专利名称：卷材卷绕装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及卷绕一卷材的方法和装置，例如把一电池的一正电极片、一负电极片和隔层卷绕在一起的方法和装置。
现有技术在装配电池时，通常把正负电极片与其间的隔层卷绕在一起构成一卷材形电极片组，然后把该电极片组放入一电池壳中，然后把电解液注入该电池壳中。
迄今为止，使用各种装置把一正电极片、一负电极片和隔层卷绕在一起。例如，日本专利公告No.57-44567(下面称为“现有技术1”)所公开的卷绕芯轴装置包括两卷绕芯轴，它们靠在一起时呈圆形横截面，每一个卷绕芯轴的横截面形状与在纵向上斜切一圆柱所得横截面的形状相同。两卷绕芯轴装在一卷绕芯轴支架上。当开动一来回移动该卷绕芯轴支架的装置和一转动该卷绕芯轴支架的装置时，该卷绕芯轴就在其上卷绕或卸下一卷材。
按照现有技术1，该卷绕芯轴装置包括一对驱动机构，它们各有一驱动器(确切说为液压缸)沿轴向来回移动两卷绕芯轴。因此，该卷绕芯轴装置体积大、结构复杂、很难快速卷绕卷材。
日本专利公告No.6-325990(下面称为“现有技术2”)所公开的卷绕装置包括其中有一径向狭长切口的一支撑成可转动的卷绕轴；一套在该卷绕轴顶端、支撑成随卷绕轴转动的轴承和一随轴承转动的销，该销可在轴承轴向上从轴承中心移动而插入卷绕轴的狭长切口中而使卷绕轴的顶端压靠轴承的内表面。
但是，按照现有技术2，即使在推动该销松开卷绕轴的顶端时，卷绕轴在狭长切口根部处的直径的变化也不大。因此，当该销在卷绕轴上卷成一卷材后退出时，只有卷绕轴顶端的直径减小，从而无法顺利从卷绕轴上卸下卷成的卷材。
为了在保持一电池的外径不变的情况下提高该电池的容量，必须减小空心的卷绕轴部分的直径。如减小卷绕轴的直径，该卷绕轴的刚性就降低。当在卷绕轴上卷绕电极片组时卷绕轴顶端就会挠曲。
当从卷绕轴上卸下电极片组时，电极片组的隔层与卷绕轴之间的摩擦会损坏卷绕轴的一边缘。电极片组无法顺利从卷绕轴上卸下，电极片组中心区的螺旋形容易变形。
本发明即要解决上述问题。本发明的一个目的是提供一种卷材卷绕装置，它用简单结构即可顺利卸下卷成的卷材、快速卷绕卷材。
本发明的另一个目的是提供一种卷材卷绕装置，它用简单结构即可顺利卸下卷成的卷材、有效防止卷绕轴遭到损坏。
本发明概述按照本发明，在用一张开机构张开沿轴向互相分开的第一和第二卷绕轴的同时用一转动机构转动第一和第二卷绕轴，从而在第一和第二卷绕轴上卷绕一卷材。然后，开动该张开机构使第一与第二卷绕轴靠拢(从而减小其直径)，从而从第一和第二卷绕轴上顺利卸下卷成的卷材。
该张开机构包括拉动装置。当在第一和第二卷绕轴上卷成卷材后用一驱动器后退一锥形件时，第一与第二卷绕轴互相靠拢，然后拉出卷成的卷材。因此可从第一和第二卷绕轴上顺利卸下卷成的卷材。
一支撑机构包括一支撑第一和第二卷绕轴端部的夹头和一支撑该夹头转动的支架。当在第一和第二卷绕轴上卷成卷材后沿轴向来回移动该支架时，第一和第二卷绕轴的端部就脱离该夹头。
此外，按照本发明，润滑油滴到或涂到一夹住隔层后把正负电极片与隔层卷绕成一电极片组的卷绕轴上。因此，即使卷绕轴与电极片组接触也可顺利从卷绕轴上卸下电极片组，从而可靠地防止电极片组中心区的螺旋形变形。
在移动卷绕轴以便夹住隔层后在完成电极片组的卷绕前把润滑油滴到隔层两边位置上。也可把润滑油滴到隔层上卷绕轴旁边位置上。
可在卷绕轴向前移动夹住隔层时或在卷绕轴退离电极片组时把润滑油涂到卷绕轴上。确切说，可用含有润滑油的刷子或浸有润滑油的毛毡或海绵在卷绕轴上滑动。
使用这种结构，能可靠地把润滑油施加到卷绕轴上，从而顺利、非常精确地拉出卷绕轴。施加润滑油的结构大大简化。
由于润滑油包括饱和碳氢化合物，如使用锂电极，可有效防止金属锂加到卷绕轴上。
此外，按照本发明，夹住隔层后把正负电极片与隔层一起卷绕成一电极片组的卷绕轴由其表面上有用化学涂镍法形成的涂层的金属杆构成。因此，用简单结构即可大大减小卷绕轴表面的摩擦系数，从而可顺利、可靠地从卷绕轴上卸下电极片组。从而有效防止电极片组中心区的螺旋形变形。
附图的简要说明
图1为本发明第一实施例的卷绕装置的纵向示意剖面图。
图2为第一实施例的卷绕装置的局部放大的纵向剖面图。
图3示出第一实施例的卷绕装置的工作方式。
图4为本发明第二实施例的卷绕装置的局部放大的纵向剖面图。
