CN117642261A - 用于从输送的连续幅面中切割用于能量电池的片段的切割设备 - Google Patents

Abstract

一种用于从被输送到切割平面(I)内的中间空间(6)中的连续幅面(5)中切割用于能量电池的片段(7)的切割设备，该切割设备具有：切割旋转装置，该切割旋转装置通过驱动装置被驱动以围绕旋转轴进行旋转运动、布置在中间空间(6)的一侧上，该切割旋转装置具有至少一个从切割旋转装置(1)的边界面沿径向向外伸出的切割刀片(3)；和至少一个布置在中间空间(6)的另一侧上的反作用刀片(4)，其中切割刀片(3)和反作用刀片(4)各具有一个切割刃(8、9)，其特征在于，在切割旋转装置(1)的旋转运动过程中，在切割旋转装置(1)的旋转运动过程中，切割刀片(3)利用其切割刃(9)以点状接触(S)的方式与反作用刀片(4)的切割刃(8)相接触，并且在此以与反作用刀片的切割刃(8)成不等于零度角度的方式取向，其中在切割旋转装置(1)的旋转运动过程中，切割刀片(3)的切割刃(9)伴随着对连续幅面(5)的切割以点状接触(S)的方式在反作用刀片(4)的切割刃(8)处滑动。

Description

用于从输送的连续幅面中切割用于能量电池的片段的切割 设备

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分所述特征的用于从输送的连续幅面中切割用于能量电池的片段的切割设备。

背景技术

本发明意义下的能量电池或者还有蓄能器例如可用于机动车、其他陆地交通工具、船舶、飞机，或者也可用于固定的设施，如形式为蓄电池单格或燃料电池的光热太阳能发电器(Photovoltaikanlagen)，其中，需要在较长的时段内储存极其大量的能量。为此，这类能量电池具有由多个堆成堆垛的片段构成的结构。这些；片段分别由交替的阳极片和阴极片组成，所述阳极片和阴极片通过同样作为片段制造的隔板片彼此分开。片段在制造过程中被预切割，并且然后按预定的顺序彼此叠置成堆垛，并通过层压连接在一起。阳极片和阴极片在此首先从连续幅面上切割下来，并且然后分散地间隔开地分别放置在隔板材料的连续幅面上。然后，在第二步骤中使用切割设备将这一随后形成的“双层的”的连续幅面(该连续幅面由带有放置的阳极片或阴极片的隔板材料制成)再次切割成片段，其中所述片段在这种情况下双层地由隔板片(该隔板片带有布置在其上的阳极片或阴极片)形成。如果在生产技术上可行或有必要，也可以在切割前将带有放置的阳极片和阴极片的隔板材料的连续幅面彼此叠放，从而形成了具有隔板材料的第一连续层(该隔板材料的第一连续层带有放置在其上的阳极片或阴极片)和隔板材料的第二连续层(该隔板材料的第二连续层也带有放置在其上的阳极片或阴极片)的连续幅面。然后，通过切割设备将这种“四层的”连续幅面切割成片段，所述片段在这种情况下以四层的方式形成，其带有第一隔板片、阳极片、第二隔板片和放置在其上的阴极片。这种解决方案的优点在于可以节省一次切割。因此，本发明意义下的片段是隔板材料、阳极材料或阴极材料的单层的片段，或者也可以是上述结构的双层的或者甚至是四层的片段。

例如用于电动汽车的蓄电池单格的制造目前是在生产设施上进行的，该生产设施具有每分钟生产100至240个单室电解槽电池的效率。这些生产设施在部分区域内工作，或连续地以时钟驱动的不连续的运动(如来回运动)的方式工作，并且因此在生产效率方面是有限的。大部分已知的机器以单片-堆叠工艺(如“拾取和放置”)工作，其具有处理较慢的缺点。在这种情况下，无法进行电池成型的层压。

另一种已知的方案是带有连续不断的材料幅面和时钟驱动的工具(如用于改变间距的工具、分离刀片)的机器。

原则上，具有时钟驱动的运动的机器在效率方面有限。有质量的部件，如收容件(Aufnahmen)和工具，必须不断地加速和减速。这些过程在此决定了时间顺序，并且在此消耗大量能量。运动部件的质量不能随意减少。运动较快的部件往往需要承受较大的载荷，并且因此甚至变得更加昂贵和沉重。

为了降低蓄电池制造的生产成本，此外还必须提高机器的生产效率。高的生产效率的一个条件在此是能量电池堆的高生产率，所述能量电池由上述类型的多个彼此堆叠的片段构成。

为了达到极高的生产率，在此值得期望的是：连续不断地输送由片段的材料制成的连续幅面，并且然后在运行过程中通过切割设备从这些连续输送的连续幅面中切下片段。就阳极片和阴极片而言尤其是这种情况，所述阳极片和阴极片被切割，并且随后间隔开地放置在隔板材料的连续幅面上。

例如，从DE 102017216213 A1中公开了这样一种用于利用切割设备来生产能量电池的设备。在这里，切割设备以激光切割设备的形式来实现，该激光切割设备具有在滚筒的圆周上取向的激光，所述激光从在滚筒上引导的连续幅面中切割出片段。这种切割设备的缺点是切割过程需要非常精确地操控激光。如果激光束不能直接对准要切割的连续幅面，该激光束就会被相对于连续幅面固定的扫描器偏转(远程激光切割)。此外，扫描器包括反射镜和相关的电机，由于其动力有限，所述电机限制了切割过程的速度。

