DE68909038T2 - Device for producing an outer container of a dry battery element. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Produktionsvorrichtungen zum Produzieren der äußeren Becher von Trockenelementbatterien (Zellen) und insbesondere auf eine Produktionsvorrichtung, die einen äußeren Becher einer Trockenelementbatterie unter Verwendung einer Laserschweißung zum Verschweißen eines Verbindungsteils produziert. Eine solche Vorrichtung, die die Merkmale aufweist, welche im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben sind, ist z.B. in der Druckschrift EP-A-0 208 564 beschrieben.The present invention relates generally to production apparatus for producing the outer cans of dry cell batteries (cells) and more particularly to a production apparatus which produces an outer can of a dry cell battery using laser welding to weld a connecting part. Such an apparatus having the features set out in the preamble of claim 1 is described, for example, in the document EP-A-0 208 564.

In jüngerer Zeit ist man bei zylindrischen Trockenelement batterien von einem Typ, der eine äußere Hülle aus Papier hat, auf einen Typ übergegangen, der eine äußere Hülle aus Metall hat. Infolgedessen ist die Leistungsfähigkeit der zylindrischen Trockenelementbatterie wegen der besseren Beständigkeit gegen Flüssigkeitsleckage und der besseren Beständigkeit gegen Expansion stark verbessert worden. Es sind demgemäß verschiedene Produktionsvorrichtungen vorgeschlagen worden zum Produzieren der äußeren metallischen Hülle der zylindrischen Trockenelementbatterie. In der vorliegenden Beschreibung wird die äußere Hülle aus Metall im folgenden als äußerer Becher bezeichnet.Recently, cylindrical dry cell batteries have been changed from a type having a paper outer shell to a type having a metal outer shell. As a result, the performance of the cylindrical dry cell battery has been greatly improved because of better liquid leakage resistance and better expansion resistance. Accordingly, various production devices have been proposed for producing the outer metal shell of the cylindrical dry cell battery. In the present specification, the metal outer shell is hereinafter referred to as an outer can.

Üblicherweise gleicht eine Produktionsvorrichtung, die den äußeren Becher produziert, einer Produktionsvorrichtung, die benutzt wird, um einen Zylinder eines insgesamt dreistückigen Bechers zu produzieren. Eine solche Produktionsvorrichtung weist im allgemeinen eine Formgebungsvorrichtung auf, die ein plattenförmiges Grundmaterial zu einem zylindrischen Körper verformt, und eine Verbindungsvorrichtung zum Verbinden der einander gegenüberliegenden Ränder des zylindrischen Körpers. Die Formgebungsvorrichtung benutzt ein Rundverfahren zum Bilden des zylindrischen Körpers, und die Verbindungsvorrichtung benutzt ein bestimmtes Verbindungs- oder Fügeverfahren zum Verbinden der einander gegenüberliegenden Ränder des zylindrischen Körpers. In jüngerer Zeit ist vorgeschlagen worden, die einander gegenüberliegenden Ränder des zylindrischen Körpers durch eine Laserschweißung zu verbinden.Usually, a production device that produces the outer cup is similar to a production device used to produce a cylinder of a total of three-piece cup. Such a production device generally comprises a forming device that forms a plate-shaped base material into a cylindrical body, and a joining device for joining the opposite edges of the cylindrical body. The forming device uses a rounding method to form the cylindrical body, and the joining device uses a specific joining method to join the opposite edges of the cylindrical body. In Recently, it has been proposed to join the opposite edges of the cylindrical body by laser welding.

Wenn die Laserschweißung benutzt wird, um die einander gegenüberliegenden Ränder des zylindrischen Körpers zu verbinden, wird an der Verbindungsstelle kein Vorsprung gebildet. Aus diesem Grund wird die Kapazität der Batterie an dem Verbindungsteil nicht reduziert. Infolgedessen kann die Lebensdauer der Batterie verlängert werden, und die mechanische Festigkeit und die Bestätigkeit gegen Flüssigkeitsleckage kann verbessert werden.When laser welding is used to join the opposite edges of the cylindrical body, no protrusion is formed at the joint. Therefore, the capacity of the battery is not reduced at the joint part. As a result, the service life of the battery can be extended, and the mechanical strength and the resistance to liquid leakage can be improved.

Wenn der zylindrische Körper durch das Runden gebildet wird, ist es erwünscht, daß der Verbindungsteil, wo sich die einander gegenüberliegenden Ränder treffen, auf einer unteren Seite angeordnet ist. Die Formgebungsvorrichtung, die das Rundverfahren benutzt, hat eine obere Formebungsrolle und eine untere Formgebungsrolle, die einen Durchmesser hat, der größer als der der oberen Formgebungsrolle ist, und die untere Formgebungsrolle wird angetrieben. Daher muß die Formgebungsrolle, die den großen Durchmesser hat, in einer Höhenposition angeordnet werden, die höher ist als eine Position, wo das Grundmaterial zugeführt wird, um den Verbindungsteil auf einer oberen Seite zu positionieren. Wenn die Formgebungswalze, die den großen Durchmesser hat, in eienr hohen Position angeordnet ist, müssen Mechanismen und Vorrichtungen zum Antreiben dieser Formgebungswalze ebenfalls in der hohen Position angeordnet sein. Wenn aber die großen und schweren Mechanismen und Vorrichtungen in der hohen Position der Produktionsvorrichtung konzentriert werden, besteht das Problem, daß die Sicherheit der Produktionsvorrichtung schlecht wird. Darüber hinaus wird die Position, wo die Formgebung des Grundmaterials stattfindet, durch die Formgebungswalze verborgen, welche den großen Durchmesser hat, und es besteht das Problem, daß eine Bedienungsperson den Formgebungszustand des Grundmaterials nicht überprüfen kann. Deshalb ist der Verbindungsteil des zylindrischen Körpers, der durch das Runden gebildet wird, aus den oben beschriebenen verschiedenen Gründen im allgemeinen auf der unteren Seite angeordnet.When the cylindrical body is formed by the rounding, it is desirable that the connecting part where the opposite edges meet each other is arranged on a lower side. The forming apparatus using the rounding method has an upper forming roller and a lower forming roller having a diameter larger than that of the upper forming roller, and the lower forming roller is driven. Therefore, the forming roller having the large diameter must be arranged at a height position higher than a position where the base material is fed in order to position the connecting part on an upper side. When the forming roller having the large diameter is arranged at a high position, mechanisms and devices for driving this forming roller must also be arranged at the high position. However, when the large and heavy mechanisms and devices are concentrated in the high position of the production apparatus, there is a problem that the safety of the production apparatus becomes poor. In addition, the position where the forming of the base material takes place is hidden by the forming roller which has the large diameter, and there is a problem that an operator cannot check the forming state of the base material. Therefore, the connecting part of the cylindrical body formed by rounding is generally arranged on the lower side for the various reasons described above.

