Brevet FR2404565A1 — publié le 19790427

La présente invention concerne les dispositifs pour l'enveloppement d'objets plats, notamment des électrodes d'accumulateurs, dans un matériau de séparation ou d'enveloppement. le dispositif faisant l'objet de l'invention peut trouver de nombreuses applications dans l'industrie de l'embaltage de pièces. le dispositif faisant l'objet de l'invention peut être appliqué de façon particulièrement efficace pour l'automatisation de l'enveloppement d'électrodes d'accumulateurs nickel-cadmium à puissance spécifique-accrue qui comportent des électrodes minces enveloppées dans une enveloppe extra-mince à faible résistance mécanique, par exemple les batteries employées dans l'aviation, les automobiles électriques, etc... Un tel dispositif permet d'augmenter notablement la cadence opératoire, grâce à l'automatisation des opérations les plus lourdes en main-d'oeuvre dans la fabrication des accumulateurs, exécutées jusqu'ici principalement à la main, et d'améliorer la qualité des électrodes enveloppées grâce à l'obtention assurée d'une tension uniforme de la séparation ou enveloppe sur la surface de l'électrode. le problème de la mécanisation de l'enveloppement des électrodes des accumulateurs à capacité spécifique accrue en énergie et à puissance spécifique accrue réside dans le fait que les électrodes minces à résistance mécanique faible des accumulateurs fléchissent lorsque la séparation ou enveloppe est tendue sur celles-ci; des fronces se forment près des soudures et d'autres défauts apparaissent, ce qui ne permet pas de mécaniser cette opération qui est la plus lourde en main-d'oeuvre. C'est pour cette raison que, en URSS et dans les usines des principales firmes étrangères, l'enveloppe- ment des électrodes pour la fabrication de tels accumulateurs est principalement exécuté à la main. On connaît un dispositif pour l'enveloppement d'objets plats comprenant un mécanisme d'alimentation en matériau réalisé sous la forme de deux bobines espacées, montées sur des axes parallèles, un guide-matériau constitué par un gabarit de forme sur lequel vient se placer l'objet à envelopper, et un mécanisme de préhension pourvu d'éléments de préhension. Toutefois, un tel dispositif n'a pas trouvé d'applications dans le domaine de l'enveloppement des électrodes d'accumulateurs car la conception du guide pour le déplacement de l'objet à envelopper et des éléments du mécanisme de préhension ne permet pas d'obtenir un enveloppement de qualité, avec un serrage prédéterminé du matériau de séparation contre l'électrode sur toute sa surface, du fait que dans ce dispositif l'électrode peut se décaler par rapport à la séparation et que le matériau de séparation peut se déformér pendant la reprise par le mécanisme de préhension. le but de l'invention est de fournir un dispositif qui évite les inconvénients énumérés du dispositif connu. Un autre but de l'invention est de réaliser un dispositif simple et fiable pour l'enveloppement d'objets plats. l'invention vise également à assurer un abaissement des dépenses en main-d'oeuvre entraînées par l'enveloppement des électrodes, ainsi qu'une élévation de la qualité de cet enveloppement. En résumé, l'invention a pour but de réaliser un dispositif simple et fiable pour l'enveloppement d'objets plats, notamment d'électrodes minces à faible résistance pour accumulateurs à puissance spécifique accrue, qui assure l'automatisation de la réalisation des séparations, l'abaissement des dépenses en main-d'oeuvre et l'élévation de la qualité de l'enveloppement des électrodes grâce à un changement de conception du sous-ensemble d'enveloppement. Suivant l'invention, ces buts sont atteints au moyen d'un dispositif d'enveloppement d'objet plats, notamment d'électrodes d'accumulateurs dans un matériau de séparation, comprenant un mécanisme d'alimentation en matériau constitué par deux bobines espacées portant le matériau et montées suivant des axes parallèles, et un guidematériau sur lequel est placé l'objet à envelopper, le déplacement dudit objet conjointement avec le matériau étant assuré par une pince, caractérisé en ce que le guide-matériau-comporte une rainure adaptée pour recevoir l'objet à emballer, ouverte du coté de la pince et limitée à son autre extrémité par une butée fixe, le guidematériau étant monté sur un chariot anime', conjointement