连续旋转式冲孔的方法和装置的制作方法

专利名称：连续旋转式冲孔的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在能够变形的带中冲孔的方法和装置，并且更为具体地，涉及用于在能够变形的带——例如用于制造铅栅的铅带——中连续地冲压出成列的孔的方法和装置，所述铅栅用于制造铅酸蓄电池。
背景技术：
现有的用于对带材冲孔的方法产生的问题包括生产速率低、废料驱出不充分或者没有废料驱出、定位(indexing)精确度不够、孔尺寸和间隔的容许误差、以及最终产品的扭曲和损坏。原先，对能够变形的带的旋转式冲孔采用了具有两个或三个轴杆的旋转式设备，所述的每个轴杆都具有沿周向分布的均匀的成套阳工具或阴工具。将通过机械或电子方式使得相邻轴杆之间的旋转同步，且其相应周缘工具之间将相互作用而在带中冲出连续的孔栅。
已经采用几种工具构造的实施方式。较为传统的冲孔方法包括使成套工具往复运动，其中阳冲模和阴冲模对冲孔材料的一个部分进行冲压，然后，在进行进一步的冲孔之前，该材料必须被定位。
为了打出小的、紧密间隔的孔，已经做出努力使用来自金属、纸板和塑料工业中的旋转冲孔技术。典型地，这些旋转式冲孔方法形成相对较大或较长的孔，这些孔在待冲孔的材料上不经常地间隔，允许使用在旋转轴杆上沿周向相当远地间隔开的阳冲模/阴冲模。在1985年8月13日授权的美国专利4,534,248以及在2001年5月17日公开的PCT专利申请PCT/CA00/01288代表这种技术。冲孔产生了废料，这些废料必须使用某种移除机构从阴冲模上驱除或者除去。这些机械移除部件必须足够牢固以耐受交变负载，但是，对于小的、密集的孔而言，轴杆上没有足够的空间用于任意类型的驱除机构，不管其是牢固的或者是不牢固的。从而，这些系统很难实施并且很难适于打出密集的孔。
为了解决空间和移除部件的问题，尝试了孔间距增加的多步骤冲孔。这要求通过一组工具来打出一组孔、然后将打过孔的材料相对于另一组冲模定位而打出第二组孔。各组工具位于不同的轴杆上，并且因为它们中的每一个都只需要打较少的孔，所以，冲模可以间隔得较远，从而为轴杆中的驱除机构留下足够的空间。然而，对待冲孔材料进行从一组工具到下一组工具的定位、没有折衷孔的尺寸以及间隔公差的问题仍然存在。由此，常常会有这样的问题随后的孔与第一组的孔之间的距离并不适当，且容许误差积聚起来。在期刊Sheet Metal Industries，1985年，第62卷第2期，第134-135页出版的名称为Rotary-Blanking的论文中证实了这个问题，在所述论文中阐明了以下结论“当几个工具安装在周边上时，辊子之间的协调配合仍然有待于解决。”尝试了一步式的冲孔，以意图避免进行定位的需要。然而，不但打过孔的材料没有被驱出，而且完成后的产品不容易从阳冲模之间剥落。格栅必须从阳冲模上强制地剥下，这对最终产品造成了破坏。而且，残存的废料将在阴轴杆上的孔内积聚起来，并导致机构被卡住，导致工具的损毁。一篇由Institute for Metal Forming and Casting，TechnischeUniversitat Munchen，Germany于1999年1月10日发表的名为“RotaryBlanking”论文陈述道“由于特定运动学条件的作用，剪切边缘的质量以及几何精度必须作出一定的让步。”这篇论文还说“具有多行孔的产品——尤其是在进给方向上结合有密集的孔的产品——只能通过旋转式冲裁以很高的费用制造。在一方面，为了减少辊子的偏转并提高工件的质量，需要大的辊子直径。在另一方面，冲孔的次数——其随着辊子直径和冲孔行数而增加——使得工具的维护变得非常昂贵。因此，旋转式冲裁最有利的应用是制造如下冲孔的、贯穿的金属片产品这种产品具有一些长度与宽度的比率大的列和周线。”传统的非旋转式冲孔处理以下的问题打出许多密集间隔的小孔。成功的方法采用了往复式的冲孔，其一次冲压格栅的一个较大部分，然后在对格栅的另一部分进行冲压之前定位下游的能够变形的带材。这种分部的方法的生产速率是受限的，并且其与旋转式冲孔相比而言是相对慢的，因为所述的过程是停止-继续式的而不是连续的。为了对金属进行冲孔，这些往复式的冲床必须是牢固和强有力的；而且，由于机床振动引起的扭矩经常地变化产生了噪音、精度以及震动的问题。在冲孔之间对带材定位也导致了一组打过的孔和下一组孔之间的孔位置的不精确度。