Andererseits, wenn mit Laserschweißung gearbeitet wird, ist es aus Sicherheitsgründen erwünscht, daß der Laserstrahl abwärts emittiert wird. Wenn der Laserstrahl aufwärts emittiert würde und ein kleiner Spalt in dem Verbindungsteil des zylindrischen Körpers existiert, wird der Laserstrahl durch den Spalt hindurchgehen und sich in der Produktionsvorrichtung weiter nach oben bewegen. Das kann einen unerwarteten Unfall verursachen. Es ist daher erwünscht, daß der Laserstrahl abwärts emittiert wird, wobei aber in diesem Fall der Verbindungsteil des zylindrischen Körpers auf der oberen Seite angeordnet sein muß.On the other hand, when laser welding is used, it is desirable that the laser beam be emitted downwards for safety reasons. If the laser beam were to be emitted upwards and a small gap exists in the connecting part of the cylindrical body, the laser beam will pass through the gap and move further up in the production device. This may cause an unexpected accident. It is therefore desirable that the laser beam be emitted downwards, but in this case the connecting part of the cylindrical body must be located on the upper side.

Deshalb ist der Verbindungsteil des zylindrischen Körpers, der durch das Runden gebildet wird, üblicherweise auf der unteren Seite angeordnet, und zwar dank der Anordnung der Formgebungsrollen. Andererseits kann die Laserschweißung, welche die oben beschriebenen verschiedenen Merkmale mit sich bringt, nicht benutzt werden, weil es unerwünscht und gefährlich ist, den Laserstrahl in der Produktionsvorrichtung aufwärts zu emittieren. Aus diesen Gründen wird üblicherweise ein Nahtschweißen als ein Verfahren benutzt, durch das der Verbindungsteil geschweißt werden kann, welcher auf der unteren Seite angeordnet ist.Therefore, the connecting part of the cylindrical body formed by rounding is usually located on the lower side thanks to the arrangement of the forming rollers. On the other hand, laser welding, which involves the various features described above, cannot be used because it is undesirable and dangerous to emit the laser beam upward in the production device. For these reasons, seam welding is usually used as a method by which the connecting part located on the lower side can be welded.

Es ist demgemäß ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung, eine neue und brauchbare Produktionsvorrichtung zum Produzieren der äußeren Becher einer Trockenelementbatterie zu schaffen, bei der die oben beschriebenen Probleme eliminiert sind. Diese Vorrichtung ist durch die Kombination der Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 definiert.It is accordingly a general object of the present invention to provide a new and useful production apparatus for producing the outer cans of a dry cell battery in which the problems described above are eliminated. This apparatus is defined by the combination of the features of independent claim 1.

Ein weiteres und spezielleres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Produktionsvorrichtung zum Produzieren eines äußeren Bechers einer Trockenelementbatterie zu schaffen, mit einer Kerbvorrichtung, die mit einem platten förmigen Grundmaterial versorgt wird, aus welchem der äußere Becher der Trockenelementbatterie wird, zum Bilden von Kerben in vorbestimmten Positionen des Grundmaterials, einer Formgebungsvorrichtung zum Verformen des Grundmaterials, das mit den Kerben versehen ist, in eine zylindrische Form mit einem Verbindungsteil, der auf einer unteren Seite angeordnet ist, einer Drehvorrichtung zum Drehen des Grundmaterials, das in die zylindrische Form verformt worden ist, so daß der Verbindungsteil nach oben weist, einer Laserschweißeinheit zum Aussenden eines Laserstrahls von oben her auf das gedrehte Grundmaterial, um den Verbindungsteil durch eine Laserschweißung zu verbinden und den äußeren Becher der Trockenelementbatterie zu bilden, und einer Vorschubvorrichtung zum sukzessiven Vorschieben des Grundmaterials zu der Kerbvorrichtung, der Formgebungsvorrichtung, der Drehvorrichtung und der Laserschweißeinheit. Bei der Produktionsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist es möglich, sowohl die Formgebungsrollen zum Verformen des Grundmaterials in die zylindrische Form als auch die Laserschweißung zum Verschweißen des Verbindungsteils des Grundmaterials, das die zylindrische Form hat, zu verwendenweil die Produktionsvorrichtung mit der Drehvorrichtung versehen ist. Infolgedessen ist es möglich, die äußeren Becher der Trockenelementbatterien mit einer hohen Produktivität zu produzieren.Another and more specific object of the present invention is to provide a production apparatus for producing an outer can of a dry cell battery. provide a notching device supplied with a plate-shaped base material from which the outer cup of the dry cell battery will be made, for forming notches in predetermined positions of the base material, a shaping device for deforming the base material provided with the notches into a cylindrical shape with a connecting part arranged on a lower side, a rotating device for rotating the base material which has been deformed into the cylindrical shape so that the connecting part faces upward, a laser welding unit for emitting a laser beam from above onto the rotated base material to connect the connecting part by laser welding and form the outer cup of the dry cell battery, and a feeding device for successively feeding the base material to the notching device, the shaping device, the rotating device and the laser welding unit. In the production apparatus according to the present invention, because the production apparatus is provided with the rotary device, it is possible to use both the forming rolls for forming the base material into the cylindrical shape and the laser welding for welding the joint part of the base material having the cylindrical shape. As a result, it is possible to produce the outer cups of the dry cell batteries with a high productivity.

