DE69404944T2

DE69404944T2 - Ladevorrichtung und verfahren

Info

Publication number: DE69404944T2
Application number: DE69404944T
Authority: DE
Inventors: Robert Timothy 34 Alma Road Cheltenham Gloucestershie Gl51 5Lz Hopwood
Original assignee: TBS Engineering Ltd
Current assignee: TBS Engineering Ltd
Priority date: 1993-05-29
Filing date: 1994-05-17
Publication date: 1998-01-15
Anticipated expiration: 2014-05-18
Also published as: GB9311186D0; AU6656194A; EP0651722A1; DE69404944D1; JPH08500207A; CA2138035A1; AU670690B2; JP3444891B2; WO1994027897A1; US5459922A; CA2138035C; ES2106536T3; ATE156773T1; EP0651722B1

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zum Laden von Batterieplatten oder dergl. in benachbarte Zellen in einem Halter.
Bei der Herstellung von Industrie- und Fahrzeugbatterien ist es notwendig, Gruppen von Platten in Zellen in einem Batteriekasten zu laden. Es kann auch notwendig sein, Gruppen von Platten in Bearbeitungs- und Herstellungseinrichtungen einzusetzen. Bei vielen Batterien sind die Zellen in dem Kasten oder einem anderen Halter Seite an Seite angeordnet, und es hat sich gezeigt, daß es möglich ist, die Platten gleichzeitig in alternierende Zellen unter Verwendung einer Führung mit einer Reihe von Trichtern einzuführen. Die Führung ist nötig, da die Platten sehr eng gepackt in den Zellen liegen und beim Greifen oft etwasauseinandergespreizt werden, wodurch das Einführen erschwert wird. Durch das Laden von alternierenden Zellen kann sich jeder Trichter über die benachbarte Zelle erstrecken, die nicht gefüllt wurde. Eine derartige Anordnung ist in unserer US-PS 4 887 350 dargestellt.
Es gibt andere Batterien, z.B. Lastwagenbatterien, bei denen die Zellen in zwei nebeneinander liegenden Gruppen von jeweils drei Zellen angeordnet sind, und in diesem Fall ist das Beladen alternierender Zellen bestenfalls eine langwierige Prozedur und schlimmstenfalls unmöglich wegen der Kräfte, die auf die Zwischenwände der Zellen ausgeübt würden. Die Erfindung hat zum Ziel, das Problem von Batteriekästen oder anderen Haltern mit dieser Konfiguration zu überwinden, aber es sei darauf hingewiesen, daß sie auf jede Anordnung von Zellen anwendbar ist.
Nach einem Gesichtspunkt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Laden von Gruppen von Batterieplatten oder dergl. in benachbarte Zellen mit einer gemeinsamen Mittelebene in einem Halter, mit Führungsmitteln zum Definieren von benachbarten Räumen, von denen jeder einen größeren Querschnitt hat als eine Zelle, Mitteln zum Einsetzen der Gruppen in jeweils einen der Räume, Mitteln zum Zusammenschieben der Führungsmittel und zum Einstellen des Abstandes der Gruppen voneinander, so daß die Abstände in Größe und relativer Lage im wesentlichen mit den Zellen übereinstimmen, Mitteln zum Einführen der Führungsmittel mit den Gruppen in den Räumen in die Zellen und Mitteln zum Einsetzen der Gruppen in die Zellen.
Bei einer bevorzugten Ausführung sind die Mittel zum Einführen der Gruppen in die Räume und die Mittel zum Einsetzen der Gruppen in die Zellen die gleichen und sie können Mittel zum Ergreifen der Seiten der Gruppen und weitere unabhängige Mittel zum Halten und/oder Schieben des oberen Endes der Gruppen aufweisen.
Nach einem anderen Gesichtspunkt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Laden von Gruppen von Batterieplatten in benachbarte Zellen in einem Halter, wobei die Gruppen in benachbarte, von Führungsmitteln definierte Räume eingesetzt werden, die jeweils einen größeren Querschnitt haben als eine entsprechende Zelle, die Führungsmittel die Gruppe umgreifen und den Abstand der Gruppen so einstellen, daß die Räume in Größe und relativer Lage im wesentlichen mit den Zellen korrespondieren, dann die Führungsmittel mit den Gruppen in den Räumen in die Zellen eingeführt und schließlich die Gruppen in die betreffenden Zellen eingesetzt werden.
