mounted on a table 19, which is also part of the frame 14.
  • a sliding table 20 is mounted on the table 19, which extends parallel to the axis 11 of the rotary table 10 and on which the lead plates 2 fed by a gripper 22 are placed, in order to be explained later by a slide 24 at right angles to the rotary table 10 to be pushed.
  • the slide 24 is actuated by a cylinder 25, which is preferably a pneumatic cylinder.
  • a gripper 22 serving for feeding the lead plates 2 is carried by a sleeve 23 which is displaceable on a gallows 21 in the longitudinal direction of the gallows 21.
  • the gallows 21 is arranged parallel to the turntable 10, as shown in Figure 2.
  • a different orientation of the gallows is also possible, for example across the rotary table 10, which means no difficulty for the person skilled in the art.
  • a vertical strut of the gallows 21 is therefore fastened vertically on the front of FIG. 2 on the table 19, while the opposite rear strut is fastened to the rear end of the frame 14 in a manner which is not shown but is known.
  • a common way of attaching the gallows 21 to the frame 14 is the welding of these parts.
  • a plate conveyor 27 is arranged behind the table 19, which conveys the lead plates 2 from a stack of plates or another storage location to the rotary table, in order to be gripped there by the gripper 22 and transmitted to the sliding device 18. Seen in the transport direction of the lead plates 2, the plate conveyor 27 is therefore in front of the sliding table 20.. ' ,
  • FIG. 2 also shows schematically a separator material roll 28, of which the separator material 8 is a continuous web
  • Rotary table 10 is supplied.
  • the web material is fed in follows over a feed table 30, which is preceded by a guide roller 31.
  • the web material runs between a pair of rollers, of which the upper roller is a creasing body 33, which cooperates with a counter-pressure roller 34 and which serves to produce creasing lines in the web material of the separator, along which the sleeve separator 1 runs the turntable 10 can be folded.
  • the separator web material runs into the nip of a pair of conveyor rollers 36, which serves to feed the separator material 8 in a controlled manner to the surface of the turntable 10 that is at the top or in the 12 o'clock position.
  • a cutting device 38 is provided, the upper knife of which is movable in a guillotine-like manner in a guided manner against a lower bar and thus cuts the separator web material 8 in accordance with the length of a battery plate 2.
  • FIG. 2 shows a welding device 44 at the front end under the turntable 10 and in the vicinity of the bearing 12 for producing the seam 7 of the sleeve separator 1.
  • FIG. 2 is only drawn schematically, which is expressed in particular by the fact that no support structure for the separator material roll 28 is shown. However, it is clear to the person skilled in the art how the suspension of such a material roll and all other components that are not expressly shown in detail would be implemented. i
  • FIG. 3 shows, in the form of a schematic vertical section, the turntable 10 from FIG. 2 before the feeding of a separator material web section.
  • the sliding table 20, on which a lead plate 2 already lies, is arranged to the right of the turntable 10. You can also see the slide 24, which can be moved back and forth by a piston rod 26 of the cylinder 25 in the direction of the axis 11.
  • FIG. 3 also shows the holding devices 41 and the folding devices 42 open in the 12 o'clock position.
  • the retractable central areas 40 of the side walls of the rotary table 10 can be seen, which are coupled to one another via connecting rods 46 such that two diametrically opposed central areas 40 only can be moved together.
  • the movement of the central regions 40 takes place in guide slots 47 which intersect at the center of the turntable 10 and which ensure that whenever a first central region 40 is aligned with the surface of a side wall, the opposite central region 40 'in the slot 47 is withdrawn and thus allows the insertion of a lead plate 2.
  • FIG. 4 shows the turntable 10 after the separator material 8 has been fed and separated, the holding devices 41 having already pivoted their free ends in the direction of the arrows A over the separator material 8 and thus hold the latter on the turntable 10.
  • the folding devices 42 are still retracted in this state and are flush with the top of the side wall, in exactly the same way as the central region 40.
  • the welding device 44 is also shown schematically under the rotary table 10. In the next step, the turntable 10 is rotated clockwise 90 ° in the direction of arrow B to the 3 o'clock position.
  • FIG. 5 shows the turntable 10 rotated in the direction of arrow B into the 3 o'clock position, in which the separator material 8 is now held vertically on the side surface by the holding devices 41 while the folding devices 42 are not yet actuated.
  • the lead plate 2 together with the sliding table 20 in the direction of arrow C. This movement is brought about by the extension of the piston rod 26 of the cylinder 25.
  • the central region 40 is still in alignment with the side wall and thus in the guide slot 47 in the fully extended position.
  • a further piece of separator material 8 ' can already be fed to the holding devices 41' which are still open.
  • the holding devices 41 open in the direction of the arrows D, while the lead plate 2 is pushed into the guide slot 47 by the slide 24.