Andere Ziele und weitere Merkmale der vorliegenden Erfinjung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung deutlich werden, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird.Other objects and further features of the present invention will become apparent from the following detailed description when read in conjunction with the accompanying drawings.

Fig. 1 ist eine Draufsicht, die eine Ausführungsform einer Produktionsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zeigt;Fig. 1 is a plan view showing an embodiment of a production apparatus according to the present invention;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht, die die Ausführungsform der Produktionsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zeigt;Fig. 2 is a side view showing the embodiment of the production apparatus according to the present invention;

Fig. 3A bis 3G sind Diagramme zum Erläutern des Formens eines äußeren Bechers aus einem Grundmaterial;Figs. 3A to 3G are diagrams for explaining the molding of an outer cup from a base material;

Fig. 4 ist eine Seitenansicht, die eine Formgebungsvorrichtung zeigt, die in die Ausführungsform der Produktionsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung eingebaut ist.Fig. 4 is a side view showing a shaping device incorporated in the embodiment of the production apparatus according to the present invention.

Fig. 5A und 5B sind eine Querschnittansicht bzw. eine Seitenansicht, welche eine Drehvorrichtung zeigen, die in einer Ausführungsform einer Produktionsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist; undFigs. 5A and 5B are a cross-sectional view and a side view, respectively, showing a rotating device provided in an embodiment of a production apparatus according to the present invention; and

Fig. 6 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Antriebssystems der Ausführungsform der Produktionsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung.Fig. 6 is a diagram for explaining a drive system of the embodiment of the production apparatus according to the present invention.

Eine Ausführungsform einer Produktionsvorrichtung zum Produzieren eines äußeren Bechers einer Trockenelementbatterie nach der vorliegenden Erfindung wird beschrieben. Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf die Ausführungsform der Produktionsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, und Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der Ausführungsform der Produktionsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung.An embodiment of a production apparatus for producing an outer can of a dry cell battery according to the present invention will be described. Fig. 1 shows a plan view of the embodiment of the production apparatus according to the present invention, and Fig. 2 shows a side view of the embodiment of the production apparatus according to the present invention.

In den Fig. 1 und 2 weist eine Produktionsvorrichtung 1 insgesamt eine Kerbvorrichtung 2, eine Vorformvorrichtung 3, eine Formgebungsvorrichtung 4, eine Drehvorrichtung 5, eine Laserschweißeinheit 6, verschiedene Vorschubvorrichtungen und dgl. auf. Die Produktionsvorrichtung 1 verformt ein plattenförmiges Grundmaterial 7, das in Fig. 3A gezeigt ist, zu einem äußeren Becher 8 einer Trockenelementbatterie, der in Fig. 3G gezeigt ist. Es werden nun die Mechanismen und Vorrichtungen beschrieben, aus denen die Produktionsvorrichtung 1 aufgebaut ist, indem auf die Produktionsschritte des äußeren Bechers 8 Bezug genommen wird.In Figs. 1 and 2, a production apparatus 1 includes a notching device 2, a preforming device 3, a shaping device 4, a rotating device 5, a laser welding unit 6, various feeding devices and the like. The production apparatus 1 forms a plate-shaped base material 7 shown in Fig. 3A into an outer can 8 of a dry cell battery shown in Fig. 3G. The mechanisms and devices composing the production apparatus 1 will now be described by referring to the production steps of the outer can 8.

Die Grundmaterialien 7 werden auf einem Stapler 9 gestapelt, der in einem linken Teil der Produktionsvorrichtung 1 angeordnet ist. In diesem Zustand ist jedes Grundmaterial 7 einfach eine gestanzte Platte (Blech), die einer Trockenelementbatterie entspricht und in Fig. 3A gezeigt ist.The base materials 7 are stacked on a stacker 9 arranged in a left part of the production device 1. In this state, each base material 7 is simply a punched plate (sheet) corresponding to a dry cell battery and shown in Fig. 3A.

Wenn die Produktionsvorrichtung gestartet wird, werden die Grundmaterialien 7, die auf dem Stapler 9 gestapelt sind, sukzessive eines nach dem anderen durch eine erste Vorschubvorrichtung 10 jeder der Vorrichtungen zugeführt, die im folgenden beschrieben sind. Die erste Vorschubvorrichtung 10 hat eine Trägerschiene 11, die einen langen Hub hat, und das Grundmaterial 7 wird in einer Richtung X bewegt, wenn sich die Trägerschiene 11 in der Richtung X bewegt. Das Grundmaterial 7 wird durch die erste Vorschubvorrichtung 10 zuerst der Kerbvorrichtung 2 zugeführt.When the production device is started, the base materials 7 stacked on the stacker 9 are successively fed one by one by a first feed device 10 to each of the devices described below. The first feed device 10 has a carrier rail 11 having a long stroke, and the base material 7 is moved in a direction X as the carrier rail 11 moves in the direction X. The base material 7 is first fed to the notching device 2 by the first feed device 10.

Die Kerbvorrichtung 2 hat ein Paar oberer und unterer metallischer Werkzeuge (nicht gezeigt), welche Kerben 7a, 7b und 7c in drei Positionen an den Seitenrändern des Grundmaterials 7 bilden, die in Fig. 3B gezeigt sind. Die Kerben 7a und 7b werden gebildet, um das Biegen des oberen und unteren Teils des äußeren Bechers 8 zur Innenseite desselben hin in einem Schritt, der nicht durch die Produktionsvorrichtung 1 ausgeführt wird, zu erleichtern. Die Kurve 7c wird gebildet, um Sicherheit zu gewährleisten, wenn die Trockenelementbatterie fehlerhaft benutzt wird.The notching device 2 has a pair of upper and lower metallic tools (not shown) which form notches 7a, 7b and 7c in three positions on the side edges of the base material 7 shown in Fig. 3B. The notches 7a and 7b are formed to facilitate bending the upper and lower parts of the outer cup 8 toward the inside thereof in a step not performed by the production device 1. The curve 7c is formed to ensure safety when the dry cell battery is used incorrectly.