此外，从文献US 6,585,846 B1中还公开了一种设备，在该设备中，通过被驱动用于进行旋转运动的切割滚筒(该切割滚筒带有一个或多个切割刀片)和反作用滚筒(该反作用滚筒带有一个或多个反作用刀片)从连续幅面上切割出片段。切割滚筒和反作用滚筒以相反的旋转方向通过相同的转速被驱动，从而使得所述切割滚筒和反作用滚筒在侧表面的彼此对置的部段中相对于所输送的连续幅面的运动具有相同取向的且相同的圆周速度。切割刀片和反作用刀片的切割刃被布置成平行于切割滚筒和反作用滚筒的旋转轴线且垂直于环绕运动，并且引起对穿过切割滚筒和反作用滚筒之间的连续幅面进行垂直的线切割，以便切割出片段。

然而，这种解决方案的缺点是，切割滚筒和反作用滚筒的旋转运动必须非常精确地相互协调，并且尤其是在任何情况下都必须避免转速差异，因为否则的话就无法实现对连续幅面进行清洁的切割。此外，切割刀片和反作用刀片的切割刃在此在其整个长度上同时对连续幅面进行切割，为此相应地需要高的切割力。因此，可实现的切割宽度受到限制，并且切割刃的磨损加剧，而且切割质量下降。

此外，从文献WO 2019/092585 A2中还公开了一种设备，该设备具有两个被驱动用于进行相反取向的旋转运动的切割滚筒，所述切割滚筒各具有一切割刀片。切割滚筒如此布置，使得切割刃的通过切割刀片的切割刃所定义的切割圆不重叠，其中切割圆的距离应当为1至10微米。这两个切割滚筒的驱动旋转运动如此相互协调，使得切割刀片利用它们的切割刃同时地但以相互间1至10微米的预定距离切割所述连续幅面。切割刀片的切割刃在此也平行于切割滚筒的旋转轴线地取向并且因此也相互平行地取向，从而切割刃分别以线切割的方式在整个宽度上切割所述连续幅面。

这种解决方案的缺点是，切割滚筒的旋转运动在此也必须非常精确地相互协调，以便这两个切割刃以定义的取向彼此切割连续幅面，以实现清洁的切割。除了上述切割力大、切割宽度受限、磨损加剧和切割质量下降的缺点外，该设备附加地还以切割滚筒和在其上旋转的切割刃相互之间的定位非常精确为前提，以便不会低于所要求的距离，因为否则的话切割刃可能会发生碰撞。此外，切割圆的距离也不得大于1至10微米的预定距离，因为否则的话无法实现清洁的切割，因为切割刃分别相互形成切割所需的支座。

发明内容

在此背景下，本发明的任务是提供一种切割设备，该切割设备能够同时在所输送的连续幅面的高的运输速度的情况下实现从连续幅面中清洁、过程可靠地切割用于能量电池的片段。

为了解决该任务，建议了一种具有权利要求1所述特征的切割设备。本发明的其他优选的改进方案可从从属权利要求、说明书和相关附图中推断出。

根据本发明的基本构思，建议：在切割旋转装置、特别是切割滚筒的旋转运动过程中，切割刀片利用其切割刃以点状接触的方式与反作用刀片的切割刃相接触，并且在此以与反作用刀片的切割刃成不等于零度的角度的方式取向，其中在切割旋转装置、特别是切割滚筒的旋转运动过程中，切割刀片的切割刃伴随着以点状接触的方式切割连续幅面而在反作用刀片的切割刃处滑动。

因此，与在现有技术中已知的解决方案相比，本发明采用了一种原则上不同的方法来从连续幅面中切割出片段，其方式为：切割刀片有意地利用其切割刃与反作用刀片的切割刃接触，从而可靠地切断在它们中间输送的连续幅面。此外，所述切割刃如此地相互取向，使得在点状接触中以彼此成不等于零度的角度的方式取向，从而在切割旋转装置、特别是切割滚筒的旋转运动过程中，切割刀片以点状接触的方式在反作用刀片的切割刃处滑动并且在此切断连续幅面。因此，在切割过程中，连续幅面不是在其整个宽度上同时被切割，而是替代地在点状接触中被切割，在切割过程中，所述点状接触沿着切割刃的纵向方向的方向进行运动，并且由此在横向于其纵向延伸的连续切割中切断连续幅面。因此，可以在待切割的连续幅面的宽度不受限或至少明显更大的同时，以明显更小的切割力实现切割。点状接触点在此在弯曲的路径上运动，该弯曲的路径由触点横向于连续幅面沿反作用刀片的切割刃的运动与反作用刀片的在此进行的旋转运动(即圆弧运动)的组合得出。触点的运动通过切割刃以不等于零度角度的取向结合切割旋转装置(尤其是切割滚筒)的旋转运动、即切割刃彼此间的相对运动来实现。通过这种原则上与现有技术不同的切割过程，能实现对连续幅面的表面特别友好的切割，而且表面污垢极少。

反作用刀片不一定要由单独的部件组成，它也可以以反作用旋转体(特别是反作用滚筒)的相应造型的形式一体地集成到其中。此外，反作用刀片也可以是插入部的一部分，该插入部安装在反作用旋转体(尤其是反作用滚筒)的圆周处，并可以具有附加功能。对于反作用刀片的实现而言重要的是：仅仅在反作用旋转体(特别是反作用滚筒)处构造形式为锋利边缘的切割刃，切割旋转装置(特别是切割滚筒)的切割刀片利用其切割刃在所述形式为锋利边缘的切割刃处滑动。因此，反作用旋转体(尤其是反作用滚筒)的部段(在该部段处设置了切割刃)应理解为本发明意义下的反作用刀片，无论反作用刀片是作为单独的插入部实现，还是与反作用旋转体(尤其是反作用滚筒)构造为一体。

此外，不应当以纯数学意义的方式来理解点状接触这一特征。替代地，它应当意在表达这样一个事实，即在切割过程中，切割刀片和反作用刀片只在很短的部段内相互贴靠，该部段例如仅仅通过切割刀片和/或反作用刀片的弹性特性就已经被扩大到稍微更长的部段上。对于切割过程而言重要的仅仅是：切割刀片和反作用刀片在所述短的部段内相互抵靠，并且切割刀片和反作用刀片在切割过程中通过该接触部位的纵向运行的实施而相互滑动，并且在此通过剪切过程横向于其纵向延伸地切割连续幅面。