在由铅带形成的格栅产品上，定位也具有一个下游效应，原因是其在铅带的运动中导致了颠簸动作。这可能会损坏铅带或者不易于将格栅平稳地集成到下一个加工阶段中。
应用到金属工业中的旋转式冲孔经常依赖于类似钢和铝的金属的剪切性能，钢和铝不如铅和其它软材料那样塑性地变形。即使在使用钢和铝时，这些旋转式冲孔通常会留下毛口及不整齐的或粗糙的切口，这可以导致不能容许的误差积累。
因此，本发明的一个主要目的在于提供一种用于在能够变形的带中高速地连续打出孔栅的方法和装置，所述孔栅的孔列的公差等级高、并且间隔密集。本发明的另一个目的在于提供一种两阶段的旋转式冲孔装置，其可以自动定位而高速地制造均匀冲孔的格栅。本发明的另一个目的在于提供一种旋转式冲孔机，其将连续地驱出废料并容易地释放打过孔的最终产品。本发明的再一个目的在于提供一种旋转式冲孔机，其用于在能够变形的材料中打出密集间隔的孔，所述材料特指金属和金属合金——例如铅和铅合金、铝、黄铜、铜、钢和锌；塑料—例如聚酯薄膜(MylarTM)和乙烯化合物；纸板及类似的能够变形的材料。

发明内容
本发明的方法和装置大致上克服了现有技术中的问题并可以连续、高速地制造打过孔的带，该打过孔的带具有高等级公差及密集的孔列，同时良好地驱出废料。
在本发明的一个优选实施方式中，第一对相对的旋转式冲模——一个为阴冲模而另一个为阳/阴冲模——在一个连续地进给到冲模间的带中冲出第一组的孔，而第二对相对的旋转式冲模——一个为阳/阴冲模而另一个为阳冲模——在第一组孔之间冲出第二组的孔，在冲出第一组和第二组孔的过程中，所述带绕在共同的阳/阴冲模周围而与两对相对的旋转式冲模一起连续地定位所述带，从而保证形成高等级公差的密集的孔。
从广义上说，本发明的用于在旋转式冲孔装置中于能够变形的带中连续地冲出密集孔列方法包括将所述能够变形的带进给到旋转式阴冲模和旋转式阳/阴冲模之间，该阴冲模具有圆柱形的周边、且多个间隔开的凹入部分形成在该圆柱形周边上，所述阳/阴冲模具有圆柱形的周边、且多个交替间隔的冲孔部分和凹入部分形成在该圆柱形周边上，从而使所述旋转式阳/阴冲模的冲孔部分与所述阴冲模的对应凹入部分配合；同时地旋转所述阴冲模和阳/阴冲模而在所述能够变形的带上、沿该能够变形的带冲出第一组间隔开的孔；将所述冲过孔的能够变形的带进给到所述旋转式阳/阴冲模和一个旋转式阳冲模之间，该阳冲模具有圆柱形的周边，且多个间隔开的冲孔部分形成在该圆柱形周边上，从而使所述旋转式阳冲模的冲孔部分与所述旋转式阳/阴冲模的对应凹入部分配合；以及同时地旋转所述阳/阴冲模和阳冲模，而在所述带上沿该带冲出第二组孔，所述第二组孔位于第一组间隔开的孔之间。优选地，每组间隔开的孔都包括多个沿所述带长度方向、以及沿所述带宽度方向间隔开的孔。所述孔能够沿所述带、以及沿所述带宽度方向以等间距的方式间隔开。可选地，所述孔能够沿所述带、以及沿所述带宽度方向以变间距的方式间隔开，或者沿带宽度方向交错。
在本发明一个优选的方面，本发明的方法包括绕一个形成于各圆柱形阴冲模和圆柱形阳/阴冲模的环面在各圆柱形冲模的周边附近连续地安装多个棱角状部分，每个所述棱角状部分具有至少一个驱出销，以在冲模凹入部分中径向地往复运动；并且在所述圆柱形阴冲模和圆柱形阳/阴冲模的一个选定的旋转角度处使得所述棱角状部分径向外移，从而将冲出的材料驱出冲模的凹入部分。设置多个宽松地延伸并贯穿各圆柱形阴冲模和圆柱形阳/阴冲模的凸轮辊子，每个所述凸轮辊子都穿过一个棱角状部分而使得该棱角状部分在冲模环面中径向地内移和外移，从而使得冲模驱出销在冲模凹入部分内沿径向往复地移动；以及在各冲模的一个选定旋转角度处使得所述凸轮辊子和相应棱角状部分外移，从而，所述棱角状部分的驱出销在所述选定旋转角度处将冲出的材料驱出圆柱形的冲模。所述凸轮辊子的相对端安装在相对的静止凸轮座圈中，所述凸轮座圈形成在各圆柱形冲模的每一侧上，从而使得所述凸轮辊子在冲模旋转时受控地沿径向内移和外移。