Das Grundmaterial 7, das durch die Kerbvorrichtung 2 mit den Kerben 7a bis 7c versehen worden ist, wird dann durch die erste Vorschubvorrichtung 10 zu der Vorformvorrichtung 3 vorgeschoben. Die Vorformvorrichtung 3 hat ein Paar obere und untere Vorformrollen 12 und 13, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Beide seitenrandteile der unteren Vorformrolle 13 haben einen Durchmesser, der etwas größer als der übrige Teil der unteren Vorformrolle 13 ist. Aus diesem Grund werden, wenn das Grundmaterial 7, das in Fig. 3B gezeigt ist, zwischen der oberen und unteren Vorformrolle 12 und 13 hindurchgeht, die Seitenrandteile 7d und 7e des Grundmaterials 7 etwas nach oben gebogen, wie es in Fig. 3C gezeigt ist Die Seitenrandteile 7d und 7e des Grundmaterials 7 werden vorgebogen, um die Form des Zylinders zu verbessern, wenn das Grundmaterial 7 anschließend in die zylindrische Form verformt wird. Wenn der äußere Becher 8 geformt würde, ohne daß zuvor die Seitenrandteile 7d und 7e des Grundmaterials 7 gebogen würden, würde der verschweißte Verbindungsteil nach außen vorstehen, und es wäre unmöglich, eine wahre zylindrische Form zu erzielen.The base material 7 having been provided with the notches 7a to 7c by the notching device 2 is then fed to the preforming device 3 by the first feeding device 10. The preforming device 3 has a pair of upper and lower preforming rollers 12 and 13 as shown in Fig. 6. Both side edge parts of the lower preforming roller 13 have a diameter slightly larger than the remaining part of the lower preforming roller 13. For this reason, when the base material 7 shown in Fig. 3B passing between the upper and lower preforming rollers 12 and 13, the side edge portions 7d and 7e of the base material 7 are slightly bent upward as shown in Fig. 3C. The side edge portions 7d and 7e of the base material 7 are pre-bent to improve the shape of the cylinder when the base material 7 is subsequently formed into the cylindrical shape. If the outer cup 8 were formed without first bending the side edge portions 7d and 7e of the base material 7, the welded joint portion would protrude outward and it would be impossible to obtain a true cylindrical shape.

Das Grundmaterial 7, das mit den Kerben 7a bis 7c versehen und der Vorformung unterzogen wird, wird durch die erste Vorschubvorrichtung 10 einer horizontalen Vorschubbasis 14 zugeführt. Die erste Vorschubvorrichtung 10 hat die Funktion, das Grundmaterial 7 in der Richtung X von dem Stapler 9 zu der horizontalen Vorschubbasis 14 zu transportieren. Eine horizontale Vorschubvorrichtung 15 ist in der Nähe der horizontalen Vorschubbasis 14 vorgesehen. Diese horizontale Vorschubvorrichtung 15 hat ebenfalls eine Trägerschiene 16, und das Basismaterial 7, das in Fig. 3D gezeigt ist und zu der horizontalen Vorschubbasis 14 transportiert wird, wird in einer Richtung Y transportiert, wenn sich die Trägerschiene 16 in der Richtung Y bewegt. Die Formgebungsvorrichtung 4 ist auf einer stromabwärtigen Seite der horizontalen Vorschubvorrichtung 15 längs der Richtung Y, in welcher das Grundmaterial 7 transportiert wird, vorgesehen.The base material 7 provided with the notches 7a to 7c and subjected to preforming is fed to a horizontal feed base 14 by the first feed device 10. The first feed device 10 has a function of transporting the base material 7 in the X direction from the stacker 9 to the horizontal feed base 14. A horizontal feed device 15 is provided near the horizontal feed base 14. This horizontal feed device 15 also has a carrier rail 16, and the base material 7 shown in Fig. 3D and transported to the horizontal feed base 14 is transported in a Y direction as the carrier rail 16 moves in the Y direction. The shaping device 4 is provided on a downstream side of the horizontal feed device 15 along the direction Y in which the base material 7 is transported.

Die Formgebungsvorrichtung 4 ist in Fig. 4 in einem vergrößerten Maßstab gezeigt. Die Formgebungsvorrichtung 4 weist insgesamt Vorschubrollen 17 und 18, eine Führungsvorrichtung 19, Formgebungsrollen 20 und 21, eine Antriebsvorrichtung 22 und dgl. auf. Das Grundmaterial 7, das durch die horizontale Vorschubvorrichtung 15 in der Richtung Y transportiert wird, wird durch die Vorschubrollen 17 und 18 weiter in der Richtung Y vorgeschoben und erreicht die Formgebungsrollen 20 und 21. In diesem Zustand wird das Grundmaterial 7 zu den Formgebungsrollen 20 und 21 mit einer hohen Positioniergenauigkeit vorgeschoben, weil das Grundmaterial 7 durch die Führungsvorrichtung 19 geführt wird.The forming device 4 is shown in Fig. 4 on an enlarged scale. The forming device 4 comprises in total feed rollers 17 and 18, a guide device 19, forming rollers 20 and 21, a drive device 22 and the like. The base material 7, which is transported by the horizontal feed device 15 in the Y direction, is further fed by the feed rollers 17 and 18 in the Y direction and reaches the forming rollers 20 and 21. In this state, the base material 7 is fed to the forming rollers 20 and 21 with a high positioning accuracy because the base material 7 is guided by the guide device 19.

Die obere Formgebungsrolle 20 hat einen Durchmesser, der kleiner als der Durchmesser der unteren Formgebungsrolle 21 ist, und die untere Formgebungsrolle 21 mit dem großen Durchmesser wird durch die Antriebsvorrichtung 22 gedreht. Die obere Foringebungsrolle 20 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn, während sich die untere Formgebungsrolle 21 in Fig. 4 im Uhrzeigersinn dreht. Wenn das Grundmaterial 7 zu den Formgebungsrollen 20 und 21 vorgeschoben wird, wird das Grundmaterial 7 durch einen Strahlablenker 23 geführt und bewegt sich in einer Richtung A, während es in eine zylindrische Form verformt wird. Das Grundmaterial 7 kommt dann mit einem Stahlzuschnittanschlag 24 in Kontakt, und das Grundmaterial 7 wird in die zylindrische Form verformt, die in Fig. 3E gezeigt ist.The upper forming roller 20 has a diameter smaller than the diameter of the lower forming roller 21, and the lower forming roller 21 having the large diameter is rotated by the driving device 22. The upper forming roller 20 rotates counterclockwise while the lower forming roller 21 rotates clockwise in Fig. 4. When the base material 7 is fed to the forming rollers 20 and 21, the base material 7 is guided by a beam deflector 23 and moves in a direction A while being deformed into a cylindrical shape. The base material 7 then comes into contact with a steel blank stopper 24, and the base material 7 is deformed into the cylindrical shape shown in Fig. 3E.