此外，还建议切割刃之间的角度最大为20度。通过所建议的角度范围，与具有平行切割刃的解决方案相比，可以显著降低产生的切割力，从而可以实现片段的特别干净的切割，并且可以减少刀片磨损。

此外，还建议：切割刃在延伸通过点状接触的切割平面中以不等于零度的第一角度彼此取向。除了上述有利的切割过程外，通过所建议的取向附加地还可对连续幅面的运输运动进行一定程度的补偿，即，在理想情况下，在运输运动过程中可实现对连续幅面的垂直切割。切割平面在此系指与反作用旋转体(尤其是反作用滚筒)的侧表面相切的平面，并且点状接触布置在该平面中。因为切割刃在点状接触中相互滑动，因此，切割平面的位置也会发生变化。但是，如果使用直切割刀片和反作用刀片，这种变化就对第一角度没有影响，因为无论触点的位置如何，第一角度由于直切割刃始终是相同的。如果使用了弯曲的切割刃，那么第一角度虽然会在切割过程和切割刃的滑动过程中发生变化，但其绝不应当等于零，因为否则的话就不再具有切割所需的剪切效果。在此也不可以数学意义的方式来理解点状接触。它应当只是为了表达这样一个事实，即切割刃只在非常短的部段内相互贴靠，所述部段在理想情况下是点状的。然而，因为切割刀片和反作用刀片根据其弹性特性总是会略微弯曲，因此，通过切割刀片和反作用刀片的切割刃相互贴靠，点状接触总是会增加为稍长的接触。

此外，还建议：切割刃垂直于切割平面地以不等于零度的第二角度彼此取向。通过切割刃的所建议的造型或取向，切割旋转装置(尤其是切割滚筒)的旋转运动以及由此产生的切割刃垂直于切割平面的运动可以至少在一定程度上得到补偿，即，切割刃尽管垂直于切割平面进行运动但不会失去其点接触。

此外，还建议：切割刀片和/或反作用刀片采用以有弹性的方式被安置。如上所述，连续幅面的切割是在切割刃的点接触中进行的。为了在任何情况下都不会失去所述接触，如此对切割刃及其切割圆设定尺寸和进行布置，使得它们在切割平面中至少略微重叠。这种重叠会导致切割刃的过压，从而在切割连续幅面时它们对彼此施加一定的压力。在极端情况下，这种过压可能导致刀片断裂或切割刃损坏。为了再次减少这种压力并且减小与此相关的损坏切割刃的可能性，切割刀片和/或反作用刀片都以有弹性的方式被安置，从而通过让切割刃可以稍微弯曲来减少切割刃的压紧力。

替代地或附加地，建议：切割刀片的切割刃和/或反作用刀片的切割刃具有凹形形状。已经发现：即使在切割刃是直的情况下，在切割过程中和触点沿切割刃运动的过程中，过压首先也会从零或十分小的数值增大到最大值，并且然后再次下降。通过切割刃的凹形造型至少可以部分补偿这种影响，并且因此减小切割刃的过压和切割刃的与此相关的损坏概率。

进一步建议：反作用刀片布置在贴靠面中，连续幅面和从连续幅面中切割下来的片段贴靠在所述贴靠面处，并且在贴靠面中在反作用刀片的那一侧处设有凹槽。通过在贴靠面中的凹槽，切割旋转装置(特别是切割滚筒)的切割刀片可以在反作用刀片的切割刃那一侧插入凹槽中，并且因此穿过切割平面插入连续幅面中或者连续幅面的端部和从中切割下来的片段之间的分离线中。此外，通过凹槽还提供了一个额外的空间，在切割过程中在该额外的空间中可以容纳连续幅面的已经切割下来的部分或切割下来的片段。因此，切割下来的片段不会再干扰其他切割过程。此外，切割下来的片段至少可以部分地容纳在其中，从而在该部段中更好地保护其免受进一步的外部影响。另一优点可视为在于，切割下来的片段的切割边缘和连续幅面的切割边缘局部地相互分开，并且因此例如可以相互分开地进行清洗。

凹槽在此优选具有一底面，相比于贴靠面的通过凹槽加深的部段，所述底面在贴靠面的纵向方向上的长度更大。由于以建议的方式设定凹槽的尺寸，切割下来的片段可以插入所述凹槽中，而不会使所述切割下来的片段利用其自由端面与反作用刀片的侧表面接触。由此可以减小切割下来的片段的受损可能性，并可实现友好的切割。此外，由此还能防止切割下来的端部因可能与反作用刀片接触而被切割粉尘污染。

此外，还可在反作用刀片的一侧处设置至少一个能够施加负压的压缩空气开口，从而将切割下来的片段吸住并保持在反作用刀片的一侧处，直至将其从所述反作用刀片上取下来以进行进一步加工。

压缩空气开口在此优选地可以布置在凹槽内，从而切割下来的片段会通过压缩空气管路被吸到凹槽壁处，特别是吸到凹槽的底面处，并且因此主动地从切割区中移出。

此外，还建议：反作用刀片布置在一个或多个反作用旋转体、特别是反作用滚筒处，该反作用旋转体被驱动相对于切割旋转装置、特别是切割滚筒(1)的旋转运动做相反取向的旋转运动。通过这种建议的改进方案，切割刀片和反作用刀片在通过切割平面时沿着输送的连续幅面的运动方向具有相同取向的运动。因为对于切割过程而言只有切割刀片的切割刃与反作用刀片的切割刃的相对运动起决定性作用，因此在连续幅面的运输速度较高的同时可以降低切割速度，从而在生产率较高的同时可以改善切割质量。