图5为本发明第三实施例的卷绕装置的纵向示意剖面图。
图6为本发明第四实施例的卷绕装置的纵向示意剖面图。
图7为第四实施例的卷绕装置的局部放大的纵向剖面图。
图8为第四实施例的卷绕装置的局部放大的立体图。
图9示出第四实施例的卷绕装置的工作方式。
图10为本发明第五实施例的卷绕装置的局部放大的立体图。
图11为本发明第六实施例的卷绕装置的局部放大的立体图。
图12为本发明第七实施例的卷绕装置的局部放大的立体图。
图13为本发明第八实施例的卷绕装置的纵向示意剖面图。
图14为该卷绕装置的局部放大的纵向剖面图。
图15为该卷绕装置的局部放大的立体图。
本发明最佳实施方式图1为本发明第一实施例的卷绕装置10的纵向示意剖面图，图2为该卷绕装置10的局部放大的纵向剖面图。
卷绕装置10包括一对沿轴向(箭头A所示方向)互相分开的第一和第二卷绕轴12,14；一把第一和第二卷绕轴12,14的端部12a,14a支撑在一起的支撑机构16；一抵靠第一和第二卷绕轴12,14的大直径端12b,14b而在整个轴向上沿径向(箭头B所示方向)张开第一和第二卷绕轴12,14的张开机构18以及一起转动第一和第二卷绕轴12,14的一转动机构20。
第一和第二卷绕轴12,14的横截面呈半圆形，其平直面互相正对。第一和第二卷绕轴12,14的端部12a,14a有沿径向斜向向外而互相分离的斜面22a,24a。
第一和第二卷绕轴12,14的大直径端12b,14b包括沿径向斜向向外而互相分离的斜面22b,24b和其圆周面上的孔26,28，孔26,28在箭头A所示方向上具有一定长度L。
支撑机构16包括一固定在一墙30上的管形支架32。一夹头38用轴承36可转动地装在一固定在支架32顶端上的附件34上。夹头38的顶端中有供第一和第二卷绕轴12,14的端部12a,14a插入的锥形孔40。孔40中有一抵靠端部12a,14a的斜面22a,24a的锥形销(锥形件)42。
转动机构20包括一与一转动驱动器(未示出)连接的同步皮带44和一套在一转动管48上的皮带轮46，该同步皮带44套在该皮带轮46上。该转动管48用轴承50可转动地支撑在一墙52上，一台阶形管54固定在转动管48的顶端上。如图2所示，台阶形管54的小直径部中有一供第一和第二卷绕轴12,14插入而在箭头B所示方向上的一定距离上来回移动的孔56，一O形环58套在该小直径部上。孔56的内端与一大直径孔60连通。第一和第二卷绕轴12,14的大直径端12b,14b抵靠这两孔56,60之间的交界面。
如图1所示，张开机构18包括一与一液压缸(未示出)连接的连杆62和一经一凸轮64和一凸轮从动件66可转动地与连杆62的顶端连接的活动管68。活动管68插入在转动管48中，一轴70装在活动管68的顶端中。一连接销72沿径向(箭头B所示方向)穿过轴70和活动管68。连接销72插入在转动管48的外圆周壁上一在箭头A所示方向上伸展一定长度的椭圆形槽74中。
如图2所示，轴70的顶端上伸出一小直径突起76，突起76的顶端上有一同轴的锥形销(锥形件)78。一拉动装置79的一拉动销80沿径向穿过突起76。拉动销80的两端分别插入在第一和第二卷绕轴12,14的大直径端12b,14b的孔26,28中。下面说明上述结构的卷绕装置10的工作情况。
首先，开动张开机构18的液压缸在箭头A1所示方向上移动连杆62，使得凸轮64和凸轮从动件66在箭头A1所示方向上移动活动管68。因此，第一和第二卷绕轴12,14的端部12a,14a插入支撑机构16的夹头38的孔40中，从而锥形销42抵靠斜面22a,24a。固定在活动管68上的轴70的突起76上的锥形销78也抵靠第一和第二卷绕轴12,14的大直径端12b,14b的斜面22b,24b。
因此，第一和第二卷绕轴12,14在箭头B所示方向上张开，由第一和第二卷绕轴12,14构成的卷绕轴组件的直径变大(见图3)。
然后，在把一由一正电极片、一负电极片和隔层叠置而成的卷材90放置在卷绕位置上的同时开动转动机构20。同步皮带44转动皮带轮46，其一端上固定有皮带轮46的转动管48通过轴承50相对墙52转动。转动管48转动时，轴70和活动管68通过槽74和插入在槽74中的连接销72一起转动。