Bei der Vorrichtung können die die Gruppen einsetzenden Mittel jeweils mindestens zwei Greifer zum Ergreifen einer Gruppe aufweisen, und die Mittel zum Einstellen des Abstandes können Mittel zum Bewegen der Greifer aufeinander zu entlang der Ebene und die die Gruppen einsetzenden Mittel können Mittel zum Bewegen der Greifer durch die Führungsmittel hindurch zum Laden der Gruppen in ihre betreffenden Zellen enthalten.
In jedem Fall können die Führungsmittel Wände aufweisen, die eine Reihe von Führungsräumen für die Gruppen definieren, und diese Wände können eine erste Gruppe von Wänden aufweisen, die im großen und ganzen rechtwinklig zur Mittelebene liegen und im wesentlichen entlang der Ebene aufeinander zu bewegbar sind. Die Wände können auch eine zweite Gruppe von Wänden enthalten, die im großen und ganzen parallel zu der Ebene liegen und aufeinander zu bewegbar sind, indem sie um im wesentlichen parallel zu der Ebene der ersten Gruppe verlaufenden Achsen nach innen in den Raum drehbar sind, und/oder die zweite Gruppe von Wänden kann auf zwei Schienen gelagert sein, die parallel zu und auf der einen und der anderen Seite der Ebene angeordnet sind.
Auf den Schienen können Abstandshalter angeordnet sein, welche den kleinsten Abstand der Wände der ersten Gruppe voneinander definieren. Den Wänden der zweiten Gruppe können Nocken zugeordnet sein, um sie von ihrer auseinandergezogenen Stellung in ihre zusammengeschobene Stellung zu bringen.
Die Vorrichtung kann weiterhin zwei Träger aufweisen, die jeweils mindestens zwei Greifer tragen und zwischen einer Aufnahmestation und einer den Halter aufnehmenden Station bewegbar sind und mit den Führungsmitteln zusammenarbeiten, um aufeinanderfolgende Gruppen von benachbarten Zellen zu beladen. Neben der Aufnahmestation und/oder der den Halter aufnehmenden Station kann eine Parkstation vorgesehen sein. Die Greifer können Mittel zum Ergreifen der Seiten der Gruppen und Mittel zum Halten und/oder Schieben der oberen Enden der Gruppen aufweisen.
Die Erfindung kann auf verschiedene Weise ausgeführt werden, und ein spezielles Ausführungsbeispiel wird nun im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Batteriekastens, aus der die Anordnung der Zellen hervorgeht,
Fig. 2 ist eine z.T. schematische Seitenansicht der Vorrichtung zum Laden von Gruppen von Batterieplatten in einen Batteriekasten,
Fig. 3 ist eine Stirnansicht der Vorrichtung von Fig. 2, wobei der Batteriekasten und die zugehörige Vorrichtung weggelassen sind,
Fig. 4 und 5 sind eine Seiten- und eine Vorderansicht eines Greifers in der Vorrichtung von Fig. 2 in einer Stellung,
Fig. 6 ist eine Draufsicht einer Führungseinrichtung in der Vorrichtung von Fig. 2,
Fig. 7 ist eine Seitenansicht der Führungseinrichtung von Fig. 6,
Fig. 8 ist eine Stirnansicht der Führungseinrichtung von Fig. 6 und 7, und
Fig. 9 ist eine schematische Darstellung der Batteriegruppen, die in einen Batteriekasten geladen werden, wobei in den Zellen von links nach rechts aufeinanderfolgende Verfahrensstufen dargestellt sind.
Wie vorher erwähnt, sind bei manchen Batterien die Zellen in zwei Gruppen nebeneinander angeordnet. Eine derartige Anordnung ist in Fig. 1 gezeigt, und der Zweck der nachfolgend beschriebenen Vorrichtung besteht darin, gleichzeitig zuerst die Zellen 1 bis 3 und in einem zweiten Arbeitsgang die Zellen 4 bis 6 zu laden.
Die Ladevorrichtung ist in Fig. 2 allgemein mit 10 bezeichnet und sie ist in ihrer Lage relativ zum Abladekasten 11 einer Brückengießmaschine 12 dargestellt. Die detaillierte Führungseinrichtung von Fig. 6 und 7 ist der besseren übersichtlichkeit halber weggelassen, jedoch ist seine anfängliche Ausgangsposition durch die strichpunktierte Linie 13 angedeutet.
