DE202019005563U1 - Coating station and coating system for carrying out a method for applying an insulation layer on a motor vehicle battery cell - Google Patents

Coating station and coating system for carrying out a method for applying an insulation layer on a motor vehicle battery cell Download PDF

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Abstract

Beschichtungsstation (10) zur Aufbringung einer außenseitigen Isolationsschicht (110) auf dem Gehäuse (204) einer Batteriezelle (202) mit den folgenden Merkmalen:
a. die Beschichtungsstation (10) verfügt über mindestens einen automatisiert verfahrbaren Beschichtungsapplikator (20) zur Ausbringung des Beschichtungsmaterials (100) in Form diskreter Einzeltropfen (102, 122), und
b. die Beschichtungsstation (10) verfügt über einen Werkstückhalter (70) zur Fixierung einer Batteriezelle (202), und
c. die Beschichtungsstation (10) ist zur Durchführung des folgenden Verfahrens ausgebildet,
1. die Beschichtung erfolgt mit einem flüssigen elektrisch isolierenden Beschichtungsmaterial (100), und
2. die Beschichtung erfolgt unter Verwendung eines Beschichtungsapplikators (20) durch Aufbringung diskret erzeugter Einzeltropfen (102) des Beschichtungsmaterials (100), die auf einer Außenfläche (210A, 210B, 210C) des vorzugsweise prismatischen Gehäuses (204) Beschichtungspunkte (104) bilden, und
3. die Beschichtungspunkte (104) werden mittels des Beschichtungsapplikators (20) sequentiell aneinander angrenzend oder überlappend aufgebracht, so dass sie gemeinsam Beschichtungslinien (106) bilden.

Figure DE202019005563U1_0000
Coating station (10) for applying an outside insulation layer (110) to the housing (204) of a battery cell (202) with the following features:
a. the coating station (10) has at least one automatically movable coating applicator (20) for applying the coating material (100) in the form of discrete individual drops (102, 122), and
b. the coating station (10) has a workpiece holder (70) for fixing a battery cell (202), and
c. the coating station (10) is designed to carry out the following method,
1. the coating is carried out with a liquid electrically insulating coating material (100), and
2. the coating is carried out using a coating applicator (20) by applying discretely generated individual drops (102) of the coating material (100) which form coating points (104) on an outer surface (210A, 210B, 210C) of the preferably prismatic housing (204), and
3. The coating dots (104) are applied sequentially adjacent to one another or overlapping one another by means of the coating applicator (20), so that they jointly form coating lines (106).
Figure DE202019005563U1_0000

Description

ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIKFIELD OF APPLICATION AND STATE OF THE ART

Die Erfindung betrifft den Bereich der Beschichtung von Batteriezellen, insbesondere der Beschichtung von Kfz-Batteriezellen, von denen eine Mehrzahl zur Bildung einer Kfz-Batterie zusammengefügt wird. Um bei einer solchen Kfz-Batterie zu vermeiden, dass ein Schaden an einer Batteriezelle sich auf benachbarte Batteriezellen oder benachbarte Batterien auswirkt, ist es bekannt, die Batteriezellen mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung zu versehen. Derartiges ist beispielsweise in der WO 2018/082989 A1 beschrieben.The invention relates to the field of coating battery cells, in particular the coating of motor vehicle battery cells, a plurality of which are joined together to form a motor vehicle battery. In order to prevent damage to a battery cell from affecting neighboring battery cells or neighboring batteries in such a motor vehicle battery, it is known to provide the battery cells with an electrically insulating coating. Such is for example in the WO 2018/082989 A1 described.

Auch ist es aus der DE 102015205481 A1 bereits bekannt, Batteriezellen einzeln zu beschichten und hierbei einen unter UV-Licht aushärtbaren Lack zu verwenden.It is also from the DE 102015205481 A1 already known to coat battery cells individually and to use a varnish curable under UV light.

Bislang wird das flüssige Beschichtungsmaterial üblicherweise in Form eines vernebelten Sprühstrahls auf die Oberflächen des Gehäuses der Batteriezelle aufgebracht. Als problematisch bei der derartigen Aufbringung der Beschichtung hat sich der erforderliche Aufwand erwiesen, der ähnlich einer Kfz-Lackieranlage eine aufwändige Isolation des Beschichtungsbereichs sowie einen hohen Reinigungsaufwand der Anlagen aufgrund eines entweichenden Tröpfchennebels mit sich bringt. Auch ist der Verlust von flüssigem Beschichtungsmaterial, welches ungenutzt entweicht, unter ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten nachteilig.So far, the liquid coating material has usually been applied to the surfaces of the housing of the battery cell in the form of an atomized spray jet. The effort required for applying the coating in this way has proven to be problematic, which, similar to a motor vehicle paint shop, entails complex insulation of the coating area and high effort for cleaning the systems due to the escaping mist of droplets. The loss of liquid coating material which escapes unused is also disadvantageous from an ecological and economic point of view.

AUFGABE UND LÖSUNGTASK AND SOLUTION

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Beschichtungsstation und eine Beschichtungsanlage zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile des Standes der Technik vermindern.The object of the invention is to provide a coating station and a coating system which reduce the disadvantages of the prior art.

Vorgeschlagen wird hierfür eine Beschichtungsstation zur Durchführung eines Verfahren zur Aufbringung einer außenseitigen Isolationsschicht auf dem Gehäuse einer Batteriezelle, bei dem die Beschichtung mit einem flüssigen elektrisch isolierenden Beschichtungsmaterial und unter Verwendung eines Beschichtungsapplikators durch Aufbringung diskret erzeugter Einzeltropfen des Beschichtungsmaterials erfolgt. Dabei bilden die Einzeltropfen beim Aufprall auf einer Außenfläche des Gehäuses Beschichtungspunkte, welche mittels des Beschichtungsapplikators sequentiell aneinander angrenzend oder überlappend aufgebracht werden, so dass sie gemeinsam Beschichtungslinien bilden.For this purpose, a coating station is proposed for carrying out a method for applying an outside insulation layer to the housing of a battery cell, in which the coating is carried out with a liquid electrically insulating coating material and using a coating applicator by applying discretely generated individual drops of the coating material. When they hit an outer surface of the housing, the individual drops form coating points, which are applied sequentially adjacent to one another or overlapping by means of the coating applicator, so that they jointly form coating lines.

Das genannte Verfahren, welches mit der Funktionsweise eines Tintenstrahldruckers verwandt ist, basiert darauf, dass kein undefinierter Nebel oder Sprühstrahl und kein kontinuierlicher Materialstrom Verwendung findet, sondern stattdessen das flüssige Beschichtungsmaterial in Form einzelner Einzeltropfen mit definierter einheitlicher Austragrichtung sequentiell ausgetragen wird. Diese Einzeltropfen werden bei Relativbewegung des verwendeten Applikators gegenüber der Außenfläche des vorzugsweise prismatischen Batteriezellengehäuses ausgetragen und bilden eine Spur von bündig zueinander oder überlappend angeordneten Beschichtungspunkte und somit eine Beschichtungslinie.The mentioned method, which is related to the way an inkjet printer works, is based on the fact that no undefined mist or spray jet and no continuous material flow are used, but instead the liquid coating material is sequentially discharged in the form of individual individual drops with a defined uniform discharge direction. These individual drops are discharged when the applicator used moves relative to the outer surface of the preferably prismatic battery cell housing and form a track of coating points arranged flush with one another or overlapping and thus a coating line.

Diese Beschichtungslinie kann bei geeigneter Anpassung der Austragsparameter, Genauigkeit der Relativbewegung und gleichbleibenden Materialeigenschaften zielgenau auf die üblicherweise planen und rechteckigen Außenflächen bis zum Rand hin aufgebracht werden, ohne dass in nennenswertem Umfang Beschichtungsmaterial an der jeweiligen Fläche vorbei ausgetragen wird und den Fertigungsbereich verschmutzt.With suitable adjustment of the discharge parameters, accuracy of the relative movement and constant material properties, this coating line can be precisely applied to the usually planar and rectangular outer surfaces right up to the edge, without any significant amount of coating material being discharged past the respective surface and contaminating the production area.

Die Ausrichtung des Applikators und somit die Ausbringungsrichtung der Einzeltropfen erfolgt vorzugsweise in Richtung des Normalenvektors der zu beschichtenden Fläche. Im Falle von Kanten zwischen gegeneinander angewinkelten Außenflächen kann es jedoch auch zweckmäßig sein, die Ausbringung der Einzeltropfen auf solche Kanten in einem Winkel erfolgen zu lassen, der zwischen den Normalenwinkeln der jeweilig angrenzenden Außenflächen liegt.The orientation of the applicator and thus the direction of application of the individual drops is preferably carried out in the direction of the normal vector of the surface to be coated. In the case of edges between mutually angled outer surfaces, however, it can also be expedient to allow the individual drops to be applied to such edges at an angle that lies between the normal angles of the respective adjoining outer surfaces.

Das Beschichtungsmaterial ist ein flüssiges Beschichtungsmaterial, das im ausgehärteten Zustand elektrisch isolierend wirkt. Vorzugsweise umfasst es mindestens eine unter Strahlung, insbesondere unter UV-Strahlung, aushärtende Komponente. Alternativ kann es eine durch Polyaddition oder Polykondensation aushärtende Komponente umfassen. Auch kann das Beschichtungsmaterial eine Komponente umfassen, die sowohl durch Polyaddition oder Polykondensation aushärtet als auch Strahlung zum Aushärten benötigt.The coating material is a liquid coating material that has an electrically insulating effect when cured. It preferably comprises at least one component which cures under radiation, in particular under UV radiation. Alternatively, it can comprise a component that cures by polyaddition or polycondensation. The coating material can also comprise a component which both cures by polyaddition or polycondensation and also requires radiation for curing.

