УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРФОРАЦИИ ЛЕНТЫ Российский патент 1995 года по МПК H01M4/76 H01M10/28 B21D28/36 

Изобретение относится к устройствам для перфорации изделий, получаемых из ленточных материалов, и может быть использовано в электротехнической промышленности для перфорации ламельной (токоотводящей) ленты при изготовлении электродов щелочных аккумуляторов, а также в других отраслях промышленности.

Известно устройство для перфорации ламельной ленты электродов щелочного аккумулятора, состоящее из колющего ролика с двусторонне скошенными зубьями, ролика-матрицы с кольцевыми выемками и прижимного ролика, с помощью которого перфорирование ламельной ленты осуществляется путем ее прокалывания таким образом, что образующиеся при этом в ленте отверстия продолговатой формы в виде окон имеют по четыре заусенца, расположенных вдоль соответствующих сторон окна [1]
Недостатком перфорации, выполненной с помощью данного устройства, является то, что заусенцы, отгибаясь при прессовании активной массы в ламельных лентах, частично закрывают отверстия, что приводит к снижению качества электрода и снижению удельных электрических характеристик аккумулятора.

Известно также устройство для перфорации токоотводящей ленты, содержащее кинематически связанные колющий ролик-пуансон с зубьями, одна из сторон которых затылована, т.е. обработана по криволинейной поверхности, ролик-матрицу с кольцевыми канавками, прижимной и направляющий ролики [2]
Устройство предназначено для получения в ленте отверстий без заусенцев. Раз так, то появляется отход материала ленты, который может оставаться либо в кольцевых канавках матрицы, либо налипать на зубья пуансона. В обоих случаях это может привести к выходу из строя инструмента (пуансона и матрицы). Второй недостаток устройства сложная форма зуба, особенно затылованной его части. Учитывая малые размеры зубьев (размеры отверстий в ламельных лентах щелочных аккумуляторов составляют доли миллиметров), можно сделать вывод о чрезвычайно большой стоимости изготовления такого пуансона. Третий недостаток устройства отверстия получаются без заусенцев. Следовательно, площадь соприкосновения ленты с активной массой уменьшается по сравнению с лентой, у которой имеются заусенцы у каждого отверстия, что снижает удельные электрические характеристики электрода.

Задачи, на решение которых направлено изобретение, повышение технологичности конструкции и качества перфорации, а также надежности работы устройства.

Решение указанных задач достигается за счет того, что устройство для перфорации ленты, содержащее кинематически связанные вращающиеся колющий ролик-пуансон с зубьями, ролик-матрицу с канавками, прижимной и направляющий ролики, снабжено дополнительным роликом-гребенкой, расположенным под роликом-матрицей, натяжными планками, при этом ролик-пуансон выполнен с возможностью вертикального возвратно-поступательного движения, зубья ролика-пуансона выполнены с односторонним скосом, параллельным оси ролика-пуансона.

Благодаря сложению двух движений: возвратно-поступательного движения оси колющего ролика-пуансона и вращательного движения самого ролика-пуансона, а также тому, что скос на зубе колющего ролика-пуансона выполнен параллельно его оси, зубья колющего ролика-пуансона входят и выходят из пробитых отверстий в ленте по сложной, траектории без боковых нагрузок и разрывов ленты, что способствует повышению качества перфорации и надежности работы конструкции.

Повышение качества перфорации и надежности работы устройства достигается также за счет того, что лента для натяжения протягивается между натяжными планками, направляющий ролик равномерно прижимает ленту к наружной поверхности ролика-матрицы, а прижимной ролик исключает проскальзывание ленты по ролику-матрице, обеспечивая в процессе перфорации равномерный прокол отверстий и предотвращая коробление материала, а также благодаря очистке канавок ролика-матрицы от загрязнения с помощью зубьев ролика-гребенки. При этом за счет того, что в процессе обкатки зубьев ролика-пуансона с одновременным возвратно-поступательным перемещением, когда они находятся в канавках ролика-матрицы, сами зубья отгибают в ленте заусенцы перфорации в сторону перемычки между отверстиями на угол, больший 90^о. Это повышает качество перфорирования, так как при прессовании электрода с активной массой заусенец, с одной стороны, обеспечивает дополнительный контакт с активной массой, с другой стороны, исключено подгибание заусенца в сторону отверстия, при этом отверстие не перекрывается.

В заявляемом устройстве инструмент менее сложен, следовательно, дешевле, чем в прототипе. Наличие дополнительного устройства для осуществления возвратно-поступательного движения существенного значения не имеет, так как затраты на него носят разовый, а затраты на инструмент систематический характер.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 показано сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 дан вид Б на фиг.1; на фиг.4 показано сечение В-В на фиг.3; на фиг.5-8 показаны схемы входа зубьев в ленту и выхода из нее при возвратно-поступательном движении и одновременном вращении колющего ролика.

Устройство для перфорации ленты содержит колющий ролик-пуансон 1 с односторонне скошенными зубьями 2, ролик-матрицу 3 с кольцевыми канавками С и прижимной ролик 4. Ролики 1, 3 и 4 выполнены с возможностью вращения и кинематически связаны между собой. Перфорируемая лента 5 пропущена между ними. Ролик 1 выполнен также с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения. Приводы вращения и возвратно-поступательного перемещения на фигурах не показаны. Центральный угол между соседними зубьями 2 колющего ролика-пуансона 1 равен α.