Die Vorrichtung 10 hat einen Rahmen 14, der zwei Träger 15,16 trägt. Diese Träger sind in Fig. 2 jeweils zweimal dargestellt, um verschiedene Arbeits- und Parkstellungen zu illustrieren. Die Träger sind zwischen dem dem Kasten 11 zuge-wandten Ende des Rahmens 14 und dem allgemein mit 17 bezeichneten Ladeende verschiebbar. Zu diesem Zweck sind sie auf Rädem 18 gelagert und laufen auf Schienen 19. Sie können auf jede geeignete, dem Fachmann bekannte Art angetrieben werden.
Ein Förderer 20 ist am Ladeende 17 der Vorrichtung 10 angeordnet und trägt und bewegt einen Batteriekasten 21.
Jeder Träger trägt drei Greifmechanismen 22, die ihrerseits auf dem Träger längsverschiebbar gelagert sind, so daß ihre Abstände voneinander eingestellt werden können. Diese Bewegung wird vorzugsweise von stangenlosen Zylindern durchgeführt. Jeder Träger 15,16 ist auch vertikal verschiebbar, und die Antriebskraft für diese Bewegung wird durch einen Kolben 24 geliefert.
Die Greifermechanismen sind alle identisch und sie enthalten, wie aus Fig. 4 und 5 ersichtlich, ein oberes Kolbenelement 25, an dessen unteren Ende ein Greifkopf 26 angebracht ist. Der Greifkopf 26 enthält im wesentlichen zwei Greifelemente, nämlich erstens zwei flexible Platten 27, die durch einen Kniehebel oder dergl. aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können, und zweitens zwei Hakenelemente 28, die unter die Brücken 29 einer Gruppe 30 von durch ange-gossene Brücken verbundenen Platten 31 greifen können. Der Greifkopf 26 kann um die senkrechte Achse in Bezug auf den Kolben 25 gedreht werden.
Es ist ersichtlich, daß der Greifkopf 26 auch zwei weitere Kolben 32,33 enthält. Wie später in Zusammenhang mit Fig. 9 beschrieben, kann der Kolben 32 dazu benutzt werden, die Hakenelemente 28 relativ zu den Greiferplatten 27 anzuheben und abzusenken, während mit dem Kolben 33 die Hakenelemente mit der Gruppe 30 in Eingriff gebracht oder von dieser gelöst werden können, indem sie um Achsen 34 geschwenkt werden. Der Greifkopf enthält auch eine Schiebeplatte 26a zum Eingriff mit den Gruppen 30.
Es sei nun auf Fig. 6 bis 8 bezuggenommen. Die Führungseinrichtung 13 weist im wesentlichen einen Rahmen aus vier Stangen 35,36 auf, die sich entlang den Kanten eines imaginären rechtwinkligen Kastens erstrecken und erste und zweite Gruppen von Wänden 37 bzw. 38 tragen. Die Wände 37 der ersten Gruppe erstrecken sich seitlich in Bezug auf die Stangen und alle außer der am weitesten links gelegenen sind auf Abstandshaltern 39 angebracht, die frei auf den Stangen 35,36 laufen. Wie am besten aus Fig. 7 ersichtlich ist, tragen die Wände 37 federbelastete Platten 37a, die sich jeweils in die betreffenden Räume 40 zwischen den Wänden 37 erstrecken.
Die Wände 38 erstrecken sich im wesentlichen parallel zu den Stangen 35 und sind schwenkbar auf diesen gelagert, wobei für jeden zwischen Wänden 37 liegenden Raum 40 zwei Wände 38 vorgesehen sind. Die oberen Enden 41 der Wände 38 wirken als weitere Abstandhalter und korrespondierende komplimen-täre Abstandshalter 43 sind auf den unteren Stangen 36 angeordnet. Die allerletzte Wand 37b der Wände 37 ist an einem stangenlosen Zylinder 44 angebracht, so daß sie entlang den Stangen 35,36 derart bewegt werden kann, daß die Abmessungen der Räume in Längsrichtung verringert werden können. Bei dieser Bewegung kommen die Abstandshalter 39 an den Wänden 37 in Eingriff mit den oberen Enden 41 der Wände 38 im ersten der Räume 40, und diese kommen mit der nächsten Wand 37 in Berührung, bis alle Wände und Abstandshalter fest aneinandergeschoben sind.
Wie am besten aus Fig. 8 ersichtlich, liegen drehbare Nocken 45 gerade außerhalb jeder der Wände 38. Wenn die Nocken 45 gedreht werden, werden die Wände 38 in die betreffenden Räume 40 geschoben, um deren seitliche Abmessung zumindest am unteren Ende zu verringern.