Bei einem Beschichtungsmaterial mit einer unter Strahlung aushärtenden Komponente kommt als Strahlungzum Aushärten insbesondere UV-Strahlung aber ggf. auch Elektronenstrahlung in Frage. Die unter Strahlung aushärtende Komponente ist bevorzugt mindestens ein Acrylat, mindestens ein Epoxid oder mindestens ein Enolether. Das mindestens eine Acrylat ist als die unter Strahlung aushärtende Komponente besonders bevorzugt. Es kann bevorzugt sein, dass das Beschichtungsmittel neben der unter Strahlung aushärtenden Komponente eine Lösemittelkomponente umfasst. Das Lösemittel ist auf die unter Strahlung aushärtende Komponente abzustimmen. In bevorzugten Ausführungsformen umfasst die unter Strahlung aushärtende Komponente mindestens einen Reaktivverdünner, gegebenenfalls zusätzlich zu der Lösemittelkomponente, besonders bevorzugt aber auch als Ersatz für die Lösemittelkomponente. Unter einem Reaktivverdünner versteht man bekanntlich einen Stoff, der die Viskosität eines Beschichtungsmaterials für die Verarbeitung herabsetzt und bei der anschließenden Härtung des Lackes Teil des Lackes wird, meist in Folge einer Copolymerisation. Ein übliches Lösemittel nimmt im Gegensatz dazu nicht an chemischen Reaktionen Teil und muss in der Regel nach Abschluss einer Reaktion entfernt werden. Wenn die unter Strahlung aushärtende Komponente ein Acrylat umfasst, so sind als Reaktivverdünner beispielsweise Dipropylenglykoldiacrylat, Tripropylenglykoldiacrylat, Tetrahydrofurfurylacrylat, Isobornylacrylat, Isodecylacrylat, Ethylenethylacrylat, Hexandioldiarcylat, Tricyclodecandimethanoldiacrylat, propoxyliertes Neopentylglykoldiacrylat und propoxylyliertes Trimethylolpropantriacrylat geeignet. Beispielsweise kann das Beschichtungsmaterial eine Kombination aus Isobornylacrylat und Tricyclodecandimethanoldiacrylat umfassen. In einigen besonders bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Beschichtungsmaterial den mindestens einen Reaktivverdünner nicht zusätzlich zu dem mindestens einen Acrylat, sondern als das mindestens eine Acrylat. Mit anderen Worten, das Beschichtungsmaterial umfasst als strahlungsvernetzbare Bestandteile dann im Wesentlichen nur einen oder mehrere Reaktivverdünner. Neben den genannten Bestandteilen kann das Beschichtungsmaterial mindestens ein Additiv, insbesondere einen Photoinitiator, umfassen, beispielsweise ein geeignetes Phosphinoxid.In the case of a coating material with a component that cures under radiation, UV radiation in particular, but possibly also electron beams, can be considered as radiation for curing. The component which cures under radiation is preferably at least one acrylate, at least one epoxide or at least one enol ether. The at least one acrylate is particularly preferred as the radiation-curing component. It can be preferred that the coating agent comprises a solvent component in addition to the radiation-curing component. The solvent must be matched to the component that cures under radiation. In preferred embodiments the radiation-curing component comprises at least one reactive diluent, optionally in addition to the solvent component, but particularly preferably also as a replacement for the solvent component. As is well known, a reactive diluent is understood to be a substance that reduces the viscosity of a coating material for processing and becomes part of the paint when the paint is subsequently cured, usually as a result of copolymerization. In contrast, a common solvent does not take part in chemical reactions and usually has to be removed after a reaction has ended. If the component that cures under radiation comprises an acrylate, suitable reactive diluents are, for example, dipropylene glycol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, isobornyl acrylate, isodecyl acrylate, ethylene ethyl acrylate, hexanediol diarcylate, tricyclodecane diolentylene diacylate, tricyclodecane diolentylene diacylate, tricyclodecane diolentylene diacylate, tricyclodecane diolentylene diacylate, tricyclodecane diolentylgiacylate, tricyclodecane diolentylene diacylate, tricyclodecane diolentylgiacylate, tricyclodecane diolentylene diacylate, tricyclodecane-di-methane diacylate, tricyclodecane di-methane diacylate, tricyclodecane-di-methane diacylate, tricyclodecane-di-methane diacylate, tricyclodecane-di-methane diacylate, tricyclodecane-di-methylene diacylate, For example, the coating material can comprise a combination of isobornyl acrylate and tricyclodecane dimethanol diacrylate. In some particularly preferred embodiments, the coating material comprises the at least one reactive diluent not in addition to the at least one acrylate, but rather as the at least one acrylate. In other words, the coating material then essentially comprises only one or more reactive diluents as components that can be crosslinked by radiation. In addition to the components mentioned, the coating material can comprise at least one additive, in particular a photoinitiator, for example a suitable phosphine oxide.

Im Falle eines Beschichtungsmaterials mit einer durch Polyaddition oder Polykondensation aushärtenden Komponente wird zur Aushärtung keine Strahlung benötigt, allerdings kann die Aushärtung im Einzelfall etwa durch Erwärmung initiiert oder gefördert werden. Als eine solche Komponente kommt insbesondere eine hydroxyfunktionelle Komponente mit einem isocyanatfunktionellen Härter in Frage, also eine zur Herstellung von Polyurethanen verwendbare Komponente. Die hydroxyfunktionelle Komponente ist meist ein Polyol, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe mit Polyesterpolyol, Polyetherpolyol, Acrylatpolyol. Der Härter ist beispielsweise m-Tolylidendiisocyanat oder Isophorondiisocyanat.In the case of a coating material with a component that cures by polyaddition or polycondensation, no radiation is required for curing, but curing can be initiated or promoted in individual cases, for example by heating. A particularly suitable component of this type is a hydroxy-functional component with an isocyanate-functional hardener, that is to say a component which can be used for the production of polyurethanes. The hydroxy-functional component is usually a polyol, in particular selected from the group comprising polyester polyol, polyether polyol and acrylate polyol. The hardener is, for example, m-tolylidene diisocyanate or isophorone diisocyanate.

Beschichtungsmaterialien mit einer Komponente, die sowohl durch Polyaddition oder Polykondensation aushärtet als auch Strahlung zum Aushärten benötigt, sind als Dual-Cure-Beschichtungsmittel bekannt. Sie werden zum Aushärten in der Regel erwärmt und bestrahlt. Gut geeignet hierfür sind beispielsweise Urethanacrylate, die mit einem Härter wie Isophorondiisocyanat eine Polyadditionsreaktion eingehen können. Anschließend werden sie durch Strahlung endgehärtet.Coating materials with a component that both cures by polyaddition or polycondensation and also requires radiation for curing are known as dual-cure coating agents. They are usually heated and irradiated to cure. Urethane acrylates, for example, which can enter into a polyaddition reaction with a hardener such as isophorone diisocyanate, are very suitable for this. They are then finally hardened by radiation.

Da die für das Verfahren in Frage kommenden Beschichtungsmaterialien meist bei Raumtemperatur eine für die vorgeschlagene Art der Ausbringung ungünstig hohe Viskosität aufweisen, wird es also bevorzugt angesehen, wenn das Beschichtungsmaterial vor dem Austrag auf eine Temperatur zwischen 35 °C und 45 °C erwärmt wird, vorzugsweise mittels einer im Beschichtungsapplikator vorgesehenen Heizeinrichtung.Since the coating materials in question for the process usually have an unfavorably high viscosity for the proposed type of application at room temperature, it is therefore preferred if the coating material is heated to a temperature between 35 ° C and 45 ° C before the application, preferably by means of a heating device provided in the coating applicator.

Vorzugsweise werden mittels des Verfahrens nicht nur aus Beschichtungspunkten zusammengefügte Beschichtungslinien auf der Außenfläche aufgebracht, sondern ermöglichen eine flächige Beschichtung, indem eine Vielzahl von Beschichtungslinien sequentiell nebeneinander aufgebracht werden und somit eine zusammenhängende Beschichtungsfläche bilden. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, größere Flächen des Gehäuses mit konventionellen Mitteln zu beschichten und nur besondere Bereiche wie Kantenbereiche mit Beschichtungslinien gemäß dem Verfahren zu versehen.Preferably, by means of the method, not only coating lines assembled from coating points are applied to the outer surface, but also enable a flat coating in that a plurality of coating lines are applied sequentially next to one another and thus form a cohesive coating surface. In principle, however, it is also conceivable to coat larger areas of the housing with conventional means and to provide only special areas such as edge areas with coating lines according to the method.

Zur Beschichtung von größeren Flächen mittels Einzelpunkten werden mehrere Beschichtungslinien überlappend oder angrenzend nebeneinander aufgebracht. Dabei ist es meist von Vorteil, wenn die einzelnen Beschichtungslinien parallel zur längsten Erstreckung der jeweils zu beschichtenden Fläche ausgerichtet sind, da sich so die kürzeste Beschichtungszeit erzielen lässt.For the coating of larger areas using individual points, several coating lines are applied overlapping or adjacent to one another. It is usually advantageous here if the individual coating lines are aligned parallel to the longest extension of the respective surface to be coated, since the shortest coating time can be achieved in this way.

Ja nach Art der Positionierung des zu beschichtenden Gehäuses ist die zu beschichtende Fläche üblicherweise horizontal oder vertikal ausgerichtet. Im Falle einer vertikal ausgerichteten Fläche kann die flächige Beschichtung mittels horizontalen Beschichtungslinien erfolgen, wobei diese dabei vorzugsweise nacheinander von oben nach unten aufgebracht werden. Es hat sich gezeigt, dass sich hierdurch gegenüber einer Aufbringung von unten nach oben eine einheitlichere Beschichtungsdicke und somit eine höhere Beschichtungsqualität als bei einer Beschichtung von unten nach oben erzielen lässt. Alternativ kann bei vertikaler Ausrichtung der zu beschichtenden Fläche vorgesehen sein, dass die die Beschichtungslinien vertikal ausgerichtet aufgebracht werden.Depending on the type of positioning of the housing to be coated, the surface to be coated is usually aligned horizontally or vertically. In the case of a vertically aligned surface, the two-dimensional coating can be carried out by means of horizontal coating lines, these preferably being applied one after the other from top to bottom. It has been shown that in this way a more uniform coating thickness and thus a higher coating quality can be achieved compared to an application from the bottom upwards than with a coating from the bottom upwards. Alternatively, if the surface to be coated is oriented vertically, it can be provided that the coating lines are applied vertically.

Üblicherweise sind mehrere Außenflächen eines Gehäuses zu beschichten, meist insgesamt fünf Seiten, so dass nur eine Oberseite, an der Polelemente vorgesehen sind, unbeschichtet bleibt. Um dies in möglichst kurzer Zeit zu ermöglichen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Beschichtung von zwei einander gegenüberliegenden Außenflächen zeitgleich mittels zweier Beschichtungsapplikatoren erfolgt.Usually, several outer surfaces of a housing are to be coated, usually a total of five sides, so that only one upper side, on which pole elements are provided, remains uncoated. In order to make this possible in the shortest possible time, it is preferably provided that the coating of two mutually opposite External surfaces are carried out simultaneously using two coating applicators.

Die Verwendung zweier Applikatoren halbiert die Beschichtungszeit für die betroffenen Flächen. Der Aufwand zur Handhabung solcher zweier Applikatoren ist vergleichsweise gering, da die Bewegung beider Applikatoren oder grundsätzlich auch von mehr als zwei Applikatoren mit nur einem Verlagerungssystem, insbesondere nur einem Roboter, möglich ist.The use of two applicators halves the coating time for the affected areas. The effort involved in handling such two applicators is comparatively low, since the movement of both applicators or, in principle, also more than two applicators, is possible with only one displacement system, in particular only one robot.

Das Gehäuse wird während der Beschichtung vorzugsweise von einem Werkstückhalter gehalten. Diese kann insbesondere derart ausgestaltet sein, dass er die Batteriezelle mittels Halteelementen an den Polelementen ergreift. Hier ist eine Beschichtung üblicherweise nicht gewünscht. Die Werkstückhalter an den Polelementen bewirken neben der Fixierung der Batteriezelle auch einen zusätzlichen Schutz der Polelemente gegen Spritzer der Beschichtungsflüssigkeit.The housing is preferably held by a workpiece holder during the coating. This can in particular be designed in such a way that it grips the battery cell by means of holding elements on the pole elements. A coating is usually not desired here. In addition to fixing the battery cell, the workpiece holders on the pole elements also provide additional protection for the pole elements against splashes of the coating liquid.

Es kann vorgesehen sein, dass die Relativverlagerung des Applikators gegenüber dem Gehäuse nur oder auch auf einer Verlagerung des Gehäuses während der Bearbeitung basiert. Hierfür kann der Werkstückhalter insbesondere um eine Hochachse drehbar gegenüber einer feststehenden Basis oder einem Fördersystem wie einem Rundtisch ausgebildet sein.It can be provided that the relative displacement of the applicator with respect to the housing is based only or also on a displacement of the housing during processing. For this purpose, the workpiece holder can in particular be designed to be rotatable about a vertical axis with respect to a stationary base or a conveyor system such as a rotary table.