Dank des Aufbaus der Formgebungsvorrichtung 4 ist ein Verbindungsteil 24, wo sich die beiden gegenüberliegenden Ränder des Grundmaterials 7 treffen, auf einer unteren Seite angeordnet. Der Verbindungsteil 24, der in Fig. 3E gezeigt ist, ist der Teil, der in einem späteren Schritt verschweißt wird. Wenn die zylindrische Form so hergestellt würde, daß der Verbindungsteil 24 auf einer oberen Seite zu liegen käme, müßten die Formgebungsrolle 21, die den großen Durchmesser hat, und die Antriebsvorrichtung 22, welche diese Formgebungsrolle 21 antreibt, in einer hohen Position der Formgebungsvorrichtung 4 angeordnet sein. Aber, eine solche Anordnung bringt, wie oben beschrieben, Probleme mit sich, weil die Sicherheit der Produktionsvorrichtung schlecht wird und die Position, wo die Formgebung des Grundmaterials 7 stattfindet, durch die Formgebungsrolle 21, die den großen Durchmesser hat, verdeckt wird, wodurch es für eine Bedienungsperson schwierig wird, den Formgebungszustand des Grundmaterials 7 zu überprüfen. Gemäß dieser Ausführungsform wird das Grundmaterial 7, das in die zylindrische Form verformt wird, welche durch eine strichpunktierte Linie in Fig. 4 gezeigt ist, durch einen Trägerzylinder 30 geführt und zu der Drehvorrichtung 5 vorgeschoben, während der Zustand aufrechterhalten wird, in welchem sich der Verbindungsteil 24 auf der unteren Seite befindet. Gemäß den Fig. 1 und 2, zu deren Beschreibung nun zurückgekehrt wird, ist eine zweite Vorschubvorrichtung 25 in einem oberen Teil der Formgebungsvorrichtung 4 und der Drehvorrichtung 5 vorgesehen. Die zweite Vorschubvorrichtung 25 ist in Fig. 2 im einzelnen gezeigt. Die zweite Vorschubvorrichtung 25 hat ein Paar Riemenscheiben 26 und 27, einen Riemen 28, der über die Riemenscheiben 26 und 27 geführt ist, und eine Vielzahl von Haken 29, die an dem Riemen 28 zum Erfassen und Vorschieben des Grundmaterials 7 vorgesehen sind, welches die zylindrische Form hat. Das Grundmaterial 7, das durch die Formgebungsvorrichtung 4 in die zylindrische Form gebracht wird, wird durch den Trägerzylinder 30 geführt und in der Richtung X durch die zweite Vorschubvorrichtung 25 zu der Drehvorrichtung 5 vorgeschoben.Thanks to the structure of the forming apparatus 4, a connecting part 24 where the two opposite edges of the base material 7 meet is arranged on a lower side. The connecting part 24 shown in Fig. 3E is the part which is welded in a later step. If the cylindrical shape were manufactured so that the connecting part 24 was arranged on an upper side, the forming roller 21 having the large diameter and the driving device 22 which drives this forming roller 21 would have to be arranged at a high position of the forming apparatus 4. However, such an arrangement involves problems as described above, because the safety of the production apparatus becomes poor and the position where the forming of the base material 7 takes place is obscured by the forming roller 21 having the large diameter, thereby making it difficult for an operator to check the forming state of the base material 7. According to this embodiment, the base material 7 which is inserted into the cylindrical shape shown by a chain line in Fig. 4, is guided by a support cylinder 30 and fed to the rotating device 5 while maintaining the state in which the connecting part 24 is on the lower side. Referring to Figs. 1 and 2, to the description of which we will now return, a second feeding device 25 is provided in an upper part of the forming device 4 and the rotating device 5. The second feeding device 25 is shown in detail in Fig. 2. The second feeding device 25 has a pair of pulleys 26 and 27, a belt 28 passed over the pulleys 26 and 27, and a plurality of hooks 29 provided on the belt 28 for gripping and feeding the base material 7 having the cylindrical shape. The base material 7, which is formed into the cylindrical shape by the forming device 4, is guided by the carrier cylinder 30 and fed in the direction X by the second feeding device 25 to the rotating device 5.

Die Drehvorrichtung 5 bildet einen wesentlichen Teil der vorliegenden Erfindung. Die Drehvorrichtung 5 dreht die Position des Grundmaterials 7 so, daß der Verbindungsteil 24 nach oben weist. Die Fig. 5A und 5B zeigen die Drehvorrichtung 5 in einem vergrößerten Maßstab. Die Drehvorrichtung 5 hat einen einfachen Aufbau aus einem Drehzylinder 31, einer Übertragungswelle 32, einer Antriebsvorrichtung 33 und dgl. Eine Drehkraft eines Motors 34 wird, wie im folgenden noch näher beschrieben, auf die Antriebsvorrichtung 33 übertragen, und diese Drehkraft wird durch eine intermittierende Vorrichtung, welche in die Antriebsvorrichtung 33 eingebaut ist, in eine intermittierende Drehung verwandelt. Diese intermittierende Drehung wird über einen Riemen 35 auf die Übertragungswelle 32 übertragen. Ein Schrägrad 36 ist an einem oberen Teil der Übertragungswelle 32 vorgesehen, und das Schrägrad 36 kämmt mit einem Schrägrad 37, das an dem Drehzylinder 31 vorgesehen ist. Der Drehzylinder 31 dreht sich daher 180º intermittierend in vorbestimmten Intervallen.The rotating device 5 forms an essential part of the present invention. The rotating device 5 rotates the position of the base material 7 so that the connecting part 24 faces upward. Figs. 5A and 5B show the rotating device 5 on an enlarged scale. The rotating device 5 has a simple structure of a rotating cylinder 31, a transmission shaft 32, a driving device 33 and the like. A rotating force of a motor 34 is transmitted to the driving device 33 as will be described later, and this rotating force is converted into an intermittent rotation by an intermittent device incorporated in the driving device 33. This intermittent rotation is transmitted to the transmission shaft 32 via a belt 35. A helical gear 36 is provided on an upper part of the transmission shaft 32, and the helical gear 36 meshes with a helical gear 37 provided on the rotating cylinder 31. The rotating cylinder 31 rotates therefore rotates 180º intermittently at predetermined intervals.