Im Betrieb starten die Träger 15,16 von der Position, die in der rechten Hälfte von Fig. 2 dargestellt ist. Der Träger 16 istt einer Parkposition 42, während der Träger über dem Abladekasten 11 steht. in dieser Stellung können seine Greifmechanismen 22 in den Kasten 11 abgesenkt werden, um Gruppen 30 zu ergreifen, indem die Platten 37 an den Seiten der Gruppen 30 zur Anlage gebracht werden und die Hakenelemente 28 unter die Brücken 29 an den betreffenden Gruppen eingehakt werden. Die Greifmechanismen 22 werden dann angehoben und der Träger wird von rechts nach links bewegt, bis er über der rechten Gruppe von Zellen 1 bis 3 im Batteriekasten 21 liegt. Während dieser Bewegung werden die Greifköpfe 26 um 90º gedreht, so daß die Gruppen 30 mit den Zellen 1 bis 3 fluchten. An dieser Stelle liegt die Führungseinrichtung 13 über dem Batteriekasten 21, jedoch unter den Greifmechanismen 22. Die Greifmechanismen 22 werden dann abgesenkt, bis ihre Gruppen 30 in den Räumen 40 liegen, wie gestrichelt in Fig. 6 dargestellt.
Der stangenlose Zylinder 44 wird dann in Fig. 6 von rechts nach links bewegt, wodurch die Führungseinrichtung 13, wie vorher beschrieben, zusammengeschoben wird. Die Gruppen 30 können durch die Wände 37 seitwärts verschoben werden oder alternativ einzeln oder gleichzeitig durch einen geeigneten stangenlosen Zylinder verschoben werden. In letzterem Fall können die Greifmechanismen 22 an einem einzelnen Träger durch Ketten oder dergl. miteinander verbunden werden. Die Nocken 45 werden ebenfalls gedreht, so daß am Ende dieses vorganges jede Gruppe 30 vollständig in ihrem Führungsraum umschlossen ist und die Gruppen oder dergl. in genau dem gleichen Abstand voneinander liegen wie die Zellen 1 bis 3 in dem Batteriekasten 21. Weiterhin haben die Unterkanten der Räume 40 nun die gleichen Abmessungen wie die Zellen.
Die Führungseinrichtung 13 und die Greifmechanismen 22 werden nun auf das obere Ende des Batteriekastens abgesenkt, wobei die Platten 37a und die Unterkanten der Wände 38 eng in die Zellen 1 bis 3 eingreifen, wie bei der linken Zelle in Fig. 9 gezeigt. Nun können die Greiferplatten 27 gelöst und die Gruppen 30 entweder durch Lösen der Hakenlemente 28 einfach in die Zellen 1 bis 3 fallen gelassen oder von dem Kolben 32 nach unten bewegt und dann durch den Kolben 33 freigegeben werden, wie in Fig. 9 dargestellt. Der Träger 15 wird dann in die zweite Parkposition bewegt, die in der linken Hälfte der Fig. 2 gezeigt ist.
In der Zwischenzeit folgte der Träger 16 von hinten, und während der Träger 15 in die Parkposition bewegt wird, steht der Träger 16 über den Zellen 4 bis 6 bereit und ist die Führungseinrichtung in eine Position über diesen Zellen bewegt worden. Diese Position ist in der rechten Hälfte von Fig. 2 gezeigt.
Obgleich die beschriebene Vorrichtung etwas kompliziert erscheint, ist ihre Arbeitsweise einfach. Durch das Vorsehen von auseinanderziehbaren und zusammenfahrbaren Führungseinrichtungen, die um die Gruppen herum in Eingriff gebracht werden können, während sie einen Abstand haben, der größer ist als der Abstand der Zellen, und dann zusammengeschoben werden, wobei ihr Abstand demjenigen der Zellen entspricht, können die Führungseinrichtungen problemlos in alle benachbarten Zellen eingefahren werden, ohne daß die Abschnitte für eine Zelle mit denjenigen für die anderen kollidieren. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie solche Führungseinrichtungen gestaltet sein können, und alle diese Möglichkeiten sind von der Erfindung umfaßt. Die beschriebene Führungseinrichtung ist besonders geeignet, wenn die Vorrichtung 10 in Verbindung mit anderen von der Anmelderin hergestellten Vorrichtungen verwendet wird.