  • the movable middle region 40 is pushed back in the guide slot 47, while at the same time the folding devices 42, which in one embodiment are two parallel bars with a circular cross section, are pivoted up out of the side wall of the rotary table 10 against the lead plate 2 in the direction of the arrows E. , As a result, they press the separator material 8 against the lead plate 2 and thereby form a sleeve.
  • FIG. 8 shows the lead plate 2 fully inserted into the guide slot 47 by the slider 24, which is already encased on three sides by the separator material 8 in this position.
  • the central region 40 is completely inserted into the guide slot 47.
  • the next manufacturing step is shown in FIG. 9, the slide 24 being withdrawn in the direction of arrow C from the turntable 10, while a wall section 49 of the guide slot 47 is moved in the manner of a stamp in the direction of arrow F against the battery plate 2 and so that the back 4 of the separator material 8 presses against the lead plate 2.
  • the holding devices 41 are still open, while the folding devices 42 have been pivoted back into the side wall in the direction of the arrows E '.
  • FIG. 10 shows the third position of the turntable 10, in which it has been rotated clockwise two times 90 ° with respect to its starting position and which corresponds to the 6 o'clock position.
  • a further section of separator material 8 is already fed in and held by the holding devices 41" on the horizontal side wall lying above.
  • the lead plate 2 with the separator material 8 folded like a pocket is pressed from the wall section 49 onto the inner wall of the guide slot 47 in the direction of arrow F in order to prevent the battery from falling out. to prevent plate 2 and the separator material 8.
  • the edge of the front side 3 protruding slightly beyond the edge of the side wall is already folded at right angles, namely by the slide 24 in FIG. 8. However, the free edge of the rear side 4 of the sleeve separator still protrudes outwards. Now the welding device 44 is moved with its folding arm 45 against the turntable 10 in the direction of arrow G.
  • FIG 11 shows the welding device 44 moved against the turntable 10, the folding arm 45 of which has previously folded the free edge of the rear side 4 of the sleeve separator at right angles, so that a welding bar 48 mutually projects the two edges of the separator material 8 which protrude at right angles and in the figure to the left can press to form the seam 7 shown in Figure 1.
  • the folding devices 42 are extended again and serve to support the sleeve separator 1 when it is ejected by the movable one Middle region 40 in the direction of arrow H, as a result of which the finished sleeve separator 1 with the lead plate 2 enclosed can be transferred to the conveying device 16.
  • a further section of separator material 8 '' ' was already fed to the 12 o'clock position of the turntable 10 and clamped by the holding devices 41' ''.
  • the crimping device not shown, would again have a folding arm 45, but instead of the welding bar 48, a toothed rack or a gearwheel would have to be provided, which cooperates with a toothed rack inserted into the side wall of the rotary table 10 and presses the edges of the separator material 8.
  • the rack would have to be arranged along that edge of the guide slots 47 which is opposite the movable wall section 49.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ärmelseparator für eine Bleiplatte (2) eines Blei-Säure-Akkumulators, der die Vorderseite und die Rückseite sowie den Unterrand und den Oberrand der Bleiplatte umgibt. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass das Separatormaterial (6) am Oberrand der Bleiplatte (2) und des Ärmels an einer Seite seitlich vorstehend etwa rechtwinkelig von der Bleiplatte weg gefaltet ist, dass das Separatormaterial (8) der gegenüberliegenden anderen Ärmelseite ebenfalls rechtwinkelig über den Oberrand der Bleiplatte gefaltet ist und ebenfalls seitlich von der Ärmelseite vorsteht, und dass die beiden seitlich etwa im rechten Winkel von der Ärmelseite vorstehenden und übereinanderliegenden Separatorabschnitte miteinander durch eine Naht (7) verbunden sind.

Description

ÄrmelSeparator und Vorrichtung zu dessen Herstellung
Die Erfindung betrifft einen Ärmelseparator zum Einhüllen von Batterieplatten eines Blei-Säure-Äkkumulators und eine Vorrichtung zum Herstellen derartiger Ärmelseparatoren.
Batterie-Separatoren werden in Akkumulatoren eingesetzt, um einen direkten Kontakt und damit Kurzschlüsse zwischen den Elektroden-Platten zu verhindern. Die Separatoren werden aus porösen säure- und oxidationsbeständigen Materialien hergestellt, wobei die Porengröße so gewählt wird, daß sie einen ionischen Strom- fluß durch die Membran erlaubt, das Durchtreten von Durchwachsungen und Partikeln, die sich von den Akkumulatorplatten abgelöst haben, aber unterbindet.
