ES2336385T3 - Dispositivo de envoltura para una placa de bateria. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de envoltura para formar una envoltura de material alrededor de una placa de batería, que incluye un par de rodillos (27) de alimentación, una estación de corte y plegado y una estación de formación de envoltura caracterizado porque el dispositivo de envoltura incluye además un rodillo (30) de tensión para tensar el material antes de cortar y ubicado aguas abajo de la estación de corte y plegado pero aguas arriba de la estación de formación de envoltura.
Description
Dispositivo de envoltura para una placa de
batería.
Esta invención se refiere a dispositivos de
envoltura para crear un envoltura de material alrededor de una
placa de batería y aparato para formar grupos de placas de
batería.
En el fabricante de baterías de plomo y ácido y
similares se conoce tener que montar grupos de placas de batería
para su inserción en los compartimentos de la caja de la batería.
Frecuentemente, placas alternas se envuelven en material separador
poroso, aunque a veces es necesario envolver ambas placas adyacentes
o que pueda haber un par no envuelto en el grupo. Por tanto, está
previsto un aparato para montar grupos apropiados y normalmente hay
un alimentador de placas aguas arriba, que alimenta placas en un
transportador central aguas arriba de un dispositivo de envoltura,
que envuelve las placas que bajan de esa sección del transportador.
Uno más alimentadores de placas adicionales están previstos aguas
abajo del dispositivo de envoltura de modo que la secuencia deseada
de placas envueltas y no envueltas descienda por el transportador.
Convenientemente, éstos pueden temporizarse para formar
miniapilamientos de placas, por ejemplo placas positivas y
negativas, con una envuelta y una no. Al final del transportador
principal, las placas pasan al interior de un transportador con
bolsas, que está temporizado para recibir el grupo deseado de
placas dentro de su bolsa respectiva.
Desarrollos tales como los descritos en la
solicitud de patente europea 05250059.2 han permitido que tal
aparato de formación de grupos funcione a velocidades
significativas y con mano de obra reducida. Sin embargo, estos
desarrollos tienen, en cierto modo, dificultades destacadas tanto
con la precisión de los dispositivos de envoltura existentes como
con el tiempo de inactividad y la mano de obra requerida para
convertir tal aparato de formación de grupos cuando es necesario
procesar diferentes tamaños de placa y/o diferentes materiales de
envoltura. En la actualidad, un trabajo de este tipo tiene que
llevarse a cabo, cada vez, por un montador altamente cualificado.
El documento WO92/02055 muestra un dispositivo de envoltura
conocido.
La invención consiste en un dispositivo de
envoltura para formar una envoltura de material alrededor de una
placa de batería, que incluye un par de rodillos de alimentación,
una estación de corte y plegado y una estación de formación de
envoltura, caracterizado porque el dispositivo de envoltura incluye
además un rodillo de tensión para tensar el material antes de
cortar y ubicado aguas abajo de la estación de corte y plegado pero
aguas arriba de la estación de formación de envoltura.
Preferiblemente, el rodillo de tensión está
accionado por un servomotor o a través de los rodillos de
alimentación.
Preferiblemente, el servomotor está controlado
por un control que tiene una memoria para retener el ajuste de
tensión apropiado para un material particular.
La invención se amplía a un aparato para formar
grupos de placas de batería que incluye un primer suministro de
placas para suministrar placas separadas sucesivas, un dispositivo
de envoltura según se menciona en uno cualquiera de los tres
párrafos anteriores, para envolver en material las placas del primer
suministro, un segundo suministro de placas para suministrar placas
no envueltas, para formar apilamientos de una placa envuelta y una
placa no envuelta, un transportador para transportar los
apilamientos hasta una salida y un transportador de bolsas para
recibir múltiples apilamientos desde la salida para formar grupos,
caracterizado porque al menos una pluralidad de los elementos
anteriores tiene al menos una característica ajustable controlada
por un servomotor respectivo para permitir diferentes combinaciones
de material de envoltura de placas y un control para ajustar los
servomotores.
Preferiblemente, el control incluye una memoria
para retener los ajustes de control para cada combinación de
placa/envoltura usada en el aparato para permitir el reajuste
automático del aparato.