Der Austrag erfolgt beim Verfahren vorzugsweise mittels eines Beschichtungsapplikators, der eine Düsenkammer und eine sich daran stromabwärts anschließende Düsenöffnung sowie einen verlagerbaren Stößel aufweist, der periodisch entlang seiner Längsachse in die Düsenkammer einrückt und dabei deren Inhalt als diskreten Einzeltropfen durch die Düsenöffnung drückt. Geeignete Beschichtungsapplikatoren sind beispielsweise von der Firma Vermes Microdispensing GmbH in Otterfing, Deutschland, erhältlich.The method is preferably discharged by means of a coating applicator, which has a nozzle chamber and a nozzle opening connected to it downstream as well as a displaceable plunger which periodically moves into the nozzle chamber along its longitudinal axis and thereby pushes its contents as discrete individual drops through the nozzle opening. Suitable coating applicators are available, for example, from Vermes Microdispensing GmbH in Otterfing, Germany.

Der genannte Stößel, der vorzugsweise mittels Piezoaktoren, insbesondere Piezostacks, in periodische Bewegungen versetzt wird, bewegt sich vorzugsweise während des Austrags mit einer Frequenz zwischen 100 Hz bis 1000 Hz, vorzugsweise zwischen 200 Hz und 400 Hz. Diese Werte entsprechen bei einem Applikator mit einer Düsenöffnung damit gleichzeitig der Zahl der Einzeltropfen, die ausgebracht werden und einzelne Beschichtungspunkte auf Oberfläche hinterlassen.Said ram, which is preferably set into periodic movements by means of piezo actuators, in particular piezo stacks, preferably moves during discharge at a frequency between 100 Hz to 1000 Hz, preferably between 200 Hz and 400 Hz Nozzle opening thus simultaneously the number of individual drops that are applied and leave individual coating points on the surface.

Wenngleich ein Beschichtungsapplikator zur Verwendung beim Verfahren typischerweise nur eine Düsenöffnung aufweist, sind auch Gestaltungen mit mehreren gleich ausgerichteten Düsenöffnungen möglich, so dass diese mehrere parallele Beschichtungslinien simultan auf der gleichen Oberfläche aufbringen können. In einem solchen Fall kann der Beschichtungsapplikator separate Stößel aufweisen, die insbesondere mit separaten Piezostacks angetrieben werden. Es ist aber auch denkbar, dass mehrere Stößel eine gemeinsame Stößeleinheit bilden, die mittels gemeinsamer Piezostacks angetrieben wird und deren Stößel dadurch in unterschiedliche und separat gespeiste Düsenkammern einrücken.Although a coating applicator for use in the process typically has only one nozzle opening, designs with several identically aligned nozzle openings are also possible so that they can apply several parallel coating lines simultaneously on the same surface. In such a case, the coating applicator can have separate plungers, which are in particular driven by separate piezo stacks. However, it is also conceivable that several tappets form a common tappet unit which is driven by means of shared piezo stacks and whose tappets are thereby engaged in different and separately fed nozzle chambers.

Alternativ zur Verwendung eines Stößels ist es grundsätzlich auch möglich, dass die Ausbringung des Beschichtungsmaterials ähnlich der im Tintenstrahldruckbereich bekannten Bubblejet-Technologie durch Heizelemente bewirkt wird, die eine Dampfblase erzeugen und hierdurch das Beschichtungsmaterial aus der Düsenkammer austreiben.As an alternative to the use of a plunger, it is basically also possible that the application of the coating material, similar to the bubblejet technology known in the field of inkjet printing, is effected by heating elements that generate a vapor bubble and thereby drive the coating material out of the nozzle chamber.

Die Beschichtung erfolgt vorzugsweise mit Einzeltropfen, die ein Tropfenvolumen zwischen 0,2 mm3 und 1,0 mm3 aufweisen. Die konkrete Tropfengröße wird insbesondere durch den Hub des periodischen bewegten Stößels beeinflusst. Die entstehenden Beschichtungspunkte weisen vorzugsweise an ihrer dicksten Stelle eine Dicke zwischen 50 µm und 100 µm auf, wobei sie vorzugsweise derart zur Bildung von Beschichtungslinien bzw. Beschichtungsflächen überlappend angeordnet werden, dass sich eine mittlere Schichtdicke zwischen 60 µm und 120 µm ergibt. Der Durchmesser der einzelnen Beschichtungspunkte liegt vorzugsweise zwischen 1 mm und 2 mm.The coating is preferably carried out with individual drops which have a drop volume between 0.2 mm 3 and 1.0 mm 3 . The specific drop size is influenced in particular by the stroke of the periodically moving plunger. The resulting coating dots preferably have a thickness between 50 μm and 100 μm at their thickest point, whereby they are preferably arranged so as to overlap to form coating lines or coating areas that an average layer thickness between 60 μm and 120 μm results. The diameter of the individual coating points is preferably between 1 mm and 2 mm.

Die Beschichtung erfolgt vorzugsweise durch eine Düsenöffnung mit einem Düsendurchmesser zwischen 0,2 mm und 0,8 mm, vorzugsweise von 0,5 mm. Die Beschichtung erfolgt weiterhin vorzugsweise bei einem Abstand zwischen der Düsenöffnung und der zu beschichtenden Außenfläche zwischen 3 mm und 8 mm, vorzugsweise zwischen 4 mm und 6 mm.The coating is preferably carried out through a nozzle opening with a nozzle diameter between 0.2 mm and 0.8 mm, preferably 0.5 mm. The coating is also preferably carried out at a distance between the nozzle opening and the outer surface to be coated between 3 mm and 8 mm, preferably between 4 mm and 6 mm.

Die Zuführung des Beschichtungsmaterials in die Düsenkammer erfolgt vorzugsweise mit einem Druck zwischen 3 bar und 5 bar. Ein zu geringer Druck begünstigt ebenso wie eine zu schnelle Rückzugsbewegung des Stößels das Einsaugen von Luft, wenn der Stößel aus der Düsenkammer ausrückt, so dass ein Zuführdruck im genannten Bereich bevorzugt wird. Wird der Druck zu hoch gewählt, so kann es dazu kommen, dass der Einzeltropfen bei der Abgabe zerrissen wird und die Beschichtung inhomogen wird.The coating material is fed into the nozzle chamber preferably at a pressure between 3 bar and 5 bar. Too low a pressure, like too fast a retraction movement of the plunger, favors the sucking in of air when the plunger disengages from the nozzle chamber, so that a supply pressure in the range mentioned is preferred. If the pressure chosen is too high, it can happen that the individual drop is torn when it is dispensed and the coating becomes inhomogeneous.

Die Relativgeschwindigkeit zwischen Beschichtungsapplikator und einer Außenfläche während der Ausbringung des Beschichtungsmaterials ergibt sich aus den genannten Parametern und beträgt vorzugsweise zwischen 300 mm/sec und 700 mm/sec.The relative speed between the coating applicator and an outer surface during the application of the coating material results from the parameters and is preferably between 300 mm / sec and 700 mm / sec.

Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsstation zur Aufbringung einer außenseitigen Isolationsschicht auf dem Gehäuse einer Batteriezelle. Hierfür verfügt die Beschichtungsstation über mindestens einen automatisiert verfahrbaren Beschichtungsapplikator, der zur Ausbringung des Beschichtungsmaterials in Form diskreter Einzeltropfen ausgebildet ist. Weiterhin verfügt die Beschichtungsstation über einen Werkstückhalter zur Fixierung der Batteriezelle. Die Beschichtungsstation ist zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens ausgebildet.The invention relates to a coating station for applying an outside insulation layer to the housing of a battery cell. For this purpose, the coating station has at least one automatically movable coating applicator, which is designed to apply the coating material in the form of discrete individual drops. The coating station also has a workpiece holder for fixing the battery cell. The coating station is designed to carry out the method described above.

Die Bearbeitungsstation ist mit den beschriebenen Komponenten dafür ausgebildet, ein Gehäuse einer Batteriezelle auf mindestens einer Seite zu beschichten. Die Bearbeitungsstation kann zur Beschichtung aller Seiten ausgebildet sein. Vorzugsweise findet sie jedoch Verwendung im Zusammenspiel mit einer zweiten Bearbeitungsstation, so kann jeder Bearbeitungsstation eine spezifische Fläche oder spezifische Flächen des Gehäuses zugeordnet sein.With the components described, the processing station is designed to coat a housing of a battery cell on at least one side. The processing station can be designed to coat all sides. However, it is preferably used in conjunction with a second processing station, so each processing station can be assigned a specific area or specific areas of the housing.

Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Beschichtungsstation mit einem Roboter ausgerüstet, an dessen Roboterarm der Beschichtungsapplikator der oben bereits beschriebenen Art vorgesehen ist. Hierdurch wird erreicht, dass das Gehäuse während der Beschichtung in feststehender Position relativ zum Roboter bzw. dessen Basis verbleiben kann. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Gehäuse während der Beschichtung selbst gegenüber dem Roboter bewegt wird, insbesondere um eine Hochachse gedreht wird.The coating station according to the invention is preferably equipped with a robot, on whose robot arm the coating applicator of the type already described above is provided. This ensures that the housing can remain in a fixed position relative to the robot or its base during the coating. It can also be provided that the housing itself is moved relative to the robot during the coating, in particular rotated about a vertical axis.

Wie oben bereits erläutert, ist es im Sinne einer schnellen Bearbeitung von Vorteil, wenn die Beschichtung auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses mittels zweier Beschichtungsapplikatoren zeitgleich erfolgt. Hierzu verfügt die Beschichtungsstation bei einer bevorzugten Gestaltung über die genannten zwei Beschichtungsapplikatoren, die zur gemeinsamen Bewegung an einem gemeinsamen Verlagerungssystem vorgesehen sind, insbesondere an einem gemeinsamen Roboterarm. Die zwei Beschichtungsapplikatoren sind dabei vorzugsweise mit aufeinander zuweisenden Düsenöffnungen an einem gemeinsamen Träger vorgesehen.As already explained above, it is advantageous in terms of fast processing if the coating is carried out simultaneously on opposite sides of the housing by means of two coating applicators. For this purpose, in a preferred configuration, the coating station has the aforementioned two coating applicators, which are provided for joint movement on a common displacement system, in particular on a common robot arm. The two coating applicators are preferably provided with nozzle openings facing one another on a common carrier.

Bei einer einfachen Gestaltung sind die zwei Beschichtungsapplikatoren in fester Relativposition an dem gemeinsamen Träger befestigt. Ihre Relativposition wird während der automatisierten Beschichtung nicht verändert, kann aber durch Änderung des Abstandes beim Rüsten der Beschichtungsstation angepasst werden.In a simple design, the two coating applicators are attached to the common carrier in a fixed relative position. Their relative position is not changed during the automated coating, but can be adjusted by changing the distance when setting up the coating station.

Es kann aber auch vorgesehen sein, dass mindestens einer der Beschichtungsapplikatoren motorisch relativ zum anderen Beschichtungsapplikator beweglich ist, insbesondere linear in Ausbringungsrichtung verfahrbar ist. Dies gestattet es, ohne zusätzliche Rüstzeiten den Abstand auf das zu beschichtende Gehäuse anzupassen.However, it can also be provided that at least one of the coating applicators can be moved by motor relative to the other coating applicator, in particular can be moved linearly in the application direction. This makes it possible to adapt the distance to the housing to be coated without additional set-up times.

Die erfindungsgemäße Beschichtungsstation verfügt üblicherweise über einen Vorratsspeicher für Beschichtungsmaterial, von dem aus der mindestens eine Beschichtungsapplikator mit flüssigem Beschichtungsmaterial gespeist wird. Dabei wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Beschichtungsstation mindestens einen Ringkanal umfasst, der an zwei Stellen an den Vorratsspeicher angeschlossen ist, so dass Beschichtungsmaterial in den Ringkanal entnommen und aus dem Ringkanal dem Vorratsspeicher wieder zugeführt werden kann. Dieser Ringkanal belastet das Beschichtungsmaterial auf Scherung, wodurch sich die Viskosität des Beschichtungsmaterials senken lässt. Dies ist von Vorteil, um das Material durch einen beschriebenen Beschichtungsapplikator austragen zu können.The coating station according to the invention usually has a supply store for coating material, from which the at least one coating applicator is fed with liquid coating material. It is considered particularly advantageous if the coating station comprises at least one ring channel which is connected to the storage tank at two points so that coating material can be removed from the ring channel and fed back to the storage tank from the ring channel. This ring channel loads the coating material on shear, whereby the viscosity of the coating material can be reduced. This is advantageous in order to be able to apply the material through a described coating applicator.