如图2和3所示，装在轴70上的突起76中的拉动销80插入在第一和第二卷绕轴12,14的孔26,28中。因此，第一和第二卷绕轴12,14张开的同时与轴70一起转动，开始卷绕卷材90。由于第一和第二卷绕轴12,14的端部12a,14a在夹头38的支撑下相对管形支架32转动，因此第一和第二卷绕轴12,14平稳转动。
当卷材90在第一和第二卷绕轴12,14上卷绕到所需直径而生成一电极片组92时，转动机构20停止运行。开动张开机构18的液压缸使连杆62在箭头A2所示方向上移动。活动管68与轴70一起在箭头A2所示方向上移动，同轴装在轴70的突起76上的锥形销78脱离第一和第二卷绕轴12,14的斜面22b,24b。
随着轴70进一步在箭头A2所示方向上移动，装在突起76中的拉动销80在第一和第二卷绕轴12,14的孔26,28中在箭头A2所示方向上移动，然后抵靠孔26,28的端壁，从而在箭头A2所示方向上拉动大直径端12b,14b(见图2)。
确切说，第一和第二卷绕轴12,14随着锥形销78的脱离在O形环58的收紧力的作用下互相靠拢。然后，拉动销80在箭头A2所示方向上移动第一和第二卷绕轴12,14，直到从卷成的电极片组92中拉出第一和第二卷绕轴12,14。第一和第二卷绕轴12,14的端部12a,14a移离夹头38中的锥形销42而直径减小，然后端部12a,14a从孔40中移出。
在第一实施例中，使用第一和第二卷绕轴12,14两部件，第一和第二卷绕轴12,14的端部12a,14a由支撑机构16的夹头38支撑在一起。张开机构 8和转动机构20与第一和第二卷绕轴12,14的大直径端12b,14b相联。在第一和第二卷绕轴12,14由张开机构18的锥形销78张开的同时第一和第二卷绕轴12,14转动而把卷材90卷绕成电极片组92，然后锥形销78在箭头A2所示方向上后退。
因此，按照第一实施例，较之其中有一狭长切口的卷绕轴，第一和第二卷绕轴12,14在其整个轴向长度上的直径减小，从而可顺利地从卷成的电极片组92中拉出。
此外，张开机构18包括拉动机构79的拉动销80。在锥形销78在箭头A2所示方向上后退而第一和第二卷绕轴12,14的直径减小时拉动销80把第一和第二卷绕轴12,14从卷成的电极片组92中拉出。因此，使用简单结构就可从卷成的电极片组92中顺利拉出第一和第二卷绕轴12,14，从而加快整个卷绕过程。
在第一实施例中，当张开机构18的轴70在箭头A2所示方向上移动时，第一和第二卷绕轴12,14同时在箭头A2所示方向上移动。但是，可使用图4所示第二实施例的卷绕装置100。
卷绕装置100包括一张开机构102，第一和第二卷绕轴12,14的大直径端12b,14b上分别有孔104,106，孔104,106在箭头A所示方向上的长度L1,L2不同(L1＞L2)。卷绕装置100中与第一实施例卷绕装置10相同的部件用同一标号表示，不再赘述。
使用卷绕装置100，在第一和第二卷绕轴12,14上把卷材90卷成电极片组92后开动张开机构102在箭头A2所示方向上移动轴70。首先，锥形销78移离斜面22b,24b。
然后，锥形销80抵靠第二卷绕轴14的其中有较短孔106的大直径端14b,从而第二卷绕轴14开始从电极片组92中拉出。然后，锥形销80抵靠第一卷绕轴12的其中有较长孔104的大直径端12b,从电极片组92中拉出第一卷绕轴12。
因此，在第二实施例中，起先只有第二卷绕轴14从电极片组92中拉出，然后第一和第二卷绕轴12,14一起从电极片组92中拉出。从而顺利、可靠地从电极片组92中拉出第一和第二卷绕轴12,14。
图5示出本发明第三实施例的卷绕装置120。卷绕装置120中与第一实施例卷绕装置10相同的部件用同一标号表示，不再赘述。
卷绕装置120包括一支撑机构122，该支撑机构包括一在箭头A所示方向上来回移动一支架124的驱动装置126。驱动机构126包括一固定在一墙128上的液压缸130，一活动轴134的一端固定在从液压缸130沿箭头A2所示方向伸展的一连杆132上。活动轴134由一直线衬套136可来回移动地支撑在墙128上。支架124固定在活动轴134的另一端上。
在第三实施例的卷绕装置120中，当开动驱动机构126的液压缸130时活动轴134与支架124一起来回移动。因此，可转动地支撑在支架124上的夹头38可与第一和第二卷绕轴12,14的端部12a,14a连接和脱离。因此可更迅速、高效地卷成电极片组92。
图6为本发明第四实施例的卷绕装置140的纵向示意剖面图，图7为卷绕装置140的局部放大的纵向剖面图。卷绕装置140中与第一实施例卷绕装置10相同的部件用同一标号表示，不再赘述。