Der Drehzylinder 31 ist koaxial zu dem Trägerzylinder 30 vorgesehen. Demgemäß wird das Grundmaterial 7, das in der Richtung X längs des Trägerzylinders 30 durch die zweite Vorschubvorrichtung 25 vorgeschoben wird, von dem Trägerzylinder 30 zu dem Drehzylinder 31 vorgeschoben. In diesem Zustand muß das Grundmaterial 7 eine Basis 38 passieren, welche die Übertragungswelle 32 und den Drehzylinder 31 trägt, aber der Verbindungsteil 24 des Grundmaterials 7, das in die zylindrische Form verformt wird, ist auf der unteren Seite positioniert. Daher sind die Übertragungswelle 32 und die Basis 38 so angeordnet, daß die Übertragungswelle 32 und die Basis 38 relativ durch einen Spalt hindurchgehen, der an dem Verbindungsteil 24 des Grundmaterials 7 gebildet ist, wenn das Grundmaterial 7 vorgeschoben wird. Darüber hinaus sind die Teile der Übertragungswelle 32 und der Basis 38, die in den Spalt an dem Verbindungsteil 24 des Grundmaterials 7 passen, schmal ausgebildet, wie es durch B in Fig. 5B gezeigt ist, so daß sie den Spalt in dem Verbindungsteil 24 nicht übermäßig spreizen und die zylindrische Form nicht übermäßig deformieren.The rotary cylinder 31 is provided coaxially with the support cylinder 30. Accordingly, the base material 7 fed in the direction X along the support cylinder 30 by the second feed device 25 is fed from the support cylinder 30 to the rotary cylinder 31. In this state, the base material 7 must pass through a base 38 supporting the transmission shaft 32 and the rotary cylinder 31, but the connecting part 24 of the base material 7 deformed into the cylindrical shape is positioned on the lower side. Therefore, the transmission shaft 32 and the base 38 are arranged so that the transmission shaft 32 and the base 38 relatively pass through a gap formed at the connecting part 24 of the base material 7 when the base material 7 is fed. Moreover, the parts of the transmission shaft 32 and the base 38 that fit into the gap at the connecting part 24 of the base material 7 are formed narrow, as shown by B in Fig. 5B, so that they do not excessively spread the gap in the connecting part 24 and do not excessively deform the cylindrical shape.

Im folgenden wird nun die Arbeitsweise der Drehvorrichtung 5 beschrieben. Das Grundmaterial 7, das in die zylindrische Form verformt wird, wie es oben beschrieben worden ist, wird der Drehvorrichtung 5 durch die zweite Vorschubvorrichtung 25 zugeführt, wobei letztere und die Antriebsvorrichtung (22, 33) mechanisch synchronisiert sind, wie es im folgenden beschrieben wird. Wenn das Grundmaterial 7 zu der Drehvorrichtung 5 vorgeschoben wird, ist somit die Antriebsvorrichtung 33, welche intermittierend arbeitet, in einem nichtantreibenden Zustand, in welchem die Drehvorrichtung 5 nicht angetrieben wird und das Grundmaterial 7 dem Drehzylinder 31 zugeführt wird, welcher stationär ist. Wenn das Grundmaterial 7 auf den Drehzylinder 31 geschoben ist, beginnt die Antriebsvorrichtung 33, die Drehvorrichtung 5 anzutreiben, und der Drehzylinder 31 dreht sich 180º. Demgemäß wird das Grundmaterial 7 gedreht, so daß der Verbindungsteil 24 nach oben weist, wie es in Fig. 3F gezeigt ist. In diesem Zustand sind die Vorrichtungen mechanisch so synchronisiert, daß die zweite Vorschubvorrichtung 25 nicht angetrieben wird. Wenn das Grundmaterial 7 auf oben beschriebene Weise gedreht wird, beginnt das Antreiben der zweiten Vorschubvorrichtung 25, und das Grundmaterial 7, dessen Verbindungsteil 24 auf der oberen Seite positioniert ist, wird zu einem Trägerzylinder 39, der auf der stromabwärtigen Seite des Drehzylinders 31 angeordnet ist, längs der Richtung X vorgeschoben. Der Trägerzylinder 39 ist im einzelnen in Fig. 2 gezeigt.The operation of the rotary device 5 will now be described. The base material 7 deformed into the cylindrical shape as described above is fed to the rotary device 5 by the second feed device 25, the latter and the drive device (22, 33) being mechanically synchronized as will be described below. Thus, when the base material 7 is fed to the rotary device 5, the drive device 33, which operates intermittently, is in a non-driving state in which the rotary device 5 is not driven and the base material 7 is fed to the rotary cylinder 31 which is stationary. When the base material 7 is pushed onto the rotary cylinder 31, the drive device 33 starts to rotate the rotary device 5, and the rotary cylinder 31 rotates 180°. Accordingly, the base material 7 is rotated so that the connecting part 24 faces upward as shown in Fig. 3F. In this state, the devices are mechanically synchronized so that the second feed device 25 is not driven. When the base material 7 is rotated in the manner described above, the second feed device 25 starts to be driven, and the base material 7, whose connecting part 24 is positioned on the upper side, is fed to a carrier cylinder 39 arranged on the downstream side of the rotary cylinder 31 along the direction X. The carrier cylinder 39 is shown in detail in Fig. 2.