La invención puede realizarse de varias formas y
a continuación se describirán las realizaciones específicas, a modo
de ejemplo, con respecto a los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es una vista en planta del aparato
para formar grupos de placas de batería;
la figura 2 es una vista lateral del aparato de
la figura 1;
la figura 3 es una sección vertical a través de
un dispositivo de envoltura para su uso en el aparato de las
figuras 1 y 2;
las figuras 4a a 4g son vistas esquemáticas
laterales, que indican el funcionamiento del dispositivo de
envoltura de la figura 3, pero visto desde el otro lado;
las figuras 5a y 5b indican el ajuste relativo
entre un yunque y un rodillo de corte y plegado del dispositivo de
envoltura de la figura 3;
las figuras 6a y 6b indican el uso de un
servomotor para lograr ese ajuste;
la figura 7 es una vista lateral del dispositivo
de envoltura de la figura 3 cuando se observa desde el lado opuesto
a la figura 3; y
la figura 8 es un diagrama esquemático de un
sistema de control para el aparato, pero mostrando una única
línea.
En la figura 1, el aparato para formar grupos se
indica generalmente con 10 e incluye suministros 11, 11' de placas
aguas arriba, dispositivos 12, 12' de envoltura, primeros
suministros 13, 13' de placas aguas abajo y un suministro 14 de
placas auxiliar. Los suministros 11, 11' y 13, 13' de placas
entregan placas en los transportadores 15, 15' principales
respectivos. El suministro 14 de placas auxiliar, que se usa más
ocasionalmente, puede suministrar placas en ambos transportadores
15, 15'. Las placas suministradas en los transportadores 15, 15'
principales se envuelven en 12, 12' con material tomado de los
carretes 21. Para muchas baterías, se requieren placas envueltas y
no envueltas alternas y por tanto, los suministros 13, 13' insertan
una placa no envuelta o bien entre cada placa envuelta, o bien, más
convenientemente, sobre una placa envuelta para formar un
miniapilamiento. El suministro 14 puede usarse para introducir
placas, de modo que se encontrarán o bien en la parte superior de
la placa no envuelta en el apilamiento o se encontrarán eficazmente
por debajo de la placa envuelta. Si se requiere un par de placas
envueltas inmediatamente adyacentes entre sí, entonces el
suministro 13 se detiene momentáneamente. Los transportadores 15,
15' alimentan los apiladores 16, 16' que entonces entran en el
almacenamiento 17 intermedio. El aparato 18 recoge los grupos
formados por los apiladores 16, 16' alternativamente y de esta
forma suministra grupos a la alimentación 19 de fundido en puente
común, en la que los grupos avanzan hasta una máquina de fundido en
puente común
(no mostrada).
(no mostrada).
Como puede observarse mejor en la figura 2, los
suministros 11, 11' y 13, 13' tienen un transportador 22 central a
partir del cual se recogen las placas mediante un cabezal 25
respectivo, que entonces se traslada lateralmente lates para
depositar las placas en un transportador 24', mientras que se han
recogido placas adicionales para su deposición posterior en el
transportador 24' cuando el cabezal 25 se traslada en la otra
dirección. Se observará que cada transportador 24, 24' tiene guías
26. Como se explica más adelante, éstas pueden ser ajustables.
Existen guías similares en otra parte en el aparato 10. La figura 3
ilustra un dispositivo 12, 12' de envoltura y consiste brevemente
en rodillos 27 de alimentación, rodillo 28 de corte y plegado
conjunto y yunque 29, un rodillo 30 accionado por control y un
rodillo 31 loco que actúa conjuntamente, un par de ruedas 32 de
sellado, que incluyen formaciones de dientes para doblar los bordes
de la envoltura de una manera conocida en la técnica, y una
lanzadera de movimiento alternativo para alimentar la placa
alejándose del transportador 15 hacia los rodillos 32 de sellado.
Está indicado el paso del material 34, desde los carretes 21, a
través del dispositivo 12, 12' de envoltura.
