CN215432708U – Lithium-Batterie-Elektrodenschneidemaschine mit integrierter Reinigungsstruktur

Das Schneiden von Batterieschichten in Stücke ist nur die halbe Arbeit – die frisch geschnittenen Teile müssen anschließend gereinigt werden. Die Spezifikation von CN215432708U beschreibt, was dies vor diesem Patent in der Produktion bedeutete: die verwendeten Schneidemaschinen konnten die geschnittenen Teile nicht selbst reinigen, sodass neben jeder Schneidemaschine eine separate Reinigungsmaschine stehen musste. Die Maschinen stapelten sich, der Arbeitsbereich blieb schmutzig und der Platzbedarf wuchs.

CN215432708U, angemeldet am 26. August 2021 und erteilt am 7. Januar 2022, schließt diese Lücke innerhalb einer einzigen Maschine. Gestapelte Schichten werden einzeln von einem Vakuumschlitten aufgenommen, zu einem Satz vertikaler Wolframkarbid-Schneider befördert, und die Stücke fallen dann direkt in einen Ultraschall-Reinigungshohlraum der in denselben Körper eingebaut ist – saubere Stücke kommen aus einem kontinuierlichen Arbeitsablauf heraus.

Patentinformationen

Das Produktionsproblem, das dieses Patent löst

Schneidemaschinen konnten ihren eigenen Ausstoß nicht reinigen.Vor diesem Patent hatten Schneidemaschinen für Lithium-Batteriefolien keine Möglichkeit, die geschnittenen Teile zu reinigen, sodass Fabriken separate Reinigungsmaschinen installieren mussten. Die Spezifikation listet die Konsequenzen direkt auf: zusammengewürfelte Maschinen, ein schmutziger und unordentlicher Arbeitsbereich und ein übermäßiger Platzbedarf.

Der Fluss musste kontinuierlich bleiben.Das Senden jeder Charge geschnittener Scheiben an eine externe Reinigungsvorrichtung unterbricht den Materialfluss und erhöht den Handhabungsaufwand. Das Ziel des Patents ist, in seinen eigenen Worten, eine Schneidemaschine, die selbst für die Reinigung sorgt, sodass der Schneidevorgang kontinuierlich bleibt.

Wie der Mechanismus funktioniert

Maschinenkörper und Folienzufuhr (Anspruch 1)

Der Maschinenhauptkörper ist ein rechteckiger Kasten, der oben und an einer Seite offen ist, wobei die obere Öffnung nur ein Viertel der Körpertiefe erreicht. Ein Hubsitz innerhalb der oberen Öffnung hebt und senkt sich auf vier Hubsäulen, die von einem Schubstangenmotor angetrieben werden, und trägt den Stapel der zu schneidenden Folien. Eine feste Gleitbahn führt vom Hubsitz hinunter zum Anfang des Förderbands. Zwei einziehbare Netzstecker in Aussparungen an der Rückseite versorgen den Ultraschallhohlraum und den Rest der Maschine separat mit Strom; vier Stützbeine mit rutschfesten Manschetten halten den Körper auf dem Boden.

Vakuum-Folientransfer (Ansprüche 3 und 4)

Über dem Sitz befindet sich ein n-förmiger Vakuumschlitten, der mit dem Körper verschweißt ist, wobei die Verkabelung intern verlegt ist. Drei Bewegungssäulen hängen an seiner Querplatte; jede endet in einer Erkennungs-Saugplatte, die mit einem Abstandssensor ausgestattet ist. Die Säulen bewegen sich unter elektrisch gesteuerten Bewegungsstangen in ihren Führungsnuten hin und her. Während der Hubsitz den Stapel anhebt, positionieren die Sensoren die Platten über der obersten Folie, und eine Vakuumpumpe – abnehmbar auf dem Schlitten montiert, mit einem Vollkupferkern und fünf Vakuumschläuchen zu einer Befestigungsplatte – hält genau eine Folie an den Platten. Der Schlitten transportiert diese Folie dann zum Förderband.