Der Ringkanal ist weiterhin vorzugsweise mit einem Versorgungskanal verbunden, durch den das Beschichtungsmaterial zum Beschichtungsapplikator geleitet werden kann. Im Versorgungskanal oder vorzugsweise im Ringkanal ist eine Pumpe, insbesondere vorzugsweise eine Membranpumpe, angeordnet, die einen Förderdruck aufbaut, mit dem das Beschichtungsmaterial zum Beschichtungsapplikator gefördert wird. Vorzugsweise liegt dieser Förderdruck bei etwa 4 bar.The ring channel is also preferably connected to a supply channel through which the coating material can be conducted to the coating applicator. A pump, in particular preferably a membrane pump, is arranged in the supply channel or preferably in the ring channel, which pump builds up a delivery pressure with which the coating material is delivered to the coating applicator. This delivery pressure is preferably around 4 bar.

Dem Vorratsspeicher ist vorzugsweise weiterhin ein Rührwerk zugeordnet, welches das Beschichtungsmaterial zum Zwecke der Vermeidung von Sedimentation umrührt. Weiterhin weist der Vorratsspeicher vorzugsweise eine Heizeinrichtung auf, welche das Beschichtungsmaterial im Vorratsspeicher erwärmt, um die Viskosität zu senken.A stirrer, which stirs the coating material for the purpose of avoiding sedimentation, is preferably also assigned to the storage tank. Furthermore, the storage tank preferably has a heating device which heats the coating material in the storage tank in order to lower the viscosity.

Es hat sich gezeigt, dass die für die Beschichtung besonders gut geeigneten Beschichtungsmaterialien sehr gleichbleibende Umgebungsparameter benötigen, um einen reproduzierbaren Austrag zu bewirken. Wenn im Ruhezustand der Beschichtungsstation Beschichtungsmaterial im Versorgungskanal verbleibt, so kann dieses üblicherweise nicht mehr zur Beschichtung verwendet werden, da sich seine Viskosität ändert und Sedimentation stattfinden kann. Vorzugsweise weist der Beschichtungsapplikator daher eine Spüleinrichtung auf, mittels der Beschichtungsmaterial aus der Düsenkammer des Beschichtungsapplikators und/oder aus dem Versorgungskanal gespült werden kann, der die Düsenkammer mit dem Vorratsspeicher oder dem Ringkanal verbindet.It has been shown that the coating materials that are particularly well suited for the coating require very constant environmental parameters in order to effect a reproducible discharge. If coating material remains in the supply channel when the coating station is idle, it can usually no longer be used for coating, since its viscosity changes and sedimentation can take place. The coating applicator therefore preferably has a rinsing device by means of which the coating material can be rinsed from the nozzle chamber of the coating applicator and / or from the supply channel that connects the nozzle chamber to the storage tank or the annular channel.

Die Erfindung betrifft weiterhin auch eine Beschichtungsanlage zur Aufbringung einer außenseitigen Isolationsschicht auf dem Gehäuse einer Batteriezelle. Diese Beschichtungsanlage weist mindestens eine erste und eine zweite Beschichtungsstation der beschriebenen Art auf. Diese Beschichtungsstationen sind dafür ausgebildet, jeweils das beschriebene Verfahren durchzuführen, wobei die Beschichtungsstationen für die Beschichtung unterschiedlicher Außenflächen derselben Gehäuse ausgebildet sind. Zusätzlich weist eine erfindungsgemäße Beschichtungsanlage ein Fördersystem auf, welches zur Versorgung der Beschichtungsstationen mit zu beschichtenden Gehäusen und/oder zur Verlagerung eines zu beschichtenden Gehäuses von der ersten Beschichtungsstation zur zweiten Beschichtungsstation ausgebildet ist.The invention also relates to a coating system for applying an outside insulation layer to the housing of a battery cell. This coating system has at least a first and a second coating station of the type described. These coating stations are designed to carry out the described method in each case, the coating stations being designed for coating different outer surfaces of the same housing. In addition, a coating system according to the invention has a conveyor system which is designed to supply the coating stations with housings to be coated and / or to move a housing to be coated from the first coating station to the second coating station.

Als besonders vorteilhaft wird eine Gestaltung angesehen, bei der das Fördersystem einen um eine Hochachse drehbaren Rundtisch aufweist, auf dem die Gehäuse, die vorzugsweise mittels Werkstückhaltern fixiert sind, zwischen den mindestens zwei Beschichtungsstationen bewegt werden.A design is considered particularly advantageous in which the conveyor system has a rotary table which can be rotated about a vertical axis and on which the housings, which are preferably fixed by means of workpiece holders, are moved between the at least two coating stations.

Zusätzlich zu den beiden Beschichtungsstationen kann es weitere Beschichtungsstationen geben. Auch die Trocknung, insbesondere über UV-Licht, erfolgt vorzugweise an einer separaten Station, die insbesondere auch am Rundtisch angeordnet ist. Weiterhin kann auch die Qualitätskontrolle mittels einer Messstation zur Schichtdickenmessung sich hier anschließen.In addition to the two coating stations, there can be further coating stations. The drying, in particular by means of UV light, is also preferably carried out at a separate station, which in particular is also arranged on the rotary table. Furthermore, the quality control can also follow here by means of a measuring station for measuring the layer thickness.

Die Werkstückhalter, mittels derer die Werkstücke auf dem Rundtisch fixiert sind, können zum Zwecke der Beschichtung, der Trocknung oder der Schichtdickenmessung motorisch drehbar ausgebildet sein.The workpiece holders, by means of which the workpieces are fixed on the rotary table, can be designed to be rotatable by motor for the purpose of coating, drying or measuring the layer thickness.

FigurenlisteFigure list

Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind.

  • Die 1 bis 3 zeigen eine Kfz-Batterie sowie eine Einzelzelle dieser Kfz-Batterie und deren Gehäuse.
  • Die 4 bis 5 verdeutlichen das Beschichtungsverfahren zur Beschichtung des Gehäuses mittels eines Beschichtungsapplikators, der zur Abgabe diskreter Einzeltropfen ausgebildet ist.
  • 6 zeigt mögliche Bahnen des Beschichtungsapplikators zur Beschichtung des Gehäuses.
  • 7 zeigt eine Bearbeitungsstation zur Durchführung des Beschichtungsverfahrens.
  • 8 zeigt in schematischer Darstellung den verwendeten Beschichtungsapplikator.
  • 9 und 10 zeigen eine Bearbeitungsstation und den Beschichtungsvorgang bei gleichzeitiger Verwendung von zwei Applikatoren.
  • 11 zeigt eine Beschichtungsanlage mit einer Mehrzahl von Beschichtungsstationen und weiteren Stationen.
Further advantages and aspects of the invention emerge from the claims and from the following description of preferred exemplary embodiments of the invention, which are explained below with reference to the figures.
  • The 1 to 3rd show a car battery and a single cell of this car battery and its housing.
  • The 4th to 5 illustrate the coating process for coating the housing by means of a coating applicator which is designed to dispense discrete individual drops.
  • 6th shows possible paths of the coating applicator for coating the housing.
  • 7th shows a processing station for carrying out the coating process.
  • 8th shows a schematic representation of the coating applicator used.
  • 9 and 10 show a processing station and the coating process with the simultaneous use of two applicators.
  • 11 shows a coating system with a plurality of coating stations and further stations.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

1 zeigt eine Kfz-Batterie 200. Diese umfasst eine Vielzahl von Batteriezellen 202, die jeweils über ein prismatisches Gehäuse verfügen. Die Batteriezellen 202 liegen mit Außenflächen 210A ihrer jeweiligen Gehäuse 204 bündig aneinander an. 1 shows a car battery 200 . This includes a large number of battery cells 202 , each with a prismatic housing. The battery cells 202 lie with outer surfaces 210A their respective housing 204 flush with each other.

Um im Falle der Beschädigung einer Batteriezelle 202 zu verhindern, dass der Schaden weitere Batteriezellen in Mitleidenschaft zieht, ist vorgesehen, dass die Außenflächen 210A, 210B, 210C der Gehäuse 204 jeweils mit einer Isolationsschicht aus einem ausgehärteten Beschichtungsmaterial versehen werden. Diese Beschichtung kann entweder nach abgeschlossener Montage der Batteriezelle und somit im Zustand der 2 erfolgen. Die Beschichtung kann alternativ jedoch auch vor der Montage erfolgen, so dass zu diesem Zeitpunkt das Gehäuse 204 in der in 3 dargestellten Weise noch leer ist. Das zu beschichtende Gehäuse 204 ist üblicherweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt.To in case of damage to a battery cell 202 To prevent the damage from affecting further battery cells, it is provided that the outer surfaces 210A , 210B , 210C the housing 204 each be provided with an insulation layer made of a cured coating material. This coating can either be done after the assembly of the battery cell and thus in the state of 2 respectively. Alternatively, however, the coating can also take place before assembly, so that at this point in time the housing 204 in the in 3rd way shown is still empty. The housing to be coated 204 is usually made of aluminum or an aluminum alloy.

Insbesondere, wenn die Batteriezelle 202 bereits fertig montiert ist, ist die Gefahr bei der Beschichtung mit klassischen Beschichtungsverfahren mit versprühtem Beschichtungsmaterial groß, dass neben den bestimmungsgemäß zu beschichtenden Außenflächen 210A, 210B, 210C auch die Polelemente 206 der Batterie partiell beschichtet werden, was nicht gewünscht ist und zu aufwändiger Nacharbeit führt.Especially when the battery cell 202 is already fully assembled, there is a great risk when coating with classic coating processes with sprayed coating material that in addition to the outer surfaces to be coated as intended 210A , 210B , 210C also the pole elements 206 of the battery are partially coated, which is not desired and leads to costly rework.

Gemäß dem Verfahren ist daher vorgesehen, dass die Beschichtung mit einem Beschichtungsapplikator erfolgt, der zur zielgerichteten Abgabe von Einzeltropfen ausgebildet ist.According to the method, it is therefore provided that the coating is carried out with a coating applicator which is designed for the targeted delivery of individual drops.

Die 4 und 5 verdeutlichen dieses Verfahren. Das Verfahren sieht vor, dass die Batteriezelle 202 oder zumindest ihr Gehäuses 204 mittels eines Werkstückhalters 70 und zum Erfassen der Polelemente 206 vorgesehener Haltelemente 72 fixiert wird. Anschließend wird ein Beschichtungsapplikator 20, der im Weiteren noch detaillierter erläutert wird, in unmittelbarer Nähe der zu beschichtenden Oberfläche positioniert, im Falle der Anordnung der 4 also unmittelbar vor der Außenfläche 210A. Der Abstand zwischen einer in 4 nicht dargestellten Düsenöffnung 24 des Beschichtungsapplikators 20 und der zu beschichtenden Oberfläche liegt vorzugweise bei einigen Millimetern, vorliegend bei etwa 5 mm.The 4th and 5 illustrate this procedure. The method provides that the battery cell 202 or at least their case 204 by means of a workpiece holder 70 and for detecting the pole elements 206 provided holding elements 72 is fixed. This is followed by a coating applicator 20th , which is explained in more detail below, in the immediate vicinity of the one to be coated Positioned surface, in the case of the arrangement of the 4th so immediately in front of the outer surface 210A . The distance between an in 4th nozzle opening not shown 24 of the coating applicator 20th and the surface to be coated is preferably a few millimeters, in the present case about 5 mm.