Man unterscheidet zwischen makroporösen Separatoren mit einem mittleren Porendurchmesser von etwa 10 bis 30 μ und mikroporösen Separatoren mit einem durchschnittlichen Porendurchmesser von unter 1 μm. Die Gefahr des Eindringens von Partikeln und Durchwachsungen und damit die Gefahr von Kurzschlüssen ist bei mikroporösen Separatoren aufgrund der geringeren Porengröße besonders klein. Mit mikroporösen Separatoren bestückte Bleiakkumulatoren weisen daher gewöhnlich eine erhöhte Lebensdauer auf .
Separatoren werden im allgemeinen in Form von Steck- oder Ärmel- Separatoren eingesetzt. Steckseparatoren werden als Stückware gefertigt und vom Separatorhersteller auf die geforderte Höhe und Breite zugeschnitten. Sie sind relativ steif und werden bei der Batterieherstellung als solche zwischen die Akkumulatorplatten gebracht. ÄrmelSeparatoren werden in der Regel als Rollen- wäre mit der gewünschten Breite gefertigt und erst beim Batteriehersteller in einem vollautomatischen Prozeß auf eine vorgegebene Länge geschnitten und zu Ärmeln geformt. Diese an zwei Seiten geschlossenen Ärmel dienen zur Aufnahme der Akkumulatorplatten.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen an zwei Seiten geschlossenen Ärmel für einen Separator zu schaffen, der vollautomatisch herstellbar ist und direkt um die Akkumulatorplatte gefaltet und geschlossen werden kann. Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin, eine Vorrichtung zur Herstellung eines deratigen Ärmelseparators zu schaffen.
Zur Lösung der erstgenannten Aufgabe dient ein Ärmelseparator für eine Bleiplatte eines Blei-Säure-Akkumulators, der die Vorderseite und die Rückseite sowie den Unterrand und den Oberrand der Bleiplatte umgibt und der sich dadurch auszeichnet, daß das Separatormaterial am Oberrand der Bleiplatte und des Ärmels an einer Seite seitlich vorstehend etwa rechtwinkelig von der Bleiplatte weg gefaltet ist, daß das Separatormaterial der gegenüberliegenden anderen Ärmelseite ebenfalls rechtwinkelig über den Oberrand der Bleiplatte gefaltet ist und ebenfalls seitlich von der Ärmelseite vorsteht, und daß die beiden seitlich etwa im rechten Winkel von der Ärmelseite vorstehenden und übereinander- liegenden Separatorabschnitte miteinander verbunden sind.
Dadurch wird erreicht, daß der Ärmelseparator in einem ersten Schritt um eine Bleiplatte gefaltet und in einem zweiten Schritt entlang eines seitlich vorstehenden Längsrandes verschlossen werden kann, wozu eine vollautomatisch arbeitende Produktionsmaschine einsetzbar ist.
Zur Lösung der weiteren Aufgabe dient eine Vorrichtung zum Herstellen von ÄrmelSeparatoren zum Einhüllen von Batterieplatten eines Blei-Säure-Akkumulators,
- mit einem Drehtisch, der um eine horizontale Achse in Schritten von jeweils 90° drehbar ist und vier jeweils die Seiten eines Vierecks bildende Flächen aufweist, die jeweils im Bereich ihrer Ränder mit aktivierbaren Halteeinrichtungen zum Halten des Separatormaterials versehen sind, während im Mittelbereich jeder Fläche ein zur Achse hin einfahrbarer Flächenabschnitt vorgesehen ist, mit einer Bleiplatten-Zuführvorrichtung, die die einzuhüllenden Bleiplatten etwa auf der Höhe der Achse des Drehtisches seitlich zuführt, mit einer SchiebeVorrichtung zum Einschieben der dem Dreh- tisch zugeführten Bleiplatten in Richtung auf die Drehtischachse bei gleichzeitiger Bewegung des einfahrbaren Mittelbereichs der zugehörigen Fläche in Richtung auf die Drehtischachse, mit einer ersten Falteinrichtung zum Falten des Separator- aterials unter und über die Bleiplatte, während diese von dem Schieber in den Drehtisch geschoben wird, mit einer zweiten Falteinrichtung, die die Ränder des von der ersten Falteinrichtung gefalteten ÄrmelSeparators rechtwinkelig und seitlich über den Ärmelseparator vorstehend umfaltet, mit einer Verschließeinrichtung zum Verschließen der von der zweiten Falteinrichtung gefalteten Ärmelränder, - und mit einer Ausstoßeinrichtung zum Ausstoßen des geschlossenen und die Bleiplatte enthaltenden Ärmelseparators aus dem Drehtisch.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert; es zeigen:
Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines Ärmelseparators;
Figur 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung des Ärmelseparators von Figur 1; und Figuren 3 bis 12 die einzelnen Phasen der Herstellung des erfindungsgemäßen Ärmelseparators .