卷绕装置140包括一对沿轴向(箭头A所示方向)互相分开的第一和第二卷绕轴12,14；一把第一和第二卷绕轴12,14的端部12a,14a支撑在一起的支撑机构16；一抵靠第一和第二卷绕轴12,14的大直径端12b,14b而在整个轴向上沿径向(箭头B所示方向)张开第一和第二卷绕轴12,14的张开机构18；一起转动第一和第二卷绕轴12,14的一转动机构20以及一向第一和第二卷绕轴12,14供应润滑油的润滑油供应装置142。
如图6-8所示，润滑油供应装置142包括一把恒定量的饱和碳氢化合物(CnH2n+2)润滑油滴到第一和第二卷绕轴12,14上的计量排油针(计量排油装置)144。该计量排油针144与一针管146的底端连接，该针管的顶端与一润滑油源(未示出)连接的管子148连接。
饱和碳氢化合物中的n=12-16。如n≤11，则碳氢化合物按照危险材料的分类属于第二类石油而无法使用。如n≥17，饱和碳氢化合物在常温下会固化。按照第四实施例，把n=12的十二烷即分子式为CH3(CH2)10CH3的油性石蜡化合物用作润滑油。
下面结合第四实施例的卷绕方法说明上述结构的卷绕装置140的工作情况。
首先，如图8所示，把由一正电极片150、一负电极片152和隔层154a,154b叠置而成的一卷材156放置在卷绕位置上。正电极片150包括一正电极涂层区150a和一非涂层区150b。用一护带160把一正电极引线158贴到该非涂层区150b上。负电极片152包括一负电极涂层区152a和一非涂层区152b。隔层154a,154b的前端从负电极片152和正电极片150的前端向前伸出一定长度。
如图6所示，开动张开机构18的液压缸(未示出)在箭头A1所示方向上移动连杆62，使得凸轮64和凸轮从动件66在箭头A1所示方向上移动活动管68。因此，第一和第二卷绕轴12,14的端部12a,14a插入支撑机构16的夹头38的孔40中而夹住隔层154a,154b的前端。
锥形销42抵靠端部12a,14a的斜面22a,24a。固定在活动管68上的轴70的突起76上的锥形销78也抵靠第一和第二卷绕轴12,14的大直径端12b,14b的斜面22b,24b。第一和第二卷绕轴12,14在箭头B所示方向上张开(见图9)。
然后，如图8所示，十二烷162从润滑油供应装置142的计量排油针144以恒定量(确切说为0.1cc-0.01cc)滴到第一和第二卷绕轴12,14上隔层154a,154b两边的位置上。
十二烷162滴下后开动转动机构20。因此，同步皮带44转动皮带轮46，其一端上固定有皮带轮46的转动管48通过轴承50相对墙52转动。转动管48转动时，轴70和活动管68通过槽74和插入在槽74中的连接销72一起转动。
如图9所示，装在轴70上的突起76中的拉动销80插入在第一和第二卷绕轴12,14的孔26,28中。因此，第一和第二卷绕轴12,14在张开的同时与轴70一起转动，开始卷绕卷材156。第一和第二卷绕轴12,14在夹住隔层154a,154b的前端的同时以箭头C所示方向转动，从而把正电极片150和负电极片152与隔层154a,154b卷绕在一起。
当卷材156在第一和第二卷绕轴12,14上卷绕到所需直径而生成一电极片组164时，转动机构20停止运行。开动张开机构18的液压缸(未示出)使连杆62在箭头A2所示方向上移动。活动管68与轴70一起在箭头A2所示方向上移动，同轴装在轴70的突起76上的锥形销78脱离第一和第二卷绕轴12,14的斜面22b,24b。
随着轴70进一步在箭头A2所示方向上移动，装在突起76中的拉动销80在第一和第二卷绕轴12,14的孔26,28中在箭头A2所示方向上移动，然后抵靠孔26,28的端壁，从而在箭头A2所示方向上拉动大直径端12b,14b(见图7)。因此，第一和第二卷绕轴12,14在箭头A2所示方向上移动，直到它们从电极片组164中拉出。第一和第二卷绕轴12,14的端部12a,14a移离夹头38中的锥形销42而直径减小，然后端部12a,14a从孔40中移出。