Ausgehend von einer Startposition erfolgt dann der Austrag, indem der Beschichtungsapplikator mit hoher Frequenz diskrete Einzeltropfen von weniger als 1 mm3 Volumen erzeugt, die in definierter Richtung in Richtung der Außenfläche 210A abgegeben werden und beim Aufprall auf die Oberfläche dort einen Beschichtungspunkt 104 von etwa 1 bis 2 mm Durchmesser bilden. Dabei verbleibt das Gesamtvolumen des Beschichtungsmaterials auf der Oberfläche. Ein Sprühnebel ergibt sich bei geeigneter Wahl der Betriebsparameter des Beschichtungsapplikators nicht.Starting from a starting position, the discharge then takes place in that the coating applicator generates discrete individual drops of less than 1 mm 3 volume at a high frequency, which in a defined direction towards the outer surface 210A are released and on impact on the surface there is a coating point 104 from about 1 to 2 mm in diameter. The total volume of the coating material remains on the surface. A spray mist does not result if the operating parameters of the coating applicator are suitably selected.

Während oder nach dem Austrag eines Einzeltropfens 102 und der damit bewirkten Bildung eines Beschichtungspunktes auf der Außenfläche 210A wird der Beschichtungsapplikator 20 gegenüber der Außenfläche 210A verlagert, wie durch den Pfeil 2 verdeutlicht und im Weiteren noch genauer erläutert wird. Während dieser Bewegung werden fortgesetzt weitere diskrete Einzeltropfen 102 in Richtung der Oberfläche abgegeben, wobei die Frequenz, die Tropfengröße und die Geschwindigkeit des Beschichtungsapplikators 20 derart aufeinander abgestimmt sind, dass die Beschichtungspunkte 104 sich überlappen und damit eine durchgehende Beschichtungslinie 106 bilden.During or after the discharge of a single drop 102 and the resulting formation of a coating point on the outer surface 210A becomes the coating applicator 20th opposite the outer surface 210A relocated, as illustrated by the arrow 2 and explained in more detail below. During this movement, further discrete individual drops are continued 102 towards the surface, with the frequency, drop size and speed of the coating applicator 20th are coordinated in such a way that the coating points 104 overlap and thus create a continuous coating line 106 form.

Wie anhand der 5 ersichtlich ist, wird durch weitere Beschichtungslinien 106, die überlappend mit vorangegangenen Beschichtungslinien 106 aufgebracht werden, eine zusammenhängende Beschichtungsfläche 108 gebildet.How with the 5 can be seen by further coating lines 106 that overlap with previous coating lines 106 be applied, a coherent coating area 108 educated.

Dieser Vorgang wird für alle zu beschichtenden Außenflächen 210A, 210B, 210C wiederholt, so dass schlussendliche die genannten Flächen jeweils vollständig oder teilweise von Beschichtungsflächen 108 überdeckt sind. 6 zeigt das Gehäuse 204 nach Abschluss der Beschichtung.This process is used for all external surfaces to be coated 210A , 210B , 210C repeated, so that finally the surfaces mentioned are each completely or partially covered by coating surfaces 108 are covered. 6th shows the case 204 after finishing the coating.

Wenngleich die Qualität der Beschichtung in Hinblick auf Einheitlichkeit der Schichtdicke am höchsten ist, wenn der Austrag auf eine horizontale Oberfläche erfolgt, wie es vorliegend bei der Außenfläche 210C der Fall ist, hat sich gezeigt, dass auch auf vertikal ausgerichteten Flächen, wie vorliegend den Außenflächen 210A, 210B, eine hohe Qualität erzielbar ist. Diese hängt jedoch auch von den der Anordnung der Bahnen 3, 5 ab, entlang derer der Beschichtungsapplikator 20 gegenüber dem Gehäuse 204 verfahren wird. Grundsätzlich gilt, dass es von Vorteil ist, wenn die einzelnen Beschichtungslinien parallel zur längsten Erstreckung der jeweils zu beschichtenden Fläche ausgerichtet sind. Im Falle der Außenfläche 210A sind die Beschichtungslinien daher horizontal ausgerichtet, während sie im Falle der Außenfläche 210B vertikal ausgerichtet sind. Insbesondere bei der Aufbringung horizontaler Beschichtungslinien 106 auf vertikal ausgerichteten Oberflächen, vorliegend also der Außenflächen 210A, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Beschichtungslinien von oben nach unten untereinander gesetzt werden, wie durch die Bahn 3 verdeutlicht.Even though the quality of the coating with regard to the uniformity of the layer thickness is highest when it is discharged onto a horizontal surface, as is the case here with the outer surface 210C is the case, it has been shown that even on vertically oriented surfaces, such as the outer surfaces in the present case 210A , 210B , a high quality can be achieved. However, this also depends on the arrangement of the tracks 3rd , 5 along which the coating applicator 20th opposite the housing 204 is proceeded. Basically, it is advantageous if the individual coating lines are aligned parallel to the longest extension of the respective surface to be coated. In the case of the exterior surface 210A the coating lines are therefore aligned horizontally, while they are in the case of the outer surface 210B aligned vertically. Especially when applying horizontal coating lines 106 on vertically aligned surfaces, in this case the outer surfaces 210A , it has proven to be advantageous if the coating lines are placed one below the other from top to bottom, such as through the web 3rd made clear.

7 zeigt den Aufbau einer Beschichtungsstation, wobei vorliegend ein Roboter 38 mit einem Roboterarm 40 Verwendung findet, um den am distalen Ende des Roboterarms 40 vorgesehenen Beschichtungsapplikator 20 zu führen. Die Versorgung des Beschichtungsapplikators 20 mit flüssigem Beschichtungsmaterial erfolgt aus einem Vorratsspeicher 50, in dem das Beschichtungsmaterial 100 vor dem Austrag gelagert wird. Da die für das Verfahren insbesondere in Frage kommenden Beschichtungsmaterialien bei 20 °C üblicherweise ein recht hohe Viskosität aufweisen, ist der Vorratsspeicher 50 mit einer Heizeinrichtung 54 versehen, um das Beschichtungsmaterial auf einer höheren Temperatur zu halten, insbesondere auf einer Temperatur zwischen 35°C und 45°C. Alternativ oder zusätzlich können Heizeinrichtungen auch in den zum Beschichtungsapplikator führenden Kanälen oder im Beschichtungsapplikator 20 selbst vorgesehen sein. Da die für die Erfindung insbesondere geeigneten Beschichtungsmaterialen zudem zur Sedimentation neigen, also zur Ablagerung von Bestandteilen, wenn sich das flüssige Beschichtungsmaterial in Ruhe befindet, weist der Vorratsspeicher 50 zusätzlich ein Rührwerk auf, mittels dessen das Beschichtungsmaterial 100 permanent homogenisiert wird. 7th shows the structure of a coating station, in the present case a robot 38 with a robotic arm 40 Use takes place around the one at the distal end of the robotic arm 40 provided coating applicator 20th respectively. The supply of the coating applicator 20th with liquid coating material takes place from a storage tank 50 in which the coating material 100 is stored before discharge. Since the coating materials particularly suitable for the process usually have a very high viscosity at 20 ° C., the storage tank is used 50 with a heating device 54 provided in order to keep the coating material at a higher temperature, in particular at a temperature between 35 ° C and 45 ° C. As an alternative or in addition, heating devices can also be installed in the channels leading to the coating applicator or in the coating applicator 20th be provided by yourself. Since the coating materials particularly suitable for the invention also tend to sediment, that is to say to the deposition of constituents, when the liquid coating material is at rest, the storage tank has 50 an agitator, by means of which the coating material 100 is permanently homogenized.

Zur Versorgung des Beschichtungsapplikators 20 aus dem Vorratsspeicher 50 sind verschieden Kanäle vorgesehen. Der Vorratsspeicher 50 ist mit einem Ringkanal 56 versehen, der über einen Zufuhrkanalabschnitt 56A sowie einen Rückführkanalabschnitt 56B verfügt. Das Beschichtungsmaterial 100 aus dem Vorratsspeicher wird während des Beschichtungsvorgangs, jedoch auch in kurzen Pausen des Beschichtungsvorgangs, beispielsweise beim Werkstückwechsel, mittels einer Pumpe 62 in den Zufuhrkanalabschnitt 56A eingesogen. Die Pumpe 62 bewirkt stromabwärts einen Förderdruck von etwa 4 bar.To supply the coating applicator 20th from the storage tank 50 different channels are provided. The storage tank 50 is with a ring channel 56 provided, which has a feed channel section 56A and a return channel section 56B disposes. The coating material 100 During the coating process, but also during short breaks in the coating process, for example when changing the workpiece, a pump is used from the storage reservoir 62 into the feed channel section 56A sucked in. The pump 62 causes a delivery pressure of about 4 bar downstream.

Am Ende des Zufuhrkanalabschnitts 56A ist ein Dreiwegeventil 60 vorgesehen, mittels dessen gesteuert wird, ob das Beschichtungsmaterial durch den Rückführkanalabschnitt 56B zurück in den Vorratsspeicher 50 oder durch einen Versorgungskanal 58 in Richtung des Beschichtungsapplikators 20 gefördert wird.At the end of the feed channel section 56A is a three-way valve 60 provided, by means of which it is controlled whether the coating material through the return channel section 56B back to the storage tank 50 or through a supply channel 58 towards the coating applicator 20th is promoted.

Die nach Möglichkeit ununterbrochene Förderung von Beschichtungsmaterial 100 aus dem Vorratsspeicher 50, auch wenn der Austrag aus dem Beschichtungsapplikator 20 pausiert, dient insbesondere dem Zweck, eine gleichbleibende Qualität des Beschichtungsmaterials zu gewährleisten. Das im Kreislauf des Vorratsspeichers 50 und des Ringkanals 56 zirkulierende Beschichtungsmaterial 100 wird im Ringkanal 56 auf Scherung beansprucht, wodurch seine Viskosität sinkt. In jenem Teil der Kanäle zum Beschichtungsapplikator 20, der nicht Teil des Ringkanals 56 ist, verbleibt das Beschichtungsmaterial 100 dagegen bewegungslos, wenn der Beschichtungsapplikator deaktiviert ist. Je nach Art des Beschichtungsmaterials ist dies üblicherweise für einige Minuten unkritisch. Verbleibt das Beschichtungsmaterial 100 jedoch zu lange im Versorgungskanal 58, so kommt es zur Viskositätserhöhung und/oder zur Sedimentation, so dass das Beschichtungsmaterial für die Beschichtung nicht mehr verwendet werden sollte.The uninterrupted conveyance of coating material, if possible 100 from the storage tank 50 even if the discharge from the coating applicator 20th paused, serves the purpose in particular to ensure a consistent quality of the coating material. That in the circuit of the storage tank 50 and the ring channel 56 circulating coating material 100 is in the ring channel 56 stressed on shear, whereby its viscosity decreases. In that part of the channels to the coating applicator 20th that is not part of the ring canal 56 is, the coating material remains 100 on the other hand, motionless when the coating applicator is deactivated. Depending on the type of coating material, this is usually not critical for a few minutes. The coating material remains 100 but too long in the supply channel 58 , so there is an increase in viscosity and / or sedimentation, so that the coating material should no longer be used for the coating.