El funcionamiento del dispositivo de envoltura
se ilustra progresivamente en las figuras 4a a 4g. En líneas
generales, el dispositivo 12 de envoltura funciona de una manera
convencional con los rodillos 27 de alimentación que alimentan el
material 34 al interior de la línea de contacto entre el rodillo 28
de corte y plegado y el yunque 29, el rodillo 28 de corte y plegado
tiene una cuchilla 35 y una hoja 36 de plegado, que se fija en el
interior del rodillo en posiciones diametralmente opuestas. Esta
posición se muestra en la figura 4a. Cuando el rodillo 28 de corte
y plegado gira, la hoja 36 de plegado forma un pliegue en el
material, actuando contra el yunque 29, a medida que pasa a través
de la línea de contacto entre el rodillo 28 y el yunque 29. Esta
posición se muestra en la figura 4b.
El material de plegado continúa alimentándose
hacia abajo pasando por las guías 39, 40, que definen una ranura 41
horizontal (véase la figura 4c). En este punto, la cuchilla 35 corta
el material contra el yunque 29 y el material cortado continúa
descendiendo pasando por la ranura 41 hasta que el pliegue 42 está
alineado con la ranura 41. Durante este periodo, la lanzadera 33 ha
comenzado a avanzar hacia la ranura 41 y cuando el pliegue 42 se
alinea con la ranura 41, el borde 43 delantero de la lanzadera 33 se
acopla en el pliegue 42 para comenzar a empujar el pliegue al
interior de la ranura 41. Al mismo tiempo, se entrega una placa 44
en la lanzadera mediante el transportador 15 (véase la figura 4d).
Como se ilustra en la figura 4e, la lanzadera 33 lleva la placa 44
y la pieza cortada de material 45 a través de la ranura 41 haciendo
que el material 45 se doble alrededor de la placa 44 y entregando
el material y la placa al interior de la línea 47 de contacto de
dos rodillos 48 de sellado que retiran la placa 44 y el material 45
de la lanzadera 33 ahora retraída (véase la figura 4f) para
entregar la placa 44a completamente envuelta como se muestra en la
figura 4g. Los bordes del material 45 cortado se doblan entre sí
usando ruedas dentadas de una manera conocida por los expertos en
la técnica.
Como se describió anteriormente, los elementos
del dispositivo de envoltura son completamente convencionales,
aunque el dispositivo de envoltura de los solicitantes tiene varias
diferencias significativas con respecto a la técnica anterior.
Estas se tratarán a continuación:
Como se ha mencionado anteriormente, existen
dificultades considerables con las máquinas convencionales en la
configuración de la posición circunferencial precisa de la hoja 36
de plegado para garantizar que el pliegue 42 se produce en la
posición correcta en la pieza cortada de material 45. Esto se debe a
que, mientras que la sección del material 45, que pasa entre el
rodillo 28 y el yunque 29 entre el corte delantero y el acoplamiento
por la hoja 36 de plegado, está libre de arrastre, la hoja 36 de
plegado arrastra el material 45 durante un tiempo corto,
configurando la diferencia en el tiempo en que la mitad trasera del
material tarda en pasar a través de la línea de contacto.
Diferencias en el espesor, el perfilado y la composición química del
material 34 de envoltura pueden dar como resultado que el pliegue
42 se forme o bien demasiado pronto o bien demasiado tarde, dando
como resultado las condiciones de "corto en la parte superior"
y "largo en la parte superior" tratadas anteriormente. Los
solicitantes han apreciado que sorprendentemente se puede prescindir
del muy difícil proceso de alterar la posición de la hoja de
plegado usando cuñas, que es lo que se realiza actualmente, dejando
la hoja de plegado donde está y alterando la velocidad de giro del
rodillo 28 de corte y plegado durante su ciclo. Si el rodillo se
ralentiza entre los momentos en los que se corta el borde delantero
de una sección de material 45 mediante la cuchilla 35 y la llegada
de la hoja 36 de plegado al yunque 29, entonces la pieza subyacente
del material 45 se alargará, compensando un estado de "largo en la
parte superior". A la inversa, si este periodo se acorta, habrá
compensación de una condición de "corto en la parte
superior".