Figur 1 zeigt in schematischer Seitenansicht einen Ärmel- Separator 1 zum Einschließen einer Bleiplatte 2 eines nicht dargestellten Blei-Säure-Akkumulators. Der Ärmelseparator besitzt eine Vorderseite 3 und eine Rückseite 4, die am unteren Rand der Bleiplatte 2 durch einen Unterrand 5 miteinander verbunden sind. Die Vorderseite 3, die Rückseite 4 und der Unter- rand 5 des Ärmelseparators 1 sind aus Separatormaterial hergestellt und einstückig durch Falten einer Separatormaterialbahn miteinander verbunden. Vor dem Verschließen durch einen Naht 7 ist der ÄrmelSeparator 1 an seinem Oberrand 6 offen, um von dort die Bleiplatte 2 einbringen zu können. Die Seitenwände des Ärmelseparators sind offen, so daß die Bleiplatte 2 wie in Figur 1 dargestellt von beiden Seiten her sichtbar ist .
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht nun darin, daß die Vorderseite 3 des ÄrmelSeparators 1 im Bereich des Ober- randes 6 in etwa rechtwinkelig nach außen vorstehend umgefaltet ist und damit einen von der Bleiplatte 2 und der Rückseite 4 weggerichteten Steg 8 bildet. Das obere Ende der Rückseite 4 ist in die gleiche Richtung gefaltet, so daß es die Bleiplatte 2 überdeckt und dabei den Oberrand 6 bildet. Der Oberrand 6 er- streckt sich so weit über den rechtwinkelig nach außen umgefalteten Rand der Vorderseite 3 wie dies für die Ausbildung einer Naht 7 erforderlich ist, die die Vorderseite 3 mit der Rückseite 4 zuverlässig verbindet.
In einer Ausführungsform wird die Naht 7 durch Schweißen, in einer anderen Ausführungsform durch mechanisches Krimpen gebildet.
Das Herstellen einer Schweißverbindung ist dem Fachmann geläu- fig. Je nach Separatormaterial wird ein entsprechender Siegelbalken eingesetzt, der das Material erweicht, gegen einander preßt und unter Aufrechterhaltung eines geeigneten Drucks erstarren läßt.
Eine weitere Möglichkeit, den Ärmelseparator 1 durch eine Naht 7 zuverlässig zu verschließen, besteht in einer Verbindung durch mechanisches Krimpen, wobei der seitlich von der Vorderseite 3 vorstehende Steg 8 zwischen zwei miteinander kämmenden Zahnrädern oder einem mit einer Zahnstange kämmenden Zahnrad oder aber durch zwei gegeneinander gepreßte Zahnstangen hergestellt wird. Bei Wahl einer geeigneten Zahnform mit komplementärer Gegenform und bei Aufwendung eines zum Verbinden der beiden Separatorseiten geeigneten Druckes wird das Separatormaterial in der Art eines Krimpvorganges so miteinander verpreßt, daß eine zuverlässig geschlossene Naht 7 entsteht. Die Zahnräder und/oder Zahnstange(n) sind in einer Ausführungsform gerade verzahnt, in einer anderen schräg verzahnt, beispielsweise unter einem Winkel von 10° bis 30°, vorzugsweise 20°.
Figur 2 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung eines Är el- Separators 1 nach Figur 1 mit einem Drehtisch 10, der um eine horizontale Achse 11 drehbar ist. Die Achse 11 wird von einem Lager 12 getragen, das auf Stützen 13 eines Gestells 14 montiert ist. Der Drehtisch 10 hat die Form einer Trommel mit quadratischem Querschnitt und abgerundeten Ecken, wie dies in der Zeich- nung gut erkennbar ist. In der Grundstellung des Drehtisches sind somit dessen Oberseite und Unterseite horizontal ausgerichtet, während die Ausrichtung der Seitenflächen vertikal ist. Bei einer Drehung des Drehtisches 10 um jeweils 90° durch einen nicht dargestellten Motor, der an der dem Lager 12 gegenüber- liegenden Seite der Achse 11 angeordnet ist, werden die Seitenwände des Drehtisches 10 immer entweder horizontal oder vertikal ausgerichtet .
Bei einem Blick auf die Zeichnung erkennt man an der linken Seite des Drehtisches 10 eine schematisch dargestellte Fördereinrichtung 16 zum Abtransportieren der fertigen Ärmelsepara- toren 1. An der gegenüberliegenden rechten Seite des Drehtisches 10 ist eine Schiebevorrichtung 18 auf einem Tisch 19 montiert, der ebenfalls Teil des Gestells 14 ist. Auf dem Tisch 19 ist ein Schiebetisch 20 montiert, der sich parallel zur Achse 11 des Drehtisches 10 erstreckt und auf dem die von einem Greifer 22 zugeführten Bleiplatten 2 abgelegt werden, um in später noch zu erläuternder Weise von einem Schieber 24 rechtwinkelig gegen den Drehtisch 10 geschoben zu werden. Die Betätigung des Schiebers 24 erfolgt durch einen Zylinder 25, der vorzugsweise ein Pneu- matikzylinder ist.