Das System verfügt daher über eine Spüleinrichtung, die eine Spülpumpe 66 umfasst, die Reinigungsflüssigkeit aus einem Spülmitteltank 64 in den Versorgungskanal 58 fördern kann, um das darin verbleibende Beschichtungsmaterial durch den Beschichtungsapplikator 20 hindurch oder eine separate Ausströmöffnung aus dem Versorgungskanal 58 zu entfernen, so dass anschließend frisches Material aus dem Ringkanal 56 dem Versorgungskanal 58 zugeführt werden kann.The system therefore has a flushing device, which is a flushing pump 66 comprises, the cleaning liquid from a detergent tank 64 in the supply channel 58 can convey to the coating material remaining therein through the coating applicator 20th through it or a separate outflow opening from the supply channel 58 to remove, so that then fresh material from the ring channel 56 the supply channel 58 can be fed.

Vor diesem Hintergrund ist es bevorzugenswert, den Versorgungskanal 58 möglichst kurz zu gestalten und den Ringkanal 56 möglichst nah an den Beschichtungsapplikator zu führen.With this in mind, it is preferable to use the supply channel 58 as short as possible and the ring channel 56 as close as possible to the coating applicator.

Bei einer im Weiteren noch erläuterten bevorzugten Gestaltung des Beschichtungsverfahrens finden eine Mehrzahl von Beschichtungsapplikatoren Verwendung. In einem solchen Fall wird es als bevorzugt angesehen, wenn diese an einem gemeinsamen Ringkanal 56 angeschlossen sind.A plurality of coating applicators are used in a preferred configuration of the coating method that will be explained below. In such a case, it is considered to be preferred if these are connected to a common ring channel 56 are connected.

8 zeigt in schematischer und geschnittener Darstellung einen Beschichtungsapplikator 20. Es ist zu ersehen, dass das Ende 59 des Versorgungskanals 58 innerhalb des Beschichtungsapplikator 20 verläuft, wobei hier eine weitere Heizeinrichtung 30 vorgesehen ist, um das beim nachfolgenden Austrag des Beschichtungsmaterials eine besonders einheitliche Temperatur zu gewährleisten, insbesondere zwischen 35°C und 45°C. Der Versorgungskanal 58 mündet in eine Düsenkammer 22, an die sich eine Düsenöffnung 24 anschließt. Der Austrag des Beschichtungsmaterials in Form diskreter Einzeltropfen 102 wird durch einen Stößel 26 bewirkt, der durch Piezostacks 28 in Richtung des Pfeils 6 vor- und zurückbewegt werden kann. Üblicherweise wird der Stößel mit einer Frequenz zwischen 100 Hz und 1000 Hz betrieben. Wird der Stößel aus der Düsenkammer 22 zurückgezogen, so strömt Beschichtungsmaterial 100 aus dem Versorgungskanal 58 ein, welches bei der nachfolgenden Bewegung des Stößels 26 in Richtung der Düsenkammer 22 durch die Düsenöffnung nach außen gedrückt wird und dabei einen diskreten Einzeltropfen bildet. 8th shows a coating applicator in a schematic and sectional representation 20th . It can be seen that the end 59 of the supply channel 58 inside the coating applicator 20th runs, with a further heating device here 30th is provided in order to ensure a particularly uniform temperature during the subsequent discharge of the coating material, in particular between 35.degree. C. and 45.degree. The supply channel 58 opens into a nozzle chamber 22nd , to which there is a nozzle opening 24 connects. The discharge of the coating material in the form of discrete individual droplets 102 is made by a plunger 26th caused by piezo stacks 28 in the direction of the arrow 6th can be moved back and forth. The ram is usually operated at a frequency between 100 Hz and 1000 Hz. Will the plunger out of the nozzle chamber 22nd withdrawn, so coating material flows 100 from the supply channel 58 a, which in the subsequent movement of the ram 26th towards the nozzle chamber 22nd is pushed out through the nozzle opening and thereby forms a discrete single drop.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Geschwindigkeit des Stößels bei zurückziehenden Bewegungen vergleichsweise gering ist, da anderenfalls die Gefahr besteht, dass Umgebungsluft durch die Düsenöffnung 24 in die Düsenkammer 22 eingesogen wird, die beim nachfolgenden Austrag die Tropfenbildung stört und/oder zu Lufteinschlüssen im Einzeltropfen 102 und nachfolgend im Beschichtungspunkt 104 führt. Dem kann zwar grundsätzlich durch einen erhöhten Druck im Versorgungskanal 58 entgegengewirkt werden. Wird hier jedoch ein Druck verwendet, der deutlich über 4 bar liegt, so besteht die Gefahr, dass der Einzeltropfen 102 beim Austrag zerrissen wird. Es ist daher bevorzugt, dass die Geschwindigkeit bei der zurückziehenden Bewegung geringer ist als bei der vorschnellenden Bewegung des Stößels 26, vorzugsweise um mindestens Faktor 2 geringer.It has been found to be advantageous if the speed of the ram is comparatively low during retracting movements, since otherwise there is a risk that ambient air will pass through the nozzle opening 24 into the nozzle chamber 22nd is sucked in, which interferes with the droplet formation during the subsequent discharge and / or leads to air inclusions in the individual droplets 102 and subsequently in the coating point 104 leads. This can basically be done by an increased pressure in the supply channel 58 be counteracted. If, however, a pressure is used here which is significantly above 4 bar, there is a risk that the individual drop 102 is torn during discharge. It is therefore preferred that the speed of the retracting movement is slower than that of the advancing movement of the ram 26th , preferably at least a factor of 2 less.

Die 9 und 10 zeigen eine ergänzte Variante des Verfahrens. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass eine Mehrzahl von Beschichtungsapplikatoren 20, vorzugsweise genau zwei Beschichtungsapplikatoren, gemeinsam geführt werden, vorliegend durch einen gemeinsamen Roboterarm 40. Die beiden Beschichtungsapplikatoren 20 sind an einem gemeinsamen Träger 42 angebracht und mit ihren Düsenöffnungen 24 aufeinander zu weisend ausgerichtet, so dass sie zwei gegenüberliegende Seiten des Gehäuses 204 simultan beschichten können. Hierdurch sind kürzere Taktzeiten erzielbar.The 9 and 10 show a supplemented variant of the procedure. This is characterized by the fact that a plurality of coating applicators 20th , preferably exactly two coating applicators, are guided together, in the present case by a common robot arm 40 . The two coating applicators 20th are on a common carrier 42 attached and with their nozzle openings 24 aligned facing each other so that they are two opposite sides of the case 204 can coat simultaneously. This enables shorter cycle times to be achieved.

Bei einer sehr einfachen Variante eines solchen Trägers 42 mit zwei Beschichtungsapplikatoren 20 sind diese nicht automatisiert verfahrbar, sondern nur beim Einrichtung der Station in Hinblick auf ihren Abstand veränderbar, um an verschiedene Maße von Gehäusen 204 angepasst zu werden. Von Vorteil ist es allerdings, wenn auch während des laufenden Betriebes der Abstand veränderlich ist, um hierdurch beispielsweise auch bei leichten Variationen bezüglich der Maße des Gehäuses oder bei der Verwendung der Beschichtungsstation für unterschiedliche Typen von Gehäusen 204 jeweils einen einheitlichen Abstand zwischen den Düsenöffnungen 24 und den jeweiligen Oberflächen gewährleisten zu können. Dieser einheitliche Abstand führt zu einem reproduzierbaren Austragsverhalten und insbesondere zu einer präzisen Einhaltung einer gewünschten Überlappung der Beschichtungspunkte 104 und der Beschichtungslinien 106.In a very simple variant of such a carrier 42 with two coating applicators 20th these cannot be moved automatically, but can only be changed in terms of their spacing when setting up the station in order to adapt to different dimensions of housings 204 to be customized. However, it is advantageous if the distance can also be changed during ongoing operation in order to thereby, for example, also with slight variations in the dimensions of the housing or when using the coating station for different types of housings 204 each a uniform distance between the nozzle openings 24 and to be able to guarantee the respective surfaces. This uniform distance leads to reproducible discharge behavior and, in particular, to precise compliance with a desired overlap of the coating points 104 and the coating lines 106 .

In 10 sind die zwei Beschichtungsapplikatoren 20 während der simultanen Beschichtung im Betrieb zu sehen. Durch die Anbringung an dem gemeinsamen Träger 42 werden sie während der Beschichtung gemeinsam bewegt, so dass sie zeitgleich die jeweiligen Beschichtungspunkte 104 und Beschichtungslinien 106 auf den Außenflächen 210A des Gehäuses 204 aufbringen.In 10 are the two coating applicators 20th can be seen during the simultaneous coating in operation. By attaching it to the common carrier 42 they are moved together during the coating so that they reach the respective coating points at the same time 104 and coating lines 106 on the outside surfaces 210A of the housing 204 raise.

11 zeigt eine Beschichtungsanlage 90, die in der industriellen Großserienfertigung von Elektro-Kfz Verwendung finden kann und mittels derer Gehäuse 204 von Batteriezellen 202 in einem mehrstufigen Prozess beschichtet werden. 11 shows a coating system 90 , which can be used in the industrial mass production of electric vehicles and by means of their housings 204 of battery cells 202 be coated in a multi-stage process.

Die Beschichtungsanlage 90 weist einen zentralen Rundtisch 98 auf, der um die Hochachse drehbar ist und über insgesamt fünf Werkstückhalter 70 verfügt. Um diesen Rundtisch 98 angeordnet sind zwei Beschichtungsstationen 10, die im Wesentlichen jener der 7 oder 9 entsprechen. Weiterhin sind hier eine Trocknungsstation 300 sowie eine Messstation 310 zur Messung der erzielten Schichtdicke vorgesehen. Der drehbare Rundtisch 98 ist Teil eines Fördersystems 92, welches weiterhin einen Transportroboter 96 aufweist, der Batteriezellen 202 oder Gehäuse 204 von einem Förderstrang 94 entnimmt und auf einem der Werkstückhalter 70 des Rundtisches 98 positioniert. Dabei kann der Transportroboter 96 zusätzlich dafür ausgebildet sein, nach Positionierung der Batteriezelle 202 oder des Gehäuses 204 auf dem Werkstückhalter 70 dessen genaue Position zu ermitteln, so dass insbesondere die Beschichtungsstationen 10 ihre Bahnparameter in Abhängigkeit der genauen Position der Batteriezelle 202 oder des Gehäuses 204 anpassen können. Statt einer in den Transportroboter 96 integrierten Positionserkennung kann hierfür auch eine separate Einrichtung zwischen dem Transportroboter und der ersten Beschichtungsstation 10 vorgesehen sein. Je nach erforderlicher Genauigkeit und Art der Werkstückhalter 70 kann auf eine präzise Positionsermittlung auch verzichtet werden. The coating system 90 has a central round table 98 on, which can be rotated around the vertical axis and has a total of five workpiece holders 70 disposes. Around this round table 98 two coating stations are arranged 10 which is essentially that of the 7th or 9 correspond. There is also a drying station here 300 as well as a measuring station 310 intended for measuring the layer thickness achieved. The rotatable rotary table 98 is part of a funding system 92 , which continues to be a transport robot 96 has, the battery cells 202 or housing 204 from a conveyor line 94 removes and on one of the workpiece holders 70 of the rotary table 98 positioned. The transport robot 96 additionally be designed for this after positioning the battery cell 202 or the housing 204 on the workpiece holder 70 to determine its exact position, so that in particular the coating stations 10 their path parameters depending on the exact position of the battery cell 202 or the housing 204 can customize. Instead of one in the transport robot 96 Integrated position detection can also be a separate device between the transport robot and the first coating station for this purpose 10 be provided. Depending on the required accuracy and type of workpiece holder 70 a precise position determination can also be dispensed with.