从广义上说，本发明的用于在能够变形的带中连续地旋转式地冲出密集孔列的装置包括圆柱形的阴冲模，其具有多个绕其周边形成的间隔开凹入部分，并且安装成在框架内旋转；圆柱形的阳/阴冲模，其具有多个绕其周边形成的交替间隔开的冲孔部分和凹入部分，并且安装成在所述框架内旋转而使得所述阳/阴冲模的冲孔部分与阴冲模的相应凹入部分配合；以及圆柱形的阳冲模，其具有多个绕其周边形成的间隔开冲孔部分，并且安装成在所述框架内旋转而使得所述阳冲模的冲孔部分与阳/阴冲模的相应凹入部分配合，从而，在旋转过程中，所述阳/阴冲模的冲孔部分与阴冲模相应凹入部分之间的配合、以及所述阳冲模的冲孔部分与阳/阴冲模相应凹入部分之间的配合定位所述的阴、阳/阴以及阳冲模。所述阳/阴冲模的每个冲孔部分都具有形成在该冲孔部分每一侧上的肩部，用于支撑所述能够变形的材料以及限定所述与阳冲模中的冲孔部分相配合的凹入部分。
本发明的装置另外还包括用于在对能够变形带进行旋转式冲孔的过程中将冲出材料从阴冲模和阳/阴冲模连续地驱出的装置。所述用于连续地驱出冲出材料的装置包括多个绕冲模周边连续地安装在形成于冲模周边附近的环面中的棱角状部分，所述棱角状部分适于在冲模的旋转过程中受控地沿径向运动，每个棱角状部分都具有至少一个驱出销、优选地具有三个驱出销，用于在冲模的凹入部分内沿径向往复地运动，从而，所述销径向往外地运动而将冲出材料驱出凹入部分。
优选地，每个冲模都具有多个间隔开的、宽松地延伸并贯穿所述冲模、位于冲模周边附近的环面中的凸轮辊子，每个所述凸轮辊子都穿过一个棱角状部分而使得该棱角状部分在冲模中径向地内移和外移，并具有一对相对的静止凸轮座圈，所述凸轮座圈在冲模的每一侧上安装在所述框架中，用于容置所述凸轮辊子的相对端，从而使得所述凸轮辊子在冲模旋转时受控地沿径向内移和外移。
在本发明装置的一个优选方面，所述圆柱形的阴冲模包括多个并排组装的盘，每个所述盘都具有多个绕其周边形成的、间隔开的、在冲模的横向上对齐的凹入部分；所述圆柱形的阳/阴冲模包括多个并排组装的盘，每个所述盘都具有多个绕其周边形成的、在所述阳/阴冲模的横向上对齐的、交替间隔开的冲孔部分和凹入部分，从而使得在所述阳/阴冲模的横向上对齐的阳/阴冲模的冲孔部分与相应的在所述阴冲模的横向上对齐的阴冲模凹入部分配合；且所述圆柱形的阳冲模包括多个并排组装的盘，每个所述盘都具有多个绕其周边形成的、间隔开的、在阳冲模的横向上对齐的冲孔部分，从而使得所述阳冲模的冲孔部分与相应的在阳/阴冲模的横向上对齐的阳/阴冲模凹入部分配合。形成在阴冲模上的间隔开的凹入部分、形成在阳/阴冲模上的交替的冲孔部分和凹入部分、以及形成在阳冲模上的冲孔部分可绕每个所述冲模的周边以等间距的方式间隔开，可在冲模的横向对齐并以等间距的方式间隔开，或者可绕冲模的周边以等间距的方式间隔开并在冲模的横向上是交错的。可选地，形成在阴冲模上的间隔开的凹入部分、形成在阳/阴冲模上的冲孔部分和凹入部分、以及形成在阳冲模上的冲孔部分可绕每个所述冲模的周边以变间距的方式间隔开，可在冲模的横向对齐并以变间距的方式间隔开，或者可绕冲模的周边以变间距的方式间隔开并在冲模的横向上是交错的。
带的连续定位可归功于具有阳/阴冲模的第二轴杆，其在格栅的制造过程中担负了三个任务。首先，它起到了阳冲模的作用，将第一组间隔开的孔列朝着起到了阴冲模的作用的第一轴杆的方向冲入到带中。其次，阳冲模向前推进而利用以卡合方式位于在第一步骤中所冲出的孔列中的阳冲模对材料进行定位。第三，第二轴杆起到了阴冲模的作用，并允许位于轴杆三上的另一组工具将第二组孔列精确地冲入到介于第一组孔列之间的空间内。结果是在成分为能够变形的材料的连续格栅中产生连续密集的精确冲孔列。
本发明的旋转式冲孔装置能够在冲出密集的孔的同时从位于旋转的冲孔车床内的阴冲模中驱出废料。本发明的废料驱出机构消除了对于在冲模轴杆内的复杂移动部件的需求、对于必须与旋转同步的机构的需求、和对于必须是牢固的且可承受密集的交变载荷的部件的需求。