在第四实施例中，如图8所示，第一和第二卷绕轴12,14在箭头A1所示方向上移入它们夹住隔层154a,154b的前端的位置后十二烷162以恒定量从润滑油供应装置142的计量排油针144滴到第一和第二卷绕轴12,14上。当转动第一和第二卷绕轴12,14生成电极片组164后从电极片组164中拉出第一和第二卷绕轴12,14时，所滴下的十二烷162有效地用作润滑油。因此可顺利、可靠地从电极片组164中拉出第一和第二卷绕轴12,14。从而可靠地防止电极片组164中心区的螺旋形变形；高效、方便地制成高质量电池。
每滴十二烷162为0.1cc-0.01cc，以便防止十二烷162滴到不必要的部位。
在第四实施例中，在第一和第二卷绕轴12,14处于夹住隔层154a,154b的前端的位置上时把恒定量的十二烷162滴到第一和第二卷绕轴12,14上。但是，十二烷162的滴法不限于上述滴法。例如，可在第一和第二卷绕轴12,14在箭头A1所示方向上移动后在电极片组164卷绕过程中的任何时刻滴下十二烷162。
在第四实施例中，十二烷162从润滑油供应装置142的计量排油针144滴到第一和第二卷绕轴12,14上隔层154a,154b两边位置上。
按照第五实施例，如图10所示，十二烷162以恒定量(确切说为等于小于0.1cc)从润滑油供应装置142的计量排油针144滴到隔层154a上第一和第二卷绕轴12,14旁边位置上。因此，当第一和第二卷绕轴12,14以箭头所示方向C转动时，十二烷162可靠地供应给第一卷绕轴12，从而可顺利、可靠地从电极片组92中拉出第一和第二卷绕轴12,14。其他优点与第四实施例相同。
下面结合图11说明第六实施例的卷绕装置170。卷绕装置170中与第四实施例卷绕装置140相同的部件用同一标号表示，不再赘述。
如图11所示，卷绕装置170包括一由一轴支架172支撑的卷绕轴174。该卷绕轴174与轴支架172一起在箭头A所示方向上来回移动。卷绕轴174由其中沿轴向伸展一定长度的狭长切口176分成第一和第二半轴178a,178b。第一和第二半轴178a,178b的顶端上分别有沿径向斜向向外而分离的斜面180a,180b。斜面180a,180b抵靠一支撑机构(未示出)。
卷绕装置170包括一润滑油供应装置182，该润滑油供应装置包括一与卷绕轴174接触的刷子(涂油装置)184和一使刷子184浸透润滑油(确切说为十二烷162)的计量排油针188。刷子184的位置在卷绕轴174夹住隔层154a,154b时可接触卷绕轴174的近端部(隔层154a,154b边缘旁)。
在卷绕装置170中，当卷绕轴174以箭头A1所示方向移动而夹住隔层154a,154b时或当卷绕轴174在生成电极片组后以箭头A2所示方向移离电极片组(未示出)时，刷子184接触卷绕轴174而把十二烷162涂到卷绕轴174上。
因此能可靠地把十二烷162涂到卷绕轴174上从而顺利、非常精确地从电极片组中拉出卷绕轴174。其他优点与第四和第五实施例相同。
在第六实施例中，使用单个卷绕轴174。但是，也可使用第四实施例的卷绕装置140的第一和第二卷绕轴12,14。相反，卷绕装置140中也可使用卷绕轴174。总之，由于用作润滑油的十二烷162有效地供应给第一和第二卷绕轴12,14或卷绕轴174，因此可非常精确、顺利地卸下电极片组(未示出)。
下面结合图12说明第七实施例的卷绕装置190。卷绕装置190中与第六实施例卷绕装置170相同的部件用同一标号表示，不再赘述。
如图12所示，卷绕装置190包括一润滑油供应装置192，该润滑油供应装置包括一装在一外壳194中、用作涂油装置的毛毡(或海绵)196。该外壳194上有一供卷绕轴174穿过的穿孔198，一供油管200与该外壳194连接而把润滑油(确切说为十二烷162)供应给壳体194中的毛毡196。
在卷绕装置190中，与第六实施例的卷绕装置170一样，当卷绕轴174以箭头A1所示方向移动而夹住隔层154a,154b时或当卷绕轴174在生成电极片组后以箭头A2所示方向移离电极片组(未示出)时，毛毡196接触卷绕轴174而把十二烷162涂到卷绕轴174上。
因此能可靠地把十二烷162涂到卷绕轴174上从而顺利、非常精确地从电极片组中拉出卷绕轴174。其他优点与第四到第六实施例相同。
图13为本发明第八实施例的卷绕装置210的纵向示意剖面图，图14为该卷绕装置210的局部放大的纵向剖面图。卷绕装置210中与第四实施例卷绕装置140相同的部件用同一标号表示，不再赘述。