Устройство содержит также направляющий неприводной ролик 6, смонтированный на неподвижной оси, жестко закрепленные ролик-гребенку 7 и планку 8, подпружиненную с помощью пружины 9 планку 10.

Устройство работает следующим образом.

Ленту 5 (фиг.1) из петли разматывающего устройства (не показано) для натяжения пропускают через щель между планками 8 и 10 и протягивают между направляющим роликом 6, колющим роликом-пуансоном 1, роликом-матрицей 3 и прижимным роликом 4, а затем подают на сматывающее устройство (не показано).

Включается привод вращения роликов (не показан). При этом лента 5 огибает направляющий ролик 6, затем наружную поверхность ролика-матрицы 3 и прижимной ролик 4. Тянущими при этом являются ролик-матрица 3 и прижимной ролик 4.

Привод вертикального перемещения действует синхронно с приводом вращения (не показаны). При этом колющий ролик-пуансон 1 опускается, одновременно вращаясь, и своими зубьями 2 входит в кольцевые канавки С ролика-матрицы 3 (фиг.2), прокалывая отверстия в ленте 5.

В процессе обкатки зубьев колющего ролика-пуансона, когда они находятся в нижнем либо промежуточном положении, зубья отгибают заусенцы перфорации в сторону перемычки между отверстиями ленты на угол, больший 90^о (на фиг.5-8).

Очистка канавок ролика-матрицы от загрязнения отломанными частицами заусенцев осуществляется с помощью зубьев ролика-гребенки 7, которые аналогично зубьям ролика-пуансона 1 входят в канавки ролика-матрицы 3 при его вращении.

На фиг.5-8 отражен частный случай, когда за каждый цикл возвратно-поступательного движения оси ролика вниз-вверх ролик 1 поворачивается на угол, равный 4. При этом каждый из четырех соседних зубьев 2 занимает свое положение.

Первый зуб (на фиг.5 обозначен цифрой 0) касается ленты в тот момент, когда ось ролика-пуансона 1 находится в верхнем положении. Затем происходит сложение двух движений (вращательного и возвратно-поступательного) и осуществляется сложное движение вращение ролика 1 вокруг оси и опускание самой оси. При этом перфорирование возможно при полном или неполном выходе зубьев из канавок ролика-матрицы. После прокалывания ленты зуб выходит из отверстия в ленте почти вертикально.

Так как опускание оси ролика-пуансона 1 начинается несколько раньше того момента, когда второй зуб (на фиг.6 обозначен 0) коснется ленты, то он выходит из ленты с некоторым опозданием.

В момент выхода третьего зуба (на фиг.7 обозначен 0) начинается подъем оси пуансона, который заканчивается после выхода четвертого зуба (на фиг.8 обозначен О) из ленты, происходящего также с некоторым опозданием.

На фиг.5-8 видно, что во всех случаях стенки соответствующих зубьев при выходе из отверстия в ленте направлены не радиально, а по эвольвенте, как у зубьев зубчатого колеса, и зуб выходит без боковых нагрузок, т.е. без разрывов ленты. В то же время в процессе обкатки зубьев, когда они находятся в нижнем либо в промежуточном положении, зуб отгибает получившийся при перфорации заусенец в ленте и для этого не нужны дополнительные устройства.

Фиг. 5-8 отражают частный случай при определенных величинах диаметров ролика-пуансона и ролика-матрицы, количестве зубьев при отношении i где Т время цикла возвратно-поступательного движения;
n величина, равная , где Z₁ количество зубьев ролика-пуансона, на которые он поворачивается за время Т;
Z полное число зубьев ролика-пуансона.

На фиг.5-8 показаны схемы движения зубьев при их неполном выходе из канавки С ролика-матрицы 3. Возможно перфорирование и при полном выходе зубьев из ролика-матрицы.

Производительность процесса перфорации можно выразить в виде следующей формулы:
L m ˙Kl, где L длина отперфорированной ленты за единицу времени;
m количество ходов, т.е. возвратно-поступательных перемещений в единицу времени;
К величина, показывающая, на какой угол, кратный углу α, поворачивается ролик-пуансон за один цикл возвратно-поступательного перемещения оси ролика вниз-вверх, при этом желательно, чтобы скорость вращения также была кратной углу α;
l линейный шаг между зубьями.

Использование: в производстве ламельных электродов щелочных аккумуляторов. Сущность изобретения: устройство содержит кинематически связанные вращающийся колющий ролик-пуансон 1 с односторонне скошенными зубьями 2 скос которых параллелен оси ролика-пуансона 1 выполненный с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения, вращающийся ролик-матрицу 3 с кольцевыми канавками, расположенный под ним ролик-гребенку 7 прижимной ролик 4 направляющий ролик 6 и натяжные планки 8, 10. Устройство надежно в работе и устраняет боковые нагрузки и разрезы перфорируемой ленты, а также предотвращает перекрытие отверстий заусенцами. 8 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРФОРАЦИИ ЛЕНТЫ, содержащее кинематически связанные колющий ролик-пуансон с зубьями, ролик-матрицу с канавками, прижимной и направляющий ролики, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным роликом-гребенкой, расположенным под роликом-матрицей, и натяжными планками, ролик-пуансон выполнен с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения, а зубья ролика-пуансона с односторонним скосом, параллельным оси ролика пуансона.