那么通过将多个小的、密集的移动部件编组成一个位于较大单元中的实用机械装置而实现了一个实用的驱出机构。该驱出部件的编组——例如将三个驱出部件编组成一个——使得废料的确定驱出成为现实，即使孔之间的间距是非常紧密的(0.030英寸)。
虽然将通过参照铅和铅合金的能够变形的带示例性地进行描述，应当理解术语“能够变形的带”包括能够变形的金属和金属合金，例如铅、铅合金、铝、黄铜、铜、钢和锌；塑料带，例如聚酯薄膜(MylarTM)和乙烯化合物；纸板及类似的能够变形的材料，可依据本发明的方法对它们进行加工。
通过本发明的方法，可以制造一个平的、具有密集的孔的带，所述带用于制造蓄电池极板，其中带的厚度大约0.03英寸并具有多个沿纵向间隔开的横的冲孔列，所述的孔具有期望的尺寸和形状，移除了多达96％的带材料，其中剩余线的厚度薄至0.010英寸。


现在将参照附图来描述本发明的方法和装置，其中图1为本发明的两阶段、定位的、旋转式冲孔组件的立体图，其示出了三列冲孔部分和驱出器；图2为图1所示组件的端视图，其示出了凸轮辊子从动件和凸轮座圈；图3为本发明旋转式冲孔组件的侧视图；图4为图3中所示组件的放大侧视图；图5示出了冲孔冲模的关系，为了清晰起见，各冲孔冲模彼此分开；图6为图5的一个放大视图，其示出了在第一阶段的操作中冲模的冲出开口(punch-out opening)的关系；图7为图5的一个放大视图，其示出了在第二阶段的操作中冲模和冲出开口的关系；图8a、8b和8c示出了在能够变形的带上两阶段定位旋转式切割的顺序；图9为一个侧视图，其示出了本发明的辊子凸轮组件；图10为一个侧视图，其示出了用于容置图9中凸轮辊子的端部的凸轮座圈；以及图11为处于缩回位置的凸轮从动件驱出器的放大视图。
具体实施例方式
首先参照图1-8和图11，本发明的装置包括第一对相对的冲模10、12，所述冲模在框架18中安装成分别在轴杆14、16上同步地旋转。如图3和4所更清楚地显示的，冲模10为一个锁定在轴杆14上的阴冲模，并具有形成在其周边上的、等角间距地间隔开的凹入部分20横列。冲模12为一个锁定在驱动轴杆16上的阳/阴冲模，并具有形成在其周边上的、等角间距地间隔开的、交替的冲孔部分24横列和凹入部分26横列。冲孔部分24适于和冲模10的凹入部分相匹配及配合。每个冲孔部分24都具有一个形成在其每一侧上的、位于冲孔部分24和相邻凹入部分26之间的肩部28，其原因将随着进一步的描述而变得清晰(图11)。虽然示出了三列的冲孔部分和凹入部分，可以理解，可采用一列、二列或更多列的冲孔部分和凹入部分，这取决于冲孔产品的需要。
安装成在轴杆32上旋转的冲模30是一个锁定在轴杆32上的阳冲模，以与框架18中的冲模12同步地旋转。阳冲模30具有等角间距地间隔开的冲孔部分36的横列，所述冲孔部分横列适于和位于冲孔部分肩部28之间的冲模12的成列的凹入部分26相匹配及配合。虽然示出凹入部分和冲孔部分是等间距的，在沿着冲模周向的角度方向以及在冲模整个宽度方向上的横向上，凹入部分和冲孔部分可如最终产品所需地间隔开。
冲模10、12和30由分别安装在轴杆14、16和32上的防冲齿轮33、34和35驱动。
在冲模10、12和30的旋转过程中，在第一阶段中，通过连续地将冲模12上的冲孔部分24横列插入到冲模10上的匹配凹入部分20横列中而对由冲模10和12之间的带导引件19引导的带38进行冲孔。如图9所示，冲出的材料40从阴冲模10排出。当冲模12旋转而在阳/阴冲模12和阳冲模30之间进给带38时，通过带38接合在成列的冲孔部分24之间，带38锁在阳/阴冲模12上。在第二阶段中，通过将阳冲模30的成列冲孔部分36插入到阳/阴冲模12的匹配凹入部分26中，从而对带38a进行冲孔，以将冲出材料42移到位于冲孔部分肩部28之间的凹入部分26内，同时，冲孔后的带38b从组件排出。冲出的材料42从冲模12排出(图9)。
现在参照放大的视图4、6、7和11，当冲模旋转时，阳/阴冲模12冲孔部分24适于插入到相对的阴冲模10的凹入部分20内。类似地，当冲模旋转时，阳冲模30的冲孔部分36适于插入到相对的、位于冲孔部分24的肩部28之间的阳/阴冲模12的凹入部分26内。