Ein für die Zuführung der Bleiplatten 2 dienender Greifer 22 wird von einer Muffe 23 getragen, die auf einem Galgen 21 in Längsrichtung des Galgens 21 verschiebbar ist. Zu diesem Zweck ist der Galgen 21 parallel zum Drehtisch 10 angeordnet, wie dies in Figur 2 gezeigt ist. Es ist aber auch eine andere Ausrichtung des Galgens möglich, beispielsweise quer zum Drehtisch 10, was für den Fachmann keine Schwierigkeit bedeutet. Eine vertikale Strebe des Galgens 21 ist daher an der Vorderseite von Figur 2 auf dem Tisch 19 senkrecht befestigt, während die gegenüberliegende hintere Strebe in nicht dargestellter, jedoch bekannter Weise am hinteren Ende des Gestells 14 befestigt ist. Eine gängige Art der Befestigung des Galgens 21 am Gestell 14 ist das Verschweißen dieser Teile.
In Blickrichtung auf Figur 2 ist hinter dem Tisch 19 ein Plattenförderer 27 angeordnet, der die Bleiplatten 2 von einem Plattenstapel oder einer anderen Vorratsstelle zum Drehtisch fördert, um dort von dem Greifer 22 erfaßt und zur Schiebevorrich- tung 18 übertragen zu werden. In Transportrichtung der Bleiplatten 2 gesehen, befindet sich der Plattenförderer 27 daher vor dem Schiebetisch 20. .' ,
Figur 2 zeigt ferner schematisch eine Separatormaterialrolle 28, von der das Separatormaterial 8 als zusammenhängende Bahn dem
Drehtisch 10 zugeführt wird. Die Zufuhr des Bahnmaterials er- folgt über einen Zuführtisch 30, dem eine Führungswalze 31 vorgeschaltet ist. Nach der Führungswalze 31 läuft das Bahnmaterial zwischen einem Walzenpaar durch, von dem die obere Walze ein Rillkörper 33 ist, der mit einer Gegendruckwalze 34 zusa men- wirkt und der dazu dient, Rillinien im Bahnmaterial des Separators zu erzeugen, entlang derer der Ärmelseparator 1 auf dem Drehtisch 10 gefaltet werden kann. Nach dem Durchlaufen der Rillwalzen 33, 34 läuft das Separatorbahnmaterial in den Spalt eines Förderwalzenpaares 36, das dazu dient, das Separator- material 8 in gesteuerter Weise der jeweils oben oder in 12-Uhr- Position liegenden Fläche des Drehtisches 10 zuzuführen.
Am Ende des Zuführtisches 30 und damit in unmittelbarer Nähe zum Drehtisch 10 ist eine Schneidevorrichtung 38 vorgesehen, dessen oberes Messer in der Art einer Guillotine in geführter Weise gegen einen unteren Balken bewegbar ist und damit das Separatorbahnmaterial 8 entsprechend der Länge einer Batterieplatte 2 abschneidet.
In Verbindung mit der gerade oben liegenden Fläche des Drehtisches 10 sind noch ein Mittelbereich 40, Halteeinrichtungen 41 und Falteinrichtungen 42 erkennbar, die nachfolgend näher erläutert werden. Ferner zeigt die Figur 2 am vorderen Ende unter dem Drehtisch 10 und in der Nähe des Lagers 12 eine Schweißvorrich- tung 44 zum Herstellen der Naht 7 des ÄrmelSeparators 1.
Es wird darauf hingewiesen, daß die in Figur 2 dargestellte Vorrichtung nur schematisch gezeichnet ist, was insbesondere dadurch zum Ausdruck kommt, daß keine Tragekonstruktion für die Separatormaterialrolle 28 dargestellt ist. Es ist dem Fachmann jedoch klar, wie die Aufhängung einer derartigen Materialrolle sowie aller anderen, nicht ausdrücklich im Detail dargestellten Bauelemente zu realisieren wäre. i
1
Arbeitsweise der Vorrichtung
Es wird nun die Arbeitsweise der Vorrichtung zur Herstellung von Ärmelseparatoren 1 anhand mehrerer Figuren näher erläutert, die die Einzelschritte des Herstellungsverfahrens zeigen. Die Darstellung ist schematisch und verzichtet aus Gründen der Übersichtlichkeit auf konstruktive Einzelheiten. Gleiche Teile sind im übrigen mit gleichen Bezugszeichen versehen und gegebenenfalls durch Apostrophe unterschieden.