Una disposición de accionamiento de este tipo
podría lograrse de varias formas, pero es particularmente
conveniente usar un servomotor, que puede controlarse por
ordenador. De esta forma, un operario puede ajustar el control por
ordenador, que se describirá en más detalle más adelante, para
lograr placas envueltas simétricamente. Al hacerlo así, se registra
el tamaño de la placa y el material que se están procesando y este
ajuste lo retendrá el control por ordenador para permitir el
reajuste automático siempre que el operario quiera ejecutar de nuevo
esa combinación a través del aparato.
Para placas de diferente tamaño, pueden
requerirse diferentes longitudes de envoltura y los solicitantes han
apreciado que controlando estrechamente la velocidad de giro de los
rodillos 27 de alimentación, la longitud del material, que pasa
entre el rodillo 28 de corte y plegado y el yunque 29 en un ciclo de
giro de la cuchilla 35, depende de la velocidad con que se alimenta
el material. Por consiguiente accionando el rodillo 27a de
alimentación accionado con un servomotor, esta velocidad puede
controlarse estrechamente y de nuevo puede almacenarse el ajuste
apropiado para el reajuste automático posterior. Puesto que algunos
de los materiales de envoltura se estiran bajo tensión, de nuevo
puede ser deseable tener una velocidad de giro no constante del
rodillo 27a durante un único ciclo o grupo de ciclos para compensar
tal estiramiento.
La posibilidad de ajustar la profundidad del
pliegue se ilustra mejor en las figuras 5 a 7, que muestran el
dispositivo 12 de envoltura desde el lado opuesto a las vistas
mostradas en las figuras 3 y 4. La figura 7 es una vista del
diagrama de funcionamiento completo, aunque la disposición puede
observarse de manera más sencilla en las figuras 5 y 6. Éstas
muestran que el yunque 29 está montado en una placa 49 portadora,
que está montada a su vez de manera pivotante en 50. Balanceando la
placa portadora alrededor del pivote 50, puede variarse la anchura
del espacio o línea 51 de contacto que existe entre el yunque 29 y
el rodillo 28 de corte y plegado. La anchura del espacio 51
determina la profundidad del pliegue formado en el material para una
posición fijada de la hoja 36 de plegado.
En el lado opuesto del espacio 51, desde el
pivote 50, la placa 49 portadora tiene una leva tras la placa 52
que está ubicada para acoplar una excéntrica 53 giratoria. (Como
puede observarse en la figura 7, está previsto un resorte 54 para
impulsar la placa 52 contra la excéntrica 53). Como puede observarse
en las figuras 5(a) y (b) y 6 (a) y (b), en la disposición
particular de los solicitantes, el espacio 51 puede variar entre
2,3 mm y 0 mm, dependiendo de la posición de giro de la excéntrica
53. La figura 6 ilustra el accionamiento para la excéntrica 53 que
comprende un servomotor 54a y una cadena 55 de engranajes. Por
tanto, el servomotor 54 puede ajustar la posición del yunque y
puede almacenarse la posición de yunque apropiada para cualquier
combinación de placa/material particular. Es necesario compensar
este ajuste de la posición del yunque en relación con la cuchilla
35. La carga por resorte de la cuchilla 35 es suficiente en la
mayoría de los casos.
Volviendo a la figura 4, los dispositivos de
envoltura convencionales usan un rodillo loco que actúa contra la
superior de las ruedas 32 de sellado para retener el material
cortado cuando baja para que la lanzadera 33 lo empuje entre los
rodillos 32. Los solicitantes han apreciado que existen dos
desventajas en este sistema. En primer lugar, no puede controlarse
la tensión en el material 34 precortado, lo que conduce a
inexactitudes en la longitud de la envoltura y en las posiciones de
corte y plegado, y además no puede controlarse la tasa a la que se
alimenta hacia abajo la sección cortada del material 45 hacia los
rodillos 32 de sellado. Por tanto, los solicitantes han incorporado
el rodillo 30 de control accionado con la polea 31 loca, que juntos,
como puede observarse en los diagramas secuenciales en la figura 4,
inicialmente tensan el material 34 y posteriormente controlan la
tasa de alimentación del material 45. Convenientemente, el rodillo
30 se acciona a través del rodillo 27a de alimentación a través una
cadena de engranajes aumentada ligeramente. Alternativamente, puede
usarse un servomotor. De cualquier forma, la tasa de giro del
rodillo 30 puede controlarse con precisión y quizá variarse
dependiendo de si se está usando para tensar el material 34 o para
alimentar el material 45. De nuevo pueden ajustarse los ajustes
para el servomotor en la configuración y almacenarse para una
configuración automática posterior.