图1、2、9和10示出了用于驱出图9所示的冲出材料40、42的本发明的凸轮辊子组件。多个在每端都具有盖件52的等间距横向辊子杆50宽松地贯穿配合在开口56内的，所述开口56位于阴冲模10和阳/阴冲模12的侧板58、60中，用于分别地导引在冲模10、12的相对凸轮座圈62和64中的旋转运动。如图9和10更清楚地显示，多个棱角状部分66中的每一个都适于以卡合的关系贯穿地容置一个杆50，并且适于在冲模10、12旋转时于每个凸轮座圈62、64中受控地沿径向运动，所述棱角状部分66安装在形成于各冲模10、12周边附近的环面中，环面绕冲模的周向连续地形成。
每个棱角状部分66都具有三个等角间距地间隔开的径向驱出销70，所述的销适于突起穿出凹入部分20。在操作中，阴冲模10的棱角状部分66在凸轮座圈62的六点钟位置62a处径向地外移，使得部分66a驱出冲出材料40。阳/阴冲模12的棱角状部分66在凸轮座圈64的三点钟位置64a处径向地外移，使得部分66b驱出冲出材料42。
现在转到图8a-8c，图8b示出了第一阶段的开口，其由标号44表示，长度为A，宽度为B+CC，相邻开口44之间的线宽度为C1，且相邻开口44之间的间距为D；而图8c示出了第二阶段的开口，其由标号48表示，长度为A，宽度为B，相邻开口48之间的横向线宽度为C1+CC，且在开口44和48之间的纵向线宽度为C2，其中A ＝开口沿旋转方向的长度B ＝横切旋转方向的开口宽度C1和C2＝线宽度
CC＝刀具间隙D ＝第一阶段开口之间的距离(C2+A+C2)现在转到图8b，在操作中，带38具有第一组间隔开的孔44的横列，所述的孔在带行进于冲模10和12之间时被冲出，冲出材料40沿加工方向的纵向长度为A、且横向宽度为B+CC。C1为沿加工方向的线宽度。如图8c所示，在冲模12和30之间对位于各列冲孔44之间的横向距离D进行冲孔，以形成第二组孔48的横列，所述孔沿加工方向的长度为A、且横向宽度为B。C2为横向线宽度，即其与加工方向垂直。
格栅产品的精度和公差取决于机床本身的精度和公差。材料定位取决于三个轴杆和其工具之间的啮合及相互作用。因此，齿轮和轴杆必须按照正确的规格制造。驱动齿轮的不正确的啮合会导致在工具一侧上的过小的间隙或者干涉。为了整齐地剪切能够变形的材料——例如铅和铅合金，另外很重要的是，在阳冲模和阴冲模之间的公差要求非常严格。切割面之间的最佳间隙(CC)相当严格地限制在0.0005英寸和0.004英寸之间，优选地，在切割边缘之间大约为0.0015英寸。如果剪切边缘彼此之间间隔太远，则材料不能被正确地切割，并且会导致不完全地冲出的孔。如果剪切边缘彼此之间间隔太近，则边缘可能会碰在一起并粘合住，这会导致机床被卡住。由于工具是由硬且脆的D2钢制造的，所以，如果机床被卡住，工具可能会碎裂或损坏，导致昂贵的修复和停机。
示例在图1、2和9-11中最清楚地示出了所建造的检验旋转式冲孔装置的能力的原型模件。该机床采用了三列工具来在给定的铅合金带中形成三个冲孔横列。对于“实验1”，铸造的及轧制形式的纯铅及铅合金经过该机床。密集的、高等级公差的冲孔的成功率是100％。
所形成的铅合金格栅的线宽度大约为0.030英寸，并且，大约85％的带材料被作为废料移除掉。多达96％的带材料可被作为废料而移除掉，所留下的线的厚度薄至0.010英寸。所试验的带材料的厚度大约为0.030英寸。
另外的实验对旋转式冲孔机进行了七个更进一步的实验，以判断它是否能够在不同于铅的其它材料上进行同样准确和精确的操作以形成0.030英寸的线宽度，其材料厚度如下实验2，0.007英寸和0.015英寸的铝；实验3，0.010英寸的黄铜；实验4，0.023英寸的铜；实验5，0.012英寸和0.025英寸的纸板；实验6，0.020英寸和0.030英寸的聚酯薄膜(Mylar)；实验7，0.016英寸的钢；实验8，0.007英寸、0.016英寸和0.025英寸的锌。在这些结果和铅带的冲孔结果之间没有特征上的差异。孔以均匀的方式冲出，具有相同的精度，并且不损害公差或网栅的质量速度。旋转式冲孔装置的旋转速度的变动使得对于精确的冲孔机而言，其操作速度可以很高。