Figur 3 zeigt in Form eines schematischen Vertikalschnitts den Drehtisch 10 von Figur 2 vor dem Zuführen eines Separatormaterial-Bahnabschnitts. Rechts neben dem Drehtisch 10 ist der Schiebetisch 20 angeordnet, auf dem bereits eine Bleiplatte 2 liegt. Man erkennt außerdem den Schieber 24, der von einer Kolbenstange 26 des Zylinders 25 in Richtung auf die Achse 11 vor- und zurückbewegbar ist. Figur 3 zeigt ferner die in der 12-Uhr- Position geöffneten Halteeinrichtungen 41 und die Falteinrichtungen 42. Ferner sind die einfahrbaren Mittelbereiche 40 der Seitenwände des Drehtisches 10 erkennbar, die über Verbindungsstangen 46 derart miteinander gekoppelt sind, daß jeweils zwei diametral gegenüberliegende Mittelbereiche 40 nur gemeinsam bewegt werden können. Die Bewegung der Mittelbereiche 40 erfolgt in Führungsschlitzen 47, die sich im Mittelpunkt des Drehtisches 10 kreuzen und die dafür sorgen, daß immer dann, wenn ein erster Mittelbereich 40 mit der Oberfläche einer Seitenwand fluchtet, der gegenüberliegende Mittelbereich 40' in dem Schlitz 47 zurückgezogen ist und damit das Einschieben einer Bleiplatte 2 gestattet .
Da in den nachfolgenden Figuren gleiche Teile durchwegs mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nur diejenigen Bezugszeichen eingetragen, auf die sich die jeweilige Beschreibung gerade bezieht. Figur 4 zeigt den Drehtisch 10 nach dem Zuführen und Abtrennen von Separatormaterial 8, wobei die Halteeinrichtungen 41 ihre freien Enden bereits in Richtung der Pfeile A über das Separatormaterial 8 geschwenkt haben und dieses damit an dem Drehtisch 10 festhalten. Die Falteinrichtungen 42 sind in diesem Zustand noch eingefahren und fluchten mit der Oberseite der Seitenwand, und zwar ebenso, wie dies der Mittelbereich 40 tut. Unter dem Drehtisch 10 ist ferner die Schweißvorrichtung 44 schematisch dargestellt. Im nächsten Schritt wird der Drehtisch 10 im Uhr- zeigersinn um 90° in Richtung des Pfeils B in die 3-Uhr-Position' gedreht.
Figur 5 zeigt den in Richtung des Pfeils B in die 3-Uhr-Position gedrehten Drehtisch 10, bei dem nun das Separatormaterial 8 von den Halteeinrichtungen 41 vertikal an der Seitenfläche gehalten wird, während die Falteinrichtungen 42 noch nicht betätigt sind. Hingegen erfolgt bereits eine seitliche Zuführbewegung für die Bleiplatte 2 zusammen mit dem Schiebetisch 20 in Richtung des Pfeils C. Diese Bewegung wird durch das Ausfahren der Kolben- stange 26 des Zylinders 25 bewirkt. In Figur 5 befindet sich der Mittelbereich 40 aber noch immer fluchtend mit der Seitenwand und damit im Führungsschlitz 47 in voll nach außen gefahrener Stellung. In dieser Stellung des Drehtisches 10 kann bereits ein weiteres Stück Separatormaterial 8' zu den noch geöffneten Halteeinrichtungen 41' zugeführt werden.
In Figur 6 schließen die jetzt oben liegenden Halteeinrichtungen 41' in Richtung der Pfeile A, um das neue Stück Separatormaterial 8' am Drehtisch festzuhalten. Gleichzeitig ist die Kolbenstange 26 des Zylinders 25 in Richtung des Pfeils C voll ausgefahren, so daß die von dem Schieber 24 auf dem Schiebetisch 20 zum Drehtisch 10 geschobene Bleiplatte 2 gerade das Separatormaterial 8 etwas unterhalb von seiner Mitte berührt.
Bei dem in Figur 7 dargestellten Arbeitsschritt öffnen die Halteeinrichtungen 41 in Richtung der Pfeile D, während gleich- zeitig die Bleiplatte 2 vom Schieber 24 in den Führungsschlitz 47 geschoben wird. Dabei wird der bewegbare Mittelbereich 40 im Führungsschlitz 47 zurückgeschoben, während zur selben Zeit die Falteinrichtungen 42, die in einer Ausführungsform zwei paral- lele Stangen mit kreisrundem Querschnitt sind, aus der Seitenwand des Drehtisches 10 gegen die Bleiplatte 2 in Richtung der Pfeile E hochgeschwenkt werden. Dadurch drücken sie das Separatormaterial 8 gegen die Bleiplatte 2 und bilden dabei einen Ärmel.