Los solicitantes han determinado que, de hecho,
puede ser ventajoso retirar las placas verticales que definen la
línea 41 de contacto. Esto se debe a que el pliegue a veces puede
colocarse erróneamente por la fricción diferencial que surge entre
el material 45 y las placas respectivas. De hecho, la formación del
pliegue tiende a mejorarse, porque el material se desvía contra los
rodillos 32, ayudando a la formación del pliegue.
La figura 8 es un diagrama controlado para el
aparato 10. Se observará que se usan servomotores por todo el
aparato tanto como se describió anteriormente, como también para
controlar la velocidad de los diversos transportadores y también,
en 55, se proporciona un servomotor 56 para ajustar la separación
entre las bolsas en el transportador 16 de bolsas. Se proporcionan
servomotores adicionales para ajustar las guías 22 y 58. Los
servomotores están controlados todos ellos por un sistema 57 de
control accionado por servomotor que, a su vez, puede controlarse
por el operario a través de una interfaz 58. Este uso de
servomotores y controles también permite los ajustes relativos
precisos entre las velocidades de funcionamiento de las diversas
partes del aparato. Por tanto, a diferencia completamente con la
práctica industrial, los solicitantes han concebido el aparato como
una única entidad con un gran número de características ajustables
controlables, en lugar de considerar cada elemento del aparato como
un dispositivo completamente independiente, que requiere la
configuración individual por un operario experto cada vez que se
cambia la combinación de placa/material. Los solicitantes no sólo
han logrado una forma de permitir la configuración automática de
una máquina, una vez que se ha determinado una "fórmula" para
cualquier combinación de placa/material particular, también han
creado un aparato que podría controlarse, al menos en parte,
dinámicamente en tiempo real, para autoajustarse para permitir
variaciones de fabricación en las placas o el material.
Claims (5)
1. Dispositivo de envoltura para formar una
envoltura de material alrededor de una placa de batería, que incluye
un par de rodillos (27) de alimentación, una estación de corte y
plegado y una estación de formación de envoltura
caracterizado porque el dispositivo de envoltura incluye
además un rodillo (30) de tensión para tensar el material antes de
cortar y ubicado aguas abajo de la estación de corte y plegado pero
aguas arriba de la estación de formación de envoltura.
2. Dispositivo de envoltura según la
reivindicación 1, en el que el rodillo (30) de tensión está
accionado por un servomotor o a través de los rodillos (27) de
alimentación.
3. Dispositivo de envoltura según la
reivindicación 2, en el que el servomotor está controlado por un
control (57) que tiene una memoria para retener el ajuste de
tensión apropiado para un material particular.
4. Aparato para formar grupos de placas de
batería, que incluye un primer suministro de placas para suministrar
placas separadas sucesivas, un dispositivo (12) de envoltura según
una cualquiera de las reivindicaciones anteriores para envolver en
material las placas del primer suministro (11), un segundo
suministro (13) de placas para suministrar placas no envueltas,
para formar apilamientos de una placa envuelta y una placa no
envuelta, un transportador (15) para transportar los apilamientos
hasta una salida (16) y un transportador de bolsas para recibir
múltiples apilamientos desde la salida para formar grupos,
caracterizado porque al menos una pluralidad de los
elementos anteriores tiene al menos una característica ajustable
controlada por un servomotor respectivo para permitir diferentes
combinaciones de material de envoltura de placas y un control para
ajustar los servomotores.
5. Aparato según la reivindicación 4, en el que
el control (57) incluye una memoria para retener los ajustes de
control para cada combinación de placa/envoltura usada en el aparato
para permitir el reajuste automático del aparato.
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