Eine dritte Vorschubvorrichtung 40 ist in einem unteren Teil des Trägerzylinders 39 vorgesehen. Die dritte Vorschubvorrichtung 40 hat einen Aufbau ähnlich dem der zweiten Vorschubvorrichtung 25 und weist Riemenscheiben, einen Riemen, Haken und dgl. auf. Das Grundmaterial 7 wird der Laserschweißeinheit 6 durch die dritte Vorschubvorrichtung unter der Führung des Trägerzylinders 39 zugeführt.A third feed device 40 is provided in a lower part of the support cylinder 39. The third feed device 40 has a structure similar to that of the second feed device 25 and includes pulleys, a belt, hooks and the like. The base material 7 is fed to the laser welding unit 6 by the third feed device under the guidance of the support cylinder 39.

Eine Stumpfstoßvorrichtung 41 zum Eliminieren des Spalts in dem Verbindungsteil 24 des Grundmaterials 7 ist vor der Laserschweißeinheit 6 vorgesehen. Die Stumpfstoßvorrichtung 41 weist mehrere Zusatzgeräte 42 bis 45 auf, die auf beiden Seiten des Trägerzylinders 39 angeordnet sind, und die Zusatzgeräte 42 bis 45 werden durch Ketten 46 und 47 angetrieben. Das Grundmaterial 7, das in die zylindrische Form verformt wird und die einander gegenüberliegenden Ränder hat, welche durch die Stumpfstoßvorrichtung 41 stumpf aneinander angestoßen werden, wird zu der Laserschweißeinheit 6 vorgeschoben.A butt jointer 41 for eliminating the gap in the joint part 24 of the base material 7 is provided in front of the laser welding unit 6. The butt jointer 41 has a plurality of attachments 42 to 45 arranged on both sides of the support cylinder 39, and the attachments 42 to 45 are driven by chains 46 and 47. The base material 7, which is deformed into the cylindrical shape and has the opposite edges which are butt jointed by the butt jointer 41, is fed to the laser welding unit 6.

Die Laserschweißeinheit 6 ist z.B. eine CO&sub2;-Laserschweißeinheit und ist so ausgebildet, daß sie einen Laserstrahl aus Sicherheitsgründen abwärts emittiert. Die Laserschweißeinheit 6 ist in einer derartigen Position angeordnet, daß die Laserschweißeinheit 6 dem Verbindungsteil 24 des Grundmaterials 7 gegenüberliegt, welches in der Richtung X vorgeschoben wird. Die Laserschweißeinheit 6 verschweißt den Verbindungsteil 24 des Grundmaterials 7 durch die Laserschweißung und ergibt den äußeren Becher 8, der in Fig. 3G gezeigt ist.The laser welding unit 6 is, for example, a CO₂ laser welding unit and is designed to emit a laser beam downwards for safety reasons. The laser welding unit 6 is arranged in such a position that the laser welding unit 6 faces the connecting part 24 of the base material 7 which is advanced in the direction X. The laser welding unit 6 welds the connecting part 24 of the base material 7 by the laser welding and yields the outer cup 8 shown in Fig. 3G.

Die Laserschweißung des Verbindungsteils 24 des Grundmaterials 7 wird ermöglicht, weil die Drehvorrichtung 5 in der Produktionsvorrichtung 1 vorgesehen ist. Der Laserstrahl, der bei der Laserschweißung benutzt wird, muß, wie oben beschrieben, aus Sicherheitsgründen abwärts emittiert werden, und der Verbindungsteil 24 des Grundmaterials 7 muß auf der oberen Seite positioniert sein, wenn das Grundmaterial 7 zu der Laserschweißeinheit 6 vorgeschoben wird. Andererseits, wenn das Grundmaterial 7, das die Form einer Platte hat, in die zylindrische Form verformt wird, ist der Verbindungsteil 24 wegen der Merkmale der Formgebungsrollen 20 und 21 unvermeidlich auf der unteren Seite positioniert.The laser welding of the connecting part 24 of the base material 7 is made possible because the rotary device 5 is provided in the production device 1. The laser beam used in the laser welding must be emitted downwards for safety reasons as described above, and the connecting part 24 of the base material 7 must be positioned on the upper side when the base material 7 is fed to the laser welding unit 6. On the other hand, when the base material 7, which has the shape of a plate, is deformed into the cylindrical shape, the connecting part 24 is inevitably positioned on the lower side due to the characteristics of the forming rollers 20 and 21.

Gemäß der Ausführungsform ist es möglich, die Produktionsvorrichtung 1 zu realisieren, welche sowohl die feinen Merkmale der Formgebungsrollen als auch die feinen Merkmale der Laserschweißung herausbringt. Darüber hinaus ist der Aufbau der Drehvorrichtung 5 einfach, wie oben in Verbindung mit den Fig. 5A und 5B beschrieben, und der Aufbau der Produktionsvorrichtung 1 wird durch das Vorsehen der Drehvorrichtung 5 nicht komplex werden.According to the embodiment, it is possible to realize the production apparatus 1 which brings out both the fine features of the forming rolls and the fine features of the laser welding. Moreover, the structure of the rotary device 5 is simple as described above in connection with Figs. 5A and 5B, and the structure of the production apparatus 1 will not become complex by the provision of the rotary device 5.

Die Mechanismen und Vorrichtungen der Produktionsvorrichtung 1, die oben beschrieben worden ist, werden durch einen einzelnen Antriebsmotor 34 angetrieben.The mechanisms and devices of the production device 1 described above are driven by a single drive motor 34.