Claims

1. Vorrichtung zum Laden von Gruppen von Batterieplatten (37a) oder dergl. in in einem Halter vorgesehene benachbarte Zellen (1,2,3 oder 4,5,6) mit einer gemeinsamen Mittelebene, mit

- Führungsmitteln (13) zum Definieren von benachbarten Räumen (40), von denen jeder einen größeren Querschnitt hat als eine Zelle (1 bis 6),

- Mitteln (22) zum Einsetzen der Gruppen in jeweils einen der Räume (40),

- Mitteln (44) zum Zusammenschieben der Führungsmittel (13) und zum Einstellen des Abstandes der Gruppen voneinander, so daß die Abstände in Größe und relativer Lage im wesentlichen mit den Zellen übereinstimmen,

- Mitteln zum Einführen der Führungsmittel (13) mit den Gruppen in den Räumen in die Zellen (1 bis 6), und

- Mitteln (22) zum Einsetzen der Gruppen in betreffende Zellen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (22) zum Einsetzen der Gruppen in die Räume und die Mittel zum Einsetzen der Gruppen in die Zellen die gleichen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (22) zum Einsetzen der Gruppen Mittel (27) zum Ergreifen der Seiten der Gruppen sowie weitere unabhängige Mittel (26a) zum Halten und/oder Schieben des oberen Endes der Gruppen aufweisen.

4. Verfahren zum Laden von Gruppen von Batterieplatten (37a) in benachbarte Zellen (1,2,3 oder 4,5,6) in einem Halter, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppen in benachbarte, von Führungsmitteln (13) definierte Räume (40) eingesetzt werden, die jeweils einen größeren Querschnitt haben als eine entsprechende Zelle (1 bis 6), daß die Führungsmittel (13) die Gruppen umgreifen und den Abstand der Gruppen so einstellen, daß die Räume (40) in Größe und relativer Lage im wesentlichen mit den Zellen (1 bis 6) korrespondieren, daß dann die Führungsmittel (13) mit den Gruppen in den Räumen (40) in die Zellen (1 bis 6) eingeführt und schließlich die Gruppen in die betreffenden Zellen (1 bis 6) eingesetzt werden

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder nach Anspruch 3, soweit dieser von Anspruch 2 abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Gruppen einsetzenden Mittel jeweils mindestens zwei Greifer zum Ergreifen einer Gruppe aufweisen, und daß die Mittel zum Einstellen des Abstandes Mittel zum Bewegen der Greifer aufeinander zu entlang der Ebene und die die Gruppen einsetzenden Mittel Mittel zum Bewegen der Greifer durch die Führungsmittel hindurch zum Laden der Gruppen in ihre betreffenden Zellen enthalten.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel Wände (37,38) aufweisen, die eine Reihe von Führungsräumen (40) für die Gruppen definieren.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Gruppe von Wänden (37) im großen und ganzen rechtwinklig zur Mittelebene liegt und diese Wände im wesentlichen entlang der Ebene aufeinander zu bewegbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Gruppe von Wänden (38) im großen und ganzen parallel zu der genannten Ebene liegt und diese Wände aufeinander zu bewegbar sind, indem sie um im wesentlichen parallel zu der Ebene verlaufende Achsen nach innen in den Raum (40) drehbar sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder die zweite Gruppe von Wänden (37,38) auf zwei Schienen (35) gelagert ist, die parallel zu und auf der einen und der anderen Seite der Ebene angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Schienen Abstandhalter (34) angeordnet sind, welche den kleinsten Abstand der Wände (37) der ersten Gruppe voneinander definieren.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß den Wänden (38) der zweiten Gruppe Nocken (45) zugeordnet sind, um sie von ihrer auseinandergezogenen Stellung in ihre zusammengeschobene Stellung zu bringen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 bis 11, gekennzeichnet durch zwei Träger (15,16), die jeweils mindestens zwei Greifer tragen und zwischen einer Aufnahmestation (14) und einer den Halter aufnehmenden Station (17) bewegbar sind und mit den Führungsmitteln zusammenarbeiten, um aufeinanderfolgende Gruppen von benachbarten Zellen zu beladen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 bis 12, gekennzeichnet durch eine Parkstation neben der Aufnahmestation und/oder der den Halter aufnehmenden Station.