在此，通过分别驱动切割旋转装置(尤其是切割滚筒)和反作用旋转体(尤其是反作用滚筒)以切割刃的不同圆周速度进行旋转运动，可以非常简单地实现切割刃之间的相对速度。

此外，还建议：切割旋转装置(尤其是切割滚筒)和反作用旋转体(尤其是反作用滚筒)能够分别由彼此分开的驱动装置驱动。这种解决方案的优点可视为在于，可以通过下述方式控制切割刀片和反作用刀片的驱动运动：在切割过程中，所述切割刀片和反作用刀片在整个切割宽度上通过相同的力以点状接触的方式彼此贴靠。在此特别可以如此控制驱动装置，使得切割刀片以最大的力与反作用刀片接触，如此设定所述最大的力的大小，使得切割刀片和/或反作用刀片不会折断。

此外，还建议：在切割旋转装置(特别是切割滚筒)的切割刀片的区域内和/或在反作用刀片的区域内，设置有抽吸装置。通过该抽吸装置可抽吸在切割所述片段时释放出的切割颗粒。由于抽吸装置布置在切割刀片或反作用刀片的区域内，切割颗粒在此直接或尽可能靠近其形成位置地被抽吸。在此，在切割旋转装置(特别是切割滚筒)的旋转运动过程中产生的气流以及——如果反作用刀片布置在反作用旋转体(尤其是反作用滚筒)处的话——还有在反作用旋转体(尤其是反作用滚筒)的旋转运动过程中产生的气流，附加地用于辅助切割颗粒朝向抽吸装置的运动。

此外，还建议：设置一加热装置，通过该加热装置，切割刀片和/或反作用刀片至少能够在其切割刃的区域内被加热。由于所建议的加热装置和由此引起的对切割刃的加热，可通过热切割补充由点状接触引起的机械切割，由此可以实现清洁的切割。在此特别是可以减少断裂处(Ausbrüche)和毛刺形成，而且一般来说更小地损坏所述片段。此外，也可以减少切割颗粒的形成。在此如此设计加热装置，使得切割刃被加热到约600摄氏度的温度。由此，阳极材料、阴极材料或隔板材料至少在塑料组成部分的圆周上轻微熔化，并形成光滑的切割边缘。此外，还防止了片段的涂层的胶合的组成部分破裂。此外，通过切割刃的加热可减少片段在切割力的作用下的位移，其方式为：通过连续幅面的熔化辅助切割刃穿透连续幅面，并且减小了需要施加的机械的切割力。

附图说明

下面将参照附图借助于优选的实施方式对本发明进行说明。在此：

图1示出了根据本发明的切割设备，该切割设备带有切割滚筒形式的切割旋转装置和反作用滚筒形式的反作用旋转体；以及

图2示出了带有切割刀片和反作用刀片的切割设备的放大剖面；以及

图3以放大图示出了在超压情况下的切割滚筒和反作用滚筒的切割刃；以及

图4示出了切割刃在反作用滚筒的旋转角度上的超压情况；以及

图5示出了带有反作用滚筒和以有弹性的方式被安置的切割刀片的切割滚筒；以及

图6示出了带有凹槽的反作用滚筒的放大剖面；以及

图7示出了带有凹槽和后切部的反作用滚筒的放大剖面；以及

图8示出了根据第一实施例的反作用滚筒和接收滚筒；以及

图9示出了根据第二实施例的反作用滚筒和接收滚筒；以及

图10示出了带有反作用滚筒的切割滚筒，所述反作用滚筒带有凹槽；以及

图11示出了带有反作用滚筒的切割滚筒，所述反作用滚筒带有凹槽和布置在其内的压缩空气开口；以及

图12示出了带有反作用滚筒的切割滚筒，所述反作用滚筒带有凹槽和抽吸装置；以及

图13示出了带有反作用滚筒的切割滚筒，所述反作用滚筒带有凹槽和摆转元件；以及

图14示出了带有接收滚筒和处于第一位置中的摆转元件的反作用滚筒；以及

图15示出了带有接收滚筒和处于第二位置中的摆转元件的反作用滚筒；以及

图16示出了切割滚筒的切割刀片与反作用滚筒的反作用刀片在圆周方向上的放大图；以及

图17示出了切割滚筒的切割刀片与反作用滚筒的反作用刀片垂直于圆周方向的放大图。

具体实施方式

在图1和图2中可看出根据本发明的切割设备，该切割设备具有沿箭头方向逆时针被驱动的形式为切割滚筒1的切割旋转装置和形式为沿箭头方向顺时针被驱动的反作用滚筒2的反作用旋转体。切割滚筒1和反作用滚筒2以这样的方式布置，即在切割滚筒1的侧表面12和反作用滚筒2的侧表面14之间存在一个中间空间6，将待切割材料的连续幅面5输送到所述中间空间6内。连续幅面5可以由具有阴极材料或阳极材料或者具有用于能量电池的隔板材料的幅面形成，这一点如在说明书引言中所介绍的那样。此外，连续幅面5也可以由多层的复合幅面构成，所述复合幅面由隔板材料和置于其上的片段构成，所述片段由阳极材料或阴极材料构成，其中阳极材料或阴极材料的片段可以在前一步骤中通过相同的切割设备从连续幅面上切割下来。

连续幅面5贴靠在由反作用滚筒2的侧表面14形成的贴靠面19处，并通过反作用滚筒2的旋转运动被输送到中间空间6内。在此，连续幅面5可仅通过幅面张力或者附加地或替代地也可通过负压装置保持在反作用滚筒2处。

带有切割刃9的沿径向伸出的切割刀片3布置在切割滚筒1处，其中相对于旋转方向在切割刀片3的上游在切割滚筒1的侧表面12中设有凹槽13，以在切割刀片3处形成单侧的自由空间。由于其沿径向伸出的布置，切割刀片3在其布置在上游的一侧具有自由的切割刃9，该切割刃与切割滚筒1的基本体的距离通过凹槽13还被增大。