Figur 8 zeigt die vom Schieber 24 vollständig in den Führungsschlitz 47 eingeschobene Bleiplatte 2, die in dieser Stellung bereits an drei Seiten von dem Separatormaterial 8 umhüllt ist. Der Mittelbereich 40 ist dabei vollständig in den Führungs- schlitz 47 eingeschoben.
Der nächste Herstellungsschritt ist in Figur 9 dargestellt, wobei der Schieber 24 in Richtung des Pfeils C vom Drehtisch 10 zurückgezogen wird, während ein Wandabschnitt 49 des Führungs- Schlitzes 47 in der Art eines Stempels in Richtung des Pfeils F gegen die Batterieplatte 2 bewegt wird und damit die Rückseite 4 des Separatormaterials 8 gegen die Bleiplatte 2 preßt. Die Halteeinrichtungen 41 sind noch immer geöffnet, während die Falteinrichtungen 42 in Richtung der Pfeile E' wieder zurück in die Seitenwand geschwenkt wurden.
Figur 10 zeigt die dritte Stellung des Drehtisches 10, bei der dieser im Uhrzeigersinn um zweimal 90° gegenüber seiner Ausgangsstellung gedreht worden ist und die der 6-Uhr-Position entspricht. In dieser Stellung wird bereits ein weiterer Abschnitt von Separatormaterial 8" zugeführt und von den Halteeinrichtungen 41" an der oben liegenden horizontalen Seitenwand gehalten. Im Führungsschlitz 47 wird die Bleiplatte 2 mit dem taschenartig herumgefalteten Separatormaterial 8 von dem Wand- abschnitt 49 an die Innenwand des Führungsschlitzes 47 in Richtung des Pfeils F gepreßt, um ein Herausfallen der Batterie- platte 2 und des Separatormaterials 8 zu verhindern. Der etwas über den Rand der Seitenwand vorstehende Rand der Vorderseite 3 ist bereits rechtwinkelig gefaltet, und zwar von dem Schieber 24 in Figur 8. Der freie Rand der Rückseite 4 des Ärmelseparators steht jedoch noch nach außen vor. Nun wird die Schweißvorrichtung 44 mit ihrem Faltarm 45 gegen den Drehtisch 10 in Richtung des Pfeils G bewegt.
Figur 11 zeigt die gegen den Drehtisch 10 bewegte Schweiß- Vorrichtung 44, deren Faltarm 45 zuvor den freien Rand der Rückseite 4 des ÄrmelSeparators rechtwinkelig umgefaltet hat, so daß ein Schweißbalken 48 die beiden rechtwinkelig und in der Figur nach links vorstehenden Ränder des Separatormaterials 8 gegeneinander drücken kann, um die in Figur 1 dargestellte Naht 7 zu bilden.
Während die Schweißvorrichtung 44 den ÄrmelSeparator in der 6- Uhr-Position des Drehtisches versiegelt, wird in der 3-Uhr-Posi- tion gemäß Figur 12 eine weitere Bleiplatte 2" in das Separator- material 8" eingeschoben, um einen weiteren Ärmelseparator 1 zu bilden. Zur gleichen Zeit befindet sich der erste fertiggestellte Ärmelseparator 1 in der 9-Uhr-Position mit wieder in Richtung des Pfeils F' zurückbewegtem Wandabschnitt 49. In dieser Stellung sind die Falteinrichtungen 42 wieder ausgefahren und dienen zur Unterstützung des Ärmelseparators 1 beim Ausstoßen durch den bewegbaren Mittelbereich 40 in Richtung des Pfeils H, wodurch der fertige ÄrmelSeparator 1 mit eingeschlossener Bleiplatte 2 auf die Fördereinrichtung 16 übertragen werden kann. Zu diesem Zeitpunkt wurde bereits ein weiterer Abschnitt von Separatormaterial 8''' der 12-Uhr-Position des Drehtisches 10 zugeführt und von den Halteeinrichtungen 41''' festgeklemmt .
Es wird darauf hingewiesen, daß bei einem mechanischen Krimpen der Naht 7 anstelle der Schweißvorrichtung 44 eine Falt- und
Siegelvorrichtung in der 6_uhr-Position des Drehtisches 10 vor- zusehen wäre. Die nicht dargestellte Krimpvorrichtung müßte zwar wieder einen Faltarm 45 aufweisen, anstelle des Schweißbalkens 48 wären jedoch eine Zahnstange oder ein Zahnrad vorzusehen, das mit einer in die Seitenwand des Drehtisches 10 eingelassenen Zahnstange zusammenwirkt und die Ränder des Separatormaterials 8 verpreßt. Zu diesem Zweck müßte die Zahnstange entlang jeweils desjenigen Randes der Führungsschlitze 47 angeordnet sein, der dem bewegbaren Wandabschnitt 49 gegenüberliegt.