卷绕装置10包括一对沿轴向(箭头A所示方向)互相分开的第一和第二卷绕轴212,214。如图14所示，第一和第二卷绕轴212,214各包括钢、铁之类的金属杆216a,216b后其上用化学涂镍法形成的涂层218a,218b。第一与第二卷绕轴212,214之间有一间隙220。
轴70的顶端上伸出一小直径突起76，有一平直顶端的一锥形部222同轴装在其上。一拉动装置的一对拉动销224沿径向穿过突起76。拉动销224插入在第一和第二卷绕轴212,214的大直径端212b,214b的椭圆形孔226中。一盘簧228位于轴70的顶端与大直径端212b,214b之间。
下面说明卷绕装置210的工作情况。
首先，如图15所示，把由一正电极片150、一负电极片152和隔层154a,1541b叠置而成的一卷材156放置在卷绕位置上。正电极片150包括一正电极涂层区150a和一非涂层区150b。用一护带160把一正电极引线158贴到该非涂层区150b上。负电极片152包括一负电极涂层区152a和一非涂层区152b。隔层154a,154b的前端从负电极片152和正电极片150的前端向前伸出一定长度。
如图13所示，开动张开机构18的液压缸(未示出)在箭头A1所示方向上移动连杆62，使得凸轮64和凸轮从动件66在箭头A1所示方向上移动活动管68。因此，第一和第二卷绕轴212,214的端部12a,14a插入支撑机构16的夹头38的孔40中而夹住隔层154a,154b的前端。
锥形销42抵靠端部12a,14a的斜面22a,24a。固定在活动管68上的轴70的突起76上的锥形部222也抵靠第一和第二卷绕轴212,214的大直径端212b,214b的斜面22b,24b。第一和第二卷绕轴212,214在箭头B所示方向上张开(见图14)。
当开动转动机构20时，同步皮带44转动皮带轮46，其一端上固定有皮带轮46的转动管48通过轴承50相对墙52转动。转动管48转动时，轴70和活动管68通过槽74和插入在槽74中的连接销72一起转动。
第一和第二卷绕轴212,214在张开的同时通过轴70的突起76上的拉动销224和椭圆形孔226与轴70一起转动，开始卷绕卷材156。此时，第一和第二卷绕轴212,214在夹住隔层154a,154b的前端的同时以图15中箭头C所示方向转动，从而把正电极片150和负电极片152与隔层154a,154b卷绕在一起。
当卷材156在第一和第二卷绕轴212,214上卷绕到所需直径而生成一电极片组164时，转动机构20停止运行。开动张开机构18的液压缸(未示出)使连杆62在箭头A2所示方向上移动。活动管68与轴70一起在箭头A2所示方向上移动，同轴装在轴70的突起76上的锥形部222脱离第一和第二卷绕轴212,214的斜面22b,24b。
随着轴70进一步在箭头A2所示方向上移动，装在突起76中的拉动销224在第一和第二卷绕轴212,214的椭圆形孔226中在箭头A2所示方向上移动，然后抵靠椭圆形孔226的端壁，从而在箭头A2所示方向上拉动大直径端212b,214b。因此，第一和第二卷绕轴212,214在箭头A2所示方向上移动，直到它们从电极片组164中拉出。第一和第二卷绕轴212,214的端部12a,14a移离夹头38中的锥形销42而直径减小，然后端部12a,14a从孔40中移出。
当卷材156在第一和第二卷绕轴212,214上卷绕而生成电极片组164时，第一和第二卷绕轴212,214会发生挠曲。由于第一和第二卷绕轴212,214的直径很小，第一和第二卷绕轴212,214的顶端部会受扭应力而相对位移。
在从电极片组164中拉出发生位移的第一和第二卷绕轴212,214时，第一和第二卷绕轴212,214与电极片组164的隔层154a,154b之间会滑动，从而由于摩擦阻力而损坏第一和第二卷绕轴212,214的表面。
但是，按照第八实施例，第一和第二卷绕轴212,214在金属杆216a,216b上有用化学涂镍法形成的涂层218a,218b。因此218a,218b大大减小了第一和第二卷绕轴212,214的表面的摩擦系数，从而有效提高其滑动能力。
确切说，钢材之间的动态摩擦系数约为0.21，而用化学涂镍法形成的镍涂层之间的动态摩擦系数约为0.13，因此摩擦系数大大减小。因此，第一和第二卷绕轴212,214的涂层218a,218b有优良的滑动能力而可在隔层154a,154b上顺利滑动，从而可靠防止被剥离。