反作用刀片4设置在反作用滚筒2处，所述反作用刀片被如此布置，使得其径向外表面布置在与侧表面14或贴靠面19相同的半径上。因此，反作用刀片4与侧表面14和贴靠面19形成连续的、平稳的外表面，连续幅面5在径向外部贴靠在该外表面处。此外，相对于反作用滚筒2的旋转方向，在反作用刀片4的下游在贴靠面19中设置了凹槽10，从而反作用刀片4在其布置在下游的那一侧处具有自由的切割刃8。反作用刀片4可以设计成独立于反作用滚筒2的单独部件，以便在磨损或破损后可以对其进行更换。不过，反作用刀片4也可以与反作用滚筒2构造为一体，方式为：反作用滚筒2在其侧表面14处成型为切割刃8。切割刃8在此也可以是反作用滚筒的插入部的一部分，其已经具有凹槽10并且还可以实现附加的功能。换言之，除了形成切割刃8之外，反作用刀片4还可以具有附加的造型，以实现附加的功能。

在所述的实施例中，在切割滚筒1和反作用滚筒2处分别示出了一个切割刀片3和一个反作用刀片4，但由此并不排除在切割滚筒1和反作用滚筒2处也具有多个分布布置在圆周上的切割刀片3和反作用刀片4的可能性。相反，甚至可能有意义的是：设置多个在切割滚筒1和反作用滚筒2的圆周上均匀分布布置的切割刀片3和反作用刀片4，如果由此为了切割具有预定长度的片段7可以实现更有利的切割条件的话。例如，如果要切割长度为100毫米的片段7，则如此布置反作用刀片4，使得其将反作用滚筒2的侧表面14分成分别具有100毫米的圆弧长度的圆周部段。反作用刀片4的数量在此与所输送的连续幅面5的运输速度和反作用滚筒2的转速相匹配。

切割滚筒1和反作用滚筒2被驱动以进行相反取向的旋转运动，从而它们利用其侧表面12和14在通过中间空间6时执行相同取向的运动，该相同取向的运动与在反作用滚筒2上输送的连续幅面5的方向相对应。切割滚筒1和反作用滚筒2在此分别被驱动以不同的圆周速度进行旋转运动，从而切割刀片3和反作用刀片4在通过中间空间6时就会彼此做相对运动。这优选通过下述方式来实现：切割滚筒1和反作用滚筒2以相同的转速被驱动，并且旋转的切割刃8和9的切割圆具有不同的直径。带有切割刀片3的切割刃9的切割滚筒1在此具有比反作用滚筒2的反作用刀片4的切割刃8大的切割直径，从而使得切割刀片3的切割刃9的圆周速度大于反作用刀片4的切割刃8的圆周速度。由于转速相同且切割圆的直径不同，切割刃8和9在相应同步的运动中每转一圈都会彼此相遇一次，并且在此完成对连续幅面5的切割运动，下文还将对该切割运动进行详细说明。

切割刀片3如此布置在切割滚筒1处，使得反作用刀片4的切割刃8在穿过中间空间6时与切割刀片3的切割刃9形成点状接触。为此，切割滚筒1的切割刀片3的切割刃9在切割平面I(该切割平面与切割刃8的运动相切地穿过所述点状接触S)中以不等于零度的角度α(优选以0至20度的度角α)相对于反作用刀片4的切割刃8取向，如也可在图17中看出的那样。因为切割刃8和9由于切割刀片3和/或反作用刀片4的弹性特性而至少略有弯曲，因此切割刃8和9并不以数学上的点状接触S相互抵靠。相反，由于切割刃8和9的柔韧性，点状接触S稍有延长。

此外，切割刀片3的切割刃9相对于反作用刀片4的切割刃8如此取向，使得其在切割平面II中以不等于零度的第二角度β延伸，该切割平面II延伸穿过点状接触S并垂直于切割刃8的运动，即垂直于切割平面I，如也可在图16中看出的那样。

反作用刀片8的切割刃8平行于反作用滚筒4的旋转轴线地取向，并且垂直于保持在反作用滚筒4上的连续幅面5的纵向方向地取向，并且因此也垂直于反作用滚筒4的侧表面14的圆周运动和连续幅面5的输送运动地取向。

由于切割刀片3的切割刃9相对于反作用刀片4的切割刃8的倾斜位置，切割刀片3利用切割刃9与反作用刀片4的切割刃8形成点状接触，并且在此切断贴靠在其处的连续幅面5。由于反作用滚筒2的反作用刀片4的切割刃8以低于切割滚筒1的切割刀片3的切割刃9的圆周速度运动，切割刀片3的切割刃9的点状接触S沿着反作用刀片4的切割刃8的纵向方向滑动，并且在此以与反作用刀片4的切割刃8的几何形状相对应的切割线切断连续幅面8。反作用滚筒2的反作用刀片4垂直于连续幅面5的纵向方向取向，从而通过切割从连续幅面5上切下具有垂直切割边缘的片段7。根据剪切原理，所述切割在此在横向于连续幅面5的纵向延伸的连续切割中进行，由此可以实现片段7的非常干净和形状精确的切割边缘。