Fördern und Zuführen zu den Schneidwerkzeugen (Anspruch 5)

Zwei kombinierte Förderrollen-Boxen – die hintere wird von einem Getriebemotor angetrieben, die vordere ist angetrieben – halten zehn Förderrollen zwischen sich, die das Blatt nur vorwärts bewegen. Eine Schubplatte in bidirektionaler Raupenbauweise sitzt hinter den Rollen und beginnt mit einer Schiebersäule ausgestattet mit einem Sensor: Sobald das Blatt vollständig in die Schubplatte eingetreten ist, fährt die Säule vor, um das Blatt gegen die Schneidmesser zu drücken, und kehrt dann in ihre Ausgangsposition zurück. Eine Abfallauffangschublade mit einem Drittel der Gehäusetiefe und einem runden Griff aus Edelstahl befindet sich unter der Verbindung zwischen den Förderboxen und der Schubplatte, um während des Transports abfallende Rückstände aufzufangen.

Wolframkarbid-Schneidmesser auf einer austauschbaren Platte (Anspruch 6)

Am Ende der Schubplatte trägt eine kombinierte Schneidplatte drei vertikale Wolframkarbid-Schneidmesser die einstückig mit der Platte geformt sind. Die Schneidplatte ist lösbar verbunden und es werden austauschbare Messersätze mitgeliefert, sodass unterschiedliche Blattgrößen durch Austausch der Platte geschnitten werden können, anstatt die Maschine umzubauen.

Ultraschallreinigung, Entwässerung und Trocknung (Ansprüche 6 und 7)

Geschnittene Scheiben fallen direkt von der Schneidplatte in die Ultraschallreinigungskammer. Im Inneren der Kammer wälzt eine große geriffelte Rollwelle – deren Zinken auf den Abwurfpunkt der Schneidmesser ausgerichtet sind – die Scheiben durch das Reinigungsbad, dann befördert sie eine kleine geriffelte Welle die auf die Entwässerungskerbe ausgerichtet ist, durch die Kerbe in eine abnehmbare Entwässerungsbox die mit zwei großen Schrauben befestigt ist. Die Entwässerungsbox hat einen Boden, der dicht mit Abflusslöchern durchsetzt und mit wasserabsorbierender Baumwolle ausgekleidet ist, sodass die Scheiben die Maschine gespült und entwässert verlassen. Ein dediziertes Reinigungskontrollfeld mit einer LED-Fortschrittsanzeige sowie Start-, Pause- und Tastenfeldsteuerungen führt den Waschzyklus aus.

OLED-Touch-Steuerung (Anspruch 8)

Ein OLED-Touchpanel in der geometrischen Mitte der linken Seite zeigt die Position jedes Blattes und den Betriebszustand jedes Geräts an. Darunter ermöglichen ein Bedientastenfeld und dedizierte Tasten für den Hubsitz, die Vakuumpumpe und die Förderrollen zusammen mit einem intelligenten Steuermodul im Gehäuse dem Bediener eine zentrale Steuerung des automatischen Zuführ-, Schneid- und Reinigungsvorgangs.

Arbeitszyklus

Ein Stapel Blätter wird auf den Hubsitz gelegt. Der Vakuumschlitten bewegt sich über den Sitz, der Sitz hebt sich und die Vakuumpumpe hält ein Blatt an den Saugplatten fest. Der Schlitten legt das Blatt auf die Förderrollen, die es auf die Schubplatte befördern; die Schiebersäule schiebt das Blatt dann gegen die Wolframkarbid-Schneidmesser. Jede Scheibe fällt in die Ultraschallkammer, wo die geriffelten Wellen sie durch die Wäsche wälzen und durch die Entwässerungskerbe in die Entwässerungsbox befördern – sauber, in einem kontinuierlichen Fluss.

Beanspruchte Vorteile

Vergleich mit separaten Schneid- und Reinigungslinien

Vor diesem Patent hatten Schneidemaschinen für Lithium-Batteriebögen keine Möglichkeit, ihren Ausstoß selbst zu reinigen, weshalb Fabriken separate Reinigungsmaschinen installierten: zusammengestapelte Maschinen, ein schmutziger Arbeitsbereich und übermäßiger Platzbedarf. Hier fallen die geschnittenen Stücke direkt in eine Ultraschall-Reinigungskammer unter der Schneidplatte.

Wo diese Technologie heute eingesetzt wird

Dieses Patent schützt die kombinierte Schneid- und Reinigungsarchitektur der Batterieschneidemaschinen von TOB. Der abgedeckte Ablauf – Vakuum-Bogenzuführung, Hartmetallschneiden, Ultraschallreinigung und Entwässerung in der Maschine – sorgt dafür, dass unsere Schneidausrüstung geschnittene Bögen sauber hält, ohne zusätzlichen Platz zu beanspruchen.

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Häufig gestellte Fragen

Vollständige Spezifikation und Zeichnungen: CN215432708U bei Google Patents

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