avec la pince, d'un mouvement rectiligne alternatif au moyen d'une liaison cinématique réglable les accouplant entre eux. le dispositif d'enveloppement d'objets plats conforme à l'invention assure l'automatisation de l'assemblage des électrodes avec la séparation ou enveloppe pour les accumulateurs nickel-cadmium à capacité spécifique accrue en énergie et à puissance spécifique accrue comportant des électrodes minces enveloppées dans une sépara tion ou enveloppe extra-mince à faible résistance mécanique, par exemple les batteries employées dans l'aviation, les automobiles électriques, etc.., en abaissant les dépenses en::main-d'oeuvre pour la fabrication de tels accumulateurs, et en augmentant la productivité du travail et la qualité de l'enveloppe des électrodes grâce au fait que les moyens de guidage pour l'électrode sont réalisés sous la forme d'une rainure et conjugués au guide-matériau, ce qui assure un positiounement précis de l'électrode pendant toute la durée du cycle de son enveloppement dans le matériau et de sa reprise conjointement avec le matériau par la pince. I1 en résulte une amélioration de la qualité de l'envelopement, par suppression de l'éventualité de l'apparition de fronces et de la déformation de l'enveloppe et de l'électrode. les organes actifs du mécanisme d'avance du matériau et de la pince ainsi conçus permettent l'exécution du cycle opératoire à grande vitesse, ce qui accroît la cadence opératoire du dispositif. le dispositif suivant l'invention est plus particulièrement destiné à être utilisé dans une ligue automatisée d'assemblage d'accumulateurs; il peut aussi être employé de manière isolée pour l'enveloppement des électrodes d'accumulateurs de tous types ayant une séparation similaire. La simplicité et la fiabilité du dispositif permettent de lui prévoir des applications étendues dans d'autres domaines de l'enveloppement (emballage) d'objets plats. l'invention sera maintenant expliquée plus en détails à propos d'un exemple de réalisation illustré par les dessins annexés dans lesquels la Fig. 1 est une vue d'ensemble en coupe et en élévation d'un dispositif conforme à l'invention pour l'enveloppement d'objets plats; la Fig, 2 représente le même dispositif en vue de dessus; la Fig. 3 est une vue montrant la coopération du chariot et de la pince. On donnera ci-après une description d'un dispositif pour l'enveloppement d'électrodes d'accumulateurs dans un matériau de séparation, à titre d'exemple de réalisation de dispositif pour l'enveloppement d'objets plats. le dispositif conforme à l'invention comprend un bâti 1 (Fig. i) dans lequel est placé-un dispositif d'actionnement 2 à arbres à came. Sur les arbres à cames sont calées une came 3, assurant le fonctionnement du mécanisme de la pince, et une came 4, intimant a la pince un mouvement rectiligne alternatif pendant l'enveloppement. Sur la plaque supérieure du bâti I sont placées des glissières 5, dans lesquelles le corps 6 du mécanisme de la pince 7 est monté de façon qu'il puisse exécuter un mouvement rectiligne alternatif horizontal. Près des glissières 5, dans leur alignement, sur la plaque supérieure du bâti 1, sont fixées des glissières 8 dans lesquelles le chariot 9 du mécanisme d'avance du matériau est monté de fa çon qu'il puisse également exécuter un mouvement rectiligne alternatif horizontal. Sur des ases paralleles du chariot 9 sont montées des bobines 10 (Fig. 1 et 2) espacées portant le matériau d'enveloppement. Sur le chariot 9 sont montés parallèlement aux bobines 10 des rouleaux 11 et un guide-matériau 12.Dans le guide-matériau 12 est ménagée une rainure A (Fig.1, 3) ouverte du c8té de la pince 7 et limitée du c8té opposé par une butée fixe 19 qui est fixée directement sur le bâti 5. les dimensions de la rainure ss correspondent à celle de l'objet à envelopper, en l'ocourrance l'électrode 14 à en- velopper, et de la butée 13, ce qui permet le déplacement libre du guide-matériau 12 conjointement avec le chariot 9. le corps du chariot 9 est lié au corps 6 du mécanisme de la pince 7 par une tringle 15 (Fig. 1,3), surie bout libre de laquelle sont montées des butées réglables 16 qui coopèrent avec les faces du corps du chariot 9. la pince 7 est réalisée sous la forme de deux mors montés sur des axes parallèles 17 dans le corps 6 (Fig. 1) et elle est liée à la came 3 par des tringles 