Das durch den Transportroboter 96 auf dem Werkstückhalter 70 positionierte und dort mittels der Halteelementen 72 fixierte Gehäuse 204 wird durch Drehung des Rundtisches 98 im Uhrzeigersinn an die erste Beschichtungsstation und nach der dortigen Beschichtung weiter zur zweiten Beschichtungsstation verfahren. Die beiden Beschichtungsstationen bringen nacheinander in der beschriebenen Art und Weise Beschichtungen auf verschiedenen Außenflächen 210A, 210B, 210C. Die Zahl der Beschichtungsstationen kann dabei je nach Art der Gehäuse angepasst werden. Nachdem das Gehäuse 204 an den Beschichtungsstationen 10 mit der Beschichtung auf den Außenflächen 210A, 210B, 210C versehen wurde, erfolgt an der Trocknungsstation 300 eine Trocknung mittels UV-Licht. Hierfür weist die Trocknungsstation 300 eine höhenveränderliche Schutzhaube auf, an deren Innenseite entsprechende UV-Lichtquellen, insbesondere UV-LEDs, vorgesehen sind. Diese senkt sich nach Zustellung des Gehäuses 204 mittels des Rundtisches 98 ab, so dass sie das Gehäuse 204 umgibt. Nach Abschluss der Trocknung wird die Schutzhaube wieder angehoben.That by the transport robot 96 on the workpiece holder 70 positioned and there by means of the holding elements 72 fixed housing 204 is made by rotating the rotary table 98 move clockwise to the first coating station and, after coating there, continue to the second coating station. The two coating stations successively apply coatings to different outer surfaces in the manner described 210A , 210B , 210C . The number of coating stations can be adjusted depending on the type of housing. After the housing 204 at the coating stations 10 with the coating on the outer surfaces 210A , 210B , 210C has been provided, takes place at the drying station 300 drying with UV light. The drying station 300 a height-adjustable protective hood, on the inside of which appropriate UV light sources, in particular UV LEDs, are provided. This decreases after the housing has been delivered 204 by means of the rotary table 98 off so that they are the case 204 surrounds. When the drying process is complete, the protective hood is raised again.

Anschließend erfolgt eine Prüfung der erzielten Schichtdicke an der Messstation 310. Auch diese weist zu diesem Zweck eine Haube auf, an deren Innenseite mindestens eine Messeinrichtung zur Schichtdickenmessung vorgesehen ist, wobei vorzugweise eine Mehrzahl von Messeinrichtungen zur Erfassung der Schichtdicke an unterschiedlichen Messpunkten vorgesehen sein kann. Die Messung erfolgt vorzugsweise induktiv.The layer thickness achieved is then checked at the measuring station 310 . This also has a hood for this purpose, on the inside of which at least one measuring device is provided for measuring the layer thickness, wherein preferably a plurality of measuring devices can be provided for detecting the layer thickness at different measuring points. The measurement is preferably carried out inductively.

Abschließend wird das Gehäuse mittels des Rundtisches 98 wieder in den Bereich des Transportroboters 96 bewegt. Dort werden die Halteelemente 72 des Werkstückhalters 70 gelöst und das Gehäuse 204 bzw. die Batteriezelle 202 zurück zum Förderstrang 94 transportiert, während gleichzeitig ein weiteres Gehäuse 204 oder eine weitere Batteriezelle dem Förderstrang 94 entnommen wird und zur Beschichtung dem Rundtisch 98 zugeführt wird.Finally, the housing is made using the rotary table 98 back in the area of the transport robot 96 emotional. This is where the holding elements are 72 of the workpiece holder 70 solved and the case 204 or the battery cell 202 back to the conveyor line 94 transported while at the same time another housing 204 or another battery cell in the conveyor line 94 is removed and for coating the rotary table 98 is fed.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • WO 2018/082989 A1 [0001]WO 2018/082989 A1 [0001]
  • DE 102015205481 A1 [0002]DE 102015205481 A1 [0002]

Claims (14)