因此，按照第八实施例，第一和第二卷绕轴212,214可顺利、可靠地从电极片组164中拉出而不受损坏，电极片组164的中心区的螺旋形不变形。由于只须在第一和第二卷绕轴212,214的表面上用化学涂镍法形成涂层218a,218b，因此卷绕装置210的整个结构简化。
在第八实施例中，金属杆216a,216b的表面受化学涂镍处理。但也可在第一和第二卷绕轴212,214的表面上涂金刚石涂层(DLC)。
工业应用在本发明卷绕装置中，如上所述，第一和第二卷绕轴沿轴向互相分开。卷材在第一和第二卷绕轴上卷绕后第一和第二卷绕轴由张开机构可靠地互相靠拢。因此可顺利地从第一和第二卷绕轴上卸下卷成的卷材，从而快速卷绕卷材。
在本发明卷绕装置和卷绕方法中，润滑油滴到或涂到夹住隔层后把正负电极片与隔层一起卷绕成电极片组的卷绕轴上。因此，卷绕轴可顺利、可靠地从电极片组中拉出，有效防止电极片组中心区的螺旋形变形。从而高效、非常精确地进行电池的绕制。
在本发明卷材卷绕装置中，由于卷绕电极片组的卷绕轴由其表面上有用化学涂镍法形成的涂层的金属杆构成，因此卷绕轴表面的摩擦系数大大减小。因此，使用简单结构即可从卷绕轴上顺利、可靠地卸下电极片组，防止卷绕轴遭到损坏。
权利要求
1.一种卷绕卷材的方法，其特征在于，把润滑油供应给夹住卷材形隔层(154a、154b)后把一卷材形正电极片(150)和一卷材形负电极片(152)与隔层(154a、154b)一起卷绕成一电极片组(164)的卷绕轴(12)、(14)，以便顺利卸下该电极片组(164)。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述润滑油滴到卷绕轴(12)、(14)上所述隔层(154a、154b)两边位置上。
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，所述润滑油在移动所述卷绕轴(12)、(14)夹住所述隔层(154a、154b)后，在完成所述电极片组(164)的卷绕前滴下。
4.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述润滑油滴到所述隔层(154a、154b)上所述卷绕轴(12)、(14)旁边位置上。
5.按权利要求2或4所述的方法，其特征在于，所述润滑油包括饱和碳氢化合物，每滴的数量为0.1cc-0.01cc。
6.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述润滑油在向前移动所述卷绕轴(12)、(14)夹住所述隔层(154a、154b)时或在所述卷绕轴(12)、(14)退离所述电极片组(164)时涂到所述卷绕轴(12)、(14)上。
7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，所述润滑油包括饱和碳氢化合物。
8.一种卷绕一卷材的装置，其特征在于一对卷绕轴(12)、(14)，它们沿轴向互相分开；一支撑机构(16)，它把所述第一和第二卷绕轴(12)、(14)的端部(12a)、(14a)支撑在一起；一张开机构(18)，它抵靠第一和第二卷绕轴(12)、(14)的另一端(12b)、(14b)而在整个轴向上沿径向张开所述第一和第二卷绕轴(12)、(14)；以及一转动机构(20)，它一起转动由所述张开结构(18)张开的所述第一和第二卷绕轴(12)、(14)，以便在所述第一和第二卷绕轴(12)、(14)上卷绕一卷材(90)。
9.按权利要求8所述的装置，其特征在于，所述张开机构(18)包括所述第一和第二卷绕轴(12)、(14)的另一端(12b),(14b)上、沿径向斜向向外而互相分离的斜面(22b)、(24b)；以及一由一驱动器沿轴向来回移动而抵靠所述斜面(22b)、(24b)的锥形件(78)。
10.按权利要求9所述的装置，其特征在于，所述张开机构(18)包括随着所述锥形件(78)的后退轴向移动所述第一和第二卷绕轴(12)、(14)、从而从该卷成的卷材(90)中拉出所述第一和第二卷绕轴(12)、(14)的拉动装置(79)。
11.按权利要求10所述的装置，其特征在于，所述拉动装置(79)包括所述第一和第二卷绕轴(12)、(14)的另一端(12b)、(14b)中、具有一定轴向长度的孔(26)、(28)；以及一插入在所述孔(26)、(28)中、可与所述锥形件(78)一起沿轴向来回移动的拉动销(80)。