18, une-transmission à coin 19 et une barre avec une rainure 20, assurant le positionnement de l'électrode 14 à envelopper dans la pince 7. le corps 6 du mécanisme de la pince est animé d'un mouvement rectiligne alternatif dans les glissières 5, au moyen d'un secteur denté 21 qui coopère avec la came 4 de l'actionneur 2. Sur la plaque du bâti 1 sont aussi montés d'autres mécanismes auxiliaires qui assurent le fonctionnement automatique du dispositif. Près du chariot 9 (Fig. 2) est monté le mécanisme de chargement des électrodes 14 dans la rainure A du guide-matériau 12, ce mecanisme comprenant un chargeur 22 contenant des électrodes 14, au-dessus duquel est monté un manipulateur 23 qui transmet les électrodes 1t une à une du chargeas 22 à un transporteur pas-à-pas 24 chargeant chaque électrode dans la rainure A en vue de l'enveloppement. De l'autre côté du bâtil,au poste de déchargement des électrodes enveloppées, est monté un empileur 25 au-dessous duquel est placé un chargeur interchangeable 26 dans lequel les électrodes 14 venant d'être enveloppées sont rangées automatiquement. Suivant la ligne de soudage, entre la pince 7 et le chariot 9 (Fig. 3,2) se trouvant dans la position la plus à gauche, est monté un sous-ensemble exécutant la soudure longitudinale.Ce sous-ensemble comprend deux paires de règles de conformation 27 montées l'une vis-à-vis de l'autre et serrant la bande de matériau avant le soudage, et un couteau de soudage 28 animé entre les règles de serrage 27 lors du soudage, d'un mouvement rectiligne alternatif vertical imprimé par un dispositif d'actionnement (non représenté sur les dessins).-Le couteau de soudage 28 (Fig. 2) peut être réalisé, par exemple, sous la forme dsun fil 30 tendu entre des galets 29 et chauffé par un courant électrique que l'on fait circuler à travers ce fil. Près de la pince 7 (Fig. 2) est également monté un ensemble 31 d'exécution de la soudure transversale comprenant des règles de conformation 32 et un couteau de soudage 33 analogues aux règles 27 et au couteau 28. Si les pièces doivent être entièrement enveloppes, des quatre côtés, un sous-ensemble identique de soudage transversal peut être monté sur le côté opposé de la pince 7. le dispositif conforme à l'invention fonctionne de la façon suivante. Avant l'enveloppement, les extrémités de la bande 34 (Fig. 3) de matériau de séparation des deux bobines 10 sont engagées entre les rouleaux 11 (Fig. 3) et, après contournement du guide-matériau 12, elles sont serrées entre les règles de conformation 27. Ceci fait, les extrémités des bandes 34 sont soudées par descente du couteau de soudage 28 chauffé entre les règles 27. Ensuite une électrode 14 est poussée dans la rainure A du guide-matoriau 12. Un chargeur 22 (Fig. 2) rempli d'électrodes 14 est mis en place sur le mécanisme de chargement, et un chargeur vide 26 est mis en place dans l'empileur 25. Ces opérations exécutées, le dispositif réglé est prêt au fonctionnement en régime automatique. Pour la mise en marche du dispositif, on enclenche le dispositif d'actionnement 2 (Fig. 1). la came 3 agit alors sur le coin 19 qui, par l'intermédiaire des tringles 18, ouvre la pince 7; la came 4 agit sur le secteur denté 21 qui déplace le corps 6 de la pince 7 vers la droite dans les glissières 5. La tringle 15 (Fig. 3) glisse alors librement à travers le corps du chariot 9 sans le déplacer, tant que la butée 16 de gauchen'at- teint pas la face du corps; ensuite le corps 6 de la pince 7 et le chariot 9 commencent à se déplacer conjointement. A ce moment, les mors de la pince 7, tenus écartés, se trouvent près du guide-matériau 12 et s'engagent sur 11 électrode 14 qui est poussée hors de la rainure A par la butée 13. Ainsi, dès que l'électrode 14 avec le matériau tendu sur celleci sort de la rainure A du guide-bande 12, elle s'engage dans l'est pace entre les mors de la pince 7. Dans la position d'extrême droite, l'électrode 14 se trouve engagée dans la rainure A à une profondeur de 5 à 8 mm; le reste ae l'électrode avec le matériau se trouve dans l'espace entre les mors de la pince 7. la came 3 (Fig. 1) serre alors les mors de la pince 7, et la came 4 du dispositif d'actionnement 2 commence à déplacer vers la gauche le corps 6 de la tance 7 deos les glissières 5. Le chariot 9 reste immobile tant que la butée de droite 16 (Fig. 3) ne touche pas son