Beschichtungsstation (10) zur Aufbringung einer außenseitigen Isolationsschicht (110) auf dem Gehäuse (204) einer Batteriezelle (202) mit den folgenden Merkmalen: a. die Beschichtungsstation (10) verfügt über mindestens einen automatisiert verfahrbaren Beschichtungsapplikator (20) zur Ausbringung des Beschichtungsmaterials (100) in Form diskreter Einzeltropfen (102, 122), und b. die Beschichtungsstation (10) verfügt über einen Werkstückhalter (70) zur Fixierung einer Batteriezelle (202), und c. die Beschichtungsstation (10) ist zur Durchführung des folgenden Verfahrens ausgebildet, 1. die Beschichtung erfolgt mit einem flüssigen elektrisch isolierenden Beschichtungsmaterial (100), und 2. die Beschichtung erfolgt unter Verwendung eines Beschichtungsapplikators (20) durch Aufbringung diskret erzeugter Einzeltropfen (102) des Beschichtungsmaterials (100), die auf einer Außenfläche (210A, 210B, 210C) des vorzugsweise prismatischen Gehäuses (204) Beschichtungspunkte (104) bilden, und 3. die Beschichtungspunkte (104) werden mittels des Beschichtungsapplikators (20) sequentiell aneinander angrenzend oder überlappend aufgebracht, so dass sie gemeinsam Beschichtungslinien (106) bilden.Coating station (10) for applying an outside insulation layer (110) to the housing (204) of a battery cell (202) with the following features: a. the coating station (10) has at least one automatically movable coating applicator (20) for applying the coating material (100) in the form of discrete individual drops (102, 122), and b. the coating station (10) has a workpiece holder (70) for fixing a battery cell (202), and c. the coating station (10) is designed to carry out the following method, 1. the coating is carried out with a liquid electrically insulating coating material (100), and 2. the coating is carried out using a coating applicator (20) by applying discretely generated individual drops (102) of the coating material (100) which form coating points (104) on an outer surface (210A, 210B, 210C) of the preferably prismatic housing (204), and 3. The coating dots (104) are applied sequentially adjacent to one another or overlapping one another by means of the coating applicator (20), so that they jointly form coating lines (106). Beschichtungsstation (10) nach Anspruch 1 mit dem folgenden weiteren Merkmal: a. der Beschichtungsapplikator (20) ist an einem Roboterarm (40) vorgesehen.Coating station (10) after Claim 1 with the following additional characteristic: a. the coating applicator (20) is provided on a robot arm (40). Beschichtungsstation (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2 mit dem folgenden weiteren Merkmal: a. die Beschichtungsstation (10) verfügt über zwei Beschichtungsapplikatoren (20), die zur gemeinsamen Bewegung an einem gemeinsamen Verlagerungssystem (40) vorgesehen sind, insbesondere an einem gemeinsamen Roboterarm (40), vorzugsweise mit mindestens einem der folgenden Merkmale: b. die zwei Beschichtungsapplikatoren (20) sind in fester Relativposition an einem gemeinsamen Träger (42) befestigt und/oder c. die zwei Beschichtungsapplikatoren (20) sind mit aufeinander zuweisenden Düsenöffnungen (24) an einem gemeinsamen Träger (42) vorgesehen und/oder d. mindestens einer der Beschichtungsapplikatoren (20) ist motorisch relativ zum anderen Beschichtungsapplikator (20) beweglich.Coating station (10) after one of the Claims 1 or 2 with the following additional characteristic: a. the coating station (10) has two coating applicators (20) which are provided for joint movement on a common displacement system (40), in particular on a common robot arm (40), preferably with at least one of the following features: b. the two coating applicators (20) are attached in a fixed relative position to a common carrier (42) and / or c. the two coating applicators (20) are provided with nozzle openings (24) facing one another on a common carrier (42) and / or d. at least one of the coating applicators (20) can be moved by motor relative to the other coating applicator (20). Beschichtungsstation (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit den folgenden zusätzlichen Merkmalen: a. die Beschichtungsstation (10) verfügt über einen Vorratsspeicher (50) für Beschichtungsmaterial (100), von dem aus der mindestens eine Beschichtungsapplikator (20) mit flüssigem Beschichtungsmaterial (100) gespeist wird, und b. die Beschichtungsstation (10) umfasst mindestens einen Ringkanal (56), der an zwei Stellen an den Vorratsspeicher (50) angeschlossen ist, so dass Beschichtungsmaterial (100) in den Ringkanal (56) entnommen und aus dem Ringkanal (56) dem Vorratsspeicher (50) wieder zugeführt werden kann, vorzugsweise mit mindestens einem der folgenden Merkmale: c. der mindestens eine Beschichtungsapplikator (20) weist einen Versorgungskanal (58) auf, der mit dem Ringkanal (56) verbunden ist und/oder d. dem Vorratsspeicher (50) ist ein Rührwerk (52) zugeordnet, welches das Beschichtungsmaterial (100) zum Zwecke der Vermeidung von Sedimentation umrührt und/oder e. dem Vorratsspeicher (50) ist eine Heizeinrichtung (54) zugeordnet, welche das Beschichtungsmaterial (100) im Vorratsspeicher erwärmt.Coating station (10) after one of the Claims 1 to 3rd with the following additional features: a. the coating station (10) has a supply store (50) for coating material (100), from which the at least one coating applicator (20) is fed with liquid coating material (100), and b. The coating station (10) comprises at least one ring channel (56) which is connected to the storage tank (50) at two points, so that coating material (100) is removed into the ring channel (56) and from the ring channel (56) to the storage tank (50) ) can be fed back, preferably with at least one of the following features: c. the at least one coating applicator (20) has a supply channel (58) which is connected to the annular channel (56) and / or d. an agitator (52) is assigned to the storage tank (50), which agitates the coating material (100) in order to avoid sedimentation and / or e. A heating device (54) is assigned to the storage tank (50) and heats the coating material (100) in the storage tank. Beschichtungsstation (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit dem folgenden weiteren Merkmal: a. der Beschichtungsapplikator (20) weist eine Spüleinrichtung (64, 66) auf, mittels der Beschichtungsmaterial (100) aus einer Düsenkammer (22) des Beschichtungsapplikator (20) und/oder aus einem Versorgungskanal (58) gespült werden kann, der die Düsenkammer (22) mit dem Vorratsspeicher (50) oder dem Ringkanal (56) verbindet.Coating station (10) after one of the Claims 1 to 4th with the following additional characteristic: a. the coating applicator (20) has a rinsing device (64, 66) by means of which the coating material (100) can be rinsed out of a nozzle chamber (22) of the coating applicator (20) and / or from a supply channel (58) that connects the nozzle chamber (22 ) connects to the storage tank (50) or the ring channel (56). Beschichtungsstation (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit dem folgenden weiteren Merkmal betreffend das Verfahren, zu dessen Durchführung die Beschichtungsstation (10) ausgebildet ist: a. die Beschichtung erfolgt flächig, indem eine Vielzahl von Beschichtungslinien (106) sequentiell nebeneinander aufgebracht werden und somit eine zusammenhängende Beschichtungsfläche (108) bilden.Coating station (10) according to one of the preceding claims, with the following further feature relating to the method for the implementation of which the coating station (10) is designed: a. the coating takes place over a large area in that a large number of coating lines (106) are applied sequentially next to one another and thus form a coherent coating surface (108). Beschichtungsstation (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit dem folgenden weiteren Merkmal betreffend das Verfahren, zu dessen Durchführung die Beschichtungsstation (10) ausgebildet ist: a. die Beschichtung von zwei einander gegenüberliegenden Außenflächen (210A, 210B) erfolgt zeitgleich mittels zweier Beschichtungsapplikatoren (20).Coating station (10) according to one of the preceding claims, with the following further feature relating to the method for the implementation of which the coating station (10) is designed: a. the coating of two mutually opposite outer surfaces (210A, 210B) takes place simultaneously by means of two coating applicators (20). Beschichtungsstation (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit dem folgenden weiteren Merkmal betreffend das Verfahren, zu dessen Durchführung die Beschichtungsstation (10) ausgebildet ist: a. das Gehäuse (204) wird während der Beschichtung von einen Werkstückhalter (70) gehalten, der hierfür zwei Halteelemente (72) aufweist, die die Batteriezelle im Bereich von Polelementen fixieren.Coating station (10) according to one of the preceding claims, with the following further feature relating to the method for the implementation of which the coating station (10) is designed: a. the housing (204) is held by a workpiece holder (70) during the coating, which has two holding elements (72) for this purpose, which fix the battery cell in the area of the pole elements. Beschichtungsstation (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit dem folgenden weiteren Merkmal betreffend das Verfahren, zu dessen Durchführung die Beschichtungsstation (10) ausgebildet ist: a. mindestens auf einer planen Außenfläche (210A) des Gehäuses (204) erfolgt die Beschichtung bei vertikaler Ausrichtung dieser Außenfläche (210A), wobei horizontale Beschichtungslinien (106) vorzugsweise nacheinander von oben nach unten aufgebracht werden, und/oder b. mindestens auf einer planen Außenfläche (210B) des Gehäuses (204) erfolgt die Beschichtung bei vertikaler Ausrichtung dieser Außenfläche (210B), wobei Beschichtungslinien (106) vertikal ausgerichtet aufgebracht werden, und/oder c. mindestens auf einer planen Außenfläche (210C) des Gehäuses (204) erfolgt die Beschichtung bei horizontaler Ausrichtung und nach oben weisender Orientierung dieser Außenfläche (210C).Coating station (10) according to one of the preceding claims, with the following further feature relating to the method for the implementation of which the coating station (10) is designed: a. At least on one flat outer surface (210A) of the housing (204) the coating takes place with vertical alignment of this outer surface (210A), with horizontal coating lines (106) preferably being applied one after the other from top to bottom, and / or b. The coating takes place on at least one flat outer surface (210B) of the housing (204) with vertical alignment of this outer surface (210B), with coating lines (106) being applied in a vertically aligned manner, and / or c. The coating takes place on at least one flat outer surface (210C) of the housing (204) with a horizontal orientation and an upward orientation of this outer surface (210C). Beschichtungsstation (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit dem folgenden weiteren Merkmal betreffend das Verfahren, zu dessen Durchführung die Beschichtungsstation (10) ausgebildet ist: a. das Beschichtungsmaterial (100) umfasst mindestens eine unter Strahlung, insbesondere unter UV-Strahlung, aushärtende Komponente und/oder b. das Beschichtungsmaterial (100) umfasst eine durch Polyaddition oder Polykondensation aushärtende Komponente und/oder c. das Beschichtungsmaterial (100) umfasst eine Komponente, die sowohl durch Polyaddition oder Polykondensation aushärtet als auch Strahlung zum Aushärten benötigt.Coating station (10) according to one of the preceding claims, with the following further feature relating to the method for the implementation of which the coating station (10) is designed: a. the coating material (100) comprises at least one component which cures under radiation, in particular under UV radiation, and / or b. the coating material (100) comprises a component which cures by polyaddition or polycondensation and / or c. the coating material (100) comprises a component which both cures by polyaddition or polycondensation and also requires radiation for curing. Beschichtungsstation (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit dem folgenden weiteren Merkmal betreffend das Verfahren, zu dessen Durchführung die Beschichtungsstation (10) ausgebildet ist: a. der Austrag erfolgt mittels eines Beschichtungsapplikators (20), der eine Düsenkammer (22) und eine sich daran stromabwärts anschließende Düsenöffnung (24) sowie einen verlagerbaren Stößel (26) aufweist, der periodisch entlang seiner Längsachse in die Düsenkammer (22) einrückt und dabei deren Inhalt als diskreten Einzeltropfen (102) durch die Düsenöffnung (24) drückt, vorzugsweise mit dem folgenden zusätzlichen Merkmale a. der Stößel (26) wird mit einer Frequenz zwischen 100 Hz bis 1000 Hz, vorzugsweise zwischen 200 Hz und 400 Hz bewegt.Coating station (10) according to one of the preceding claims, with the following further feature relating to the method for the implementation of which the coating station (10) is designed: a. the discharge takes place by means of a coating applicator (20), which has a nozzle chamber (22) and a nozzle opening (24) adjoining it downstream, as well as a displaceable plunger (26) which periodically engages along its longitudinal axis into the nozzle chamber (22) and thereby Pushes content as discrete individual droplets (102) through the nozzle opening (24), preferably with the following additional features a. the plunger (26) is moved at a frequency between 100 Hz and 1000 Hz, preferably between 200 Hz and 400 Hz. Beschichtungsstation (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit dem folgenden weiteren Merkmal betreffend das Verfahren, zu dessen Durchführung die Beschichtungsstation (10) ausgebildet ist: a. die Beschichtung erfolgt mit Einzeltropfen (102, 122), die ein Tropfenvolumen zwischen 0,2 mm3 und 1,0 mm3 aufweisen, und/oder b. die Beschichtungspunkte (104) weisen eine Maximaldicke zwischen 50 µm und 100 µm auf, wobei sie vorzugsweise derart überlappend angeordnet werden, dass sich eine mittlere Schichtdicke zwischen 60 µm und 120 µm ergibt, und/oder c. die Beschichtungspunkte (104) weisen einen Durchmesser zwischen 1 mm und 2 mm auf, und/oder d. die Beschichtung erfolgt durch eine Düsenöffnung (24) mit einem Düsendurchmesser zwischen 0,2 mm und 0,8 mm, vorzugsweise vom 0,5 mm, und/oder e. die Beschichtung erfolgt bei einem Abstand zwischen der Düsenöffnung (24) und der zu beschichtenden Außenfläche (210A, 210B, 210C) zwischen 3 mm und 8 mm, vorzugsweise zwischen 4 mm und 6 mm, und/oder f. die Zuführung des Beschichtungsmaterials (100) in die Düsenkammer (22) erfolgt mit einem Druck zwischen 3 bar und 5 bar, und/oder g. die Relativgeschwindigkeit zwischen Beschichtungsapplikator (20) und einer Außenfläche (210A, 210B, 210C) während der Ausbringung des Beschichtungsmaterials beträgt vorzugsweise zwischen 300 mm/sec und 700 mm/sec und/oder h. das Beschichtungsmaterial (100) wird vor dem Austrag auf eine Temperatur zwischen 35 °C und 45 °C erwärmt, vorzugsweise mittels einer im Beschichtungsapplikator (20) vorgesehenen Heizeinrichtung (30).Coating station (10) according to one of the preceding claims, with the following further feature relating to the method for the implementation of which the coating station (10) is designed: a. the coating is carried out with individual drops (102, 122) which have a drop volume between 0.2 mm 3 and 1.0 mm 3 , and / or b. the coating dots (104) have a maximum thickness between 50 μm and 100 μm, whereby they are preferably arranged in such an overlapping manner that an average layer thickness between 60 μm and 120 μm results, and / or c. the coating points (104) have a diameter between 1 mm and 2 mm, and / or d. the coating takes place through a nozzle opening (24) with a nozzle diameter between 0.2 mm and 0.8 mm, preferably 0.5 mm, and / or e. the coating takes place at a distance between the nozzle opening (24) and the outer surface (210A, 210B, 210C) to be coated between 3 mm and 8 mm, preferably between 4 mm and 6 mm, and / or f. the supply of the coating material (100 ) into the nozzle chamber (22) takes place at a pressure between 3 bar and 5 bar, and / or g. the relative speed between the coating applicator (20) and an outer surface (210A, 210B, 210C) during the application of the coating material is preferably between 300 mm / sec and 700 mm / sec and / or h. the coating material (100) is heated to a temperature between 35 ° C. and 45 ° C. prior to discharge, preferably by means of a heating device (30) provided in the coating applicator (20). Beschichtungsanlage (90) zur Aufbringung einer außenseitigen Isolationsschicht (110) auf dem Gehäuse (204) einer Batteriezelle (202) mit den folgenden Merkmalen: a. die Beschichtungsanlage (90) weist mindestens eine erste und eine zweite Beschichtungsstation (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 auf, und b. die Beschichtungsstationen (10) sind dafür ausgebildet, jeweils das folgende Verfahren durchzuführen: 1. die Beschichtung erfolgt mit einem flüssigen elektrisch isolierenden Beschichtungsmaterial (100), und 2. die Beschichtung erfolgt unter Verwendung eines Beschichtungsapplikators (20) durch Aufbringung diskret erzeugter Einzeltropfen (102) des Beschichtungsmaterials (100), die auf einer Außenfläche (210A, 210B, 210C) des vorzugsweise prismatischen Gehäuses (204) Beschichtungspunkte (104) bilden, und 3. die Beschichtungspunkte (104) werden mittels des Beschichtungsapplikators (20) sequentiell aneinander angrenzend oder überlappend aufgebracht, so dass sie gemeinsam Beschichtungslinien (106) bilden. c. die Beschichtungsstationen (10) sind für die Beschichtung unterschiedlicher Außenflächen (210A, 210B, 210C) derselben Gehäuse (204) ausgebildet sind, und d. die Beschichtungsanlage (90) weist ein Fördersystem (92) auf, welches zur Versorgung der Beschichtungsstationen (10) mit zu beschichtenden Gehäusen (204) und/oder zur Verlagerung eines zu beschichtenden Gehäuses (204) von der ersten Beschichtungsstation (10) zur zweiten Beschichtungsstation (10) ausgebildet ist.Coating system (90) for applying an outside insulation layer (110) to the housing (204) of a battery cell (202) having the following features: a. the coating system (90) has at least a first and a second coating station (10) after one of the Claims 1 to 5 on, and b. the coating stations (10) are designed to carry out the following process in each case: 1. the coating is carried out with a liquid, electrically insulating coating material (100), and 2. the coating is carried out using a coating applicator (20) by applying discretely generated individual drops (102 ) the coating material (100), which form coating points (104) on an outer surface (210A, 210B, 210C) of the preferably prismatic housing (204), and 3. the coating points (104) are sequentially adjacent or adjacent to one another by means of the coating applicator (20) applied overlapping, like this that they jointly form coating lines (106). c. the coating stations (10) are designed for coating different outer surfaces (210A, 210B, 210C) of the same housing (204), and d. the coating system (90) has a conveyor system (92) which is used to supply the coating stations (10) with housings (204) to be coated and / or to move a housing (204) to be coated from the first coating station (10) to the second coating station (10) is formed. Beschichtungsanlage (90) nach Anspruch 13 mit dem folgenden weiteren Merkmal: a. das Fördersystem (92) weist eine Mehrzahl von Werkstückhaltern (70) zur Befestigung der Gehäuse auf, insbesondere mit dem zusätzlichen Merkmal: b. das Fördersystem (92) weist einen drehbaren Rundtisch (98) auf, auf dem die Werkstückhalter (70) vorgesehen sind und/oder c. mindestens ein Werkstückhalter (70) ist als gegenüber mindestens einem anderen Werkstückhalter (70) oder dem Rundtisch (98) drehbarer Werkstückhalter ausgebildet.Coating system (90) after Claim 13 with the following additional characteristic: a. the conveyor system (92) has a plurality of workpiece holders (70) for fastening the housing, in particular with the additional feature: b. the conveyor system (92) has a rotatable rotary table (98) on which the workpiece holders (70) are provided and / or c. At least one workpiece holder (70) is designed as a workpiece holder that can be rotated with respect to at least one other workpiece holder (70) or the rotary table (98).
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