12.按权利要求11所述的装置，其特征在于，两孔(26)、(28)的轴向长度不同。
13.按权利要求8所述的装置，其特征在于，所述支撑机构(16)包括一支撑所述第一和第二卷绕轴(12)、(14)的端部(12a)、(14a)的夹头(38)；以及一支撑所述夹头(38)转动的支架(32)。
14.按权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第一和第二卷绕轴(12)、(14)的端部(12a)、(14a)上有沿径向斜向向外而互相分离的斜面(22a)、(24a)；所述夹头(38)有一抵靠所述斜面(22a)、(24a)的锥形件(42)。
15.按权利要求13所述的装置，其特征在于，进一步包括在所述轴向上来回移动所述支架(124)而使所述夹头(38)与所述第一和第二卷绕轴(12)、(14)的端部(12a)、(14a)脱离的驱动装置(126)。
16.按权利要求8所述的装置，其特征在于，所述卷材(90)包括叠置在一起的一卷材形正电极片、一卷材形负电极片和卷材形隔层。
17.按权利要求8所述的装置，其特征在于，进一步包括向所述第一和第二卷绕轴(12)、(14)供应润滑油、以便顺利卸下所述卷材(90)的润滑油供应装置(142)。
18.按权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一和第二卷绕轴(12)、(14)由其表面上有用化学涂镍法形成的涂层的金属杆构成。
19.一种卷绕一卷材的装置，其特征在于夹住卷材形隔层(154a、154b)后把一卷材形正电极片(150)和一卷材形负电极片(152)与该隔层(154a、154b)一起卷绕成一电极片组(164)的卷绕轴(12)、(14)；以及向所述第一和第二卷绕轴(12)、(14)供应润滑油、以便顺利卸下所述电极片组(164)的润滑油供应装置(142)。
20.按权利要求19所述的装置，其特征在于，润滑油供应装置(142)包括把所述润滑油以恒定量滴到所述卷绕轴(12)、(14)上或所述隔层(154a、154b)上的计量排油装置(144)。
21.按权利要求19所述的装置，其特征在于，润滑油供应装置(142)包括在向前移动所述卷绕轴(12)、(14)夹住所述隔层(154a、154b)时或在所述卷绕轴(12)、(14)退离所述电极片组(164)时把所述润滑油涂到所述卷绕轴(12)、(14)上的涂油装置。
22.按权利要求21所述的装置，其特征在于，所述涂油装置包括一含有所述润滑油的刷子(184)。
23.按权利要求21所述的装置，其特征在于，所述涂油装置包括一浸透所述润滑油、可在所述卷绕轴上滑动的毛毡或海绵(196)。
24.按权利要求19所述的装置，其特征在于，所述润滑油包括饱和碳氢化合物。
25.一种卷绕一卷材的装置，其特征在于夹住卷材形隔层(154a、154b)后把一卷材形正电极片(150)和一卷材形负电极片(152)与该隔层(154a、154b)一起卷绕成一电极片组(156)的卷绕轴(212)、(214)；所述卷绕轴(212)、(214)由其表面上有用化学涂镍法形成的涂层(218a)、(218b)的金属杆(216a)、(216b)构成。
26.一种卷绕一卷材的装置，其特征在于夹住卷材形隔层(154a、154b)后把一卷材形正电极片(150)和一卷材形负电极片(152)与该隔层(154a、154b)一起卷绕成一电极片组(156)的卷绕轴(212)、(214)；所述卷绕轴(212)、(214)由其表面上有金刚石涂层(DLC)的金属杆(216a)、(216b)构成。
全文摘要
一种卷绕装置,包括一对互相分开的第一和第二卷绕轴12、14;一把第一和第二卷绕轴12、14的端部12a、14a支撑在一起的支撑机构16;一抵靠第一和第二卷绕轴12、14的大直径端12b、14b而沿径向张开第一和第二卷绕轴12、14的张开机构18以及一起转动第一和第二卷绕轴12、14的一转动机构20。使用简单结构即可顺利卸下卷成的卷材90、快速进行卷绕过程。
文档编号H01M6/02GK1219288SQ97194699
公开日1999年6月9日 申请日期1997年5月16日 优先权日1996年5月17日
发明者喜多明尚 申请人:富士摄影胶片株式会社