Claims

Patentansprüche
1. Ärmelseparator für eine Bleiplatte (2) eines Blei-Säure- Akkumulators, der die Vorderseite und die Rückseite sowie den Unterrand und den Oberrand der Bleiplatte umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß das Separatormaterial (6) am Oberrand der Bleiplatte (2) und des Ärmels an einer Seite seitlich vorstehend etwa rechtwinkelig von der Bleiplatte weg gefaltet ist, daß das Separatormaterial (8) der gegenüberliegenden anderen Ärmelseite ebenfalls rechtwinkelig über den Oberrand der Bleiplatte gefaltet ist und ebenfalls seitlich von der Ärmelseite vorsteht, und daß die beiden seitlich etwa im rechten Winkel von der Ärmelseite vorstehenden und übereinanderliegenden Separatorabschnitte miteinander durch eine Naht (7) verbunden sind.
2. Ärmelseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlich vorstehenden Separato bschnitte durch Schweißen miteinander verbunden sind.
3. rmelseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlich vorstehenden Separatorabschnitte durch mechanisches Krimpen miteinander verbunden sind.
4. Vorrichtung zum Herstellen von Ärmelseparatoren zum Einhüllen von Batterieplatten eines Blei-Säure-Akkumulators, mit einem Drehtisch (10), der um eine horizontale Achse (11) in Schritten von jeweils 90° drehbar ist und vier jeweils die Seiten eines Vierecks bildende Flächen aufweist, die jeweils im Bereich ihrer Ränder mit aktivierbaren Halteeinrichtungen (41) zum Halten des Separatormaterials (8) versehen sind, während im Mittelbereich (40) jeder Fläche ein zur Achse (11) hin einfahrbarer Flächenabschnitt vorgesehen ist, mit einer Bleiplatten-Zuführvorrichtung (18), die die einzuhüllenden Bleiplatten (2) etwa auf der Höhe der Achse des Drehtisches (10) seitlich zuführt, mit einer Schiebevorrichtung (18) zum Einschieben der dem Drehtisch (10) zugeführten Bleiplatten (2) in Richtung auf die Drehtischachse bei gleichzeitiger Bewegung des einfahrbaren Mittelbereichs (40) der zugehörigen Fläche in Richtung auf die Drehtischachse, mit einer ersten Falteinrichtung (42) zum Falten des Separatormaterials (8) unter und über die Bleiplatte (2), während diese von dem Schieber (24) in den Drehtisch (10) geschoben wird, mit einer zweiten Falteinrichtung (24, 45), die die Ränder des von der ersten Falteinrichtung (42) gefalteten Ärmelseparators (1) rechtwinkelig und seitlich über den Ärmelseparator vorstehend umfaltet, mit einer Verschließeinrichtung zum Verschließen der von der zweiten Falteinrichtung gefalteten Ärmelränder, und mit einer Ausstoßeinrichtung zum Ausstoßen des geschlossenen und die Bleiplatte (2) enthaltenden Ärmelseparators (1) aus dem Drehtisch (10).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4 , gekennzeichnet durch eine Schneidevorrichtung (38) zum Abtrennen von Separatormaterialstücken von einer kontinuierlich zugeführten Separatormaterialbahn.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtungen (41) zum Halten des Separatormaterials (8) gesteuert schwenkbare Haltebügel sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Falteinrichtungen (42) zum Falten des Separatormaterials (8) Faltbügel sind, die aus der Ebene der Drehtischflächen hoch und gegeneinander gesteuert bewegbar sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebevorrichtung (18) zum Einschieben der dem Drehtisch zugeführten Bleiplatten (2) einen Schiebetisch (20) und mindestens einen von einem Zylinder (25) betätigbaren Schieber (24) aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebevorrichtung (18) horizontal in etwa auf der Höhe der Drehtischachse neben dem Drehtisch (10) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Falteinrichtung (45) unter dem Drehtisch (10) angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschließeinrichtung (44) zum Verschließen der Ärmelränder unter dem Drehtisch (10) angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstoßeinrichtung zum Ausstoßen der Ärmelseparatoren (1) diametral gegenüber von der Schiebevorrichtung (18) für das Einschieben der Bleiplatten (2) in das Separatormaterial (8) angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschließeinrichtung (44) zum Verschließen der Ärmelränder eine Schweißvorrichtung ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschließeinrichtung (44) zum Verschließen der Ärmelränder eine Krimpvorrichtung ist.
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