冲过孔的带——其厚度大约为0.030英寸、具有多个纵向间隔开的冲孔横列、大约移除了96％的材料、线厚度薄至0.010英寸——可以切割成等长度的蓄电池极板。极板竖直地粘合及层叠在一个带盖的塑料壳内，其中负极板与正极板交替，彼此之间通过极板分离件分离开。形成在负极板上的栅片(grid tab)通过金属头与负的蓄电池极柱互连，而形成在正极板上的栅片通过金属头与正的蓄电池极柱互连。加入的硫酸溶液的量浸没蓄电池极板而形成铅酸蓄电池。
本发明提供了多个重要的优点。可通过能够变形的带——尤其是铅和铅合金带——来高速地制造冲有孔的带，所述冲孔带具有高等级公差的密集的孔列。相信公差精确度的实现原因在于自动定位的系统，该系统利用了轴杆16上的阳冲模12。阳冲模对带进行冲孔，然后，带保持固定在冲模12的冲模冲孔部分24上而起到带定位机构的作用。由此，带材料通过冲出的孔而锚固，且带材料精确地定位，使得可以进行下一次的冲孔而不会改变位置。最大的孔尺寸和孔间距实际上是不受限制的，仅仅取决于用户的要求。孔的形状也是可以改变的，基本上没有任何几何限制。
应当理解，对于本领域内的技术人员而言，其它的实施方式和示例是显而易见的，在所附的权利要求中限定了本发明的范围及界限。
权利要求
1.一种用于在旋转式冲孔装置中于能够变形的带中连续地冲出密集孔列的方法，包括将所述能够变形的带进给到旋转式阴冲模和旋转式阳/阴冲模之间，该阴冲模具有圆柱形的周边，且多个间隔开的凹入部分形成在该圆柱形周边上，所述阳/阴冲模具有圆柱形的周边，且多个交替间隔的冲孔部分和凹入部分形成在该圆柱形周边上，从而使所述旋转式阳/阴冲模的冲孔部分与所述阴冲模的对应凹入部分配合；同时地旋转所述阴冲模和阳/阴冲模，而在所述能够变形的带上沿该能够变形的带冲出第一组间隔开的孔；将所述冲过孔的能够变形的带进给到所述旋转式阳/阴冲模和旋转式阳冲模之间，该阳冲模具有圆柱形的周边，且多个间隔开的冲孔部分形成在该圆柱形周边上，从而使所述旋转式阳冲模的冲孔部分与所述旋转式阳/阴冲模的对应凹入部分配合；以及同时地旋转所述阳/阴冲模和阳冲模，而在所述带上沿该能够变形的带、在第一组间隔开的孔之间冲出第二组孔。
2.如权利要求1所述的方法，将冲出的材料从所述旋转式阴冲模和旋转式阳/阴冲模中连续地驱出。
3.如权利要求2所述的方法，其中形成在所述旋转式阴冲模上的间隔开的凹入部分、形成在所述旋转式阳/阴冲模上的交替的冲孔部分和凹入部分、以及形成在所述阳冲模上的冲孔部分能够沿所述带和/或在带的横向上以变间距的方式间隔开，或者在带的横向上是交错的。
4.如权利要求2所述的方法，其中形成在所述旋转式阴冲模上的凹入部分、形成在所述旋转式阳/阴冲模上的交替的冲孔部分和凹入部分、以及形成在所述阳冲模上的冲孔部分是等间距的。
5.一种用于在旋转式冲孔装置中于能够变形的带中连续地冲出密集孔列的方法，包括将所述能够变形的带进给到旋转式阴冲模和旋转式阳/阴冲模之间，该阴冲模具有圆柱形的周边，且多个间隔开的凹入部分形成在该圆柱形周边上，所述阳/阴冲模具有圆柱形的周边，且多个交替间隔的冲孔部分和凹入部分形成在该圆柱形周边上，从而使所述旋转式阳/阴冲模的冲孔部分与所述阴冲模的对应凹入部分配合；同时地旋转所述阴冲模和阳/阴冲模，而在所述能够变形的带上，沿着该能够变形带，在该能够变形带的横向上冲出第一组间隔开的孔；将所述冲过孔的能够变形的带进给到所述旋转式阳/阴冲模和旋转式阳冲模之间，该阳冲模具有圆柱形的周边、且多个间隔开的冲孔部分形成在该圆柱形周边上，从而使所述旋转式阳冲模的冲孔部分与所述旋转式阳/阴冲模的对应凹入部分配合；以及同时地旋转所述阳/阴冲模和阳冲模，而在所述带上，沿该能够变形的带，在该能够变形的带的横向上，在第一组间隔开的孔之间冲出第二组孔。
6.如权利要求5所述的方法，将冲出的材料从所述旋转式阴冲模和旋转式阳/阴冲模中连续地驱出。
7.如权利要求6所述的方法，其中形成在所述旋转式阴冲模上的间隔开的凹入部分、形成在所述旋转式阳/阴冲模上的交替的冲孔部分和凹入部分、以及形成在所述阳冲模上的冲孔部分能够沿所述带和/或在带的横向上以变间距的方式间隔开、或者在带的横向上是交错的。