corps.L'électrode 14 est déplacée pendant ce temps vers la gauche conjointement avec la pince 7 en tirant les bandes 34 de dessous les rouleaux 11, jusqu'à ce que l'électrode 14 soit entièrement sortie de la rainure A du guide-matériau 12 et s'en écarte d'une distance de 5 à 6 mm nécessaire pour le passage des règles 27. Ceci étant, le chariot 9 se déplace conjointement avec la pince 7 jusqu'à sa position la plus à gauche, et l'électrode 14 est amenée a la position B (Fig. 3). A ce moment les règles de conformation 27 se rapprochent et serrent les bandes de matériau, tandis qu' une nouvelle électrode est introduite dans la rainure A du t5uide- matériau 12; le couteau 28 coupe le matériau entre les règles de conformation 27, en soudant les extrémités des bandes de part et d' autre. les règles 27 s'écartent, la came 7 ouvre la pince 7, le corps 6 commence à se déplacer vers la droite, en répétant le cycle dren- veloppement pour l'électrode suivante, tandis que l'électrode sous matériau soudé reste sur place, à la position B (Fig. 3). 'lorsque les mors de la pince 7 saisissent l'électrode suivante, ils serrent simultanément deux électrodes et poussent l'électrode précédente à la position 'C" pour l'exécution de la soudure transversale. le soudage transversal est exécuté par le couteau 33 de manière analogue, entre les règles 32 (Fig. 2) servant le matériau près de la soudure. lors de la course suivante de la pince 7, cette électrode est poussée à la position D (Fig. 3) par l'empileur 25 (Fig. 2) qui la range ensuite dans le chargeur 26. De la sorte, la cadence opératoire du dispositif automatique est déterminée par le cycle du mouvement rectiligne alternatif de la pince 7 et par la durée d'exécution de la soudure longitudinale par le coutéau 28. La soudure transversale, le chargement et le déchargement des électrodes sont exécutés simultanément avec le cycle principal. le mouvement de l'électrode à partir de la position B a lieu le long de règles de support 35 (Fig. 3).Par règlage de la position des butées 16 sur la tringle 15 on obtient le serrage voulu de l'en- veloppe. les sous-ensembles de soudage peuvent être de diverses conceptions l'essentiel étant qu'il forme deux soudures, de part et d'autre du couteau, lors de la coupure. le dispositif d'actionnement peut lui aussi être réalisé sous différentes formes, par exemple sous forme pneumatique, hydraulique, etc.. le dispositif d'enveloppement d'objets plats, conforme à l'invention, permet d'automatiser l'assemblage des électrodes avec leur séparation ou enveloppe, par exemple pour les accumulateurs nickelcadmium à capacite.spécifique accrue en énergie et à puissance spécifique accrue qui comporte des électrodes minces à faible résistance mécanique, grâce au fait que le dispositif de guidage de l'électrode est réalisé sous la forme d'une rainure A pourvue d'une butée fixe 13 et est accouplé à la pince 7 par une liaison cinématique, ce qui assure un positionnement précis de l'électrode 14 pendant tout le cycle d'enveloppement par le matériau et lorsqu'elle est reprise conjointement avec le matériau par la pince 7, la tension du matériau pouvant être réglée. Une telle conception du mécanisme d'avance du matériau et d'enveloppement supprime l'éventualité d'une déformation de l'électrode et de la formation de fronces sur l'enveloppe, et permet d'exécuter l'enveloppement avec des vitesses élevées des organes actifs, ce qui augmente la cadence opératoire du dispositif, tout en conzervant une qualité d ' enveloppement des des électrodes élevée. Revendication Dispositif d'enveloppement d'objet plats, notamment d'électrodes d'accumulateurs dans un matériau de séparation, comprenant, montés sur un bâti, un mécanisme d'alimentation en matériau constitué par deux bobines espacées portant le matériau et montées suivant des axes parallèles, et un guide-matériau sur lequel est placé l'objet à envelopper, le déplacement dudit objet conjointement avec le matériau étant assuré par une pince, earactérisé en ce que le guidematériau comporte une rainure adaptée pour recevoir l'objet à emballer, ouverte du côté de la pince et limitée à son autre extrémité par une butée fixe, le guide-matériau étant monté sur un chariot animé, conjointement avec la pince, d'un mouvement rectiligne alternatif au moyen d'une liaison cinématique réglable les accouplant entre eux.