Fig. 6 zeigt einen wesentlichen Teil eines Antriebssystems der Produktionsvorrichtung 1. Gemäß der Darstellung in Fig. 6 wird die Drehkraft des Motors 34 durch ein Getriebe 48 zweigeteilt. Ein Ausgang des Getriebes 48 wird benutzt, um die Vorformvorrichtung 3 anzutreiben. Der andere Ausgang des Getriebes 48 wird benutzt, um die Kerbvorrichtung 2, die Formgebungsvorrichtung 4, die Drehvorrichtung 5, die horizontale Vorschubvorrichtung 15, die zweite Vorschubvorrichtung 25 und dgl. anzutreiben. Die anderen Vorschubvorrichtungen 10 und 40 werden, obgleich es nicht gezeigt ist, ebenfalls durch den Motor 34 angetrieben. Außerdem sind in Fig. 6 ein Nocken 49 zum Antreiben des Metallwerkzeugs der Kerbvorrichtung 2, ein Nocken 50 zum Antreiben der Trägerschiene 16 der horizontalen Vorschubvorrichtung 15 und eine intermittierende Vorrichtung 51 zum intermittierenden Antreiben der zweiten Vorschubvorrichtung 25 gezeigt.Fig. 6 shows an essential part of a drive system of the production device 1. As shown in Fig. 6, the rotational force of the motor 34 is divided into two by a gear 48. One output of the gear 48 is used to drive the preforming device 3. The other output of the gear 48 is used to drive the notching device 2, the shaping device 4, the rotating device 5, the horizontal feed device 15, the second feed device 25 and the like. The other feed devices 10 and 40, although not shown, are also driven by the motor 34. Also shown in Fig. 6 are a cam 49 for driving the metal tool of the notching device 2, a cam 50 for driving the support rail 16 of the horizontal feed device 15 and an intermittent device 51 for intermittently driving the second feed device 25.

Durch Antreiben des Antriebssystems der Produktionsvorrichtung 1 durch den einzelnen Motor 34 ist es möglich, die Anzahl der erforderlichen Motoren zu reduzieren, den Energieverbrauch der Produktionsvorrichtung 1 zu reduzieren und die Kosten der Produktionsvorrichtung 1 zu reduzieren. Darüber hinaus ist es möglich, das Steuersystem der Produktionsvorrichtung 1 durch mechanisches Synchronisieren des Antriebs des Antriebssystems zu vereinfachen.By driving the drive system of the production device 1 by the single motor 34, it is possible to reduce the number of motors required, reduce the energy consumption of the production device 1, and reduce the cost of the production device 1. In addition, it is possible to simplify the control system of the production device 1 by mechanically synchronizing the drive of the drive system.

Claims (4)

1. Produktionsmaschine (1) zum Produzieren der äußeren Becher (8) von Trockenelementbatterien aus plattenförmigen Zuschnitten (7), wobei die Maschine aufweist:1. Production machine (1) for producing the outer cups (8) of dry cell batteries from plate-shaped blanks (7), the machine comprising: - einen Zuschnittstapler (9), der einen Vorrat an plattenförmigen Zuschnitten (7) bereitstellt,- a blank stacker (9) which provides a supply of plate-shaped blanks (7), - eine Rundstation (4), die aus den Zuschnitten (7) praktisch einen Zylinder bildet, der einen Längsspalt (24) hat, welcher durch zwei einander gegenüberliegende Ränder (7d, 7e) des Zuschnitts (7) gebildet wird,- a round station (4) which practically forms a cylinder from the blanks (7) having a longitudinal gap (24) which is formed by two opposite edges (7d, 7e) of the blank (7), - eine Laserschweißstation (6), die einen nach unten emittierten Laserstrahl zum Verbinden der einander gegenüberliegenden Ränder liefert,- a laser welding station (6) which provides a downwardly emitted laser beam for joining the opposing edges, - und eine Vorschubeinrichtung (10, 15, 25, 40) zum Vorschieben der Zuschnitte (7) nacheinander von dem Zuschnittstapler (9) zu der Rundstation (4) und zu der Laserschweißstation (6), dadurch gekennzeichnet,- and a feed device (10, 15, 25, 40) for pushing the blanks (7) one after the other from the blank stacker (9) to the round station (4) and to the laser welding station (6), characterized in daß die Rundstation (4) von einer Bauart ist, bei der der Längsspalt (24) in einer unteren Position des gebildeten Zylinders geschaffen wird, und daß eine Drehstation (5) zwischen der Rundstation (4) und der Laserschweißstation (6) angeordnet ist, wobei die Drehstation (5) eine drehbare Zylinderaufnahmeeinrichtung (31) hat, die mit einer intermittierenden Antriebsvorrichtung (33) verbunden ist, um jeden Zylinder um seine Achse zu drehen und den Längsspalt (24) in eine obere Position zu bringen, bevor der Zylinder weiter zu der Laserschweißstation (6) vorgeschoben wird.that the round station (4) is of a type in which the longitudinal gap (24) is created in a lower position of the formed cylinder, and that a turning station (5) is arranged between the round station (4) and the laser welding station (6), the turning station (5) having a rotatable cylinder receiving device (31) connected to an intermittent drive device (33) for rotating each cylinder about its axis and bringing the longitudinal gap (24) into an upper position before the cylinder is further advanced to the laser welding station (6). 2. Produktionsmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rundstation (4) eine Vorformstation (3) vorgeschaltet ist, die eine Rolieneinrichtung (12, 13) zum Vorformen der Ränder (7d, 7e) der Zuschnitte (7), die zum Bilden des Längsspalts (24) bestimmt sind, aufweist.2. Production machine (1) according to claim 1, characterized in that the round station (4) is preceded by a preforming station (3) which has a roller device (12, 13) for preforming the edges (7d, 7e) of the blanks (7) which are intended for forming the longitudinal gap (24). 3. Produktionsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein einzelner Motor (34) vorgesehen ist zum Antreiben wenigstens der Vorschubeinrichtung (25), der Rundstation (4) und der Antriebsvorrichtung (33) der Drehstation (5) in Synchronismus.3. Production machine according to claim 1 or 2, characterized in that a single motor (34) is provided for driving at least the feed device (25), the round station (4) and the drive device (33) of the turning station (5) in synchronism. 4. Produktionsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stumpfstoßvorrichtung (41) vorgesehen ist zum Stumpfstoßen der einander gegenüberliegenden Ränder (7d, 7e) jedes Zylinders vor dem Verschweißen in der Laserschweißstation (6).4. Production machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that a butt-jointing device (41) is provided for butt-jointing the opposing edges (7d, 7e) of each cylinder before welding in the laser welding station (6).