8.如权利要求5所述的方法，其中形成在所述旋转式阴冲模上的凹入部分、形成在所述旋转式阳/阴冲模上的交替的冲孔部分和凹入部分、以及形成在所述阳冲模上的冲孔部分是等间距的。
9.如权利要求5所述的方法，包括绕形成于各圆柱形阴冲模和圆柱形阳/阴冲模的环面在各圆柱形冲模周边附近连续地安装多个棱角状部分，每个所述棱角状部分具有至少一个驱出销，用于在冲模凹入部分中径向地往复运动；以及在所述圆柱形阴冲模和圆柱形阳/阴冲模的一个选定的旋转角度处使得所述棱角状部分径向外移，从而将冲出的材料驱出冲模的凹入部分。
10.如权利要求9所述的方法，包括设置多个宽松地延伸并贯穿各圆柱形阴冲模和圆柱形阳/阴冲模的凸轮辊子，每个所述凸轮辊子都穿过一个棱角状部分而使得该棱角状部分在冲模环面中径向地内移和外移，从而使得冲模驱出销在冲模凹入部分内沿径向往复地移动；以及在各冲模的一个选定旋转角度处使得所述凸轮辊子和相应棱角状部分外移，从而，所述棱角状部分的驱出销在所述选定旋转角度处将冲出的材料驱出圆柱形的冲模。
11.如权利要求10所述的方法，包括将所述凸轮辊子的相对端安装在相对的静止凸轮座圈中，所述凸轮座圈形成在各圆柱形冲模的每一侧上，从而使得所述凸轮辊子在冲模旋转时受控地沿径向内移和外移。
12.如权利要求11所述的方法，其中形成在所述旋转式阴冲模上的凹入部分、形成在所述旋转式阳/阴冲模上的交替的冲孔部分和凹入部分、以及形成在所述阳冲模上的冲孔部分沿所述带和/或在带的横向上以变间距的方式间隔开、或者在带的横向上是交错的。
13.如权利要求11所述的方法，其中形成在所述旋转式阴冲模和阳/阴冲模上的凹入部分是等间距的。
14.如权利要求9所述的方法，其中所述能够变形的带从包括以下材料的带组合中选择铅、铅合金、铝、黄铜、铜、钢、锌、塑料、乙烯化合物和纸板。
15.如权利要求9所述的方法，其中所述能够变形的带是铅或铅合金。
16.一种具有密集孔列的、通过权利要求15所述方法形成的能够变形的带，其用于制造蓄电池极板，其中所述带具有多个沿纵向间隔开的横向冲孔列，其中移除了多达约96％的材料，而剩余的线厚度薄至0.010英寸。
17.一种具有多个蓄电池极板的铅酸蓄电池，所述蓄电池极板由通过权利要求16所述方法形成的带制造，其中所述带具有多个沿纵向间隔开的横向冲孔列，其中移除了多达约96％的材料，而剩余的线厚度薄至0.010英寸。
18.一种用于在能够变形带中连续地旋转式地冲出密集孔列的装置，包括圆柱形的阴冲模，其具有多个绕其周边形成的间隔开凹入部分，并且安装成在框架内旋转；圆柱形的阳/阴冲模，其具有多个绕其周边形成的交替间隔开的冲孔部分和凹入部分，并且安装成在所述框架内旋转而使得所述阳/阴冲模的冲孔部分与阴冲模的相应凹入部分配合；以及圆柱形的阳冲模，其具有多个绕其周边形成的间隔开冲孔部分，并且安装成在所述框架内旋转而使得所述阳冲模的冲孔部分与阳/阴冲模的相应凹入部分配合，从而，在旋转过程中，所述阳/阴冲模的冲孔部分与阴冲模相应凹入部分之间的配合、以及所述阳冲模的冲孔部分与阳/阴冲模相应凹入部分之间的配合定位所述的阴、阳/阴以及阳冲模。
19.如权利要求18所述的装置，其中所述装置还包括用于在对能够变形的带进行旋转式冲孔的过程中将冲出材料从阴冲模和阳/阴冲模连续地驱出的装置。
20.如权利要求19所述的装置，其中所述阳/阴冲模的每个冲孔部分都具有形成在该冲孔部分每一侧上的肩部，用于支撑所述能够变形的材料、以及限定所述与阳冲模中的冲孔部分相配合的凹入部分。
21.如权利要求20所述的装置，其中所述用于连续地驱出冲出材料的装置包括多个绕冲模周边连续地安装在形成于冲模周边附近的环面中的棱角状部分，所述棱角状部分适于在冲模的旋转过程中受控地沿径向运动，每个棱角状部分都具有至少一个驱出销，用于在冲模的凹入部分内沿径向往复地运动，从而，所述销径向往外地运动而将冲出材料驱出凹入部分。