切割刃9在切割平面I中相对于切割刃8的倾斜位置，加上切割刃8和9因圆周速度不同而产生的彼此相对运动，使得切割刀片3的切割刃9以点状接触S的方式在反作用刀片4的切割刃8处侧向滑动。另外，通过切割刃9在切割平面II中的倾斜位置还能够在补偿因反作用刀片4的切割刃8的圆周运动造成的切割刃8与切割滚筒1之间的距离减少的情况下实现所述滑动。在此设置在反作用刀片4下游的凹槽10可以实现：切割滚筒1的切割刀片3在反作用刀片4下游的切割运动中可以沿径向向内插入，穿过反作用滚筒2的侧表面14的假想的延长部。因此引起了对连续幅面5的垂直切割，该垂直切割通过在空间中在弯曲的切割线上延伸的切割点S实现，其中切割线通过横向于连续幅面5的运动和在圆弧部段上的运动的组合来实现。切割运动的圆弧部段与反作用滚筒2的旋转角度相对应，从连续幅面5的第一切割触点开始直至连续幅面5的完全切割。通过插入片段7的切下的端部，切下的片段7的切割边缘和仍贴靠在反作用刀片2处的连续幅面5的端部的切割边缘在空间上相互分离，由此可以实现：通过抽吸更有针对性地对切割面进行清洁。此外，粘附在反作用刀片4上的切割粉尘不会在片段7的材料边缘处被擦掉，并且切割刀片3和反作用刀片4的刀片清洁可以在最大距离内进行，优选在反作用滚筒2和切割滚筒3旋转180度的位置处进行，而不会污染连续幅面5。

由于两个切割刃8和9在切割运动过程中以点状接触S的方式贴靠在彼此处，连续幅面5的一部分仍然还越过切割线连接在一起，直到完全切割。此外，在切割完成后，连续幅面5利用其自由端部贴靠在反作用刀片4的外侧处，该反作用刀片的外侧平稳地转入到反作用滚筒2的侧表面14中。连续幅面5的所述自由端部于是形成了随后被切割的片段7的第二端部。

在这里，片段7的切割通过反作用刀片4的垂直于连续幅面5且平行于反作用滚筒2的旋转轴线而取向的切割刃8来实现，就此而言这样做的优点在于：首先，可以实现对连续幅面5的垂直切割；并且其次，贴靠在侧表面14处的连续幅面5不会围绕其纵轴线扭转。不过，也可以设想的是：将反作用刀片4的切割刃8布置成相对于与侧表面14相切或垂直相交的平面与反作用滚筒2的旋转轴线成一定角度，只要切割需要这样或切割由此而得到进一步改善。

在图17中以从上方的视向看可以看出切割刃8和9在沿切割平面I的剖面中的几何形状。切割刃8和9以约2至5度的第一角度α相互取向，并且由此在随后的环绕运动中以点状接触S的形式彼此接触。在图16中可以看出第二角度β，该第二角度在此也是约2至5度。由此，切割刃8和9首先在一侧以点状接触S的形式彼此接触。在切割滚筒1和反作用滚筒4的进一步环绕运动中，切割刀片3的切割刃9在反作用刀片4的切割刃8处滑动，并且在此对连续幅面5进行切割运动，其中通过第二角度β补偿切割刃8和9的在此变化的距离。

切割滚筒1和反作用滚筒2的旋转运动如此地相互协调，使得所述两个切割刃8和9在按照上述进程的环绕过程中以点状接触的方式彼此接触，并且切割连续幅面5。切割过程绝对需要接触，因为否则的话剪切运动就会中断或无法清洁地进行，从而会使片段7的切割质量变坏。为了不让这种接触消失，结合切割刃8和9的取向和布置如此地设计切割滚筒1和反作用滚筒2的运动，使得切割刀片3利用超压与反作用刀片4的切割刃8接触，如在图3中可以看出的那样。由此，切割刀片3对反作用刀片4施加压力，反之亦然。如图3中所示，超压自然不会导致反作用刀片4利用其切割刃8穿入到切割刀片3的切割刃9中。图示只是为了更清楚地说明过压/>的原理。相反，切割刀片3和或反作用刀片4利用其弹性特性被稍稍压开，由此另外也稍稍延长了点状接触S。在图4中可以看出就100毫米的连续幅面的切割宽度s而言，过压/>关于反作用滚筒4的旋转角度ε的曲线。此外，还可以看到过压/>相对于连续幅面5的切割宽度的情况。图中的旋转角度ε＝0度对应于切割运动的开始。过压/>在切割运动开始时以凸曲线上升至最大值，并且然后再次急剧下降。

过压导致切割刀片3和反作用刀片4发生弹性运动，并且如果在此局部地超过塑性变形极限，则在极端情况下可能会导致刀片断裂或其中一个切割刃8或9损坏。为了消除这种影响，切割刃8和9或者甚至仅仅其中一个切割刃8或9可以略微凹形地、即向内弯曲，其中凹形的形状理想地与测量到的凸形过压/>的凹模(Negativform)相对应。通过切割刃8或9的这种凹形形状可以减小过压/>的最大值，并且在理想情况下，可以在切割过程中不失去切割刃8和9的接触的情况下将其平衡。因此，可以减小作用到切割刃8和9上的力，并且因此可以降低切割刀片3和反作用刀片4的损坏概率。此外，切割刀片3和反作用刀片4或其切割刃8和9的断裂也可以通过使用用于切割刀片3和反作用刀片4的弹性材料来避免，从而它们可以至少轻微地弯曲。

在图5中可以看出本发明的一种实施方式，在该实施方式中在反作用刀片4处在反作用滚筒2的旋转运动的上游，分别布置一凹槽10，从而反作用刀片4的自由切割刃8就布置在反作用刀片4的布置于上游的那一侧处。切割滚筒1的切割刀片3在此如此布置，使得其自由切割刃9布置在切割滚筒1的旋转方向的下游。切割过程在此以下述方式进行：带有切割刀片3和布置在其处的切割刃9的切割滚筒1以比反作用滚筒2的反作用刀片4更高的圆周速度被驱动，从而切割刀片3以其切割刃9在相应的反作用刀片4的切割刃8处滑动，并根据上述原理切割连续幅面5。此外，切割滚筒1的切割刀片3通过弹簧15有弹性地被安置，从而通过使切割刀片3能够执行偏转运动减小了作用在切割刃8和9之间的切割力。由此可以使用较硬的切割刀片3，而不会增加形式为刀片断裂的破损可能性。通过切割刀片3的弹性安置可以降低切割刃8和9的上述过压而不会使所述切割刃8和9失去它们的接触。其实，通过弹簧15的预定的弹力及其布置提供了进一步的设计参数，以便影响切割过程。如果切割滚筒3和反作用滚筒4由不同的驱动装置彼此独立地驱动，那么也可行的是：根据有效的切割力控制切割滚筒3和反作用滚筒4的驱动运动。由此可以防止超过预定的切割力，并且可以防止由此引起的可能的刀片断裂。切割刃8和9的不同圆周速度在此通过切割刃8和9的不同的切割圆直径和相同的转速来实现。如果切割滚筒1和反作用滚筒2通过不同的驱动装置驱动，即通过单个驱动器驱动，也可以设想以不同且单独的方式控制切割滚筒1和反作用滚筒2的转速，并且由此附加地在切割过程中控制或引起切割刃8和9的相对速度。特别是可以由此如此地控制切割刃8和9的过压/>从而减小切割刃8和9的负荷并且避免可能的刀片断裂。

在图6中示出了图1和图2中所示的实施例的反作用滚筒2和反作用刀片4的放大剖面。贴靠面19中的凹槽10如此成型，使得其底面17在反作用滚筒2的圆周方向上具有的长度21大于贴靠面19的通过凹槽10在径向外部被中断的部段20的长度。因此使得从连续幅面5上切下的片段7可以从所示的上部位置插入到凹槽10中，而在此不会通过其自由端面18接触或蹭到反作用刀片4的侧表面。由此降低了片段7受损的可能性，并使片段7能够被轻柔地切割。此外，由此还可避免通过切割颗粒污染被切割的片段。

在图7中，在反作用刀片4处附加地设置了将凹槽10扩大到反作用刀片4中的后切部16，通过该后切部可以进一步增大被分开的片段7的自由端面18和反作用刀片4的侧表面之间的自由空间，以避免在插入凹槽10时片段7与反作用刀片4的接触。

在图8和图9中可以看出分别在两种不同实施方式中的反作用滚筒2与接收滚筒22，其分别带有在反作用滚筒2上的片段7和被接收滚筒22接收的片段7。在图8的实施例中，凹槽10根据图5的实施例相对于反作用滚筒2的旋转运动布置在反作用刀片4上游，从而使得反作用刀片4上游到接收滚筒22的距离A增加，以用于从接收滚筒中接收片段7。

在图9中，凹槽10根据图1和图2的实施例相对于反作用滚筒2的旋转运动布置在反作用刀片4的下游。如已经在上面所描述的那样，由于连续幅面5已被切割，片段7的端部贴靠在反作用滚筒2的反作用刀片4的外表面处，并从该端部开始被接收滚筒22接收。基于这种布置为了接收片段7而在反作用刀片4的外表面(片段7的端部贴靠在该外表面处)与接收滚筒22之间产生了明显更小的有待克服的距离A，由此使得片段7的接收本身过程更加可靠且更简单。由于这种较小的距离A，尤其能够更可复现地且更准确地在接收滚筒22上保持所述片段7的预定的存放位置。

如在图10中可以看出的那样，在切割刀片3和反作用刀片4之间切割连续幅面5引起：连续幅面5首先在一侧(在此为前侧)被切断，并且因此与已切割的部段一起短暂地自由悬挂在空中。由此存在下述风险：切割滚筒1的切割刀片3或反作用滚筒2的切割刀片4不受控制地与所述自由悬挂的部段发生碰撞，并且由此损坏该部段。为了避免这一缺点，根据图11的实施例，在凹槽10的底面17中设置了多个可以用施加负压的压缩空气开口11，这些压缩空气开口将连续幅面5或片段7的已切割的部段抽吸到所述底面17处，并且因此主动将其从切割区移开。由此能防止片段7的切下的部段与切割滚筒1的插入到凹槽10内的切割刀片3相接触。在此可以全部同时对压缩空气开口11施加负压。不过，也可设想的是：按时间顺序受控地对压缩空气开口11施加负压。因此，例如可以如此地对压缩空气开口11施加负压，使得根据连续幅面5的切割过程对压缩空气开口11施加负压，其方式为：首先对布置在连续幅面5的最先被切断的边缘处的压缩空气开口11施加负压，并且而后在时间上错开地依次对其他压缩空气开口11施加负压。因此，压缩空气开口11从一个边缘开始，一个接一个地跟随在侧向运动的切割点S被施加压缩空气，从而只有连续幅面5或片段7的已经切下的部段被施加负压并被抽吸到凹槽10的底面17处。由此可以防止连续幅面5在切割前被施加的负压以不受控制的方式撕破。

如在图12中可以看出的那样，附加地还可以设置一抽吸装置23，该抽吸装置对通过切割连续幅面5而产生的切割粉尘进行抽吸。设置在凹槽10中的压缩空气开口11在此也可用于抽吸切割粉尘。抽吸装置23可以包括多个或单独地设置在标记部位处的抽吸开口，所述抽吸开口此外可以如此定位，使得由切割滚筒1和反作用滚筒2的旋转运动产生的气流辅助将切割粉尘朝向抽吸开口的运输。抽吸装置23与切割滚筒1或反作用滚筒2一起移动，并且然后通过切割部位与固定的抽吸装置23相连。也可以设想的是：只设置一个固定的抽吸装置23，该抽吸装置而后如此指向，使得其局部地从切割设备的定义的切割部位抽吸所产生的切割粉尘，其中切割滚筒1和反作用滚筒2的旋转运动可以再次具有用于将切割粉尘输送到抽吸装置23的额外的输送效果。