22.如权利要求21所述的装置，其中所述每个冲模都具有多个间隔开的、宽松地延伸并贯穿所述冲模、位于冲模周边附近的环面中的凸轮辊子，每个所述凸轮辊子都穿过一个棱角状部分而使得该棱角状部分在冲模中径向地内移和外移；并具有一对相对的静止凸轮座圈，所述凸轮座圈在冲模的每一侧上安装在所述框架中，用于容置所述凸轮辊子的相对端，从而使得所述凸轮辊子在冲模旋转时受控地沿径向内移和外移。
23.如权利要求20所述的装置，其中所述圆柱形的阴冲模包括多个并排组装的盘，每个所述盘都具有多个绕其周边形成的、在冲模的横向上对齐的、间隔开的凹入部分；所述圆柱形的阳/阴冲模包括多个并排组装的盘，每个所述盘都具有多个绕其周边形成的、在所述阳/阴冲模的横向上对齐的、交替间隔开的冲孔部分和凹入部分，从而使得在所述阳/阴冲模的横向上对齐的阳/阴冲模的冲孔部分与相应的在所述阴冲模的横向上对齐的阴冲模凹入部分配合；且所述圆柱形的阳冲模包括多个并排组装的盘，每个所述盘都具有多个绕其周边形成的、在阳冲模的横向上对齐的、间隔开的冲孔部分，从而使得所述阳冲模的冲孔部分与相应的在阳/阴冲模的横向上对齐的阳/阴冲模凹入部分配合。
24.如权利要求23所述的装置，其中形成在所述阴冲模上的间隔开的凹入部分、形成在所述阳/阴冲模和阳冲模上的交替的冲孔部分和凹入部分、以及形成在所述阳冲模上的冲孔部分绕每个所述冲模的周边以变间距的方式间隔开。
25.如权利要求23所述的装置，其中形成在所述阴冲模上的间隔开的凹入部分、形成在所述阳/阴冲模和阳冲模上的交替的冲孔部分和凹入部分、以及形成在所述阳冲模上的冲孔部分绕每个所述冲模的周边以等间距的方式间隔开。
26.如权利要求23所述的装置，其中形成在所述阴冲模上的间隔开的凹入部分、形成在所述阳/阴冲模上的冲孔部分和凹入部分、以及形成在所述阳冲模上的冲孔部分在冲模的横向对齐并以变间距的方式间隔开。
27.如权利要求23所述的装置，其中形成在所述阴冲模上的间隔开的凹入部分、形成在所述阳/阴冲模上的冲孔部分和凹入部分、以及形成在所述阳冲模上的冲孔部分在冲模的横向对齐并以等间距的方式间隔开。
28.如权利要求23所述的装置，其中形成在所述阴冲模上的间隔开的凹入部分、形成在所述阳/阴冲模上的冲孔部分和凹入部分、以及形成在所述阳冲模上的冲孔部分绕冲模的周边以变间距的方式间隔开并在冲模的横向上是对齐的。
29.如权利要求23所述的装置，其中形成在所述阴冲模上的间隔开的凹入部分、形成在所述阳/阴冲模上的冲孔部分和凹入部分、以及形成在所述阳冲模上的冲孔部分绕冲模的周边以等间距的方式间隔开并在冲模的横向上是对齐的。
30.如权利要求23所述的装置，其中形成在所述阴冲模上的间隔开的凹入部分、形成在所述阳/阴冲模上的冲孔部分和凹入部分、以及形成在所述阳冲模上的冲孔部分绕冲模的周边以变间距的方式间隔开并在冲模的横向上是交错的。
31.如权利要求23所述的装置，其中形成在所述阴冲模上的间隔开的凹入部分、形成在所述阳/阴冲模上的冲孔部分和凹入部分、以及形成在所述阳冲模上的冲孔部分绕冲模的周边以等间距的方式间隔开并在冲模的横向上是交错的。
全文摘要
用于连续、高速地形成冲孔带并同时确定地驱出废弃的冲出材料的方法和装置，所述带具有高等级公差的密集孔列。第一对相对的旋转冲模——其包括一个阴冲模和另一个阳/阴冲模——在带中冲出第一组孔，该带连续地进给到所述冲模之间；并且，第二对相对的旋转冲模——其包括一个阳/阴冲模和另一个阳冲模——在带中于第一组孔之间冲出第二组孔，在冲出第一组和第二组的孔时，带绕在共同的阳/阴冲模上，以通过两对相对的旋转冲模来连续地定位该带，从而保证形成高等级公差的密集孔列。多个安装在一形成于冲模周边附近的环面中的棱角状部分适于在冲模的旋转过程中受控地沿径向运动，每个所述棱角状部分都具有至少一个驱出销，用于在冲模凹入部分内沿径向往复地移动，将冲出的材料驱出凹入部分。
文档编号B21D28/36GK1929975SQ200580007412
公开日2007年3月14日 申请日期2005年2月21日 优先权日2004年3月15日
发明者约翰·V·马洛, 奥默·E·基利克, 尼姆罗德·I·马杰 申请人:泰克柯明柯金属有限公司