在图13中可以看出一种进一步改进的实施例，在该实施例中在凹槽10中附加地设置了一摆转元件24。摆转元件24在其远离反作用刀片4的端部处以围绕平行于反作用滚筒2的旋转轴线取向的摆转轴线能够摆转的方式安置，并且利用其可自由摆转的端部伸入到凹槽10中。在切割过程中，摆转元件24摆转到凹槽10中，从而使得切割边缘以上述优点分开，并且可以根据上述顺序进行切割过程。然后，在反作用滚筒2继续环绕时，直至到达在图14中所示的转移部位，摆转元件24才相对于反作用滚筒2围绕平行于反作用滚筒2的旋转轴线取向的摆转轴线利用其自由端部径向向外地摆转。由此，能够以具有上述优点的方式减小为了从接收滚筒22上接收所述片段7而有待克服的距离A。因此，如在图15中可以看出的那样，优点也可以通过设置在接收滚筒22处的摆转元件24来实现。

切割刀片3和反作用刀片4的切割刃8和9可以通过单独的加热装置或者也可以通过中心的加热装置加热到约600摄氏度的温度，由此可以进一步改善切割质量。不过，也可以设想：根据待切割的片段7的材料，将切割刃8和9加热到较低的温度，如果这对切割是必要的或足够的话。在任何情况下，通过上述切割刃8和9的滑动与切割刃的加热相结合的机械切割方式，都可以实现片段7的改进的热机械切割。

Claims (17)

1.一种用于从被输送到切割平面(I)内的中间空间(6)中的连续幅面(5)中切割用于能量电池的片段(7)的切割设备，该切割设备具有：

-切割旋转装置，该切割旋转装置通过驱动装置被驱动以围绕旋转轴进行旋转运动、布置在中间空间(6)的一侧上，该切割旋转装置具有至少一个从切割旋转装置的边界面沿径向向外伸出的切割刀片(3)，特别是切割滚筒(1)，该切割滚筒具有至少一个从切割滚筒(1)的侧表面沿径向向外伸出的切割刀片(3)；和

-至少一个布置在中间空间(6)的另一侧上的反作用刀片(4)，其中

-切割刀片(3)和反作用刀片(4)各具有一个切割刃(8、9)，

其特征在于，

-在切割旋转装置、特别是切割滚筒(1)的旋转运动过程中，切割刀片(3)利用其切割刃(9)以点状接触(S)的方式与反作用刀片(4)的切割刃(8)相接触，并且在此以与反作用刀片的切割刃(8)成不等于零度角度的方式取向，其中

-在切割旋转装置、特别是切割滚筒(1)的旋转运动过程中，切割刀片(3)的切割刃(9)伴随着对连续幅面(5)的切割以点状接触(S)的方式在反作用刀片(4)的切割刃(8)处滑动。

2.根据权利要求1的切割设备，其特征在于，

-所述角度最大为20度。

3.根据前述权利要求中任一项所述的切割设备，其特征在于，

-切割刃(8、9)在延伸通过点状接触的切割平面(I)中以不等于零度的第一角度(α)彼此取向。

4.根据前述权利要求中任一项所述的切割设备，其特征在于，

-切割刃(8、9)垂直于切割平面(I)地以不等于零度的第二角度(β)彼此取向。

5.根据前述权利要求中任一项所述的切割设备，其特征在于，

-切割刀片(3)和/或反作用刀片(4)以有弹性的方式被安置。

6.根据前述权利要求中任一项所述的切割设备，其特征在于，

-切割刀片(3)的切割刃(9)和/或反作用刀片(4)的切割刃(8)具有凹形形状。

7.根据前述权利要求中任一项所述的切割设备，其特征在于，

-反作用刀片(4)布置在贴靠面(19)中，连续幅面(5)和从连续幅面(5)中切割下来的片段(7)贴靠在所述贴靠面处，并且在贴靠面(19)中在反作用刀片(4)那一侧处设有凹槽(10)。

8.根据权利要求7所述的切割设备，其特征在于，

-凹槽(10)具有底面(17)，相比于贴靠面(19)的通过凹槽(10)加深的部段(20)，所述底面在贴靠面(19)的纵向方向上的长度(21)更大。

9.根据前述权利要求中任一项所述的切割设备，其特征在于，

-在反作用刀片(4)的一侧处设置了至少一个能够施加负压的压缩空气开口(11)。

10.根据权利要求7或8中任一项并且根据权利要求9所述的切割设备，其特征在于，

-压缩空气开口(11)布置在凹槽(10)内。

11.根据权利要求10所述的切割设备，其特征在于，

-在凹槽内，多个压缩空气开口(11)以成排布置的方式布置成与反作用刀片(4)的切割刃(8)平行。

12.根据权利要求11所述的切割设备，其特征在于，

-在点状接触(S)之后按顺序在时间上错开地对压缩空气开口(11)施加负压。

13.根据前述权利要求中任一项所述的切割设备，其特征在于，

-反作用刀片(4)布置在反作用旋转体、特别是反作用滚筒(2)处，该反作用旋转体被驱动相对于切割旋转装置、特别是切割滚筒(1)的旋转运动做相反取向的旋转运动。

14.根据权利要求13所述的切割设备，其特征在于，

-切割旋转装置、特别是切割滚筒(1)和反作用旋转体、特别是反作用滚筒(2)分别被驱动以切割刃(8、9)的不同圆周速度进行旋转运动。

15.根据权利要求13或14所述的切割设备，其特征在于，

切割旋转装置、特别是切割滚筒(1)和反作用旋转体、特别是反作用滚筒(2)能够分别由彼此分开的驱动装置驱动。

16.根据前述权利要求中任一项所述的切割设备，其特征在于，

-在切割旋转装置、特别是切割滚筒(1)的切割刀片(3)的区域内和/或在反作用刀片(4)的区域内，设置有抽吸装置(23)。

17.根据前述权利要求中任一项所述的切割设备，其特征在于，

-设置了加热装置，通过该加热装置，切割刀片(3)和/或反作用刀片(4)至少能够在其切割刃(8、9)的区域内被加热。